La prospección sísmica hoy en día resulta indispensable en cualquier proyecto de ingeniería para el análisis de los efectos de sitio y la evaluación del riesgo sísmico. En Chile se utiliza la medición del promedio de velocidades de onda de corte en los 30 m superficiales (Vs30) para la clasificación sísmica de los suelos, según la norma NCh433, NCh2745, NCh2369, DS N°61, Manual de carreteras, Vol 3. Los métodos basados en la dispersión de ondas de superficie (MOS) permiten determinar el parámetro Vs30, estos se basan en determinar los tiempos de recorridos de las ondas superficiales (Tipo Rayleight), desde una fuente sísmica hasta una serie de sensores o geófonos. Estos métodos entregan, para cada sector prospectado, una estimación del perfil de velocidades de ondas de corte versus la profundidad.

Este tipo de técnicas geofísicas permiten determinar la velocidad de propagación de la onda en el medio entre los sensores, mediante la medición del tiempo y la distancia del recorrido. La velocidad está controlada por las propiedades físicas de cada material y se correlacionan a diversas propiedades mecánicas propias de cada uno.

Por otro lado los métodos pasivos se basan en la medición de vibraciones ambientales, que se conocen como microtemblores (generadas por la actividad humana) y microsismos (generados por fuentes naturales), por lo que no requieren una fuente generadora de impulso, dos de estos métodos son los llamados SPAC (Autocorrelaciones espaciales) y F-K 2D ( Frecuencia- Número de ondas) donde se calculan los perfiles de velocidad de ondas de corte usando las vibraciones naturales del suelo.

En zonas de alto ruido ambiental es recomendable complementar la medición con un arreglo bidimensional simétrico (figura 1), ya que estos disminuyen los errores generados por la dirección de propagación de las ondas sísmicas.  Para los arreglos bidimensionales se utiliza el método F-k 2D y SPAC, que consiste en la medición de microtremores utilizando un arreglo de sensores, esto permite la determinación de las características dispersivas de un sitio sin considerar las direcciones de propagación de las ondas, obteniendo el perfil de velocidad de onda de corte (Vs). También los arreglos circulares permiten registrar ondas de frecuencia baja con lo cual se pueden obtener perfiles de la velocidad de onda de corte (Vs) a grandes profundidades. Además, es posible detectar estratos relativamente blandos que subyacen a los estratos más rígidos, lo que no es posible con otros métodos convencionales de exploración geofísica.

Algunas aplicaciones de estas técnicas son:

• Detección del sustrato rocoso y de su estado mecánico, grado de compactación, etc.
• Caracterizar geotécnicamente los suelos.
• Determinar módulo de deformabilidad de los materiales (en conjunto con método de refracción sísmica con medición de Vp)
• Caracterizar sísmicamente el suelo.
• Determinación de parámetro Vs30.
• Determinación de la profundidad al basamento.
• Evaluación del riesgo sísmico.
• Determinar espesores de depósitos sedimentarios o suelos antropogénicos..

Figura 1: Ejemplo de arreglo bidimensional circular y lineal de geófonos.

(imagen extraída de manual de aplicación de técnicas geofísicas basada en ondas de superficie para determinación del parámetro Vs30, Instituto de la construcción, 2015).