Refracción sismica

SÍSMICA DE REFRACCIÓN, EXTRAPOLACIÓN A ESTUDIOS GEOTÉCNICOS EN EDIFICACIÓN
ANTECEDENTES
La sísmica de refracción es una técnica que se encuadra dentro de los métodos de exploración geofísica y estudia la propagación en el terreno de ondas sísmicas producidas artificialmente, estableciendo su relación con la configuración geológica del subsuelo.
Los métodos sísmicos se enmarcan dentro de losmétodos indirectos de investigación, es decir, dentro de aquellos que se realizan sin necesidad de alterar el terreno y que por tanto tampoco permiten la observación directa de este. Actualmente la sísmica de refracción es el método sísmico más empleado para el análisis de los terrenos, el otro método existente conocido como sísmica de reflexión suele utilizarse exclusivamente en investigaciones agran profundidad, como por ejemplo en técnicas petroleras.
BASES TEÓRICAS DEL MÉTODO:
-Descripción del método
El método sísmico consiste en la generación de un impulso elástico en la superficie y en el posterior análisis del movimiento en el suelo de la onda creada por ese impulso.
Para el ensayo se utilizan las ondas P, primarias o longitudinales, que son aquellas en las que la direccióndel movimiento coincide con la de propagación.
El método de refracción sísmica se basa en que:
a) Según la naturaleza del terreno varía la transmisión - velocidad de propagación - de las ondas elásticas.
Los contactos entre los estratos con diferente velocidad de transmisión de las ondas sísmicas, definen superficies de separación done las ondas experimentales fenómenos de refracción. Estopermitirá determinar la profundidad a la que aparecen nuevas capas.
* Realización del ensayo:
En el terreno a estudiar se realizan perfiles longitudinales sobre los que se colocan sensores espaciados entre si a una distancia conocida y generalmente regular. Estos sensores que se denominan geófonos llevan incorporados sismógrafos para registrar el movimiento y se pinchan sobre la tierra firme.Desde algunos puntos significativos del perfil se realiza un disparo, habitualmente mediante golpeo con un martillo de 8 kg, y el impulso de éste llega a los sensores provocando una perturbación que se registra en el sismógrafo.
La longitud de los perfiles suele situarse habitualmente entre 25 y 100 m, con separación entre geófonos que no suele exceder los 5 m, con objeto de garantizar el detallede la investigación. Los puntos de golpeo suelen ser como mínimo tres en cada perfil, situados al inicio, mitad y final de éste. Si los perfiles exceden de longitudes de 60 m, el número de puntos de golpeo es habitualmente de cinco.
La medida de los tiempos de llegada de las ondas elásticas a los geófonos proporciona el valor de la velocidad de propagación y el espesor de los distintosmateriales atravesados.
Analizando el caso dos capas (fig. 1): al producirse el disparo las ondas se transmitirán a través del terreno, una onda (rayo directo) irá por la superficie y llegará a los geófonos con velocidad V1. Otras después de recorrer la capa 1 con velocidad V! se refractarán atravesando la inferior siguiendo la ley de Snell:

Con Icángulo inicidente, e Ir ángulo transmitido.
Por último, ciertas ondas se refractarán en la supoerficie de separación de ñas dos capas, esto ocurre cuando se produce el fenómeno de refracción crítica o total, para lo cual es necesario que la velocidad de propagación aumente con la profundidad. En lafig. 2 para Ir=90° necesitamos el ángulo para el que se producirá la refracción crítica es Ic=arcsen(V1/V2).
Ahora bien, como cada punto alcanzado por una onda se puede considerar como centro emisor de ondas secundarias, habrá una onda secundaria que llegará a un punto de la superficie y será registrada por uno de los geófonos.
Se mide el tiempo transcurrido entre el momento del disparo y la llegada de la primera perturbación a cada geófono. Las primeras en llegar son las onda sdirectas, sin...