MÉTODO DE MEDICIÓN DE MICROTREPIDACION EN ARREGLOS

MULTICANAL (MAM)El método MAM ó Análisis de Microtrepidaciones en Arreglo Multicanal, consiste en monitorear vibraciones ambientales es decir utiliza como fuente el ruido ambiental, en arreglos predeterminados y mediante el análisis de dispersión de éstas determinar el perfil de velocidades de ondas S. Las bases teóricas del método son las mismas que los Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW). La diferencia del método (MASW) puede llegar a la máxima próxima profundidad de investigación, que suele ser de 20 a 30 m. La cantidad de energía necesaria de la fuente activa para ganar un poco más de ondas de bajas frecuencias, para incrementar la profundidad de investigación, a menudo se incrementa en varios órdenes de magnitud, lo que hace que los esfuerzos con una fuente activa sea poco práctica y antieconómica. Sin embargo las microtrepidaciones, que suelen ser de baja frecuencia (1-30 Hz), con longitudes de ondas que van desde unos cuantos kilómetros (fuentes naturales), a unas pocas decenas o cientos de metros (fuentes artificiales) permiten obtener perfiles de la velocidad de onda de corte (Vs) . La combinación de los métodos MASW y MAM, permiten obtener perfiles de ondas S hasta profundidades promedio de 60 a 100 m. de penetración. Un método de onda de superficie pasiva, llamado Medición de Microtrepidaciones en Arreglos Multicanal (MAM), es un método de exploración sísmica en el que las vibraciones ambientales son observadas por multi-receptores y su velocidad de fase es analizada. La Figura 2.20 muestra el diagrama esquemático del método de onda de superficie pasiva utilizando las microtrepidaciones.

El primer investigador en dar mucha atención a las ondas superficiales de alta frecuencia es Aki, quien investigó las microtrepidaciones como ondas superficiales y presentó la teoría de la Autocorrelación Espacial (Aki, 1957). Okada (2003) había desarrollado a gran escala las medidas de arreglos de microtrepidaciones, utilizando microtrepidaciones de periodo largo, y utilizó un pequeño número (por lo general menos de diez) de receptores. Este método fue desarrollado más tarde como método pasivo MASW, que utiliza 12 o más geófonos para aprovechar completamente las ventajas del registro y procesamiento multicanal (Park et al., 2007). Por lo tanto, tiene una mayor resolución en el análisis de la naturaleza modal y las propiedades azimutales de la onda superficial.

Figura 2.20: Esquema mostrando que las ondas superficiales de longitud de onda más corta reflejan la velocidad de la onda de corte (Vs) superficial y las más largas reflejan la velocidad de la onda de corte (Vs) más profunda. El perfil de la onda de corte (Vs) puede calcularse midiendo la velocidad de fase para diferente longitud de onda (frecuencia).

A diferencia de los métodos de onda de superficie activa, la Medición de Microtrepidaciones en Arreglos Multicanal (MAM) no requiere de ninguna fuente, sino que utiliza un arreglo instrumental bidimensional sobre la superficie, tales como arreglos en forma de triángulo, círculo o en cruz (ver Figura 2.21). Dado que las fuentes de las microtrepidaciones se distribuyen al azar en el espacio (azimut y distancia desconocida), las microtrepidaciones no tienen una dirección de propagación específica. Por lo tanto, arreglos de dos dimensiones son necesarios para el cálculo de la velocidad de fase del microtremor y de la medida de arreglos de microtremor.

Teóricamente, arreglos isotrópicos, como un círculo o un triángulo equilátero, son preferibles en el método pasivo MASW. Sin embargo, los arreglos isotrópicos requieren amplio espacio y es difícil obtener tan amplio espacio en la zona urbana. Recientemente, varios estudios teóricos se han hecho sobre la aplicabilidad de los arreglos irregulares (por ejemplo, Yokoi et al., 2006). El uso de arreglos irregulares en forma de L o arreglos lineales nos permite aplicar los métodos pasivos en zonas urbanas (Figura 2.18). Hayashi (2008) llegó a la conclusión que el efecto de la forma del arreglo en el cálculo de la curva de dispersión es insignificante, Hayashi utilizó arreglos en forma de L, en círculo, en triángulo y en línea aplicados en diferentes partes del mundo.

Para realizar el reconocimiento, es igual al dispositivo de Refracción sísmica ó MASW, se instalan los sensores verticales individuales y cables de grabación. La perturbación provocada por las vibraciones ambientales se considera como fuente. Por lo general se recomiendan registros de entre 15 a 30 segundos de duración. La longitud del arreglo total y el espaciamiento depende de la profundidad de investigación, La profundidad típica de investigación para la Medición de Microtrepidaciones en Arreglos Multicanal (MAM) es de hasta 100 m. El método MAM igual que los métodos descritos anteriormente involucra tres pasos principales, Análisis espectral de velocidades, Selección de la Dispersión Fase – Velocidad Rayleigh y modelado de la Velocidades de corte, (Louie, J 2000).

Figura 2.22: (a) Registro sísmico de las ondas superficiales del ensayo MAM y su respectiva (b) curva de dispersión, así como el (c) perfil sísmico de Vs que se obtiene de la inversión de la curva de dispersión.