¿Cómo validar el contenido de un archivo segd de sísmica a través de simulaciones matemáticas?

Hoy en día es común durante la adquisición de los datos sísmicos que cuando los solicitamos nos envíen un archivo segd, pero también nos enfrentamos a un gran problema, la incertidumbre de poder determinar si dichos datos están ajustados a no a la realidad o tienen algún sentido lógico en su estructura, para ello recurrimos a aplicar diferentes métodos o modelo matemáticos que nos permiten justamente poder determinar de manera ágil si efectivamente son ciertos nuestros datos o no.

Para ello explicaremos algunos de los métodos usados durante esta operación:

MÉTODO DE NAKAMURA O MÉTODO H/V

Este método fue propuesto por Nakamura en 1989 y relaciona los espectros de Fourier horizontales y verticales (H/V) del registro de ondas. Genera resultados de frecuencia fundamental y amplificación relativa y utiliza un sensor de tres componentes que registra señales E-W, N-S y vertical (Yauri, 2006).

Este método se desarrolló según tres hipótesis que definen que el ruido es generado por la reflexión y refracción de ondas de corte al interior de capas superficiales y por ondas de superficie; que las fuentes superficiales de ruido no afectan el ruido ambiental en la estructura no consolidada y que las capas blandas no amplifican la componente vertical del ruido ambiental.

Nakamura (1989) y Theodulidis et al. (1996) demostraron que el espectro de V
equivalentes a la base de la estructura.

Así la respuesta sísmica del sitio se define como el cociente espectral entre los componentes horizontales y verticales del ruido superficial.

Respuesta Sísmica= Hs * Vb / Hb * Vs

Donde:   H= Espectro de los componentes horizontales
V= Espectro de los componentes verticales
s= Ruido superficial
b= Basamento

Esto nos  da el siguiente gráfico:

Acá podemos ver el comportamiento del dato en la señal

ESPESOR DE SEDIMENTOS BLANDOS

Existen varias fórmulas empíricas que permiten calcular el espesor de los sedimentos que están sobre el basamento rocoso. Estas fórmulas se han desarrollado a partir del período fundamental de vibración del suelo, considerando en algún caso la velocidad de los estratos, y establecen una relación directamente proporcional entre el período fundamental y el espesor de sedimentos. Según Arlandi (2005) el problema de estimar el espesor de la capa superficial de terreno alterado, o lo que es igual a la determinación de la profundidad a la que se ubica el terreno sano, es uno de los más comunes en la práctica geotécnica. Su determinación es muy importante en casos de estudio de estabilidad de taludes y riesgo geológico, en estudios de  cimentaciones y para determinación del tipo de excavación que debe llevarse a cabo en una obra  de construcción, entre otros.

La relación de Rocabado (2000 en su trabajo de grado en la Universidad Central de Venezuela, explica cómo a partir de datos de período fundamental a lo largo de la ciudad de Caracas, logra establecer una relación entre período fundamental y espesor de sedimentos.  Los datos fueron obtenidos con la técnica de Nakamura, a lo largo de toda la ciudad, centrándose en las zonas de mayor espesor de sedimentos (Altamira y San Bernardino). A partir de estos resultados y su correspondiente asociación a espesores, determinados previamente con estudios sísmicos, se estimó una relación lineal entre espesor y período. En la Figura 2.5 observamos la relación entre profundidad y período fundamental para la ciudad de Caracas. Para su estimación se utilizaron 331 sitios de medición (Rocabado, 2000).

La relación obtenida por Rocabado (2000), es la única que se ha realizado en Venezuela, y se ha adoptado en múltiples estudios de microzonificación del país. Define el período T en segundos y el espesor h en metros:
                 

T= 0,00054h & 0,2014

Podemos observar como es el comportamiento de los tiempos de respuesta en segundo desde que se efectúa el disparo hasta que llega al sedimento o base.

Luego para determinar las pruebas de penetración Standard bajo diferentes modelos matemáticos, utilizamos:

Vs= Penetración Standard

Modelo de Campos:

Vs= 98.808* (Nro. de trazas del archivo segd) elevado a 0.3892

Modelo de COVENIN:
Vs=48.22*(Nro. de trazas  elevado a 0.5274)

Modelo de Imai & Yoshimura:
Vs=89.8*(Nro. de trazas elevado a 0.341)

Modelo de NEHRP:
Vs= 37.86*(Nro.de trazas elevado a 0.5757)

¿Que nos permite al aplicar todos estos modelos? Pues tener certeza (reducir la incertidumbre) de que los valores que estoy recibiendo en el archivo segd proveniente de las operaciones de los disparos en campo, son reales y validados, pues al poder visualizar dichos modelos en gráficos vemos un comportamiento similar bajo diferentes modelos, unos mas cerca entre si que otros.


Ing. Victor M. Campos C.
PhD. Ccs. de la computación
+58412.1883127
email: camposvg1968@gmail.com