Prospección Geofísica

Procedimiento

1. Fuente Sísmica: Se genera una fuente sísmica, como un martillo o una explosión controlada, en la superficie. Las ondas sísmicas viajan a través del terreno y se refractan al encontrarse con diferentes capas geológicas.
2. Receptores Sísmicos: Se instalan geófonos usualmente de 4.5 Hz o 14 Hz de frecuencia natural u otros receptores sísmicos a diferentes distancias de la fuente sísmica.
3. Registro de Datos: Las ondas sísmicas generadas por la fuente sísmica llegan a los receptores en momentos diferentes, lo que se registra como tiempos de llegada. Estos tiempos se utilizan para calcular las velocidades de propagación de las ondas en las diferentes capas del subsuelo.
4. Análisis e Interpretación: Mediante análisis de tiempos de llegada y curvas de refracción, se construye un modelo de velocidad subsuperficial. Este modelo ayuda a identificar capas geológicas, interfaces y estructuras del subsuelo.

Ventajas

• Resolución de Profundidad: Proporciona información sobre las propiedades del subsuelo a diferentes profundidades.
• Determinación de Velocidades: Permite estimar las velocidades de propagación de ondas en el subsuelo, lo que es esencial para modelar la estructura geológica.
• Identificación de Interfaces: Es útil para identificar capas geológicas, como estratos, acuíferos y estructuras subterráneas.

Procedimiento

1. Adquisición de Datos: Se colocan una serie de geófonos de 4.5 Hz de frecuencia natural en la superficie del terreno en una disposición lineal o en un arreglo similar. Estos geófonos registran las ondas de superficie generadas por una fuente sísmica, como un martillo o un golpe.
2. Registro de Señales: Se registran las señales sísmicas recibidas por los geófonos a medida que las ondas de superficie viajan a través del subsuelo.
3. Análisis de Dispersiones: A partir de los datos registrados, se calcula el espectro de frecuencia y se realiza un análisis de dispersión para identificar las velocidades de fase de las ondas de superficie en diferentes frecuencias.
4. Modelado del Subsuelo: Utilizando técnicas de inversión, se construye un perfil de velocidad de propagación de ondas en el subsuelo. Este perfil puede ayudar a identificar capas geológicas y propiedades mecánicas del suelo.

Ventajas

• Profundidad Superficial: Se enfoca en las capas superficiales del subsuelo, lo que es útil para estudios de ingeniería geotécnica y análisis sísmicos.
• Caracterización Mecánica: Proporciona información sobre la rigidez y la elasticidad del suelo, lo que es crucial para la planificación de construcciones y la evaluación de riesgos sísmicos.
• No Invasivo: No requiere disturbios significativos en el terreno y se adapta bien a entornos urbanos y sensibles.
• Alta Resolución: Permite una alta resolución espacial para detectar cambios sutiles en las propiedades del subsuelo.

Procedimiento

1. Distribución de Sensores: Se instala una matriz de sensores, como geófonos o acelerómetros, en la superficie del terreno en un arreglo lineal o circular.
2. Registro de Microtremores: Los sensores registran las vibraciones naturales del suelo (microtremores) durante un período de tiempo. Usualmente para el MAM se utilizan geofonos de 4.5 Hz de frecuencia natural y de 2 Hz para el REMI. Estas señales se utilizan para calcular las propiedades del suelo y la estructura subsuperficial.
3. Análisis Espectral: Se calcula el espectro de frecuencia de las señales de microtremor registradas para identificar las frecuencias naturales de resonancia del suelo y las características de las capas geológicas.
4. Inversión y Modelado: Mediante técnicas de inversión, se construye un perfil del subsuelo que muestra las velocidades de propagación de ondas y las propiedades geotécnicas en diferentes profundidades.

