El proceso físico de reflexión que se ilustra en la imagen,se muestran los trayectos de rayos a través de capas sucesivas. Normalmente hay varias capas debajo de la superficie de la tierra que contribuyen a las reflexiones de un solo sismograma. La ventaja única de los datos de reflexión sísmica es que permite el mapeo de muchos horizontes o capas con cada disparo. En los últimos momentos del registro, hay más ruido presente en el registro, lo que hace que las reflexiones sean difíciles de extraer de los datos no procesados
[/vc_column_text][image_with_animation image_url=”52663″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]Esquema del método de sísmica de Reflexión.
Este método también se denomina método de punto de reflexión común, punto medio común o punto de profundidad común (CDP). Si todas las ubicaciones del receptor se utilizan como puntos de disparo, la multiplicidad de datos en un punto subsuperficial (llamado pliegue CDP) es igual a la mitad del número de canales de grabación. Por lo tanto, un sismógrafo de 24 canales registrará datos de 12 veces si un disparo correspondiente a cada posición del receptor se dispara en una dispersión completa. Por lo tanto, para datos de 12 veces, cada punto subsuperficial tendrá 12 trazas separadas añadidas, después de un cambio de tiempo apropiado, para representar ese punto.
[/vc_column_text][image_with_animation image_url=”52659″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]Ilustración del punto de profundidad común (También llamado punto medio común).
Las llegadas en un registro de reflexión sísmica se visualizan según la disposición de los receptores que están localizados a un lado de un tiro, que está a 15 m del primer geófono. Cabe destacar que la ganancia se incrementa por la traza para mantener las señales aproximadamente del mismo tamaño mediante un proceso conocido como control automático de ganancia (AGC). Un lado de las trazas está sombreado para mejorar la continuidad entre las trazas.
[/vc_column_text][image_with_animation image_url=”52667″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]Registro simple de reflexión sísmica.
El producto final de una estudio de reflexión sísmica es una sección transversal corregida de la tierra con eventos de reflexión en sus verdaderas posiciones subsuperficiales. Esta sección no presenta todos los detalles de la adquisición y el procesamiento de datos de reflexión sísmica. Por lo tanto, se enfatizará la diferencia entre la reflexión profunda orientada al petróleo y el trabajo de reflexión superficial adecuado para aplicaciones de ingeniería y del medioambiente.
El costo y el ancho de banda de frecuencia son las principales diferencias entre las dos aplicaciones de reflexión sísmica. Una medida del contenido de frecuencia nominal de un pulso es el inverso del tiempo entre picos sucesivos. En el subsuelo poco profundo, los objetivos de exploración a menudo se encuentran a profundidades de 15 a 45 m. A 450 m / s, una onda con 10 ms de pico a pico (frecuencia nominal de 100 Hz) tiene una longitud de 45 m. Para detectar capas superficiales poco espaciadas, pueden requerirse impulsos con frecuencias nominales de 200 Hz o superiores. Se utiliza un valor de 1.500 m / s como velocidad representativa correspondiente a materiales saturados no consolidados porque, sin los sedimentos saturados, la atenuación y la variabilidad lateral hacen que la reflexión sea generalmente difícil.
Método de reflexión sísmica de offset-común
Una técnica para obtener datos de reflexión de doblez se llama método de offset- común o recopilación de offset común (COG). Es instructivo revisar el método, pero ha caído en desuso debido a la disminución del costo de los estudios CDP y la dificultad de la interpretación cuantitativa en la mayoría de los casos. En el rango óptimo de distancias de desplazamiento, las llegadas reflejadas y refractadas serán aisladas en el tiempo
Debe tenerse en cuenta que no se muestran escalas cuantitativas como las distancias o velocidades, y los modos de onda son distintos en cada sitio. Por lo tanto, las pruebas son necesarias para establecer la existencia y ubicación de la ventana de la distancia del offset óptima.
[/vc_column_text][image_with_animation image_url=”52661″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]Determinación óptima de la distancia de offset para el método de offset- común
Después de seleccionar la distancia de desplazamiento óptima, la fuente y el receptor se mueven a través de la superficie. Hay que resaltar que la cobertura del subsuelo es única, y no hay ninguna disposición para la cancelación del ruido. El desplazamiento entre el geófono y el disparo es de 14 m. La onda acústica (visible como una llegada cerca de 40 ms) se atenúa (el disparo fue enterrado para este registro).La reflexión prominente cerca de 225 ms que se divide en dos llegadas cerca de la distancia de la línea de 610 m. Tales cambios cualitativos son el resultado interpretativo habitual de una encuesta de compensación común. No se proporciona una escala de profundidad.
[/vc_column_text][image_with_animation image_url=”52662″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]Esquema del método de offset-común.
Limitaciones
- Debido a que muchas ubicaciones de fuentes y receptores deben usarse para producir imágenes significativas del subsuelo de la Tierra, las observaciones sísmicas de reflexión pueden ser costosas de adquirir.
