Refracción sísmica

La refracción sísmica es un principio geofísico regido por la Ley de refracción de Snell. El método de refracción sísmica utiliza la refracción de ondas sísmicas por capas de roca o suelo para caracterizar las condiciones geológicas y la estructura geológica del subsuelo.

La refracción sísmica se explota en ingeniería geológica, ingeniería geotécnica y geofísica de exploración. Los recorridos de refracción sísmica (líneas sísmicas) se realizan utilizando una serie de sismógrafos o geófonos y una fuente de energía.

Los métodos dependen del hecho de que las ondas sísmicas tienen diferentes velocidades en diferentes tipos de suelo o roca. Las ondas se refractan cuando cruzan la frontera entre diferentes tipos (o condiciones) de suelo o roca. Los métodos permiten determinar los tipos generales de suelo y la profundidad aproximada de los límites de los estratos o del lecho de roca.

Refracción de la onda P

La refracción de la onda P evalúa la onda de compresión generada por la fuente sísmica ubicada a una distancia conocida del conjunto. La onda se genera golpeando verticalmente una placa de impacto con un mazo, disparando una escopeta sísmica al suelo o detonando una carga explosiva en el suelo. Dado que la onda de compresión es la más rápida de las ondas sísmicas, a veces se la denomina onda primaria y, por lo general, es más fácilmente identificable dentro del registro sísmico en comparación con otras ondas sísmicas.

Refracción de la onda S

La refracción de la onda S evalúa la onda de corte generada por la fuente sísmica ubicada a una distancia conocida del conjunto. La onda se genera golpeando horizontalmente un objeto en la superficie del suelo para inducir la onda cortante. Dado que la onda de corte es la segunda onda más rápida, a veces se la denomina onda secundaria. En comparación con la onda de compresión, la onda de corte tiene aproximadamente la mitad (pero puede variar significativamente de esta estimación) de la velocidad dependiendo del medio.

Dos capas horizontales

i_c0 - ángulo crítico
V₀ - velocidad de la primera capa
V₁ - velocidad de la segunda capa
h₀ - espesor de la primera capa
T0₁ - interceptar

${\displaystyle i_{c_{0}=asin\left({V_{0} \over V_{1}\right)}$

${\displaystyle T={2h_{0}cos (i_{c_{0}) \over V_{0}+{ X \over V_{1}=T0_{1}+{X \over V_{1}}}$

${\displaystyle h_{0}={T0_{1}V_{0} \over 2cos(i_{c}}}$

${\displaystyle h_{0}={X_{cross_{1} \over 2}{\sqrt {V_{1}-V_{0} \over V.$

Varias capas horizontales

${\displaystyle h_{n}={V_{n} \over cos(i_{n}\left({T0_{n+1} \over 2}-\sum ¿Qué? {{1 \over ¿Qué?$

Métodos de inversión

• El método Recíproco General
• El método Plus minus
• Modelado de inversión de refracciones (tomografía de refracción)
• Simulación Monte Carlo
• algoritmos genéticos

Aplicaciones

La refracción sísmica se ha aplicado con éxito a la caracterización de relaves mediante inversiones tomográficas del tiempo de viaje de las ondas P y S.