EARTHQUAKES STUDIES in CLASSROOM

SEISMO-BOX: DO IT YOURSELF
Franais    Espaol      English

Franois Tilquin1 and Francesca Cifelli2

1Lyce marie Curie, Echirolles, France

2Universit degli Studi Roma TRE, Italy


PRESENTACIN KIT Y SOFTWARE

El Committee on Education (CoE) de la European Geosciences Union (EGU) promueve la planificacin y coordinacin de las actividades de formacin de los proferores, incluyendo en su programa general el workshop GIFT (Geosciences Information for Teachers), destinado a los profesores de Ciencias y articulado en seminarios y actividades de laboratorio (http://www.egu.eu/outreach/gift/).

 

Entre las actividades de laboratorio propuestas, el Kit de Educacin The Seismo-box: do it yourself es, sin duda, la que ha tenido un mayor xito entre los profesores de Ciencias.

El creador de esta curiosa 'caja ssmica' es un profesor francs, Francois Tilquin, profesor de Ciencias ahora retirado, que fue recientemente nombrado 'embajador de Educacin' de la European Geosciences Union (EGU). Este kit tambin se utiliza en las escuelas italianas a travs del proyecto LS-OSA en el que participan el Ministerio de Educacin (MIUR) y la Universidad de Roma Tre (coordinado por Francesca Cifelli). El proyecto LS-OSA est dedicado a promover la ciencia en la escuela, y tiene como objetivo principal el desarrollo de laboratorios experimentales y actividades prcticas en las escuelas como una herramienta para desarrollar las habilidades de los estudiantes.

 

El kit SEISMO-BOX: DO IT YOURSELF contiene una serie de equipos y elementos para ser montado con el fin de obtener el aparato para la realizacin de los experimentos. Para instalar el software SISMO-LOGIC se puede utilizar el link  http://sismobox.com . La primera vez que se instala el software, ste se instala automticamente en una carpeta nueva llamada Tilquin (c: / Tilquin). Una vez que todo est instalado, se podr cambiar el nombre de esta carpeta.

 

GUA PRCTICA PARA HACER EXPERIMENTOS

Los experimentos que se proponen en el Kit de Educacin 'Seismo-box: do it yourself' son de dos tipos. Una primera serie de experimentos se dedica a la comprensin fsica del terremoto o sismo.

Las experiencias propuestas en relacin a esta primera serie de experimentos son, por ejemplo: el origen de los terremotos (como el registro de las ondas ssmicas producidas por la rotura de una roca), la construccin de un sismmetro, la medida de las ondas ssmicas, el fenmeno stick-slip (la energa acumulada durante el movimiento ssmico y el tiempo de ocurrencia de un terremoto). El segundo grupo de experimentos se dedica a los efectos de un terremoto en funcin del tipo de construcciones o edificios y el terreno sobre el que stos se asientan. En particular, se ilustra la resonancia en edificios de diferentes alturas, ya que el efecto del terremoto vara dependiendo del tipo de edificio, el fenmeno de la licuefaccin de suelos, la respuesta ssmica local en funcin del tipo de suelo de fundacin (efecto de sitio).

 

Cada experimento se acompaa de informacin sobre el material requerido y el procedimiento a seguir, y una parte que explica el fenmeno fsico que se quiere observar. Para aquellos que deseen explorar el potencial del kit puede consultar la siguiente pgina web http://sismobox.com  o contactar con  Francois Tilquin (francois.tilquin.38@gmail.com) y Francesca Cifelli (francesca.cifelli@uniroma3.it).

 

1. FAMILIARZAMOS CON LOS TERREMOTOS!

 

1A. Construimos un sismmetro

 

Principios bsicos

El terremoto o sismo es un temblor de la superficie libre de la Tierra generado por una discontinuidad del campo elstico localizada en un volumen de la corteza terrestre en un momento dado. Dicha discontinuidad se asocia con la formacin de una nueva superficie denominada "fractura"; la energa liberada por estas fracturas durante un sismo se propaga por la superficie de la Tierra en forma de ondas elsticas y movimiento. Las herramientas que registran este movimiento son los sismmetros. Un sismmetro es un aparato electro-mecnico adaptado para medir en el dominio de tiempo el desplazamiento, la velocidad o la aceleracin de un punto de la Tierra. El sistema consta de un sistema de resorte-masa magntica, oscilando en una bobina que consta de un nmero n de vueltas.

Si el movimiento del terreno en el que se apoya el sismmetro es lo suficientemente rpido, la masa permanecer estacionaria, proporcionando un punto de referencia fijo en el espacio con relacin al que se pueden medir los desplazamientos generados por el movimiento de la Tierra. El movimiento de la masa magntica (movimiento relativo) en la bobina genera una corriente en sus espiras (corriente inducida); esta corriente se puede detectar en los extremos de la bobina.

Este fenmeno se conoce como induccin electromagntica. Los sismmetros son de dos tipos, dependiendo del movimiento relativo de la masa magntica: si el movimiento es vertical el sismmetro se define como vertical y la seal proporcionada describe la dinmica de la componente vertical del movimiento del suelo. Si el movimiento de la masa es horizontal, el sismmetro es horizontal y la seal proporcionada describe la dinmica de la componente horizontal del movimiento del suelo. El curso temporal del movimiento del suelo describe el sismograma.

 

Objetivo de la experiencia

Entender un sismmetro y cmo registra las ondas ssmicas.

 

Qu es lo que tomamos de la caja?

El kit contiene todas las piezas necesarias para la construccin de un sismmetro. Para realizar el experimento se utiliza (los nmeros se refieren a la Fig. 1):

1-2) soportes del sismmetro que deben ser fijados con los tornillos suministrados;

3) apoyo para la fijacin de la bobina;

4) recipiente para el agua que sirve como un sistema de amortiguamiento del movimiento (en el kit es el frasco que contiene los componentes del sismmetro);

5) tubo de plstico perforado que se fija en el soporte 1;

6) tarjeta de sonido externa (no es necesario si est utilizando una computadora de escritorio y no un ordenador porttil)

7) vara de madera que se fija en el tubo de plstico;

8) Masa que se une con el imn

9) cintas elsticas

10) imanes

11) bobina;

12) tornillo para ser aplicado a los imanes;

13) arandela de plstico que debe aplicarse a 12);

14) cinta elstica que sujetar el sistema de masa magntica-resorte

Fig. 1 Componentes usados en el experimento.

 

Experimento

Se prepara el equipo como se muestra en la Fig. 2. Durante la preparacin recuerde:

-       asegurar el apoyo del sismmetro sobre la mesa con cinta adhesiva para sujetarlo.