- El procesamiento sísmico de reflexión puede ser muy intensivo en cuanto a uso de la computadora, ya que requiere hardware sofisticado y un nivel relativamente alto de experiencia.
- Debido a la cantidad abrumadora de datos recopilados, las posibles complicaciones impuestas por la propagación del movimiento del suelo a través de una tierra compleja y las complicaciones impuestas por algunas de las simplificaciones necesarias requeridas por los esquemas de procesamiento de datos.
Ventajas
- Las observaciones sísmicas de reflexión se recopilan en pequeñas compensaciones fuente-receptor
- Los métodos sísmicos de reflexión pueden funcionar para verificar la velocidad de propagación a través de la Tierra que varía con la profundidad.
- Las observaciones sísmicas de reflexión pueden interpretarse más fácilmente en términos de geología compleja.
- Se pueden obtener las características del subsuelo debido a las observaciones adquiridas.
El uso de la reflexión sísmica suave técnica en la exploración cercana de la superficie de sitios urbanos: una evaluación en la ciudad de São Paulo, Brasil
Esta técnica se utilizó para delinear la geológica y geotécnica para obtener las características de hasta 40 metros de profundidad en áreas urbanas ruidosas cubiertas con pavimento, en el estudio se realizaron cinco líneas ubicado en el área metropolitana de la ciudad de São Paulo. Los datos fueron adquiridos usando un Sismógrafo de 24 bits y 24 canales, geófonos de 30 y 100 Hz y un sistema de placa y un martillo como fuente sísmica. Los datos de reflexión sísmica se registraron utilizando una adquisición CMP (punto medio común). El procesamiento consistió en: filtrado de paso de banda pre-apilado (90-250 Hz); automático control de ganancia (AGC); silenciamiento (cero digital), datum, onda de aire y onda refractada; clasificación CMP; análisis de velocidad; correcciones normales de salida; correcciones estáticas residuales; filtrado f-k; apilamiento en CMP.
La superficie cercana está geológicamente caracterizada por un suelo no consolidado y sedimentos cuaternarios con material orgánico que recubre los sedimentos del Terciario con un nivel freático de 2 a 5 m debajo de la superficie. El basamento está compuesto de granito y gneis. Se observaron reflexiones de 40 milisegundos a 65 ms de tiempo de viaje bidireccional y se relacionaron con la capa de arcilla limosa y el contacto de la capa de arena fina de los sedimentos del Terciario y el basamento. La técnica de reflexión sísmica CMP ha demostrado ser útil para mapear capas sedimentarias y el lecho de roca de la cuenca sedimentaria de São Paulo a los efectos de investigaciones. El objetivo del estudio fue el de delinear la estructura y la estratigrafía de la cuenca sedimentaria de São Paulo y su basamento de hasta 40 metros de profundidad. Las principales cualidades de un sistema de grabación son sus resoluciones, lo que significa la cantidad de bits digitalizados y su rango dinámico. Los sismógrafos más nuevos tienen 18 bits o más de convertidores analógico al digital (A / D) que significa rangos dinámicos superiores a 100 dB, lo que permite registrar ondas con diferencias en amplitudes de hasta 200 veces al mismo tiempo. Con estos sismógrafos ya no es necesario, o incluso contraindicado, el uso de corte bajo analógico filtro durante la adquisición, que era una necesidad procedimiento en la década de 1980. El uso de filtros analógicos de corte bajo puede deteriorarse la señal sísmica, reduciendo el ancho de banda de frecuencia e intensificando el efecto de llamada. Esto fue observado en una de las pruebas de análisis de pasarela registrada en el área de estudio, donde los filtros de corte bajo de 10 Hz y 200 Hz.
[/vc_column_text][image_with_animation image_url=”52668″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]Sismogramas del análisis de ruidos de una de las áreas estudiadas en São Paulo con el empleo de filtros analógicos corta-bajos de 10 Hz (A) y 200 Hz (B) donde puede observarse el aumento del efecto ringing de las ondas refractadas.
Los geófonos más recomendables, en orden para obtener alta resolución, son aquellos que tienen una frecuencia en el rango de 30 Hz a 100 Hz. Los 100 Los geófonos Hz pueden, a veces, limitar la parte inferior de la banda de frecuencia causa un efecto de anillo en la sísmica datos. Por otro lado, los geófonos de 30 Hz son más sensible a los ruidos urbanos.
[/vc_column_text][image_with_animation image_url=”52660″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]Despliegue de geófonos con base de arcilla y metal.
Un método para aumentar la calidad de los datos sísmicos es eliminar los ruidos de la señal, que significa silenciar refracciones, ondas de aire y el suelo rodar; los bordes del silenciado la región debe ser cónica. El tamaño de la región de la conicidad debe ser lo suficientemente grande como para minimizar el procesamiento que se producen en el borde de la región silenciada. Generalmente, prueba y error es el mejor método para hacer esto. La escala automática de control de ganancia (AGC) es proceso utilizado regularmente para aumentar las amplitudes de los datos, para fines de visualización o procesamiento. La amplitud más alta dentro de la ventana determinará fuertemente la normalización. Si la ventana de AGC es demasiado pequeña (cerca del período dominante de los datos) todo se cambiará dentro de este intervalo, por otro lado si es muy grande (cerca de la longitud de registro), no tiene efectos se producirá en la amplitud de los datos.
