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.

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, uno de estos es el método ReMi (Refracción de Microtremores) donde se calculan los perfiles de velocidad de ondas de corte usando las vibraciones naturales del suelo (Figura 1).

La técnica ReMi, es un método pasivo lineal que utiliza el ruido ambiental y las ondas superficiales para generar perfiles de velocidad de onda de corte de profundidades de hasta 100 m, por lo que no requieren una fuente activa generadora de impulso. Este al igual que el método MASW, aprovecha la naturaleza dispersiva de las ondas Rayleigh, lo que permite el registro de diferentes frecuencias en el tren de ondas al viajar a diferentes velocidades. Sin embargo éste método tiene una limitante debido a la interacción entre la geometría del arreglo lineal y a la dirección de propagación de ondas (figura 2a y 2b), lo que puede generar errores de medición que se resumen en errores de lectura y subestimación de velocidades de ondas.

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: Diagrama de velocidad versus frecuencia y curva de dispersión para método pasivo lineal (ReMi). (elaboración propia)

Figura 2:  a)Esquema de propagación de frente de onda plana y perpendicular para arreglo de geófonos lineales (caso favorable). b) Esquema de propagación de frente de onda plana y oblicua para para arreglo de geófonos lineales (caso desfavorable) (imagen extraída de manual de aplicación de técnicas geofísicas basada en ondas de superficie para determinación del parámetro Vs30, Instituto de la construcción, 2015)