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Tomografía sísmica de refracción y reflexión en La Serena

El tendido de geófonos sobre la terraza costera de La Serena marca el inicio del trabajo. Usamos 24 a 48 canales con martillo de 10 kg o caída de peso acelerada según la profundidad objetivo. El principio es simple: registrar el tiempo de viaje de las ondas P y S desde la fuente hasta cada receptor. En La Serena la señal viaja distinto en los sedimentos fluviales del Elqui que en los depósitos marinos consolidados del sector de Avenida del Mar. Eso obliga a ajustar el offset y el intervalo de muestreo en cada perfil. La tomografía sísmica de refracción/reflexión entrega una imagen 2D del subsuelo donde se distinguen contactos litológicos, nivel freático y zonas de baja velocidad que pueden indicar rellenos antrópicos o suelos licuables. Para obra en sectores como Las Compañías, donde la napa está alta, complementamos el perfil sísmico con un ensayo CPT cuando se requiere precisión en la estratigrafía de finos.

La combinación de refracción y reflexión en una sola línea resuelve contactos ciegos que ningún método por separado puede detectar.

Enfoque y alcance del trabajo

Lo que más vemos en La Serena es la alternancia entre arenas limosas y gravas redondeadas del río Elqui. Esa interfase genera un contraste de impedancia acústica que la reflexión capta con claridad, pero la refracción sola puede pasarlo por alto si no hay aumento de velocidad suficiente. Por eso trabajamos con tomografía que combina ambos métodos en una misma línea. El procesamiento incluye ajuste por deriva estática, corrección topográfica y modelado con trazado curvo de rayos. La inversión tomográfica usa algoritmo de diferencias finitas o elementos finitos según la complejidad geométrica del perfil. Los perfiles de Vs30 que obtenemos son directos, sin necesidad de correlaciones indirectas, lo cual es relevante para la clasificación sísmica según NCh433. En zonas con presencia de bloques erráticos —comunes en los abanicos aluviales de la quebrada de Peñuelas— el método sortea la limitación del ensayo SPT, que rebota en gravas gruesas. Ahí la tomografía sísmica de refracción/reflexión es la herramienta que resuelve la incertidumbre.
Tomografía sísmica de refracción y reflexión en La Serena

Particularidades de la zona

El clima semiárido de La Serena, con menos de 130 mm de lluvia al año, engaña. Cuando llegan los eventos de precipitación concentrada entre mayo y agosto, los suelos finos de las terrazas absorben agua y bajan su velocidad de onda S de forma brusca. Un perfil sísmico hecho en temporada seca puede clasificar un suelo como tipo B según NCh433, mientras que el mismo suelo saturado baja a tipo C o peor. El riesgo no está solo en la clasificación, sino en el diseño de la cimentación que se apoya en ese dato. Además, en el borde costero entre La Serena y Coquimbo la interfase entre arena eólica y roca meteorizada produce refracciones críticas que requieren más offset del previsto. Si la línea es corta, el modelo tomográfico no alcanza profundidad suficiente y el basamento rocoso queda fuera del perfil. Para evitar ese error, la longitud de tendido debe ser al menos 4 veces la profundidad objetivo. En zonas con riesgo de licuefacción por sismo, el contraste de Vs en los primeros 10 m es un indicador directo que la tomografía sísmica de refracción/reflexión mide sin ambigüedad.

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Normativa técnica vigente

NCh433.Of1996 Mod.2012 — Diseño sísmico de edificios, clasificación de suelo por Vs30, NCh2369.Of2003 — Diseño sísmico de estructuras e instalaciones industriales, NCh3171.Of2010 — Método de refracción sísmica para prospección geotécnica, NCh1508.Of2014 — Estudios geotécnicos: terminología y clasificación

Otros servicios relacionados

01

Perfil tomográfico para clasificación sísmica de suelo

Línea de 115 m con 24 geófonos y martillo de 10 kg. Obtenemos Vs30, perfil 2D de Vp y Vs, y clasificación según tabla 4.2 de NCh433. Usado en edificación residencial y comercial en los sectores de La Serena Norte y Las Compañías.

02

Tomografía combinada para obra vial y excavaciones

Línea de 230 m con 48 canales y fuente de caída de peso. Modelado hasta 50 m de profundidad con inversión de onda completa. Aplicable en cortes de camino, pasos bajo nivel y zanjas para colectores en los valles transversales de la región.

03

Tendido sísmico de alta resolución para detección de nivel freático

Configuración con intervalo de geófonos reducido a 2 m y offset corto. Detecta el contraste de velocidad asociado a la saturación parcial del suelo. Muy usado en terrenos cercanos al borde costero entre La Serena y Coquimbo donde la napa fluctúa estacionalmente.

Parámetros típicos

ParámetroValor típico
Número de canales24 a 48, ampliable a 72 en líneas largas
Fuente sísmicaMartillo de 10 kg o caída de peso de 200 kg
Intervalo de muestreo0.125 ms a 0.250 ms según profundidad objetivo
Profundidad de investigaciónHasta 50 m en líneas de 115 a 230 m
Parámetro de salidaVs30, Vp, relación de Poisson, perfil 2D
ProcesamientoInversión tomográfica con trazado curvo de rayos
Norma de clasificación sísmicaNCh433 y NCh2369
Plazo de entrega típico5 días hábiles con informe geofísico completo

Preguntas frecuentes

¿Cuánto cuesta un estudio de tomografía sísmica de refracción/reflexión en La Serena?

El rango de precio para un perfil tomográfico en La Serena va de $1.221.000 a $2.357.000, dependiendo de la longitud de línea, número de canales y tipo de fuente sísmica requerida. Incluye procesamiento, inversión tomográfica e informe con perfil 2D firmado por profesional competente.

¿Qué diferencia hay entre la refracción y la reflexión sísmica?

La refracción detecta capas donde la velocidad aumenta con la profundidad y funciona bien para el basamento rocoso. La reflexión capta contrastes de impedancia acústica, incluso cuando la velocidad disminuye, como en una capa blanda bajo otra más rígida. La tomografía sísmica de refracción/reflexión combina ambas en un solo procesamiento, resolviendo contactos que cada método por separado no puede ver.

¿En qué tipo de suelos de La Serena funciona mejor el método?

Funciona muy bien en los depósitos fluviales del río Elqui y en las terrazas costeras con alternancia de arenas y gravas. También resuelve el contacto con la roca meteorizada en los cerros isla como el Cerro Grande. La limitación aparece en suelos muy blandos con atenuación alta de la señal, donde se requiere fuente de mayor energía.

¿Cuánto tiempo toma ejecutar el ensayo y entregar resultados?

El trabajo de campo para un perfil estándar de 115 m se completa en una jornada. El procesamiento con inversión tomográfica y modelado 2D toma entre 3 y 4 días adicionales. El plazo de entrega típico en La Serena es de 5 días hábiles desde la ejecución.

Ubicación y área de servicio

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