1) Los acelerógrafos miden la aceleración, velocidad y desplazamiento del suelo durante los terremotos y son útiles para registrar movimientos fuertes que sobrepasan la escala de los sismómetros más sensibles. 2) Contienen 3 cabezales de sensor que miden el movimiento en 3 dimensiones. 3) El Laboratorio de Ingeniería Sísmica usa acelerógrafos para estudiar el movimiento fuerte del suelo y estructuras durante terremotos y calcular parámetros como la magnitud e intensidad sísmica.

1. ACELERÓGRAFO
Un acelerógrafo puede referirse tanto a un sismógrafo de movimientos fuertes como a
un acelerómetro de terremotos. Son normalmente construidos en una caja autónoma, y ahora
suelen ser conectados de forma directa al Internet.1
Los acelerógrafos son útiles cuando el movimiento de un terremoto es tan fuerte que provoca
que los Sismómetro más sensibles salgan de su escala. Existe una disciplina dedicada a los
grandes movimientos de suelo, la cual se dedica a instalar acelerógrafos en la proximidad de
fallas importantes. El tipo de información reunida (como la velocidad de ruptura) no sería posible
de obtener con los sismómetros comunes.2
Estos instrumentos registran la aceleración sísmica, velocidad y desplazamiento del suelo
e intensidad espectral.
Dentro del acelerógrafo, existe un conjunto de 3 cabezales de sensor de acelerómetro. Estos
suelen ser chips microelectromecánicos (MEMS) que son sensibles en una dirección.3 De este
modo, el acelerómetro puede medir el movimiento completo del dispositivo en tres dimensiones.
A diferencia del sismómetro que opera continuamente, los acelerómetros por regla general
trabajan en un modo provocado. Aquello significa que se debe fijar un nivel de aceleración para
iniciar el proceso de registro. Esto hace el mantenimiento mucho más difícil sin una conexión
de Internet directa (u otros medios de comunicación). Muchos viajes han sido hechos a
acelerómetros tras grandes terremotos, sólo para encontrar que la memoria se llenó con un
ruido extraño, o que el instrumento funcionaba mal.
Los acelerómetros se usan para monitorear estructuras de respuesta ante terremotos. A veces,
con los datos, se computa un espectro de respuesta. Otros análisis son usados para mejorar el
diseño de edificios, o para ayudar a localizar las estructuras importantes en áreas más seguras.
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El Laboratorio de Ingeniería Sísmica (LIS) se dedica al estudio del movimiento fuerte en suelos
y en estructuras producido por terremotos. Los estudios se llevan a cabo usando un tipo de
instrumento electrónico llamado acelerógrafos . Con estos se puede medir, entre otras
cosas, el efecto de amplificación del suelo que en muchos casos, es el principal causante de
los daños producidos en las obras civiles.
Los acelerógrafos se encuentran instalados en centros de población (bibliotecas, bomberos,
municipalidades, escuelas, colegios, hospitales, etc.), ya que ha sido una política de este
laboratorio monitorear el impacto de los sismos precisamente en los sitios donde se desarrollan
las actividades humanas, y donde se encuentran ubicados los centros de atención de
emergencias.
Los registros que se obtienen pueden ser usados en investigaciones que ayuden a mitigar los
efectos de terremotos futuros en las zonas donde se encuentran los acelerógrafos.
Con los acelerógrafos el LIS puede calcular la magnitud y ubicación de los sismos con fines
investigativos
¿Qué es la aceleración del suelo?

