mrs - Igeotest
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IGEOTEST S.L. registre de comerç 913974Z Foli 13831 i data dʼincripció 22-12-1997 1 Geologia, geotècnia i serveis científico-tècnics INTERPRETACIÓN Y ANOMALÍAS DE LA PROSPECCIÓN CON RESONANCIA MAGNÉTICA (MRS) INTERPRETACIÓN DE LOS DATOS ANOMALÍAS Y PARTICULARIDADES DEL MÉTODO REGISTRO DE LA SEÑAL DEL APARATO DE MEDIDA NUMISTM PROCESAMIENTO DE LA SEÑAL CON RUIDO “EM” INVERSIÓN DE LA SEÑAL MRS Dirección: Valentí TURU i MICHELS Av. Príncep Benlloch 66-72 Edificio Interceus, despacho 407 Teléfono y fax: 321815 - 820323 Email: [email protected] http://www.igeotest.ad Estudis geològics, geotècnics, geofísics, hidrogeològics, impacte ambiental , risc geomorfològic i serveis científico-tècnics. Av. Príncep Benlloch 66-72, Dptx. 308, Andorra la Vella Telèfon i fax 321815-820323, http:\\www.igeotest.ad, Email: [email protected] IGEOTEST S.L. registre de comerç 913974Z Foli 13831 i data dʼincripció 22-12-1997 2 2.1 INTERPRETACIÓN DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA Para la interpretación de un sondeo con resonancia magnética (MRS) hay que tener en cuenta el nivel de ruido electromagnético (EM), así como una serie de posibles anomalías topográficas y de orientación. 2.1.1 Interpretación de los datos Una de las suposiciones que hay que decidir para interpretar el subsuelo una vez efectuada la prospección geofísica es la dimensión del modelo. En principio se atribuye al subsuelo una serie de propiedades constantes para áreas más o menos extensas de terreno (unidades geológicas-geofísicas), basándose en simplificaciones justificadas por la geología, por las magnitudes físicas medidas o por otros datos existentes. Si se asume que el subsuelo consiste en niveles horizontales de terreno significa que las propiedades únicamente cambian en la dirección vertical (modelos en 1D), siendo esta una de las simplificaciones más importantes pero que funciona bastante bien en la práctica. Las estructuras en 2D implican que las propiedades son variables en dos direcciones (el plano X-Z) y constante en la dirección Y, mientras que en una estructura de 3D las propiedades del subsuelo pueden variar en cualquier dirección. Existen básicamente dos aproximaciones diferentes respecto a la geometría del modelo en la inversión. Muchos modelos de inversión definen niveles (1D), celdas (en 2D) o volúmenes (en 3D) y se pregunta por los valores del parámetro físico en estas unidades geométricas. No obstante, la geometría por sí misma no es conocida, que es el caso en un modelo de inversión en 1D, donde hay que encontrar la profundidad y el espesor de las capas. La tarea básica del diseño de la prospección geofísica es decidir por una propiedad física del subsuelo a determinar, cuál es el método geofísico más apropiado. Una vez efectuada esta prospección y obtenidos los datos hay que determinar un modelo al cuál se le puedan asignar las propiedades físicas medidas. Éste es descrito por una formulación matemática más o menos compleja. Estudis geològics, geotècnics, geofísics, hidrogeològics, impacte ambiental , risc geomorfològic i serveis científico-tècnics. Av. Príncep Benlloch 66-72, Dptx. 308, Andorra la Vella Telèfon i fax 321815-820323, http:\\www.igeotest.ad, Email: [email protected] IGEOTEST S.L. registre de comerç 913974Z Foli 13831 i data dʼincripció 22-12-1997 3 Las medidas de un MRS están dirigidas al incremento de una intensidad de excitación (impulso eléctrico) utilizando una antena fija en el lugar que se quiere investigar. El incremento de la intensidad de excitación produce que las regiones más profundas estén cubiertas de forma subsecuente y el efecto de las regiones más superficiales se cancela. El conjunto de datos recogidos en la prospección consiste en la caída de la amplitud y la fase para una intensidad de excitación. La relación entre los datos obtenidos y los parámetros de inversión pueden ser diversas (Figura 1). Figura 1: Esquema de la relación entre los datos medidos y los parámetros obtenidos