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Técnicas Geofísicas Aplicadas a Medio Ambiente y análisis espacial en 3D de la distribución de datos
- Alfonso Muñoz Martín - Loreto Antón López - Jose Luis Granja Bruña -(Pilar Llanes Estrada)
1.- Introducción a las Técnicas Geofísicas 2.- Ejemplos de aplicación de TG y principales aplicaciones - Vertederos RSU - Plumas de contaminación - NAPLS 4.- ¿Hacia donde debemos ir?
Engineering Geophysics
Enviromental Geophysics
Investiga las alteraciones potenciales o consumadas, en el subsuelo, como consecuencia de la actividad humana.
Exploration
Geophysics
Localización, estimación de reservas y caracterización de minerales y materiales energéticos.
Recursos hidrogeológicos
Características del subsuelo que afectan a las obras de ingeniería
Geofísica Aplicada
Prospección
Geofísica
La parte de la Geofísica especializada en el estudio del subsuelo, en la zona con interés socio-económico
Shallow Geophysics /
Near Surface Geophysics
Es la Ciencia que estudia la tierra, utilizando la determinación de parámetros físicos
Características de los métodos Geofísicos
• Métodos no destructivos
• Extensivos
• Gran capacidad de penetración
•Aportan información sobre propiedades de los materiales “in situ”
•Posibilidad de monitorización (T)
PROBLEMA DE LA AMBIGÜEDAD O PROBLEMA INVERSO
•No existe correspondencia biunívoca entre causas y efectos
•Una causa genera un efecto
•Un efecto puede deberse a múltiples causas
Este efecto disminuye si se cuenta con:
• Información geológica
• Aplicación de varios métodos geofísicos de forma simultánea
• Ensayos mecánicos
εμ
c V
rr
La existencia de contrastes de ε produce reflexión del pulso de radar.
La profundidad de penetración depende de:
μ
ε
ζ
2δ
Métodos EM de Desplazamiento: GEORADAR (GPR) (f entre 10 MHz y 3 GHz)
ANTENA 3D-RADAR
• Array de 29 antenas separadas 7,5 cm
• De una sola pasada se obtiene un modelo de
aproximadamente 2,1 m de ancho
• Barrido de frecuencias entre 100 MHz y 3 GHz
•Medias CMP para determinar directamente la velocidad del
pulso de geo-radar
MODELO 3D
DEL TERRENO
Vertederos de RSU cerrados o clausurados: •Geometría de la masa de vertido •Localización de cuerpos extraños •Ausencia o identificación de heterogeneidades (Karst, fracturas) •Posición del Nivel freático •Localización y cubicación de niveles geológicos. •Localización de substrato impermeable. Control de suelos contaminados. •Detección y Dinámica de plumas de lixiviados. •Localización de substrato impermeable. •Porosidad/permeabilidad del medio.
ALGUNOS EJEMPLOS DE APLICACIONES DE TÉCNICAS GEOFÍSICAS:
Co
ntr
ol d
e m
orfo
log
ía y
relle
no
CARACTERIZACIÓN DE LOS RELLENOS:
Homogeneidad Rellenos anómalos
IDENTIFICACIÓN DEL CONTACTO RELLENO-ROCA:
Profundidad Variaciones
CARACTERIZACIÓN DEL SUSTRATO:
Roca compacta Roca alterada Fracturas
ESTIMACIÓN DE VOLUMEN DE RELLENOS:
Espesores Volúmenes
-16
-15
-14
-13
-12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000
Concentration (mg/kg)
Dep
th (m
) Total lead
-16
-15
-14
-13
-12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
pH
Dep
th (
m)
pH water
pH KCl
-16
-15
-14
-13
-12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 2 4 6 8 10 12 14E.C.
Dep
ht
(m)
E.C.
pH Pb
C.E.
Caracte
riz
ació
n d
el s
ustr
ato
-Integración de datos 4D: - Superficie - Sondeos - Propiedades geofísicas - Datos de laboratorio
- Cuantificación: leyes de relación entre parámetros físicos y el resto de variables (litologías, composiciones químicas, porosidades, parámetros físicos de laboratorio,…)
NECESIDADES - Datos de Laboratorio (químicos, físicos, …) - Calibración en pozos (testificación geofísica) - Suficiente resolución y penetración
Distribución 3D de propiedades Dimensiones adecuadas Resolución suficiente Variación temporal
4.- ¿Hacia donde debemos ir?