Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006 Servicios de Hidrogeologa General, Termalismo y Modelo Regional del Acufero Guaran Ref.: Licitacin SBCC/01/04 1/1018.1 Proyecto para la Proteccin Ambiental y Desarrollo Sostenible del Sistema Acufero Guaran Tcnicas geofsicas terrestres aplicables al estudio del SAG y gua bsica de datos regionales Empresas Participantes:Hidroambiente S.A., Hidrocontrol S.A., Hidroestructuras S.A., Seinco S.R.L., Tahal Consulting Engineers Ltd. HIDROESTRUCTURAS S.A TAHAL Israel Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 2 de 202 Equipo del Proyecto Responsables Nacionales Por ArgentinaFabin Lpez Por Brasil Joo Bosco Senra Por ParaguayAlfredo Molinas Por UruguayVctor Rossi Coordinadores Nacionales: Argentina Miguel ngel Giraut Mara Josefa Fioritti (Co-coordinadora) Mara Santi (Co-coordinadora) BrasilJulio Thadeu Kettelhut ParaguayElena Bentez Uruguay Alejandro Arcelus Representantes OEA: Jorge Rucks Pablo Gonzlez Representantes Banco Mundial: Abel Meja Douglas Olson Samuel Taffesse Karin Kemper Secretara General: Secretario GeneralLuiz Amore Coordinador TcnicoJorge Santa Cruz Coordinador Tcnico Daniel Garca Segredo Coordinador de ComunicacinRoberto Montes Asistente tcnico Griselda Castagnino Asistente tcnico Alberto Manganelli Administracin Luis Reoln Auxiliar AdministrativaAlejandra Griotti InformticaGabriel Menini Secretaria BilingeMaringel Valds Facilitadores proyectos piloto: Concordia SaltoEnrique Massa Segui Rivera SantanaAchylles Bassedas ItapaAlicia Eisenklbl Ribeiro PretoHeraldo Campos Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 3 de 202 LaejecucindelProyectoparalaProteccinAmbientalyDesarrolloSostenible delSistemaAcuferoGuaranesposiblegraciasalacuerdodecooperacinalcanzado entre los gobiernos de Argentina, Brasil, Paraguay y Uruguay, el aporte financiero del Global Environment Facility (GEF) y otros donantes, la cooperacin tcnica y financiera del Banco Mundial que es la agencia implementadora de los Fondos GEF y la Secretara GeneraldelaOrganizacindeEstadosAmericanos(SG/OEA)ensucondicinde agencia ejecutora regional. El contrato Servicios de Hidrogeologa General, Termalismo y Modelo Regional delAcuferoGuaran-Ref.:LicitacinSBCC/01/041/1018.1fuerealizadoenel marcodelProyectoAcuferoGuarandentrodelaComponente1,destinadaala expansinyconsolidacindelabasedeconocimientocientficoytcnicoexistente acerca del Sistema Acufero Guaran. Las Empresas Participantes son: ConsorcioGuaran:TahalConsultingEngineersLtd.,SeincoS.R.L., Hidroestructuras S.A., Hidrocontrol S.A., Hidroambiente S.A Direccin: Patria 566 Tel-fax: (598-2)710.51.33. Coordinador Tcnico: Ing. Jorge de los Santos, M. Sc. Las resultados, interpretaciones, conclusiones, denominaciones y opiniones vertidasenesteinformeylaformaenqueaparecensonresponsabilidad exclusivadelautorynoimplicanjuicioalgunosobrelascondiciones jurdicasdelospases,territorios,ciudadesozonas,odeactividades diversas, ni respecto de la delimitacin de sus fronteras o lmites, por parte de los pases beneficiarios, ni de la Secretara General de laOEA (SG/OEA), ni de la Secretara General del Proyecto (SG-SAG). Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 4 de 202 Servicios de Hidrogeologa General, Termalismo y Modelo Regional del Acufero Guaran Ref.: Licitacin SBCC/01/04 1/1018.1 RESUMEN EJECUTIVO En esta parte del documento se presenta una compilacin de trabajos geofsicos de carcter regional que podran ser de utilidad en la zona que comprende al Sistema del Acufero Guaran (SAG). Los datos en la forma que se presentan estn disponibles al pblico, principalmente va internet, aunque no siempre los reportes con los detalles delosestudios.Lasreferenciasexistentesdeestudiosgeofsicossonescasasy frecuentementedifcilesderastrear.Porotrolado,lacoberturadelosestudiosvara notablementeentrelospasesparticipantesporloquealgunasregionesdelSAG carecencompletamentedestetipodegeoinformacin.Brasileselpasquecuenta conuninventariomayordeinformacinaeromagntica.ArgentinayUruguayposeen unacoberturadedatosgravimtricosdelatotalidaddesusrespectivosterritorios mientrasqueParaguaytienecubiertoparcialmenteconambostiposdedatossu territorio, mayormente el sector oriental. En otra parte del presente documento se describen aspectos tericos y prcticos delosmtodosgeofsicosquepuedenserdemayorutilidadparalaexploracindel SAGadiferentesescalas:laRegionalylalocalopiloto.Lageofsicaaplicadaa problemasdeescalaregionalseenfocaprincipalmentealaevaluacindeloslmites estructuralesdelacuenca,continuidadlateralyverticaldelSAGascomola distribucin espacial de formaciones geolgicas relacionadas, tal como los derrames de basaltos que sobreyacen al SAG. Entre los mtodos que son tiles para ste propsito estnelgravimtricolamagnetometraareaylossondeoselectromagnticosde fuentenatural(AMT+MT).LarefraccinssmicaylosSondeosElctricosVerticales (SEVs),ascomootrosmtodostalescomoelGeoradaryalgunosotrosmtodos electromagnticos(TDEM,EM34,etc.)sonmsrecomendablesparalasolucinde problemashidrolgicosaescalalocal.Sinembargo,encircunstanciasapropiadaslos SEVspodran aplicarse a estudios regionales y en caso de contar con un presupuesto adecuadolarefraccin(oreflexin)ssmicapuedeproporcionarinformacina profundidades del SAG de gran utilidad para constreir la secuencia estratigrfica de la cuenca.Noobstante,tambinesciertoquetantolagravimetracomola magnetometra terrestre son frecuentemente tiles a escala local para discernir rasgos estructuralesascomolossondeosAMTpuedensermuyefectivosparaestudios superficiales detallados. En la parte final de este documento y con base en la informacin disponible, se adelantanalgunaspropuestasparaelestudiodelSAGenlazonasuroccidentaldela SubreginOperativaSur(SOS)endondesedesconocenloslmitesyespesordela cuenca. Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 5 de 202 INDICE 1.MTODOS GEOFSICOS APLICABLES AL SAG................................................. 8 1.1.INTRODUCCIN........................................................................... 8 1.2.ANTECEDENTES ......................................................................... 10 1.3.GENERALIDADES PRCTICAS ...................................................... 11 1.4.MTODOS ELCTRICOS DE CORRIENTE DIRECTA (DC) ................... 19 Introduccin..................................................................................... 19 Principios bsicos .............................................................................. 21 Flujo de corriente en un medio homogneo .......................................... 26 Configuracin de Electrodos y Factores Geomtricos.............................. 28 Medio con resistividad variable............................................................ 