PRÁCTICA DE PROSPECCIÓN ELÉCTRICA Y SÍSMICA EN LA SEU

D’URGELL

Teresa Teixidó (IAG, UGR)

tteixido@ugr.es

44 Edición CIHS Enero - Julio 2010

Teresa Teixidó (IAG, UGR)

tteixido@ugr.es GS Ingenieros y GeofísicaGS

La zona de estudio se situó en el margen izquierdo del río Valira, en su paso por la población de la Seu

d’Urgell en Lérida.

La prácticas de geofísica consistieron en:

GS Ingenieros y GeofísicaGS

Un perfil eléctrico

IAG (UGR)

Un perfil sísmico

Ageotest

Un sondeo RMN

PERFIL ELÉCTRICO

(TOMORAFÍA ELÉCTRICA, ERT)

El perfil eléctrico (PE) se realizó en dirección aproximada E-O

PE

Se clavaron 52 electrodos espaciados cada 2 m. Resultando un perfil de 100 m de longitud

El equipo utilizado fue un resistivímertro de la marca IRIS Instruments

Resistivímetro y selector de electrodos

Batería (12 V)

Cables eléctricos

Para la toma de datos se usó una configuración eléctródicaWenner-Schlumberger

C1 C2P1 P2

I

V

Es un dispositivo simétrico, la fórmula de la constante para calcular la resistividad aparente es:

annk )1( += π

a nn

PROCEDIMIENTO PARA EL TRATMIENTO DE DATOS

1. Traspaso del fichero de datos del equipo al PC

2. Procesado de los datos:

-Campo de resistividades aparentes (experimentales)

-Campo de resistividades reales (modelo teórico)

3. Interpretación del perfil

Iteraciones

Los parámetros de adquisición del Perfil Eléctrico fueron:

El terreno queda dividido con una malla 2D

Espaciado entre electrodos ….2 mNúmero total de electrodos…..52 Longitud Total…………………. 106 mDispositivo ……………………..wenner-SchulmbergerNúmero total de puntos……….509Número de electroniveles……. 17

La inversión se ha realizado por el método de mínimos cuadrados y los resultados de las distintas iteraciones han sido:

Histograma de dispersión de los datos (resistividades aparentes teóricas frente resistividades aparentes experimentales) en la última iteración ITE=6

Salida gráfica en escala logarítmica del modelo obtenido en última iteración ITE=6

RESULTADOS OBTENIDOS

Resistividad Aparente obtenida en campo

Ohm.m

Resistividad Aparente calculada mediante el Modelo

Longitud (m)

Pseu

do-p

rofu

ndid

ad (m

)

Los puntos negros se refieren al lugar geoométrico de las medidas

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 104 108

-18-16-14-12-10-8-6-4-20

Pseu

do-p

rofu

ndid

ad (m

)

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 104 108

-18-16-14-12-10

-8-6-4-20

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

950

1000

MODELO OBTENIDO (RESISTIVIDADES REALES)

En este estadio del análisis se han establecido los rangos principales de variación teniendo en cuenta las litologías presentes en la zona de estudio

La interpretación definitiva de este perfil eléctrico se realiza después junto con el perfil sísmico

Prof

undi

dad

(m)

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 104 108

-18-16-14-12-10

-8-6-4-20

Valores de resistividad (Ohm.m)

2004006008001000120014001600180020002200240026002800300032003400360038004000

Tram

o re

sist

ivo

Tramo de resistividad mediaTramo más conductor

PERFIL SÍSMICO (REFRACCIÓN)

(TOMORAFÍA DE PRIMERAS LLEGADAS)

Para la adquisición del perfil sísmico se utilizó una línea sísmica de 24 canales y geófonos verticales de 40 Hz

Sismógrafo Stratavisor (Geometrics) Línea sísmica de 24 canalesMartillo sísmico de 8 kg

Caja con geófonos verticales

Cable starterBatería 12 V

La sísmica ha estado condicionada por el “ruido ambiental” urbano

Geófonos e implantación

Sísmógrafo

Algunas imágenes……..

1. Traspaso del fichero de datos del equipo al PC

2. Procesado de los datos:- Lectura de las primeras llegadas ( tiempos experimentales)

- Definición del modelo inicial de velocidades a partir de las gráficas (X,T)

-Trazado de rayos y comparación de los tiempos calculados con los experimentales

-Calculo del modelo final de velocidades

3. Interpretación del perfil

Iteraciones

PROCEDIMIENTO PARA EL TRATMIENTO DE DATOS

Los demás registros presentaban un poco de ruido de fondo, en particularpara las trazas lejanas donde la energía era menor

Registro muy ruidoso que se eliminó

Para realizar el picado de las primeras llegadas los tiros deben presentarse con la máxima nitidez

V1= 590 m/s

V2= 1450 m/s

V3= 2980 m/s

Ejemplo de lecturas de los tiempos de primeras llegadas

Una vez se han leído los tiempos de primeras llegadas, se construyen las gráficas espaciio-tiempo (domocronas) y se fijan los puntos de inflexión

para construir el modelo inicial de velocidades V(X,Z)

Se inicia el proceso iterativo (Problema Inverso) :

1) Se calcula un modelo inicial de velocidades (clásico, o grad.) y se trazan los rayos de acuerdo con la configuración geométrica que hemos utilizado.

2) La trayectoria de cada rayo supone un tiempo de trayecto, el cual se compara con su homólogo experimental.

3) El proceso termina hasta que los tiempos obtenidos mediante el trazado de rayos del campo de velocidades V(X,Z) ajusten lo más posible a los tiempos experimentales

Número de rayos (cobertura)

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

-20

-10

0

0510152025303540455055606570

DATOS DEL MODELO FINAL

COMPARACIÓN ENTRE TIEMPOS TEÓRICOS Y

EXPERIMENTALES

MODELO FINAL

VP (m/s)

A igualdad de otros factores la velocidad aumenta con el grado

de compactación de los materiales

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

-10 -6 -2 2 6 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 82 86 90 94 98 102

-25

-20

-15

-10

-5

0

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

Información previa:

Geológica Terraza fluvial sobre un mioceno de limos y arcillas

RMP Valor del campo magnético terrestre en la zona

1 SEV

Un primer nivel con un contenido en agua bajo 2 % y una permeabilidad de 0,54 m/dia

Un segundo nivel (a 11 m) del 4% en contenido en agua y una permeabilidad de 0.05 m/dia

INTERPRETACIÓN CONJUNTA

PE

PS

11.8 m

3.3 m

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

-10 -6 -2 2 6 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62 66 70 74 78 82 86 90 94 98 102

-25

-20

-15

-10

-5

0

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000

3200

3400

3600

3800

4000

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 104 108

-20

-15

-10

-5

0

INTERPRETACIÓN CONJUNTA

Resistividades reales (Ohm.m)

Vp(m/s)

¿Antrópico/bolos/ ?

Material más compacto y saturado Vp >1500 m/s

A igualdad litológica un aumento lineal de la velocidad significa un aumento de la compactación

velocidad del agua 1500 m/s

Material poco compacto

SEV Gravas

Tramo con velocidades uniformes compatibles con gravas

Mioceno

Mioceno

¿Está girado el PE?

Hemos terminado las prácticas de geofísica de superficie

Gracias