Sismica De Refracción

Realizado por: Ramón Montes
Sísmica de Refracción
Es un método geofísico cuyo fin fundamental es conocer las condiciones del subsuelo, en el cual la fuente (Martillo-Placa o Explosivos) y los detectores (Geófonos y Trigger) se encuentra alineados y separados entre si, formando un tendido en la superficie del terreno; estos van conectados mediante cables a un sismógrafo que se encarga deobtener los registros de las ondas que viajan desde la fuente hasta los detectores a través del subsuelo siguiendo diversas trayectorias o caminos. El trigger puede considerarse como un geófono mas, su función es indicar al sismógrafo el momento en el cual las ondas parten de la fuente.
CAVADA (2000) establece que “La información del subsuelo es aportada por las ondas sísmicas refractadas críticamenteen las interfases entre estratos de diferente velocidad de ondas sísmicas compresionales (ondas P). Estas ondas refractadas críticamente también se conocen como ondas cónicas, ondas de primera llegada, ondas de cabezera, u ondas laterales. Ellas son, con excepción de las ondas directas hasta cierta distancia, las que primero llegan a los receptores desde el instante en que se produce laliberación de energía en la fuente” y por ende las que interesan.
Con estas ondas se dibuja el llamado grafico tiempo-distancia, donde el eje de las abscisas representa la distancia entre la fuente y cada detector y el de las coordenadas el tiempo de llegada de las primeras ondas. La utilidad de este grafico radica en el cálculo del perfil de espesores y la velocidad de las ondas P en cada estratopresente en el área de subsuelo estudiado. En la realización de una sísmica de refracción las condiciones ideales de las capas del subsuelo estudiado deben ser: superficiales, aproximadamente planares y con un buzamiento no mayor a 15°.
CAVADA (2000) estipula que “Cuando los estratos no son paralelos, sino que presentan inclinación relativa, las velocidades de onda cónica calculadas para cadaestrato a partir de una dromocrónica, son velocidades aparentes”, por lo tanto para obtener la velocidad verdadera de la onda P es necesario realizar un doble disparo, uno a cada extremo del tendido, en algunos casos también se hace necesario un disparo central.
Según MILSON (2003) “La velocidad de las ondas P en capas meteorizadas o superficiales es en ocasiones tan baja como 350 m/s, igual a lavelocidad del sonido en el aire, y muy pocas veces mayor a 800 m/s. Existe un pequeño incremento de la velocidad poco perceptible a medida que se profundiza, seguido de un incremento abrupto al llegar al nivel freático, 1500-1800 m/s. La roca fresca generalmente tiene velocidades de ondas P de más de 2500 m/s”.
Según la Ley de Snell y lo que se puede apreciar en la Figura 1, si la velocidad depropagación de ondas P en la capa inferior V2 es mayor que la presente en la capa superior V1 y si el sin i= V1/V2, la onda refractada viajara paralelamente a la interfase entre las capas con una velocidad V2, dando lugar a una refracción critica y por consiguiente a la generación de ondas cónicas. Si por el contrario tenemos que V1>V2 estaremos en presencia de una inversión de velocidades y porende el estrato suprayacente no podrá ser visualizado mediante sísmica de refracción. El ángulo con el que las ondas cónicas abandonan la interfase entre capas es llamado ángulo crítico ic.
Existe una distancia crítica o cross-over en el cual el tiempo de viaje de la onda directa es igual al de las ondas refractadas también es conocida como la mínima distancia desde el punto de tiro en la cuallas ondas refractadas regresan a la superficie, Milsom (2003) la representa en esta ecuación:
Xc=2dV2+V1V2-V1
La distancia crítica (Xc) siempre debe ser mayor al doble de la profundidad del límite entre capas, es decir esta distancia es grande si la profundidad (d) es grande o la diferencia de las velocidades de las ondas en la capa superior e inferior es pequeña. El tiempo critico puede ser...