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27 Marzo, 2014Ing. Eduardo Marn GmezSenior HydrogeologistGEOFSICA APLICADA A LA INGENIERA

PRESENTACIN

Por ejemplo, se hace preciso, por tanto, establecer la conexin entre la informacin que esta imagen aporta (reflectores ssmicos) y la geologa de la zona (Figura 1). Este ejemplo ilustra los retos actuales de la prospeccin geofsica de superficie: la correcta aplicacin de las numerosas tcnicas existentes y la correlacin de las propiedades fsicas que se deducen de ellas con los materiales del subsuelo investigado.

2Qu es la Geofsica?La Geofsica (etimolgicamente, del griego, naturaleza de la Tierra) es la ciencia que estudia los campos fsicos vinculados a nuestro planeta, destacando entre estos, el electromagnetismo, la propagacin de ondas mecnicas en la corteza terrestre y la gravedad. Esta ciencia puede definirse como la aplicacin de la fsica y la geologa al estudio de los materiales que componen la corteza terrestre.Objetivo de la GeofsicaLocalizar o detectar la presencia de estructuras o cuerpos bajo la superficie de la Tierra, y poder interpretar su tamao, forma y propiedades fsicas (es decir, parmetros fsicos).

ANOMALAS GEOFSICAS

Es muy importante tener en cuenta que distintas realidades del subsuelo pueden producir semejantes anomalas geofsicas, lo que hace indispensable la cuidadosa evaluacin de todos los antecedentes geolgicos, geoqumicos, de pozos, de otros mtodos geofsicos, etc.De lo que se trata es de registrar, procesar y graficar la respuesta dada por distintos campos fsicos, utilizando mtodos geofsicos en las reas de potencial inters exploratorio o de desarrollo de recursos.

5Planificacin de una campaa Geofsica

Adecuacin de los Mtodos GeofsicosMtodoProp. fsicaGeotecniaHidrogeologaCavidadesContaminacinMineraGravimtricoDensidadSecundarioSecundarioSecundarioNo adecuadoSecundarioMagnticoSusceptivilidadSecundarioSecundarioNo adecuadoNo adecuadoPrimarioGeoelctricoResistividadPrimarioPrimarioPrimarioPrimarioPrimarioGeoradarCte. DialectricaPrimarioPrimarioPrimarioSecundarioSecundarioSsmicoModulo elstico y densidadPrimarioSecundarioSecundarioNo adecuadoSecundarioAdems de la adecuacin de las caractersticas fsicas al problema enfocado, hay que tener en cuenta que ningn mtodo geofsico por si solo proporciona una solucin nica. Por ello, es necesario restringir las distintas soluciones posibles usando la mayor cantidad de datos geolgicos posibles para descartar soluciones sin sentido geolgico, as como aplicar la mayor cantidad de mtodos geofsicos posibles al mismo problema para restringir las soluciones.7Mtodos Geofsicos utilizados en Hidrogeologa

Adems de la adecuacin de las caractersticas fsicas al problema enfocado, hay que tener en cuenta que ningn mtodo geofsico por si solo proporciona una solucin nica. Por ello, es necesario restringir las distintas soluciones posibles usando la mayor cantidad de datos geolgicos posibles para descartar soluciones sin sentido geolgico, as como aplicar la mayor cantidad de mtodos geofsicos posibles al mismo problema para restringir las soluciones.8Mtodos GeofsicosLos mtodos geofsicos pueden ser de 2 tipos:

Pasivos implican medir la variacin espacial de campos potenciales estticos o naturales, p. ej. Campos gravitatorios y magnticos. Las variaciones laterales de las propiedades fsicas dan lugar a variaciones espaciales en el campo. Estos mtodos tienen una cierta ambigedad en su interpretacin ya que es difcil determinar si las variaciones son de los parmetros fsicos, el tamao de los cuerpos o ambos.

Activos implican generar seales artificiales que atraviesen el terreno (corrientes elctricas, electromagnticas, ondas ssmicas) y medir cmo se modifican al atravesar ste. Al controlar el tipo de seal generado la ambigedad suele ser menor.Mtodos GeofsicosMTODO: GRAVIMETRICO

El cual considera que cualquier anomala de gravedad en la topografa de un terreno, se deber a las desviaciones, a la geometra del terreno y a las variaciones en la distribucin de la densidad del subsuelo respecto a una densidad base. Inicio clase 18 Octubre

Cada metodo, colocar graficos: equipos y metodos trabajo, mapas, interpretaciones y resultados.En razn de que un objeto sobre la superficie terrestre es atrado por la masa de la Tierra, el Mtodo de Exploracin Gravimtrica utiliza este fenmeno para detectar variaciones laterales en la densidad de materiales bajo la superficie, midiendo la gravedad e interpretando los valores registrados. En el caso de la prospeccin ambiental, usado fundamentalmente para la deteccin de cavidades.11 Ley de la gravitacin de NewtonG es la constante de gravitacin universalM es la masa de la Tierram la masa del objeto atradoR el radio de la tierraFundamento del mtodo Gravimetrico

