Fundamentos de la Propagación de Ondas Sísmicas y Acústicas

Teoría de las Ondas Sísmicas

Piénsese en una onda acústica como aquella producida por el sonido (una onda P es equivalente). Tómese ahora una fotografía del movimiento. Para un instante particular de tiempo, la variación en función de la distancia x es continua:

Parámetros Espaciales

• Longitud de onda (λ): Es la distancia en el medio entre el principio y el final del ciclo, o entre los puntos correspondientes de los ciclos contiguos.
• Amplitud de onda (A): Es la distancia por encima o por debajo de la línea central de una onda. Cuanto mayor es la distancia, mayor será la variación de presión o la señal eléctrica.

Parámetros Temporales

Pensemos ahora en un receptor fijo en el espacio (p. ej., un micrófono) midiendo el paso de la misma onda acústica como una función del tiempo. Una gráfica de salida sería llamada una serie de tiempo o traza sísmica para nuestro caso.

Para un particular instante de tiempo, la variación en función de la distancia “x” sería:

• Periodo (T) de una onda: Es el tiempo transcurrido entre dos puntos equivalentes de la onda.
• Frecuencia (f): Es el número de oscilaciones o ciclos que realiza una onda por segundo y su unidad de medición es el Hertz: 1 Hz = 1 ciclo/segundo; f = 1/T.

Relación entre Variables

Estos dos niveles de referencia de la onda acústica (tiempo fijo y espacio fijo) no son independientes, sino que se relacionan a través de la velocidad de propagación de la onda y mediante la longitud de la onda (en espacio) y el periodo o frecuencia (en el tiempo): V = λ / T = λf.

Velocidad de onda

Es la velocidad a la que la onda viaja a través de un medio (líquido, sólido o gaseoso). V = d/t

• V: Velocidad de propagación de la onda en el medio.
• d: Distancia a la fuente de sonido.
• t: Tiempo en segundos.

Propagación de Ondas Sísmicas (Ondas P o Primarias)

Las ondas de compresión son las más rápidas y las que llegan antes, por eso se llaman ondas primarias u ondas P.

• Se transmiten en la misma dirección que la dirección de desplazamiento: vibraciones compresivo-distensivas unidireccionales.
• Son las más rápidas y las que llegan antes.
• La vibración se produce en el sentido de avance de la onda.
• La velocidad de estas ondas es menor cuando la densidad de las rocas es menor y mayor cuanto más rígida y compacta sea la roca. Las ondas P se pueden transmitir en fluidos (rigidez = 0), pues su velocidad depende también de la incompresibilidad.