estudio por computación de ambientes que generan

Trabajo de fin de Grado de Ingeniería Geológica.

Estudio por computación de ambientes que generan dispersión de la señal de GPR

Joana Solà Ballester - 2017

1

Treball realitzat per:

Joana Solà Ballester

Dirigit per:

Dra. Vega Pérez-Gracia

Grau en:

Enginyeria Geològica

Barcelona, 16 de Juny de 2016

Departament de Resistència de Materials i Estructures

a l’Enginyeria

TR

EBA

LL F

INA

L D

E G

RA

U

Estudio por computación de

ambientes que generan dispersión

de la señal de GPR




2

ÍNDICE

1. Estado del arte.

a. GPR aplicado a detección de rieras y geología superficial.

b. GPR en ciudades.

c. GPR para detección de agua.

d. Conductivímetro en geología somera para detectar agua.

e. Dispersión señal GPR (scattering).

f. Antecedentes del estudio.

2. Marco de estudio y objetivos.

3. Teoría.

a. GPR (Ground Penetrating Radar).

b. Conductivímetro.

c. HVSR (Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio).

4. Equipos: GPR y sismógrafo.

5. Contexto geográfico y geológico.

6. Estudios de campo.

a. Estudio inicial Parque Cervantes.

b. Segundo estudio Parque Cervantes.

c. Estudios adicionales.

7. Resultados.

a. Estudio inicial Parque Cervantes

b. Segundo estudio Parque Cervantes

c. Estudios adicionales

8. Conclusiones.

9. Bibliografía

ANEXO: DATOS DE CAMPO.




3

1. ESTADO DEL ARTE.

El georradar o GPR (siglas de Ground Penetrating Radar) es un método de prospección

relativamente moderno. La primera patente en referencia al radar se remonta al año 1904, y

fue obtenida por Christian Hülsmeyer. En 1910, Leimbach y Levi usaron por primera vez esta

tecnología para la localización de objetos enterrados (Kozlovsky et al. 1989). Se trataba de

una primera versión de la tecnología, consistente en un sistema de antenas en superficie que

trabajaban con una señal de onda continua.

Unos años más tarde, en 1926, Hülsenbeck patentó un sistema de radar basado en la emisión

de las ondas electromagnéticas en breves intervalos de tiempo (pulsos), en contraposición a

una señal de onda continua. Este cambio supuso una mejora significativa de la resolución en

profundidad.

En 1929, W. Stern realizó el primer sondeo con GPR de la historia: la finalidad era

determinar la profundidad de un glaciar utilizando el sistema inventado por Hülsenbeck;

dicho sistema sigue siendo usado hoy en día.

A partir de entonces, no se le dio mucho uso al radar hasta el inicio de la Segunda Guerra

Mundial (1939-1945). Con la intención de desarrollar las posibles aplicaciones militares del

georradar, el ejército británico realizó diversas operaciones y estudios durante dicho período.

Las décadas posteriores a la guerra se realizaron unos importantes estudios pioneros relativos

a la detección de agua (El Said, 1953) y hielo (Waite y Schmidt, 1961, Walford, 1964) con

georradar. Durante los años sesenta aumentó considerablemente el uso del GPR en estudios

de glaciología, y en los siguientes diez años los usos y aplicaciones de la tecnología GPR

fueron aumentando: detección de carbón, sal, etc.

Durante los años setenta, los esfuerzos se dirigieron a mejorar la calidad de las imágenes

obtenidas. Fue especialmente relevante la influencia del programa Apollo, que hizo patente la

necesidad de una mejora en la resolución obtenida y de la emisión-recepción de la señal. Fue

también entonces (1970) cuando se fundó la Geophysical Survey Systems para cubrir la

reciente necesidad del GPR. En 1974 se pusieron a la venta los primeros instrumentos de la

GSSI y durante los años ochenta nacieron otras compañías que actuaron como competencia

en el mismo sector desarrollando y manufacturando radares, la llamada PulseEkko.

Además, durante este período se produjeron otros avances notables relativos al georradar:

Aplicaciones como la prospección de carreteras (Ulriksen, 1982) o la localización de túneles

con fines militares (Owen, 1980), o una nueva técnica de GPR en pozos de la Swedish

Geological Survey para tomar datos sobre residuos nucleares (Olsson et al., 1987), mejorando

la adquisición de datos de la época.

Fue a partir de los noventa cuando el GPR avanzó más rápido, siendo entonces cuando se

desarrollaron las primeras aplicaciones del método en el ámbito de la ingeniería civil y otros,

como por ejemplo la arqueología (Goodman, 1994) y ciencias ambientales (Bergmann et al.

1998) o incluso ciencia forense (Daniels, 1996).




4

a. GPR aplicado a detección de rieras y geología superficial.

El uso del GPR (y conductivímetro) para estudios estratigráficos y localización de objetos

enterrados fue usado desde antes de los años noventa, pero se desconocía hasta qué punto éste

era útil o cuáles eran sus limitaciones. En 1993, Dominic realizó un estudio prospectando una

zona sobre la que se tenían datos geofísicos previos con tal de probar los resultados del GPR,

relativos a la resolución en profundidad y la identificación de estratos. Se determinó que el

georradar es especialmente efectivo a la hora de detectar los puntos de frontera entre zonas

saturadas y no saturadas, y de suelos consolidados y no consolidados, además de cómo el

contenido en arcilla determina la profundidad a la que penetra la señal del radar (Dominic et

al., 1995).

La conductividad hidráulica de acuíferos y flujos de agua subterránea depende de la litología

del terreno y de su estructura estratigráfica. Debido a la gran variación de granulometrías,

materiales y potencias de los estratos que normalmente conforman los depósitos hidrológicos

suele ser difícil hacer un estudio de los parámetros hidráulicos de éstos. Para ello, se usan

métodos de prospección unidimensionales (piezómetros, catas, etc.), dando éstos información

directa para calcular los parámetros hidrológicos, juntamente con métodos que cubren más

extensión (GPR, conductímetros y sismógrafos) pero que sólo proporcionan información

indirecta que se puede relacionar de forma cualitativa (y a veces cuantitativa) con dichos

parámetros (Heigold et al. 1979; Kosinski and Kelly 1981; Urish 1981; Ponzini et al. 1984;

Frohlich et al. 1996).

Los estudios geofísicos (GPR y conductímetro) pueden ofrecer datos adicionales para la

elaboración de modelos de agua subterránea y transporte de productos contaminantes, y han

sido utilizados recientemente en la caracterización de flujo hidráulico subterráneo a pesar de

que el procesado de datos y la interpretación de los resultados no sean de precisión absoluta.

Para obtener más fiabilidad, Bowlin en 2005 hizo un estudio de una gran superficie para

estudiar la relación existente entre las características del flujo subsuperficial existente y los

atributos geofísicos de un acuífero fluvial. Para ello, elaboraron una red bidimensional de

prospecciones con GPR y conductivímetro para recabar datos y elaborar así un modelo

geológico que les permitió ver la estructura interna del acuífero, detectando entre otras cosas

la presencia de un paleocanal y algunas de sus características como a qué profundidad se

hallaba, qué materiales lo conformaban, y su relación con el flujo de agua actual (Bowlin et

al. 2005).

Así pues, en los años recientes el georradar se ha utilizado a menudo para la obtención de

datos hidrológicos en el caso de acuíferos o paleocanales, siendo éstos usados en adición a

datos obtenidos por métodos tradicionales (sondeos, piezómetros, ensayos de bombeo, etc.).

La ventaja que presenta el GPR frente a éstos últimos es que ofrece datos en un área de

terreno (en lugar de en un punto), y que se trata de un método rápido y poco costoso.

Entre los múltiples usos dados relacionados con la detección de rieras y estructuras

geológicas, podemos destacar la obtención de imágenes de un acuífero durante la ejecución

de un ensayo de bombeo (Endres et al., 2000); la ubicación y caracterización de antiguos

vertederos de residuos (Orlando et al, 2001);




5

b. GPR en ciudades.

En el caso de ciudades con una densidad de población elevada (como es el caso de

Barcelona), las prospecciones en general se hacen más complicadas y caras debido a la

presencia de terreno edificado y/o asfaltado, circulación de vehículos y gente, etc., lo cual

convierte al GPR en un método muy adecuado para la investigación del subsuelo en zonas

pobladas. Las ventajas de las que dispone el GPR frente a otros métodos de prospección (es

un método no destructivo, es rápido y fácil de usar, etc.) se magnifican en el caso de las

ciudades, donde por ejemplo el hecho de poder prospectar el suelo sin comportar una

excavación o levantamiento del pavimento es un requisito.

Es importante usar la información obtenida con GPR como adicional o complementaria de

los datos que se hayan obtenido mediante sondeos previos, aunque éstos sean menos de los

que resultarían óptimos debido a las condiciones limitantes de una gran ciudad.

Generalmente, es interesante tener datos sísmicos para realzar así la información obtenida

con GPR.

Algunos ejemplos de aplicaciones del GPR en ciudades son: Uso como sistema de

monitorización de vertederos en Inglaterra para detectar fugas y fisuras en la pared

impermeabilizante del vertedero y así evitar los costes y molestias causadas por la ejecución

de sondeos (Splajt et al., 2003); El estudio diagnóstico de grietas en el pavimento para su

mantenimiento y reparación de carreteras en Polonia (Krysinski et al., 2013); La

identificación de paleocanales mediante el análisis de la ratio señal/ruido (Signal to Noise

Ratio, SNR) para elaborar un mapa de microzonaciones sísmicas de Barcelona (Santos-

Assunçao et al., 2015).

c. GPR para detección de agua.

Los primeros usos de ondas de radio para detectar agua subterránea se dieron en los años

cincuenta (El Said, 1953), aunque fue a partir de la década de los setenta cuando se dieron los

primeros usos del georradar en el ámbito de la hidrogeología propiamente dicha.

