VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN PROPAGACIÓN DE LAS ONDAS SÍSMICAS EN LAS ROCAS La velo veloci cida dad d con con la que que se prop propag agan an las las onda ondas s elás elásti tica cas s a trav través és de los los materi materiale ales s rocos rocosos os es una una prop propied iedad ad utiliz utilizada ada en la caract caracteri erizac zació ión n de los los mism mismos os,, espe especi cial alme ment nte e desd desde e el punt punto o de vist vista a de su cali calida dad d o grad grado o de alteración. Por ello es debido a su relación con las características petrográfcas y más específcamente con los espacios vacíos. Las ondas sísmicas producidas por la detonación de una carga explosiva o por cualquier otro sistema se transmite a través de la tierra en orma de vibraciones u onda ondas s que que tran transi sita tan n a die dierrente entes s velo veloci cida dade des, s, esta estas s velo veloci cida dade des s está están n in!u n!uenc enciad iadas por" la litol tología, ía, proun undid didad, porosid sidad del mater ateriial, al, compactación, litifcación, contenido de !uidos, entre otros. #stas velocidades dependen del módulo elástico y de la densidad. $ales $ales parámetros parámetros son importantes importantes para el análisis de la velocidad velocidad en la inter interpr preta etació ción n de datos datos sísmi sísmicos cos.. % contin continuac uació ión n se prese present nta a una una tabla tabla de velocidades de propagación de ondas sísmicas, estas velocidades se referen a las ondas longitudinales. Material
V=[m/s]
&apa 'e 'eteorizadas
())*+))
%luviones ' od odernos
()*-))
%rcillas
-)))*)))
'argas
-/)))*())
%reniscas
-0))*0))
&alizas
0)))*1)))
2olomias
)))*1)))
3al
0))*1))
4eso 4 eso
()))*0)))
5n análisis de estos datos muestra que las rocas ígneas, en general, tienen velocida velocidades des mayor mayores es que las rocas rocas sedimen sedimentari tarias. as. #stas velocida velocidades des varían varían entre los límites indicados dependiendo de la proundidad y de las constantes elásticas. #n general, para un mismo tipo de roca, las velocidades aumentan con la edad geológica y para una misma roca y edad aumentan por la proundidad. Los Los métod métodos os de explo explorac ració ión n sísmic sísmicos os se basan basan en la gener generaci ación ón de onda ondas s sísmicas por e6emplo por medio de una explosión o por medio de un rompedor de caída. Las ondas sísmicas son ondas mecánicas y elásticas, pues que las ondas sísmicas causan deormaciones no permanentes en el medio, en que se propagan. La deormación se constituye de una alternancia de compresión y de dilatación de tal manera que las partículas del medio se acercan y se ale6an respondiendo a las uerzas asociadas con las ondas, como por e6emplo en un elástico extendido. 3u propagación se describe por la ecuación de ondas. La velocidad de la onda sísmica depende de los parámetros elásticos del medio, en que se propaga la onda. $ales parámetros son importantes para el análisis de la velocidad en la interpretación de datos sísmicos.
Esfu Esfuer er! ! el"s el"sti ti#! #! ! te$s te$si% i%$ $ &str &stres ess' s'(( )ef! )ef!rm rma# a#i% i%$ $ &str &strai ai$' $' * las las #!$sta$tes el"sti#as $ensión $ensión 3 se defne como la uerza 7 por unidad de área %" 78%, donde 7 es la uerza aplicada uniormemente a una peque9a superfcie de área. Presión o tracción se refere a la tensión dirigida perpendicularmente al área, seg:n seg:n sea e6erc e6ercida ida ;acia ;acia el cuerp cuerpo o sobre sobre que que act:a act:a
2 l8l. La deormación transversal e a se defne como la relación entre la variación del anc;o 2 a causada por una tensión y el anc;o primitivo a del cuerpo antes de la aplicación de la tensión" e a > 2 a8a.
M%)ul! )e +!u$, E #n el caso de tensiones de compresión o de tracción, que dan origen a una deormación peque9a, la magnitud de esta deormación es proporcional a la tensión seg:n" e > ?@ 3 > <-8#=@ 3 A 3 > #@ e , en donde •
3 > tensión
•
e > deormación
•
# > constante de proporcionalidad y denominada módulo de 4B5CD.
Para un sólido con un módulo de 4B5CD # de valor numéricamente alto la deormación causada por una tensión dada será menor en comparación a un sólido de # de valor más peque9o.
M!)ul! )e ri,i)e ! )e #iallamie$t! #l esuerzo de cizallamiento se denomina la tensión, que act:a paralelamente al área. #l esuerzo de cizallamiento da origen a una deormación por ractura. La deormación por cizallamiento se expresa por el ángulo de deormación 7 . #l ángulo de deormación se orma por la superfcie original del área y la superfcie deormada por la tensión e6ercida paralelamente al área.
#n el caso de un esuerzo cortante y una deormación peque9a la tensión 3s; es proporcional a la deormación" 3s; > m @ . #n esta relación m es la constante de proporcionalidad denominada módulo de rigidez o de cizallamiento y es el ángulo de deormación. Para los líquidos vale m > ), para la mayoría de los demás materiales m aproximadamente y numéricamente vale la mitad de #.
RE-ERENCIAS elocidad d de propaga propagación ción de %lo %lons nso o 7.F., .F., 3uar 3uarez ez del del Gío Gío L.'. L.'.,, <-+/ <-+/= =.. Velocida onda ondas s en roca rocas s ca carb rbon onat atad adas as”. ”. 5niver 5niversid sidad ad de Bvied Bviedo, o, $raba6o raba6os s de Deología, -, (-*(0. #n línea, en la siguiente página Heb" ;ttp"88geol)).geol.uniovi.es8$2D8Eolumen-8$D-*(-.P27. “
%nónimo, <)-)=. “Velocidad sísmica de las rocas”, Ii?ite?a, en línea, en la siguiente página Heb" ;ttp"88HHH.Hi?ite? ;ttp"88HHH.Hi?ite?a.com8apun a.com8apuntes8veloci tes8velocidad*sismica*d dad*sismica*de* e* las*rocas8
