Prueba de refracción sísmica (TRS)

El método sísmico se basa principalmente en que las vibraciones producidas en el subsuelo ya sean naturales o artificiales debido a que las ondas sísmicas no se propagan a la misma velocidad en diferentes horizontes refractores del subsuelo. Estas perturbaciones nos originan ondas elásticas, longitudinales y transversales las cuales son registradas mediante geofónos o hidrófonos, los cuales detectan el movimiento del subsuelo como energía mecánica y convirtiéndolo en una señal eléctrica, mediante una bobina y un imán. Los geofónos o hidrófonos se deben colocar sobre la superficie en una línea recta al igual que la fuente y preferentemente equidistantes.

De acuerdo a la medición del intervalo de tiempo que transcurre desde que se genera el impulso (mediante la fuente de energía), hasta su recepción en los geofónos o hidrófonos, permitirá construir una gráfica de tiempo-distancia (dromocrónica), determinando la velocidad de propagación de las ondas en el terreno así como la estructura del mismo (figura 1), la cual no forzosamente debe coincidir con los contactos geológicos, debido a que la velocidad de la onda también depende de la compactación del terreno, porosidad de la roca, saturación de fluidos, etc.

Figura 1. Curva dromocrónica para el caso de tres capas (Modificado de Sheriff et al., 1991).

Cabe mencionar que las diferentes velocidades de propagación de las ondas longitudinales permiten inferir el tipo de material. No obstante que los parámetros obtenidos con este método son muy precisos, pudiera darse el caso que el modelo sísmico no fuera totalmente correlacionable con la geología del sitio, debido fundamentalmente a que las capas del subsuelo no satisfagan cualquiera de las siguientes condiciones:

• Las velocidades de propagación, P ó S de cada una de las capas o estratos deben incrementarse con la profundidad.
• Cada una de las capas debe tener un espesor suficiente, mayor que la longitud de onda P ó S, para poder ser detectadas.
• El material se encuentra sometido a filtración de agua y/o presencia, agrietamientos, fracturamientos, así como otros factores que puedan afectar la velocidad de onda.

Trabajos de Campo

El Tendido de Refracción Sísmica (TRS) tiene un arreglo similar como se muestra en la Figura 2. El tendido tiene una longitud de 96 m, donde se utilizan 12 geofónos o hidrófonos, espaciados 8 metros uno con respecto al otro en base a la horizontal, para los tendidos. Los geofónos o hidrófonos se disponen sobre una línea recta. Se localizaron tres puntos de tiro para cada TRS, dos laterales y uno central, empleando una fuente sísmica.

La disposición de fuentes y receptores permite aprovechar el principio de propagación directa y con ello, deducir valores de velocidad. Este principio implica la identificación de los denominados arribos directos de las ondas sísmicas en la serie de sismómetros del arreglo. Para la identificación de los arribos de onda directa son suficientes los registros iníciales de cada arreglo que aseguren la identificación de propagación de onda directa.

Para la realización de esta fase del proyecto se utiliza un sismógrafo que cuenta con un sistema de registro múltiple marca GEOMETRIX modelo GEODE con 24 canales. Este sismógrafo se conecta directo a una PC por medio de un puerto USB, desplegando en la PC todas las opciones del arreglo sísmico y permitiendo introducir, todos aquellos parámetros que se deben controlar durante el levantamiento en campo.

Mediante el uso de esta técnica es posible determinar los tiempos de arribo de las ondas longitudinales "P" y de cortante "S" de los diferentes estratos que constituyen el subsuelo para poder calcular los perfiles sísmicos y módulos elásticos dinámicos de los estratos presentes en el subsuelo.