-       Centrar los imanes con respecto a la bobina de tal manera que stos queden en medio de la bobina. Para hacerlo, enrollar o desenrollar la cinta elstica (14) alrededor de la vara de madera (Fig. 2e.) con el fin de obtener la altura correcta

-       centrar el imn con respecto al dimetro interior de la bobina, de modo que se puede mover verticalmente sin obstculos;

-       Conectar la bobina a la tarjeta de sonido externa (la primera vez que utilice la tarjeta de sonido externa tiene que instalarla previamente en su ordenador) y la tarjeta al ordenador (Fig. 2i.);

-       Abrir en el men emergente de SISMO-LOGIC Audacity for speed wave (Fig. 3).

 

El experimento consiste en iniciar la grabacin (figura 4) golpeando la mesa con el puo (Fig. 5) y observar la pista de grabacin que se produce (Fig. 10).

 

Cuando se golpea la mesa (simulando un terremoto), el sistema masa-imn permanece inmvil (por el principio de inercia), mientras que la carcasa del sismmetro se mueve junto con el suelo que se ha movido (Fig. 5). Esta variacin del movimiento relativo entre el imn y la bobina genera una corriente registrada por el ordenador. Trate de realizar el experimento con y sin agua en el recipiente en la base del sismmetro y describa lo que sucede. Para ver el video copiar y pegar el siguiente link

https://dl.dropboxusercontent.com/u/4712533/GUIDA SISMOBOX/SISMOMETRO.mp4

en su navegador.

Fig. 2. Preparacin del sismmetro.

Fig. 3 Audacity for speed wave.

 

Fig. 4 Cmo utilizar el software. 1) Si usted tiene ordenador porttil, el micrfono interno tiene que ser excluidos. Para asegurarse de que el sistema funciona, al mover el imn dentro de la bobina tiene que producirse la seal.

Fig. 5 Cuando golpee la mesa (simulando un terremoto), el sistema masa-imn permanece inmvil (por el principio de inercia), mientras que la carcasa del sismmetro se mueve junto con el suelo que se ha movido.

 

Fig. 6 Grabacin del movimiento de tierra (sismogramas). El agua acta como un "sistema de amortiguamiento' reduciendo la amplitud de las seales. Para ampliar los sismogramas debe hacer clic situando el cursor sobre lo que desee ampliar y utilizar los smbolos de la lente en la parte superior derecha de la pantalla del programa.

 

1B. Cmo se originan los terremotos?

 

Principios bsicos

Como se observa en el experimento anterior, el terremoto es una vibracin ms o menos fuerte de la tierra causado por una liberacin rpida de la energa mecnica en profundidad. El terremoto se genera cuando las rocas que son sometidas a un esfuerzo (ligado al movimiento de las placas litosfricas) se rompen repentinamente. Esta ruptura ocurre a lo largo de un plano (llamado plano de falla), nuevo o existente (que est temporalmente 'bloqueado' por las fuerzas de friccin). La ruptura genera vibraciones (ondas ssmicas) que se propagan desde el punto de origen del sismo (hipocentro) y que se atenan con la distancia.

 

Objetivo de la experiencia

La comprensin de cmo se origina un terremoto, registrarla en dos estaciones a diferente distancia del epicentro a fin de comprender cmo se propagan las ondas ssmicas en los medios.

 

Qu es lo que tomamos de la caja?

Materiales requeridos (Fig. 7):

-       bloque de Syporex

-       papel de lija

-       un trozo de lmina de lasaa rgido

-       sensor piezoelctrico

-       tarjeta de sonido externa

Fig. 7 Material necesario para el experimento sobre terremotos.

 

Experimento

Se utiliza el mismo programa usado para la construccin del sismmetro. Abra en el men desplegable SISMO-LOGIC Audacity for speed wave (Fig. 3), pero seleccionar la configuracin 2 (stereo) canales de ingreso (Fig.4).

Iniciar la grabacin con el botn rojo, y aplicar una fuerte presin en la lmina de lasaa de modo que se rompa (Fig. 8). Esta experiencia simula la formacin de una nueva superficie de fractura (falla). Los dos sensores piezoelctricos tienen la funcin de transformar la energa mecnica debido a la vibracin de la mesa (tierra) en energa elctrica. La seal as detectada se transmite al ordenador y se muestra como un sismograma. Obtenemos dos sismogramas, uno para cada sensor piezoelctrico (Fig. 9).

Si se mide la distancia entre los dos sensores piezoelctricos Ds y la diferencia de tiempo entre la llegada de la seal detectada por cada uno de los dos sensores Dt, es posible evaluar la velocidad v de propagacin de las ondas elsticas en el medio del estudio:

v = Ds/ Dt

(en el experimento de la foto, la mesa de trabajo).

Fig. 8 Configuracin y ejecucin del experimento. Para ver el video copiar y pegar el siguiente link

https://dl.dropboxusercontent.com/u/4712533/GUIDA SISMOBOX/ORIGINE DEI TERREMOTI.mp4

en su navegador.

Notas

Para calcular la velocidad de propagacin de las ondas en el medio, se debe conocer el tiempo entre la llegada de las ondas en los dos sismogramas. Seleccione en el monitor (Fig. 9) el intervalo de tiempo entre los dos sensores piezoelctricos (clicando en la primera llegada de la primera onda del sismograma y arrastrando el cursor a la primera llegada de la segunda onda del sismograma). A continuacin, se lee en la parte inferior izquierda de la pantalla el nmero de diferencia y se multiplica x 1/22050 (velocidad de adquisicin establecida para el proyecto). El resultado es el valor del tiempo en segundos. Puesto que la velocidad de las ondas ssmicas vara en funcin del medio, se puede repetir el experimento usando diferentes superficies de apoyo (mesa de madera, poliestireno, hormign, etc.) para apreciar cmo la velocidad vara en funcin del medio.

Fig. 9 a) Sismogramas producidos por la ruptura de una lmina de lasaa. Los dos sensores piezoelctricos registran la llegada de las ondas. Se puede medir la diferencia de tiempo entre las dos llegadas de las ondas desde los sensores piezoelctricos (el superior ms cerca del hipocentro). b) Si se conoce la diferencia t y la distancia entre los dos sensores piezoelctricos es posible calcular la velocidad de propagacin de las ondas en el medio.

 

1C. La dinmica "stick-slip" en el proceso sismognico: 'se pueden predecir los terremotos?

Principios bsicos

La friccin es un "ingrediente" esencial de nuestra vida diaria. Si nicamente nos centramos en la friccin de contacto, su funcin es obvia cuando queremos empujar o arrastrar un objeto pesado.