A partir de los ochenta, se produjeron avances significativos en el uso de métodos

electromagnéticos en el ámbito de la obtención de datos sobre el contenido de agua, lo cual

permitió que muchos procesos que sólo podían medirse de forma cualitativa pudieran

finalmente cuantificarse. En cuanto se determinó cómo el agua afecta a la señal del radar, el

GPR se reveló como una importante herramienta para detectar la presencia de agua

subterránea. El agua, especialmente la salada, atenúa la señal de una forma muy

característica, y por tanto esta atenuación puede utilizarse para delimitar zonas donde el agua

se encuentre encerrada en el subsuelo, habitualmente en barreras de materiales finos (Van

Overmeeren, 1998).

En la década de los ochenta, los únicos métodos electromagnéticos considerados aplicables a

la medida del contenido de agua eran la reflectometría y termogravimetría (Gardner, 1986),

pero en 2002, se incluyeron cinco nuevas técnicas para el análisis de suelos, entre ellas el




6

GPR (Topp et al., 2002), aunque el propio autor reconocía que la tecnología no era lo

suficientemente avanzada todavía como para obtener resultados fiables en el campo de la

hidrología en 2003.

En cuanto se tuvo claro que la propagación de la señal GPR está ligada al contenido de agua

del terreno prospectado, surgieron nuevos usos de éste: desde determinar la estructura

geológica del subsuelo hasta las propiedades del material que lo conforma, pasando por

detectar las distintas propiedades estratigráficas del terreno.

A partir de entonces, se aumentó considerablemente su uso en estudios hidrogeológicos hasta

nuestros días, siendo una herramienta ampliamente usada en el campo de la geología en

general y de la hidrología en general.

Los usos del GPR en detección de agua han sido incontables, desde la cuantificación del

contenido de agua en un determinado suelo (Grote et al., 2003, Lunt et al., 2005), la salinidad

de dicha agua (Hagrey et al., 2000), hasta la caracterización del flujo del agua durante la

irrigación del terreno en zonas agrícolas (Galagedara et al., 2005), entre muchos otros.

d. Conductivímetro en geología somera para detectar agua.

Desde siempre, la utilización de métodos eléctricos (como el conductímetro) en conjunción a

la del georradar ha sido muy habitual, puesto que las propiedades electromagnéticas del suelo

determinan en gran medida el comportamiento de las ondas del radar. Así pues, el

conductivímetro ha tenido múltiples aplicaciones: estudios de ecología, agricultura,

arqueología, y finalmente en geología y más concretamente la hidrogeología.

En 1985, se desarrolló un modelo dieléctrico semiempírico para suelos, cubriendo el rango de

frecuencias entre 1,4 y 18 GHz. Éste modelo relacionaba las expresiones de las partes real e

imaginaria de la constante dieléctrica de un medio sólido con la constante dieléctrica del agua

(a una temperatura y frecuencia determinadas) según la textura, densidad y volumen de

humedad del suelo. Este modelo era válido también para el rango de 0,3-1,3 GHz, pero no

funcionaba para casos donde la humedad fuera alta, por lo que se mejoró en 1995 para tener

un modelo válido en todo tipo de suelos y humedades (Peplinski et al., 1995).

Aprovechando la gran diferencia de magnitud entre la conductividad del agua respecto a la

del suelo, el conductivímetro se ha probado especialmente eficaz para estudios hidrológicos:

la detección y estudio de acuíferos, o incluso el análisis de concentración y distribución de

contaminantes como, por ejemplo, en el estudio de la presencia de residuos de una refinería

de petróleo en Romania utilizando las anomalías geoeléctricas del suelo (Chitea et al., 2009).

Otras aplicaciones relacionadas con la geología son la identificación de las estructuras

geológicas que conforman el terreno: En 2010, se hizo un estudio para determinar de entre

diversos métodos geofísicos cuál era el más adecuado para la identificación de cuevas

creadas a partir de karstificación en la cueva de Horshoe Chimney, Texas, concluyendo que

los métodos eléctricos eran unos de los más eficaces (Brown et al., 2011).




7

e. Dispersión señal GPR (scattering).

El fenómeno de dispersión de las señales (o scattering) aparece cuando en el medio existen

elementos cuya superficie efectiva tiene un tamaño similar a la longitud de onda de la señal

que se propaga e incide sobre ellos (figura 1). En estos casos se produce una reflexión de

parte de la energía en cada una de estas superficies, de manera que la dirección de la energía

reflejada resulta ser aleatoria, en función de cada una de estas superficies efectivas. De este

modo se introduce un ruido en los registros, procedente de la energía que se refleja

parcialmente.

Figura 1. Esquema que muestra la reflexión “limpia” (arriba) en contraposición con la dispersión por scattering

(fuente: Santos-Assunçao, 2015).

Cuando se emplea el georradar y se obtiene un radargrama, en él podemos hallar dos tipos de

información: las ondas reflejadas/refractadas “limpiamente”, y unas señales no deseadas, el

llamado ruido. El fenómeno de dispersión se observa en los registros de GPR como un

aumento del ruido aleatorio que queda registrado en cada A-scan o traza, siendo parte del

ruido superpuesto a la señal producida por reflexiones. Según el origen del ruido, hay tres

tipos:

- Jitter: Se trata de una desviación de la señal de reloj, se caracteriza por un desfase

periódico de la señal. Se soluciona mediante stacking (la superposición de señales

paralelas).




8

- Clutter: Reflexiones indeseadas, tanto externas al suelo (la señal se refleja con un

elemento que se halla por encima del instrumento) como internas (la señal se refleja

en clastos o interfases no previstas). Es la limitación más importante en GPR. Un tipo

de clutter es el llamado scattering o dispersión, que resulta de interés en nuestro caso

concreto pues lo utilizamos como indicador de que hay cierto tipo de sedimentos

asociados a zonas de riera.

El flujo de agua de las rieras comporta un transporte y acumulación de sedimentos en

forma de cuencas sedimentarias, de forma parecida a como los ríos forman cuencas

aluviales, pero a pequeña escala. Al reflejarse las ondas del GPR en los clastos duros

y de pequeño tamaño que se acumulan en la cuenca, se produce el llamado efecto

niebla: producen reflexiones indeseadas en todas direcciones, lo cual se ve como un

ruido en el radargrama (scattering).

- Ruido electrónico: Producido por ondas irrelevantes del propio instrumental, se

soluciona con stacking y filtros pasa banda.

Cuando una onda electromagnética emitida por el georradar pasa por un tipo de suelo

determinado, se produce una reducción significativa de la amplitud de la señal. Este

fenómeno se llama atenuación, y ocurre especialmente en frecuencias altas y en suelos más

conductivos. En el radargrama, esta atenuación se ve como un emborronamiento de la

imagen, que se intensifica a medida que aumenta la profundidad. La atenuación aumenta de

manera aproximadamente lineal con la frecuencia de las ondas que la sufren (Irving y Knight,

2003). Debido a la atenuación, la forma de las reflexiones recibidas posteriormente se

muestra más ancha que las recibidas en primer lugar, lo cual nos da una alteración no deseada

de la imagen llamada dispersión de onda (wavelet dispersion).

Normalmente, interesa procesar los radargramas para eliminar la dispersión y mejorar la

resolución y detalle para el posterior análisis de los datos.

A pesar de que la atenuación y dispersión de la señal GPR pueda parecer un inconveniente,

estudios recientes han utilizado dichas características como una herramienta más para

diversos fines: el scattering de una prospección resultó ser indicador de la presencia de

cambios laterales de facies y de diferencias de densidad y contenido de agua en un estudio

geológico en Bishop Tuff, California (Grimm et al., 2006); Se demostró que la atenuación de

la señal GPR es un buen parámetro para caracterizar la distribución y saturación de

contaminantes líquidos no acuosos (LNAPL) en un suelo contaminado por éstos (N. J.

Cassidy, 2007); La diferencia de amplitud en el scattering se probó válida para la distinción

entre zonas limpias y contaminadas en el balasto de unas vías de tren (Al Qadi et al., 2008).




9

f. Antecedentes del estudio.

La realización de un mapa de rieras de la zona de Barcelona es un proyecto que lleva

haciéndose desde hace siglos (la primera cartografía de la que disponemos está fechada del

año 1492). Desde entonces, se han realizado múltiples intentos, siendo el más reciente el año

2000. Por supuesto, la antigüedad de las primeras cartografías las hace poco precisas, pero

son un buen punto de partida para determinar las zonas de interés donde podrían hallarse las

zonas de riera.

Tanto en este proyecto como en sus antecesores, se ha aplicado la tecnología actual,

incluyendo el GPR, el conductivímetro y otros, a la identificación y ubicación de antiguas

zonas de riera, hoy en día movidas o invisibilizadas debido a la acción antrópica y/o climática

y estacional, en los puntos de interés determinados a partir de la cartografía antigua (figura

2).

Figura 2. Mapa de la ciudad de Barcelona al que se le han superpuesto todas las cartografías previas de zonas de

riera, desde 1492 hasta 2000.




10

Numerosos torrentes de agua y paleocanales cruzan la ciudad de Barcelona, hecho que le ha

proporcionado una geología llena de microzonificaciones y cambios laterales de facies. Estos

cambios continuados producen un efecto considerable en las propiedades del suelo, por lo

que se realizó un estudio en 2012 para comprobar cuan representativa era la elección de

puntos en estudios previos y si la había mucha desviación en los mapeados realizados a partir

de dichos puntos. Para ello se utilizaron datos sísmicos, y prospecciones con GPR en tres

puntos separados de la ciudad, con la intención de detectar zonas de riera, caracterizadas por

scattering a causa de la granulometría heterogénea que suelen presentar estas zonas (Salinas

et al., 2012).

Los sondeos hechos en Barcelona dieron a conocer la existencia de diferentes granulometrías

correspondientes a diferentes geoestructuras en el terreno. Con numerosos perfiles cubriendo

más de 20km, se demostró que la relación entre longitud de onda de la señal y tamaño del

grano del suelo aumentaba el ruido de la señal y, por tanto, el análisis de dicho ruido podía

proporcionar información para determinar la existencia de cambios en la geología. Mediante

diferentes pruebas, medidas, simulaciones y modelos se comprobó esta hipótesis, y se

determinó que el análisis del ruido del GPR era un método válido para la detección de

paleocanales y rieras, pues se demostró la correlación existente entre éstas y la gran cantidad

de scattering (Santos-Assunçao et al., 2014).