34 Mtodos de campo ............................................................................ 35 Sondeos elctricos verticales (VES) ..................................................... 36 Calicatas o CST................................................................................. 38 Problemas comunes........................................................................... 39 Mtodos de interpretacin .................................................................. 43 1.5.SONDEOSMAGNETOTELRICO(MT)YAUDIO-MAGNETOTELRICO (AMT) ....................................................................................... 50 Antecedentes.................................................................................... 50 Conceptos bsicos............................................................................. 50 Las seales ...................................................................................... 51 Efecto de la conductividad del subsuelo en H........................................ 52 Dimensionalidad del medio................................................................. 56 Pseudo-secciones de fase................................................................... 58 Anlisis de Distorsin......................................................................... 59 Equipamiento ................................................................................... 66 Procedimiento de Campo.................................................................... 67 Procesamientos de datos.................................................................... 68 Interpretacin................................................................................... 73 Inversin 1D y 2D de datos MT ........................................................... 73 1.6.REFRACCIN SSMICA................................................................ 75 Introduccin..................................................................................... 75 Ondas ssmicas ................................................................................. 77 Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 6 de 202 Tipos de ondas ssmicas..................................................................... 78 Geometra de trayectoria de rayos en un medio estratificado.................. 86 Prdida de energa ssmica ................................................................. 94 Fuentes de energa ssmica................................................................. 98 Deteccin y registro de ondas ssmicas .............................................. 100 Principios de prospeccin con refraccin ssmica.................................. 102 Arreglo de campo para levantamientos terrestres................................ 104 Geometra de trayectoria de rayos refractados.................................... 105 Caso de dos capas........................................................................... 105 Caso de tres capas .......................................................................... 108 Caso multicapas.............................................................................. 110 El caso de capas inclinadas............................................................... 110 Caso de una discontinuidad de escaln .............................................. 113 Interfases irregulares (no planares)................................................... 115 Mtodos de interpretacin ................................................................ 115 Capas fantasmas............................................................................. 116 El mtodo mas-menos de Hagedoorn .............................................. 118 Mtodo de reciprocidad generalizada (GRM) ....................................... 122 Problema de capa oculta .................................................................. 125 1.7.GRAVIMETRA.......................................................................... 127 Fundamentos del mtodo................................................................. 127 Levantamientos gravmetros............................................................. 135 1.8.MAGNETOMETRA..................................................................... 142 Fundamentos tericos...................................................................... 142 Variaciones del campo magntico terrestre......................................... 144 Propiedades magnticas de las rocas ................................................. 145 Deformacin del campo bajo la influencia de un cuerpo anmalo........... 145 Ejecucin del trabajo de campo......................................................... 149 Toma de mediciones........................................................................ 150 Correcciones y filtrado de anomalas.................................................. 151 Interpretacin................................................................................. 152 2.BASES DE DATOS REGIONALES ............................................................... 159 2.1.Bases de Datos Gravimtrica y Magntica.................................... 159 2.2.GRAVIMETRA Y MAGNETOMETRA SATELITAL ............................. 166 Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 7 de 202 2.3.Otras Bases de Datos................................................................ 167 3.REFERENCIAS........................................................................................ 171 4.ANEXOS................................................................................................ 179 Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 8 de 202 1.MTODOS GEOFSICOS APLICABLES AL SAG 1.1.INTRODUCCIN Enstecaptulosepresentanlosconceptosterico-prcticoseinterpretacin geofsicabsicadelosmtodosconvencionalesmsaplicadosalaexploraciny evaluacindeaguasubterrnea.Elmaterialquesepresentaaqusebasaenvarias fuentes,entrelasquedestacan:Olmo-AlarcnyLpez-Geta(2000),Meyerde Stadelhofen(1991),Telfordetal.