El ensayo MASW  es un método no destructivo que se usa para evaluar la velocidad de onda de corte (Vs), vinculado al mismo módulo de corte (G).

Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW).

¿Qué es el Método MASW?

El método MASW o Análisis Multicanal de Ondas Superficiales, consiste en la interpretación de ondas superficiales (Ondas Rayleigh) a partir de un registro en arreglo multicanal, que se generan por una fuente de energía impulsiva en puntos ubicados a distancias predeterminadas a lo largo de un eje sobre la superficie del suelo, permitiendo obtener el perfil de velocidades de ondas de corte (Vs) para el punto central de esta línea.

Origen del Método MASW

El Método MASW o Análisis Multicanal de Ondas Superficiales se originó a comienzos de la década de 2000, cuando se popularizó entre los ingenieros geotécnicos. El término MASW, se dio a conocer en la publicación realizada en Geofísica por Park et al. (1999).

El proyecto inició a mediados de los 90’s en el Servicio Geológico de Kansas (KGS), por un grupo de geofísicos que habían estado utilizando el método de reflexión sísmica durante mucho tiempo en la industria del petróleo para obtener imágenes del interior de la tierra a varios kilómetros de  profundidad.

Durante los 90’s, KGS comenzó un proyecto para utilizar superficies ondas, ya conocían las ventajas del método multicanal utilizado durante casi medio siglo de su historia para la exploración de recursos naturales y tenían como objetivo un método multicanal para utilizar ondas superficiales para fines de ingeniería geotécnica proyectos.

Luego de múltiples estudios realizados por Análisis Espectral De Ondas Superficiales (SASW), investigadores reconocieron que las propiedades de las ondas superficiales deben ser más complejas de lo que se suponía anteriormente, y que el enfoque de dos receptores había alcanzado claramente su limitación para manejar la complejidad.

Basado en la noción normal de que el número de los canales utilizados en la exploración sísmica pueden determinar directamente el poder de resolución del método, utilizaron diversas técnicas ya disponibles.

El primer enfoque multicanal documentado para ondas de superficie se remonta a principios de los 80’s en los Países Bajos cuando se utilizó un sistema de adquisición de 24 canales para deducir la velocidad de la onda de corte estructura de las planicies de marea analizando las ondas superficiales registradas (Gabriels et al., 1987).

Primero mostró la validez científica del enfoque multicanal en el análisis de dispersión de ondas superficiales y, en este sentido, el estudio puede considerarse como una prueba de viabilidad del enfoque para uso rutinario en el futuro.

Principales Aplicaciones del Método MASW

1. Prospección de Fundaciones

El ensayo MASW, permite determinar la forma y profundidad de diferentes tipologías de fundaciones en estructuras, como cepas y estribos de puentes ya construidos. La metodología está basada en un análisis de ondas sísmicas difractadas y refractadas.

En el ensayo MASW, se generan vibraciones activas tanto en el suelo como en la estructura en estudio, luego se realiza un análisis y separación de las ondas refractadas en el suelo y las difractadas en reverso por la estructura en el subsuelo.

Para realizar el análisis e interpretación de resultados se identifican los primeros arribos de ondas, por medio de imágenes gráficas especiales, que son parte de módulos especializados de los softwares, y con los cuales se realiza el ensayo MASW.

2. Detección de oquedades y anomalías

Se considera una anomalía aquella parte de los materiales cercanos a la superficie que tienen propiedades elásticas significativamente diferentes en la forma de generación de modos superiores de ondas de superficie, difractadas y reflejadas.

Durante un análisis MASW, una anomalía puede dejar la marca de su presencia sobre los registros multicanal de diferentes formas, la más común serán diferentes velocidades de fase, para aquellas frecuencias que se propagan a través o cerca de la anomalía.

3. Caracterización geotécnica de parques eólicos con métodos geofísicos

Los proyectos de energía eólica cubren grandes terrenos, estas condiciones implican un incremento de los riesgos geotécnicos y se requieren exploraciones geotécnicas especiales con técnicas de análisis de datos diseñadas para manejar el riesgo en diferentes estados de desarrollo del proyecto.

El uso de métodos geofísicos, además de los métodos de exploración del subsuelo tradicionales (calicatas y sondajes),es especialmente útil para recopilar datos críticos de diseño. La caracterización geotécnica por medio de métodos geofísicos presenta un enfoque de exploración optimizado para la eficiencia y el riesgo.

El objetivo de la aplicación del ensayo MASW, es evaluar el riesgo y detectar fallas tan pronto como sea posible en la fase de desarrollo, el momento más oportuno para identificar riesgos geotécnicos importantes. En esta etapa, aún existe la posibilidad de realizar cambios, antes de invertir recursos significativos y una investigación geotécnica preliminar es determinante para planificar y asignar los riesgos para los inversionistas.

4. Análisis de Velocidad Compresional (Vp) y de Corte (Vs) de mantos rocosos

Las velocidades (Vs y Vp) del manto rocoso pueden ser representadas en las imágenes de dispersión por patrones de energía creados por ondas de cuerpo refractadas, antes que, por ondas de superficie, ya que las ondas refractadas también viajan horizontalmente a lo largo de la superficie.

En la imagen de dispersión aportada por un estudio MASW, estas ondas refractadas crean patrones de energía no dispersivos que ocurren en frecuencias mucho más altas (por ejemplo, 50 a 300 Hz, con velocidades entre 1.000 y 5.000 m/s) que aquellas de las ondas de superficie (por ejemplo, 5 a 50 Hz, con velocidades entre 0 y 1.000 m/s). Ambas velocidades (P y S) siempre se originan simultáneamente, respecto a la orientación del impacto en el punto de fuente.

Ventajas de la aplicación del ensayo MASW

La principal ventaja del ensayo MASW es su capacidad para reconocer diferentes tipos de ondas sísmicas en función de las características de propagación de las ondas, como la velocidad y la atenuación, aunque su aplicación ofrece otras ventajas:

• Investigación de sitio rápida: perfiles de Vs en 1D o en 2D.
• Es un método de ensayo no invasivo y no destructivo – no se requiere alteración de suelo.
• El ensayo MASW  es efectivo en ambientes con ruido sísmico de fondo alto.
• Es sensible a capas de baja velocidad e inversiones de velocidad en profundidad.
• El ensayo MASW, permite recolectar juegos de datos MASW y SRT de manera simultánea.

En Cotecno nos especializamos en la ejecución de estudios geofísicos de sísmica multicanal como el ensayo MASW, una  técnica activa y pasiva de gran rapidez de ejecución, que permite determinar uno de los parámetros más importantes en los estudios geotécnicos como lo es la propiedad elástica de rigidez de los materiales cercanos a la superficie.

Si tu proyecto requiere la aplicación de estudios geofísicos como el ensayo MASW contáctanos, nuestro equipo de profesionales te brindará la asesoría que necesitas para que puedas desarrollar un proyecto exitoso.