Geofísica
Las técnicas geofísicas se caracterizan por ser métodos indirectos y no destructivos para investigación del terreno.
Cada técnica ofrece datos físicos (resistividades, velocidades de onda, susceptibilidad magnética, etc.), que posteriormente deben ser interpretados teniendo en cuenta la geología (litologías, estructuras geológicas, etc).
Estas técnicas se utilizan en la mayoría de las obras de ingeniería, ya sea previamente a la realización de la obra como posteriormente (para mantenimiento o por aparición de patologías) en presas, túneles, puentes, viaductos, carreteras, metro, etc.
Estudios sísmicos y Aplicaciones
Las ondas sísmicas se generan a partir de una fuente sísmica en un momento determinado. Estas ondas viajan a través del subsuelo, a unas velocidades determinadas por los módulos elásticos y las densidades del medio,volviendo a la superficie por medio de reflexiones y refracciones.
Las ondas sísmicas se dividen principalmente en dos grupos: las ondas de volumen (ondas P y S) y las ondas superficiales (Love y Rayleigh, entre otras).
Dependiendo del tipo de velocidades que se quieran obtener, en SismoTerra se realizan dos tipos de proyectos fundamentalmente: sísmica de refracción, para obtención de las velocidades de onda P (Vp) y sísmica MASW para obtención de las velocidades de onda S (Vs).
Estudios geológicos (litologías, fallas, karstificaciones, etc.).
Detección de zonas de baja velocidad de onda S (asientos, lavados de material, presencia de fluidos, etc.) Mediante sísimica MASW.
Detección de cavidades en rocas con desarrollo de procesos de karstificación.
Cálculo de módulos elásticos a partir de las velocidades de onda P y S.
Clasificación del terreno para su extracción por diferentes medios: retroexcavadora, martillo hidráulico o voladura.
Investigaciones del desarrollo y extensión de dolinas.
Ubicación del nivel de deslizamiento en laderas y cálculo de volumen de material a deslizar.
Detección del espesor de rellenos.
Cálculo del parámetro Vs30 con clasificación según la Norma de Construcción Sismorresistente.
Estado de alteración del hormigón en grandes estructuras (presas, túneles).
Estudios de los cambios de velocidad del terreno pre- y post- inyecciones de jet-grouting.
Ejemplo de MASW. Se observa una zona de muy baja velocidad de onda S (Vs inferiores a 150 m/s) entre 6 - 8 m de profundidad.
Sísmica MASW
En el análisis multicanal de ondas superficiales en SismoTerra trabajamos con ondas Rayleigh, para posteriormente obtener un modelo de velocidades de onda de cizalla (Vs). Las ondas superficiales contienen la mayor parte de la energía de un sismograma, obteniendo muy buenos resultados al presentar una ratio señal/ruido alta. Esta técnica permite obtener inversiones de velocidad, de manera que se pueden observar zonas de muy baja – baja velocidad en profundidad.
Las aplicaciones principales de esta técnica se centran en la obtención de modelos en 2D para detectar zonas de baja velocidad de onda S, relacionadas con karstificaciones, asientos producidos por lavados de material y/o presencia de fluidos, investigaciones para calidad del hormigón en infraestructuras, etc. También realizamos este tipo de estudios para determinar el cambio en las velocidades previa y posteriormente a la realización de inyecciones de jet-grouting, para comprobar si la capacidad portante del terreno ha mejorado tras las inyecciones.
Los modelos en 1D se realizan generalmente para la obtención de una media de las velocidades para cimentaciones de aerogeneradores, así como para la obtención del parámetro Vs30 para clasificación del terreno según la Norma de Construcción Sismorresistente.
Sísmica de refracción
Este método se basa en el principio de que cuando una onda sísmica de volumen (P o S) alcanza una capa con distinta velocidad de la capa en la que viajaba, la dirección de propagación de la onda varía al entrar en el nuevo medio. Cuanto mayor sea el contraste entre las dos capas mayor será el cambio en la dirección de propagación, según la Ley de Snell.
Este cambio en la dirección de propagación de la onda se conoce como refracción. Para que funcione la técnica y el perfil realizado se pueda procesar con los programas utilizados en la actualidad, es necesario que se genere la refracción crítica. La refracción crítica únicamente se genera cuando la velocidad de la capa 2 es mayor que la velocidad de la capa 1.
Perfil de sísmica de refracción realizado en Metro de Madrid.
Estudios de técnicas geoeléctricas y aplicaciones
Estas técnicas pueden ser activas o pasivas.
Las técnicas eléctricas activas se caracterizan por la inyección de electricidad al terreno, obteniendo las resistividades de los materiales o la cargabilidad. En este grupo se encuentran la tomografía eléctrica, el sondeo eléctrico vertical y la polarización inducida.