(1990),Milson(2003)yReynolds(2005)entre otros. Laaplicacindelosmtodosgeofsicosalestudiodelossistemasacuferoses relativamentereciente.Suutilizacinhasidotradicionalmenteenfocadaala exploracindeyacimientosdeinterseconmico,talescomorecursospetrolerosy mineralesprincipalmente.Estalvezporstaraznquegeneralmentesecotizana precios altos en el mercado de servicios, lo que a su vez ha limitado su uso de manera importante en la exploracin de los recursos acuferos del subsuelo. Sin embargo, esta tendenciaseestrevirtiendo,entreotrascosasdebidoaqueelaguasubterrnease ha convertido en muchos casos, en un recurso de intersnacional. Probablemente,la raznfundamentaldetrsdeellosedebaaqueenungrannmerodecuencas sedimentariasentodosloscontinentes,losnivelesdelosacuferoshadescendidoen algunoscasosdramticamente,locualhapropiciadolautilizacindemtodos geofsicosconelfindeevaluarnuevosrecursos.Sinembargo,apesardequelos organismos administradores del recurso del agua subterrnea han reconocido cada vez mslautilidaddelosestudiosgeofsicosaplicadosalconocimientodelossistemas acuferos,laimportanciaqueseleconcedeenproyectosdegestinintegralde cuencas(cadavezmscomunes)esanmarginalporloquefrecuentementelos recursos econmicos destinados a sta disciplina son limitados. Existeunagranvariedaddemtodosgeofsicosparaelreconocimiento hidrogeolgico del subsuelo a partir de la medicin de alguna de las propiedades fsicas delmismo.Larpidaevolucintcnicayabaratamientodelosinstrumentosde medicin, as como ladisponibilidad deprogramas de interpretacin de acceso libreo debajo costo hacen mucho ms asequiblelaherramientageofsica a loshidrlogos y gelogos,queresultaenunampliocampodeposibilidadesparalasolucinde problemas relacionados al agua subterrnea. El desarrollo de los mtodos geofsicos de exploracin se encuentra bien documentado en mltiples publicaciones, principalmente en idioma ingls. Estos se basan en la observacin de propiedades y magnitudes fsicas querespondenaprincipiosfsicosbienestablecidos,reproducibles,observablesy cuantificables.Engeneral,sonlosvaloresanmalosmedidoslosqueproporcionan informacintilacercade variaciones o cambiosenlas propiedadesdel subsuelo;las tcnicas geofsicas no miden directamente la profundidad del agua en el subsuelo sino propiedades fsicas relacionadas con el medio geolgico que la contiene. Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 9 de 202 Entre las tcnicas geofsicas utilizadas existen las que aplican un campo artificial paraexcitarelsubsuelo(elctrico,electromagntico,ssmico,etc.)yaquellasquese basanenlaobservacindeperturbacionesdecamposnaturales(gravimtrico, magntico, etc.). Los sondeos elctricos verticales siguen siendo el mtodo ms usado paraelreconocimientohidrogeolgico,locualseexplicaporsusimplicidad,costo accesibledelainstrumentacinybienestablecidosmtodosdeinterpretacin.Sin embargo,estnlimitadosaserutilizadosenzonasdetopografasuaveyenla exploracindeacuferossomeros.Lostendidosdedipolosdealgunascentenasde metrosenzonasdetopografaaccidentadainvalidanlasuposicinfundamentalde capashorizontalesenquesebasalainterpretacindelmtodoademsdeque arreglosmayoresavariascentenasdemetrosresultanserpocoprcticosy econmicamente menos viables que otras tcnicas geofsicas. Algunos de los mtodos electromagnticostalescomoelmtododecampoartificialTDEM(Timedomine electromagnetics)peroprincipalmenteelmtododecamponaturalAMT(Audio-magneto-tellurics),cubrenunespectrodeprofundidadesmayorquelosSEVcon costossemejantesperoconmenorcomplicacinlogsticaalavezquesonmenos dependientesdesuperficiesplanasparaeldesplantedeunsitio.Existenotras variantesdemtodoselectromagnticos,talescomolosmtodosVLF(Verylow frequency),Slingram,GPR(Groundpenetrationradar)entreotros,queson particularmentetilesparaexplorarvariacioneslateralesenelsubsuelo,talescomo zonasdefracturaconpotencialhidrolgico.Estossinembargoselimitana profundidades de unas cuantas decenas de metros. En particular, el mtodo VLF utiliza elcampoEMdeemisionesderadiofrecuenciasdeusomilitardevariospasesenel orbe, que particularmente en Amrica del Sur tiene una cobertura limitada por lo que sta tcnica no es del todo aplicable en la regin. Porotrolado,losestudiosderefraccinssmicahansidoutilizadospara estudiar la profundidad de la tabla de agua en el subsuelo. Los tiempos de recorrido de lassealesdetiempoestudiadassondeunaspocasdecenasdemilisegundospues solamentelosprimerosarribos,uondasP,sonanalizadasconestatcnica. Idealmente,lasinterfacesestudiadasconestemtododebenserrelativamente someras,aproximadamenteplanasyconinclinacionesmenoresa15.Sinembargo, estemtodotienelalimitantedenoproporcionarbuenosresultadosenzonasde velocidadesinvertidas,esdecirenzonasenlasqueelestratosuperiortienemayor velocidad de propagacin de las ondas ssmicas que la que le subyace. Este es el caso delacuencahidrolgicadelSAGqueestcubiertaporderramesdebasaltooestn porencimadelsistemaacuferoenampliaszonasdelamisma.Encontrastelos estudios de reflexin ssmica pueden ser considerados los ms efectivos para el estudio delSAG,sinembargo,ademsdequeserequieredemuchomstiempode procesamiento de los datos comparado con la refraccin ssmica, requieren tambin de grandesbrigadasdetrabajadoresyequipovoluminosoycaroparalaadquisicin,lo cualloshacehastaahoramuycostososparaserutilizadosenproyectosdecarcter hidrolgico. Elmtodogravimtricoesconsideradocomounmtodolento,costosoypoco productivo, esto probablemente porque ha sido poco aplicado a la exploracin de agua subterrnea.Esciertoquecreadoyutilizadooriginalmenteporlosgeodetistas,la gravimetraclsicatalycomoexisteenlostratadosqueseencuentranenlas Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 10 de 202 bibliotecas,contienelimitacionesycomplicacionescapacesdedesanimaralos potenciales usuarios. Sin embargo, existe una gran cantidad de problemas hidrolgicos quepuedenserestudiadosdemanerasimpleyefectivacongravimetra.Elmtodo magnticoporotrolado,notieneunpapelpreponderanteenlaexploracindeagua subterrnea,aunqueenciertosambientesgeolgicospuedeproporcionarinformacin muytilparalaevaluacindelosrecursoshidrolgicosdelsubsuelo.Porejemplo, permiteubicarelbasamentocristalinoimpermeabledebajodelossedimentos saturadosolocalizarfallasodiquesquepuedanserrelevantesentrminos hidrolgicos. 1.2.ANTECEDENTES Losmtodosgeofsicosaplicadosalahidrogeologapuedensertilesenlos siguientesaspectos(Casas,2005):a)Delimitacindezonasfavorablesparala ocurrenciayexplotacindelaguasubterrnea,b)Definicindelageometradelos acuferos,esdecir,determinacindelatopografadeltechoydelabasedela formacinacufera,ascomodesuextensinlateral,c)Controldelacalidaddelas aguassubterrneasapartirdelalocalizacindellmiteentreaguasdediferente composicin qumica o como consecuencia de cierto tipo de contaminacin (industrial, agrcola,mezclaenacuferoscosteros,etc.),obienconanomaladetemperatura,d) Estimacindelosparmetroshidrulicosapartirdecorrelacionesconparmetros fsicosadquiridosensuperficie(p.e.densidad,conductividadelctrica,velocidadde ondas),ye)Proteccindeacuferosapartirdelaubicacinespacialensuperficiede zonas propicias para la infiltracin de lixiviados. En el Anexo 1 se muestra un resumen de los mtodos geofsicos convencionales y su aplicacin a problemas relacionados con elagua.Debidoaladiversidadgeolgicaenlaquepuedenexistirsistemasacuferos noesposibletipificarlosdeunamaneracomprehensiva.Porestaraznesnecesario simplificarlostiposdeaplicacionesylosmtodosgeofsicosmsempleadosa problemas geohidrolgicos. Paravalorarlaaplicabilidaddeunmtodogeofsicoaunproblema hidrogeolgicodebedeserigualmenterelevantetomarencuentasusventajastanto