Métodos indirectos (Geofísicos)

Métodos indirectos (Geofísicos). Los métodos geofísicos han sido desarrollados principalmente para determinar las variaciones en las características físicas de los diferentes estratos del subsuelo la existencia de rocas subyacentes a depósitos sedimentarios. Los métodos son rápidos y permiten tratar grandes áreas, pero nunca proporcionan suficiente información para fundamentar criterios en el proyecto definitivo de cualquier obra de construcción.

Métodos indirectos (Geofísicos).

•eosísmico •eoeléctrico •!étodos magnéticos y gravimétricos

!étodo geosismico. "on el método eosísmico, mediante la interpretación de resultados, se pueden deducir propiedades mecánicas y la distribución de los materiales en el subsuelo, empleando las velocidades de las ondas de compresión y de corte que se trasmiten a través de los materiales en el subsuelo, por efecto de las vibraciones producidas por la detonación de una carga de explosivos. #or medio de su interpretación permiten definir, aproximadamente, la geometría de la estratigrafía y extrapolar los resultados obtenidos por métodos directos.

$l método eosísmico de refracción se utili%a principalmente para deducir& •a' "ompacidad de los materiales. •b' #rofundidad de los contactos. •c' $spesor de los estratos •d' !ódulo dinámico de rigide% al cortante. •e' !ódulo dinámico de elasticidad. •f' (elación de #oisson de los materiales.

$l procedimiento es el siguiente& se elige un punto sobre el nivel del terreno y a profundidad variable se hace explotar una peque)a carga usualmente nitroamonio, se alinean registradores de onda *geófonos' separados entres si de + a - metros *hasta una distancia de - a +/ veces la profundidad deseada del registro'. La función de los geófonos es captar la vibración que se transmite amplificada que marca varias líneas, una para cada geófono como se muestra a continuación.

0uponiendo una masa de suelo homogénea que ya%ca sobre la roca basal, unas ondas llegan a los geófonos via1ando a través del suelo a una velocidad 23+45 otras ondas llegan después de cru%ar oblicuamente dicho suelo. 6ay un ángulo critico de incidencia respecto a la frontera con la roca basal que hace que las ondas ni se refle1en ni se refracten hacia adentro de la roca, sino que las hace via1ar paralelamente a dicha frontera dentro de la roca con una velocidad 23/4 hasta ser recogida por los geófonos, después de sufrir nuevas refracciones, para transmitirlas al oscilógrafo. $l tiempo de recorrido de una onda refractada esta determinado por el ángulo critico, que depende de la naturale%a del suelo y de la roca.

7espués se construye una grafica que relaciona la distancia del geófono al punto donde se origino la explosión con el tiempo que tardo en registrarse la onda en ese geófono. "omo las ondas directas y refractadas comien%an a llegar al geófono en tiempos diferentes bien determinados , puede calcularse de la grafica los valores 23+4 debido a ondas directas y 23/4 debido a ondas refractadas. Las dos líneas se cortan en un punto equivalente a la distancia 2d4 del lugar donde se produ1o la explosión.

$l método se adapta me1or a los estratos hori%ontales o con ligera pendiente en las que estén bien definidos los contrastes entre las velocidades, como en el caso del suelo sobre rocas o de arena suelta seca sobre arena saturada por el agua freática. Los casos prácticos no son tan sencillos como el anterior mencionado por lo que al aplicar este método se requiere una gran experiencia por parte del técnico, ya que su interpretación es dudosa con limites irregulares o pobremente definidos.

Los valores promedios encontrados en pruebas de este tipo hechos en diferentes materiales nos permiten conocer la velocidad de propagación en algunos de ellos, resumiéndose en la siguiente tabla& MATERIAL

VELOCIDAD DE PROPAGACION (ms)

 8rena suelta seca.

+ 9 :

 8rcilla dura, parcialmente saturada.

; 9 +/

 8gua, suelo suelto saturado.

+: 9 +;

0uelo saturado.

+/ 9 -

(oca sana.

/ < =

Método !eoe"ectrico.

El método geoeléctrico permite realizar mediciones de la resistividad, a partir de la inducción de una corriente eléctrica, se utiliza para detectar indirectamente características de los materiales del subsuelo:

• a' >ipos de material • b' #rofundidad del ?ivel de 8guas freáticas. • c' $spesor de los estratos. • d' #rofundidad de los estratos. • e' $structuras geológicas • f' "avernas • g' $structuras blandas @#ara reali%ar los traba1os de exploración geoeléctrica se requiere personal especiali%adoA.

$l procedimiento es el siguiente& se colocan los cuatro electrodos en línea recta a iguales distancias d, y se hace pasar una corriente de  a + miliamperes entre los electrodos extremos, que se miden con exactitud. La caída de volta1e en una parte de la masa se mide entre los dos electrodos interiores por un circuito de punto muerto que requiere que no haya paso de corriente en el instante de hacer la medición.

Los electrodos de corriente son simples varillas metálicas con punta afilada, mientras que los de potencial son recipientes porosos llenos de una solución de sulfato de cobre que al filtrarse por el suelo garanti%a un buen contacto eléctrico.

$squema del dispositivo para exploración geofísica por el método de resistividad eléctrica.

$l método sirve en primer lugar para medir la resistividad a diferentes profundidades en un mismo lugar y para medir una misma profundidad, a lo largo de un perfil. Lo primero se logra aumentando la distancia 2d4, entre los electrodos con lo que se logra que la corriente penetre a mayor profundidad. Lo segundo se logra conservando 2d4, y despla%ando todo el equipo sobre la línea a explorar.

$n la siguiente tabla se dan valores típicos de resistividad& MATERIAL

RESISTIVIDAD EN OHMS CENTIMETROS

Arcilla o limo orgánico saturados. Arcilla o limo inorgánico saturados.

500 - 000 !000 " 5000

Arcilla # limos parcialmente saturados , arenas # gravas saturadas.

5000 " !5000

$ulitas , arcillas # limos secos.

!0000 - 50000

Areniscas , arenas # gravas secas . %ocas cristalinas sanas.

0000 - !00000 !00000 " !&000000

METODO# MAGNETICO# $ GRAVIMETRICO# $stos métodos son similares al sísmico y eléctrico , basando su diferencia en el aparato usado. $n el método magnético se usa un aparato llamado magnetómetro , que mide la componente vertical del campo magnético terrestre donde se hace el estudio, en varias estaciones próximas unas a otras.

$n el método gravimétrico se mide la aceleración existente en el campo gravitacional en varios puntos de la %ona a explorar, valores de dicha aceleración ligeramente mas altos que el normal de la %ona, indicaran la presencia de masa duras de roca y los valores medios y ba1os indicaran la existencia de suelos suaves o cavernas. $stos métodos proporcionan resultados aproximados en forma rápida y económica, sobre todo en proyectos con requerimientos geológicos mayores.

$stos dos métodos se utili%an principalmente para deducir& a'7etección y mapeo de cavernas, cavidades y tBneles. b' 7ensidad de fracturamiento y uniformidad del medio. c' "ertificación concluidas.

del

subsuelo

de

edificaciones

d'(iesgos ambientales por desechos. $n las obras de infraestructura de conducción primaria, el uso de estos métodos son de gran utilidad dado a su rapide% y economía, dando resultados aproximados Btiles para determinar la factibilidad técnica y económica del proyecto.