2. La aceleracón es el incremento de la velocidad por unidad de tiempo. Se mide en cm/s2. Por
ejemplo, una aceleración de 20 cm/s2 significa que en un segundo la velocidad de una partícula
se incrementó 20 cm/s más rápido.
La aceleración máxima del suelo (PGA) está relacionada con la fuerza de un terremoto en un
sitio determinado. Entre mayor es este valor, mayor es el daño probable que puede causar un
sismo.
¿En qué se diferencia el PGA a la magnitud?
La magnitud de un terremoto es una medida del tamaño de este y por tanto no cambia. Es un
valor único relacionado con la energía liberada por una falla sísmica. La aceleración, por el
contrario, es variable y decrese conforme nos alejamos del epicentro.
¿Por qué es importante registrar la aceleración?
Porque la aceleración del terreno tiene relación directa con la intensidad sísmica. El PGA es
variable de un lugar a otro y por medio de ella podríamos identificar la mayor o menor fuerza del
movimiento sísmico al observar geográficamente su distribución. La mayoría de las veces, las
aceleraciones más grandes suceden cerca del epicentro donde se suelen concentrar los daños,
pero diversos factores tales como el tipo de suelo que existe bajo una ciudad o la forma en que
la energía sísmica es liberada por una falla, pueden alterar este comportamiento.
En cuanto al tipo de suelo, sabemos que un lugar como La Sabana tiende a amplificar la señal
sísmica mucho más que San Pedro tal y como fue evidenciado en el estudio Microzonificación
Sísmica de San José en el que este laboratorio trabajó en conjunto con otras instituciones
nacionales e internacionales.
En cuanto a la falla, debemos tener claro que la propagación de las ondas sísmicas en un
terremoto no es siempre circular sino que esta se ve influenciada por el tipo de movimiento de
la falla. Por ejemplo, la distribución de los valores máximos durante el sismo del 3 de marzo del
2010 en Sabanilla, parece indicar que San Pedro y La Sabana fueron movidos fuertemente
debido a que se encontraban en uno de los sectores en que la falla tendió a liberar más
energía. Mientras que en Cartago, el movimiento apenas y fue percibido (Fig 1).

3. Figura 1. Distribución de la radiación de la energía producida por el sismo del 3 de
marzo del 2010 con epicentro en Sabanilla de Montes de Oca. La zonas verdes y rojizas
corresponden a sitios donde las aceleraciones fueron particularmente fuertes. Las
zonas en azul y lila, valores bajos. Se ve claramente que en Cartago el movimiento fue
muy leve, mientras que en San José (estaciones de San Pedro, Sabana y Santa Ana)
bastante más fuerte.
La aceleración, por otro lado, es un parámetro usado en Ingeniería Civil para calcular la fuerza
a que debe diseñarse una estructura para que sea capaz de soportar distintos tipos
de terremotos. Si estos datos fueran inexistentes, las obras civiles de Costa Rica tendrían que
diseñarse usando códigos sísmicos extranjeros que no obedecen a la realidad del entorno
geológico ni sísmico del país
¿En qué consiste el proyecto “Monitoreo en Tiempo Real de Sismos Fuertes”?
El proyecto consiste en la implementación de una red acelerogrífica que cubra todo el país, de
manera que la información que estos instrumentos registren permita la generación de mapas
de intensidad sísmica que se despliegan automáticamente en la Internet cuando ocurre un
terremoto.
¿Cómo funciona?
Cuando ocurre un terremoto y este es registrado por más de 5 estaciones acelerográficas, se
envía una alarma a un servidor central ubicado en la Universidad de Costa Rica en San José.
Inmediatamente, el servidor extrae los primeros 5 minutos de información de movimiento del
suelo de todos los acelerógrafos que se encuentren conectados a Internet. La información es
procesada y los valores máximos calculados en forma inmediata. Se generan los siguientes
mapas/datos de manera automática:

4.  Mapa de valores de intensidad sísmica.
Mapa de aceleraciones máximas y población.
Tabla de ubicación de las estaciones y valores máximos de aceleración.
Mapa de epicentro y magnitud calculados en forma preliminar (valor automático).
Distancia de las estaciones ordenadas de acuerdo a la proximidad al epicentro.

