Geofísica
Geotecnia
Sísmica
Minería
Topografía
Ensayos y Laboratorio
Previous
Next

Investigación Geofísica

Ofrecemos una amplia variedad de soluciones en prospección geofísica, utilizando métodos geofísicos relacionados a proyectos de exploración, ingeniería y medioambiente. Todos los métodos geofísicos utilizan instrumentos avanzados para medir con precisión las propiedades físicas de los materiales del subsuelo. Los datos se procesan utilizando el software más avanzado y los resultados son interpretados por nuestro experimentado personal de geofísica.

Geoteknik tiene un alto grado de flexibilidad con respecto a la elección de los métodos geofísicos, para responder a la solicitud específica de nuestros clientes, debido a nuestra gran inversión en instrumentos geofísicos, software especializado, tecnología informática y capacitación continua a nuestro personal. Esto es relevante para todo proyecto, porque no se puede utilizar un método único para responder a todas las necesidades en campo. Nuestra gran gama de equipos y personal especializado, nos permite seleccionar el método geofísico correcto o combinación de métodos, para responder a las solicitudes más exigentes de nuestros clientes. Nos especializamos en integrar los datos de múltiples métodos geofísicos para aprovechar sus sinergias y proporcionar un servicio sólido con el mayor valor posible para nuestros clientes.

En Geoteknik utilizamos regularmente los siguientes métodos para ayudar a nuestros clientes a desarrollar sus diversos proyectos de exploración, ingeniería y medioambiente:

El ensayo de refracción sísmica es el método geofísico aplicado comúnmente en la Geotecnia, su principal objetivo es la determinación de la profundidad del basamento en los proyectos de construcción de represas y grandes hidroeléctricas, para la determinación de las condiciones (meteorización, fracturación) y competencia de la roca en donde se asentarán las grandes estructuras civiles (puentes, carreteras, túneles, etc.).

Este método mide el tiempo de propagación de las ondas P (primarias), longitudinales o compresionales, desde un sitio conocido donde se generan las ondas sísmicas, hasta la llegada de éstas en diferentes puntos de observación. Para esto se disponen una serie de sensores (geófonos) en línea recta a distancias conocidas, formando un arreglo conocido como línea de refracción sísmica (Fig. 1).

Fig. 1. Disposición de campo de la línea refracción sísmica y adquisición de datos.

Las trazas obtenidas son analizadas en la refracción sísmica para obtener el tiempo de llegada de las primeras ondas de cuerpo, tanto onda P como también las llegadas de la onda S, a cada sensor desde el punto de disparo. El análisis e interpretación de estos datos permite calcular las velocidades longitudinales (Vp [m/s]), además de la determinación de los refractores que se pueden asociar a interfaces de los materiales del subsuelo en profundidad, lo que a su vez se puede interpretar litológicamente (Fig. 2).

Conociendo tiempo de recorrido y distancia entre fuente y geófonos, se puede determinar la velocidad de propagación del medio situado entre ambos. La refracción sísmica permite reconstruir un perfil de Vp 2D o 3D en función de la profundidad a lo largo de la línea de geófonos (Fig. 3).

Estas velocidades están controladas por los parámetros elásticos que describen el material y pueden correlacionarse con numerosas propiedades geomecánicas de los suelos.

Principales Aplicaciones:

  • Estabilidad de Taludes y Deslizamientos.
  • Estudios de compacidad de suelos para obras civiles (edificaciones, caminos, represas, puentes, etc.).
  • Determinación y estado de ripabilidad de los materiales según la velocidad de las ondas compresionales (P).
  • Estimación empírica de las propiedades elásticas del suelo.
  • Determinación de las condiciones (meteorización, fracturación) y competencia de la roca en donde se asentarán las estructuras civles.
  • Detecta variaciones tanto en profundidad como en la horizontal de la velocidad de la onda P.