comosuslimitacionesdebidoaquedichomtodopuedenosereladecuadoal problema fsicoque sepretenda estudiar. Porejemplo,limitacionesenlaprofundidad deinvestigacin,lasdimensionesverticalesuhorizontalesdelosobjetivosobienla resolucinqueesposiblealcanzar.Estelmitetambinpuedeserimpuestoporel entornodelareginendondeserequierarealizarlaprospeccin,debidoaque algunosmtodossonmssensiblesqueotrosaalruidoonotienensuficiente resolucinbajociertascondicionesgeolgicas.Otraslimitaciones,aunquestasde carcter operacional, pueden estar relacionadas sencillamente a una forma inadecuada de procedimiento (p.e.densidad de estaciones inadecuada, falta de controlgeolgico, datos mal georeferenciados, etc.) La determinacin de parmetros hidrogeolgicos con mtodos geofsicos es por ahora una aplicacin restringida, no obstante existen algunos ensayos en lugares muy Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 11 de 202 calibrados, en donde por combinacin de varios mtodos de superficie geoelctricos y ssmicosesposibleobtenerinformacindelaporosidad(Fechneretal.,1996; Komatina,1997;LouisyKarasthatis,1992;Monnetetal.,1998),yconayudade trazadores conductores, de la direccin de flujo horizontal, siendo an incipiente el uso delaResonanciaMagnticaparaevaluacionesdeporosidad-permeabilidady contenido en agua (Legchenko et al., 1996; Legchenko et al., 1998). A partir de la consulta en revistas especializadas de Geofsica en los ltimos 22 aosquerecogentrabajosrealizadosprcticamenteentodoelmundo,seencuentra (Plata, 2005) que de los estudios geofsicos enfocados al estudio del agua subterrnea, en55%deloscasosseutilizanmtodoselctricos (DCyAC),losmtodosssmicos hansidoempleadosencercadel20%deloscasosconunaligeramayorproporcin delmtododereflexin;otrosmtodoscomoeldePolarizacinInducida(PI),radar terrestre (GPR) o magnetotelrico (MT) han sido utilizados en 10 % de los casos y los mtodospotenciales(gravimetraymagnetometra)ocupanalgomsdel10%,con mayorempleodelagravimetra,quedandoalrededordel5%paralosmtodos restantes. 1.3.GENERALIDADES PRCTICAS Seleccindelinstrumentogeofsico.-Lainstrumentacingeofsicavara ampliamenteentamaoycomplejidadaunquetodaesutilizadaconelmismo propsito:larealizacindemedicionesensitiostemporales,algunasvecesen condicioneshostiles.Entrelascaractersticasdeseablesenlosinstrumentosde exploracinsepuedemencionarquedebendeconsumirpocaenerga,debenser portables,resistentes,confiablesysimples.Estaspropiedadesdebensertomadasen consideracinsiexistierandiferentesinstrumentosquepuedenserutilizadospara realizar el trabajo que se pretende realizar. Especficamente, las siguientes cualidades debendeserconsideradascuandoserequieraseleccionarelequipomsadecuado para los trabajos de campo: Servicio:1)Sedebetenerencuentasilosmanualesdelinstrumentocubren todoslosaspectosnecesariosparasuoperacinysiestosestnexplicados adecuadamente.Frecuentementelosmanualessonpreparadosportcnicosen electrnicaquetienenpocoonadadeexperienciaen cuestionesprcticasdecampo. 2) Es importante considerar si una falla menor del instrumento puede ser reparada en elcampo(p.e.elcambiodeunfusibleobatera).3)Enelcasodeunareparacin mayor,unaspectocrucialessiexistenrepresentantesdelacompaaenelpasde usoosielinstrumentorequiereserenviadoalexteriorconelconsecuenteretrasoy prdidadetiempo.Algunosfabricantesparecenusarasusclientesparaevaluarsus prototipos. Fuentedeenerga:Sielinstrumentoutilizabaterassecassedebeteneren cuentasistaspuedenserencontradasfcilmenteosisonimposiblesdeconseguir Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 12 de 202 excepto en grandes ciudades. Si utiliza bateras recargables de qu tamao son y qu tanpesadasestn.Enamboscasos,paracuantotrabajodurarlacargaenlas condicionesdetemperaturaqueseesperanenlazonadetrabajo.Lacargadelas bateras se reduce en climas fros y la reduccin puede ser dramtica si su funcin es mantener al instrumento a una temperatura constate. Visualizacindelosdatos:Sedebetenerencuentasilapantallade visualizacin del instrumento es claramente legible en cualquier circunstancia. Algunos instrumentos requerirn que se cuente con una linterna para poder ver la informacin en la pantalla en condiciones de luz escasa y en otros ser casi invisible en condiciones desolintenso.Porotrolado,laspantallasgrandesqueseutilizanparamonitorear trazas o perfiles continuamente pueden agotar rpidamente las bateras. Automatizacin:Elcontrolporcomputadorahasidointroducidoatodoslos instrumentosgeofsicosqueactualmenteseproducen,aunquealgunosmodelos anteriores,menossofisticados,sontodavadeusocomn.Casihandesaparecidolos switchesyhansidosustituidosporunpanelnumricoatravsdelcualsedan instruccionesalinstrumentoparaprogramarlamedicin.Estohareducidolos problemasconlospicosdevoltaje(ospikes)relacionadosconlosinterruptores(o switches)quefrecuentementedaanlainstrumentacin,sinembargo,debidoaque lasinstruccionesproporcionadasvaelpanelnumriconoestnsiemprealavistase correelriesgodeutilizarrepetidamentevaloresequivocados.Algunosinstrumentos permiten almacenar y editar posterior a la medicin los datos que estn en error para recalcularlosnuevosvalorescorregidos.Algunasveces,laautomatizacinsellevaa complicacionesinnecesariasatravsdemensanidadoshaciendolasalgunas operacionessimplesenredosasytardadas.Algunosinstrumentosnopermitenla realizacindemedicionessinoseproporcionaelnmerodelneaodeestaciny algunos incluso solicitan la distancia a la prxima estacin o lnea. Larevolucindelacomputadorahaproducidounavancerealenlageofsica, perocomosecomenta,tienesusinconvenientes.Entrelosprincipalesestquela facilidaddealmacenarlosdatosdemaneradigitalhadesalentadolaadquisicinde notas de las condiciones de campo cuando stas no caen dentro de las opciones que el programadecapturadelinstrumentosolicita(porejemplosielsueloestono hmedo, si existe una lnea de alta tensin en las cercanas, etc.). Manejo de cables.