En 2015, se hizo un análisis del ruido de los radargramas con la intención de determinar los

cambios en las características del suelo. Para ello se tomaron dos perfiles con GPR, cruzando

la ciudad de Barcelona para demostrar cómo las diferencias significativas entre la amplitud

del ruido permiten clasificar zonas según el ruido producido, asociado al backscattering

generado a causa de ciertas características del suelo típicas de zonas de riera o paleocanales

(Santos-Assunçao et al., 2015). Actualmente, la investigación se está centrando en la

elaboración de una cartografía más precisa de las rieras de Barcelona, siendo éste el siguiente

objetivo para el conocimiento del subsuelo de nuestra ciudad.




11

2. MARCO DE ESTUDIO Y OBJETIVOS.

Las zonas de costa han presentado siempre problemas para la prospección mediante GPR: por

un lado, suelen ser zonas con una alta densidad de población y por tanto altamente

urbanizadas, lo cual dificulta cualquier campaña de prospección. Al encontrarse cerca del

mar, la salinidad de éste afecta a ciertos parámetros del terreno, haciéndolos variables e

incluso estacionales. La presencia de sal, debido a su alta conductividad, comporta una

pérdida de señal del radar, y se pueden encontrar elementos subterráneos, tanto naturales

como antrópicos, que causan diversas problemáticas.

Así pues, no cabe duda que la localización de zonas de riera en un área de costa y además

urbana como es la ciudad de Barcelona siempre ha sido una tarea complicada. Aparte de las

dificultades que presenta una zona de costa, las rieras, por su inherente carácter estacional y

semipermanente, eran difíciles de situar de forma exacta en un mapa.

Desde hace siglos, se trató de realizar una cartografía de dichas rieras utilizando las técnicas

de la época, mas como era de esperar sus resultados son de exactitud dudosa; No sólo por lo

poco precisas que puedan ser cartografías tan antiguas como del siglo XV, sino que también

cabe esperar que las rieras hayan cambiado su situación debido a diversos factores: cambios

estacionales, climáticos, de las características del terreno a causa de la urbanización de la

ciudad, etc.

Por ello, este trabajo se centra en la utilización de la prospección geofísica, concretamente el

GPR y el conductímetro, para ubicar exactamente las zonas por donde circulaban

antiguamente las rieras en el mapa actual, y comparar los resultados con las antiguas

cartografías.

Considerando este trabajo la continuación de las tesis y trabajos finales de ciclo anteriores

basados en este tema (Santos-Assunçao, Munuera, Salinas, etc), la elaboración de este trabajo

se ha basado en los radargramas obtenidos en trabajos previos (el llamado estudio inicial)

más la información que se ha tomado específicamente para el desarrollo de este proyecto,

tanto datos GPR como datos de conductividad (si es posible), y se les ha sometido a diversos

procesados con software especializado para determinar si dichos parámetros presentan

correlación alguna y si explican algunos de esos posibles cambios (estacionales, urbanísticos,

etc.).

Para ello, vamos a usar una metodología relativamente reciente, basada en el análisis del

ruido (interferencias) de las señales GPR, tradicionalmente considerado “inútil” o

“problemático”, pero definitivamente de utilidad en nuestro caso al ser característico de los

paleocanales.

Así, los objetivos a cumplir e hipótesis que pretendemos comprobar con este proyecto son las

siguientes:




12

- Analizar los datos GPR ya existentes, tomados en estudios previos por Santos-

Assunçao en 2015, y seleccionar así las zonas de interés que se estudiarán en nuestro

proyecto.

- Tomar datos con GPR y conductivímetro (si es posible), analizar estos datos

obtenidos y compararlos con los datos de 2015.

- Determinar si existe algún parámetro o parámetros que permitan observar cambios

estacionales.




13

3. MÉTODO: TEORÍA GPR Y CONDUCTIVÍMETRO.

a. Teoría GPR (Ground Penetrating Radar).

El georradar o GPR (de las siglas en inglés Ground Penetrating Radar) es un método de

prospección geofísica no destructivo basado en la transmisión de ondas electromagnéticas de

alta frecuencia a través de un material para obtener un perfil del interior de dicho material en

base a las ondas reflejadas por los objetos que allí se hallan. Se puede utilizar para prospectar

diversos materiales: desde suelos y rocas, pasando por hormigón hasta agua y hielo.

Su funcionamiento consiste, básicamente, en la emisión de ondas electromagnéticas de alta

frecuencia a través de un medio a prospectar (en el caso que nos ocupa el suelo). Las ondas

viajan a través del medio y tras encontrarse con un objeto enterrado, se reflejan, refractan o

dispersan dependiendo de la naturaleza de dicho objeto, siendo recibidas las reflexiones por

un sensor en la superficie. Éste calcula el tiempo transcurrido entre la emisión y la recepción

para obtener la velocidad de propagación de la onda (v), y procesa los dados obtenidos

tratándolos informáticamente para obtener una imagen del subsuelo, llamada radargrama. La

interpretación de los radargramas debe hacerse a mano, y dicho análisis depende en gran

medida de la experiencia y habilidad de aquel que realiza la interpretación.

El georradar detecta la forma, tamaño o extensión y la profundidad a la que se halla un objeto

enterrado en el subsuelo, por lo que es ampliamente utilizado en diversos sectores, entre ellos

la geología y la ingeniería civil, aunque también tiene aplicaciones en el campo de la

arqueología, estudios ambientales, ciencia forense, etc. Una de sus ventajas es, como ya se ha

mencionado, que es un método de prospección no destructivo, cosa muy valiosa en esas

disciplinas, pero además se trata de un método rápido, fácil de utilizar y de coste

relativamente bajo.

Con GPR podemos detectar objetos enterrados (cañerías, objetos de interés arqueológico,

etc.) o bien definir la estructura del subsuelo (estratos, granulometrías, estructuras geológicas,

etc.) ya que las ondas electromagnéticas emitidas viajan a diferente velocidad a través de

éstos.

La velocidad de propagación de las ondas en un medio (v) depende de las propiedades

electromagnéticas de dicho medio:

- Permitividad eléctrica relativa (εr).

- Permitividad magnética relativa (µr).

- Factor de pérdida (P), que se relaciona directamente con la conductividad eléctrica

(σ), la frecuencia (f) y la permitividad eléctrica total (ε) según la fórmula 1. La

permitividad eléctrica se obtiene multiplicando la relativa por la permitividad eléctrica

de dicho material en el vacío (ε0).




14

Material ε σ (mS/m) v (m/ns) P (dB/m)

Aire 1 0 0.3 0

Agua pura 80 0.01 0.033 0.002

Agua dulce 80 0.5 0.033 0.1

Agua salada 80 3000 0.01 1000

Arena seca 3-5 0.01 0.11 0.01

Arena saturada 20-30 0.1-10 0.06 0.03-0.3

Caliza 4-8 0.5-2 0.12 0.4-1

Esquisto 5-15 1-100 0.09 1-100

Limo 5-30 1-100 0.07 1-100

Arcilla 5-40 2-1000 0.06 1-300

Granito 4-6 0.01-1 0.13 0.01-1

Sal 5-6 0.01-1 0.13 0.01-1

Hielo 3-4 0.01 0.16 0.01 Tabla 1. Valores de permitividad eléctrica total, conductividad eléctrica, velocidad de propagación y factor de

pérdida en diferentes materiales (Conyers y Goodman, 1997).

Las señales emitidas por el GPR traviesan materiales de grano grueso (gravas, gravilla) sin

ninguna interferencia, por lo que son el mejor material posible. Los materiales de grano fino

(arcillas, limos) o el agua, especialmente salada, producen una atenuación de la señal muy

característica. Estas variaciones se deben a la diferencia entre las propiedades

electromagnéticas del objeto respecto a las del medio en el que se halla enterrado.

(1)

La permitividad eléctrica total (ε) es el parámetro que definimos como la capacidad de

permitir el paso de las ondas electromagnéticas y depende de las características del material

(densidad, porosidad, etc.). Es por ello que el GPR puede usarse para distinguir distintos

materiales que conforman el subsuelo.

Para que el GPR funcione de forma óptima, es importante que el factor de pérdida (P) sea

mínimo. Cuanto mayor sea la diferencia entre permitividades de dos medios distintos, mayor

será el coeficiente de reflexión y mejor será la resolución.

El coeficiente de reflexión es el parámetro que nos indica cómo se comportará la onda

cuando se encuentre con un objeto. Se trata de una relación entre las permitividades eléctricas

de los dos materiales (fórmula 2).

(2)




15

Interfases Coeficiente de reflexión (R)

Agua-Aire -1

Agua-Arcilla 0.05 - 0.1

Agua-Arcilla/Limo 0.1 - 0.2

Agua-Arena 0.3 - 0.4

Agua-Caliza 0.5

Arcilla-Arcilla/Limo 0.1

Arcilla-Arena 0.1

Arena-Caliza 0.2

Arcilla-Caliza 0.3

Arena-Granito 0.4

Tabla 2. Intervalos de valores típicos del coeficiente de reflexión entre las interfases más habituales (Conyers y

Goodman, 1997).

El GPR emite las ondas en forma cónica con base elíptica, siendo ésta más definida cuando

mayor sea la permitividad. Los puntos interiores de dicho cono son invisibles al GPR; sólo

los puntos externos son detectables (figura x). La profundidad de penetración (D) está

relacionada con el radio de la base de este cono (A) según la fórmula 3, tal y como podemos

ver en la figura siguiente:

(3)

Figura 3. Esquema que muestra la geometría de la señal GPR y como se relaciona ésta con sus correspondientes

parámetros (fórmula 3) (fuente: Conyers y Goodman, 1998).




16

El parámetro que determina la resolución que tendrá el GPR es la frecuencia de las ondas (f),

tal y como se puede apreciar en la fórmula 4. Cuanto mayor frecuencia, menor será la

resolución y viceversa. La frecuencia adecuada para distinguir entre dos elementos se elige

tomando una longitud de onda (λ) como mínimo igual a la distancia entre dichos elementos.

