Sísmica activa
Análisis de la propagación de las ondas sísmicas producidas artificialmente sobre el terreno
Las técnicas sísmicas activas estudian el subsuelo a partir del análisis de la propagación de las ondas sísmicas producidas artificialmente sobre el terreno. Por tanto, estas técnicas implican la generación (fuente sísmica), la transmisión y la detección de señales sísmicas (sensores sísmicos).
Esquema d'adquisició de dades sísmiques i dels principals tipus d'ones segons les seves característiques de propagació.
La propagación de la energía se realiza de forma elástica cumpliendo la ecuación de ondas elásticas. La solución de esta ecuación permite establecer la existencia de diferentes tipos de ondas: ondas internas y superficiales. Las ondas internas pueden ser compresionales (ondas P) o de cizalla (ondas S) y se caracterizan por un movimiento de las partículas del medio en la misma dirección que la de la propagación de las ondas (ondas P) o en la perpendicular (ones S). Las ondas superficiales se generan por la presencia de discontinuidades en el medio y viajan paralelamente a la superficie de la discontinuidad. La penetración de estas ondas depende de la longitud de onda. Este hecho supone que les ondas superficiales sean dispersivas: diferentes frecuencias presentan diferentes velocidades de propagación.
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'ICGC.
Dependiendo de la parte del camp de ondas estudiada, las técnicas sísmicas activas pueden clasificarse en:
Sísmica de refracción
Estas técnicas utilizan la refracción de las ondas sísmicas (P o S) a lo largo de los contactos entre las capas del subsuelo para obtener un modelo de velocidad sísmica. Los datos utilizados para obtener este modelo son los tiempos de llegada de estas ondas en función de la distancia receptor-fuente sísmica. Actualmente, la técnica de tratamiento más utilizada es la tomografía sísmica de refracción que consiste en invertir los datos y así obtener un modelo de velocidad del subsuelo. El modelo de velocidad resultante se puede relacionar con la litología, la profundidad y/o el estado mecánico de los materiales del subsuelo (grado de compactación, ripabilidad del terreno).
Model de velocitat d'ones P obtingut mitjançant la tècnica de tomografia sísmica de refracció, amb la seva interpretació.
Sísmica de reflexión
Los métodos de sísmica de reflexión implican el uso de las ondas sísmicas que viajan desde la fuente en la superficie hasta las discontinuidades del subsuelo y vuelven, una vez reflejadas, a los receptores localizados en la superficie (ondas reflejadas). El aislamiento de estas señales reflejadas de otro tipo de ondas y del ruido así como su procesado permiten obtener una imagen de las principales discontinuidades del subsuelo llamada sección 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.
Sísmica de ondas superficiales
El análisis de las ondas superficiales permite obtener el perfil de velocidad de propagación de las ondas S en función de la profundidad. Esta técnica consiste en medir las características dispersivas de las ondas superficiales (velocidad de fase en función de la frecuencia) y invertirlas para estimar las propiedades del subsuelo a partir de la Vs.
Exemple de registre sísmic amb ones superficials i la seva corba de dispersió en un diagrama freqüència-velocitat. Model de velocitat d'ones S amb fondària.
Aplicaciones
Grado de alteración, ripabilidad de las formaciones rocosas (geotecnia e ingeniería civil)
Estudio de acuíferos (hidrogeología, medio ambiente)
Localización y estudio de fracturas y fallas (ingeniería civil, geotecnia y riesgos geológicos)
Estabilidad de taludes (riesgos geológicos)
Localización de cavidades, estudio deslizamientos de tierra (riesgos geológicos)
Obtención de velocidad de ondas S (geotecnia, sismología)
Caracterización de estructuras geológicas (geología)