LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
Valparaíso, Chile
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Tomografía Sísmica de Refracción/Reflexión en Valparaíso

Bajamos el cable sísmico con 24 geófonos verticales de 4.5 Hz y el martillo de 8 kg suena seco contra el plato metálico en la base del cerro Barón. La primera llegada de la onda P tarda 23 milisegundos en alcanzar el geófono más lejano. Acá en Valparaíso las condiciones no son fáciles. El basamento de roca granítica está cubierto por depósitos de ladera, rellenos antrópicos y escombros del terremoto de 1906. No se puede asumir un perfil homogéneo. La tomografía sísmica nos da la imagen real del subsuelo sin perforar, algo clave cuando el acceso es restringido. Combinamos tendido lineal con geometría roll-along para cubrir quebradas largas sin perder resolución. Cuando el perfil necesita datito de resistencia, lo amarramos con un ensayo CPT para correlacionar velocidades con punta y fuste, o con MASW para obtener el perfil Vs30 que exige la norma NCh433 en zonificación sísmica.

En los cerros de Valparaíso la roca puede saltar de 4 a 18 metros de profundidad en menos de una cuadra; la tomografía sísmica con inversión de gradiente captura esos cambios bruscos que la refracción por capas planas simplemente no ve.

Procedimiento y alcance

El error más repetido que vemos en la zona es asumir que la roca está a poca profundidad porque aflora en el cerro vecino. Valparaíso está cortado por fallas con saltos de decenas de metros; la roca puede estar a 4 m en una esquina y a 18 m en la manzana de al lado. Si el cálculo de fundación se hace con refracción por capas planas y no con tomografía de gradiente, el error en la profundidad del rechazo puede superar el 30%. Por eso trabajamos con inversión tomográfica de primeras llegadas usando trazado curvo de rayos, no el método de interceptos que asume capas horizontales. El mallado de celdas lo ajustamos fino en los primeros 15 metros donde van las zapatas o pilotes. Para obras mayores en el plan de Valparaíso, donde hay paleocanales tapados por relleno, la reflexión de alta resolución nos permite mapear el contacto sedimento-roca con errores menores a un metro. En laderas con riesgo de remoción en masa, la tomografía se vuelve insumo directo para el modelo de estabilidad de taludes, porque la velocidad de onda P en el macizo fracturado correlaciona con el RMR del macizo rocoso.
Tomografía Sísmica de Refracción/Reflexión en Valparaíso

Consideraciones locales

En Valparaíso muchas veces vemos que el plano de arquitectura dibuja una excavación de dos niveles de subterráneo sobre lo que el plano geológico marca como 'roca granítica', pero cuando llegamos con el equipo el geófono registra velocidades de 800 m/s hasta los 12 metros. Eso no es roca, es maicillo denso o coluvión cementado. Si la constructora ya compró el martillo hidráulico para la excavación, el costo extra por metro cúbico se dispara. El otro escenario delicado son los rellenos no controlados sobre paleocanales en el plan. La tomografía sísmica de refracción distingue el relleno suelto del suelo natural por el contraste de velocidad, y la reflexión mapea la geometría del canal enterrado. Sin ese dato, una losa de fundación diseñada para suelo homogéneo termina con asentamientos diferenciales en menos de dos años. En laderas con pendientes sobre 25 grados, la velocidad de onda P por debajo de 1200 m/s en los primeros metros enciende todas las alarmas: puede ser indicador de material propenso a deslizamiento bajo carga sísmica. La NCh433 y la NCh2369 exigen clasificación sísmica del suelo; la tomografía es la herramienta que nos permite cumplir sin perforar cada lote.

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Normativa técnica vigente

Se aplican las normas NCh 3328, NCh433.Of1996 Mod.2009, NCh2369.Of2003, NCh1508.Of2014 y FHWA-NHI-05-037.

Servicios técnicos asociados

01

Tomografía de refracción para fundaciones

Perfilamos el subsuelo en lotes con topografía compleja para ubicar el rechazo de fundación. La inversión tomográfica entrega un modelo 2D de velocidad de onda P que permite identificar contactos litológicos, zonas fracturadas y espesor real del coluvión. Informe con perfiles interpretados y recomendación de cota de sello.

02

Reflexión sísmica de alta resolución

Mapeamos paleocanales, interfases profundas y geometría del basamento rocoso bajo rellenos potentes en el plan de Valparaíso. Apilamiento CMP con corrección NMO y migración. Entregamos sección sísmica interpretada con profundidades en metros.

Parámetros típicos

ParámetroValor típico
Número de geófonos24 (ampliable a 48)
Frecuencia de geófonos4.5 Hz verticales
Fuente sísmicaMartillo de 8 kg / caída de peso acelerada
Intervalo de muestreo0.125 ms
Longitud de registro1024 ms por traza
Profundidad de investigaciónHasta 40-50 m con tendido de 115 m
Método de inversiónTrazado curvo de rayos (gradiente)
Norma de referenciaNCh 3328

Consultas frecuentes

¿Funciona la tomografía sísmica en los cerros de Valparaíso con tanto desnivel?

Sí, trabajamos con corrección topográfica en la inversión. Levantamos la cota de cada geófono con GPS diferencial y el modelo de velocidad incorpora el relieve real del terreno. En pendientes de hasta 35 grados los resultados son confiables. Solo en laderas con escalones verticales de más de 2 metros hay que ajustar la geometría del tendido.

¿Cuánto cuesta un perfil de tomografía sísmica en Valparaíso?
¿Qué diferencia hay entre la refracción convencional y la tomografía sísmica?

La refracción convencional asume capas plano-paralelas y calcula espesores por interceptos. La tomografía sísmica divide el subsuelo en celdas y aplica inversión iterativa con trazado curvo de rayos, lo que permite modelar variaciones laterales de velocidad, lentes, fracturas y contactos inclinados. En la geología compleja de Valparaíso, con fallas y rellenos irregulares, la tomografía reduce el error en profundidad de roca de más del 30% a menos del 10%.

Ubicación y área de servicio

Atendemos proyectos en Valparaíso y alrededores.

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