Descubrir el subsuelo a través de la geofísica

En primer lugar, el alumnado podrá aprender cómo se transmiten las distintas ondas a través del terreno una vez producido el efecto sísmico, bien producido artificialmente o por un terremoto. A continuación, el alumnado podrá aprender de forma visual como se propagan las ondas y como son medidas por los equipos de geofísica. Finalizando, con el estudio de la relación de la transmisión de estas ondas con los tipos de terreno, cavidades, arqueología, etc., que encuentra en su recorrido.

En segundo lugar, el alumnado podrá identificar las distintas singularidades subterráneas que podemos encontrar en el subsuelo, empleando técnicas que utilizan el paso de la corriente eléctrica. Se podrán definir por ejemplo, los distintos tipos de terreno, la presencia de cavidades, determinar la presencia de agua y contaminantes, restos arqueológicos, etc.

Asimismo, se mostrará al alumnado la relación que existe entre las técnicas realizadas y los modelos geológicos que disponemos en el área, siendo muy sencillo de percibir y correlacionar los resultados con las estructuras subterráneas objeto de estudio. Estas actividades están diseñadas para todos los alumnos.

Por último, y dependiendo de la edad del alumnado, se apoyará con una emisión de videos, así como, con la participación por parte del alumnado de juegos interactivos donde se demuestre el grado de comprensión del taller.

Con todo ello, se pondrán introducir diferentes actividades profesionales de la ingeniería.

La Geofísica es una ciencia que aplica la Física para la investigación y el conocimiento de la Tierra.

La Geofísica Aplicada es responsable de los estudios de la corteza terrestre y de su región más somera, entre los que destacan:

• Investigaciones petrolíferas.
• Estudios para la localización de galerías o cavidades cársticas.
• Estudios de arqueología.
• Exploración de recursos minerales, aguas subterráneas.
• Estudios sísmicos, etc.

Los Métodos Geofísicos se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Métodos Pasivos: Son aquellos que detectan las variaciones dentro de un campo natural asociado a la Tierra (p.e.: gravimetría y magnetometría).

Métodos Activos: Son aquellos que emplean un emisor para generar señales que son transmitidas a través del terreno, el cual las modifica en función del tipo de materiales y fluidos que lo constituyen. Una unidad receptora será la que mida estas variaciones que finalmente serán procesadas e interpretadas (p.e.: métodos sísmicos, métodos eléctricos, métodos electromagnéticos en el dominio temporal, georádar, etc.).

En el taller se explicarán cual es el desarrollo de las técnicas eléctricas (Resistivity) y las sísmicas de refracción y reflexión. Además, se explicará el concepto de “efecto de sitio”. Este fenómeno consiste en el cambio que sufren las ondas sísmicas en su recorrido desde el foco hasta la superficie. Las ondas tienden a aumentar su amplitud cuando pasan de materiales duros, como rocas, a sedimentos blandos o poco consolidados.

En la Figura 3 se muestra cómo las ondas que salen del hipocentro son similares en amplitud. Mientras que las que llegan a la casa de la derecha no experimentan mayores cambios en su trayectoria, las que llegan a la casa de la izquierda si lo hacen.

Estas ondas han cambiado tanto en amplitud como en frecuencia. Las amplitudes son ahora mayores a las que tenían originalmente cuando viajaban a través de un medio sólido como lo era la roca. También su frecuencia ha disminuido, es decir, la distancia entre picos se ha incrementado. Las construcciones que se encuentran sobre sedimentos blandos como arcillas, limos, depósitos aluviales, valles de inundación, etc. serán sacudidas de distinta manera que aquellas que están sobre lavas o rocas calcáreas, por ejemplo.

El visitante podrá aprender algunas de las técnicas geofísicas utilizadas para el estudio de la corteza terrestre, en los ámbitos de la ingeniería, medioambiente, arqueología, etc.

El visitante podrá conectar los distintos dispositivos preparados en las maquetas para observar cómo funcionan los equipos de medición geofísicos, así como, ver como se transmiten los distintos tipos de ondas.

Además, se mostrará cómo se originan los terremotos y que equipos se utilizan para registrarlos. A partir de la generación de ondas sísmicas, en este caso a través de golpes en el suelo o sobre la maqueta, el sismógrafo registra las distintas llegadas y amplitud de las mismas.

La prospección geofísica como metodología complementaria en los estudios geotécnicos (actualmente obligatorios en la ejecución de obras de viviendas, industrias y obra pública), representa una herramienta capaz de proporcionar una gran cantidad de información, en poco tiempo y con costes ajustados. Realizando la campaña geofísica previamente a los ensayos directos (sondeos, catas, …) se puede optimizar la ubicación de los mismos maximizando la información obtenida y minimizando su número. Las aplicaciones más habituales en geotecnia son la estimación de la profundidad del sustrato rocoso, caracterización de deslizamientos, estimación de ripabilidad de terreno, localización de huecos, fallas, etc.

La principal ventaja del uso de las técnicas geofísicas es su carácter inocuo con el terreno. Además, permiten interpolar y extrapolar la información obtenida en los sondeos y delimitar cuales son las zonas de especial interés donde situar nuevos sondeos e investigaciones.

Las técnicas geofísicas cada vez son más utilizadas en la investigación de estructuras por su carácter no destructivo, rapidez en toma de datos y relativo bajo coste. Con estas técnicas se puede estudiar el estado del hormigón y de su armadura, identificar defectos ocultos (coqueras, grietas, humedades, etc.), determinar la disposición de armaduras en 3D, etc.

Una vez identificada una patología y reparada, se puede repetir la inspección geofísica para verificar la eficacia de la reparación.

Tanto en la fase de proyecto, construcción como de mantenimiento la geofísica es un herramienta de investigación ampliamente utilizada. Se utiliza en la investigación de túneles, puentes, desmontes, terraplenes, firmes, vías férreas, etc. Generalmente se utiliza para determinar su estructura interna, estimar espesores de capas, delimitar zonas de humedad, localizar posibles huecos, fracturas, etc.

Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Caminos, Canales y Puertos y de Ingeniería de Minas

AGS Geofísica

Geofísica Consultores

Tomografía eléctrica aplicada a la geotecnia

Tomografía eléctrica para la obtención de restos arqueológicos