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Marzo, 2012 HGSE:
San Martin de Porres–Lima, Teléf.: Teléf.: 511- 7259396 / 511- 993762965
1. LA GEOFÍSICA La Geofísica Geofísica es la ciencia que estudia los campos físicos vinculados a nuestro planeta. Estudia la Tierra mediante Tierra mediante métodos de la física, de manera indirecta. •
Geofísica Pura
•
Geofísica Aplicada
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1. LA GEOFÍSICA La Geofísica Geofísica es la ciencia que estudia los campos físicos vinculados a nuestro planeta. Estudia la Tierra mediante Tierra mediante métodos de la física, de manera indirecta. •
Geofísica Pura
•
Geofísica Aplicada
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2. GEOFÍSICA PURA Proporciona información para el estudio de la estructura y composición del interior de la Tierra mediante métodos de la física, a fin de conocer su evolución y características actuales.
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3. GEOFÍSICA APLICADA Es la aplicación de la geofísica y los métodos geofísicos que permiten efectuar un diagnóstico de la constitución del subsuelo subsuelo por interpretación de los registros geofísicos obtenidos en campo.
SASW
Downhole, Crosshole, Uphole
Refracción, MAM, Reflexión, MASW
Tomografía Eléctrica, SEV, Calicatas Eléctricas
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3. GEOFÍSICA APLICADA
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Equipos
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•
GEODE
•
GEOTRADE
•
SYSCAL PRO
•
ES3000
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4. IMPORTANCIA DE LA GEOFÍSICA APLICADA
•
•
Contribuye a la investigación de lo que está oculto con el fin de aportar algo de “luz” al “oscuro” ambiente que es el subsuelo. Su aporte es muy útil para numerosos especialistas (contribución multidisciplinar).
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5. GEOFÍSICA APLICADA ETAPAS Y DE DESARROLLO DE LABORES –
Los especialistas que llevan a cabo las investigaciones en base a la prospección geofísica llevan a cabo diferentes etapas de desarrollo de labores técnicas y científicas.
•
•
•
•
•
•
Información sobre la zona de trabajo. Selección del método geofísico más adecuados. Campaña de adquisición de datos del subsuelo. Procesado de los datos adquiridos. Integración de toda la información e interpretación de los resultados. Redacción del informe final.
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5.1. Información Sobre la Zona de Trabajo •
•
Geológico Logístico
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5.2. Selección del método geofísico Según el Objetivo: •
•
Bondades y Limitaciones de los métodos geofísicos. Determinado por el cliente o por el consultor.
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5.3. Campaña de Adquisición de Datos •
•
•
•
La calibración de los aparatos La implantación de los dispositivos Base geológica del especialista La medición y la comprobación Geode
Geotrade SmartSeis HGS Engineering: 511- 3499075/
StrataVisor 10
5.3. Campaña de Adquisición de Datos •
La medición y la comprobación (calidad de la información).
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5.4. Procesado de los datos TM 3
TM 2
TM 1
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5.5. Integración de Toda la Información e Interpretación de los Resultados
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5.5. Integración de Toda la Información e Interpretación de los Resultados
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6. CONOCIMIENTOS QUE APORTA LA GEOFÍSICA Aporta información de gran importancia para diferentes disciplinas, información necesaria para complementar los datos que se obtienen en la superficie. Se trata de información muy variada del subsuelo debido a que procede de prospecciones muy diferentes. Para que la geofísica pueda aportar esta información de gran ayuda para diferentes disciplinas necesita que esta ayuda sea mutua, para poder interpretar los datos con mayor precisión y, consecuentemente, facilitar resultados con mayor aporte.
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6. CONOCIMIENTOS QUE APORTA LA GEOFÍSICA El aporte de información “a ciegas” por parte de la geofísica suele ser un método habitual, porque no existe información previa o porque no se dispone de ella. Mas aún, resulta perjudicial pensar en que debe ser la geofísica la que aporte la información “sin ayuda externa” .
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7. MÉTODOS GEOFÍSICOS DE PROSPECCIÓN
LEVANTAMIENTO DE DATOS
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7.1 Levantamiento Terrestre •
•
Realizados a lo largo del terreno, a pié o con auxilio de vehí culo. Equipos operados por uno o más operadores (equipo de campo).
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7.2 Levantamiento Marino •
•
•
•
Geofísica marina. Mar, ríos, lagos, presas. Embarcaciones de diferentes dimensiones. Sensores colocados en la embarcación o sobre remolque.
