Física de las ondas sísmicas: ondas P, ondas S y ondas superficiales

Las ondas primarias son de compresión: el terreno se comprime y se dilata en la misma dirección en que la onda avanza, igual que el sonido en el aire. Viajan entre 5,5 y 7,0 kilómetros por segundo en la corteza continental, lo que las convierte en las más rápidas y en las primeras que alcanza cualquier estación.

Como los fluidos sí resisten la compresión, las ondas P atraviesan tanto la roca sólida como el núcleo externo líquido de la Tierra. En superficie se perciben como un golpe seco, un retumbo o un ruido sordo. Rara vez son destructivas por sí mismas, pero su llegada es la señal de que algo más viene detrás.

Las ondas secundarias son de cizalla: las partículas oscilan perpendicularmente a la dirección de avance. Se propagan a unos 3,0 a 4,0 kilómetros por segundo, aproximadamente el sesenta por ciento de la velocidad de las ondas P, y no viajan en fluidos porque un líquido no ofrece resistencia al corte.

Son las principales responsables del daño estructural. El movimiento que imponen es lateral, y las edificaciones —diseñadas fundamentalmente para resistir cargas verticales de gravedad— son mucho más débiles frente a fuerzas horizontales. Toda la ingeniería sismorresistente existe, en esencia, para sobrevivir a las ondas S.

Detrás de las ondas de cuerpo llegan las ondas superficiales, confinadas cerca de la superficie terrestre. Las ondas Rayleigh producen un movimiento elíptico retrógrado, parecido al de una ola marina; las ondas Love, un desplazamiento horizontal transversal.

Son las más lentas, pero también las de mayor amplitud y mayor período. Dominan la duración percibida de la sacudida y afectan de forma desproporcionada a los edificios altos, cuyo período fundamental se aproxima al suyo, y a las cuencas sedimentarias profundas, donde quedan atrapadas y reverberan durante decenas de segundos.

La diferencia de velocidad entre las ondas P y las S abre una oportunidad operativa. Si una red detecta las ondas P y estima rápidamente la magnitud y la localización, puede emitir un aviso a las zonas que aún no han recibido las ondas S.

Como regla aproximada, la ventana disponible equivale a unos tres segundos por cada diez kilómetros de distancia al epicentro. A 100 kilómetros son unos veinte segundos: suficiente para detener un tren, cerrar una válvula de gas, apartarse de una fachada o buscar refugio bajo una mesa. En el epicentro mismo la ventana es nula, y esa es la limitación estructural del método.

Conviene insistir en algo que se malinterpreta a menudo: la alerta temprana no es predicción. El sismo ya ha ocurrido cuando el aviso se emite. Lo único que se está aprovechando es que la información viaja más rápido que las ondas destructivas.