sábado, 15 de junio de 2024

Equivalentes en bombas tipo Hiroshima, del sismo de Cariaco de 1997

Un sismo como el de Cariaco (1997), de magnitud 7 Mw, libera una energía sísmica radiada equivalente a ≈ 0,48 megatones de TNT, es decir, unas ≈ 32 bombas atómicas de tipo Hiroshima.
Fe de erratas: una versión previa de esta entrada arrastraba un error aritmético en la conversión a julios (un factor 100) proveniente del cálculo asistido por IA, que arrojaba 47,8 Mt / 3187 bombas. El valor correcto, con la misma fórmula log₁₀E = 1,5·M + 4,8 (energía radiada), es ≈ 0,48 Mt ≈ 32 bombas de Hiroshima para M 7. Corregido tras revisión.
Distribución de la energía en una bomba de fisión
Distribución de la energía generada por la explosión de un arma de fisión en el aire.
por: Rommel Contreras
Nota: FUNVISIS reporta el sismo de Cariaco (1997) como 6,9 Mw. Se usa M = 7,0 (Mocquet & Contreras, 1997) por simplicidad en la comparación y por ser la misma magnitud que FUNVISIS asigna al sismo de Cumaná del 17 de enero de 1929.

Componentes de la energía sísmica

La energía total liberada durante un terremoto se reparte, principalmente, en:

  • Energía radiada en ondas sísmicas: se propaga como ondas P y S (lo que sacude la superficie). Es ~10% del total.
  • Energía de deformación interna: deforma y fractura las rocas en la zona de falla; no se propaga como ondas. Es ~90% del total.

Las comparaciones estándar (USGS) usan la energía radiada, que es la que produce el daño por sacudimiento; eso haremos aquí.

Magnitud de momento sísmico (Mw)

Mw = (2/3)·log₁₀(M₀) − 10,7   (M₀ en dina·cm)

El momento sísmico M₀ mide el “tamaño” físico de la ruptura:

M₀ = μ · A · D
  • μ: rigidez (módulo de cizalla) de la roca.
  • A: área de falla que deslizó.
  • D: desplazamiento promedio sobre la falla.

Mw es logarítmica (cada unidad ≈ ×31,6 en energía), tiene fundamento físico (no se basa solo en la amplitud registrada) y no se satura para grandes terremotos.

De la magnitud a la energía (cálculo correcto)

La energía radiada se estima con:

log₁₀(E) = 1,5 · M + 4,8   (E en joules)

Para M = 7:
log₁₀(E) = 1,5·7 + 4,8 = 10,5 + 4,8 = 15,3
E = 1015,32,0 × 1015 J

→ en megatones (1 Mt = 4,184×1015 J):
E ≈ 2,0×1015 / 4,184×10150,48 Mt

→ en bombas de Hiroshima (15 kt ≈ 6,28×1013 J):
N ≈ 2,0×1015 / 6,28×101332 bombas
Un sismo de magnitud 7 Mw ≈ 0,48 megatones de TNT ≈ 32 bombas de tipo Hiroshima (energía radiada).

Comprobación: M 6 ≈ 1 Hiroshima (6,3×1013 J = 15 kt, casi exacto); como cada unidad de magnitud ≈ ×31,6, entonces M 7 ≈ 32. Cuadra.

Escala de referencia

Magnitud Energía radiada (J) ≈ bombas de Hiroshima
M 6,06,3×10¹³1
M 7,0 (Cariaco / Cumaná-1929)2,0×10¹⁵≈ 32
M 7,2 (precursor, 24-jun-2026)4,0×10¹⁵≈ 63
M 7,5 (principal, 24-jun-2026)1,1×10¹⁶≈ 178
Doblete de 2026 (7,2 + 7,5)1,5×10¹⁶≈ 240

Componentes de una explosión nuclear (tipo Hiroshima)

  • Onda de choque (~50%): destrucción física por sobrepresión.
  • Radiación térmica (~35%): luz y calor intensos; quemaduras e incendios.
  • Radiación nuclear inicial (~4%): rayos gamma y neutrones en los primeros minutos.
  • Radiación residual (~10%): lluvia radiactiva posterior.

La bomba de Hiroshima (“Little Boy”) liberó ≈ 15 kilotones de TNT (≈ 6,28×1013 J). Naturaleza y reparto de la energía difieren entre un sismo y una explosión nuclear; la comparación es solo una referencia de magnitud de energía.

Un matiz importante: radiada vs. total

La fórmula log E = 1,5M + 4,8 da la energía radiada (≈10% del presupuesto mecánico total). Si en cambio se contara la energía total (incluida la de deformación/fractura), la cifra sería ~×10 (del orden de ~320 Hiroshima para M 7), pero ya no se comparan magnitudes equivalentes. Por rigor, aquí se usa energía radiada.

En contexto: el doblete del 24 de junio de 2026 (M 7,2 + M 7,5) radió en conjunto ≈ 240 bombas de Hiroshima de energía. El sismo de Cariaco de 1997, M 7, ≈ 32. Cifras descomunales… y la razón de fondo por la que la ingeniería sismorresistente y la alerta temprana son indispensables.

Referencias

  • Mocquet, A.; Contreras, R. (2017). Estudio macrosísmico del sismo de Cariaco. figshare. https://doi.org/10.6084/m9.figshare.5660698.v1
  • Naciones Unidas (1981). Estudio amplio sobre las armas nucleares. Nueva York.
  • Gutenberg, B.; Richter, C. F. — relación magnitud–energía (log E = 1,5M + 4,8, E en J).

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