mrs - Igeotest

IGEOTEST S.L. registre de comerç 913974Z Foli 13831 i data dʼincripció 22-12-1997
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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: igeotest@myp.ad
http://www.igeotest.ad
Estudis geològics, geotècnics, geofísics, hidrogeològics, impacte ambiental , risc geomorfològic i serveis científico-tècnics.
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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.
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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).
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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).
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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.
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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
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