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7.3 Levantamiento Aéreo •
•
•
Aerogeofísica o geofísica aérea. Aviones, helicópteros - equipos colocados a bordo o sobre remolque (pájaro) . No existen métodos sísmicos, eléctricos y geotérmicos.
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8. PRINCIPALES USOS DE LA GEOFÍSICA a) - Geología e Hidrogeología b) - Exploración de recursos minerales c) d) e)
–
–
–
Ingeniería Civil / Minería Medio Ambiente Militar / Forense
f) - Arqueolgía y Paleontológia G) - Agricultura de Precisión Multidisciplinario HGS Engineering: 511- 3499075/
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9. MÉTODOS GEOFÍSICOS DE PROSPECCIÓN Los principales métodos geofísicos usados para prospección e investigación son: Métodos Geofísicos Gravimétrica Magnetometría Eléctricos y Eletromagnéticos Radiometría o Gamaespectometría Sísmica (refración/refleción) Geotermia HGS Engineering: 511- 3499075/
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9.1 Métodos Geoeléctricos de Prospección
Métodos Eléctricos:
Sondeo Eléctrico Vertical (SEV)
Calicata Eléctrica (CE)
Polarización Inducida (PI)
Tomografía Eléctrica (TE)
Potencial Espontaneo (PE)
Métodos Electromagnéticos: Sondeos Electromagnéticos
Georradar (GPR) HGS Engineering: 511- 3499075/
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9.1 Métodos Geoeléctricos de Prospección
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9.1.1 Sondeo Eléctrico Vertical (SEV)
Principal finalidad: Averiguar la distribución vertical en profundidad de las resistividades aparentes bajo el punto sondeado a partir de medidas de la diferencia de potencial en la superficie. Se apoya de dispositivos electroditos tales como los de Wenner , Schlumberger y otros. HGS Engineering: 511- 3499075/
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9.1.1 Sondeo Eléctrico Vertical (SEV)
Dispositivos mayor uso:
electroditos
Dipolo-Dipolo
Polo-Dipolo
Wenner
Schlumberger
Wenner-Schlumberger
de
Dispositivos Electródicos HGS Engineering: 511- 3499075/
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9.1.1 Sondeo Eléctrico Vertical (SEV)
Aplicaciones más comunes:
Estudios para la localización de aguas subterráneas. Investigaciones tectónicas para la búsqueda de petróleo. Estudios para investigaciones geológicas. Estudios para agricultura de precisión.
Estudios para la localización y cubicación aproximada de materiales de canteras. Estudios de cimentación para ingeniería civil. Localización de diversos materiales minerales.
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9.1.1 Sondeo Eléctrico Vertical (SEV)
3200
6.50
Valores de resistividad y conductividad de las rocas más comunes. HGS Engineering: 511- 3499075/
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SEV - Factores que Afectan la Resistividad
•
El grado de saturación del terreno.
•
La temperatura.
•
La Porosidad y la forma de los poros.
•
La salinidad del fluido.
•
El tipo de roca.
•
Los procesos geológicos que afectan a los materiales.
•
La presencia de materiales arcillosos.
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SEV - Limitaciones
Limitaciones: •
La interpretación puede ser ambigua.
•
La interpretación es limitada a configuraciones estructurales simples (idea general de la estructura).
•
La profundidad de penetración del método está limitada por la potencia eléctrica que puede ser introducida en el suelo.
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9.1.2 Tomografía Eléctrica (TE)
La base teórica de su funcionamiento es análoga al de los métodos de resistividad convencionales (dispositivos electroditos). El método se basa en la implantación de numerosos electrodos a lo largo de perfiles, con una separación determinada que viene condicionada por el grado de resolución, profundidad y los objetivos que se pretendan cubrir, de tal modo que, a menor separación mayor resolución y a mayor separación mayor profundidad.
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Tomografía Eléctrica (TE) - Dispositivo Wenner
Mediciones del nivel 1 con arreglo tipo Wenner.
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TE - Dispositivo Wenner-Schlumberger
Niveles de la tomografía tipo Schlumberger. HGS Engineering: 511- 3499075/
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TE - Aplicaciones
Cambios en la estructura del subsuelo. Identificación de rocas alteradas. Inspeccionar Fugas y Filtraciones.
Evaluar la Contaminación de Acuíferos. Localización de túneles, galerías o huecos, zonas kársticas . Determinación de restos arqueológicos.
