GEOFISICA APLICADAGEOFISICA APLICADAPARA ESTUDIANTES DE ING. GEOLÓGICA - GEOTECNIAPARA ESTUDIANTES DE ING. GEOLÓGICA - GEOTECNIA

JORGE BARRIGA GAMARRAJORGE BARRIGA GAMARRAING. GEOFISICO AMBIENTALING. GEOFISICO AMBIENTAL

CIP 22969CIP 22969

20042004

¿QUE ES LA GEOFISICA?¿QUE ES LA GEOFISICA?

Es una ciencia que aplica los Es una ciencia que aplica los

principios de la FÍSICA, a la principios de la FÍSICA, a la

solución de los problemas solución de los problemas

GEOLOGICOS GEOLOGICOS

TETRAEDRO DE LAS CIENCIAS FISICASTETRAEDRO DE LAS CIENCIAS FISICAS

F I S I C A

G E O

L O G

I A B I O

L O

G

I

A

Q U I M I C A

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P A L E O N T O L O G I A

B I O F I S I C A

G E O Q U I M I

C A B I O Q U I M I C A

F I S I C OQ U I M I C A

• Sismología

• vulcanología

• Geomagnetismo

• Gravimetría

• Geodesia

• Meteorología

• Glaciología

• Oceanografía

• Hidrología

• Geotermometría

AREAS DE COMPETENCIA DE LA GEOFISICA

GEOFISICAGEOFISICA

GEOFISICAPURA

GEOFISCAAPLICADA

PROSPECCION GEOFISICAPROSPECCION GEOFISICA

La prospección geofísica, es una de las ciencias de la La prospección geofísica, es una de las ciencias de la tierra, para conocer la parte superficial de la corteza tierra, para conocer la parte superficial de la corteza terrestre. Puede realizar utilizando dos fuentes de terrestre. Puede realizar utilizando dos fuentes de energía.energía.

I Fuentes con campos naturales de la tierra I Fuentes con campos naturales de la tierra sólida, como son los sólida, como son los CAMPOS GRAVITATORIO CAMPOS GRAVITATORIO y MAGNETICOy MAGNETICO del globo terráqueo, del globo terráqueo,

II Fuentes provocadas, como son lasII Fuentes provocadas, como son las CORRIENTES ELECTRICAS Y LAS ONDAS CORRIENTES ELECTRICAS Y LAS ONDAS SISMICOSSISMICOS

OBJETIVOS

• Capacitar a los estudiantes, con las bondades de la geofísica para

solucionar problemas geotécnicos

• Planificar campañas y realizar informes de prospección geofísica aplicada.

• Definir la geometría del subsuelo y calcular los parámetros geomecánicos a partir de datos geofísicos.

• Calcular parámetros hidrogeológicos a partir de investigaciones y

testificaciones geofísicas.

• Interpretar datos geofísicos para la detección de socavones, plumas de

contaminación y realizar controles de impermeabilidad.

• Al concluir el silabo del curso, los estudiantes deben encontrarse en la

capacidad de aplicar uno u otro método geofísico, a la solución del

problema geotécnico, interpretando la información obtenida en campo

I GEOFÍSICA EN OBRAS LINEALES

1. Explanaciones: Rasante cero; Terraplenes; Desmontes o trincheras Características de la obra. Cuestiones abordables desde Geofísica: limites rendimientos y costes. Determinación del nivel de roca sana (bedrock).

2. Terraplenes: obra nueva. Características de la obra: Cubicación de graveras

3. Terraplenes: mantenimiento. Características de la estructura. Cuestiones abordables desde Geofísica: geometría del núcleo; características de apoyo natural.

4. Desmontes. Características de la obra. Cuestiones abordables desde Geofísica.: Volumen y morfología y limite de la roca alterada, Características geomecánicas.

II GEOFÍSICA PARA CIMENTACIONES

5. Geometría y características del nivel de apoyo; homogeneidad lateral y vertical de nivel de apoyo; localización de arcillas y yesos; huecos y otras heterogeneidades. 6. Determinación de características geomecánicas; control de voladuras y vibraciones; volumen de inyección y control

III GEOFÍSICA PARA TÚNELES

7. Geometría de los recubrimientos; características geomecánicas de la roca.

8. Cuerpo del túnel, determinación de la estructura geológica a cota del túnel; módulos de elasticidad; índices de fisuración; porosidad/permeabilidad; relación entre si

9. Fase de ejecución: control de parámetros y su adecuación al proyecto; investigaciones delante del frente; zona descomprimida; control de (huecos).

IV CONTROLES DE CALIDAD

10. Posición y características del limite de apoyo. Horizontes bajo la capa de rodadura. Densidad en terraplenes. Detección de bolones y anclajes en zonas recubiertas. Detección de tuberías y conducciones subterráneas. tomas de tierra.

