miércoles, 8 de septiembre de 2010

Efectos del choque de un objeto celeste contra la superficie de la tierra.

Medellín Septiembre de 2010

EFECTOS DEL CHOQUE DE UN ASTEROIDE CONTRA LA SUPERFICIE DE LA TIERRA.

Primero aclaremos los conceptos de asteroide, meteoroide, meteoro y meteorito.

Un meteoroide es un objeto del espacio con diámetro inferior a 50m. Si el objeto es mayor lo llamaremos genéricamente asteroide.

Un meteoro es la estela de luz o fuego que deja un cuerpo,que penetra a la atmósfera terrestre a gran velocidad.

Un meteorito son las partes de un cuerpo del espacio que choca contra la superficie de la tierra y no se desintegran.

Hemos supuesto que el objeto espacial está formado por compuestos de hierro y níquel y por tanto su densidad es alta. Para nuestro caso la densidad será:

8000kg/m3

Por otra parte hemos supuesto que la velocidad es de 12 km/s, un poco más alta que la velocidad de escape de la tierra y que el suelo de la superficie donde se presenta el impacto está formado por rocas sedimentarias. (También podría haber escogido que el impacto fuera contra el agua o contra una roca maciza muy cristalizada y dura.)

El ejercicio comprende:

A) El meteoroide mide 50 m de diámetro. Lo hemos resuelto sobre los efectos producidos a las distancias de 1km, 5km y 10km, en ángulos de ataque de 30º y 60º, con respecto a la horizontal.

B) El asteroide mide 100 m de diámetro. Los efectos se han buscado a distancias de 1km. 10km y 20 km del sitio de impacto, bajo ángulos de ataque de 30º y 60º, con respecto a la horizontal..

La evaluación de los efectos producidos por el impacto se ha realizado con base en un software gratuito, que se puede utilizar abriendo el link:

http://impact.ese.ic.ac.uk/ImpactEffects/

El software es fiable y los resultados obtenidos son similares a aquellos que los astrofísicos estiman y muy particularmente aquellos de los programas “El Universo”, de History Channel.

En el análisis de los resultados producidos por el software, que es lo que se presenta aquí, no requiere conocimientos especiales de matemáticas, física o ingeniería para entenderlos y dimensionarlos.

A)Diámetro 50 m

a) Ángulo 30º.

1.Distancia 1km

Efectos generales:

El proyectil comienza a romperse a una altitud de 8310 m.

El proyectil alcanza el suelo en pedazos diseminados en un área pequeña.

La energía de impacto es 4.9 Mega Tons TNT.

Los fragmentos no quedan muy dispersos.

Diámetro del cráter: 1.18 km

Profundidad del cráter: 200 m

Hay un pequeño temblor de tierra de magnitud 5.1 grados en la escala de Richter.

Estos efectos son de tipo general para un radio de más o menos 20 km.

Específicamente para la distancia de 1km los efectos son:

La explosión llega a los 3 segundos.

El sonido es alto y peligroso para el oído.

Descripción del daño:

Edificios de mampostería colapsan.

Estructuras de madera colapsan.

Estructuras de concreto reforzado sufren pequeños daños.

Se rompen vidrios.

90% de los árboles son derribados y el resto pierden hojas y ramas.

2.Distancia 5km

Sufre todos los efectos generales que se mencionaron antes.

Respecto de la distancia de 5km:

La explosión llega al km a los 15 segundos.

El sonido es alto y peligroso para el oído.

Descripción del daño:

Edificios de mampostería podrían colapsar.

Estructuras de madera colapsan.

Se rompen los vidrios en edificios de concreto reforzado.

Hasta el 90% de los árboles son derribados. El resto pierde ramas y hojas.

3.Distancia = 10km

La explosión llega a los 30 segundos.

El sonido es alto y similar al del tráfico pesado.

Descripción del daño:

Vidrios de las ventanas se rompen.

Cerca del 30% de los árboles son derribados y los que quedan en pie pierden ramas y hojas.

b) Ángulo de 60º

1.Distancia 1km

Efectos generales en un radio de 20km.

El proyectil comienza a romperse a una altitud de 8440m.