- Casi todo el trabajo geofsico involucra cables, que pueden ser cortos para conectar el instrumento a sensores o bateras, o muy largos como en el casodeprospeccinelctrica.Sobretodorespectoaestosltimos,laeficienciaenel manejodecablesesunanecesidadabsoluta.Loscableslargossiempretiendena enredarse,muyfrecuentementedebidoaintentosbienintencionadosdehacerlazos igualados con la mano y el codo (de un mismo brazo). Esto produce un atado de lazos en forma de 8 que puede ser muy cmodo para transportarlo o almacenarlo pero que requieredeunexpertoparadesenredarlodenuevoenelcampo.Porotroladouna madejadecableaparentementedesordenadasobreelsuelopuedeserrelativamente fcil de manejar. La regla bsica es que el cable debe de desenrollarse de la madeja en Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 13 de 202 direccin opuesta, es decir, la ltima parte del cable de la madeja es la primera que se tienequejalar.Cualquierintentodejalarelcabledelfondodelamadejaterminar invariablemente en un lo. Lasmadejasdecablesepuedenacomodarytransportarencajasabiertas. Idealmente, para transportar cables largos de un lugar a otro deben ser enrollados en carretesconmaniveladiseadosparaesepropsitoespecfico.Inclusoaspueden ocurrirproblemaspuessielcablesejalaparaenredarsedesdesuextremolibreel carretenosedetendrunavezquesehayaterminadodeenredaryuncarretecon cablegirandolibrementeescomounamquinadecoserconelhilosintensar.Un carretecargadoenlaespaldadebedecontarconunfrenoeficienteydebeser reversible de tal modo que pueda ser tambin cargado en el pecho y poder enrollar el cableenestaposicin.Algunoscarretesquesevendenconinstrumentosgeofsicos combinaninefectividadyprecioexorbitanteporloquelasversionescaserasson muchasvecesunamejoropcin.Laslneasdecablestendidasparalostrabajos geofsicos ejercen una influencia casi hipntica en el ganado. Por sta razn es esencial mantenercontinuavigilancia,nosoloporqueeltrabajodecampopuedeser interrumpidosinoporquelosanimalespuedenpereceralingerirlooalrecibiruna descarga elctrica. Kitdeherramientas.-Independientementedeltipoespecficodetrabajo geofsico que se valla a realizar, se requiere de un conjunto de herramientas mnimas que pueden ser de gran utilidad. El kit de herramienta debe de incluir lo siguiente: Pinzas de punta Pinzas de electricista Juego de desarmadores planos Desarmador de cruz Llaves Allen Navaja y/o cutter Limpiador de contactos elctricos Soldadora de estao, estao y pasta para soldar Multmetro Lmpara de bateras Cinta adhesiva de aislar Goma epxica Silicn Repuestos de conectores y alambre Trapos de cocina y toallas de papel Bolsas de plstico y rollo de papel plstico de envoltura Datosgeofsicos.-Algunasmedicionesgeofsicassonverdaderamentedatos puntualesmientrasqueotrosseobtienenutilizandofuentesqueestnseparadasde losdetectoresosensores.Enlospuntosendondelaslecturasseobtienenentre puntos de medicin en vez de sobre los puntos de medicin, la ubicacin de los datos estar alterada. En estos casos siempre son importantes las notas de campo debido a Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 14 de 202 queposteriormenterequerirnserreubicados.Sieltransmisor,receptory/o electrodossedesplieganalolargodelneasrectasytodoelsistemapuedeser invertido sin cambiar la lectura, el punto de medicin se considera el punto medio del arreglo.Sinembargo,cuandoelsistemaesasimtricoserequierehacernotasde campopuesenestascondicionesseincrementalaprobabilidaddeerrorenel posicionamiento. Estas observaciones son particularmente vlidas cuando se registra la posicin de fuentes y detectores en levantamientos de exploracin ssmica. Numeracin de estaciones.- La numeracinde estaciones debe procurar ser lgicayconsistente.Cuandosecolectandatosalolargodeperfiles,lanumeracin debedefinirlaposicindelasestacionesenrelacinalatraversa.Porejemplo,los puntos de medicinintermedios entre las estaciones 3 y 4 con nombres de estaciones 3, 3 y 3 son poco prcticos pues puede crear problemas tipogrficos. En cambio, sisedefinecomo325Ealaestacinubicadaalamitadentrelasestaciones300Ey 350Equeseencuentranseparadasporunadistanciade50metros,laposicindela primeraserfcildeubicarysinambigedad.Puedetenerventajasdefinirelorigen de una malla de datos de tal manera que se eviten estaciones al S o al W, en particular cuando se tiene un equipo que no acepte signos negativos. Las estaciones dispersas sobre una superficie se enumeran secuencialmente. Su posicinsepuederegistrarubicndolasenmapasofotografasareas.Laestimacin de las coordenadas a partir de mapas puede ser deseable pero es fcil cometer errores quepuedenconllevaralaprdidadetiempo.Enlaactualidadesmsfrecuentela obtencin de las coordenadas de cada una de las estaciones a partir de receptores GPS (GlobalPositioningSatellitesoGeo-PosicionadoresSatelitales),sinembargo,para prospecciones muydetalladaspuedeser necesariala utilizacinde GPSsdiferenciales (dosreceptores).Enelcasodequeunestudiogeofsicoseestllevandoacabopor msdeunabrigadalanumeracindeestacionespuedefcilmenteduplicarse.Por esta razn todas las hojas de campo y notas deben incluir el nombre de quien realice la medicin; lapersona que procesalos datosdebe saber a quien recurrir en casode que exista confusin en este sentido. Registro de resultados.- Los resultados geofsicos son principalmente de tipo numrico y deben ser respaldados incluso ms cuidadosamente que las observaciones cualitativas de geologa de campo. Las palabras, aunque algunas veces difciles de leer puedeneventualmenteserdescifradas,perounconjuntodenmerospuedeser completamenteilegibleyloqueespeorpuedellegaraleerseequivocadamente.La necesidad de un cuidado extra en el manejo de datos tiene que ser reconciliado con el hechodequelosoperadoresgeofsicosduranteeltrabajodecampoestnmsde prisaquelosgelogosdebidoaquesutrabajoinvolucrainstrumentosqueestn sujetosaderiva,queconsumenenergadelasbaterasagranvelocidadyque frecuentemente estn contratados por da y no por destajo. Losnmerospuedenserporsupuesto,nosolomalledossinotambinmal escritosdebidoalascircunstanciasbajolascualeslosdatossonregistradosenel campo,quepuedensermuyvariadasperoraravezsoncondicionesideales.Las Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 15 de 202 mediciones geofsicas se realizan en el campo frecuentemente en condiciones extremas defro,odecalor,odehumedad,odeviento,etc.porloque,bajoestas particularidadessepuedenborrardatoscorrectosyreemplazarlosporotros incorrectos en momentos de confusin y dislexia temporal. Por esta razn los datos de las hojas de campo no debenser borrados nunca sino que las correcciones deben ser hechastachandolosvaloresincorrectospreservandosulegibilidadyescribiendolos nuevosvaloresauncostado.Algunasvecespuedeserrecuperadainformacinan cuandolacorreccinhayasidoequivocada.Sisequiereminimizarloserroresse precisa establecer rutinas estrictas de reportes diarios estandarizados. La doble lectura en cada estacin y su registro reduce la incidencia de errores de medicin. Laprdidadedatosgeofsicostiendeaserdefinitiva.Algunasdelas observacionescualitativasenunalibretadegeologadecampopuedenllegaraser recordadas y vueltas a registrar, sin embargo un conjunto de nmeros o secuencias de los mismos es normalmente ms difcil hacerlo. Por ello es recomendable que se hagan copias tanto de las hojas de registro de campo como de los archivos de datos cada fin dejornadaymantenerensitiosseparadosdichosrespaldos.Normalmente,los registrosdigitalesdelosinstrumentosnoestnadecuadamenteadaptadospara guardarinformacinnonumricaporloqueesunaobligacindelosoperadores geofsicos anotar y comentar acerca de la multitud de efectos topogrficos, geolgicos, culturales,ofactoresclimticosquepuedenafectar lasmedicionesgeofsicas.Siesto nosellevaacabosecorreelriesgodequelosdatosadquiridospuedanser interpretadosincorrectamente.Enalgunoslugarespuedeserconvenienteesbozarun mapadeladistribucindeestacionesy/olneasdemedicin,sobretodocuandolas distancias de stas a los rasgos ambientales (caminos, rboles, etc.) pueda afectar las mediciones.Adicionalmente,losoperadoresdecampotienenlaresponsabilidadde pasarasuscolegas(gelogosygeofsicos)informacindeintersdesitiosquesolo elloshayanvisitado,ascomocolectarmuestrasderocasquepuedanserdeutilidad para asistir en la interpretacin de los datos. Exactitud,sensibilidadyprecisin.