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TE - Procesamiento
Sección de Resistividad. Variación de la Resistividad Real en profundidad a lo largo de la línea de estudio. HGS Engineering: 511- 3499075/
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TE - Interpretación
Secciones de Interpretación. Mapeo de la posible estratigrafía del suelo y las zonas anómalas.
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SEV - Ejemplo 1 www.hgsee.com
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SEV - Ejemplo 1 www.hgsee.com
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SEV - Ejemplo 2 www.hgsee.com
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SEV - Ejemplo 2 www.hgsee.com
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TE
Ejemplo 1
–
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TE
Ejemplo 1
–
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TE
Ejemplo 1
–
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TE
Ejemplo 1
–
Grieta 1
Grieta 2
Grieta 3
Longitud (m)
105
100
110
Profundidad (m)
15-45
15-45
15-45
Abertura (cm)
10-15
5-7
5-7
Inclinación ( )
28-32
28-32
28-32
°
La profundidad se incremente de Oeste a Este.
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TE
Ejemplo 2
–
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TE
Ejemplo 2
–
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TE
Ejemplo 2
–
Grieta 4 Longitud (m)
80
Profundidad (m)
18
Abertura (cm)
10-15
Inclinación ( )
2
°
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9.2 Métodos Sísmicos de Prospección
Métodos Sísmicos:
Refracción Sísmica Reflexión Sísmica Down Hole Up Hole
Cross Hole MASW MAM SASW HGS Engineering: 511- 3499075/
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9.2 Métodos Sísmicos de Prospección
Arribo de ondas sísmicas HGS Engineering: 511- 3499075/
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9.2.1 Refracción Sísmica (RS)
Este método consiste en la medición de los tiempos de viaje de las ondas de compresión (Ondas P) generadas por una fuente de energí a impulsiva a unos puntos localizados a distancias predeterminadas a lo largo de un eje sobre la superficie del terreno.
Método de Refracción Sí smica smica.
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RS
Profundidad de Investigación
–
En este método, la profundidad de investigación (h) es directamente proporcional a la longitud de la línea extendida (L) en el terreno, con una relación de aproximadamente 1/4 a 1/3. Las
ondas
grabadas
son
producto
de
refracciones
de
discontinuidades del medio.
Una condición importante para la aplicación y validez del método, es que la velocidad de propagación de las ondas aumente con la profundidad (V1
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RS - Aplicaciones
•
•
•
•
Ingeniería civil (fundación de diques, puentes, presas, …..), trabajos medioambientales y otros. Ingeniería geotécnica, para determinar la profundidad de la roca dura, el grado de meteorización y competencia de la roca dura. Prospección en actividades mineras, ya sea en rocas ígneas, metamórficas o sedimentarias. En arqueología (ruinas enterradas). HGS Engineering: 511- 3499075/
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RS - Limitaciones
•
•
•
En distintos tipos de suelos o rocas pueden tener velocidad de propagación semejantes (interpretación ambigua). Para resolver la incertidumbre es necesario contar con información geológica o geotécnica adicional. No es posible detectar estratos cubiertos con otros de mayor velocidad de propagación de ondas. La distancia entre los sensores controla la precisión con que se puede evaluar el espesor de los estratos.
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RS - Campo
Tendido de Cables y Registros de Ondas Sísmicas. HGS Engineering: 511- 3499075/
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RS
Campo
–
Impacto (shot) con caída de pesa .
Impacto (shot) con martillo.
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RS - Procesamiento
Registro de ondas sísmicas.
Domocrónica. HGS Engineering: 511- 3499075/
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RS
Procesamiento e Interpretación
–
Perfil Sísmico
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9.2.2 Multichannel Analysis Of Surface Waves (MASW)
Este método consiste en la interpretación de las ondas superficiales (Ondas Rayleigh) de un registro en arreglo multicanal, generadas por una fuente de energía impulsiva en puntos localizados a distancias predeterminadas a lo largo de un eje sobre la superficie del terreno, obteniéndose mediante procesos de inversión numérica, el perfil de velocidades de ondas de corte (Vs) para el punto central de dicha línea. Vr = (90% a 95%)VS HGS Engineering: 511- 3499075/
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9.2.2 Multichannel Analysis Of Surface Waves (MASW)
Fuente de energía, registro sísmico con ondas superficiales , curva de dispersión sobre un diagrama de frecuencia velocidad. Modelo de velocidad de ondas S obtenido a partir de la inversión de esta curva de dispersión.
