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¡¡¡Exploración Sísmica!!!

Es un método Geofísico que permite determinar en profundidad la forma y disposición de las diferentes unidades litológicas o capas de la tierra, mediante la detección de ondas acústicas, producidas por una fuente artificial (martillo, vibro, sismigel, etc.), propagadas a través del subsuelo según la elasticidad de las capas, que se detectan en la superficie tras reflejarse o refractarse usando sensores (geófonos). La finalidad de los programas de exploración sísmica, es la de localizar las rocas porosas que almacenan los Hidrocarburos (Petróleo y Gas). Los programas de Exploración Sísmica pueden ser 2D, 3D, 4D o Satelital.

Onda Sísmica

Las ondas sísmicas son un tipo de onda elástica fuerte en la propagación de perturbaciones temporales del campo de tensiones que generan pequeños movimientos en las placas tectónicas.

Las ondas sísmicas pueden ser generadas por movimientos telúricos naturales, los más grandes de los cuales pueden causar daños en zonas donde hay asentamientos urbanos. Existe toda una rama de la sismología que se encarga del estudio de este tipo de fenómenos físicos. Las ondas sísmicas pueden ser generadas también artificialmente como por ejemplo el uso de explosivos o camiones (vibroseis). La sísmica es la rama de la sismología que estudia estas ondas artificiales por ejemplo la exploración del petróleo.

Tipos de Ondas Sísmicas

Ondas internas y de superficie

Hay dos tipos de ondas sísmicas: las ondas internas (o de cuerpo) y las ondas superficiales. Existen otros modos de propagación de las ondas distintos a los que se describen en este artículo, pero son de importancia relativamente menor para las ondas producidas por la tierra, a pesar de que son importantes en el caso de la astrosismología, especialmente en la heliosismología.

Ondas Internas

Las ondas internas viajan a través del interior. Siguen caminos curvos debido a la variada densidad y composición del interior de la Tierra. Este efecto es similar al de refracción de ondas de luz. Las ondas internas transmiten los temblores preliminares de un terremoto pero poseen poco poder destructivo. Las ondas internas son divididas en dos grupos: ondas primarias (P) y secundarias (S).

Ondas P

Onda P plana longitudinal

Las ondas P (primarias o primae del verbo griego) son ondas longitudinales o compresionales, lo cual significa que el suelo es alternadamente comprimido y dilatado en la dirección de la propagación. Estas ondas generalmente viajan a una velocidad 1.73 veces de las ondas S y pueden viajar a través de cualquier tipo de material líquido o sólido. Velocidades típicas son 1450m/s en el agua y cerca de 5000m/s en el granito.

En un medio isótropo y homogéneo la velocidad de propagación de las ondas P es:

$v_p= \sqrt{ \frac {K+\frac{4}{3}\mu} {\rho}}$

donde K es el módulo de compresibilidad, $\mu$ es el módulo de corte o rigidez y $\rho$ la densidad del material a través del cual se propaga la onda mecánica. De estos tres parámetros, la densidad es la que presenta menor variación por lo que la velocidad está principalmente determinada por K y μ.

Ondas P de segunda especie

De acuerdo a la teoría de Biot, en el caso de medios porosos saturados por un fluido, las perturbaciones sísmicas se propagarán en forma de una onda rotacional (Onda S) y dos compresionales. Las dos ondas compresionales se suelen denominar como ondas P de primera y segunda especie. Las ondas de presión de primera especie corresponden a un movimiento del fluido y del sólido en fase, mientras que para las ondas de segunda especie el movimiento del sólido y del fluido se produce fuera de fase. Biot demuestra que las ondas de segunda especie se propagan a velocidades menores que las de primera especie, por lo que se las suele denominar ondas lenta y rápida de Biot, respectivamente. Las ondas lentas son de naturaleza disipativa y su amplitud decae rápidamente con la distancia hacia la fuente.

Ondas S

Onda de corte Plana

Las ondas S (secundarias o secundae) son ondas en las cuales el desplazamiento es transversal a la dirección de propagación. Su velocidad es menor que la de las ondas primarias. Debido a ello, éstas aparecen en el terreno algo después que las primeras. Estas ondas son las que generan las oscilaciones durante el movimiento sísmico y las que producen la mayor parte de los daños. Solo se trasladan a través de elementos sólidos.

La velocidad de propagación de las ondas S en medios isótropos y homogéneos depende del módulo de corte $\mu$ y de la densidad $\rho$ del material.

