Sondeo de Refracción Sísmica

SONDEO DE REFRACCIÓN SÍSMICA Los SONDEOS GEOFISICOS consisten en una serie de mediciones obtenidas por medio de una sonda con varios sensores o antenas transmisoras y receptoras que se introduce en una perforación para obtener distintas clases de parmetros f!sicos de la formación a diferentes profundidades" El m#todo de la S!smica de $efracción y $e%e&ión se basa en la distribución de velocidades s!smicas ori'inadas por una fuente arti(cial )'olpeo o e&plosión sobre la super(cie del suelo*" La velocidad s!smica aument aumentar ar en aquell aquellos os materi materiale aless de mayor mayor densid densidad ad permit permitien iendo do distin distin'ui 'uirr entre entre distin distintos tos tipos tipos de materiales"

Cuál es el concepto que utiliza el SRS Los SONDEOS GEOFISICOS consisten en una serie de mediciones obtenidas por medio de una sonda con varios sensores o antenas transmisoras y receptoras que se introduce en una perforación para obtener distintas clases de parmetros f!sicos de la formación a diferentes profundidades" Este m#todo esta basado en ondas de c+oque por impacto de martillo o peque,a e&plosión cerca de la super(cie del terreno" Se mide el tiempo de recorrido de la onda a los 'eófonos colocados a diferentes distancias" La onda de c+oque puede via-ar mas a prisa a un 'eófono distante a trav#s de estratos duros ms profundos profundos.. que por el camino mas corto" Determin Determina a la profundida profundidad d del a'ua subterrnea. subterrnea. de los estratos sucesivamente mas duros" /ediante la interpretación de resultados. se pueden deducir propiedades mecnicas y la distribución de los materiales en el subsuelo. empleando las velocidades de las ondas de compresión y de corte que se trasmi trasmiten ten a trav#s trav#s de los materia materiales les en el subsue subsuelo. lo. por efecto efecto de las vibraci vibracione oness produ producid cidas as por la detonación de una car'a de e&plosivos" 0or medio de su interpretación permiten de(nir. apro&imadamente. la 'eometr!a de la estrati'raf!a y e&trapolar los resultados obtenidos por m#todos directos" Para qué sire lo !e"#onos En los m#todos s!smicos de prospección se suele re'istrar el movimiento del suelo 'enerado por una fuente ener'#tica como son los e&plosivos y camiones vibradores" Los !e"#onos  !e"#onos  so son transductores de despla1am despla1amiento iento.. velocidad velocidad o aceleraci aceleración ón que convierten el movimiento del suelo en una se,al el#ctrica" Casi todos los 'eófonos empl em plea eado doss para para la pros prospe pecc cció ión n s!smica en la supe super( r(ci cie e terr terres estr tre e son son del del tipo tipo electroma'n#tico" $ue es un Sis%o!ra%a 2n sis%o!ra%a es un re'is re'istr tro o del movimi movimient ento o del suelo suelo llevado llevado a cabo cabo por un sismó'rafo sismó'rafo"" La ener'!a medida en un sismo'rama resulta de fuentes naturales como son los sismos )o terremotos*. o de fuentes arti(ciales como son los e&plosivos )sismos inducidos*" Dado que las ondas 0 se 0 se propa'an a mayor velocidad que otros tipos de ondas. son las primeras en ser re'istradas en un sismo'rama" Despu#s lle'an las ondas S y S y por (n las ondas super(ciales )ondas $aylei'+ y ondas Love*" En el futuro. los sismo'ramas sern re'istrados en tambores de papel rotativos" 3l'unos usarn carretes en papel com4n. y otros utili1arn papel fotosensible e&puesto a rayos de lu1" 3ctualmente. prcticamente todos los sismó'rafos re'istran la información de forma di'ital. de modo de +acer un anlisis automtico ms fcilmente" 3l'unos sismó'rafos de tambor a4n son utili1ados" &C"%o #unciona un sis%"!ra#o'

Los sismólo'os. o cient!(cos especiali1ados en el estudio de los terremotos. emplean m4ltiples y avan1ados instrumentos en su investi'ación. pero su +erramienta fundamental es el sismó'rafo. aparato sumamente sensible capa1 de detectar las vibraciones ms leves de la tierra" Los movimientos quedan re'istrados por medio de un pun1ón que tra1a una l!nea sobre un papel enrollado en un cilindro 'iratorio" )En al'unos aparatos. la l!nea queda marcada por un rayo de lu1 (n!simo enfocado sobre papel fotosensible"* Cuando no +ay vibraciones. la l!nea es recta5 los temblores peque,os ori'inan li'eras oscilaciones. pero las 'randes sacudidas producen amplios tra1os +acia arriba y +acia aba-o" 6ay instaladas estaciones sismo'r(cas en todo el mundo" Cuando se re'istran ondas s!smicas de cierta intensidad. la comparación entre la amplitud de las ondas y el tiempo que tardaron en alcan1ar diversas estaciones permite a los cient!(cos determinar dónde se produ-o el terremoto y su ma'nitud" Co%o se (e)nen los estratos para el SRS In(ique los %ateriales necesario para el SRS