(4)

Con todos estos parámetros, obtenemos el valor de la ventana de tiempo (Tw), que es el valor

del eje de ordenadas en un radargrama. La ventana de tiempo se calcula con la profundidad

(d), la velocidad de propagación (v) y una constante de valor 1.3 tal y como podemos ver en

la fórmula 5 (aunque también es aceptable 1 como valor simplificado).

(5)

La profundidad que alcanza la señal dentro del suelo depende directamente de la frecuencia

de las ondas electromagnéticas. Las antenas de frecuencias más bajas (20-250 MHz) alcanzan

mayores profundidades, pero solamente muestran objetos de gran tamaño. Por ello, suelen

usarse en trabajos relacionados con hidrología, geología y glaciología. Por el contrario, las

antenas de frecuencias más elevadas tienen menor poder de penetración, pero por otro lado

detectan objetos de menos tamaño; es por eso que suelen utilizarse en ingeniería civil o NDT

(Non Destructive Testing) (Web EuroGPR, 2015).

Figura 4. Esquema que muestra como la intensidad de la señal disminuye a medida que aumenta la profundidad,

hecho que explica la menor resolución a mayor penetración (Tuneu, 2011).




17

Tabla 3. Relación entre la frecuencia a la que emite la señal y la profundidad que alcanza esta, juntamente con el

tamaño aproximado del objetivo de la prospección. (fuente: Web EuroGPR, consultado en mayo de 2017).

El ancho de banda de la frecuencia central de las ondas es de f ± f/2 (donde f es la frecuencia),

y con la expresión 6 podemos determinar el intervalo de muestreo.

(6)

Además, dado que el instrumento utilizado en este proyecto consta de antena biestática, hay

que tener en cuenta la separación entre antenas (S). Tal y como podemos ver en la fórmula 7,

la separación entre transmisor y receptor es proporcional a la reflectividad e implica una

menor resolución.

(7)

Existen diversos métodos para tomar datos con georradar, pero en geofísica se utilizan

habitualmente estos dos:

- Common Mid Point (CMP): Las antenas emisora y receptora se colocan a la misma

distancia de un punto central (figura 5).

Figura 5. Esquema que muestra la disposición de las antenas emisoras y receptoras en el método CMP

(Conyers y Goodman, 1997).

Frecuencia de la antena

emisora (MHz)

Profundidad aproximada

de la imagen (m)

Tamaño aproximado del

objetivo (m)

1500 0.3 0.03

1000 1 0.1

500 2 0.2

250 3 0.3

100 5 0.5

50 10 1

20 20 2

http://www.eurogpr.org/vn2/index.php/introduction-to-gpr/basic-information




18

- Constant Off-Set (COS): Las antenas emisora y receptora están colocadas a una

distancia fija, y se van moviendo sobre el terreno a prospectar. Ambas están unidas en

una misma estructura, por lo que se mueven en conjunto (figura 6). Es el método que

se ha usado en el caso que nos ocupa.

Figura 6. Esquema que representa el funcionamiento y distribución de las antenas en el método COS (Conyers y

Goodman, 1997).




19

b. Teoría conductivímetro.

Un conductímetro o conductivímetro es un instrumento que mide la conductividad eléctrica

en un medio a partir de la resistencia que opone dicho medio al paso del corriente eléctrico.

Suele usarse para soluciones líquidas, pero también se usa en suelos. Fue el primer método

geofísico usado en arqueología.

La conductividad eléctrica (σ) se define como la capacidad de un material para dejar pasar el

corriente eléctrico a través de él. Este parámetro se correlaciona con diversas propiedades

fisicoquímicas inherentes a cada material:

- Tamaño de grano y textura del suelo (diferencia de conductividad eléctrica notable

entre arenas y arcillas).

- Contenido de agua y capacidad de almacenamiento de ésta.

- Presencia y contenido de materia orgánica y capacidad de intercambio catiónico.

- Concentración de iones y salinidad.

Figura 7. Valores de conductividad para diferentes tipos de suelo (Barbosa y Overstreet, 2011).

La conductividad del suelo es siempre baja (a excepción de rocas con contenido metálico, de

agua o salinidad elevada), pero tiene una cierta variación según el material que lo conforma;

estos valores de conductividad diferente pueden usarse para localizar puntos de interés u

objetos enterrados.

Para medir la conductividad eléctrica, se introducen electrodos en el suelo y se hace circular

corriente eléctrico a través del suelo, midiendo la diferencia de voltaje entre ambos puntos

(obteniendo así la resistividad del suelo). Hay dos tipos de sensores:

- Sensores de contacto, se requiere contacto entre los electrodos y el suelo,

normalmente dos o tres pares: El primer par proporciona corriente, y los otros dos

miden la diferencia de potencial entre ellos para calcular la conductividad eléctrica.




20

Existen diversos modelos que proporcionan la medida de conductividad eléctrica a

diferentes profundidades, somero (del orden de 30 cm) y profunda (más de 1m).

Figura 8. Esquema que nos presenta las líneas de campo eléctrico en un conductímetro con contacto

(Barbosa y Overstreet, 2011).

- Sensores sin contacto, funcionan según el principio de la inducción electromagnética

y por tanto sin estar en contacto directo con el suelo. Dicho método se basa en el

cambio de impedancia entre los pares de bobinas situadas por encima de la superficie.

Normalmente, los sensores sin contacto constan de dos o más pares de bobinas,

eléctricamente conectadas y con una separación determinada. La bobina transmisora

genera un campo electromagnético de frecuencia determinada, que genera un flujo de

corriente eléctrica a través de los materiales conductores que se hallan en el subsuelo.

Este flujo (llamado edgy currents) genera otro campo magnético secundario, que la

bobina receptora percibe. La magnitud del campo secundario depende del tipo y

distribución del material conductivo.

Figura 9. Fotografía de un investigador utilizando un sensor sin contacto para medir la conductividad eléctrica

del suelo (Barbosa y Overstreet, 2011).




21

Una aproximación descubierta en los primeros usos del conductímetro pero que aún se aplixa

hoy en día, es que la profundidad de penetración de este método equivale aproximadamente a

la separación entre electrodos (Garrison 2003).

La resistencia, medida en ohms, es el cociente entre voltaje (V) e intensidad (I), tal y como

expresa la Ley de Ohm (fórmula 8).

(8)

La resistividad (ρ) es la inversa de la conductividad, y se relaciona con la resistencia (R) al

corriente eléctrico del suelo: La resistividad es un tipo específico de resistencia,

concretamente corresponde a la resistencia al flujo de corriente en una porción de material de

un metro de longitud y de superficie un metro cuadrado.

Además, en una prospección eléctrica lo que se calcula es la resistividad aparente (ρa),

correspondiente al medio no homogéneo que es el suelo y que se corrige con un factor

geométrico particular para cada tipo de configuración de electrodos. La más popular es la

configuración Wenner, cuyo factor de corrección es 2πa (donde a es la separación entre

electrodos).

Si tenemos esto en cuenta y lo aplicamos a la Ley de Ohm (fórmula 8), obtenemos la

igualdad siguiente (fórmula 9).

(9)

Cuan más alta es la resistencia de un material, más aislante es este (cristal, silicatos, agua

destilada…). Debido a la alta conductividad del agua dulce, la presencia de ésta es una de las

mayores influencias en la conductividad del terreno. A continuación, podemos ver las

resistividades de algunos materiales (figura 10).




22

Figura 10. Resistividades de materiales comunes (fuente: Garrison, 2003).

Tal y como se ha mencionado, existen diversos tipos de dispositivos para medir la

conductividad del suelo, siendo los más habituales en prospección geofísica las matrices de

cuatro electrodos. En la figura siguiente, podemos ver un esquema de cuatro tipos de

configuraciones de cuatro electrodos, siendo la primera (dispositivo Wenner) tal vez la más

habitual en estos estudios.




23

Figura 12. Esquemas de dispositivos de resistividad: a) Dispositivo Wenner, b) Dispositivo doublé-dipole, c)

Dispositivo twin electrode, d) Dispositivo Schlumberger (fuente: Garrison, 2003).




24

c. Teoría HVSR (Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio).

El ruido sísmico de fondo es el nombre con que se conoce a las vibraciones superficiales del

suelo, inducido por las olas del mar, el movimiento del viento, o la actividad antrópica. Se

trata de vibraciones cuya frecuencia (menos de 1Hz) y amplitud (del orden de 0.1-10 μm/s)

son muy bajas, por lo que son imperceptibles para el ser humano o para los primeros

sismómetros del siglo XIX (C. Davison, 1924) pero pueden medirse sin problema con los

métodos más modernos, entre los cuales se halla el HSVR.

Figura 13. Gráfico que muestra el máximo (en verde) y el mínimo (en azul) espectro de ruido de fondo en un

área sin fuentes de ruido, ausencia de viento y en base rocosa llana (fuente: J. Peterson, 1993).

El HVSR (siglas de Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio, a veces llamado H/V) es un

método sísmico de prospección geofísica. Consiste en la toma de datos del ruido de ambiente

sísmico del subsuelo mediante un sismómetro de tres componentes.

Se trata de un método sísmico pasivo: no necesita de una fuente sísmica externa artificial

(una explosión, un golpe con martillo…) como sí lo requieren otros métodos sísmicos

(refracción, reflexión, etc.). Su funcionamiento se basa en la medición de tres componentes

del ruido sísmico de fondo; una vertical, y dos horizontales (norte-sur y este-oeste).

El ruido de fondo puede usarse para estimar la frecuencia de resonancia de un sitio, que a su

vez puede tratarse matemáticamente para obtener información del subsuelo: grosor de un

estrato, morfología del substrato rocoso, etc. También se utiliza para estudios de

microzonación sísmica, localización de fallas, y otros estudios relacionados con sismología.




25

Las fórmulas que relacionan la frecuencia de resonancia con los datos obtenidos con el

sismógrafo varían según el número de estratos sedimentarios que encontramos por encima del

substrato rocoso: la fórmula 10 sería la correlación en el caso de haber dos capas (figura 14).

