Técnicas Geofísicas Aplicadas a Medio Ambiente

Transcripción

1 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?

2 Es la Ciencia que estudia la tierra, utilizando la determinación de parámetros físicos Exploration Geophysics Localización, estimación de reservas y caracterización de minerales y materiales energéticos. Recursos hidrogeológicos Geofísica Aplicada Prospección Geofísica La parte de la Geofísica especializada en el estudio del subsuelo, en la zona con interés socio-económico Engineering Geophysics Enviromental Geophysics Características del subsuelo que afectan a las obras de ingeniería Investiga las alteraciones potenciales o consumadas, en el subsuelo, como consecuencia de la actividad humana. Shallow Geophysics / Near Surface Geophysics

3 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)

4 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

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6 Métodos Eléctricos: Tomografía eléctrica Polarización Inducida

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9 Detección y dinámica de penachos de contaminación

10 Detección y dinámica de plumas

11 Detección y dinámica de plumas

12 Métodos EM FDEM

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14 Técnicas Sísmicas

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16 Control de morfología y relleno

17 Análisis Espectral de Ondas Superficiales (MASW, ReMi)

18 Métodos EM de Desplazamiento: GEORADAR (GPR) (f entre 10 MHz y 3 GHz) La existencia de contrastes de ε produce reflexión del pulso de radar. V c μ ε r r La profundidad de penetración depende de: δ 2 ζ ε μ

19 3-D GEORADAR (GPR) (STEP FREQUENCY)

20 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

21 ESPESOR ASFALTO

22 ALGUNOS EJEMPLOS DE APLICACIONES DE TÉCNICAS GEOFÍSICAS: 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.

23 ESTIMACIÓN DE VOLUMEN DE RELLENOS: Espesores Volúmenes CARACTERIZACIÓN DE LOS RELLENOS: Homogeneidad Rellenos anómalos IDENTIFICACIÓN DEL CONTACTO RELLENO-ROCA: Profundidad Variaciones CARACTERIZACIÓN DEL SUSTRATO: Roca compacta Roca alterada Fracturas Control de morfología y relleno

24 Localización cuerpos extraños

25 Control de morfología y relleno

26 Detección y dinámica de plumas

27 Detección y dinámica de plumas

28 Caracterización del sustrato

29 Depth (m) Depth (m) Depht (m) ph ph ph water ph KCl Concentration (mg/kg) Pb Total lead E.C C.E. E.C. Caracterización del sustrato

30 >Pb ESTUDIO 3D >C.E. Caracterización del sustrato <ph

31 4.- Hacia donde debemos ir? -Integración de datos 4D: - Superficie - Sondeos - Propiedades geofísicas - Datos de laboratorio Distribución 3D de propiedades Dimensiones adecuadas Resolución suficiente Variación temporal - 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

32 Use an Integrated Approach!! Conceptual Model Geophysical Results Improved model of a real system