Es bien sabido que es mucho ms difcil mover un objeto a partir de su posicin de reposo (cuando acta la fuerza de friccin esttica) que mantenerlo en movimiento una vez que el movimiento ha comenzado (cuando acta la fuerza de friccin dinmica).

La alternancia de etapas de friccin estticas y dinmicas caracteriza a una gran cantidad de fenmenos naturales, en los que la interaccin de contacto entre dos materiales es mediada por las propiedades elsticas del sistema.

En estos fenmenos, durante el dominio de la friccin esttica se acumula energa potencial elstica que es seguido por una fase en la que la energa almacenada se transforma en energa cintica, hasta que el sistema vuelve a la fase de reposo y comienza un nuevo ciclo. Esta peculiar dinmica, que se llama stick-slip (es decir, traccin-antideslizante), tambin caracteriza a las fallas ssmicas, fracturas en la roca que muestran evidencias de un rpido movimiento relativo que resulta en la liberacin de energa.

A lo largo de una falla sismognica, solo cuando la acumulacin de energa elstica producida por esfuerzos tectnicos es suficientemente grande para superar las fuerzas de friccin esttica, las masas de roca en contacto a lo largo de la falla se movilizan y se produce liberacin de energa cintica y trmica.

La energa total liberada, E, es dada por la relacin

E=sAd

donde s es la tensin media liberada durante el movimiento de la falla, A es el rea de la falla y d  es el desplazamiento producido a lo largo de la falla.

El ejemplo ms claro para representar la dinmica de stick-slip se conoce como spring block  y se propone en esta experiencia donde se realizarn las especulaciones especficas sobre la dinmica del terremoto.

 

Objetivo de la experiencia

-     ilustrar los principios fundamentales de la dinmica stick-slip

-     verificar experimentalmente si hay una proporcionalidad entre la energa almacenada por el resorte (elstico) durante su alargamiento y la energa liberada desde el bloque durante el paso de deslizamiento que simula el terremoto;

- comprobar la proporcionalidad entre el tiempo interssmico y la energa liberada por el terremoto e identificar si la secuencia de eventos se caracteriza por la periodicidad.

Basado en los resultados obtenidos, ser posible verificar si es posible predecir terremotos.

 

Qu es lo que tomamos de la caja?

De la caja es necesario tomar (Fig. 10):

-       Taladro inalmbrico y su soporte

-       papel de lija

-       bloque de syporex;

-       sensor piezoelctrico

-       tarjeta de sonido externa

-       clavo (8 cm);

-       hilo y elstico. El elstico es el equivalente al resorte elstico.

 

Fig. 10 Configuracin del experimento stick-slip.

                 

Experimento

La experiencia consiste en la grabacin de datos en relacin con la energa acumulada en el elstico (resorte) y la energa liberada por el sismo.

Antes de iniciar el experimento verificar que:

-       el sensor piezoelctrico se fija en el bloque con un peso para fijar el sensor (en el video el operador pone dos) (Para ver el video copiar y pegar el siguiente link https://dl.dropboxusercontent.com/u/4712533/GUIDA SISMOBOX/STICK-SLIP.mp4 en su navegador)

-       el ordenador porttil se ha desconectado de la corriente elctrica (ya que vas de corrientes parsitas pueden interferir con el registro).

-       En el men desplegable Sismo Logic hace clic Audacity for stick-slip (1ch, 16bits; 1000Hz) Local (Fig. 11)

 

 

Fig. 11 Audacity for stick-slip (1ch, 16bits; 1000Hz) Local

 

Se pone en marcha el taladro atornillador inalmbrico de tal manera que el sistema hilo-elstico (en lnea con el bloque) comienza a expandirse. Superado un umbral de friccin esttica, el bloque se mover de un tirn (friccin dinmica) y luego volver al estado de reposo. Si se contina estirando el sistema hilo-elstico comenzar un nuevo ciclo. El resultado final de la adquisicin stick-slip se muestra en la Fig. 12.

 

Fig. 12 Resultado final de la adquisicin. Cuando el bloque se mueve, el sensor piezoelctrico detecta la aceleracin vertical.

 

Al final del registro, exportar el archivo a travs de Archivo / Exportar (Fig. 13). Despus de haber dado el nombre al archivo .wav (el programa le pide que verifique alguna informacin antes de la exportacin, ver detalle en la Fig. 14) el programa SISMO-LOGIC lee automticamente el archivo (Fig. 15).

Fig. 13 Exportacin de archivos.

 

Fig. 14 El programa pide que verifique que las lneas rojas (indicando el inicio de cada deslizamiento) estn configuradas correctamente (el programa las genera automticamente). Despus de la verificacin haga clic en Aceptar (OK).

  

Fig. 15 El programa SISMO-LOGIC lee automticamente el archivo y se puede razonar acerca de los resultados

 

El grfico permite visualizar la tendencia de la curva azul (Block energy). Esta curva describe las fases de almacenamiento de energa (fase stick) y las fases de liberacin rpida (fase de slip, el terremoto). La energa liberada durante cada uno de los eventos se calcula como cuadrado del desplazamiento registrada durante los eventos de deslizamiento (proporcional a la energa cintica _ m v2). Es posible observar cmo la curva azul est muy lejos de la curva roja de equilibrio (energa terica).

Si hace clic con el botn derecho se muestra un nuevo men (Fig. 16). Si seleccionamos See the correlations.

Fig. 16 El comando para visualizar las correlaciones entre los parmetros.

 

Fig. 17 Correlaciones entre los parmetros.

 

Como se puede ver, la correlacin entre el retraso temporal entre dos desplazamientos y la energa acumulada entre dos desplazamiento es mnima (Fig. 17). Esto significa que no existe una correlacin entre la intensidad de deslizamiento y el tiempo transcurrido entre dos desplazamientos sucesivos. A veces puede ocurrir que el retraso entre dos terremotos es grande, pero el terremoto es de baja energa. O bien, puede suceder a la inversa, es decir, an cuando el retardo entre los dos eventos es pequeo, el terremoto sea de gran magnitud. Esto significa que no se puede predecir cundo ocurrir un terremoto ni se puede predecir la cantidad de energa que se liberar!

Los expertos del software Excel pueden visualizar los resultados con este programa (Fig. 18).

 

Fig. 18 Existe la posibilidad de visualizar los resultados con Excel.

 

Notas

Los parmetros libres del experimento se pueden variar fcilmente mediante la adicin de pesos en el bloque Syporex para cambiar su masa, mediante el uso de diferentes resortes en lugar del elstico, cubriendo la superficie de contacto del bloque con un material diferente para cambiar los valores de los coeficientes de friccin, cambiando la velocidad del atornillado de perforacin, etc.