$v_s=\sqrt{\frac{\mu}{\rho}}$

Ondas Superficiales

Cuando las ondas internas llegan a la superficie, se generan las ondas L (love), que se propagan por la superficie de discontinuidad de la interfase de la superficie terrestre (tierra-aire y tierra-agua). Son las causantes de los daños producidos por los sismos en las construcciones. Estas ondas son las que poseen menor velocidad de propagación a comparación de las otras dos.

Oscilaciones Libres

Se producen únicamente mediante terremotos muy fuertes o de gran intensidad y pueden definirse como vibraciones de la Tierra en su totalidad.

Ondas de Love

Las ondas de Love son ondas superficiales que producen un movimiento horizontal de corte en superficie. Se denominan así en honor al matemático neocelandés Augustus Edward Hough Love quien desarrolló un modelo matemático de estas ondas en 1911. La velocidad de las ondas Love es un 90% de la velocidad de las ondas S y es ligeramente superior a la velocidad de las ondas Rayleigh. Estas ondas solo se propagan por las superficies.

Ondas de Rayleigh

Las ondas Rayleigh (erróneamente llamadas Raleigh), también denominadas ground roll, son ondas superficiales que producen un movimiento elíptico retrógrado del suelo. La existencia de estas ondas fue predicha por John William Strutt, Lord Rayleigh, en 1885. Son ondas más lentas que las ondas internas y su velocidad de propagación es casi un 70% de la velocidad de las ondas S.

Referencias

Ir a ↑ Biot, M. A. (1962). «Mechanics of Deformation and Acoustic Propagation in Porous Media». Journal of Applied Physics 33 (4). https://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=JAPIAU000033000004001482000001&idtype=cvips&gifs=yes.

DESAROLLO DEL EJERCICIO

MODA: Actualmente el mundo esta en constante desarrollo industrial, el cual busca su mayor recurso energetico a nivel mundial (Petroleo y Gas), pero los gobiernos han permitido durante años varios tipos de exploracion sin importsas sus consecuencias, el cual la mas utilizada en estos momentos es la Sismica 3D, que evalua las capas en tres dimensiones y en el momento de detonar por medio de ondas concen la corteza de la tierra y posiblemente puede hallar estos hidrocarburos.

Todo empieza desde un vuelo aereo con Geologos supervisando el terreno de posibles lugares donde puede haber acumulaciones de hidrocarburos, luego se presenta un proyecto de estudio a las autoridades para su autorizacion el cual analizan todos los impactos que pueden tener tanto ambientales, sociales y se procede a ejecutar las actividades planeadas:

Los programas de Exploración Sísmica se desarrollan en cuatro etapas así:

A. Etapa de Topografía:

1. Se trasladan las coordenadas del proyecto al terreno.

2. Se construye la topo-trocha, esto quiere decir, que se corta la vegetación a lo largo de las líneas, tanto en las Receptoras, como en los Salvos, en un ancho determinado por la Corporación y especificado en las medidas de Manejo Ambiental o MMA, para permitir el desplazamiento del personal que labora en el Proyecto en desarrollo de las distintas fases, en desarrollo del corte se realiza nivelación de líneas sísmicas, ajuste de poligonales y una completa Base de datos para el control de la información.

¿Que vegetación se interviene?

• Rastrojos,

• Pastos naturales y mejorados,

• Vegetación arbustiva baja y media hasta de 10 centímetros D.A.P (Diámetro del arbusto a la Altura al Pecho).

• En zonas de cultivo se hace un amarre especial del follaje, para permitir tanto la visual del rumbo de las líneas, como el desplazamiento del personal.

3. Sobre las Líneas receptoras se instalan banderas blancas a lo largo de cada una de ellas, para señalizar los puntos de Registro, la distancia de separación entre las banderas blancas, la determina el diseño del Proyecto.

4. Sobre las Líneas de Salvo se colocan banderas Rojas a lo largo de cada una de estas líneas para señalizar los puntos de disparo, la distancia de separación entre las banderas Rojas, la determina el diseño del Proyecto, la ubicación de los puntos de disparo esta sujeto a que estos cumplan con unas distancias mínimas a elementos socio - ambientales como (casas, corrales, estanques, nacimientos de agua, lagos, lagunas, jagüeyes, corrientes de agua permanente, esteros, morichales, etc.). Distancias que posteriormente son verificadas por un funcionario del departamento de Medio Ambiente de la compañía contratada para realizar el proyecto y certificadas para el desarrollo de la siguiente fase.

5. Las líneas Receptoras se construyen de forma paralela entre sí y perpendicularmente a las líneas de Salvo, formando entre ellas una cuadrícula en los programas de exploración sísmica en 3D.

