Método Sísmico de Refracción

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 Método Sísmico de Refracción

Particularmente en el caso de estudiar ingeniería geofísica en el IPN, los primeros acercamientos al área de la prospección sísmica es mediante la materia del método sísmico de refracción, el cual, podría parecer ser el hermano menor de otro método, el sísmico de reflexión. Sin embargo, ambos tienen sus propias cualidades, las cuales los hacen aptos para cumplir cada uno con cierto tipo de objetivos, aunque en ciertas ocasiones, el método sísmico de refracción puede servir para complementar al otro.

Un poco de historia 

La aplicación prospectiva del método de sísmica de refracción fue iniciada por Ludger Mintrop en Alemania en 1914, el método fue aprovechado para fines bélicos (estimación de la distancia de emplazamiento de los cañones enemigos) y, tras la Primera Guerra Mundial, Mintrop y su equipo comenzaron a aplicarlo con éxito en la exploración petrolera del Golfo de México y otras latitudes. Pero la primera aplicación documentada de este método es aún anterior y tuvo lugar en el observatorio sismológico de Zagreb (Croacia) donde, tras un sismo muy fuerte ocurrido en 1909, se estudiaron los tiempos de llegada de las ondas sísmicas a otros observatorios de países cercanos.

El método Sísmico de Refracción

Se basa en el registro de los frentes de onda, los cuales son generados por una fuente artificial de energía, leyendo los tiempos de los primeros arribos o first breaks. Estos pueden deberse a una onda directa y a aquellas ondas que se refractan en el subsuelo con un ángulo crítico. Estas ondas viajan por la interfaz con la velocidad del medio infrayacente, y retornan hacia la superficie como ondas frontales (head waves).

El objetivo es determinar espesores de las capas del subsuelo, sus buzamientos y las velocidades de propagación de las ondas sísmicas en cada una de ellas. Generalmente la profundidad de investigación a la que se puede prospectar es aproximadamente 1/3 de la longitud del tendido de los sismómetros en superficie. 

El método se aplica siempre que se encuentren medios con impedancias acústicas  contrastantes, con la condición esencial (dada por la Ley de Snell) de que el segundo medio sea de mayor velocidad de tránsito que el primero.

 

Algunos fenómenos de ondas relacionados con el método sísmico de refracción

La figura de arriba muestra tres ángulos de incidencia alternativos: en (a) hay reflexión y refracción en profundidad; en (b) hay reflexión y refracción crítica (por la interfaz); en (c) sólo reflexión. 

El instrumental necesario para la realización de este método consiste básicamente en alguna fuente de energía (de impacto, explosivo, vibrador, cañón de aire, etc.), receptores o sismómetros (geófonos en tierra, hidrófonos en el mar) y un sismógrafo donde grabar  la información.


Fuentes:
Chelotti, L., Acosta, N., Foster, M.. (2009). Cátedra de Geofísica Aplicada Tema 12. Sísmica de Refracción. Chubut, Argentina: U.N.P.S.J.B.



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