-Sedebereconocerladiferenciaentre exactitudysensibilidad.Porejemplo,ungravmetroestndaressensibleacambios delcampogravitacionaldeunacentsimademiliGalperoelnivelequivalentede exactitudsoloseobtienesilasmedicionesserealizancuidadosamenteyseaplican correctamentelascorreccionesporderivainstrumentalypormarea.Porlotantola exactitud est limitada,pero no determinada, por la sensibilidad del instrumento. Por otrolado,laprecisinestrelacionadasolamenteconlapresentacinnumricadel resultado, es decir, con el nmero de decimales utilizados y debe siempre estar acorde conlaexactitud.Estosetraduceenquenoesnecesarioescribirunresultadocon precisindetresdecimalescuandolaexactituddelamedicinesdesolodos decimales.Nosolamenteesunaprdidadetiempoescribirresultadosconuna precisin superflua sino que nos puede llevar a conclusiones equivocadas que implican unagranexactitud.Algunasveces,lasmedicionesgeofsicaspuedenserhechascon unaexactitudmayoralarequeridaporelproblemaqueseestudia.Sinembargo, siempredebedebuscarselamayorexactitudposibleenlasmedicionespues eventualmentefuturosavancespuedenpermitirquelosdatosseananalizadosms eficientemente. Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 16 de 202 Derivainstrumental.-Usualmente,uninstrumentogeofsiconoregistrael mismoresultadosisemiderepetidamenteenunmismositio.Estosepuededebera cambiosenelcampodefondoperotambinpuedeseracausadecambiosenel propioinstrumento,locualseconocecomoderiva.Lacorreccinporderivaes esencialmentelaprimeraetapadelanlisisdedatosyfrecuentementesebasaenla repeticindelecturasenunaestacinbase.Laderivainstrumentalserelaciona frecuentementealatemperaturayespocoprobablequetengauncomportamiento lineal entre dos lecturas tomadas una en la maana y otra en la tarde. Por esta razn es conveniente que para corregir por deriva se realicen repeticiones ms frecuentes en lasestacionesbase,preferentementedemenosdeunahora.Lascorreccionespor derivadeberserrealizarmientraslabrigadademedicinseencuentretodavaenel campo,detalformaquesepuedanrepetirmedicionesencasodequelosdatos corregidosparezcan cuestionables.Loscambios enel campode fondo algunas veces son tratados como si fueran deriva instrumental, pero en la mayor parte de los casos lasvariacionespuedensermonitoreadasdirectamente(comoenelcasodela magnetometra) o calculadas (como en el caso de la gravimetra). Cuando existe esta alternativaespreferiblequeseautilizadadebidoaquepuedeserpasadaporaltoel funcionamiento defectuoso de un instrumento. Seal y ruido.- Para el geofsico, la seal es el objeto de un trabajo de campo yelruidoescualquierotracosaquesemideperoqueseconsideraquenocontiene informacin til. Algunas veces lo que se considera seal para unos puede ser el ruido paraotros.Porejemplo,elefectomagnticodeunatuberaenterradaseconsidera unafuentederuidocuandoserequiereinterpretarunconjuntodedatosmagnticos entrminosgeolgicos,peropuedeserdeungranvalorparauncontratista constructor. Gran parte del trabajo de prcticas de campo se hace con la intencin de mejorar la relacin seal-ruido. En muchos casos, como en el caso de levantamientos magnticos,lasvariacionesenelcampodefondosonfuentederuido,porloqueel primero tiene que ser monitoreado constantemente. Anomalas.-Soloenmuyrarasocasiones,unasolamedicingeofsicapuede ser significativa. Normalmente se requieren lecturas en muchas estaciones, entre otros parapoderdeterminarlosvaloresdefondo,antesdepoderiniciarelprocesode interpretacin.Lainterpretacinsueleconcentrarseenelanlisisdeanomalas,es decirenlapartedelosdatosquedifieredeunvalorconstanteodeuncampode fondo que vara suavemente.Las anomalas geofsicas pueden tomar muchas formas. Porejemplo,undepsitomasivodesulfurostieneunadensidadalta,esmagnticoy elctricamente conductivo, por lo tanto si se miden perfiles gravimtrico, magntico y elctrico(oEM)sobreellugarseobservarnanomalasgeofsicasconrespectoalos valoresdecampodefondo,llamadotambincamporegional.Elcamporegional tambinvaraypuedeserconsideradocomoanmaloadiferentesescalas.La separacindeloscamposdefondo(oregionales)delasanomalasgeofsicas(o residuales)esunapartemuyimportantedelprocesamientogeofsicodelosdatos, tanto que incluso en el campo puede ser necesario estimar el regional para evaluar la amplituddelasanomalaslocales.Frecuentemente,laestimacinderegionalesalo largodeperfilesmedidossuelesermsconfiablequelosobtenidosusandola computadoradebidoaqueesprcticamenteimposibleescribirunprogramaque remueva un campo regional sin la influencia de los valores anmalos. Sin embargo, los Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 17 de 202 programasdecmputosonesencialescuandoserequieresepararelcamporegional deunconjuntodedatosdistribuidossobreunasuperficieenvezdealolargodeun perfil. La existencia de una anomala indica una diferencia entre el mundo real y algn modelosimple.Enprospeccingravimtricaporejemplo,lostrminosanomalade AireLibre,anomaladeBougueryanomalaIsosttica,sonusadosparadenotar cantidadesquerepresentandiferenciasdemodelosgeneralesdelatierra.Sin embargo,estasllamadasanomalassonalgunasveces casiconstantesdentrodeuna determinada rea de estudio, por lo que esa zona es en realidad no-anmala. Por ello yparaevitarconfusinesmsadecuadoreferirseporejemploalagravedadde Bouguer que a la anomala de Bouguer. Longitudesdeondayanchosmedios.-Lasanomalasgeofsicasalolargo deperfilescomnmenteseasemejanaondastemporales,aunqueenrealidadvaran enespacioynoentiempo.Cuandoselesdescriben,seutilizanfrecuentementelos trminosfrecuencia(delaanomala)ycontenidodefrecuencia(deunmapapor ejemplo),aunqueeltrminoestrictamentecorrecto(aunquemenosusado)sea nmerodeonda,quesedefinecomoelnmerocompletodeondasporunidadde distancia.Eltrminolongituddeondapuedeserutilizadocorrectamenteenuna cantidad que vara espacialmente, pero es imprecisa para anomalas geofsicas debido a que una anomala que se describe como de una longitud de onda debera en principio podersertransformadapormediodeanlisisdeFourierenunnmerode componentesdediferenteslongitudesdeonda.Apesardeellosesuelereferirenla literatura geofsica a la longitud de onda de una anomala. Otroparmetrorelacionadoconlascaractersticasdelasanomalasseconoce comoanchomedio(ohalf-widtheningls).Esunacantidadquesepuedeestimar relativamentefcilyquesedefinecomoladistanciamedia(horizontal)entrelos puntosaloscualeslaamplituddelaanomalasereducealamitaddesumximo valor.Estoequivaleaproximadamenteauncuartodelalongituddeondadela componente sinusoidal dominante y tiene la ventaja de ser directamente medida de los datosdecampo.Laslongitudesdeondaylosanchosmediosdelasanomalasson importantesporqueserelacionanconlasprofundidadesdelasfuentesquelas producen. En general, mientras mayor es la longitud de onda de la anomala mayor es la profundidad de la fuente. Presentacinderesultados.