Otros cálculos más técnicos y que también se generan en sub-reportes que se van
actualizando en un segundo plano son:
 Gráficos de las formas de onda de todo el registro de aceleración en las tres
componentes.
Mismo gráfico que el anterior pero para la velocidad.
Espectros elásticos para cada tipo de suelo y zona según el Código Sísmico de Costa
Rica.
Espectros de respuesta con 0 y 5% de amortiguamiento.
Amplificación sísmica y períodos fundamentales del suelo.
Amenaza sísmica e intensidad.
¿Donde se despliega la información?
En la página web del Laboratorio de Ingeniería Sísmica en http://www.lis.ucr.ac.cr. Los
informes de los sismos aparecen en un enlace dado por el año, mes, día, y hora en el que se
registró el evento.
¿Dónde se encuentran los acelerógrafos?
La distribución de los acelerógrafos se muestra en el siguiente mapa.
¿Es el trabajo del LIS semejante al de la Red Sismológica Nacional(RSN) o del
Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Costa Rica (OVSICORI)?
No es semejante, sino complementario. Muchas veces la información generada por este
laboratorio ha sido del uso de la RSN o del OVSICORI quienes la utilizan para afinar cálculos
de ubicación y magnitud de un terremoto entre otros.
El trabajo del LIS está en línea directa con aplicaciones a la Ingeniería Sísmica y relacionados
específicamente con sismos fuertes que son los que ocasionan daños a la infraestructura. El
LIS lleva a cabo investigaciones relacionadas con la generación, propagación e impacto en el
suelo de las ondas sísmicas y cuantifica sus efectos en la forma de efectos de amplificación
del sitio y atenuación de las ondas sísmicas.
Los equipos que utiliza el LIS se llaman acelerógrafos y estos registran la aceleración del
suelo para sismos fuertes. Por el contrario, los equipos de la RSN y del OVSICORI son
sismógrafos que, debido a sus características técnicas, son mucho más sensibles que los
acelerógrafos. Por ejemplo, nuestra red de acelerógrafos no es adecuada para detectar los
enjambres sísmicos ocasionados por la actividad del volcán Irazú y Turrialba que se presentó
en julio del 2010 ya que esos eventos son sumamente pequeños y muy superficiales.
Ha sido una política del LIS durante más de 20 años, que los acelerógrafos estén ubicados en
zonas densamente pobladas para estudiar el impacto del movimiento sísmico precisamente

5. donde se desarrollan la mayor parte de las actividades humanas. Sin embargo, algunos de
los equipos también se encuentran en lugares poco poblados por razones estratégicas y de
cobertura. Los sismógrafos, por el contrario, no pueden estar ubicados en lugares altamente
ruidosos (como un centro de población) ya que la señal se saturaría de ruido.

6. ¿Para qué sirve un acelerógrafo?
Un acelerógrafo no es lo mismo que un sismógrafo. El acelerógrafo registra la aceleración del
suelo durante un terremoto. Estos aparatos son utilizados en análisis de movimiento fuerte
(grandes sismos) ya que han sido diseñados para resistir tales sacudidas. La red de
instrumentos del Laboratorio de Ingeniería Sísmica se compone únicamente de acelerógrafos.
Estos instrumentos permiten, entre otros:
1. Estimar el valor máximo de aceleración del suelo durante un terremoto. Este valor
se usa para diseñar estructuras sismo-resistentes.
2. Calcular la duración de movimiento fuerte en el sitio donde se ubica. Por lo
general, la duración aumenta conforme aumenta la distancia desde el epicentro.
3. Crear mapas de intensidad instrumental que reflejan los sitios donde la sacudida
es más fuerte o más débil.
4. Calcular la respuesta del suelo de manera que se pueda planificar la construcción
de estructuras seguras en el futuro.
5. Calcular espectros de diseño y respuesta que eventualmente pueden ser
utilizados por el Código Sísmico para regular el tipo de construcción en diferentes
zonas sísmicas de Costa Rica.
6. Realizar estudios de amenaza sísmica mediante el uso de ecuaciones que
predicen el comportamiento de los valores máximos de un terremoto en función
de la distancia.
Fotografía de un acelerógrafo modelo SMA-1 usado en el pasado.
El LIS utilizó originalmente instrumentos tipo SMA-1. Estos aparatos funcionaban a base de
película fotográfica. Cuando ocurría un sismo, un pequeño rayo de luz velaba esta película
creando el registro del paso de las ondas sísmicas. La película era posteriormente procesada
en el laboratorio para su revelado, digitalización y análisis por computadora.
En la actualidad se utilizan modernos equipos de tipo digital que son prácticamente
computadoras diseñadas para registrar sismos fuertes. La información se almacena en el disco
duro de estos aparatos y puede ser rápidamente extraída por medios electrónicos como una

7. llave USB. La característica más importante del equipo nuevo es que también envía los datos
por Internet con lo que, ante la ocurrencia de un terremoto fuerte y en caso de que las
comunicaciones no se vean severamente interrumpidas, la información estaría disponible para
su análisis de inmediato.
Fotografía de un acelerógrafo digital y centro de recepción de datos vía Internet
La red de acelerógrafos se encuentra distribuída por todo el país. Los sitios donde estos se
hallan son las principales ciudades de Costa Rica porque el objetivo fundamental de la red es
monitorear el impacto del movimiento del suelo en zonas densamente pobladas.