Tipos de Ondas Sísmicas

Básicamente hay tres tipos de ondas. El primero de ellos, llamado ondas P, consiste en la transmisión de compresiones y rarefacciones de la roca, de forma similar a la propagación del sonido. El segundo tipo, u ondas S, consiste en la propagación de ondas de cizalla, donde las partículas se mueven en dirección perpendicular a la dirección de propagación de la perturbación. Estos dos tipos de ondas se pueden propagar por el interior de la Tierra y nos referiremos a ellas como ondas de volumen.

Existe un tercer tipo de ondas, llamadas ondas superficiales debido a que solo se propagan por las capas más superficiales de la Tierra, decreciendo su amplitud con la profundidad. Dentro de este tipo de ondas se pueden diferenciar dos modalidades, denominadas ondas Rayleigh y ondas Love en honor a los científicos que demostraron teóricamente su existencia.

Las ondas Rayleigh se forman en la superficie de la Tierra y hacen que las partículas se desplacen según una trayectoria elíptica retrógrada. En cambio, las ondas Love se originan en la interfase de dos medios con propiedades mecánicas diferentes; en este caso el movimiento de las partículas es perpendicular a la dirección de propagación de la perturbación, similar a las ondas S, pero solo ocurre en el plano de la superficie terrestre.

Clasificación de los Terremotos

Según la profundidad:

• a) Terremotos de Foco Profundo: Profundidad mayor a 300 km.
• b) Terremotos de Foco Intermedio: Profundidad entre 70 y 300 km.
• c) Terremotos de Foco Superficial o Somero: Profundidad menor a 70 km.
• d) Terremotos Inducidos: Profundidad variable, generalmente menor a 60 km.

Según su origen:

• Terremotos Tectónicos: Resultan de las diferentes fallas y plegamientos existentes en el subsuelo. Son las tensiones creadas por movimientos alrededor de las placas mayores y menores que forman la corteza terrestre. La mayoría de los sismos se producen en las fronteras de dichas placas, en zonas donde alguna de ellas forma subducción sobre otras, o se deslizan como ocurre en la Falla de San Andrés en California y México.
• Terremotos de Origen Volcánico: Son producidos en zonas volcánicas tipo explosivo que producen sacudidas sísmicas de tipo local. Estos sismos se originan cuando el magma asciende rellenando las cámaras inferiores del volcán, mientras que las laderas y las cimas se dilatan y se inclinan; la ruptura de las rocas en tensión puede detectarse mediante la generación de pequeños temblores.
• Terremotos Inducidos: Los seres humanos pueden inducir la aparición de terremotos cuando realizan determinadas actividades, por ejemplo: la construcción de presas, la detonación subterránea de explosivos atómicos o el bombeo de líquidos en las profundidades terrestres. Incluso puede producir terremotos esporádicos debido al colapso subterráneo de minas antiguas.

Principios de Exploración Sísmica (Prospección Sísmica)

• Método Sísmico: Reflexión y refracción; profundidades; curvas; tiempo; adquisición; procesamiento e interpretación de datos sísmicos; sísmica de superficie y de pozo; refracción; reflexiones múltiples y ruidos; nociones de interpretación sísmica 3D/2D; estudios multidisciplinarios de geofísica, geología e Ingeniería de Yacimientos; parámetros de perforación, litología y sísmica.

El método de prospección sísmica estudia la propagación de las ondas sísmicas en el interior de la tierra con la finalidad de determinar de manera indirecta la composición y las formas de las estructuras presentes en el subsuelo.

Los métodos de prospección sísmica se dividen en:

• a) Reflexión Sísmica
• b) Refracción Sísmica
• c) Sísmica de Pozos
• d) Sísmica de Galería

Son métodos que se efectúan en la superficie para evaluar un gran volumen de subsuelo a relativo bajo costo. Se aplican en zonas donde la geología es sedimentaria, donde se obtiene una distribución horizontal o de bajo ángulo de la litología.

Adquisición de Datos Sísmicos

En el proceso de adquisición de datos, la señal generada por la fuente es transformada en una señal eléctrica a través de un sensor, donde cada uno está representado por un canal en el sismógrafo, como si se tratara de un osciloscopio multicanal. Con ellos se obtiene un gráfico que permitirá analizar las estructuras litológicas del subsuelo. El registro sísmico obtenido es una colección de trazas con un elemento en común debido a su origen en las fuentes sísmicas. Las características del subsuelo se van a obtener a partir del registro en función del tiempo y el espacio (distancia).

Procesamiento de Datos Sísmicos

Para el procesamiento de los datos se toma en consideración la llegada de la onda primaria, esta aportará información sobre la disposición de los estratos.

Instrumentos Utilizados en el Método Sísmico

Los instrumentos utilizados en el método sísmico por lo general son los siguientes:

1. Sensores (geófonos): Utilizados en tierra (PS o multicomponentes) o en pantano (hidrófono).
2. Sismógrafo Multicanal: (12, 24, 68, 124, 1000 canales).
3. Cable de Geófonos: Necesarios para conectar los geófonos.

Los geófonos son transductores que convierten la energía del movimiento del terreno en señales eléctricas. El movimiento de las partículas del terreno provocado por la emergencia de la energía sísmica es transformado por el geófono en una señal eléctrica cuya intensidad es proporcional al desplazamiento, velocidad o la aceleración de las partículas.

Fuentes de Energía Sísmica

Las fuentes de energía sísmica están representadas por:

• a) Explosivos (pólvora o dinamita).
• b) Impactos.
• c) Aparatos de vibración (camión vibroseis).

Fases del Método Sísmico

Las fases del método sísmico están conformadas por la adquisición, el procesamiento y la interpretación de los datos sísmicos.

Fase de Adquisición

Esta fase tiene como objetivo fundamental el análisis de los datos sismográficos para determinar los parámetros de grabación en una cuadrilla sismográfica.

Para realizar esta grabación de datos se requiere, en un proceso licitatorio, la selección de una empresa especializada en el ramo.

Esta empresa requiere de los conocimientos de los objetivos geológicos en lo referente a:

1. Profundidades estimadas de los objetivos geológicos, espesores litológicos de interés para la identificación de los marcadores geológicos (si existen).
2. Información existente de sísmica de pozos ubicados en el área del levantamiento sismográfico.
3. Tipos de estructuras, fallamientos y tectónicas del área en estudio.

El geofísico requiere además de una lista de precios de los parámetros que servirán de base para la grabación de los datos sismográficos, los cuales deben realizarse con la mayor relación señal/ruido. La señal es la información sismográfica que define el reflector y el ruido es la información que perturba la buena definición del reflector, en consecuencia, se debe minimizar su existencia mediante una acertada escogencia de los parámetros de adquisición y procesamiento.