Una actividad adicional a esta experiencia, para llamar la atencin a los alumnos, es utilizar el otro sensor piezoelctrico y pedir a un estudiante que durante el experimento golpee sobre la mesa cuando piensa que el bloque se va a mover. Lo ms probable es que no exista correspondencia entre el bloque deslizante y el golpe del estudiante! (Fig. 19).

 

 

Fig. 19 Intentar predecir un terremoto con la mano! Recuerde cambiar la grabacin de un canal (MONO) a dos canales (STEREO).

 

2. EFECTOS DEL TERREMOTO EN EDIFICIOS

Principios bsicos

La respuesta dinmica de un edificio cuando se tensiona por el movimiento de tierra (suelo) generado por un terremoto es uno de los factores ms importantes que controlan el dao que sufren los edificios durante un terremoto.

Cuando se genera un terremoto, el movimiento a lo largo del plano de falla libera gran cantidad de energa que viaja a travs de la tierra en forma de ondas ssmicas (Fig. 20). Estas ondas pueden viajar largas distancias antes de disipar toda su energa. Cuando las ondas llegan a la superficie de la tierra, producen una sacudida de tierra. Si se produce el temblor en las zonas urbanizadas (y si la agitacin es lo suficientemente fuerte), ste se trasladar a los edificios, a partir de sus bases y propagar de manera compleja y producir, en condiciones particulares, daos a los mismos.

Fig. 20. Un ejemplo de cmo se genera un terremoto.

 

Durante un terremoto, los movimientos de tierra en la parte inferior de un edificio son complejos. Esta complejidad se debe principalmente al hecho de que las ondas (que ya no se originan en el plano de falla), antes de llegar desde el hipocentro al edificio a travs de las rocas y suelos adquieren diferentes caractersticas. Por otra parte, una vez que las ondas llegan a la construccin, se someten a modificaciones adicionales en relacin con las caractersticas de los terrenos de cimentacin bajo el edificio.

Las caractersticas del temblor de tierra que tienen mayor relevancia para los edificios son la duracin, amplitud (desplazamiento, velocidad y aceleracin), la direccin de la vibracin y la frecuencia de los temblores. En particular, la frecuencia se define como el nmero de ciclos completos de vibracin realizados por la onda en un segundo y una longitud de onda completa (Fig. 21). La frecuencia se mide en Hertz (Hz); si dos ondas pasan completas en un segundo, la frecuencia es de 2 Hz.

Fig. 21. Forma simplificada de una onda ssmica.

 

La respuesta de los edificios a un temblor de tierra es tan compleja como el temblor en s. El edificio empieza a vibrar, con una distribucin de sus frecuencias. Sin embargo, las vibraciones del edificio tienden a distribuirse alrededor de una frecuencia especfica, conocida como la frecuencia natural o la frecuencia fundamental.

En general, cuanto ms bajo sea el edificio, ms alta es su frecuencia natural, y cuanto ms alto es un edificio, menor es su frecuencia natural. A menudo se habla tambin del perodo natural del edificio, que es la inversa de la frecuencia. La frecuencia es el nmero de veces por segundo que un edificio vibra hacia atrs y adelante, el perodo es el tiempo necesario para que el edificio haga una vibracin completa.

Cuando se habla de perodo, por lo tanto, cuanto mayor sea un edificio, mayor es su perodo y vice versa. Hay una regla que estima el perodo de oscilacin de los edificios (T) en relacin con el nmero de pisos (n) del edificio:

 

T = 0.1 n

Esto implica que cuantos ms pisos tiene un edificio, ms largo es su periodo de oscilacin. Por ejemplo, un edificio de 10 pisos tendr un perodo de oscilacin de 1 segundo mientras que un edificio de 5 pisos tendr su propio perodo de oscilacin de 0,5 segundos.

 

(Para ms informacin sobre los efectos de los terremotos en edificios, se pueden consultar los sitios:

http://mceer.buffalo.edu/infoservice/Education/educationOutreach.asp; http://www.iris.edu/hq).

 

2A. La resonancia de edificios

 

Principios bsicos

Cada edificio, en funcin de su estructura, se caracteriza por una frecuencia de oscilacin especfica f (o de un perodo de oscilacin T) que depende de su forma y sus dimensiones, especialmente su altura L. Cuando la distribucin de frecuencias (o perodos) de la onda que genera el temblor coincide con la frecuencia (perodo) natural del edificio, se produce el fenmeno de la resonancia y el edificio comienzan a oscilar, pudiendo provocar graves consecuencias para su estabilidad.

Un ejemplo claro de esto ocurri en la Ciudad de Mxico durante el terremoto del 19 de septiembre de 1985. A pesar de que el epicentro del terremoto estaba a cientos de kilmetros de la ciudad, sta sufri un dao masivo. En particular, la mayor parte de los edificios que se derrumbaron durante el terremoto fueron los edificios con varios pisos,  entre 5 y 15 pisos. Edificios ms altos (o inferiores) y con diferentes caractersticas de frecuencia no fueron destruidos, aunque stos estuvieran situados cerca de los edificios destruidos. Los edificios colapsaron debido a que entraron en resonancia con la distribucin de sus frecuencias de terremotos (que a esa distancia del hipocentro se centr en las frecuencias bajas) y es por eso que fueron destruidos.

Para explicar la resonancia, cuando hay un terremoto, la onda de superficie se propaga siguiendo un patrn sinusoidal. En el momento en que la onda pasa a travs del edificio, siendo esto anclado al suelo a travs de sus bases y siendo de dimensiones finitas, no permite que la onda se propague, causando un incremento de la amplitud y una oscilacin en el edificio (Fig. 22).

 

Fig. 22. Ondas estacionarias y resonancia

 

Se genera una onda estacionaria (standing wave), una onda que no se propaga en el espacio, pero permanece localizada, en nuestro caso en el edificio. En particular, observe los puntos que no fluctan en funcin del tiempo, los nodos, y desde puntos en los que la oscilacin es siempre mxima, los antinodos (o vientres) (Fig. 22).

La frecuencia de resonancia, y por lo tanto la manera en que un edificio puede oscilar, depende de su altura L. En particular, el fenmeno de oscilacin se produce cuando la longitud de onda de la perturbacin se aproxima a la longitud del edificio. Dada la relacin inversa entre la longitud de onda y la frecuencia se puede deducir que:

altas frecuencias, y por lo tanto bajas longitudes de onda, son potencialmente dainas para edificios de baja altura;

Las bajas frecuencias, y por lo tanto grandes longitudes de onda, son potencialmente perjudiciales para los edificios ms altos.

 

Objetivo de la experiencia

Mostrar el fenmeno de resonancia de los edificios mediante la relacin de la variacin de la frecuencia con la diferente respuesta ssmica de edificios de diferentes alturas.

