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La SÍSMICA de REFRACCIÓN

Los Procedimientos y Cálculos de la Sísmica de Refracción

El método de sísmica de refracción

El método de sísmica de refracción usa una fuente de sonido (un martillo o una carga de pólvora negra), y una unidad de grabación (un sismógrafo), para calcular la sección entre la superficie y la roca del fondo.

La sección sísmica ofrece:

  • El espesor de capas distintas dentro del material no-consolidado
  • La profundidad a la roca
  • El tipo de roca al fondo
  • La integridad de roca al fondo

El sismógrafo:

Un sismógrafo digital fabricado por ABEM (una compañía de Atlas Copco), el fabricante Sueco de los instrumentos geofísicos.

"MINILOC" es una grabadora sísmica digital portátil con 36 canales virtuales.

    Los intervalos de muestras: 0.1, 0.2, 0.4 msec.
    El número de muestras: 2048
    Los convertidores A/D: 16 bits
    El rango de frecuencia: 2 - 1000 Hz.
    El tiempo de grabación: 200, 400, 800 msec.
    Los filtros "notch": 50, 60 Hz.
    Los filtros "low cut": nada, 35, 70, 105, 140, 175, 210, 245, 280 Hz.
    La impedancia de la entrada: 650 ohm.

La línea y ubicación de geofonos

Para un registro normal, hasta 30 m. de profundidad, los geofonos de frecuencia baja (14 + / - 0.7 Hz están dispuestos a lo largo de la línea de 108 metros con la separación de 3 metros, y el desplazamiento de la fuente del sonido al geofono es 1.5 metro.. Las vibraciones se prueban cada 3 metros. Eso ofrece una resolución de 3 metros. La fuente de sonido, en una superficie sólida, es un martillo pesado con una almohadilla de caucho. Una escopeta sísmica, cargada con pólvora negra, se usa en una superficie suave.

La preparación del terreno por hacer una sección sísmica

La superficie, a lo largo de las secciones planeadas, tiene que ser aclarada de la vegetación. La anchura requerida es 1.5 m.. Un punto de la referencia topográfica debe ser proporcionado para atar las secciones a la red topográfica local.

El procesamiento de los datos y las transformaciones matemáticas

1 /. Inicialmente, se asegura después la grabación que los registros son utilizables (sin los errores).

2 /. Después, el algoritmo del software, aprobado por el fabricante del instrumento sísmico, calcula la sección de distribución de las velocidades del sonido que corresponden al registro. Esto proceso es independiente del número de capas, y trace los cambios verticales / laterales de las velocidades del sonido.

La sección final es el mejor modelo matemático, calculado por el algoritmo de optimización, que corresponde a cada registro. El resultado es una sección de distribución de las velocidades del sonido.
Las velocidades bajas corresponden a una capa del mantillo. Las velocidades intermedias corresponden a una capa de arena / arena gruesa / grava, mientras las velocidades altas indican la roca del fondo.

Para verificar la calidad de una sección de las velocidades, se calcula un mapa de confianza. Esto representa una proporción de pruebas por la unidad de superficie de la sección. Una proporción de probas alta aumenta el nivel de confianza. Se adapta la configuración de la serie de los geofonos para obtener, donde es necesario, la alta proporción de probas. (Por ejemplo al fondo, el contacto con la roca)

La velocidad de la propagación del sonido

Cada tipo de material tiene una específica velocidad de la propagación del sonido.
Generalmente, el suelo está compuesto de tres tipos de material: la capa del mantillo encima, la capa de aluvión o eluvium saturada con el agua en el medio, y la roca al fondo.

Las velocidades de la propagación del sonido y el error promedio de la profundidad

Debido a los cambios laterales de la propagación del sonido en la capa del mantillo, un error afecta todas las estimaciones de profundidad. El perfil del contacto con la roca no es afectado o modificado; sólo la profundidad al contacto con la roca puede tener un error.
Un algoritmo de optimización, independiente del numero de las capas, reduce este error a menos de 5%, pero esto involucra largo tiempo para procesamiento de los datos.

La calidad de las primeras llegadas

En sísmica de refracción, se usan los tiempos de primeras llegadas. El ruido ambiental generado por una lluvia, un viento, un flujo de agua, una actividad humana / animal, o las líneas eléctricas de 50 o 60 Hz. disimulan las primeras llegadas generadas por las fuentes de sonido de baja energía.
Los estudios sísmicos cerca de un río activo, o cerca de un camino frecuentemente usado, ponen más tiempo. Además, de usar filtros digitales, el operador revisa primeras llegadas y cualquier registro afectado es grabado de nuevo.

Una descarga del arma sísmica
Una descarga del arma sísmica

Los ejemplos de las secciones sísmicas en el Ecuador, América del Sur

El ejemplo de una sección sísmica (la terraza aluvial de Río de Napo)

El ejemplo de una sección sísmica

El ejemplo de dos secciones sísmicas consecutivas (la misma área)

El ejemplo de dos secciones sísmicas consecutivas

Las ubicaciones de los contratos sísmicos anteriores:
Brasil, Canadá, Congo, Ecuador, Guiana Francesa, Guyana, México, Perú, EE.UU., Venezuela.


Los enlaces relacionados: El ejemplo del trabajo sísmico: los derrumbamientos


Sísmica 


ingeniero geólogo, Rafal Swiecki contacto por correo

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March, 2011