Fig. 2. Tiempo de los primeros arribos de las ondas sísmicas (Vp).

Fig. 3. Perfil sísmico 2d que representa la variación de la velocidad de las ondas P (Vp) en función de la profundidad y a los largo del tendido de geófonos.

La técnica de Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW) es un método que analiza las propiedades de propagación de las ondas sísmicas de corte (Vs), vinculado al mismo módulo de corte (G), principalmente las Ondas de Rayleigh, las cuales se propagan horizontalmente desde la fuente emisora hasta los geófonos receptores (Park et al., 1999) (Fig. 1).

Fig. 1. Metodología de la técnica MASW.

El método de análisis multicanal de ondas de superficie (MASW) es una técnica activa, de gran versatilidad en la etapa de adquisición y gran rapidez de ejecución, que proporciona uno de los parámetros más importantes en los estudios geotécnicos: la propiedad elástica de rigidez de los materiales cercanos a la superficie. El método proporciona esta información a través de la construcción de un perfil de velocidad de onda de corte (Vs) mediante el análisis de ondas de Rayleigh planas en modo fundamental, para lo cual utiliza las propiedades dispersivas de las ondas superficiales para obtener las propiedades elásticas características del suelo en estudio. (Fig. 2).

Fig. 2. Registro del ensayo MAW, Diagrama de velocidad de fase, Curva de dispersión y Perfil de velocidad de las ondas de corte a partir de la técnica MASW.

El resultado de un estudio MASW es un perfil de 20 a 60 m de profundidad de la velocidad de las ondas de corte del subsuelo (rigidez de corte), sin la necesidad de una perforación. Se puede completar dichos estudios en 1D o en 2D (Fig. 3).

Fig. 3. Perfil de velocidad de las ondas de corte a partir de la técnica MASW 2D.

Principales Aplicaciones:

  • Construcción del Perfil de Velocidad Vs (Vs30) para clasificación sísmica de sitio, sin necesidad de perforación.
  • Estudio de la rigidez de suelo.
  • Mapeo de roca o tipo de suelo.
  • Investigaciones en diques de presa, canchas de relave, botaderos y pad’s de lixiviavón
  • Evaluación geotécnica de suelos.
  • Evaluación de fundación de obras civiles lineales (ferrocarril, carretera, oleoducto, etc.)
  • Definición profundidad del sustrato rocoso.
  • Definición del espesor de la capa rocosa alterada.
  • Determinación de la excavabilidad.

El ensayo MAM o Análisis de Microtrepidaciones en Arreglos Multicanales, consiste en monitorear las vibraciones ambientales en arreglos predeterminados y mediante el análisis de dispersión de éstas determinar el perfil de velocidades de ondas S. La combinación de los métodos MASW y MAM, permiten obtener perfiles de ondas S hasta profundidades promedio de 60 a 100 m (Fig. 1).

Fig. 1. Metodología de la técnica MAM.

La interpretación de los registros consiste en obtener de ellos una curva de dispersión (un trazado de la velocidad de fase de las ondas superficiales versus la frecuencia), filtrándose solamente las ondas superficiales, ya que son estas ondas las que predominan en el grupo de ondas, que poseen alrededor del 70% de la energía del tren de ondas. Además, la velocidad de fase de estas ondas tiene un valor que varía entre el 90% al 95% del valor de la velocidad de propagación de las ondas S (Vs). Luego mediante un procedimiento de cálculo inverso iterativo (método de inversión) y a partir de la curva de dispersión calculada se obtiene el perfil sísmico del terreno en función de Vs para cada punto de estudio. (Fig. 2).

 

Fig. 2. Registro del ensayo y Curva de dispersión a partir de la técnica MAM.

El resultado de un estudio MAM es un perfil de 30 a 60 m de profundidad de la velocidad de las ondas de corte del subsuelo (rigidez de corte), sin la necesidad de una perforación. Se puede completar dichos estudios en 1D o en 2D (Fig. 3).