 

Qu es lo que tomamos de la caja?

De el Kit es necesario tomar (Fig. 23):

1)  Taladro inalmbrico

2)  Soporte para el taladro

3)  pequea varilla para la transmisin

4)  Excntrico

5)  mesa de vibracin con varillas de madera (x 2)

6)  base de poliestireno para el establecimiento de los edificios

7)  3 edificios de diferentes alturas

8)  piezas de caucho necesarios para bloquear el movimiento excntrico (amplitud de la sacudida).

Fig. 23. Materiales necesarios para el experimento de la resonancia de edificios.

 

Experimento

Antes de comenzar el experimento, debe asegurarse de que los diferentes componentes del kit estn dispuestos adecuadamente (Fig. 24). En particular:

-       el soporte del taladro debe ser fijado a la mesa con cinta adhesiva;

-       asegurarse de que la varilla de transmisin est firmemente unida a la excntrica de tal manera que no cambie la amplitud de la sacudida (esto se hace con las piezas de caucho); la amplitud de la sacudida se puede cambiar moviendo la transmisin a lo largo de la excntrica (ms cerca o ms lejos de el taladro);

-       la batera del taladro no est completamente insertada en el taladro de tal manera que puede ser encendido y apagado jugando con el movimiento de la batera (ver figura 24);

-       la mesa de vibracin se debe colocar en la mejor ubicacin (en funcin de la varilla de transmisin entre el taladro y la mesa vibratoria), y se sujeta a la mesa con cinta adhesiva;

-       para asegurar los edificios de la mesa vibratoria se puede poner un poco de cinta adhesiva sobre los "cimientos" (detalle en la Fig. 24).

Fig. 24. Configuracin apropiada para el experimento de la resonancia de edificios.

 

Se procede a la prueba experimental que consiste en hacer funcionar el taladro atornillador a diferentes velocidades (aumentando o disminuyendo) y observar el comportamiento de los edificios individuales. La variacin de velocidad corresponde a la variacin de la frecuencia de la sacudida. Durante el experimento es posible observar cmo el edificio ms alto (4 pisos) vibra ms a bajas velocidades (frecuencias ms bajas), el edificio intermedio (3 pisos) vibra ms a velocidades intermedias (frecuencias medias), mientras el edificio ms bajo (2 pisos) vibra a ms alta velocidad (frecuencia ms altas).

Observe los nodos y vientres (anti nodos) en diferentes edificios durante el experimento! (Para ver el video copiar y pegar el siguiente link https://dl.dropboxusercontent.com/u/4712533/GUIDA SISMOBOX/RISONANZA.m4v en su navegador).

 

2B. Efectos de sitio

Las ondas ssmicas que se propagan durante un terremoto viajan a una velocidad determinada. Cuando, durante su camino, pasan de rocas duras (roca madre) a los depsitos poco o nada consolidados (como por ejemplo los depsitos aluviales de un ro), lo que sucede, para almacenar la energa transmitida, es que la velocidad de estas ondas disminuye drsticamente, pero al mismo tiempo, aumenta fuertemente la amplitud de sus oscilaciones. Se habla de efecto de sitio, que es uno de los factores de riesgo ms peligrosos en las zonas que se caracterizan por este tipo de depsitos (Fig. 25).

El ejemplo del terremoto que sacudi a la Ciudad de Mxico en 1985 (como se inform en el experimento de resonancia), describe muy bien el fenmeno del efecto de sitio (siempre conectado con el concepto de resonancia cuando se habla de los edificios). Esta ciudad, de hecho, est a cientos de kilmetros del epicentro del terremoto que sacudi el centro de Mxico en 1985. A pesar de esta considerable distancia, 800 edificios colapsaron. Estudios geolgicos mostraron evidencias de que la mayor parte de la Ciudad de Mxico est construida en un cuenca de un antiguo lago hecho de depsitos poco consolidados. Cuando las ondas llegaron a estos depsitos, disminuy bruscamente su velocidad aumentando la amplitud y causando una fuerte sacudida en los sedimentos. Adems, la frecuencia de sacudida de estos suelos poco consolidados era muy similar a la de los edificios de 10 pisos, que resultaron los ms daados por el terremoto. Esto sucedi porque la frecuencia de resonancia de la tierra y la del edificio que se encuentra encima son iguales.

 

 

Fig. 25 Efecto de sitio (Terremoto e rischio sismico (ISBN: 978-88-230-1803-7).

 

 

 

Qu es lo que tomamos de la caja?

El material requerido es (Fig. 26):

1.      Taladro inalmbrico

2.      Soporte para el taladro

3.      pequea varilla para la transmisin

4.      Excntrico

5.      piezas de caucho necesarias para bloquear el movimiento del excntrico (amplitud de la sacudida).

6.      mesa de vibracin con varillas de madera (x 2)

7.      Elemento que "simula" la presencia de sedimentos poco consolidados (por ejemplo, los depsitos aluviales)

8.      base de poliestireno para el establecimiento de los edificios

9.      3 edificios de diferentes alturas

 

Fig. 26. Experimento de los efectos de sitio.

 

 

 

Experimento

El procedimiento experimental es muy similar al del experimento de la resonancia. La diferencia consiste en la configuracin ya que en este experimento se aade un elemento (depsitos aluviales) entre la mesa vibratoria y la base de los edificios (Fig. 26).

Se opera el taladro atornillador, a partir de la velocidad mxima (de alta frecuencia). La variacin de velocidad corresponde a la variacin de la frecuencia de la sacudida. Durante el experimento, ser posible observar cmo, al disminuir la velocidad (frecuencia), primero se sacude el edificio ms bajo (de 2 pisos), despus el intermedio (3 pisos), y luego el edificio de ms altura (4 pisos).

Al mismo tiempo que oscila el edificio de 4 plantas, comienza a oscilar el elemento depsitos aluviales', lo que indica que la frecuencia de resonancia de la tierra es exactamente la que se consigue con la velocidad del taladro inalmbrico. En este punto, las oscilaciones son muy fuertes y todos los edificios se desestabilizan, debido a la fuerte sacudida de la tierra que est en resonancia. Para ver el video copiar y pegar el siguiente link https://dl.dropboxusercontent.com/u/4712533/GUIDA SISMOBOX/EFFETTO DI SITO.MPG en su navegador.

 

2C. La licuefaccin de suelo 

Principios bsicos

El trmino "licuefaccin" se refiere a la prdida de resistencia en un suelo saturado en agua (generalmente de arena o arena/arcilloso), monogranular y no cohesivo, como resultado de las vibraciones horizontales de la tierra producida por un terremoto.

