Sísmica activa

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 de adquisición de datos sísmicos y de los principales tipos de ondas según sus características de propagación.

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.

 

Ejemplo del registro de les ondas sísmicas producidas por una fuente sísmica y detectadas por un grupo de 48 sensores. Se destacan tres sectores con las llegadas de tres tipos de ondas (refractadas, reflejadas y superficiales) diferenciadas por su patrón de llegada. Cada uno de estos tipos es la base de las diferentes técnicas sísmicas aplicadas en el 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).

 

Modelo de velocidad de las ondas P obtenido mediante la técnica de tomografía sísmica de refracción y su interpretación.

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.

 

Sección sísmica de reflexión donde se observan las variaciones de la amplitud de las ondas reflejadas. La continuidad de las reflexiones observadas permite delinear las diferentes estructuras del subsuelo

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.

 

Ejemplo de registro sísmico con ondas superficiales y su curva de dispersión sobre un diagrama de frecuencia velocidad. Modelo de velocidad de ondas S obtenido a partir de la inversión de esta curva de dispersión.