Ingeniería geofísica

Ingeniería geofísica
Áreas del saber Física, química y geología
Campo de aplicación recursos energéticos, minerales e hidrológicos, determina el impacto ambiental y los riesgos geológicos
Reconocida en A nivel mundial
Subárea de Ingeniería Ambiental , Ingeniería Geológica , Ingeniería de minas , Ingeniería civil
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La Ingeniería geofísica es la rama de la ingeniería que realiza la investigación, exploración, evaluación, explotación y aprovechamiento de recursos energéticos, minerales e hidrológicos, determina el impacto ambiental y los riesgos geológicos.

La Geofísica es la ciencia que estudia los campos físicos vinculados a nuestro planeta. Es decir, que estudia la Tierra mediante métodos de la física, de carácter indirecto, a fin de conocer su evolución y características actuales (geofísica pura) y también como herramienta de prospección de recursos (geofísica aplicada).

Podría decirse  que la geofísica es una  rama  común de la geología y la física. Comparte con  la primera  la búsqueda del conocimiento de las características de la Tierra y, con la segunda, la aplicación de métodos, técnicas  y principios  para  la investigación de las características bajo superficie. En términos  muy generales, el geólogo se sirve de la geofísica para  investigar indirectamente el subsuelo, es decir, todo lo que se encuentra   por debajo de la superficie y, consecuentemente, está oculto.

Por medio de la prospección geofísica se determinan, a partir de distintos aparatos, diferentes propiedades físicas y físico-químicas del subsuelo. El análisis de esas propiedades, la cuantificación de sus valores, la observación de la distribución de éstos, así como de la presencia o no de anomalías constituye, en conjunto, la investigación geofísica del subsuelo. Para poder “traducir” ese conjunto de valores físicos o físico-químicos a un modelo geológico será necesario contar con información geológica de contraste que, una vez integrada con los resultados  geofísicos, permita conocer cómo es el subsuelo.

A la vista de lo aquí  expuesto, la geofísica sensu  stricto sirve para  tener conocimientos sobre las características físicas de los materiales que forman  el subsuelo  y sobre las formas de análisis e interpretación de los resultados obtenidos tras la prospección geofísica de las diferentes propiedades de esos  materiales. La prospección geofísica aplicada, como  su propio nombre indica, no es más que la aplicación de la geofísica y los métodos geofísicos que permite efectuar un diagnóstico de la constitución del subsuelo por interpretación de unos documentos que son el resultado de unas mediciones y de unos cálculos.

El trabajo que realiza

El geofísico realiza un trabajo  que podría considerarse de gran  interés  por dos motivos principales: por un lado, porque con su trabajo contribuye a la investigación de lo que está oculto y, por otro, porque su aportación es muy útil para numerosos especialistas en la materia, es decir,  que tiene una contribución multidisciplinar.

Una vez realizadas estas dos indicaciones que permiten evaluar de forma muy generalista el trabajo del geofísico, conviene concretar el tipo de tareas que lleva a cabo para  poder conocer mejor su labor técnica y científica. El grueso de este trabajo consiste en la implantación  de diferentes dispositivos sobre el terreno para,  una vez obtenidas las lecturas pertinentes, procesar la información  de estos datos e interpretarlos con el fin de aportar algo de “luz” al “oscuro” ambiente que es el subsuelo. Pero, como antes se ha indicado, esto es solamente una de las etapas, la correspondiente a la adquisición y procesado que, ni mucho menos, se presentan de forma aislada sino acompañada de otras  etapas. En mayor  o en menor  medida, todas ellas contribuyen al trabajo final del geofísico y todas ellas son importantes.

Ordenadas de forma cronológica todas estas etapas, quedarían relacionadas de la siguiente manera:

  1. Obtención de información  sobre la zona de trabajo.
  2. Selección del método geofísico más adecuado.
  3. Campaña de adquisición de datos del subsuelo.
  4. Procesado de los datos adquiridos.
  5. Integración de toda la información e interpretación de los resultados.
  6. Redacción del informe  final.

1. Información sobre la zona  de trabajo

Esta fase constituye, lógicamente, la primera de todas y es aquélla en la que el geofísico indaga en las “bases de datos” de un área determinada con el propósito de obtener un primer conocimiento de las características de la zona donde se tiene que realizar el trabajo.  Estas características que deben conocerse son  muy variadas y podrían diferenciarse en características de tipo logístico y de tipo geológico.

Desde el punto  de vista logístico, el geofísico no deberá descuidar nunca la labor de reconocimiento general de la zona  que pretende investigar, es decir, conocer si hay accesos  y cómo  son; ver si el terreno es abrupto o es practicable; ver si hay vegetación que impida el emplazamiento de los dispositivos o si esta vegetación es lo suficientemente dispersa  como para  poder transitar entre ella.