Ventajas

• Vibraciones Naturales: Aprovecha las vibraciones naturales del suelo, lo que minimiza la necesidad de fuentes sísmicas controladas.
• Caracterización Superficial: Es eficaz para la caracterización de suelos superficiales y sedimentos, así como para la evaluación de la respuesta sísmica local.
• No Invasivo: No requiere la generación de ondas sísmicas adicionales y es adecuado para entornos urbanos y sensibles.
• Economía de Recursos: Requiere menos equipo y tiempo en comparación con métodos tradicionales.
• Profundidad de exploración: Tanto el método MAM como el REMI permiten obtener un amplio rango de profundidad en la investigación del subsuelo mediante la obtención del parámetro Vs. Usualmente con el método MAM se puede obtener hasta 80 m de profundidad y con el REMI incluso 200 m de profundidad.

Procedimiento

1. Adquisición de Datos: Se instalan sensores sísmicos en la superficie del terreno para medir las vibraciones naturales del suelo durante un período de tiempo.
2. Análisis Espectral: Se aplica un análisis espectral a los datos registrados para calcular el espectro de amplitud-frecuencia de las vibraciones. El espectro revela las frecuencias dominantes presentes en las ondas de microtremor.
3. Relación H/V: Se calcula la relación entre las amplitudes de la componente horizontal y vertical del espectro (H/V). Esta relación es sensible a las propiedades del subsuelo y a las características de resonancia presentes en el sitio.
4. Interpretación: La relación H/V se compara con modelos teóricos y bases de datos previas para inferir las características del subsuelo. Los picos en el espectro H/V pueden indicar la presencia de capas geológicas, interfaces de rigidez y posibles zonas de amplificación sísmica.

Ventajas

• No invasivo: El método H/V utiliza vibraciones naturales del suelo y no requiere fuentes de energía controladas.
• Baja interferencia: Puede realizarse en entornos urbanos y poblados sin causar molestias significativas.
• Rápido y eficiente: El proceso de medición y análisis es relativamente rápido, lo que permite obtener resultados preliminares en poco tiempo.
• Información detallada: Proporciona información sobre las propiedades mecánicas y estructurales del subsuelo, lo que es fundamental para la planificación de infraestructuras y la evaluación de riesgos sísmicos.

Procedimiento

1. Diseño de la Distribución de Electrodos: Se colocan electrodos en la superficie del terreno en una disposición específica, formando una red de electrodos. Para la Tomografía de Alta Densidad, se utiliza una mayor cantidad de electrodos para obtener una mayor resolución.
2. Inyección de Corriente: Se inyecta una corriente eléctrica a través de un par de electrodos, y se registran las diferencias de potencial en otros pares de electrodos.
3. Mediciones de Potencial: Las mediciones de potencial se toman en diferentes ubicaciones a lo largo de la superficie del terreno.
4. Inversión y Reconstrucción: Utilizando algoritmos de inversión, se procesan las mediciones para obtener un modelo de distribución de resistividad eléctrica en el subsuelo. Se genera una imagen tridimensional que muestra las variaciones en la resistividad.

Ventajas

• Resolución Espacial: La utilización de una mayor densidad de electrodos proporciona una resolución espacial más alta, lo que permite detectar estructuras y heterogeneidades más pequeñas en el subsuelo.
• No Invasivo: La TRE es un método no invasivo que no requiere disturbios significativos en el terreno, lo que la hace adecuada para entornos urbanos y sensibles.
• Versatilidad: Puede aplicarse en diversos contextos, desde la exploración de recursos minerales hasta la identificación de acuíferos y la evaluación de la integridad de estructuras.
• Información Tridimensional: Proporciona una representación tridimensional de las variaciones en la resistividad eléctrica, lo que ayuda en la comprensión de la estructura subsuperficial.

Procedimiento

1. Distribución de Sensores: Se instalan sensores eléctricos (electrodos) y magnéticos (magnetómetros) en la superficie del terreno en una configuración adecuada.
2. Registro de Datos: Los sensores registran los campos eléctricos y magnéticos de frecuencia extremadamente baja (VLF) y frecuencia de audio (AM). Estos campos son influenciados por la resistividad del subsuelo.
3. Análisis Espectral: Se realiza un análisis espectral de las mediciones registradas para calcular la respuesta electromagnética del subsuelo en diferentes frecuencias.
4. Inversión y Modelado: A través de técnicas de inversión, se construye un perfil tridimensional de resistividad eléctrica en el subsuelo, lo que permite caracterizar las capas geológicas y las propiedades geotécnicas.

