Principio y aplicación
El MASW (análisis multicanal de ondas de superficie) mide el perfil de velocidad de la onda de corte (Vs) sin ninguna perforación. Un mazo golpea una placa en la superficie y cerca de dos tercios de la energía viaja como onda Rayleigh, registrada por una línea de geófonos. Como cada longitud de onda muestrea una profundidad distinta, la onda se dispersa: el procesamiento extrae la curva de dispersión y la inversión ajusta un modelo de capas hasta reproducirla, entregando el perfil de Vs con la profundidad.
Del perfil salen el Vs30, que define la clase de sitio sísmica (en Brasil, según la NBR 15421), y el módulo de corte a pequeñas deformaciones (G0 = ρ·Vs²). Por no requerir perforación, el MASW cubre el área rápido y a bajo costo; en los puntos críticos, la calibración con crosshole, downhole o sondeo confirma el modelo.
Aplicaciones típicas: clase de sitio y respuesta sísmica, barrido de áreas extensas, presas y depósitos de relaves, evaluación de licuación, terraplenes y pavimentos, y ubicación racional de los ensayos intrusivos.
El ensayo en movimiento
De la fuente al perfil: el golpe en la placa, la onda Rayleigh recorriendo la línea de geófonos, la curva de dispersión y la inversión que construye el perfil de Vs. La animación recorre las cuatro etapas del método.
El ensayo por etapas
Arreglo montado
Una línea de 24 geófonos de baja frecuencia (típicamente 4,5 Hz), separados de 1 a 2 m, se clava en la superficie y se conecta al sismógrafo.
Adquisición
El mazo golpea la placa metálica en posiciones definidas de la línea; cada golpe genera un registro multicanal de la onda de superficie, con apilamiento para mejorar la señal.
Curva de dispersión
El procesamiento transforma el registro al dominio frecuencia por velocidad de fase y extrae la curva de dispersión de la onda Rayleigh: las ondas largas, que alcanzan capas profundas y rígidas, viajan más rápido.
Inversión y perfil
Un modelo de capas se ajusta hasta que la dispersión teórica reproduce la medida, entregando el perfil de Vs, el Vs30 y los módulos dinámicos.
Controles de calidad: geófonos de baja frecuencia bien clavados y nivelados, geometría de la línea y de las fuentes documentada, apilamiento de golpes y control del ruido ambiente, curva de dispersión con rango de frecuencia adecuado a la profundidad objetivo e interpretación por especialista en geofísica, con calibración por ensayo intrusivo cuando esté disponible.
Según práctica internacional y NBR 15421
| Método | Análisis multicanal de ondas de superficie con fuente activa, consolidado en la literatura (Park, Miller y Xia, 1999) |
|---|---|
| Aplicación normativa | Vs30 y clase de sitio según NBR 15421 (norma sísmica brasileña) |
| Arreglo | Línea de 24 geófonos de 4,5 Hz, separación de 1 a 2 m, fuente de mazo y placa |
| Vs | Perfil por inversión de la curva de dispersión de la onda Rayleigh |
| Vs30 | Velocidad media hasta 30 m, con la clase de sitio correspondiente |
| Módulos dinámicos | G0 = ρ·Vs² por capa |
| Informe | Metodología, registros, curva de dispersión, perfil de Vs y clase de sitio |
| Plazo típico | Según número de líneas y área cubierta |
Ejecutado con el mismo estándar de QA/QC, SST y obra de todos los servicios de Damasco Penna, descrito en Calidad y operación en campo.
Preguntas frecuentes sobre MASW
¿Para qué sirve el MASW?
Para obtener el perfil de velocidad de la onda de corte (Vs) sin perforar. De él salen el Vs30 y la clase de sitio sísmica que el proyecto exige, y el módulo G0 para análisis dinámico preliminar.
¿Qué profundidad alcanza el MASW?
Con fuente de mazo, típicamente 20 a 30 m. Fuentes más pesadas y arreglos mayores alcanzan más; la resolución, sin embargo, disminuye con la profundidad: capas delgadas y profundas dejan de individualizarse.
¿El MASW reemplaza al sondeo o al crosshole?
No. El MASW cubre el área rápido y muestra dónde cambia el terreno, pero la inversión de la curva de dispersión no tiene solución única. La buena práctica usa el MASW para barrer y ubicar, y el ensayo intrusivo (sondeo, crosshole, downhole) para confirmar y calibrar en los puntos que importan.
¿El MASW ve una capa blanda bajo una capa rígida?
Sí, y esa es una ventaja sobre la sísmica de refracción, que exige velocidad siempre creciente con la profundidad. Como la inversión usa la dispersión completa de la onda de superficie, las inversiones de velocidad aparecen en el perfil, aunque con resolución menor que la del crosshole.
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