La licuefaccin es uno de los fenmenos ms evidentes que pueden ser provocados por un terremoto en las zonas cuyos suelos consisten en depsitos de arena y/o suelos franco arenosos (tales como las llanuras de inundacin o zonas costeras). En estos depsitos, por lo general poco consolidados y saturados en agua (que es incompresible), el temblor relacionado con un terremoto puede causar la transformacin del suelo desde el estado slido al lquido, con graves consecuencias en caso de presencia de edificios ubicados en este suelo. Esto por lo general se lleva a cabo cuando, por el efecto de las tensiones cortantes inducidas por la propagacin de las ondas ssmicas, la presin del agua en los poros del suelo, la presin intersticial, aumenta gradualmente hasta ser igual a la presin total de confinamiento, es decir cuando los esfuerzos efectivos a expensas de esqueleto slido del material, que determinan la resistencia al cizallamiento, se reducen a cero.

Los suelos susceptibles a la licuefaccin son por lo tanto aquellos en los que la resistencia a la deformacin se lleva a cabo solamente por la friccin entre las partculas, y luego los suelos sueltos (arenas y limos). El agua se elimina entre un grano y el otro y se eleva a la superficie (Fig. 27).

 

 

Fig. 27  El fenmeno de la licuefaccin

 

 

Qu es lo que tomamos de la caja?

De el kit es necesario tomar (Fig. 28):

1)    Taladro inalmbrico y su soporte

2)    Excntrico

3)    pequea varilla para la transmisin

4)    box para la arena

5)    bloque de syporex

6)    mesa de vibracin

7)    soporte con gancho para poner  el box de arena

8)    varillas de madera

9)    Arena

 

Fig. 28.  Materiales necesarios para el experimento de licuefaccin de suelos.

 

Experimento

Debe llenar la caja con la arena totalmente saturada en agua (el agua no debe escapar de la arena, pero al mismo tiempo, la arena debe estar completamente mojada y saturada). Debe tener el bloque syporex encima de la arena. Si se intenta empujar el bloque verticalmente se dar cuenta que no se hunde y que es estable frente al esfuerzo vertical. Si se pone en marcha el taladro atornillador con una velocidad media-baja (figura 29a), el esfuerzo horizontal producido en el suelo hace cero la resistencia al cizallamiento. El suelo ya no es capaz de mantener el bloque (la casa). Tenga en cuenta que el agua est subiendo a la superficie despus del temblor de la tierra (Fig. 29b). Para ver el video copiar y pegar el siguiente link https://dl.dropboxusercontent.com/u/4712533/GUIDA SISMOBOX/LIQUEFAZIONE.MPG en su navegador.

 

Fig. 29. Experimento de licuefaccin de suelos.

 

2D. La estabilidad de los edificios

Principios bsicos

En una zona afectada por un terremoto, se observa como los edificios que han sufrido el mismo temblor, presentan diferentes daos. Como hemos visto, cada edificio responde de manera diferente a las tensiones ssmicas, tanto por el tipo de construccin como por la naturaleza del terreno sobre el que se construye.

Estos elementos se combinan para definir la vulnerabilidad ssmica, que se evala como la propensin de los edificios a daarse despus de un evento ssmico. Si la vulnerabilidad se combina con el peligro ssmico se define el riesgo ssmico. No debe confundirse el concepto de riesgo ssmico con el de peligro ssmico, que mide la probabilidad de que se produzca una cierta aceleracin del suelo por causas ssmicas. Mientras que los humanos no pueden intervenir en la peligrosidad ssmica debido a que el peligro est relacionado con la configuracin geolgica de una zona (y por lo tanto la fuerza de la naturaleza que genera terremotos), el hombre puede intervenir en la vulnerabilidad y de este modo disminuir el riesgo ssmico.

 

Objetivos de la experiencia

Los objetivos de los experimentos propuestos son principalmente dos:

1)  entender que, para la misma energa liberada por un terremoto, los edificios sismo resistentes son ms seguros que edificios construidos de forma inadecuada.

2)  comprender la importancia de las caractersticas geolgicas de los terrenos de base en la estabilidad de los edificios.

 

2D.1 Edificios construidos de diferentes maneras

Qu es lo que tomamos de la caja?

Es necesario tomar  (Fig. 30-31):

1)    varillas de polipropileno alveolares (8) para la construccin de dos edificios de 4 pisos

2)    planos de cartn pluma (8) para la construccin de 2 edificios de 4 pisos

3)    hilo

4)    clavos con una cabeza esfrica (o similar) (Fig. 30 e 31)

5)    edificio de 4 pisos ya contenida en el Kit

6)    4 tiras del mismo material (plstico transparente) del edificio de 4 pisos contenidas en el kit para construir un edificio de 4 pisos sin muros de carga

7)    planos de cartn pluma (4) para la construccin de 1 edificio sin muros de carga

8)    pequeas pesas para 'estabilizar' edificios.

Fig. 30. Experimento con dos edificios de 4 plantas cada uno, uno con los muros de carga perpendiculares y uno con muros de carga dispuestos en paralelo. Para ver el video copiar y pegar el siguiente link

https://dl.dropboxusercontent.com/u/4712533/GUIDASISMOBOX/STABILITA%27EDIFICI.m4v    en su navegador.

 

 

Fig. 31. Experimento con dos edificios de 4 pisos, uno con muros de carga y otra sin muros de carga (el ms adecuado en la Fig. 31a). Los edificios estn hechos con las 'paredes' paralelas a la direccin de movimiento de la mesa vibratoria. Para ver el video copiar y pegar el siguiente link

https://dl.dropboxusercontent.com/u/4712533/GUIDASISMOBOX/STABILITA%27EDIFICI.m4v   en su navegador.

 

Experimento

Se procede a construir los edificios utilizando el material tomado del kit para obtener los edificios que se muestran en las Figuras 30 y 31 (slo los edificios de 4 pisos). Los edificios estn dispuestos en la base  (compartidos por los dos mtodos diferentes de la realizacin del experimento). En el caso de los dos edificios con muros de carga dispuestas de una manera diferente, ver Fig. 30. En el caso de los dos edificios, uno de los cuales no hay muros de carga, ver Fig. 30.

Cuando se induce una vibracin a los edificios se dar cuenta de las siguientes cosas:

-       en el experimento con muros de carga dispuestos de manera diferente, mientras el edificio con paredes en ngulo recto queda en pie, aquel con las paredes colocadas paralelas se cae.

-       de la misma manera, en el experimento con un edificio sin muros de carga, ste caer al primer estrs, mientras que el otro permanecer firmemente de pie.

Este comportamiento muestra como los edificios cados no se construyen para que tengan una resistencia a la cizalla necesaria para soportar el temblor inducido por el paso de las ondas ssmicas.

