• Imprimeix

Sísmica activa

Anàlisi de la propagació de les ones sísmiques produïdes artificialment sobre el terreny

Les tècniques sísmiques actives estudien el subsòl a partir de l'anàlisi de la propagació de les ones sísmiques produïdes artificialment sobre el terreny. Per tant, aquestes tècniques impliquen la generació (font sísmica), la transmissió i la detecció de senyals sísmics (sensors sísmics).

Esquema d'adquisició de dades sísmiques i dels principals tipus d'ones segons les seves característiques de propagació

Esquema d'adquisició de dades sísmiques i dels principals tipus d'ones segons les seves característiques de propagació

La propagació de l'energia es realitza de forma elàstica complint l'equació d'ones sísmiques. La solució d'aquesta equació permet establir l'existència de diferents tipus d'ones: ones internes i superficials. Les ones internes poden ser compresionals (ones P) o de cisalla (ones S) i es caracteritzen per un moviment de les partícules en la mateixa direcció de la propagació de les ones (ones P) o perpendicular a aquesta (ones S). Les ones superficials es generen per la presència de discontinuïtat als medis i viatgen paral·lelament a la superfície de discontinuïtat. La penetració d'aquestes ones és funció de la longitud d'ona. Aquest fet produeix que les ones superficials siguin dispersives: la velocitat de propagació és depenent de la freqüència.

Exemple del registre d'ones sísmiques produïdes per una font sísmica i detectades per un grup de 48 sensors. Es marquen tres sectors amb les arribades dels tres tipus d'ones (refractades, reflectides i superficials)diferenciades pel seu patró d'arribada. Cadascun d'aquest tipus és la base d'una de les tècniques sísmiques aplicades a l'IGC.

Exemple del registre d'ones sísmiques produïdes per una font sísmica i detectades per un grup de 48 sensors. Es marquen tres sectors amb les arribades dels tres tipus d'ones (refractades, reflectides i superficials)diferenciades pel seu patró d'arribada. Cadascun d'aquest tipus és la base d'una de les tècniques sísmiques aplicades a l'IGC.

Depenent de la part del camp d'ones estudiada, les tècniques sísmiques actives poden classificar-se en:

Sísmica de refracció

Aquestes tècniques utilitzen la refracció de las ones sísmiques (P o S) al llarg dels contactes entre les capes del subsòl per obtenir un model de velocitat sísmica. Les dades emprades per obtenir aquest model són els temps d'arribada d'aquestes ones en funció de la distància receptor- font sísmica. Actualment, la tècnica de tractament més utilitzada és la tomografia sísmica de refracció que consisteix en invertir aquestes dades per obtenir un model de velocitat dels subsòl. El model de velocitat resultant es pot relacionar amb la litologia, la fondària i/o l'estat mecànic del materials del subsòl (grau compactació, ripabilitat).

Model de velocitat d'ones P obtingut mitjançant la tècnica de tomografia sísmica de refracció amb la seva interpretació

Model de velocitat d'ones P obtingut mitjançant la tècnica de tomografia sísmica de refracció amb la seva interpretació

Sísmica de reflexió

Els mètodes de sísmica de reflexió impliquen l'ús de les ones sísmiques que viatgen des de la font en la superfície fins a les discontinuïtats del subsòl i tornen, desprès de reflectir-se, als receptors localitzats en la superfície (ones reflectides). L'aïllament d'aquests senyals reflectits d'altres tipus d'ones i soroll i el seu processat permet obtenir una imatge de les principals discontinuïtats del subsòl (secció sísmica).

Secció sísmica de reflexió on s'observen les variacions d'amplitud de les ones reflectides en fondària. La continuïtat de les reflexions observades permet delinear les diferents estructures del subsòl.

Secció sísmica de reflexió on s'observen les variacions d'amplitud de les ones reflectides en fondària. La continuïtat de les reflexions observades permet delinear les diferents estructures del subsòl.

Sísmica d'ones superficials

L'anàlisi de les ones superficials permet obtenir el perfil de velocitat de propagació d'ones S amb la fondària. Aquesta tècnica consisteix en mesurar les característiques dispersives de les ones superficials (velocitat de fase en funció de la freqüència) i invertir-les per estimar les propietats del sòl (Vs).

Exemple de registre sísmic amb ones superficials i la seva corba de dispersió en un diagrama freqüencia-velocitat. Model de velocitat d'ones S amb fondària.

Exemple de registre sísmic amb ones superficials i la seva corba de dispersió en un diagrama freqüencia-velocitat. Model de velocitat d'ones S amb fondària.

Aplicacions

  • Graus d'alteració, ripabilitat de les formacions (geotècnia i enginyeria civil)
  • Estudi d'aqüífers (hidrogeologia, medi ambient)
  • Localització i estudi de fractures i falles (enginyeria civil, geotècnia i riscos geològics)
  • Estabilitat de talussos (riscos geològics)
  • Localització de cavitats, esllavissades (riscos geològics)
  • Obtenció de Vs (geotècnia, sismologia)
  • Caracterització d'estructures geològiques (geologia)