Fig. 3. Perfil de velocidad de las ondas de corte a partir de la técnica MAM.

Principales Aplicaciones:

  • Construcción del Perfil de Velocidad Vs (Vs30) para clasificación sísmica de sitio, sin necesidad de perforación.
  • Mapeo de roca o tipo de suelo.
  • Definición profundidad del sustrato rocoso.
  • Definición del espesor de la capa rocosa alterada.
  • Estado de compactación y fracturación de los materiales.
  • Estimación de módulos elásticos de deformación.
  • Microzonificación sísmica de ciudades.

El ensayo ReMi o refracción de microtremores, se enmarca dentro de los métodos de sísmica pasiva que consisten en la determinación de forma indirecta y no destructiva de la consistencia y/o compacidad del terreno, determinando para ello la propagación de la velocidad con que es atravesado el subsuelo a partir del análisis de las ondas superficiales de tipo Rayleigh incluidas en el ruido sísmico ambiental. (Fig. 1).

Fig. 1. Metodología de la técnica ReMi.

La idea fundamental de Louie, plantea que mediante una transformada bidimensional lentitud y frecuencia (p-f) de un registro de ruido ambiental, se puede separar la llegada de las onda Rayleigh de la llegada del resto de las ondas sísmicas (superficiales o volumétricas), permitiendo así conocer su velocidad de fase en función de la frecuencia, aprovechando la propiedad dispersiva de las ondas Rayleigh (Fig. 2), con lo cual es posible explorar profundidades que van desde los 30 a los 100 metros de profundidad (Fig. 3). También es posible modelar los otros registros en terreno para obtener una curva de dispersión de ondas Rayleigh y un modelo sismoestratigrafico que, ajustado a los datos de terreno, permite obtener la distribución en profundidad de la velocidad de ondas de corte y el parámetro Vs30.

Principales Aplicaciones:

  • Construcción del Perfil de Velocidad Vs (Vs30) para clasificación sísmica de sitio.
  • Definición profundidad del sustrato rocoso.
  • Definición del espesor de la capa rocosa alterada.
  • Estimación de módulos elásticos de deformación.

Fig. 2. Curva de dispersión a partir de la técnica ReMi.

Fig. 3. Perfil de velocidad de las ondas de corte a partir de la técnica ReMi.

El ensayo de Down Hole permite determinar la variación de la velocidad de propagación de ondas con la profundidad, mediante pruebas de baja deformación realizadas in situ. El método Down-Hole consiste en generar ondas sísmicas en la superficie, mediantes golpes verticales y horizontales (Fig.1) ubicada a una distancia de 1 a 3 metros aprox. del pozo, registrándose los tiempos de llegada de las ondas de compresión (ondas P) y cortantes (ondas S).

Fig. 1. Metodología de la técnica Down-Hole.

Las mediciones se realizan generalmente a cada metro, desde la superficie y hasta la máxima profundidad alcanzada con los sondeos exploratorios, midiendo los tiempos de arribo en todo el espesor susceptible de generar las mayores amplificaciones dinámicas en los estratos.

Con el análisis de los registros capturados en campo, se construye la curva dromocrónica que asocia la profundidad de análisis con el tiempo de arribo de las ondas de compresión y las ondas de cortante. La pendiente establecida en estas curvas refleja la velocidad con que se propagan las ondas sísmicas en los materiales estudiados. (Fig. 2).

Fig. 2. Perfil de velocidad de las ondas Vp y Vs.

Principales Aplicaciones:

  • Perfiles Vs y Vp de fondo de pozo.
  • Análisis de licuefacción.
  • Determinación de Vs30.
  • Determinación de módulos dinámicos del suelo.

El Método HVSR (Método de Nakamura o de Razón Espectral H/V), es una tecnica no intrusiva, basada en la recolección y análisis de vibraciones ambientales en la superficie del terreno; en direcciones ortogonales Norte-Sur, Este-Oeste y Vertical. La cantidad de posiciones donde se toman los registros dependerá principalmente de la extensión del terreno, siendo recomendable un mínimo de tres. (Fig.1).