-Losresultadosdeuntrabajodecampo geofsico a lo largo de lneas (o traversas) se pueden representar en forma de perfiles.Normalmente es posible y deseable graficar los perfiles durante el trabajo de campo, o porlomenoscadanochedurantelacampaapuesrepresentanunmecanismode controldecalidaddelosdatos.LautilizacindeunacomputadoraLaptoppuede reducirengranmedidaeltrabajoinvolucradoenstaactividad,einclusoalgunos instrumentosestnprogramadosparadesplegarlosgrficosdelosdatosentiempo real. Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 18 de 202 Lareferenciaidealdeunperfilgeofsicoconsisteenelperfiltopogrfico coincidentealalneatraversa.Estetipodepresentacinesparticularmentetilpara identificaranomalasdebidasarasgosculturales,debidoaquenormalmentesu correlacin con caminos o lneas elctricas resulta obvia. Si se tienen varios perfiles a lolargodediferentestraversasenelreadeestudiosepuedengraficarusandoeste formato y apilar (stack) en un mapa para tener la perspectiva de la continuidad lateral de las anomalas. Losmapasdecontornosonotraalternativadepresentacindelosdatos,sin embargoparaquerepresenteadecuadamenteladistribucinsuperficialdelas anomalas es necesario tener una buena densidad de estaciones, de otra manera en el proceso de interpolacin se corre el riesgo de generar anomalas puntuales o peor an, anomalasficticias.Sinembargo,partedelainformacinsepuedeperderporque generalmente no es posible escoger un intervalo de contornos que registre de manera fidedignatodoslosrasgosdelosdatosoriginales.Adicionalmente,laslneasde contornossetrazanentrelneasendondenoexistendatos,locualinevitablemente induce a un cierto tipo de ruido. Otrotipodepresentacindedatosgeofsicossonlasllamadaspseudo-secciones, que consisten en mapas de contorno pero no en planta sino en secciones de traversascuyoejehorizontalsiemprecontienelaubicacindelossitiosdemedicin pero cuyo eje vertical no es precisamente la profundidad sino otro parmetro del cual dependelaprofundidaddeinvestigacindelosdatosmedidos.Porejemplo,una pseudo-seccinderesistividadpuedeconsistirenunaseccindecontornosendonde en el eje vertical se grfica la separacin electrdica, la frecuencia, o bien el periodo. Estaciones base.-Las estacionesbase sonimportantes enlevantamientosde gravimetra,magnetometrayenalgunostrabajoselctricosyradiomtricos.Estas pueden ser de tres tipos: 1.- Bases de deriva: Estaciones de repeticin que marcan el inicio y trmino de una secuencia de mediciones que son utilizadas para controlar la deriva instrumental. 2.-Basesdereferencia:Puntosendondeelvalordelcampoquevaaser medido en el rea de trabajo ha sido previamente establecido. 3.- Bases diurnas: Puntos en donde se realizan mediciones repetidas del campo de fondo mientras se llevan a cabo mediciones en el rea de trabajo. Es importante que las ubicaciones de las bases sean adecuadamente descritas y cuando sea posible marcar su posicin permanentemente, de tal forma que se puedan llevar a cabo extensiones, repeticiones o densificacin de la malla de datos en trabajos futurosusandolasmismasbases.Sielestudiolorequiereporsuimportanciao extensin, se deben utilizar testigos de cemento o bronce para indicar la posicin de la (olas)estacinbase.Alternativamente,encualquierreadeestudiopuedenexistir rasgos distintivos de carcter permanente debido a la presencia de rasgos culturales o naturales.Sinembargoladescripcinescritaconayudadeunesquemaconlas coordenadas del sitio es la mejor forma de preservar esta informacin para uso futuro. Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 19 de 202 Lasestatuasomonumentoshistricosoreligiosossonlugaresadecuadospara establecerestacionesbasedelargoplazo,particularmenteparatrabajosde gravimetra. GeoPosicionadores Satelitales (GPS).- A partir de1990los receptores GPS han estado disponibles para ubicarse en el campo. Sin embargo, antes del ao 2000 la exactitud en la posicin era de cientos de metros y en la altitud an peor debido a la degradacinintencionaldelasealpormotivosmilitares.Porello,losinstrumentos erantilessolopara levantamientos muy regionales, para trabajosms detallados se requera necesariamente la utilizacin de GPS diferencial (DGPS), lo cual por otro lado resultabaexcesivoparalamayorpartedeloslevantamientosgeofsicos.Posteriora estafechalareduccinenelerrordeposicionamientoenlosGPSnodiferencialesse redujodramticamenteademsdequelassealesprovenientesdelossatlites tambinfueronmsfcilesdecaptar.LaprecisinactualdelosGPSdemanotanto paralaelevacincomoparalascoordenadasesengeneraldelordendeunmetroo equivalentementepara las coordenadas,del ordende0.00001.Sin embargo,debido afenmenosrelacionadosconlasvariacionesenlaspropiedadesatmosfricasoa efectos de trayectorias mltiple (debidas a reflexiones en edificios, topografa, etc.) la exactitudconlaquesepuedemedirlaposicinpuedereducirsesignificativamente. Los principales efectos atmosfricos ocurren en la ionsfera y dependen de la magnitud y variabilidad de la ionizacin, los cuales son ms severos durante periodos de intensa actividad solar y, particularmente durante tormentas magnticas. Debidoalasvariacionesatmosfricas,lastrescomponentesquesemidenen un GPS de mano varan en un rango de varios metros en un periodo de pocos minutos yvariasdecenasdemetrosenunperiodomayoresdetiempo.Apesardeello,es posibleutilizar un GPSde manoparalevantamientos conseparacin entre estaciones de100metrosomenosdebidoaqueloserroresasociadosacadalecturanoson acumulativoscomolosonotrotipodeerrores.Adicionalmente,enelcasodepuntos de medicin cercanos, los movimientos entre estacin y estacin suelen ser rpidos lo cualenciertamedidaesunaforma,sibienprimitiva,deDGPS.Siserealizan medicionesentreestacionescontiguasenelrangodepocosminutos,elerrorenla determinacindelalascoordenadasserdelordende5metrosomenos.Lamayor parte de los GPS de mano proporcional razonables lecturas de la posicin usando tres satlitesperoserequierenalmenoscuatroparaobtenerunvaloraceptabledela elevacin. 