Sustituyendo:

g es la aceleracin de la gravedad (9.81 m.sg-1)m la masa del objeto atradoGravedadCorrecciones

Efecto topograficoAnomalasMtodo de trabajoAnomala de Bouguer: mltiples solucionesInterpretacin del Mtodo gravimtrico

VA14Mtodo de trabajoMallado

Teora de Nyquist

N =1 / 2d

Tamao de celda

Fenmeno de AliasingMtodos de filtradoMtodo de trabajo16Medida de la gravedad

Ejemplo AplicativoProyecto ubicado en el estado de Bolvar, Venezuela. Su objetivo es localizar cuerpos intrusivos graboides con posibles mineralizaciones aurferas.Equipo: Scintrex Autograv CG-5.

Mallado: Adquisicin de datos.

Resultados.

Zonas de inters.Ejemplo AplicativoResultados.

Modelado en 2D.Ejemplo Aplicativo

Esta detecta anomalas o desviaciones del valor normal del Campo Geomagntico debido a la presencia de minerales ferro magnticos, diamagnticos, y/o paramagnticos.MTODO: MAGNETICOFundamento del mtodo magntico

VA22Fundamento del mtodo magntico

VA

23Medida del campo magntico

VA

24Medida del campo magnticoPara realizar una prospeccin magntica hay que tener en cuenta:

La zona debe estar lo ms alejada posible de ruido elctrico y/o magntico artificialDebemos escoger un punto de medida como base de fcil acceso. Debern repetirse medidas en la base cada 30 minutos-1 hora aproximadamente para detectar variaciones diurnas que posteriormente habr que corregir.

Interpretacin del Mtodo magnticoPresentacin de los datos:1,-Confeccin de mapas isoanmalos:

2.-Trazado de perfiles3.-Suavizado de anomalas (filtrado)Trazado de perfiles: desde datos registrados a lo largo de transectas o bien trazando los perfilesms representativos sobre un mapa, los cuales se definirn en su mayora perpendiculares al rumbode las anomalas y unos pocos paralelos a ste.-Suavizado de anomalas (filtrado): los mtodos utilizados son los mismos que se aplican engravimetra para separar regional y residual, ya sea en mapas o sobre perfiles, empleandoMtodos Grficos, Derivada Segunda, Griffin, Continuidad, Transformada de Fourier u otros.26Interpretacin del Mtodo magntico

VA

27Interpretacin del Mtodo magntico

VA

28Interpretacin del Mtodo magntico

29Ejemplo Aplicativo

Mapa de Campo Total.Proyecto Cerro Corona: Cajamarca- PerVA

30esta detecta anomalas o desviaciones del valor normal del Campo Geomagntico debido a la presencia de minerales ferro magnticos, diamagnticos, y/o paramagnticos.MTODO: GEOELECTRICO

GENERALIDADES Y PRINCIPIOS BSICOS DEL CAMPO ELCTRICO

Esquemticamente, un equipo habitual de trabajo consiste en:Un conjunto de electrodos (inpolarizables) que se clavan el suelo y que actan como puntos de inyeccin/medicin, Una batera para inyectar la corriente y que est regulada por un miliampermetro, Un microvoltmetro para medir la diferencia de potencial, y los necesarios cables elctricos de conexin

32GENERALIDADES Y PRINCIPIOS BSICOS DEL CAMPO ELCTRICO

PROSPECCIN GEOELCTRICA Y GEOLOGA.

Existe una gran variedad de metodologas, que podemos clasificar segn diversos criterios alternativos o la combinacin de ellos. Por ejemplo:

Naturaleza del campo: natural o artificial Informacin obtenida: vertical (sondeo), lateral (calicata) o areal (mapa) Tipo de campo: constante (continuo) o variable (alterno).En las variantes prospectivas de la geoelectricidad pueden aprovecharse las respuestas dadas a partir de los campos elctricos naturales de la Tierra o bien recurrirse a la generacin de campos artificiales cuya mayor intensidad o mejor control podr permitir generar registros ms claros del terreno estudiado.

34PROSPECCIN GEOELCTRICA Y GEOLOGAFlujo de corriente en medios estratificados

Prospeccin Geoelctrica. Equipamiento y trabajo de campo. Equipamiento

Generador de corriente (batera, pilas en serie...) Ampermetro Voltmetro Electrodos (cobre para recoger la corriente y acero para introducirla en el terreno, longitud aproximada 60 cm.) Cables

Prospeccin geoelctrica. Equipamiento y trabajo de campo. Equipamiento

RESISTIVIDADVA38

VA39

INTERPRETACIN DE MEDIDAS DE RESISTIVIDAD. Dos tipos:1.- Sondeos elctricos verticales (SEV) El centro de las configuracin de los electrodos permanece constante en el mismo sitio La separacin entre los electrodos va aumentando en cada medida2.- Perfiles elctricos La configuracin y espaciado entre electrodos es fija Vara lateralmente la posicin del centro de la configuracin de los electrodos

SONDEOS ELCTRICOS VERTICALES (SEV)

TOMOGRAFIA ELECTRICA .

