Métodos Geofísicos en la Geotecnia

Métodos Geofísicos en la Geotecnia

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Existe una gran gama de metodologías geofísicas como: métodos sísmicos, electromagnéticos, eléctricos, entre otros. Cada uno de estos métodos puede contribuir a la exploración del subsuelo de diferente manera.

Ing. Álvaro Rubio

Gerente de Proyectos  de Terrancon

 La geotecnia es una rama de la ingeniería civil con muchos desafíos debido a las limitantes de las metodologías de la exploración del subsuelo. El suelo es un material heterogéneo que puede variar significativamente en poca distancia, debido a circunstancias tanto naturales de la geología del terreno como las generadas por la actividad humana. Por esta razón, al analizar el subsuelo en ubicaciones específicas en un entorno desconocido se puede cometer el error de obviar características importantes del terreno. Para mejorar la exploración del subsuelo, nos debemos apoyar de metodologías innovadoras que nos permitan complementar la información y de esta manera realizar una exploración más completa. Para esto, los métodos geofísicos pueden contribuir significativamente.

Las metodologías geofísicas nos permiten aplicar diferentes principios de la física para entender de una mejor manera el subsuelo. Existe una gran gama de metodologías geofísicas como: métodos sísmicos, electromagnéticos, eléctricos, entre otros. Cada uno de estos métodos puede contribuir a la exploración del subsuelo de diferente manera. La metodología adecuada se debe seleccionar dependiendo del tipo de proyecto, la finalidad del estudio y las condiciones del terreno. De esta manera podemos mejorar significativamente nuestro conocimiento de las condiciones del terreno. Aunque existe una amplia gama de tecnología, algunas de las mas conocidas en la industria de la construcción son las metodologías sísmicas, resistividad eléctrica y georadar.

Metodologías Sísmicas

Cuando hablamos de metodologías sísmicas, posiblemente las mas reconocidas son: refracción sísmica, reflexión sísmica y MASW. La refracción y reflexión sísmica consisten en medir el tiempo que tarda una onda en viajar hasta los diferentes estratos del subsuelo y regresar a la superficie. Uno de los principales usos de estas tecnologías es determinar los diferentes estratos del terreno y localizar macizos rocosos. Para esto, se utilizan geófonos, los cuales se conectan en fila para detectar el comportamiento de la onda a través de la línea. Estas tecnologías se pueden utilizar para obtener información preliminar del terreno y poder posteriormente maximizar la exploración del subsuelo.

El MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves) es una metodología similar a las anteriores, pero en este caso se mide como viaja la onda superficial. Esta información nos sirve posteriormente para poder determinar la velocidad de onda de corte (Vs) del suelo y luego poder realizar la clasificación del sitio según normativas. De esta manera se pueden generar importantes ahorros en el proyecto al optimizar la estructura del proyecto.

 

Esquema de metodologías sísmicas. (Geometrics, 2009)

 

Resistividad Eléctrica

La resistividad eléctrica consiste en enterrar electrodos en el suelo y generar una corriente eléctrica entre ellos. Esto nos permite determinar las propiedades del suelo ante una corriente eléctrica inducida y por lo tanto, nos da información relevante del subsuelo. Las propiedades eléctricas de un suelo varían significativamente con la presencia de agua. Por esta razón, dentro de las principales aplicaciones de esta metodología es la detección de niveles freáticos y anomalías en el terreno. En general, mientras mas espaciados estén los electrodos, mayor será la profundidad y la cantidad de suelo analizada.

Georadar

El georadar es una tecnología electromagnética que ha tomado auge especialmente en la industria vial, ya que permite fácilmente medir espesores de la estructura de los pavimentos de una manera no destructiva. Esto se logra al generar ondas electromagnéticas y observar cómo estas son reflejadas por cada uno de los estratos o anomalías en el terreno. Entre otras aplicaciones podemos mencionar el la ubicación de tuberías. También se puede utilizar para detectar un cambio en los estratos del suelo, cavidades o niveles freáticos. Se utilizan diferentes antenas, para lograr diferentes profundidades. Es importante mencionar que, mientras más profundo se investigue, menos resolución se logra en la información.

 

Concepto de georadar (Mala, 2013

La Geofísica en el futuro

Los métodos geofísicos son cada vez más utilizados a nivel mundial, ya que son una buena manera de mejorar la información que tenemos sobre el subsuelo en el cual construimos nuestra infraestructura. El uso de estas tecnologías nos permite obtener más información y por lo tanto poder tomar decisiones mas informadas que puedan optimizar recursos.  Es importante saber las metodologías disponibles y cuando podrían ser utilizadas para mejorar  la exploración del terreno y de esta manera disminuir riesgos, optimizar la infraestructura y planificar adecuadamente el desarrollo del proyecto.

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