(Vs es la velocidad media de las ondas S en m/s, H es el grosor de la capa en metros, y frn es

la frecuencia de resonancia sísmica, en Hz).

(10)

Figura 14. Modelo conceptual del suelo para el método HVSR, donde se considera Vs2ρ2 ≥2Vs1ρ1 (fuente: J.

W. Lane et al., 2008).

Para el caso n=0, la fórmula se simplifica y obtenemos así la frecuencia fundamental (la más

baja de una onda periódica), tal y como podemos ver en la fórmula 11.

(11)

La correlación entre frecuencia de resonancia y el grosor del suelo es la siguiente, donde a y

b son valores empíricos, determinados con una regresión no-lineal usando datos de puntos

donde el grosor H es conocido mediante sondeos u otros métodos.

(12)

En el caso que nos ocupa se sabe que, si se toman datos sísmicos de una zona, éstos pueden

dar resultados anómalos en determinadas zonas: las zonas de riera producen una distorsión de

la señal, dando así una respuesta sísmica que no está en consonancia con otro punto, aunque

sea cercano, situado fuera de la riera.




26

4. EQUIPOS: GPR Y SISMÓGRAFO.

Para el estudio del Parque Cervantes, se realizó la prospección GPR con una antena biestática

apantallada de frecuencia central 100 MHz, de marca GSSI. Las antenas biestáticas constan

de una antena transmisora y una receptora programadas para emitir señal cada cierta

distancia, de manera que el mismo dispositivo emite y recibe los pulsos electromagnéticos.

Se utilizó la antena de 100 MHz porque era la antena de menor frecuencia disponible, y por

tanto la que permitía mayor profundidad de prospección.

Además, era apantallada, es decir que consta de una capa superior que absorbe la imagen

disipada por arriba para que la energía no interfiera con las medidas tomadas.

Para saber cuánta distancia nos hemos desplazado para que el radar pueda emitir la señal, el

instrumento consta de una rueda con un medidor que se calibró previamente recorriendo 10m

de ida y vuelta.

Figura 15. Fotografía de la antena utilizada en campo.

El instrumento tiene una correa para que los usuarios tiren de ella y puedan así tomar los

datos del terreno que hay debajo. La velocidad a la que se toman los datos debe ser lo

suficientemente lenta para la toma de datos sea correcta. Una velocidad de paso normal es

suficiente, pero si por cualquier motivo vamos demasiado deprisa, el sensor lo notificará con

una señal sonora.

El tiempo de registro que programamos fue de 300ns, lo que equivale a unos 15 m de

profundidad.

El sismógrafo que utilizamos para el estudio sísmico del parque era un sismógrafo de tres

canales marca Tromino. Consta de un cuerpo pequeño, soportado por tres patas

intercambiables según el tipo de terreno donde queremos realizar la medición (asfalto u

hormigón, o suelo blando).




27

Figura 16. Fotografía del sismógrafo HSVR usado en campo.

Las características más importantes de nuestro sismógrafo incluyen:

- Rango de frecuencias: 0.1-1024 Hz.

- Vibración máxima: 1.5 mm/s.

- Conversor de analógico a digital, 24 bits.

- Dimensiones: 10x14x7.7cm.

- Peso: 1.1 kg.

El proceso de toma de medidas con este instrumento es lento. Para tomar datos en un punto,

debemos encender el aparato y dejarlo funcionar durante largo rato (en nuestro caso, 6

minutos por punto, aunque lo habitual es dejarlo bastante más). Eso hace que no se pueden

tomar incontables puntos, y que se tenga en cuenta datos provenientes de otras fuentes para

decidir los puntos en que se tomarán datos sísmicos. En nuestro caso, nos basamos en las

zonas que identificamos como riera por los estudios con georradar de 2015, y se tomaron

datos en puntos dentro de la zona de riera y algunos fuera de ellas, para realizar una

comparación.




28

5. CONTEXTO GEOGRÁFICO Y GEOLÓGICO.

La zona donde se realizó el estudio corresponde a diferentes tramos del parque Cervantes,

situado en la ciudad de Barcelona.

Barcelona (Cataluña) es la segunda ciudad más grande de España (más de 1,6 millones de

habitantes en el año 2016), y se encuentra situada en el litoral NE de la península Ibérica,

bañada por el mar Mediterráneo (figura 17). Barcelona se halla limitada por los ríos

Llobregat (al suroeste) y Besós (noreste), por lo que se encuentra encima de una llanura fruto

del conjunto de deltas fluviales. Por el lado oeste, la ciudad está limitada por la Sierra de

Collserola (parte de la Sierra Litoral Catalana) y el mar Mediterráneo al este.

La planicie limitada por estas unidades geomorfológicas tiene una superficie de

aproximadamente 65m2, y forma una ladera suave que desciende suavemente desde los

relieves montañosos de la Sierra de Collserola (su punto más alto es el Tibidabo, con 512m

de altura) hasta el mar. En esta llanura encontramos algunas colinas de poca altitud, como la

colina de la Rovira (267m de altitud) entre otros. Al SE se halla el macizo de Montjuic, un

poco más bajo (189m).

Figura 17. Localización de Barcelona en la península Ibérica (fuente: Wikimedia Maps, Junio 2017).




29

El suelo sobre el que se asienta la ciudad consta básicamente de dos tipos de material:

- Por un lado, el substrato rocoso está conformado por materiales graníticos y

metamórficos del Paleozoico. La serie estratigráfica está completa, formada por

alternancia de pizarras y greses del Ordovícico, pizarras negras del Siluriano, calizas

nodulares con niveles de pizarras en el techo del Devoniano y niveles de liditas,

greses y conglomerados del Carbonífero. Dicho material aflora en las zonas

montañosas anteriormente citadas, y ocasionalmente en algunos puntos de la parte

más llana, y en algunas partes el granito se halla muy alterado.

- El llano de Barcelona, por otro lado, consta además de una capa de material del

Cuaternario. Esta capa alcanza como máximo los 25m de grosor, aunque es bastante

variable según la localización. Esta formación cuaternaria está formada por la

repetición cíclica de la serie geológica llamada popularmente Formación Triciclo, ya

que consta de tres materiales que se repiten tres veces:

1) Arcilla roja con ocasionales lentejones detríticos de base erosiva y con

paleocanales.

2) Limos amarillos en contacto con la arcilla. Frecuentes nódulos de caliza.

3) Costra caliza de estructura zonal (llamada localmente tortorá). Este nivel tiene

un grosor de unos 20-30 centímetros hasta un metro.

Figura 18. Mapa geológico de la ciudad de Barcelona (fuente: ICGC, 2017).

Además, podemos añadir que al norte (más allá del río Besós) la geología es sobretodo

granítico, y al sur (pasado el río Llobregat) el suelo está formado por materiales calcáreos. La

sierra de Collserola por su parte la conforman básicamente pizarras, formadas debido a la

intrusión granítica producida durante la orogenia hercínica (hace aproximadamente 300

millones de años) y falladas y con cierto relieve ondulado debido a los esfuerzos producidos

durante la orogenia alpina.




30

El parque Cervantes está situado en la parte alta de la ciudad, en el barrio de Pedralbes

(distrito de Les Corts). El parque tiene una forma prácticamente triangular, delimitada por la

avenida Diagonal y la carretera B-20, cerca de la frontera con Hopsitalet de Llobregat y

Esplugues de Llobregat, tal y como podemos ver en el mapa siguiente.

Fue inaugurado en el año 1965 y tiene una extensión de 87 665 m2 (J. Monné i Faura, 1992).

Está ubicado en la zona donde antes se encontraba el torrente Estela, que transportaba el agua

que descendía desde la cima de Sant Pere Màrtir.

Figura 19. Mapa más detallado de la ciudad, donde podemos ver con una marca roja la ubicación del parque

Cervantes dentro de Barcelona (Fuente: Wikimedia Maps, 2017).

Figura 20. Mapa del Parque Cervantes, donde se puede observar su forma triangular y su ubicación (ICGC,

2017).




31

En la figura 21, en la que se ha superpuesto la ortofoto del parque con el mapa geológico de

la ciudad, podemos ver que en el parque Cervantes el suelo está formado por los materiales

cuaternarios del llano de Barcelona, es decir, se encuentra encima de un terreno formado por

la mencionada Formación Triciclo (arcillas rojas, limos amarillos con nódulos, y costra de

caliza zonal).

Figura 21ª. Ortofoto del Parque Cervantes superpuesta con el mapa geológico de Barcelona. Leyenda completa

en el anexo (fuente: ICGC, 2017).

Figura 21b. Leyenda del mapa geológico anterior (ICGC, 2017).




32

6. ESTUDIOS DE CAMPO.

Para la realización de este trabajo, se ha analizado los radargramas obtenidos en julio de 2015

en el parque Cervantes de Barcelona tras ser sometidos a una mejora mediante software

especializado (ReflexW) con el fin de aumentar su resolución.

Una vez obtenidos los radargramas limpios, se analizaron las zonas de interés (es decir,

aquellas donde el ruido identificado nos indicaba la existencia de paleocanales) y se marcó en

un mapa para comparar con las cartografías de rieras existentes previamente.

Después, se realizó una segunda toma de datos en mayo de 2017. Esta vez, se tomaron sólo

datos GPR de las zonas marcadas como relevantes en el análisis de los primeros radargramas.

Previamente, se tomaron puntos de referencia en el parque para ubicar la situación de los

perfiles con mayor precisión, además de para poder situar los árboles, cuyas raíces pueden

interferir en los resultados, en el mapa.

No fue posible la utilización del conductivímetro para tomar datos eléctricos del suelo, pero

se empleó en su lugar un sismógrafo para obtener datos sísmicos y así, poder estudiar la

relación entre ellos y los datos del georradar.

Una vez obtenidos los datos, se trataron con ReflexW y se procedió a analizarlos de la misma

manera que los primeros, comparando así la evolución del terreno en un período de casi dos

años.

Figura 22. Ampliación del mapa con cartografías antiguas de rieras visto en la figura 2, para que se pueda ver

mejor cuáles afectan el Parque Cervantes.




