Métodos sísmicos
En prospección sísmica se miden los tiempos de viaje de las ondas sísmicas que viajan a través del medio. La energía sísmica suele generarse en superficie o dentro de un sondeo, y es registrada por geófonos. La propagación de las ondas sísmicas a través de un medio heterogéneo es extremadamente compleja, debiendo asumir la simplificación de que la propagación de la perturbación sísmica se produce mediante desplazamientos elásticos a través del medio (a excepción de la zona cercana a la fuente sísmica (Lowrie, 1997). Existen dos tipos principales de ondas sísmicas, que son las que van a definir el tipo de estudios que se realizan en prospección geofísica: ondas de volumen y ondas superficiales.
Aplicaciones fundamentales
- Caracterización litológica
- Deslizamiento de laderas
- Ubicación del nivel freático
- Detección de cavidades
- Detección de fallas
- Cálculo de ripabilidades
- Localización de la roca sana
- Cálculo de parámetro Vs30 y módulos elásticos
1. Sísmica de refracción
Se miden los tiempos de viaje de las ondas refractadas en la interfaz entre dos capas con diferente velocidad (la velocidad del segundo medio ha de ser mayor que la velocidad del primer medio), identificando las primeras llegadas de las ondas P en los sismogramas obtenidos por los geófonos.
2. Análisis Multicanal de Ondas Superficiales – MASW
Existen varios tipos de ondas superficiales, aunque las más conocidas son las Rayleigh y las Love. Su amplitud disminuye exponencialmente con la profundidad, razón por la cual viajan a lo largo de la superficie. Cuando las propiedades elásticas de los materiales cerca de la superficie cambian con la profundidad, las ondas superficiales se vuelven dispersivas, es decir, la velocidad de propagación (velocidad de fase) cambia con la frecuencia. Al utilizar una fuente sísmica, la energía convertida a ondas Rayleigh es sin duda predominante (67%) en comparación con el 7% de energía convertida a ondas P o el 26% convertida a ondas S (Miller and Pursey, 1955). La amplitud de las ondas superficiales disminuye (en superficie) según la raíz cuadrada de la distancia desde la fuente, mientras que las ondas de volumen pierden su energía según la distancia desde la fuente. Por esta razón las ondas superficiales adquieren tanta importancia en el sismograma.
La velocidad de las ondas S (Vs) está directamente relacionada con la rigidez de los materiales, una propiedad clave en cualquier proyecto de ingeniería. La rápida pérdida de la energía de esta onda contrasta con la importante presencia de las ondas superficiales. La construcción del perfil de Vs a partir de las ondas Rayleigh es una de las aplicaciones más comunes en ingeniería sísmica.
El parámetro Vs30 es fundamental en ingeniería sísmica, y se define como la velocidad media de las ondas de cizalla hasta una profundidad de 30 m. Es un parámetro fundamental para la evaluación del comportamiento dinámico de los suelos, ya que afectan al comportamiento de las estructuras que se edifiquen sobre él.
Los daños producidos por los terremotos dependen de la amplificación del movimiento del terreno (efecto de sitio): al llegar la onda sísmica a un suelo poco consolidado aumenta su aceleración y amplitud. En España utilizamos la tabla de clasificación de tipos de terreno según el “Eurocódigo 8: Proyecto de estructuras sismorresistentes”, recogido en la Norma Española UNE-EN 1998-1.