Fig. 1. Registro de vibraciones ambientales en la técnica HVSR de Nakamura.

El método de Nakamura puede proporcionar información sobre la profundidad del basamento rocoso, la cual se puede expresar en función de la velocidad de onda de corte Vs y de la frecuencia dominante T0 (Periodo fundamental del suelo). El período T0 es un parámetro esencial para definir los efectos de amplificación local de sitio producto de movimientos sísmicos de gran amplitud. Existen diferentes códigos de diseño sísmico que consideran de forma directa o indirecta el valor T0 como uno de los parámetros para definir los espectros de respuesta de acuerdo a la clasificación sísmica del terreno incluida en el NTP E.030. (Fig. 2).

Fig. 2. Cociente espectral resultado de aplicar la técnica H/V de Nakamura.

Principales Aplicaciones:

  • Estimación de T0 (Periodo Fundamental del Suelo).
  • Profundidad del basamento rocoso.
  • Estudios de microzonificación sísmica.
  • Clasificación del tipo de suelo según el código sísmico nacional vigente.
  • Análisis de licuefacción.
  • Determinación de Vs30.

La Tomografía eléctrica es un método de resistividad a detalle, basado en la modelización 2D de la resistividad del terreno mediante el empleo de técnicas numéricas (elementos finitos o diferencias finitas). La disposición de este método en campo se ha convertido en una herramienta de investigación no destructiva y de fácil empleo gracias al avance instrumental de nuestra época. (Fig.1).

Fig. 1. Toma de datos en campo del ensayo de TE.

El estudio de Tomografía por Resistividad Eléctrica (ERT) (2D) o “Electrical Imaging” (Dahlin, 2001), es un método que permite investigar la variación de la resistividad del subsuelo a profundidad y lateralmente. Con las mediciones adquiridas se construye una sección en dos dimensiones (2D) que muestran una primera aproximación de los cambios del subsuelo (Fig. 2).

Fig. 2. Sección de Tomografía Eléctrica 2D.

Estas mediciones nos ayudan a estimar indirectamente la resistividad aparente del terreno y gracias a las técnicas de procesamiento e inversión de datos geofísicos se puede estimar la verdadera resistividad del subsuelo. La resistividad del suelo está relacionada con varios parámetros geológicos como los contenidos minerales, porosidad, grado de saturación de agua de las rocas, etc. (Fig. 3).

Fig. 3. Sección de Tomografía Eléctrica interpretada con la geología local.

Principales Aplicaciones:

  • Exploración de recursos naturales y actualmente numerosas aplicaciones ambientales, hidrogeológicas, arqueológicas y geotécnicas.
  • Detección y caracterización de contactos entre unidades litológicas
  • Identificación del lecho rocoso, fracturas y fallas, cavidades subterráneas (naturales o antropogénicas)
  • Ubicación de túneles, pozos abandonados, tumbas y restos arqueológicos.
  • Evaluación de sitios por la presencia de rellenos sanitarios y plumas contaminantes
  • Deslizamientos de tierra.
  • Determinación de unidades acuíferas, niveles freáticos e intrusiones marinas.

Desde el 2016, Geoteknik ha estado ampliando los límites de la exploración geofísica. En todo el Perú, Geoteknik se ha ganado una excelente reputación al ofrecer resultados de calidad en entornos difíciles.

Geoteknik S.A.C.

Calle Trinidad Morán 715,

Urb. Risso – Lince – Lima, Perú.


Teléfono: (+51 1) 762-9161

Celular: (+51 1) 923-536-631


Celular: (+51 1) 958-830-139

Mail: ventas@geoteknik.com.pe

Copyright © 2021 Geoteknik. Todos los derechos reservados.