Repetir estos experimentos varias veces con el fin de verificar que los dos edificios sin apoyo se caen sistemticamente. A continuacin, intervenimos "estructuralmente" en estos dos edificios de la siguiente manera.

Se coloca un refuerzo, representada por el hilo contenido en el kit. El hilo se coloca cruzando entre las dos paredes tay y como se muestra en las figuras 30 y 31. Este procedimiento garantiza que los edificios se endurezcan y adquieran resistencia a los esfuerzos que van a ser impartidos de nuevo. Se puede observar, que reproduciendo de nuevo el experimento, y aplicando una nueva tensin a los edificios, todos ellos resistirn de pie, lo que confirma que la intervencin estructural ha trado una mayor estabilidad a la estructura. Este tipo de intervencin es comn en los edificios que deben soportar los esfuerzos inducidos por los terremotos (Fig. 32).

Fig. 32. Ejemplo de intervencin estructural para fortalecer los edificios sometidos a estrs ssmico

 

2D.2 Amortigua el terremoto!

Uno de los criterios ssmicos utilizado durante aos en Japn es el aislamiento ssmico. Simplista, el aislamiento ssmico consiste en una coleccin de elementos estructurales para separar una superestructura del edificio del terreno donde se asienta. La separacin no es total pero disminuye en gran medida el efecto del terremoto en la estructura aislada.

El aislamiento ssmico ofrece muchos beneficios, tales como la proteccin contra el dao de las estructuras de soporte, paredes, pisos, y en especial de los humanos.

 

Qu es lo que tomamos de la caja?

El material requerido es (Fig. 33):

1)  Taladro inalmbrico

2)  Soporte para el taladro

3)  pequea varilla para la transmisin

4)  Excntrico

5)  piezas de caucho necesarios para bloquear el movimiento excntrico (amplitud de la sacudida).

6)  mesa de vibracin con varillas de madera (x 2)

7)  Soporte para el aislamiento ssmico con los dos tubos

8)  3 edificios de diferentes alturas

Adems, se debe tener la base de poliestireno para fijar los edificios (no se muestra en la Fig. 33).

Fig. 33. Material requerido para el experimento en lo aislamiento ssmico.

Experimento

El Procedimiento experimental es muy similar a la del experimento 2A. La diferencia consiste en que en este experimento se aade un sistema de amortiguacin (o amortiguamiento) (sistema de aislamiento) entre la mesa vibratoria y la base de los edificios (Fig. 34).

Al iniciar el experimento, se podr observar que los edificios se balancean pero el sistema de amortiguacin reduce el efecto del terremoto en la estructura aislada. Para ver el video copiar y pegar el siguiente link

https://dl.dropboxusercontent.com/u/4712533/GUIDA SISMOBOX/AMMORTIZZATORI.MPG en su navegador.

Fig. 34. Configuracin de la instrumentacin para el experimento del aislamiento ssmico. Tenga en cuenta que el sistema tiene su frecuencia de resonancia. As que hay que encontrar una frecuencia con el taladro atornillador que no sea la misma que la del sistema que amplifica el movimiento, pudiendo producir el efecto contrario!)

 


APNDICE A1: CMO CONSTRUIR UN SISMO-BOX (DO IT YOURSELF!)

A1.1 MATERIAL NECESARIO

poliestireno extruido (espesor 2 cm)

cantidad: 125x60 cm

Carton Pluma (espesor 5 mm)

cantidad: hoja 50x70 cm

panal de policarbonato (espesor 3 mm)

cantidad: 80x120 cm

Lminas de plstico translcido

cantidad: 50x70 cm

Tubo de plstico rgido ( 20 mm)

cantidad: 2m

Tubo de plstico rgido ( 16 mm)

cantidad: 2m

Bandas de goma de diferentes tamaos

Plomo de pesca perforado (75 g)

cantidad: 1

Goma elstica de pesca (0.8/1 mm)

cantidad: 20-30 cm

papel de lija (tamao120)

cantidad: 1 m

Alfileres

Alfileres con cabeza esfrica

 

cinta americana

Cinta aislante

hormign celular (Syporex) (h: 5cm)

cantidad: 1 bloque

Tapones de plstico ( = 4 cm)

cantidad: 5

canicas de cristal  ( = 16 mm)

cantidad: 12

     

vara de madera redonda (tilo/madera de haya)  = 8/9 mm

cantidad: 100 cm

perno con cabeza avellanada (con tuercas)

cantidad:1 perno y 2 tuercas

Escuadra de metal (80x80 mm; espesor = 2cm)

cantidad: 2

 

Arandela ( = 20 mm)

cantidad: 1

Tornillo con ojal ( = 2.5 mm x 10 mm)

cantidad: 1

Alambre ( = 2 mm)

Tornillos 3.5mm x 50 mm (cantidad: 2)

Tornillos 3.5mm x 25 mm (cantidad: 20)

Pasadores 7 mm x 35 mm (para tornillos 3.5mm x 50 mm)

cantidad: 20

Tornillo de cabeza hexagonal (5mm x 50 mm)

cantidad: 1

Clavos 3.5 x 80 mm

Clavos 1.4 mm x 25 mm

cantidad: 2 por especie

Abrazadera de manguera = 32-50 mm

Cantidad: 1

Sensor piezoelctrico

Cantidad: 2

Cable Jack Conector 3.5 mm (extremo de cable abierto)

Cantidad: 2

Alambre de cobre ultra fino (0.15 mm) para la construccin de la bobina

Cantidad: 1

Pequeos imanes permanentes ( = 8mm; h = 5mm)

Cantidad: 2-3

Tarjeta de sonido externa (en la imagen USB Sweex 7.1)

Cantidad: 1

Amplificador Hi-Fi (en la imagen Dynavox CSPA1)

Cantidad: 1

Altavoces para coche (en la imagen Speaka)

Cantidad: 2

Conexin tarjeta de sonido-Amplificador

Cantidad: 1

Taladro inalmbrico con velocidad ajustable

Cantidad: 1

caja de plstico (35 litros;  L =  58cm; l =  40 cm; h = 19 cm)

Cantidad: 1

Correas de amarre

Cantidad: 2

 

Adems, es necesario tener algunas herramientas para la realizacin de las diferentes partes del kit (probablemente son herramientas que ya estn presentes en los laboratorios escolares).