en la inversión de un MRS (Yaramanci et al. 2007). Estudis geològics, geotècnics, geofísics, hidrogeològics, impacte ambiental , risc geomorfològic i serveis científico-tècnics. Av. Príncep Benlloch 66-72, Dptx. 308, Andorra la Vella Telèfon i fax 321815-820323, http:\\www.igeotest.ad, Email: [email protected] IGEOTEST S.L. registre de comerç 913974Z Foli 13831 i data dʼincripció 22-12-1997 4 La adquisición de los datos se efectúa con el programa de Iris Instruments PRODIVINER (v. 3.01), mientras que la interpretación de los datos se efectúa mediante la creación de una matriz (Mrs DOS) para leerla. Hecho esto la inversión se efectúa con los programas SAMOGON y SAMOVAR en 1D. Figura 2: Programa de adquisición de datos en un MRS, Prodiviner (3.01). Estudis geològics, geotècnics, geofísics, hidrogeològics, impacte ambiental , risc geomorfològic i serveis científico-tècnics. Av. Príncep Benlloch 66-72, Dptx. 308, Andorra la Vella Telèfon i fax 321815-820323, http:\\www.igeotest.ad, Email: [email protected] IGEOTEST S.L. registre de comerç 913974Z Foli 13831 i data dʼincripció 22-12-1997 5 Una vez se han adquirido los datos se puede efectuar el modelo de inversión de los mismos en 1D. A partir de las medidas de los diferentes impulsos qi (figura 3a) se construyen las gráficas (qi, Ei) y (qi, T*2) (figura 3b) que permiten obtener una distribución en profundidad del contenido en agua y del tamaño de los poros (figura 3c) Figura 3: Representación e inversión de los datos. a) Representación de la relajación de la amplitud para cada momento de impulsión (qi). b) Con cada uno de los momentos de impulsión se efectúa la representación de la curva de campo. c) Modelo de inversión a partir de las curvas de campo, aquí está representado el contenido de agua respecto a la profundidad. La interpretación de un sondeo de MRS se realiza aplicando el método inverso con el programa SAMOVAR. Para esto se genera un medio estratificado (de escala y dimensiones de la antena utilizada) representado por una matriz de datos (MRM) que incluye las respuestas teóricas de una serie de capas resistivas ubicadas en diferentes profundidades. Esta matriz tiene en cuenta las condiciones locales: dimensión de la espira, forma de la antena, orientación de la misma, resistividad, intensidad del campo magnético e inclinación. La interpretación de un sondeo MRS también se puede realizar sin la matriz mediante el programa SAMOGON. Éste también permite calcular el error RMR entre la curva teórica y la real. En el programa se van modificando las capas (resistividad, amplitud y tiempo de relajación) hasta que el modelo de distribución del agua coincida, lo más posible con las gráficas obtenidas en el campo. Estudis geològics, geotècnics, geofísics, hidrogeològics, impacte ambiental , risc geomorfològic i serveis científico-tècnics. Av. Príncep Benlloch 66-72, Dptx. 308, Andorra la Vella Telèfon i fax 321815-820323, http:\\www.igeotest.ad, Email: [email protected] IGEOTEST S.L. registre de comerç 913974Z Foli 13831 i data dʼincripció 22-12-1997 6 Se puede estimar la tipología de acuífero en función de la curva de campo de una señal MRS (Figura 4) pudiendo existir casos equivalentes. Por otro lado, una clasificación simplificada de la tipología de acuíferos puede observarse en la Figura 5, en ésta se observa que los medios fisurados pueden presentar una importante amplitud pero baja permeabilidad (ver p.e. TURU, 1998), que los terrenos kársticos pueden presentar las dos (alta permeabilidad y alto contenido), y los terrenos aluviales y porosos, en general, presentan unas características intermedias. Figura 4: Representación de la respuesta de la señal MRS para diferentes tipologías de acuíferos Figura 5: Clasificación simple de los terrenos acuíferos y secos Estudis geològics, geotècnics, geofísics, hidrogeològics, impacte ambiental , risc geomorfològic i serveis científico-tècnics. Av. Príncep Benlloch 66-72, Dptx. 308, Andorra la Vella Telèfon i fax 321815-820323, http:\\www.igeotest.ad, Email: [email protected]