Las técnicas pasivas no inyectan electricidad al terreno, sino que miden diferencias de potencial, como en la técnica de potencial espontáneo (SP).
Estudios geológicos (litologías, fallas, karstificaciones, etc.).
Detección de cavidades.
Filtraciones de lixiviados, agua, combustibles, etc.
Obtención de resistividades para puesta en marcha de sistema eléctrico.
Deslizamiento de laderas.
Espesor de rellenos.
Detección de intrusiones salinas.
Viabilidad de extracción de agua en acuíferos.
Investigaciones para minería y canteras de áridos y roca ornamental.
Tomografía eléctrica
La técnica geoeléctrica más extendida es la tomografía eléctrica. Para la realización de estos perfiles se utilizan un gran número de electrodos, obteniendo modelos de resistividad en 2D que pueden llegar a alcanzar grandes longitudes y profundidades.
La resolución de los modelos obtenidos depende del espaciado entre electrodos, y la profundidad alcanzada depende de la longitud del perfil, del tipo de litología y de la topografía. Generalmente se solicita gran resolución y profundidad, por lo que es necesario llegar a un compromiso entre resolución y limitaciones de la técnica, que ha de estar en consonancia con los objetivos que se desean alcanzar.
Sondeo eléctrico vertical (SEV)
Los estudios de SEV se utilizan para obtener las resistividades del terreno y detección de rocas que puedan contener agua subterránea y ser viable su extracción a través de pozos.
Este ensayo únicamente proporciona resistividades aparentes en 1D, y se utilizan 4 electrodos (2 electrodos de corriente y 2 de potencial).
Ejemplo de tabla con los datos de un SEV
Realización de sondeo eléctrico vertical
Potencial espontáneo (SP)
Es una técnica eléctrica pasiva, no se inyecta electricidad al terreno, sino que se mide la diferencia del potencial natural del terreno. Se utiliza fundamentalmente para detección de filtraciones de agua en el subsuelo. Se utilizan electrodos no polarizables y se dejan midiendo durante un tiempo.
Electrodo no polarizable.
Resultados de mapa en planta de SP. Ejemplo para detección
de filtraciones
Estudios de técnicas electromagnéticas y aplicaciones
Estos métodos se basan en la inducción de corrientes eléctricas en el terreno debido a la generación de ondas electromagnéticas por medio de las bobinas emisoras. La respuesta del terreno a estos campos electromagnéticos primarios es la generación de unos campos electromagnéticos secundarios que son registrados en las bobinas receptoras. Estos métodos se dividen en dos categorías dependiendo si trabajan en el dominio del tiempo (TDEM) o en dominio de las frecuencias (FDEM), estos últimos diferenciándose en el rango de frecuencias en las que trabajan y/o en la separación entre bobinas.
Estudios geológicos (detección de fallas, karstificación, etc.).
Estudios en vertederos (detección y delimitación de plumas de contaminación, filtraciones de lixiviados, etc.).
Localización de estructuras en el subsuelo (canalizaciones, estructuras metálicas, tanques/depósitos de combustible, etc.).
Realización de mapas en planta para detección de obstrucciones (cimentaciones, estructuras previas) en solares urbanos/industriales a reurbanizar.
Estudios arqueológicos (ubicación de muros, tumbas, etc.).
Espesor de rellenos.
Detección de refugios o búnkeres.
Detección de cavidades, etc.
Método Electromagnético
En SismoTerra utilizamos el método electromagnético de inducción ligera. Esta técnica se basa en la diferente respuesta del terreno a la propagación de campos electromagnéticos.
Con esta técnica se mide la conductividad (inversa de la resistividad) del terreno y se pueden obtener perfiles y mapas en planta a distintas profundidades o bien utilizando diferentes frecuencias.
Utilización de CMD-Explorer para obtención de Diploma de Estudios Avanzados en 2007. Zona de estudio granito de El Berrocal (Toledo).
Estudios de técnicas de método Magnético y aplicaciones
El método magnético se basa en la medición de anomalías magnéticas en la superficie terrestre mediante equipos específicos (magnetómetros). Estas anomalías magnéticas son variaciones locales en el campo magnético de la Tierra causadas por materiales que contengan minerales ferromagnéticos, ya sean rocas o suelos naturales u objetos antrópicos.
Detección de artefactos explosivos sin detonar.
Detección de pozos enterrados.
Detección de estructuras metálicas en el subsuelo (tuberías de hierro, arquetas metálicas, etc.).
Método Magnético
SismoTerra cuenta con un detector de metales ferromagnéticos con el que es posible detectar objetos hasta 5-6 m de profundidad, dependiendo del tamaño de los mismos.
Fotografía de utilización de magnetómetro para localización de artefactos explosivos sin detonar (Batalla del Ebro)