[/vc_column_text][image_with_animation image_url=”52670″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]
(A) 50 milisegundos la ventana contribuyó a enmascarar el evento de reflexión, que es más claro usando una ventana de 15 milisegundos (B).
Estudio sísmico
Este estudio se realizó como parte de un estudio de la viabilidad del uso de aguas poco profundas utilizando las técnica sísmica de reflexión para obtener imágenes de la estratigrafía y estructura geológica cerca de la superficie para ingeniería prácticas (Prado, 2000), centrándose principalmente en su uso para trabajos de un túnel, en las cuales se utilizaron cinco perfiles sísmicos de reflexión adquiridos en el área urbana de la ciudad de São Paulo donde las instalaciones del nuevo metro habían sido planeadas.
Mapa del sitio que indica la ubicación aproximada de las líneas sísmicas.
La mayor parte del área urbana de la ciudad de São Paulo esta ubicado en la cuenca sedimentaria de São Paulo, que tiene unos 75 km de largo (dirección NE) y 25 km de ancho (Dirección NW). El basamento está compuesto de granito y gneis y los sedimentos terciarios suprayacentes se componen de alternancias de capas de arcilla, limo y arena de las Formaciones Resende, Tremembé, São Paulo e Itaquaquecetuba. La geología cerca de la superficie se basa en materiales no consolidados formados básicamente por arcilla arenosa, a veces con material orgánico cubierto sedimentos cuaternarios formados por arcilla limosa con material. El nivel freático se produce solo unos metros más abajo la superficie, normalmente entre 2 y 5 metros de profundidad.
Procesamiento en campo
Los datos fueron adquiridos usando un 24-bit, 24 canales, sismógrafo de ingeniería y múltiples apilados con un martillo, una placa de metal colocada en el pavimento de asfalto como la fuente de energía sísmica. Los receptores consistieron en geófonos de 30 Hz y 100 Hz que fueron plantados en el suelo con arcilla. La selección óptima geometría para la adquisición de datos, receptores y parámetros de grabación hecho en el campo después de extensas pruebas y análisis de los datos de prueba de ruido. La geometría tenía 20 y 15 metros de mínimo offset para el área 1 y 2, respectivamente, y 1 m espaciado de geófonos para ambas áreas. Los disparos fueron tomados cada 1 m de largo en las líneas del estudio. Los datos sísmicos de reflexión se registraron usando un CMP estándar (punto medio común). Se mueve la primera mitad de la extensión del receptor se mueve hacia el final de la segunda mitad del tendido sísmico después del duodécimo movimiento de la fuente. En esta figura podemos ver, como lo indican las flechas, la interrupción del evento sísmico a los 70 milisegundos, que está relacionado con una disminución del pliegue y podría ser malinterpretado como una característica geológica. Los datos sísmicos se procesaron en formato CMP.
Sección apilada del Área 2 y su diagrama de pliegue. Las flechas indican la interrupción del evento sísmico a los 70 milisegundos debido a pliegue decreciente
Sección final apilada del Área 1.
Sección final apilada del Área 2.
El levantamiento sísmico se llevó a cabo en áreas donde habían sido perforados algunos pozos cerca del metro de São Paulo. Es por ello que la identificación de los reflectores fue basado en la información de la profundidad obtenida por las perforaciones. En el área 1 se observó el área con mayor ruido más debido al tráfico constante de camiones pesados y muchas industrias que se concentran a su alrededor. Sin embargo fue posible identificar una reflexión a aproximadamente 40 milisegundos y otra a unos 55 milisegundos. La primera reflexión está correlacionada con un aumento de los valores N (número de apilamiento) del SPT, correspondiente a la capa de arcilla limosa y al contacto de la capa de arena fina de la Formación Resende a aproximadamente 20 metros de profundidad. El segundo reflector está relacionado con el gneis degradado del basamento de la cuenca sedimentaria Sao Paulo, a aproximadamente 40 metros de profundidad. Los mismos reflectores fueron identificados en el apilado de la sección del área 2 a unos 40 y 65 ms, correspondiente a la capa de arcilla limosa / arena fina y el gneis.
Finalmente la técnica de reflexión sísmica en el dominio CMP ha sido demostrado ser útil para mapear las capas sedimentarias y la roca madre de la cuenca sedimentaria de São Paulo a los efectos de investigaciones superficiales. Las frecuencias registradas debido a los datos sísmicos fueron fuertemente dependiente de qué tan bien estaban los geófonos plantado y la eficacia de la fuente de la sísmica señal de energía inyectada en el suelo.