El proyectil alcanza el suelo en fragmentos.

La energía de impacto es de 7.62 Mega Tons TNT

El diámetro del cráter final es de 1.57km

La profundidad del cráter es de 334m

Se produce un temblor de tierra de 5.2 grados en la escala de Ritcher.

La eyección de polvo es bloqueada por la atmósfera.

Respecto de lo que sucede a 1k:

La explosión llega a los 3 segundos.

El ruido es altamente peligroso para el oído y produce dolor.

Descripción del daño:

Edificios de mampostería colapsan.

Estructuras de madera colapsan.

Estructuras de concreto reforzado tienen grandes daños.

Puentes antiguos de madera o cerchas, colapsan.

Vidrios de edificios se rompen.

Automóviles y camiones son movidos por la onda de choque.

El 90% de los árboles son derribados y los que quedan en pie pierden hojas y ramas.

2.Distancia 5km

La explosión llega a los 15 segundos.

El ruido, además de ser peligroso para el oído, puede producir dolor.

Edificios de mampostería colapsan.

Estructuras de madera colapsan.

Los vidrios de las ventanas se rompen.

Hasta el 90% de los árboles son derribados y los que quedan en pié pierden hojas y ramas.

3 Distancia 10km

La explosión llega a los 30 segundos.

El ruido es como el de tráfico automotor pesado.

Descripción de daños:

Particiones interiores de madera se pueden dañar.

Los techos sufren grandes daños.

Los vidrios se rompen.

El 30% de los árboles son derribados y los que quedan en pie pierden hojas y ramas.






Figura 1 Asteroide contra la tierra
esashistorias.blogspot.com




Figura 2

Objeto que cayó en el departamento de Santander Colombia el domingo 5 de Septiembre a las 3+10 PM (Foto de Caracol Tv)

La figura 2 nos muestra el meteoro que se vió en el departamento de Santander Colombia, el domingo 5 de Septiembre de 2010, a las 15+10 y que se vió y escuchó en un radio de 50km.

La gente sintió el ruido de la explosión y algunas personas entrevistadas mencionaron que hubo un pequeño sismo. El propio gobernador de Santander, doctor Horacio Serpa, reportó el ruido de la explosión.

Tres días después, la búsqueda de los meteoritos y del cráter no han tenido éxito, no obstante haber utilizado helicópteros y aviones.

Hoy se menciona que probablemente lo que cayó fueron los restos de un satélite artificial, pero todavía no comprueba esta afirmación.

Conclusiones.

  1. A mayor diámetro del cuerpo, mayores y más graves son los efectos.
  2. A mayor velocidad del objeto los efectos son más intensos.
  3. Los cuerpos más densos producen más daños.
  4. Para las mismas condiciones de tamaño, velocidad y densidad del objeto, aquél que llegue con un ángulo de incidencia mayor, respecto de la horizontal, es el que produce más daños.

Nota final.

La tierra ha sido impactada por objetos del cielo, desde su formación hasta hoy. Diariamente caen objetos a gran velocidad, que al entrar en la atmósfera, debido a la fricción, se calientan, se funden y se pulverizan, por lo que llegan a la superficie en tamaños inofensivos e imperceptibles.

Hay vestigios de impactos de objetos grandes. En 1908 un objeto impactó a Tunguska en Siberia. Se cree que su tamaño tenía un diámetro de 80m y afortunadamente esta es una región muy despoblada y no se tiene información de pérdidas humanas o daños en casas o infraestructura. El evento fue observado por habitantes del sur de Siberia, en límites con Mongolia y de eso hay relatos.

A lo largo de la historia de la tierra, esta ha sido bombardeada por objetos celestes de diferentes tamaños. Objetos de más 100m podrían resultar destructivos y objetos de 500 o 1000m serían catastróficos.

Independiente del tamaño del objeto, la pregunta no es si un objeto grande impactará la tierra. La pregunta más apropiada es cuándo va a ocurrir esto?, porque se da por seguro que seguiremos siendo bombardeados por todo tipo de basura espacial, natural y antrópica.

Juan Fernando Sanin E

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