Diseño e implementación de un algoritmo de pre-procesamiento de datos sísmicos en túneles utilizando fuentes sísmicas controladas

Abstract

Las crecientes necesidades energéticas, de conectividad y de extracción de minerales, además del aumento de las exigencias medioambientales hacen del uso de túneles una buena alternativa al momento de desarrollar un proyecto. Construir túneles no es una tarea fácil, el riesgo que conlleva el excavar en roca y mantener la estructura sin que se colapse por el peso del sitio, requiere de estudios acabados de la geología del lugar antes y durante la construcción del túnel. Es en estos estudios donde se utilizan sondajes junto con las técnicas de prospección sísmica. En este trabajo de título se estudió un método de prospección sísmica el cual utiliza cargas explosivas como fuentes sísmicas controladas y acelerómetros para registrar las ondas reflejadas por estructuras geológicas que se encuentran más adelante de la cara del túnel, método probado y utilizado por una empresa privada, la cual no entrega información a fondo del funcionamiento del sistema por motivos comerciales. Durante el estudio del método, se generó un algoritmo de pre-procesamiento de trazas sísmicas obtenidas en túneles que hace filtrados secuenciales de las señales y las prepara para aplicarles tomografía y estimar las estructuras geológicas en la sección del túnel que no ha sido excavada. El algoritmo de pre-procesamiento generado se aplicó a dos conjuntos de datos sísmicos obtenidos en un túnel, en dos niveles de avance consecutivos. Los resultados obtenidos se compararon con un software comercial obteniéndose en la mayoría de los pasos aplicados resultados similares o mejores al software comercial, lo cual indica que el estudio realizado puede ser utilizado para desarrollar un nuevo producto, que entregue de manera confiable y segura, la información que los profesionales necesitan durante la construcción de túneles modernos. Finalmente, se deja a libre disposición de la comunidad docente y estudiantil el algoritmo diseñado, el cual da un primer paso en estudio del área de procesamiento de señales sísmicas en túneles y se motiva a la comunidad a continuar y perfeccionar el trabajo realizado, con el objetivo futuro de diseñar el hardware y software necesario para realizar las mediciones en terreno y representar los resultados de manera clara y transparente al operador.