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*EN+A,AS2tili1a menos 'eófonos y menos fuentes de 'eneración" Esto +ace ms barato la adquisición de los equipos" 0ermite cubrir rpidamente 'randes reas a un costo relativamente ba-o" No altera ni modi(ca las condiciones y propiedades naturales de las rocas y suelos" El ensayo no es estorbado por boleos. cantos rodados. ni 'ravas 'ruesas" El procesamiento es muy corto. solo requiere aplicar adecuados (ltros a la se,ales para leer me-or los tiempos de lle'ada de la onda 0" Del sismo'rama re'istrado en cada punto de observación solo se requiere leer el tiempo de lle'ada de la onda 0" Como se utili1a solo una parte del sismo'rama los modelos desarrollados y las interpretaciones no son muy complicadas" Detecta variaciones tanto en profundidad como en la +ori1ontal de la velocidad de la onda 0 y la onda S" 0ermite la detección de la profundidad a basamento y de su relieve. dependiendo de variables como lon'itud del tendido. ener'!a de la fuente s!smica. velocidades de los suelos" DES*EN+A,AS-

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$equiere tendidos s!smicos relativamente lar'os" Solamente funciona cuando la velocidad de propa'ación de la sonda incrementa con la profundidad" En el caso de los suelos con capas intermedias de menor velocidad el m#todo arro-ar!a resultados erróneos" Generalmente se interpreta en t#rminos de capas" Estas pueden tener inclinación y ru'osidad" Como solo usa una parte del sismo'rama. el resto de información se desperdicia" El modelo del suelo es construido a partir de los primeros tiempos de lle'ada" 0ara el caso de aplicaciones urbanas de la In'enier!a Civil. el /#todo de refracción s!smica est limitada por la disponibilidad de 1onas descubiertas con su(ciente e&tensión" La lon'itud del tendido en super(cie est directamente relacionada con el alcance de la e&ploración en profundidad"

Necesidad de mano de obra cali(cada para traba-ar con los equipos y el soft7are de interpretación de ensayos" ONDA SISMICA La onda s!smica deforma el terreno a trav#s del cual pasa. lo cual indica que puede +acer traba-o. y. por lo tanto. corresponde a ener'!a elstica que se despla1a" En el caso de ondas 'eneradas por e&plosiones. la ener'!a es producto de las reacciones qu!micas o nucleares que causaron la e&plosión5 en el caso de ondas 'eneradas por sismos. es la que estaba almacenada como ener'!a de deformación en las rocas" III-. ONDAS DE C/ERPO La teor!a de la elasticidad nos dice que son posibles dos tipos de ondas elsticas que via-an a trav#s de la  8ierra. y que son conocidas como ondas de cuerpo u ondas internas. las cuales pueden ser compresionales o de ci1alla" III"9": Ondas P" Las ondas compresionales  son las que se transmiten cuando las part!culas del medio se despla1an en la dirección de propa'ación. produciendo compresiones y dilataciones en el medio" Esto es fcil de visuali1ar si pensamos en un resorte como el mostrado en la ('ura :;" Si comprimimos un e&tremo del resorte )a* y lue'o lo soltamos. el material comprimido se e&tiende en la dirección indicada por la %ec+a peque,a. comprimiendo al material que est -unto a #l )b*" Esa compresión y la dilatación )e&tensión* correspondiente via-an en la dirección indicada por las %ec+as 'ruesas. que es la misma )aunque puede variar el sentido* del despla1amiento de las part!culas" Fi!ura 01- On(a co%presional propa!án(ose a lo lar!o (e un resorte con eloci(a( - C in(ica co%presi"n 2 D in(ica (ilataci"n- El (esplaza%iento (e las part3culas (el resorte se pro(uce en las (irecciones in(ica(as por (m?s en las rocas 'ran!ticas cercanas a la super(cie. y alcan1a ms de :: >m?s en el interior de la 8ierra* y. por lo tanto. es la primera en lle'ar a cualquier punto. en ser sentida y en ser re'istrada en los sismo'ramas. por lo que se llamó onda Primera o Primaria y de all! el nombre de 0 )en in'l#s se asocia tambi#n con push que si'ni(ca empu-ón o empu-ar*" III"9"9 Ondas S. Las ondas de corte o de cizalla, llamadas ondas S, son aqu#llas en las cuales las part!culas del medio se despla1an perpendicularmente a la dirección de propa'ación. por lo que estn asociadas con deformaciones del terreno de tipo de ci1alla" 0odemos visuali1arlas si pensamos en las ondas que via-an por una cuerda tensa )Fi'ura 9@* y movemos uno de sus e&tremos perpendicularmente a ella )a*" Cada part!cula de la cuerda se mueve. +acia arriba o +acia aba-o en la dirección indicada por las %ec+as peque,as. -alando a sus vecinas5 de manera que la onda via-a en la dirección de la cuerda )indicada por la %ec+a 'rande* perpendicularmente a la dirección del despla1amiento de cada peda1o de cuerda )bAc*" Fi!ura .4- On(a (e cizalla propa!án(ose con eloci(a(  a lo lar!o (e una cuer(a- El (esplaza%iento (e las part3culas (e la cuer(a se (a en las (irecciones in(ica(as por (-

asocia con shake, que si'ni(ca sacudir*"

La onda S es ms lenta que la onda 0" En una amplia 'ama de rocas su velocidad. Bs. es apro&imadamente i'ual a la velocidad de la onda 0. Bp. dividida entre )esto es conocido como condición de Poisson *" Como la onda S es la se'unda en lle'ar se le llamó Secundaria, y de all! su nombre )en in'l#s se

Como los l!quidos no pueden soportar esfuer1os cortantes. las ondas S no se propa'an a trav#s de ellos"