B. Etapa de Perforación

Cuadrillas o grupos de personas dotados de taladros portátiles (Equipos hidráulicos, torres mecánicas, taladros que perforan con Agua, con Aire o torre punzón, utilizados según la topografía y geología del área del programa de Adquisición Sísmica) realizan perforaciones sobre las líneas de Salvos, en los sitios en donde se ubicaron las banderas rojas o puntos de disparo, el diámetro de la perforación es de 2 y ½ pulgadas aproximadamente, la profundidad del hueco la determina el diseño del Proyecto. Una vez realizada la perforación de acuerdo a los parámetros técnicos establecidos, se deposita la fuente de energía denominada "SISMIGEL", se tapa el hueco con material especial, para garantizar el sello al momento de disparar la fuente de energía. Al igual que la profundidad de la perforación, la cantidad de "SISMIGEL" también la determina el diseño del Proyecto.

C. Etapa de Registro

1. En los sitios en donde se ubicaron las banderas blancas o puntos de Registro, se plantan en el terreno los sensores o Geófonos.

2. Se tienden a lo largo de las Líneas Receptoras, cables que van interconectados entre si y a su vez, estos van conectados a los Equipos de Registro.

3. Se disparan controladamente cada una de las fuentes de Energía, generando con ello, una onda sonora dirigida hacia el centro de la tierra, la cual se propaga a través del subsuelo y al encontrar capas de densidad diferente, genera un rebote de onda hacia la superficie, allí es capturado por los sensores o Geófonos y transportado por los cables a los Equipos de Registro.

4. Con personal altamente calificado, equipos de alta tecnología y un efectivo control de ruidos se logra obtener información con excelentes estándares de calidad, que permite que los interpretes puedan identificar la ubicación de las rocas que almacenan los Hidrocarburos, que son la finalidad de los programas de exploración sísmica

D. Etapa de Restauración

El Plan de restauración y abandono busca establecer las condiciones adecuadas para la recuperación y regeneración de las zonas perturbadas por las actividades de sísmicas. Medidas permitirán la recuperación del entorno en forma gradual de manera que se restauren sus condiciones, lo más cercanas a las existentes, previas al desarrollo del proyecto. Dentro de esta etapa se consideran criterios de conservación física y biológica, con el propósito de dar cumplimiento a la normatividad ambiental vigente, esta fase se adelantan las siguientes labores:

1. Se recoge el material ubicado en las líneas tanto Receptoras como Salvos (banderas blancas y rojas, cintas plásticas, carteles de señalización) y se hace clasificación y disposición adecuada de este material.

2. Se restituyen a su estado original, las cercas intervenidas.

3. Se desmantelan los volantes o sitios alternos establecidos por la compañía para el alojamiento del personal que laboro en el desarrollo de las diferentes etapas del Programa de exploración Sísmica.

TENDENCIA: Una alternativa a la perforación y las condiciones de seguridad del país hacen que la exploración sísmica esté en aumento en Colombia ya que se puede ingresar a nuevos territorios donde antes no era posible por grupos al margen de la Ley. A nivel mundial se esta trabajando en la exploracion sismica off shore (Costa Afuera) en los mares, ejm se encuentra la empresa Petrobras que esta invirtiendo en la exploracion de las costas de Brasil.

MEGATENDENCIA: Para el año 2030 se proyecta que las practicas realizadas hoy en dia sean abolidas ya que se esta estudiando por medios de satelites para focalizar puntos donde se encuentre estos recursos energeticos, mediante equipos de GPS e infrarojos. Debido a que el daño que sufre el ambiente tiene causas irremediables pero en el afan de surtir provisiones no se esta cuidando de la manera correcta.

RUPTURA: La ruptura puede surgir en cualquier tiempo, debido a que dia a dia aumenta personas y organizaciones ambientales el cual le apuestan a proteger y dejar recursos naturales para las generaciones venideras, en mundo Green Peace son entidades Gubernamentales el cual abole estas practicas, en Colombia en lugares donde hay proyectos nuevos de Sismica se ha reunido la sociedad para exigir el derecho a una consulta popular de SI o NO a la Exploracion Sismica en este caso Casanare es uno de los Departamentos Pioneros en este proceso. (Casos Tauramena y Nuchia año 2013 Gano la Consulta al NO mas Exploracion)

Tambien puede haber una Ruptura en a medida que se busque otra alternativa que remplace entos hidrocarburos, que sean menos costosos su extraccion y que sean amigables con el medio ambiente.