Pistola de pegamento caliente

 

Cortador y sierra

                    

 

Mini soldador de estao

 

 

A1.2 CONSTRUCCIN DE COMPONENTES DE LA SEISMO-BOX

 

ACCESORIOS DEL SISMOMETRO

Construccin de la bobina

Para la realizacin de la bobina es necesario:

-       Alambre de cobre ultra fino (0.15 mm)

-       Tubo de plstico rgido ( 16 mm)

-       1 Cable Jack Conector da 3.5 mm (mono o stereo)

-       Pistola de pegamento caliente

-       Peridico

-       Cinta aislante

-       Tijeras

-       Taladro inalmbrico

-       Un accesorio que permita enrollarse la bobina (foto 5 Fig. A1.2_1 y texto)

 

Para la realizacin de la bobina, siga las instrucciones que aparecen en la Fig. A1.2_1. Es recomendable realizar una bobina con un alto nmero de vueltas (aproximadamente 2000).

Para construir la bobina toma el tubo rgido ( 16 mm) con una altura de 4 cm (1). Se fabrican bordes pegando el tubo en un peridico con pegamento caliente (2), y cortando el exceso de papel (3). Se fija, siempre con cola caliente, a un extremo del tubo el comienzo del hilo de cobre (4). A travs de un instrumento hecho a mano (el que est en 5 est hecho con una madera molida fijada a un clavo para ser insertado en el controlador de taladro) la bobina se fija al taladro (6).

Cuando comience a funcionar el taladro, vamos a tener que transferir el alambre de cobre al tubo de plstico, teniendo mucho cuidado de mantener bien estirado el cable de manera uniforme a lo largo de todo el tubo. Una vez terminado el bobinado se fija la terminacin del alambre de cobre en el mismo extremo del tubo, asegurndose de que los dos extremos no se tocan (7-8).

Se toma el cable conector, uno de dos hilos activos (el "blanco") y una masa (si el cable es estreo) o los dos cables directamente (si el cable es mono, como en la Figura) (9). Tiene que soldar los dos cables de cobre con los dos hilos del cable (blanco + masa o los dos cables de alambre mono) (10-11-12). Se aslan con la cinta aislante (13-14) y posteriormente se enrolla a travs de la bobina con la cinta aislante (15).

 

Fig. A1.2_1 - Cmo se construye la bobina del sismmetro. Para ver el video de cmo enrollar el hilo de cobre copiar y pegar el siguiente link

https://dl.dropboxusercontent.com/u/4712533/GUIDA SISMOBOX/ARROTOLAMENTO BOBINA.MPG en su navegador.

 

Cmo lograr el sistema de masa-imn

Para la realizacin del sistema de masa-imn es necesario:

-       1 tornillo de cabeza hexagonal (5mm x 50 mm)

-       1 tornillo con ojal ( = 2.5 mm x 10 mm)

-       1 Plomo de pesca perforado (75 g)

-       1 perno con cabeza avellanada (y 2 tuercas)

-       1 tapn de plstico

-       un taladro

-       una sierra

-       una lima plana

Los imanes y el elstico (resorte) sern necesarios en el momento de montar el sismmetro.

Para la realizacin del sistema consulte las instrucciones en la Fig. A1.1_2.

 

Configuracin de la base y del soporte del sismmetro

Para la realizacin de la base del sismmetro es necesario:

-       poliestireno extruido

-       tubo de plstico rgido ( 20 mm)

-       vara de madera redonda ( = 8/9 mm)

-       panal de policarbonato

-       2 tornillos 3.5mm x 50 mm con pasadores

-       lima cilndrica abovedada

-       bandas de goma

Para la realizacin de la base, consulte las instrucciones en la Fig. A1.1_3.

El tubo de plstico debe insertarse completamente en la base vertical, por lo que debe estar completamente perforada. El agujero cilndrico en la base vertical puede hacerse manualmente o con un punzn y luego terminarlo con la lima, o cortando el poliestireno en dos partes y hacerlo por separado y despus pegar las dos lminas de policarbonato celular. En ambos casos, el orificio debe ser del dimetro apropiado como para permitir que el tubo sea colocado slidamente con la estructura.

El agujero en el tubo de plstico para insertar la varilla de madera se puede hacer con un taladro, con una punta adaptada al dimetro de la varilla. Se recomienda realizar el orificio horizontal de modo que el tubo y la varilla sean perpendiculares.

Fig. A1.2_2. Cmo se prepara el  sistema masa/imn a utilizar para el sismmetro. Se recomienda cortar el tornillo (3) de tal manera que la superficie sea plana y perpendicular al tornillo para que los imanes se adhieren adecuadamente.

 

Fig. A1.2_3. Cmo construir el apoyo del sismmetro.

 

LA CONSTRUCCIN DE LOS MUROS DE EDIFICIOS

Se necesita: panal de policarbonato, lminas de plstico translcido, dos escuadras, un cortador, un lpiz.

Muros de policarbonato: 8 piezas  h = 37.5 cm, l = 1.5 cm

Muros de plstico translcido:

Edificios de 4 pisos (x2): 8 piezas h = 32 cm, l = 1.5 cm

Edificios de 3 pisos (x1): 4 piezas  h = 23.5 cm, l = 1.5 cm

Edificios de 2 pisos (x1): 4 piezas  h = 16 cm, l = 1.5 cm

Fig. A1.2_4. Construccin de los muros de edificios.

 
LA CONSTRUCCIN DE LOS PISOS DE EDIFICIOS

Se necesita la cartn pluma (fig. A1.2_5), dos escuadras, un lpiz y un cortador.

Tenemos que obtener rectngulos con dimensiones de 8,5 cm x 6,5 cm

Se requiere 21 pisos.

Fig. A1.2_5. Construccin de los muros de edificios.

 

EL MONTAJE DE LOS EDIFICIOS

Para montar los edificios "estables" (1 edificio de 4 pisos, 1 edificio de 3 pisos y 1 edificio de 2 pisos (punto 1 de la Fig. A1.2_6) es necesario tener pisos de cartn pluma,  muros de plstico translcido de diferentes longitudes, pegamento caliente, alfileres (2). Los muros y los pisos estn pegados con pegamento caliente (3-4) y, posteriormente, fijados con alfileres (5). Es necesario mantener la perpendicularidad entre pisos y muros (6- 7) y una distancia entre los planos de los edificios individuales como se describe en el paso 1 de la Fig. A1.2_6.

 

Fig. A1.2_6. Como montar los edificios estables

 
CONSTRUCCIN DE BLOQUES EN SIPOREX

El syporex (hormign ligero) es fcil de cortar (por ejemplo, con una sierra). Una vez que tenga estos bloques se hace un agujero en un extremo (con un taladro a baja velocidad debido a la sensibilidad del material) y se aplica un gancho (de alambre) soldada con pegamento caliente en la bloque. El bloque puede ser pintado para que sea resistente al agua y evitar que pierda polvo (Fig. A1.2_7).