Sísmica de Refracción y Reflexión

Dentro de los métodos de Prospección Geofísica la sísmica de refracción y reflexión son de las técnicas más empleadas. En estos métodos se mide el tiempo de propagación de las ondas elásticas, transcurrido entre una fuente que es donde se generan ondas sísmicas y la llegada de éstas a diferentes puntos de observación. Para esto se disponen una serie de geófonos en línea recta a distancias conocidas, formando lo que se conoce como tendido sísmico o línea de refracción – o reflexión – sísmica.

A una distancia conocida del extremo del tendido llamada punto de disparo, se generan ondas sísmicas, con la ayuda de un martillo o por la detonación de explosivos, las cuales generan vibraciones que son detectadas por cada uno de los sensores en el tendido.

El equipo básico consiste de los geófonos; la unidad de adquisición, los cables de conexión entre los sensores y la unidad de adquisición; el cable del trigger, que se encarga de marcar el momento de inicio de registro en la unidad de adquisición.

Los registros de cada sensor tienen información de los movimientos del terreno en función del tiempo y son conocidos como sismogramas.

Estos son analizados en la refracción sísmica para obtener el tiempo de llegada de las primeras ondas a cada sensor desde el punto de disparo, y en la reflexión para obtener información de las ondas que son reflejadas en las diferentes interfaces de suelo, para lo cual es estudiado el sismograma completo.

Aplicaciones en la Ingeniería Civil. La aplicación más común de la refracción sísmica en la ingeniería civil es para la determinación de la profundidad a basamento en los proyectos de construcción de represas y grandes hidroeléctricas, y para la determinación de las condiciones (meteorización, fracturación) y competencia de la roca en donde se asentarán las estructuras, así como por donde se realizarán los túneles. También es muy útil para detección de fallas geológicas. En el caso de contextos urbanos la refracción resulta útil para la determinación de la profundidad a basamento y el perfil de velocidades de onda P y S; y para la extrapolación lateral de perforaciones puntuales de suelos.

El método utiliza la llegada de las primeras ondas a los geófonos, ondas P, pero como también las llegadas de las ondas S, de tal manera que se pueden determinar la relación de Poisson y otros módulos dinámicos. Otras potenciales aplicaciones del método:

  1. Utilización del ruido sísmico para determinar el módulo dinámico G en masas de arcilla.
  2. Evaluación del amortiguamiento.
  3. Evaluación de los límites de Atterberg.
  4. Determinación de módulos E y G en mecánica de rocas.
  5. Explotación de canteras.
  6. Ubicación de sondeos en roca
  7. Determinar la capacidad de carga de los pilotes.

Zonificación de la Calidad del Macizo Rocoso mediante sísmica de Refracción

El reconocimiento previo del terreno con técnicas de sísmica de refracción nos permite generar modelos de estabilidad de taludes y el diseño eficiente de tronaduras que no generen daños en el macizo rocoso. Con estas técnicas se optimiza el consumo de explosivos como el volumen del desmonte.