V GEOFÍSICA APLICADA A VERTEDEROS Y SUELOS ONTAMINADOS

11. Vertederos antiguos o clausurados. Geometría de la masa de vertido; Localización de cuerpos extraños; zonas de lixiviados; zonas con acumulaciones de gas; posición con respecto a los acuíferos locales

12. Construcción de nuevos vertederos. Características. Existencia de una barrera natural impermeable. Ausencia o identificación de heterogeneidades (Karst, fracturas); Nivel freático; Localización y cubicación de áridos y arcillas; Características geotécnicas del subsuelo en área de instalaciones; Control de las mejoras del terreno; Control de impermeabilización a lo largo del tiempo.

13. Barrera impermeable natural; impermeabilización de fondo; homogeneidad del subsuelo; capacidad portante; estabilidad de laderas; características del núcleo de los diques; nivel piezométrico y sus oscilaciones. 14. Control de suelos contaminados: Detección de plumas de lixiviados; dinámica de las plumas; localización de substrato impermeable; porosidad/permeabilidad del medio.

15. Contaminación de acuíferos; Determinación planimétrica y en profundidad.

VI PROSPECCIÓN GEOFÍSICA APLICADA A INVESTIGACIONES ARQUEOLÓGICAS.

16. Detección de estructuras situadas a escasa profundidad: lineales; huecos y

galerías; rellenos; losas o estructuras planas. Detección de cuerpos extraños.

Patología de muros o estructuras en edificios considerados como bien cultural

Caracterización de materiales.

METODO SISMICO

REFRACCION

REFLEXION

TOMOGRAFIASISMICA

PG UTILIZANDO FUENTES PROVOCADOSPG UTILIZANDO FUENTES PROVOCADOS

PG UTILIZANDO FUENTES PG UTILIZANDO FUENTES PROVOCADOSPROVOCADOS

PROSPECCION ELECTRICA

RESISTIVDADPOLARIZACION

INDUCIDAPOLARIZACION

NATURAL

SONDEOS ELECTRICOS VERTICALES

SONDEOS ELECTRICOS VERTICALESMETODO DE CARGA

CALICATAS ELECTRICAS

Algunos métodos geoeléctricos miden los Campos Eléctricos generados espontáneamente en la corteza terrestre . Otros métodos miden los CE que son generados artificialmente debido a la aplicación de una corriente eléctrica (continua o alterna) de baja frecuencia (0- 10 Hz).

PROSPECCION GEOFISICA

CON CAMPOS PROVOCADOS

PROSPECCIONELECTROMAGNETICA

PROSPECCION

GEORADAR

PROSPECCION GEOFISICA

CON CAMPOS NATURALES

PROSPECCION

GRAVIMETRICA

PROSPECCION

MAGNETICA

CORRIENTE NATURAL

DE LA TIERRA (SP)

El Método de la Resistividad es utilizado en Minería, Geotecnia, Hidrología, Medio Ambiente y permite estudiar anomalías de resistividad eléctrica, lo que se puede correlacionar (por ejemplo) con la presencia o ausencia de volúmenes mineralizados.

METODO RESISTIVIDAD ELECTRICA

                                                   

Gradiente (Resistividad 2D en el plano XY)

                                                   

Dipolo - Dipolo (Resistividad 2D en el plano ZY)

El Método de la Polarización Inducida cuantifica las propiedades capacitivas de la corteza terrestre (presencia de "mini-condensadores") como podría ser en el caso de la diseminación de sulfuros

POLARIZACION INDUCIDA

El método del Autopotencial se relaciona con las corrientes naturales que se dan en la corteza terrestre debido a reacciones químicas espontáneas y a la presencia de aguas subterráneas (NOTA: durante el 2003, Daniel Kwok, Larry Kostiuk et al descubrieron que un flujo de agua siempre crea una corriente eléctrica)

AUTOPOTENCIAL

                                                   

Gradiente (Resistividad 2D en el plano XY)

MÉTODOS PRINCIPIOS PARÁMETROS OBTENIDOS

GeoeléctricoConductividad o resistividad eléctrica

Geometría del acuífero (profundidad de formaciones impermeables y estructura del subsuelo), extensión lateral, propiedades de las formaciones (arena-arcilla), salinidad del agua, plumas de contaminación, Depósitos secos-saturados

Sísmica de refracciónVelocidad de propagación de un esfuerzo mecánico

Espesores de diferentes estratos y detección de zonas de fracturamiento

Sísmica de reflexiónVelocidad de propagación de un esfuerzo mecánico

Zonas de fallas, cartografías de estructuras de recubrimiento

Gravimetría Densidad relleno-basamento

Magnetometría

Susceptibilidad magnética Geometría del acuífero (profundidad de formaciones impermeables y estructura del subsuelo), extensión lateral

ElectromagnetismoConductividad o resistividad eléctrica y magnetismo

Localización de las áreas más conductivas, detección de fracturas que no afloran en superficie

METODOS DE PROSPECCION GEOFISICA