MÉTODOS DE PROSPECCIÓN DESDE LA SUPERFICIE

En los párrafos subsiguientes, se mencionan las características y campo de aplicación de los distintos métodos geofísicos de prospección desde la superficie, actualmente mas relevantes. Puede encontrar mayor información respecto de los métodos de prospección desde la superficie en Dobrin (1976), Milsom (2003) o Gadallah y Fisher (2009). En la Tabla III.1, se puede establecer una síntesis de los métodos geofísicos de prospección desde la superficie más comunes, mostrando la aplicabilidad según las recomendaciones del US Army Corps of Engineers (1995).

Tabla III.1: Métodos geofísicos de prospección desde la superficie y recomendaciones de su uso según el área de aplicación. Adaptado de US Army Corps of Engineers (1995).

Métodos de Prospección Desde la Superficie

Gravimétrico Magnéticos Geoeléctrico _espontáneo Potencial Electromagnéticos GPR Sísmica de _refracción Sísmica de _Reflexión Naturaleza del Contraste o Característica Intrínseca

Densidad del medio Susceptibilidad magnética Conductividad o resistividad eléctrica Potenciales eléctricos naturales Conductividad o resistividad eléctrica y magnetismo Rigidez dieléctrica y conductividad eléctrica Impedancia mecánica del medio Impedancia mecánica del medio Recomendaciones en el uso del método según el área de

aplicación

FS FS FS Litología

FS FS FB FS Determinación del basamento rocoso

FB FS Ripabilidad

FS FS FS FS Detección de agua superficial

FS FS FS FS FS FS Detección de Fallas

FS FS FS Detección de cavidades u oquedades

FB Determinación de módulos elásticos _{(In situ a baja deformación)}

FS FS FS FS FS FB Determinación de contornos o estratos, agrupamiento de material,

etc.

FB FB FS Detección de conductos de agua _{subsuperficiales}

FB FB FS FS Determinación de contornos de _{rellenos sanitarios o vertederos}

FB FS FS FS Detección de cuerpos ferrosos de _{gran tamaño}

FB FS FB Detección de cuerpos conductivos, _{minerales, napas, plumas, etc.}

FB: Funciona bien en la mayoría de los materiales y configuraciones naturales FS: Funciona según la configuración que se tenga sobre algunos materiales especiales. Espacio en blanco: No se recomienda

III.3.1. Prospección gravimétrica

El método esta basado en el estudio de la variación de la componente vertical del campo gravitatorio terrestre producto de la distorsión que sufre el campo gravitatorio, ante la presencia de geomateriales con diferente densidades. Se realiza mediciones relativas a partir de las variaciones laterales de la atracción gravitatoria de un lugar a otro respecto del campo gravitatorio absoluto de la tierra. El método gravimétrico se emplea como un método de reconocimiento general para definir los limites de los acuíferos, naturaleza y estructura de las formaciones del subsuelo y caracterización de los mantos rocosos.

III.3.2. Métodos magnéticos

La tierra es un imán natural que da lugar al campo magnético terrestre. Las pequeñas variaciones de este campo, indican la presencia en profundidad o superficial de sustancias diamagnéticas o paramagnéticas. El método magnético es el método geofísico de prospección más antiguo aplicable en la prospección petrolífera, en las prospecciones mineras y en la búsqueda de aguas subterráneas. En la prospección petrolífera el método magnético brinda información acerca de la profundidad de las rocas pertenecientes al basamento. A partir de estos conocimientos se puede localizar y definir la extensión de las cuencas sedimentarias ubicadas encima del basamento que posiblemente contienen reservas de petróleo. En las exploraciones mineras se aplica el método magnético en la búsqueda directa de minerales paramagnéticos y en la búsqueda de minerales diamagnéticos asociados con los minerales que ejercen un efecto magnético mensurable en la superficie terrestre.

III.3.3. Métodos Eléctricos

Los métodos eléctricos se basan en las propiedades eléctricas o electromagnéticas intrínsecas del subsuelo (conductividad eléctrica, la permeabilidad magnética y la permitividad dieléctrica.) a partir de un campo artificial que se encuentra en la superficie. Existe una diversidad de configuraciones de métodos eléctricos los cuales pueden diferenciarse en métodos inductivos y métodos conductivos. La diferencia entre ellos radica en las distintas configuraciones entre el campo artificial de transmisión y el receptor utilizado para captar las manifestaciones eléctricas o electromagnéticas del subsuelo. Los métodos eléctricos tienen la ventaja de ser mucho más sencillos en el procesamiento y la interpretación de los resultados, pero su mayor desventaja es que cualquier material aislante o muy conductivo (como son por ejemplo las arcillas y limos

saturados) pueden apantallar los materiales que lo rodean como así también limitar la profundidad de prospección. En el caso del Geo Radar, la profundidad de prospección es de algunos centímetros (Annan, 1992; Rinaldi et at., 1997; Rinaldi y Francisca, 2000, Rinaldi, 2002). Por otro lado, muchas veces puede ocurrir que exista un pobre contraste, de parámetros eléctricos de los materiales que subyacen en el suelo (por ejemplo concreto de hormigón en arenas) por lo que la detección resultaría muy dificultosa. Los siguientes son algunos de los métodos eléctricos más comunes (Orellana, 1974, Iakubovskii y Liajov, 1980; Orellana, 1982; Annan, 1992; Daniels, 2004):

ƒ Métodos Conductivos.

o Prospección Geoeléctrica o Resistiva: Sondeos Eléctricos Verticales SEV, Calicatas Eléctricas, Tomografía Geoeléctrica.

o Polarización Inducida.

o Potencial Espontáneo. ƒ Métodos Inductivos.

o Métodos Electromagnéticos: Sondeos electromagnéticos de baja

frecuencia VLF, Sondeos Electromagnéticos en el dominio temporal SEDT o TDEM.

o Sondeos Magnetotelúricos.

o Geo Radar o GPR.

III.3.4. Prospección Sísmica

Los métodos sísmicos consisten en producir ondas sísmicas a través generalmente de una perturbación mecánica en la superficie y detectar los tiempos y amplitudes del arribo de las ondas producidas, una vez reflejadas o refractadas en las distintas interfases o contactos entre formaciones geológicas que subyacen en el subsuelo. De esta manera, es posible determinar algunos parámetros de onda, como es el caso de la velocidad de propagación y atenuación, las cuales varían de acuerdo a estas formaciones geológicas. A través de curvas o imágenes que muestran la variación de los parámetros de onda, es posible inferir discontinuidades estratigráficas a partir de las discontinuidades sísmicas. Los métodos sísmicos se clasifican según el método de interpretación (refracción o reflexión de onda), según el tipo de onda a considerar (onda P, onda S u onda de Rayleigh) y según la escala o profundidad de investigación (Richard, 1970; US Army Corps of Engineers, 1995; Kramer, 1996); en:

ƒ Método de Sísmica de Refracción ƒ Método de Sísmica de Reflexión

ƒ Método Up Hole y Down Hole

ƒ Método Cross Hole

ƒ Método de Análisis Espectral de Ondas de Superficie SASW

Las características principales de los mismos en cuanto al principio y esquema de la técnica, se muestran en la Tabla III.2.