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XIV Jornadas de Ingeniería Tecnología e Innovación
Universidad de Caldas, 20 a 22 de Octubre de 2015
Análisis de la densidad de electrones en la ionosfera durante el terremoto de
Samoa en 2009
Orjuela Rodríguez Sebastián
[email protected]
Resumen:La ionosfera es una capa atmosférica ubicada a 60 kilómetros sobre la superficie terrestre
cargada de electrones, en la cual, según estudios de la NASA (National Aeronautics and Space
Administration) se han evidenciado modificaciones debido a fenómenos naturales, como es el caso de
terremotos, maremotos y huracanes. El presente trabajo tiene como objetivo el análisis del
comportamiento de los electrones en la ionosfera durante el terremoto ocurrido el 29 de septiembre de
2009 en la isla de Samoa, con el fin de la identificación de patrones que permitan intuir el
comportamiento de los electrones antes, durante y después de presentado el terremoto; lo cual nos
permita en un futuro la predicción y el entendimiento de estos fenómenos naturales. El análisis, se
basó en los datos obtenidos por el satélite DEMETER, gracias al acceso otorgado por el CNRS (centre
national de la recherche scientifique) de Francia, y consistió en obtener, filtrar y procesar los datos
muestreados 30 días antes y 30 días después de ocurrido el fenómeno.
Introducción: Los terremotos producen efectos momentáneos es el caso de rumores y maremotos, y
permanentes como grietas, derrumbamientos de edificios, cambios hidrográficos, etc. Los efectos más
desastrosos de los terremotos se producen en las áreas densamente pobladas; en 1923, un terremoto
sacudió la isla de Honshu en Japón, afectó una zona donde vivían más de siete millones de personas, y
destruyó más de 450.000 edificios en las ciudades Tokio y Yokohama, causando la pérdida de ciento
cincuenta mil vidas.
Una aplicación de la teoría de la entropía al estudio de la concentración de electrones en la ionosfera,
se presenta como una alternativa novedosa que podría culminar con la predicción de terremotos. El
presente proyecto con ayuda de la información obtenida del satélite DEMETER y un análisis entrópico
de la misma, ayuda entender el comportamiento de los electrones en la ionosfera cuando sucede este
fenómeno natural con base al terremoto ocurrido en la isla de Samoa el 29 de septiembre de 2009.
Materiales y métodos: el desarrollo del proyecto requiere la utilización de un computador con
conexión a internet y que cuente con el programa MatLab instalado.
El proyecto plantea la utilización de la longitud de Debye-Hückel como metodología matemática y se
puede sintetizar en la siguiente fórmula:
La longitud
cargadas.
establece la escala de variaciones en el potencial y en las concentraciones de especies
Resultados preliminares:
En la actualidad el proyecto ya ha pasado por las fases de:
Recolección de datos: Se descarga información de la página web oficial del CNRS correspondiente a
2000 datos recolectados por el satélite DEMETER durante dos meses (Un mes antes y un mes
después de ocurrido el terremoto).
Filtrado de datos: Se estudian los datos y se determina filtrar la información 10° geocéntricos
alrededor del sitio del terremoto; de los 2000 datos iniciales se pasó a un grupo de 410.
XIV Jornadas de Ingeniería Tecnología e Innovación
Universidad de Caldas, 20 a 22 de Octubre de 2015
Imagen tomada de la página web http://demeter.cnrs-orleans.fr/ y modificada.
La imagen anterior representa la ubicación geográfica de la isla de Samoa y el área de incidencia
determinado para el filtrado.
Procesamiento de datos: Posterior al filtrado de datos, se utilizó la herramienta computacional MatLab
para sintetizar la información recolectada por el satélite. Se aplicó el método matemático
correspondiente obteniendo como resultante la siguiente tabla:
Año Mes Día Distancia Debye
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3,912697602
6,866205953
5,755359216
5,960914845
4,011011296
6,304570261
4,641624316
5,847015591
6,883737813
4,419113564
6,264037432
5,392496909
3,530051923
5,230473813
4,481990433
4,963547121
4,807815254
3,531071558
4,210117976
4,007410005
4,479213071
3,348023013
3,516532985
3,614535389
4,36970701
3,292244744
3,627564599
3,885256547
3,569635262
3,158348171
4,216303839
Tabla 1: Comportamiento densidad de electrones diario.
En la actualidad se está tratando de determinar un comportamiento en la densidad de electrones de la
ionosfera a partir de los datos mostrados en la tabla 1.
Palabras clave: Terremoto; Distancia Debye-Hückel; Satélite DEMETER; Ionosfera; Densidad de
electrones.
Referencias:
Estrada J.H. (2013). Aplicación de la entropía y esfera Debye al estudio de precursores sísmicos y calidad de la energía eléctrica. Tesis de
Ph.D. Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad Nacional de Colombia.
Blach S. (2009). Comportamiento característico de la estructura vertical de la ionosfera en condiciones de calma y perturbadas. universitat
Ramon Llull. OEBRE I.U.
Garduño R., Mendoza V. (2009). CLIMATOLOGÍA, CAMBIOS CLIMÁTICOS Y ATMÓSFERA. Geos, Vol. 29, No. 1.