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MASW 2D - Curva de Dispersión
Evaluación de viviendas construidas sobre materiales de rellenos. HGS Engineering: 511- 3499075/
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MASW 2D - Modelo Bidimensional de Ondas de Corte
Evaluación de viviendas construidas sobre materiales de rellenos. HGS Engineering: 511- 3499075/
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MASW - Aplicaciones
Mediante el perfil de las ondas de corte Vs se pueden realizar: •
Evaluación del riesgo sísmico de un área
•
Análisis de licuación
•
Control de compactación de suelos
•
Mapeo del subsuelo
•
•
Estimación de los parámetros dinámicos de los materiales (Poisson, mod. Corte, mod. elástico) Espesor de pavimentos, entre otros. HGS Engineering: 511- 3499075/
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9.2.3 Método Sísmico Down Hole
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Vp
Vs
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9.2.3 Método Sísmico Down Hole
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Downhole Aplicaciones
Aplicaciones típicas de downhole mediante el registro de velocidades de ondas P y S. •
•
•
•
•
Investigaciones de seguridad de presas. Estudios de respuesta sísmica de estribos de puentes, presas, edificios, etc. Estudio de cimentaciones. Medición de las propiedades del suelo / roca (módulo de corte, módulo de volumen, compresibilidad y el coeficiente de Poisson). Velocidad de control para los estudios de reflexión sísmica. HGS Engineering: 511- 3499075/
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10. GEOFÍSICA APLICADA A PROBLEMAS GEOTÉCNICOS
GEOFÍSICA APLICADA A PROBLEMAS GEOTÉCNICOS
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A. Espesor de la Capa Superficial del Terreno
Importancia: •
•
•
•
Determinar la posición del contacto entre la capa superficial y terreno resistente. Dato imprescindible para abordar estudios de estabilidad y riesgos geológicos. En estudios de cimentaciones, la posición de contacto es de gran importancia para definir el tipo de cimentación a emplear (superficial o profunda). La excavación del terreno superficial puede realizarse empleando medios mecánicos o explosivos. Con la determinación de su espesor y calidad se podrá elegir el modo de excavación (excavabilidad - Ripabilidad). HGS Engineering: 511- 3499075/
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A. Espesor de la Capa Superficial del Terreno
•
Posición del contacto. Refracción sísmica o tomografía eléctrica.
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A. Espesor de la Capa Superficial del Terreno
Excavabilidad del terreno superficial. Con la determinación de su espesor y calidad se podrá elegir el modo de excavación (corte con equipo mecánico o voladuras).
Ripador
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A. Espesor de la Capa Superficial del Terreno
Corte transversal para estudiar la excalabilidad del terreno 400 m/s 600 m/s 800 m/s 1200 m/s
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B. Parametros Geotécnicos del terreno Parámetros Dinámicos
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B. Parametros Geotécnicos del terreno Clasificaciones geomecánicas del terreno (calidad geotécnica). Se emplea con gran frecuencia el Índice Q de Barton.
Para granitos y neises de buena calidad:
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B. Parametros Geotécnicos del terreno Relación entre la velocidad de las Ondas P y la densidad de los terrenos que atraviesa. Según Gardner (1974), para rocas sedimentarias se verifica la siguiente relación empírica:
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B. Parametros Geotécnicos del terreno Wyllie (1958), porosidad de una arenisca.
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B. Parametros Geotécnicos del terreno
Grado de fracturación de la roca Ignea. Helfrich (1971), existe una relación entre la velocidad de las ondas P y el índice de fracturación RQD (Rock Quality Designation), válida para rocas ígneas:
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B. Parametros Geotécnicos del terreno Merkler (1970), para el RQD existe una expresión más general:
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Aplicaciones
Estabilidad de Taludes
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Aplicaciones
Evaluación de Grietas
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Aplicaciones
Presas de Relaves
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Áre a d e G eo f í s ic a
HGSE Engineering S.A.C. HGSE S.A.C. cuanta con el apoyo de un calificado equipo de profesionales y asesores especializados para los servicios que brindamos, que nos permite responder con la mayor eficacia a los requerimientos de nuestros clientes, proporcionando así soluciones innovadoras y tecnológicas. Para los ensayos de resistividad geofísica HGSE emplea instrumentos de última generación así como software originales.
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Equipo e Instrumentos
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GEODE
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GEOTRADE
•
SYSCAL PRO
•
ES3000
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INGENIRÍA GEOTÉCNICA SÍSMICA
SERVICIOS:
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•
GEOLOGÍA Y GEOTECNIA
•
GEOFÍSICA SÍSMICA Y ELÉCTRICA
•
HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA
•
TOPOGRAFÍA Y GEODESIA
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