Lo difícil al elegir un método geofísico es el saber cuál es el más indicado, saber que propiedad es la que se prospecta, que resultados se obtienen y la profundidad que puede alcanzar le método, cabe destacar que un problema muy común, al querer estudiar el subsuelo con métodos geofísicos, es la resolución de la profundidad de los objetivos; si uno desea alcanzar gran profundidad se pierde detalle en la parte superficial, si se quiere definir la parte superficial, por ejemplo los primeros 10 metros, la resolución del estudio dará peso a la parte somera pero no se podrá alcanzar una profundidad mayor.
Una probable solución a este problema es el aplicar varios métodos en la misma área de estudio para poder integrar la mayor cantidad posible de información del subsuelo.
A lo largo de varios artículos de nuestro blog, describiremos lo más sencillo posible los métodos geofísicos que ofrecemos, incluimos una breve descripción del método, en que se puede aplicar, la profundidad media alcanzada, facilidad de adquisición de datos, resolución y sus limitaciones. En este, hablaremos de la sísmica de refracción.
Sísmica de Refracción
La sísmica de refracción mide el tiempo de viaje directo o refractado de una onda acústica que viaja desde la superficie hacia las capas del subsuelo y regresa a la superficie donde los tiempos de arribo son grabados, las técnicas de adquisición más usadas son la de Tendidos Sísmico de Refracción para ondas Vp y Down Hole para ondas Vp y Vs.
La aplicación primaria de este método es para determinar profundidad y espesor de las diferentes capas del subsuelo, por ejemplo, la profundidad al basamento o delinear estructuras geológicas. Las velocidades medidas por este método son mediciones de una propiedad de las rocas y los resultados sirven para tener una idea de la calidad de la roca y facilidad de excavación. Sí se obtienen ondas compresionales Vp y ondas de cizalla Vs, se pueden determinar los módulos elásticos dinámicos de suelos y rocas.
La profundidad promedio alcanzada con este método son menos de 30 metros, pero las mediciones pueden llegar a mayores profundidades si es necesario. Mediciones someras se realizan con fuentes de energía pequeñas como un marro de 16 lbs., mientras que para mayor profundidad requiere de una fuente de energía más grande como lo son los explosivos.
Tomar mediciones de sísmica de refracción es un trabajo intensivo tanto como los otros métodos geofísicos. Para los datos de refracción requiere que los receptores, conocidos como geófonos, estén en contacto con el suelo directamente, la separación de estos receptores dependerá de la resolución lateral usualmente es de 5 y 10 metros. El cable al que se lo conectan estos receptores se extiende de manera longitudinal que cubra el área de estudio, ya sea que se utilicen cables de diferentes longitudes será la cantidad de receptores que se ocupen; por lo general los tendidos de refracción tradicionales son de 60 metros de longitud con 12 receptores ubicados cada 5 metros entres si, otro arreglo es el usar 24 receptores para tendidos de 120 metros. La disposición, en el área de estudio, del cable de receptores y la extensión de la fuente de energía es lento, pero depende más que nada de la topografía del área de estudio; la fuente de energía tiene que desplazarse a través de varios puntos del tendido. Los resultados obtenidos pueden interpretarse de manera cuantitativa en campo, se deben analizar los primeros arribos de las ondas para determinar la onda compresional Vp. Cada método de interpretación requiere de diferentes especificaciones de adquisición de datos de campo, por ejemplo, para ondas de cizalla Vs la adquisición cambia al utilizar receptores más sensibles y de archivos más grandes. Los resultados típicamente se presentan en secciones transversales a profundidad donde se observan las diferentes capas encontradas en el subsuelo.
La resolución vertical requiere que una capa tenga un espesor de una fracción de la profundidad a la parte superior. Usualmente la sísmica de refracción alcanza modelos de dos o tres capas. La resolución lateral dependerá de la separación entre geófonos.
Las limitaciones del método son mínimas y la mayoría se pueden corregir en campo, la limitación más importante es que los receptores son muy sensibles a ruidos acústicos y vibraciones, lo mejor para evitar esta limitación es no caminar cerca de los receptores mientras se hace la adquisición de datos, también se pueden usar ciertos filtros de fuentes lejanas siempre y cuando no atenúen la señal. Otra limitación es que el método no puede detectar capas muy delgadas y para alcanzar profundidades mayores, es necesario hacer tendidos largos y utilizar fuentes explosivas para poder lograr objetivos profundos.