33


El primer estudio del parque Cervantes se realizó en julio de 2015. Se realizaron diversos

perfiles, resiguiendo los dos lados más largos del triángulo que forma el parque. Tal y como

se puede ver en el mapa siguiente, se empezó por el lado del parque más cercano a la avenida

Diagonal, dividiéndolo en cinco tramos (perfiles del P17 al P21). El punto inicial fue la

esquina con la calle Manuel Ballbé.

A continuación, se tomó un perfil más largo, que comprendía la totalidad del lado opuesto del

parque, paralelo a la B-20.

Figura 23. Mapa de la zona de estudio donde se puede ver la ubicación de los perfiles, las coordenadas de sus

puntos de inicio y fin, y su longitud en metros.




34

Perfil Coordenadas inicio (x, y) Coordenadas finales (x, y) Longitud

P17 425491.0, 4581768.5 425318.1, 4581707.0 184.5 m

P18 425318.1, 4581707.0 425240.5, 4581713.3 78.2 m

P19 425240.5, 4581713.3 425227.4, 4581674.8 40.7 m

P20 425227.4, 4581674.8 425089.2, 4581651.0 145.1 m

P21 425089.2, 4581651.0 424978.2, 4581615.1 116.8 m

P22 424978.2, 4581615.1 425303.5, 4582135.1 618.7 m Tabla 5. Datos de los perfiles tomados en julio de 2015.

Para analizar los radargramas, fue necesario emplear un software especializado llamado

ReflexW, que permite visualizar los ficheros para editarlos, mejorarlos, o guardarlos en otro

formato más manejable. Lo primero que se hizo fue aplicar una serie de filtros (Gain –

Energy Decay, 2D – Running Average y Stack) con el objetivo de mejorar la resolución para

facilitar así su análisis visual. Una vez aclarados los archivos, se procedió al análisis

propiamente dicho, buscando los puntos del radargrama cuyo ruido indica la posibilidad de

tratarse de antiguas zonas de riera.

Para determinar estas zonas de interés, es importante fijarse en el ruido, pues la gran cantidad

de dispersión es característica de zonas de riera y paleocanales. Además, en estos

radargramas pueden verse algunas tuberías y demás servicios, o incluso el contacto de las

capas del Cuaternario con el substrato rocoso del Paleozoico en algunos casos.

Figura 24. Fotografía de campo de la toma de datos de 3 de julio de 2015.




35


Unos días antes de tomar los datos con GPR (el 19 de mayo de 2017), se visitó la zona de

estudio para identificar puntos de referencia y posibles puntos problemáticos, como por

ejemplo árboles (las raíces de los árboles grandes interfieren con la señal) o tuberías y otros

servicios.

Se decidió tomar dos perfiles, uno en el lado del Parque Cervantes paralelo a la avenida

Diagonal (la llamamos zona 1), y un segundo en el lado paralelo a la carretera B-20

(bautizada como zona 2).

Figura 25. Mapa hecho con Autocad del Parque Cervantes en dónde se ha marcado las dos zonas. En amarillo la

llamada zona 1, y en negro la llamada zona 2.

• Zona 1.

Tramo paralelo a la avenida Diagonal. Se tomó como punto inicial una farola cercana a una

fuente de agua potable (P1) y como punto final otra farola, situada en el vértice del triángulo

(P3). Como este tramo era de longitud considerable (108 m), se tomó otra farola intermedia

como punto medio (P2, a 54,5m).

A continuación, se adjunta un esquema que muestra la distribución de los puntos y los árboles

de gran tamaño que ahí se encuentran. Todos los puntos aquí indicados fueron señalizados

con espray de pintura en campo.




36

Figura 26. Referencia de los puntos en la zona 1. P1, P2 y P3 son los puntos de referencia, mientras que los

puntos señalizados con T son árboles de tamaño considerable cercanos a la traza del perfil.

No. Nombre Distancia (m) Descripción

1 Punto inicial 0.00 Farola 1 - (P1)

2 Punto medio 54.50 Farola 2 - (P2)

3 Punto final 108.0 Farola 3 - (P3)

Tabla 6. Detalles de los puntos de referencia tomados en la zona 1.

• Zona 2.

La segunda zona empezaba en el tramo final del lado del parque paralelo a la carretera B-20

(como se puede ver en el mapa de la figura 25). Se empezó en una pequeña área circular con

diversos árboles, y se prosiguió hasta salir del parque en el último tramo.

Al igual que en la primera zona, se tomaron como puntos de referencia principales unas

farolas, pero al haber más distribuidas en el recorrido, se marcaron todas por la posible

interferencia de los servicios eléctricos en las prospecciones. A continuación, se muestra un

esquema de los puntos referenciados, y una tabla con sus detalles correspondientes.

Figura 27. Referencia de los puntos en la zona 2. P1, P6 y P11 son los puntos de referencia, mientras que los

puntos señalizados con T son árboles de tamaño considerable cercanos a la traza del perfil.




37

No. Nombre Distancia (m) Descripción

1 Punto inicial 0.00 Farola 1 - (P1)

2 Punto medio 120.10 Farola 6 - (P6)

3 Punto final 255.20 Farola 11 - (P11)

Tabla 7. Detalles de los puntos de referencia tomados en la zona 2.

Todas las medidas se tomaron con una cinta métrica de 30m, propiedad del Laboratorio de

Topografía de la UPC.

Figura 28. Fotografías tomadas en campo durante la elección de puntos de referencia el 19 de mayo de 2017.

Unos días más tarde, el 22 de mayo de 2017, se realizó la toma de datos GPR en el parque

Cervantes. Se utilizó un sistema de GPR biestático de 100 MHz, con un tiempo de registro de

300ns (así pues, penetrando hasta 15m de profundidad).

Se realizaron cinco perfiles, empezando en la zona 2, que dividimos en dos tramos y

finalizando en la zona 1, que se hizo en un solo perfil. Se tomaron además dos perfiles extras,

uno entre la zona 1 y la 2 y un segundo perfil extra, de la zona 1 a la salida del parque.




38

Figura 29. Mapa de la zona de estudio donde se puede ver la ubicación de los perfiles y su longitud en metros.

Figura 30. Fotografía tomada en campo del proceso de toma de datos con GPR.




39


Debido a la indisponibilidad del conductivímetro debido a una avería, además de los estudios

con georradar se decidió tomar datos sísmicos mediante un sismógrafo portátil Tromino. La

idea era analizar la sísmica del subsuelo en zonas de riera y compararlas con las normales

para determinar si existe alguna relación.

Para ello, se tomaron 20 medidas con el sismógrafo (más dos de prueba para aprender cómo

funcionaba el dispositivo, número 8 y 9) en puntos distintos de nuestro perfil, tanto en zonas

marcadas como potenciales zonas de riera como en zonas donde el GPR no dio ningún

indicio de presencia de ésta.

Figura 31. Mapa del Parque Cervantes donde se han marcado los puntos en que se tomaron datos sísmicos.

Se tomaron 8 medidas en la zona 1, tratando de situarlos en puntos fácilmente reconocibles

para su posterior ubicación en el mapa, y a la vez procurando situar algunos dentro y algunos

fuera de las zonas de riera identificadas en los radargramas de 2015 (ver Resultados). De la

misma forma, se tomaron 12 medidas en la zona 2, algunas dentro del parque y algunas en la

calle inmediatamente exterior.

Debido a la alta precisión con la que trabaja el sismógrafo, no podíamos situarlo encima de la

hierba ni estar cerca del aparato durante los 6 minutos que duraba el proceso de medición

(estos movimientos provocan interferencias). Así pues, seguimos el recorrido de los perfiles y

tomamos datos en los puntos marcados en la figura 31.




40

Figura 32. Fotografía tomada en campo mientras se configuraba el sismógrafo, concretamente en el punto 13

marcado en el mapa de la figura 30.

Figura 33. Fotografía tomada en campo mientras se configuraba el sismógrafo, concretamente en el punto 19

marcado en el mapa de la figura 30.




41

7. RESULTADOS.


Después de la recogida de datos y de procesarlos y mejorar su nitidez informáticamente

mediante la aplicación de filtros, se procedió a la interpretación de los datos que aporta

cada perfil. A continuación, se presenta la interpretación de cada perfil, identificando

las posibles zonas de interés que en ellos se visualizan.

Para ver los radargramas enteros limpios, véase el anexo.

• Perfil 17.

Tomando como referencia el eje horizontal, podemos ver como hay zonas de interés

en los intervalos de 5-15m (1), de 92-122m (2) y de 150-170m (3). A unos 9m de

profundidad (aproximadamente 155ns), se puede intuir el contacto con el substrato

rocoso. Además, podemos ver tuberías en 42-44m.

Podemos ver una zona que ciertamente llama la atención en 175-180m (4). Es

probablemente la riera activa actual, que se ha desplazado tras dejar el terreno

alterado en (3).




42

Figura 34. Fragmentos del radargrama correspondiente al perfil 17. En rojo están remarcados los segmentos

remarcables explicados en el texto.




43

• Perfil 18.

En este caso el contacto rocoso no se ve tan claro como en el anterior. El siguiente

perfil corresponde a una zona confusa, con mucho scattering, por lo que resulta difícil

realizar una interpretación. Si comprobamos el mapa, vemos que este perfil

corresponde a la zona cerca de la entrada del Parque Cervantes, por lo que el suelo

puede haber sido alterado artificialmente y por tanto no obtener información

remarcable de este radargrama en concreto.

Figura 35. Fragmentos del radargrama correspondiente al perfil 18. Debido a la dispersión, no se veía nada lo

suficientemente claro como para remarcarlo.

• Perfil 19.

De 0 a 30m hay una zona de hipérbole con gran cantidad de dispersión. En general,

todo el perfil contiene mucho ruido, y si se compara con las cartografías antiguas se

comprueba que coincide con antiguas zonas de riera. Dado que este perfil es la

continuación inmediata del anterior, y que aquí aumenta considerablemente el

scattering, consideramos prácticamente todo el tramo como zona de interés.

Figura 36. Fragmentos del radargrama correspondiente al perfil 19. En rojo están remarcados los

segmentos remarcables explicados en el texto.




44

• Perfil 20.

