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. Además, 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.