1.4.MTODOS ELCTRICOS DE CORRIENTE DIRECTA (DC) IntroduccinLosestudiosgeofsicosqueinvolucranlainyeccindecorrienteapartirde electrodosubicadosenlasuperficiedelterrenoseconocengeneralmentecomo mtodos de corriente directa o DC, aunque en realidad en la prctica la polaridad de la corrienteseinvierteaintervalosregulares(tpicamentede1a4segundos)para Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 20 de 202 cancelar efectos de polarizacin del medio. Los mtodos elctricos de corriente directa permiten el reconocimiento del subsuelo a partir del estudio de la resistividad elctrica delasformacionesqueloconstituyen.Tantoenlaformadesondeoscomode calicatas,estastcnicassonmuyutilizadasenlaexploracinhidrolgicagraciasala relacinquetienelaresistividadelctricaconlaporosidaddelarocayla mineralizacindelaguayporotraparteconelcontenidodearcillaenlaroca.Sin embargo,lascondicionessiguientessetienenquecumplirparaqueelmtodosea efectivo: 1.-Lasdiversasformacioneslitolgicasdebenestarcaracterizadaspor resistividades netamente diferentes. 2.-Lasdiversasformacioneslitolgicasdebenseraproximadamente horizontales (V1.En estascondiciones,elmaterialdelainterfaseestsujetoaunatensindeoscilacin por el pasode la ondarefractada,locual genera un patrnde ondasquese mueven hacialasuperficie(Figura37),conocidocomoondasprincipales(oheadwaves).La orientacindelElngulodelrayoincidenteydelrayoprincipalesigualalngulo crtico. Figura37.-Refraccincriticaenunainterfaseplanaylageneracindeuna onda principal Difraccin.-Siunaondaincidesobreunasuperficiequetieneunborde,tal como un estrato fallado, entonces el frente de onda se curva alrededor del borde y da comoresultadoladifraccindelaonda(Figura38).Lacurvaturadelasondasde difraccinesfuncindelavelocidadydelmedioanfitrin(Figura39).Aunque normalmentelasdifraccionesseconsiderancomoruidoygeneralmenteseintenta filtrarlas a travsdelprocesado delos datos, stas pueden ser degran utilidad como una ayuda en la interpretacin. Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 94 de 202 Figura 38.- Frentes de onda difractados generados a partir de un reflector truncado. El rea sombreada es una zona oscura en donde, de acuerdo a la teora de rayos no se deberaobservarenerga.ElprincipiodeHuygensdegeneracindefrentesdeonda explica porque la seal se observa tambin en la zona oscura. Laraznporlacualocurreladifraccinseexplicaapartirdelprincipiode Huygensdefrentessecundarios,puesenelcasodeunreflectortruncadolaorilla actacomounafuentesecundariadeondasquesepropagandeformaesfricaa partir de ese punto y pueden viajar a zonas en donde, de acuerdo a la teora de rayos, nodeberaobservarseningunaseal,talcomolaszonasdesombramostradasenla Figura 38. En el caso de un refractor aislado, tal como un canto rodado (o algn otro rasgo geolgico), si el punto de tiro se ubica exactamente sobre este rasgo, entonces larespuestaseobservacomounahiprbolasimtricacomoseobservaenlaFigura 39A.Parapropsitosdecomparacin,enlaFigura39Bsemuestraeltiempode recorrido (dos vas) de un par fuente-receptor con incremento de distancia entre ellos, es decir comenzando con ambos en el punto 6, moviendo despus la fuente y receptor a los puntos 5 y 7, 4 y 8, 3 y 9, etc. Mientrasqueunadifraccindeunafuentepuntualenunmedioconvelocidad uniformeessimtrica,unadifraccincausadaporunreflectortruncadoexperimenta un cambio de la fase de 180 a ambos lados del borde de difraccin (Trorey, 1970). Prdida de energa ssmica Laprdidadelaamplituddeunaondassmicaconladistanciaocurredetres formasprincipales:divergenciaesfrica,atenuacinintrnsecaydispersinlascuales seresumenenlaFigura40.Lacantidaddeenergatransmitidatambindisminuye Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 95 de 202 cadavezquesecruzaunlmitedeimpedanciaacsticadebidoaquepartedela energa es reflejada. Figura39.-(A)Geometradelatrayectoriaderayosdifractadosquesurgendeun punto situado debajo de un punto de tiro. (B) Seccin de tiempo correspondiente para ilustrar la forma y simetra de la difraccin comparada con la hiprbola de reflexin Divergenciaesfricaodispersingeomtrica.-Laenergadelasondas ssmicas se propaga radialmente de la fuente y su amplitud disminuye con el aumento de la distancia. La energa total (E) generada en el instante del tiro se expande sobre una cscara esfrica con de radio (r) que se incrementa con el tiempo. Laenergaseexpandesobrelasuperficiedelaesferadetalmodoquela densidadde energa,esdecir,laenergapor unidadde reaes E/4r2. Cierto tiempo masadelante,cuandolacscaratieneunradioR,ladensidaddeenergaesE/4R2 (Figura41).ComoR>rlaenergaesmenorenstepunto,ydehechodisminuye como en una proporcin igual a 1/ r2. Por lo tanto, la amplitud que es proporcional a la raz cuadrada de la energa, vara en proporcin de 1/r. Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 96 de 202 Figura 40.- Fenmenos que causan la degradacin de las ondas ssmicas. Figura 41.- La disminucin progresiva de la energa por unidad de rea causada por la propagacin esfrica de una fuente de energa E. Atenuacin intrnseca.- Adems de la divergencia esfrica, la energa elstica esabsorbidaporelmediodebidaalatransferenciaencalorporlafriccindel movimientodepartculasindividualesalpasodelasondasssmicas,entreotros mecanismos. El proceso exacto por el cual se atenan las ondas ssmicas no se acaba de comprender en su totalidad. Sin embargo, se sabe que la absorcin de la energa (o atenuacinintrnseca)decreceexponencialmenteconladistanciarecorrida.La Consorcio Guaran. Montevideo. Setiembre, 2006Pgina 97 de 202 atenuacin tambin vara con el tipo de material en el que se propagan las ondas y se caracterizaporelcoeficientedeatenuacin.Sisecombinanladivergenciaesfrica (1/r)ylaabsorcin(exp-r),lareduccinenlaamplitudconladistanciaestdado por la expresin ( ) { }000expr Ar rA r = (59) en donde A y A0 son las amplitudes a las distancias r y r0 a partir de la fuente, es el coeficientedeatenuacinelcualserelacionaconlavelocidaddelasondasssmicas (V) y su frecuencia (f) a travs de / f QV = (60) 12 Q = (61) endonde Qeselfactordecalidady eslalongituddeonda. Qhasidoutilizadoen estudiossismolgicosdetectnicadeplacas(Jacobs,1992)yparticularmente alrededordearcosdeisla.Elcoeficientedeatenuacinesundiagnosticofsicode diferentestiposderoca.Porello,ltimamentesehapuestomuchaatencinen mtodosparadeterminarQdirectamentededatosssmicos,particularmenteen levantamientosssmicossomeros.Elcoeficientedeatenuacinesunamedidade prdida de energa por unidad de distancia y 2/Q es la prdida fraccional por longitud deonda.Delaecuacin60sepuedeobservarqueelcoeficientedeatenuacin aumentaconelincrementodelafrecuenciaporloquelasondasdebajafrecuencia sern atenuadas ms lentamente que las ondas de alta frecuencia. Dispersin.-Ladispersindelaenergaincidenteseevidenciacomouna atenuacin aparente que toma lugar a partir de la reflexin, refraccin y difraccin de lasondasssmicas.Existentresnivelesdedispersinquepuedenserdescritosen trminosdelproductodelnumerodeonda(k=2f/V)ylaescaladeheterogeneidad (). Cuandoka