Desde el principio hasta los 10m podemos ver una hipérbole, continuación de la

correspondiente al perfil anterior (1). De 35m-70m hay otra hipérbole que nos indica

una zona a estudiar (2). En el punto 90-92m hay un aumento de la dispersión y

ausencia de reflexión (3); este hecho se asocia habitualmente con la presencia de

sedimentos.

Además, podemos ver tuberías en el punto 106-108m.






45

• Perfil 21.

Las zonas interesantes se encuentran en las franjas correspondientes a 0-10m (1) y a

90-100m (2). Este segmento contiene una gran cantidad de ruido.

Además, podemos identificar tuberías encima de (1), de 3-5m aproximadamente.






46

• Perfil 22.

Es un perfil mucho más largo que los anteriores (su longitud es casi igual a la suma de

los otros), y además es aproximadamente paralelo a los demás, por lo que nos sirve

para ver si hay continuación de las zonas identificadas en los otros perfiles.

Para empezar, de 50-80m encontramos una dispersión que podemos identificar como

zona de riera (1); si lo comparamos con la cartografía, coincide con algunos de los

mapas más antiguos.

De 110-125m encontramos otra zona de interés (2), al igual que de 260-285m (3). De

aproximadamente 295-305m encontramos una señal que nos indica una distorsión

superficial en el pavimento (4).

Casi al final del tramo (580-600m) podemos ver otra zona de dispersión (5), pero esta

se encuentra disimulada por una irregularidad en la superficie: el desnivel de la acera.

Aparte, podemos identificar claramente la ubicación de tuberías o similar en las

distancias 90m y 380m, aunque éstas últimas están algo distorsionadas por

encontrarse debajo de la acera.




47



Tras analizar todos los radargramas, hemos situado en el mapa las zonas de interés (en la

figura siguiente, en azul), y a continuación se ha superpuesto con la cartografía de rieras para

comprobar si ésta coincide con los datos encontrados para ratificar la interpretación realizada.




48

Figura 40. Mapa de los perfiles del primer estudio del Parque Cervantes, dónde se ha marcado en azul las zonas

de interés descritas.

Figura 41. Mapa de los perfiles del primer estudio del Parque Cervantes, donde podemos ver la concordancia

entre zonas de riera detectadas con GPR y las cartografiadas antiguamente.




49


• Perfil 14.

Empezamos por el “final” de la zona 2 porque era el más cercano a la UPC, de donde

veníamos con el instrumental. Aunque al principio de perfil tenemos una zona de

interferencia (debida al pavimento de la acera), podemos ver una zona de interés en el tramo

de 78-94m (1). De 93-109m tenemos un cambio en la superficie debido al pavimento (2), y se

puede ver otra zona de riera en el tramo final del perfil, en el intervalo 110-120m (3).



• Perfil 15.

El perfil 15 se tomó desde el punto P6 hasta el punto P1 (ver el esquema de la figura 26). Tal

y como se puede ver en las imágenes siguientes, encontramos una zona con gran cantidad de

reflexión. En algunos puntos, como en 10-20m (1) o en 90-100m (2) encontramos zonas de

riera.




50



• Perfil 16.

Este perfil corresponde al tramo entre la zona 1 y la zona 2 que marcamos en el mapa de la

figura 24. En este perfil encontramos gran cantidad de ruido, en el primer tramo de 32-48m

(1) pero sobretodo en la parte final, de 75-100m (2) y de 130-140m (3).




51



• Perfil 17.

Este perfil se hizo resiguiendo la zona 1 al completo (desde el punto P3 al P1, ver figura 25).

Podemos encontrar una posible zona de riera inactiva de los 10-20m (1), junto a una

hipérbole que puede indicarnos la presencia de la riera actualmente activa, de 42-50m (2).

De 80-86m tenemos otro intervalo con cantidad de ruido considerable (3).

Además, a los 22m podemos ver lo que probablemente es una tubería de poco diámetro.




52



• Perfil 18.

Un tramo extra tomado de camino de vuelta a la Universidad Politécnica de Cataluña. Este

tramo comprende el espacio comprendido entre la salida del Parque Cervantes y la acera de la

Avenida Diagonal, tal y como se puede ver en los mapas con la ubicación de los perfiles.

Hay un tramo considerable con gran cantidad de ruido de 50-60m (1), y luego podemos

apreciar dos zonas más en 85-100m (2) y en 100-110m (3). También podemos observar

algunas tuberías y servicios en 2m, en 36m y en 135m aproximadamente.




53



Tras analizar todos los radargramas que se tomaron en 2017, situamos las zonas que podrían

corresponderse con rieras y se ubicaron en el mapa siguiente (figura 47). Además, se ha

superpuesto con el mapa de rieras y las zonas de interés identificadas en 2015 (figura 41) para

comparar su variación.

Figura 47. Mapa del Parque Cervantes en el que se han marcado las zonas de riera detectadas en 2015 (azul) y

las detectadas en 2017 (verde). Se puede apreciar que coinciden notablemente.




54

Así pues, podemos ver como las zonas de riera detectadas a partir de los radargramas de 2015

coinciden en gran medida con las detectadas en los radargramas de 2017. Además, si vemos

el mapa de la figura 48, se puede ver como las supuestas zonas de riera que hemos

identificado están cerca de las rieras de las antiguas cartografías.

Figura 48. Mapa de la figura 47 al que se le han superpuesto las cartografías antiguas de rieras de Barcelona con

el fin de comparar éstas con las rieras detectadas mediante GPR.

Tal y como podemos ver en el mapa de la figura 48, las rieras cartografiadas antiguamente

coinciden de forma bastante exacta con las zonas de riera detectados mediante la prospección

GPR realizada, tanto en 2015 como en 2017.

Las rieras marcadas en amarillo (Anónimo, 1720) y las azules (Anónimo, 1713) son las que

mejor coinciden con los resultados de la prospección, seguidas por las granates (Ventanyol,

2000), aunque cabe destacar un desplazamiento del orden de decenas de metros de los

resultados respecto a los antiguos planos.




55


Los datos del sismógrafo fueron analizados con un programa de MatLab e interpretados por

el profesor Oriol Casellas.

En las primeras ocho mediciones (10-18) se puede ver una secuencia continua. Si además

cogemos el valor en los puntos previos tomados como prueba (8 y 9), nos encontramos con

una progresión en aumento desde valores de aproximadamente 0.21 Hz hasta alcanzar el

máximo en el punto 16 (unos 0.25 Hz). En el punto 17 hay una pequeña disminución de este

valor (0.2424 Hz), pero vuelve a recuperarse en el punto 18 (0.25 Hz) (gráfico de la figura

49).

Este comportamiento es típico en zonas de riera, donde el suelo es ligeramente más blando en

el centro respecto los bordes; que la serie no sea decreciente hacia el final nos indica que

probablemente no se ha detectado el final de la riera.

El punto 11 no aparece debido a que se cometió un error en el momento de tomar la medida,

de manera que ésta no se grabó.

Punto Valor de frecuencia

(Hz)

8 0,2192

9 0,2162

10 0,2222

12 0,2222

13 0,2286

14 0,2353

15 0,2462

16 0,25

17 0,2424

18 0,25

Tabla 8. Valores de las frecuencias en Hz para cada punto donde se tomaron medidas con el sismógrafo.

Figura 49. Gráfico que muestra la secuencia creciente de los valores en estos puntos.

0,21920,2162

0,2222 0,2222

0,2286

0,2353

0,24620,25

0,2424

0,25

0,19

0,2

0,21

0,22

0,23

0,24

0,25

0,26

8 9 10 12 13 14 15 16 17 18

Valores de frecuencia (Hz) en cada punto




56

Figura 51. Amplitud de la frecuencia de la ratio H/V en el punto 8 (tomado como prueba, cercano al punto P1 de

la zona 1). La frecuencia en este punto es de 0.2192 Hz.

Figura 52. Amplitud de la frecuencia de la ratio H/V en el punto 18. La frecuencia en este punto es de 0.25 Hz.

En los puntos 19 y 20 aparece también la forma clásica con una sola frecuencia de resonancia

(figuras 53 y 54). Si lo comparamos con los puntos anteriores, podemos deducir que estos

puntos se hallan en el cauce de una riera.




57

Figura 53. Amplitud de la frecuencia de la ratio H/V en el punto 19. La frecuencia en este punto es de 0.2462Hz.

Figura 54. Amplitud de la frecuencia de la ratio H/V en el punto 20. La frecuencia en este punto es de 0.254 Hz.

En contraposición a estas zonas con secuencias claramente definidas, los puntos 21 y 22

presentan unas gráficas con más de un pico de resonancia con amplificaciones similares

(figuras 55 y 56). Esto es característico de ciertas zonas de transición, y también se da en

algunas rieras. En estos puntos concretamente, los picos predominantes son de 0.22Hz, lo que

nos indica que están fuera de la zona de riera.




58

Figura 55. Amplitud de la frecuencia de la ratio H/V en el punto 21. Este punto presenta una acumulación de

picos, típica de ciertas zonas de transición.

Figura 56. Amplitud de la frecuencia de la ratio H/V en el punto 22. Al igual que el punto 21, este punto

presenta una acumulación de picos, típica de ciertas zonas de transición.

Los puntos 25, 26 y 27 también presentan dicha acumulación de picos (figuras 57, 58 y 59).

En cambio, no presentan un pico predominante claro, por lo que es probable que se

encuentren en los límites de una o más rieras.




59

Figura 57. Amplitud de la frecuencia de la ratio H/V en el punto 25.






60

Los puntos 23 y 24, por otro lado, presentan un solo pico de resonancia con unos valores de

frecuencia predominante bajos, lo que nos indica que se hallan fuera de la riera y no

interaccionan con ellas.

El punto 28 es prácticamente un solo pico exterior a la riera, aunque se puede apreciar

ligeramente la aparición del pico de 0.26 Hz.

Los puntos 29 y 30 tienen un solo pico y corresponden claramente a fuera de riera.

Los gráficos resultado del HVSR completos para cada punto pueden encontrarse en el anexo.