Equipos:Interpretacin de medidas de resistividad. Ejemplos de modelizacin:Cartografa del lmite suelo arcilloso-arenoso:

Interpretacin de medidas de resistividad. Ejemplos de modelizacin:Dique intruyendo en pizarras

Interpretacin de medidas de resistividad. Ejemplos de modelizacin:Localizacin de cavidades en calizas.

Interpretacin de medidas de resistividad. Ejemplos de modelizacin:Localizacin de zonas de acumulacin de agua.

Interpretacin de medidas de resistividad. Ejemplos de modelizacin:Evolucin temporal de la infiltracin de agua.

Ejemplo Aplicativo

Ubicacin de cavidades krsticas. Miribilla (Bilbao.

VA

48Ejemplo Aplicativo

Ubicacin de cueva. Cudn (Cantabria)

VA

49MTODO: ELECTROMAGNETICO

MTODO VLF (Very Low Frecuency)

MTODO VLF (Very Low Frecuency)Equipo y medicin

MTODO VLF (Very Low Frecuency)

MTODO VLF (Very Low Frecuency)Perfil realizado en un contacto entre arcillas y yesos. A partir del perfilage de desviacin de las componentes del campo electromagntico.

Ejemplo Aplicativo

Proyecto Cerro Corona:Ejemplo AplicativoMTODO: SISMICOLAS ONDAS ELSTICAS O SSMICAS.

Mide el tiempo de propagacin de las ondas ssmicas que se reflejan o refractan al atravesar los materiales del subsuelo. La velocidad de las ondas ssmicas est relacionada con el mdulo elstico y la densidad de los materiales.REFRACCIN / REFLEXINREFLEXIN

REFRACCIN

REFRACCIN / REFLEXINMINERIALocalizacin de yacimientos de minerales metlicosLocalizacin de yacimientos de minerales no metlicos

APLICACIONESTrabajadores utilizando gefonos

Esquema de una estacin ssmica en una empresa minera rea de planeamiento minero o expansin minera

MTODO: TESTIFICACIN GEOFSICAAplica los distintos mtodos geofsicos (geoelctrico, magntico, etc) en un sondeo.Con la medida en profundidad de la resistividad de las diferentes formaciones se obtiene un modelo de electrocapas del suelo. La grafica de la radiacin gamma natural del sondeo permite establecer los niveles arcillosos

Esquema simplificado de un equipo de testificacin.Equipo de testificacin en sondeos hidrolgicos.

Detalle de la polea por donde circula el cable y del cable de transmisin de la profundidad de la unidad de riego.Vista del emboquille de un sondeo y de la colocacin del trpode con el contador ptico de profundidad.27/03/2014Curso: GEOFSICA Docente: Ing. Eduardo Marn Gmez EQUIPO: TELEVIEWER ACUSTICO

EQUIPO: TELEVIEWER ACUSTICO

27/03/2014Curso: GEOFSICA Docente: Ing. Eduardo Marn Gmez Equipo de testificacin en sondeos hidrolgicos.

Equipo de testificacin en sondeos hidrolgicos.

RESISTIVIDADES.

1.- Ejemplo Aplicativo: Proyecto Cerro Corona

VA

69Ejemplo Aplicativo:

Proyecto Cerro Corona:VA

70

2.- Ejemplo Aplicativo: Proyecto Cerro CoronaVA

71

2.- Ejemplo Aplicativo: Proyecto Cerro Corona

VA

72Geordar Mide el tiempo empleado por ondas electromagnticas en atravesar y reflejarse en los materiales del subsuelo. La velocidad de las ondas electromagnticas est relacionada con la constante dielctrica de los materiales.MTODOS GEOFSICOS

EJEMPLO APLICATIVO : UBICACIN DE TUBERIA.

RadiomtricoSe utilizan sensores radiactivos (Contador Geiger-Muller) lo que permite medir procesos radiactivos naturales y/o artificiales, como por ejemplo la desintegracin del potasio 40 en suelos arcillosos (Proceso radiactivo natural) o estudio de los fotones reflejados va interaccin Compton cuando se utiliza una fuente radiactiva de Cs- 137.

Curso: GEOFSICA Docente: Ing. Eduardo Marn Gmez 27/03/2014MTODOS GEOFSICOS GeotrmicosEstudios de los gradientes de temperatura del terreno mediante sensores trmicos (Efecto Seebek y efecto Peltier).. Geoqumicos

Estudios de muestras para su posterior anlisis qumico, lo que incluye la determinacin de las concentraciones de los diversos elementos qumicos. Entre algunas de la pruebas estn:

Estudios microscpicos de la estructura cristalinaCromatografo de GasesEspectrgrafo ptico de emisinDeterminacin de la distribucin Isotpica mediante espectrmetros de Gases

Otros Mtodos GeofsicosGRACIASPREGUNTAS??