Ventajas

• Profundidad y Resolución: Proporciona información sobre la resistividad eléctrica a diferentes profundidades, lo que es útil para la exploración de recursos naturales y la caracterización geotécnica.
• Información Completa: Combina mediciones eléctricas y magnéticas para obtener una imagen completa de las propiedades del subsuelo.
• No Invasivo: Utiliza campos electromagnéticos naturales y no requiere disturbios significativos en el terreno.
• Amplia Gama de Aplicaciones: Puede aplicarse en una variedad de contextos, desde la búsqueda de recursos minerales hasta la evaluación de acuíferos.

Procedimiento

1. Generación de Pulsos: Se aplica un pulso de corriente eléctrica de alta intensidad a través de la bobina de excitación en la superficie. La corriente se interrumpe abruptamente, lo que provoca una variación rápida en el campo electromagnético.
2. Registro de Respuesta: La bobina  o antenas receptoras registran la respuesta electromagnética emitida por el subsuelo en función del tiempo después de la interrupción del pulso. Estas señales registradas contienen información sobre la resistividad y la geometría del subsuelo.
3. Análisis de Datos: Se analiza la relación entre la señal registrada y el tiempo transcurrido desde la interrupción del pulso. A través de este análisis, se pueden identificar diferentes capas y estructuras geológicas en función de la forma en que la señal cambia con el tiempo.
4. Inversión y Modelado: Utilizando técnicas de inversión, se elabora un modelo tridimensional de resistividad eléctrica en el subsuelo. Este modelo proporciona información sobre la distribución de las capas y la geometría de las formaciones geológicas.

Ventajas

• Profundidad y Resolución: Proporciona información sobre la resistividad eléctrica a diferentes profundidades, usualmente desde superficie hasta varios cientos de metros de profundidad, lo cual es directamente proporcional a las dimensiones del loop de emisión de corriente utilizado.
• Detección de Agua Subterránea: Permite la inferencia de zonas de acumulación de agua subterránea y acuíferos, mediante la medición del parámetro de resistividad eléctrica .
• Información Geológica: Ayuda a identificar capas geológicas, estructuras y discontinuidades.
• No Invasivo: No requiere alteraciones significativas en el terreno, no se utilizan estacas, ni el uso de fuentes de energía controladas.

Procedimiento

1. Fuente Sísmica: Se genera una fuente sísmica en la superficie mediante golpes controlados o martillos. Las ondas sísmicas viajan a través del terreno y provocan cambios en la distribución de resistividad.
2. Electrodos de Medición: Se colocan electrodos en la superficie y posiblemente en pozos o perforaciones para medir las variaciones en el potencial eléctrico inducidas por las ondas sísmicas.
3. Registro de Datos: Durante y después de la fuente sísmica, se registran las diferencias de potencial eléctrico en los electrodos. Estos datos se utilizan para analizar cómo las ondas sísmicas afectan la resistividad eléctrica del subsuelo.
4. Inversión y Análisis: A través de técnicas de inversión, se procesan los datos eléctricos y sísmicos para obtener un modelo tridimensional de la distribución de resistividad. Este modelo puede ayudar a identificar zonas con cambios en la saturación de fluidos y características geológicas.

Ventajas

• Caracterización Integrada: Combina información sísmica y eléctrica para proporcionar una visión completa de las propiedades del subsuelo.
• Detección de Fluidos: Es especialmente eficaz en la detección de cambios en la saturación de agua, lo que es esencial para la exploración de acuíferos y la gestión de recursos hídricos.
• No Invasivo: No requiere la introducción de sustancias o disturbios significativos en el terreno, lo que minimiza el impacto ambiental.
• Aplicaciones Variadas: Se puede aplicar en diversas situaciones, desde la exploración de aguas subterráneas hasta la caracterización de formaciones geológicas.