Desde  el punto de vista geológico, el geofísico tiene  un trabajo  muy importante: intentar conocer  cuáles  son los principales  rasgos  geológicos de la zona  de estudio ya que es muy importante saber en qué rango de profundidades  se encuentra  el objetivo, si existe fracturación u otra  serie  de aspectos   que deban tenerse en consideración a la hora  de plantear  los dispositivos, como  es la dirección preferente de esa fracturación  así como  de la estratificación y del plegamiento. Para ello, deberá hacerse una recopilación  de la documentación  existente lo más exhaustiva posible. Esta fase puede llevar un cierto  tiempo  pero no cabe duda que la información  que es capaz  de aportar va a ayudar  tanto que la duración de esta primera etapa no deberá preocupar si se extiende mucho. Lógicamente, una vez recopilado   todo lo necesario deberá realizarse un análisis de toda esa información.

2. Selección   del método geofísico

Consiste   en la selección   del  método o de los métodos geofísicos que se consideran   más adecuados para  cubrir  el objetivo.  Lo más lógico  y habitual  es que esta fase de trabajo  se pueda realizar pero, en numerosas ocasiones,  el método prospectivo viene solicitado  por el cliente lo cual implica una ventaja y un inconveniente. La ventaja se debe a que no hay que dedicar tiempo  a esta fase pues ya viene cubierta por  el cliente  al ser éste el que propone o solicita  directamente el tipo de investigación que desea para  cubrir el objetivo.  El inconveniente, sin embargo, radica  en la dificultad  o imposibilidad de cambiar el método solicitado   por  otro método geofísico distinto  que se acomode mejor a las necesidades del objetivo  o a las características  de la zona  de trabajo.

En cualquier caso, es conveniente que el geofísico analice las características del objetivo perseguido y determine cuál es el método o los métodos más  adecuados para  alcanzarlo, bien por  el tipo de objetivo, bien por la profundidad a la que se espera encontrarlo   o bien por las dimensiones del mismo  o, incluso,  por el presupuesto disponible  para  abordar   los trabajos.

3. Campaña   de adquisición   de datos

Esta  etapa podría  considerarse  como  la de mayor  importancia  al ser  el  momento    en el  cual  el  geofísicoprocede a la obtención de los datos de campo que, tras su procesado, permitirá informar acerca de las características del subsuelo. Para la realización de esta campaña de adquisición de datos en campo, el geofísicodeberá realizar una serie de tareas complementarias, como es el caso, a veces  de la solicitud  y gestión   de los permisos  necesarios  para  poder realizar  los trabajos  en la zona de estudio.  Aunque  simplemente sean permisos  de paso,  en numerosas  ocasiones el geofísico tiene  que notificar  su intención   de hacer  una  serie  de trabajos  para  evitar prohibiciones de ejecución  de medidas  que, con los equipos desplazados e, incluso, los dispositivos implantados en el terreno,  a veces el geofísico se ve obligado   a acatar.  Si se trata  de propiedades privadas,  tendrá  que comentar  las intenciones   con el propietario; si son públicas,  con el ayuntamiento   implicado.  Si se trata  de pasar  o atravesar  carreteras,  en ocasiones deberá notificarlo  al ayuntamiento,   a la diputación o a la comunidad autónoma pertinentes. En definitiva,  las gestiones administrativas   no  se escapan   del ámbito  de trabajo  de un geofísico.

Otra  de las etapas complementarias, pero que también hay que realizar de forma  previa a los trabajos  de adquisición de datos,  es el desbroce de la maleza  que, a veces  de forma  muy densa, cubre las zonas por  donde hay que realizar las medidas, para  lo cual habrá  que realizar la apertura  de vías de paso con las dimensiones suficientes como  para permitir  el paso del personal   y los equipos.

La tercera  actividad  que el geofísico tiene  que ser consciente   que deberá realizar de manera complementaria  es la señalización  de los trabajos  realizados  en campo. Si bien actualmente hay una serie de herramientas que facilitan esta labor, muchas veces es recomendable, además,  señalizar  las medidas  realizadas  (puntos  de medida,  comienzos y finales de perfiles, etc.) directamente en el terreno, como es el caso  de las marcas con pintura  reflectante y biodegradable, así como  con  cinta  de obra.  Las herramientas anteriormente    indicadas  que facilitan la señalización  de la situación de los trabajos  son, por ejemplo,  los equipos  portátiles receptores de señal GPS para obtención de las coordenadas más o menos  exactas  de los puntos medidos.  También  es posible  indicarlo  en mapas  de diferentes escalas  y, lo que suele  ser más interesante, en fotografías   aéreas.

La señalización lo más  exhaustiva  posible  de la posición  de los trabajos realizados es, por tanto, labor  fundamental del geofísico,  en tanto que unos  buenos  datos y unos  buenos resultados carecerían   de valor si no se encuentran   referenciados    correctamente.

Por lo que respecta a la medición  de datos en campo propiamente dicha,  que es lo que constituye la actividad  principal  del  geofísico en esta fase  del  estudio,   habría que destacar  una serie  de facetas importantes como  son la calibración  de los aparatos, la implantación   de los  dispositivos, la medición  y la comprobación. Es lógico pensar que, para  obtener buenas medidas  en campo, es decir, medidas  coherentes y reales, los aparatos de registro deberán estar calibrados, actividad  esta que deberá hacerse  de forma  regular con el fin de mantener los sensores acordes con las prescripciones técnicas del fabricante.