61

8. CONCLUSIONES.

La caracterización del subsuelo de grandes ciudades como Barcelona es un proyecto

complejo y de gran envergadura que debe hacerse progresivamente. Este trabajo, junto con

otras tesis previas, es sólo una pequeña contribución a este proyecto global que sería hacer un

mapa preciso de las microzonaciones de la ciudad.

Tener un conocimiento extenso de las características del subsuelo es importante, no

solamente por el mero hecho de conocer la geología de nuestra ciudad, sino también por

aplicaciones prácticas variadas, como por ejemplo para conocer el comportamiento del suelo

o los materiales que lo conforman, datos útiles en ingeniería civil y construcción de obra

pública en general (la presencia de rieras genera aumentos de presión en el subsuelo). La

ubicación de rieras activas también puede ser interesante para estudios hidrológicos y

ambientales, muy habituales en zonas de costa.

En los perfiles de GPR, el scattering que históricamente se había considerado molesto y que

interfería para la obtención de datos, recientemente se ha probado como una fuente más de

información, y podemos servirnos de él para determinar la presencia de zonas constituidas

por suelos sedimentarios de grano fino, característicos de las rieras, que forman

acumulaciones de sedimentos similares a una pequeña cuenca aluvial.

La respuesta del suelo a vibraciones cambia según el material que lo constituye, y queda

afectada por la presencia de rieras subterráneas y de suelo afectado por el paso de antiguas

rieras. Esos depósitos típicos de riera producen una respuesta muy característica en el H/V,

como la que hemos podido observar en los puntos recalcados en la sección Resultados. Esta

respuesta se debe a las características de las cuencas sedimentarias creadas por los canales;

suelen ser más blandas en el centro y endurecerse en los bordes, por lo que una secuencia de

valores como la vista en el gráfico de la figura 49 son indicadores de que estos puntos se

hallan encima de una antigua riera.

Así pues, podemos determinar que los métodos de prospección geofísica utilizados en este

estudio, el GPR y el HVSR, pueden utilizarse conjuntamente para la detección de rieras que

en la actualidad se han desplazado.

Se eligieron las zonas a prospectar teniendo en cuenta la cartografía histórica de rieras de la

ciudad, para poder elegir así zonas que en principio tenían posibilidades de darnos resultados

relevantes. Después de superponer las zonas identificadas como posibles paleocanales con la

cartografía antigua, hemos comprobado que los datos obtenidos a través de la prospección

con georradar se corresponden notablemente con los datos históricos de los mapas antiguos

de las rieras de Barcelona. Las diferencias nos muestran también que se han desplazado, y en

algunos casos hemos podido incluso identificar los puntos donde se encuentra la riera activa

actualmente.




62

En el mapa siguiente se han ubicado los puntos donde obtuvimos datos sísmicos, separados

entre los que se corresponden con el trazado de una riera (en rojo) y los que no han dado

indicios de ello (rojo), junto a las zonas de rieras potenciales detectadas en GPR y la

cartografía antigua para comparar los resultados obtenidos.

Figura 60. Mapa definitivo con los resultados de campo.

Como podemos ver en el mapa (figura 60) los resultados obtenidos con GPR son coherentes

con los datos obtenidos con el método sísmico.




63

La combinación de todos los datos recabados (GPR, sísmicos, cartografía) nos permiten

realizar una interpolación y elaborar un trazado aproximado de la ubicación de las rieras en el

Parque Cervantes.

Figura 61. Posible trazado de rieras, teniendo en cuenta los datos. Se ha hecho pasar la traza por las zonas

identificadas como posibles rieras y evitando los puntos que en H/V dieron resultados negativos (rojos).

Para la finalización del proyecto global, todavía queda mucho por hacer. Una línea de trabajo

interesante en un futuro sería, por ejemplo, el uso de métodos eléctricos para determinar si

éstos son aplicables en la caracterización de paleocanales y rieras, objetivo que pretendía

realizarse en este proyecto pero que resultó imposible debido a problemas técnicos del

instrumental necesario.

Una vez obtenida más información, sería interesante la obtención de datos directos mediante

sondeos. Para ello, deberían elegirse las zonas a prospectar tomando como base los datos y

conclusiones de éste y los proyectos predecesores.




64

9. BIBLIOGRAFÍA

Estado del arte.

ÁLVAREZ, José Paulino Fernández. Geofísica Con Radar. Universidad de Oviedo, 2007.

BOWLING, Jerry C., et al. Delineating alluvial aquifer heterogeneity using resistivity and

GPR data. Groundwater, 2005, 43.6: 890-903.

DOMINIC, David F., et al. Delineation of shallow stratigraphy using ground penetrating

radar. Journal of Applied Geophysics, 1995, 33.1-3: 167-175.

MAKKAWI, Mohammad H. Integrating GPR and geostatistical techniques to map the spatial

extent of a shallow groundwater system. Journal of Geophysics and Engineering, 2004, 1.1:

56.

ANNAN, A. Peter. GPR methods for hydrogeological studies. In: Hydrogeophysics. Springer

Netherlands, 2005. p. 185-213.

TOPP, G. Clarke. State of the art of measuring soil water content. Hydrological Processes,

2003, 17.14: 2993-2996.

PÉREZ-GRACIA, V., et al. GPR applications in dense cities: Detection of paleochannels and

infilled torrents in Barcelona GPR applications in dense cities. In: Ground Penetrating Radar

(GPR), 2010 13th International Conference on. IEEE, 2010. p. 1-5.

SALINAS, V., et al. Nanozonation in dense cities: Testing a combined methodology in

Barcelona city (Spain). Journal of earthquake engineering, 2014, 18.1: 90-112.

SPLAJT, T.; FERRIER, G.; FROSTICK, L. E. Application of ground penetrating radar in

mapping and monitoring landfill sites. Environmental Geology, 2003, 44.8: 963-967.

KRYSIŃSKI, Lech; SUDYKA, Jacek. GPR abilities in investigation of the pavement

transversal cracks. Journal of Applied Geophysics, 2013, 97: 27-36.

CHITEA, F., et al. Geoelectric assessment of soil properties modification due to underground

water contamination. In: EGU General Assembly Conference Abstracts. 2009. p. 11127.

PEPLINSKI, Neil R.; ULABY, Fawwaz T.; DOBSON, Myron C. Dielectric properties of

soils in the 0.3-1.3-GHz range. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 1995,

33.3: 803-807.

BROWN, Wesley A.; STAFFORD, Kevin W.; SHAW-FAULKNER, Melinda G. A

comparative integrated geophysical study of Horseshoe Chimney Cave, Colorado Bend State

Park, Texas. 2011.




65

MANACORDA, Guido. Basic information. Element d’enllaç. Introduction to GPR. [en

línea]. EuroGPR, 2015. [Consulta: mayo de 2017]. Disponible en:

<http://www.eurogpr.org/vn2/index.php/introduction-to-gpr/basic-information>

IRVING, James D.; KNIGHT, Rosemary J. Removal of wavelet dispersion from ground-

penetrating radar data. Geophysics, 2003, 68.3: 960-970.

GRIMM, Robert E., et al. Absorption and scattering in ground‐penetrating radar: Analysis of

the Bishop Tuff. Journal of Geophysical Research: Planets, 2006, 111.E6.

CASSIDY, Nigel J. Evaluating LNAPL contamination using GPR signal attenuation analysis

and dielectric property measurements: Practical implications for hydrological studies. Journal

of Contaminant Hydrology, 2007, 94.1: 49-75.

AL-QADI, Imad L.; XIE, Wei; ROBERTS, Roger. Scattering analysis of ground-penetrating

radar data to quantify railroad ballast contamination. NDT & E International, 2008, 41.6:

441-447.

SALINAS, V., et al. Effects on the predominant periods due to abrupt lateral soil

heterogeneities. In: Proc. 15th World Conf. Earthquake Eng. 2012. p. 10.

SANTOS-ASSUNÇAO, S., et al. Geological structures evaluated by means of scattering

noise in ground penetrating radar images. In: Ground Penetrating Radar (GPR), 2014 15th

International Conference on. IEEE, 2014. p. 255-261.

SALINAS, V., et al. Nanozonation in dense cities: Testing a combined methodology in

Barcelona city (Spain). Journal of earthquake engineering, 2014, 18.1: 90-112.

Teoría GPR.

CONYERS, Lawrence B.; GOODMAN, Dean. Ground-penetrating radar: an introduction

for archaeologists. AltaMira Press, 1997.

TUNEU CORRAL, Lluís, et al. Localització de l'emplaçament de les rieres a l'avinguda

Diagonal i a la Plaça Catalunya mitjançant geo-ràdar per facilitar mapes de vulnerabilitat

sísmica de Barcelona i avaluació del métode per estudis en ciutats denses. 2011.

Teoría conductímetro.

BARBOSA, Roberto N.; OVERSTREET, Charles. What is soil electrical conductivity.

Louisiana State University Agricultural Center Pub, 2011, 3185.2: 11.

GARRISON, Ervan G. Techniques in archaeological geology. Berlin: Springer, 2003.

http://www.eurogpr.org/vn2/index.php/introduction-to-gpr/basic-information




66

Teoría sismógrafo.

DAVISON, Charles. Fusakichi Omori and his work on earthquakes. Bulletin of the

Seismological Society of America, 1924, 14.4: 240-255.

SITHARAM, T. G.; ANBAZHAGAN, P. Seismic microzonation: principles, practices and

experiments. EJGE Special Volume Bouquet, 2008, 8.

GONZÁLEZ VALENZUELA, Diego. Efectes dels canvis ràpids de litologia del subsòl en la

resposta del sòl. Aplicació a les rieres de Barcelona. 2010.

MUNUERA FLORES, Nerea. Análisis de clutter en imágenes de radar para detectar

cambios geológicos superficiales que pueden afectar a estructuras y edificaciones. 2016.

Bachelor's Thesis. Universitat Politècnica de Catalunya.

LANE, John W., et al. Estimation of bedrock depth using the horizontal-to-vertical (H/V)

ambient-noise seismic method. In: Near Surface 2008-14th EAGE European Meeting of

Environmental and Engineering Geophysics. 2008.

estudio por computación de ambientes que generan

Documents