Con los equipos  calibrados,   la actividad  siguiente   es la implantación   de los dispositivos, es decir,  situar sobre el terreno el aparato   emisor,  el receptor y los sensores de medida. Para ello, la base geológica   del  geofísico es fundamental   para  determinar   las características   geológicas   del  terreno y condicionar,  con  ello,  la disposición  sobre el terreno según  un criterio geológicamente correcto, que deberá primar siempre sobre el criterio topográficamente más cómodo, ya que hay numerosas ocasiones   en que lo geológicamente   correcto es incompatible con  lo topográficamente deseable. Los cambios bruscos   de pendiente, los escarpes, etc., son ejemplos de terrenos que deben evitarse para no introducir posibles elementos de error en los programas de procesado. Según estas indicaciones, el geofísico deberá tener siempre bien claro cuáles  son las limitaciones  de cada  método, las circunstancias óptimas  de cada dispositivo y las características   de cada  terreno y de cada objetivo  con el fin de analizar, a veces directamente en campo,  cómo  realizar esa implantación   de aparatos, cables y sensores.

4. Procesado de los datos

En esta etapa, el geofísico suele  llevar un ordenador portátil  al campo  con el fin de realizar un primer  procesado y comprobar, en una primera  inspección,   si los datos registrados   son de buena calidad o han  sufrido  alteraciones de algún  tipo que hayan causado   la obtención   de ficheros  aparentemente erróneos. En este caso,  este primer  procesado consiste, realmente,   en una  revisión  de la calidad de los datos geofísicos obtenidos.   Una vez confirmado   que los ficheros  son aceptables, el geofísico los archivará  para  su posterior   tratamiento   en gabinete en lo que constituye  el procesado final.

Este procesado requiere la aplicación  de diferentes programas   informáticos  (en la actualidad resulta  impensable   la actividad  manual  de procesado de datos,  fase que antiguamente llevaba  mucho tiempo  por la necesidad   de comparar  los datos con tablas,  gráficos, etc.). Estos programas   suelen  ser específicos   de cada  aparato   o, en ocasiones,   de aplicación más  generalista.   En cualquier caso,  el geofísico será  conocedor   de estos programas   con el fin de poder sacar  el máximo  provecho   de los datos obtenidos.

5. Integración   de toda la información  e interpretación    de los resultados

La interpretación, es decir, la formulación de la respuesta al problema planteado.  Para ello, el documentogeofísico debe ser convertido en un documento con expresión geológica, por lo que en esta etapa vuelve a ser imprescindible la aportación de expertos en el tema geológico contemplado, que juntamente con elgeofísico podrán realizar la mejor interpretación de los resultados; hay que tener en cuenta que los instrumentos geofísicos miden magnitudes relacionadas con las propiedades físicas de las rocas, pero no saben nada sobre la litología, la estratigrafía, la tectónica, etc., que son o no posibles en el lugar de las mediciones. Proceso de datos e interpretación forman en muchas ocasiones una pareja inseparable; el proceso puede aportar diversas soluciones compatibles desde el punto de vista físico-matemático con las medidas tomadas, debiendo darse mayor prioridad en la elección a la viabilidad geológica de la interpretación que al menor error numérico del proceso. Conviene recordar que los ordenadores no realizan interpretaciones, siendo esta actividad hoy por hoy coto reservado del cerebro humano. En cualquier caso, el término interpretación lleva ya implícito su carácter subjetivo.

6. Redacción   del informe  final

La labor  de la redacción   del informe  final no debe ser considerada   como  la menos importante  pues el  geofísico deberá tener la suficiente  soltura  como  para  poder expresar cuáles  han sido los trabajos  realizados,  describir la metodología    empleada,    desarrollar   el capítulo correspondiente a los resultados obtenidos   y expresar   de forma  clara y concisa  las conclusiones a las que se ha llegado para  poder establecer   las pertinentes   recomendaciones.

Todo esto en sí parece una obviedad pero es importante que el geofísico haga un esfuerzo por cuidar  tanto la redacción   como  la presentación de los resultados. Para comprender y valorar estas indicaciones basta con no olvidar que la redacción   del informe final constituye  la exposición   de todo el trabajo  realizado  en las fases  anteriores.

Entre todo este conjunto  de actividades   que desarrolla  el geofísico sería injusto no incluir otra labor  que desarrolla  en mayor o menor  medida  y es la actividad  comercial. Es el técnico  que mejor conoce  lo que hace,  cómo  lo hace  y para  qué lo hace  y, por tanto,  es el técnico  que mejor  podrá “vender” su producto. La prospección  geofísica goza  de un buen concepto por muchos profesionales   pero, al mismo  tiempo,   padece un desconocimiento,    una “mala fama” e, incluso,  un desprecio por parte de muchos.  Es una tarea de gran  importancia   dar a conocer la existencia  de la prospección geofísica y las posibilidades   que ofrece así como sus ventajas  e inconvenientes.