Sistemas Neumáticos, Implosión y Explosivos en la Prospección Sísmica Marina

Sistemas neumáticos

Fuentes neumáticas: generan ondas sísmicas, en consecuencia, la rápida descarga de aire comprimido en el agua, generando el pulso sísmico con baja longitud de onda y alta energía.

• Profundidad (200 - variable m)
• Resolución (1,5 m - variable)
• Frecuencia (12 - 1000 Hz)
• Potencia de emisión (0,16 a 33 l)

Equipos y subsistemas

• Compresor de aire comprimido
• Fuente sísmica: Airgun (convencionales, Sleeve Guns, G. Guns, G.I. Guns), fusil de Diesel-Oil
• Sistema receptor (hidrófonos, streamer)
• Registrador (gráfico de precisión, digital)

Principios de operación

La fuente está a 1 lado de la estela y el receptor al otro. Velocidad de 4-6 nudos. Existen cañones de alta velocidad (poco común), se pueden llevar 1 o más cañones, un streamer o conjunto de ellos.

Aplicaciones

• Sedimentos no consolidados y sí consolidados
• Análisis vertical de las unidades sísmicas del subsuelo
• Exploración geológica (aguas profundas, estructura, tectónica, estratigrafía)
• Recursos minerales
• Exploración de hidrocarburos

Utilización de cañones de aire

Funcionan liberando aire comprimido de manera instantánea al agua. En su interior tienen 2 cámaras: la de entrada, por donde entra el aire desde el compresor. Si el aire circula a la cámara inferior del cilindro comprimido, existe un émbolo en la parte central, que se libra hacia arriba y libera aire. Se genera una onda de expansión en el agua que sufre compresión y dilatación (pulso sísmico).

Desventajas: el pulso no es sencillo, tiene varias fases.

AIRGUNS

Velocidad de 6 nudos aproximadamente.

G-GUN

El pulso sísmico se genera en una cámara con un émbolo que presiona el aire; después el aire se expande y a la vez la cámara se abre.

SLEEVE GUNS

Recientes, la cámara sin émbolo.

GI-GUN

Muy nuevo, con 2 cámaras, para mejorar la resolución del pulso sísmico. La 1.ª libera el aire comprimido y, antes de que la onda vuelva a comprimirse, la 2.ª cámara emite aire y se genera un 2.º pulso, que anula al 1.º. Se intenta minimizar el efecto burbuja y conseguir una señal mucho más limpia. Requiere un sistema de almacenamiento muy potente.

Sistemas por implosión

Similares a los anteriores, producen implosión en vez de explosión, es decir, generan una onda por el repentino colapso del volumen de cavitación (formación de burbujas de vapor o de gas en el seno de un líquido, causada por las variaciones que se experimentan en su presión), se produce un vacío.

Equipos y subsistemas

• Fuente sísmica (Water gun, Flexichoc y Miniflexichoc, Vaporchoc, Hidrosein)
• Sistema receptor (hidrófonos, streamer)
• Registrador (gráfico de precisión, digital)

Fuentes

• Water gun (cañón de agua): implosión producida por expulsión de agua a presión, la cual crea un vacío que al debilitarse colapsará generando un tren de ondas.
• Flexichoc: implosión generada por el choque violento entre dos placas de metal en contacto.
• Vaporchoc: implosión de una burbuja de vapor disparada a presión dentro del agua.
• Hydrosein: vacío producido por dos placas de metal que se disparan entre sí por un pistón de aire.

Aplicaciones

Similares a los neumáticos. La velocidad del pulso acústico generado por una onda de compresión (explosiva) o por una onda de rarefacción (implosión) es la misma.

Sistemas explosivos

Ya no se usan, son muy destructivos. Solo se utilizan en sísmica muy profunda. Si se puede, la explosión se hace en tierra y el registro en mar.

Equipos y subsistemas

• Fuente sísmica: dinamita, mezcla de gases (Aquapulse, Gassap), Flexotir, Maxipulse, Sparker (Minisparker, Multiple-tip)
• Sistema receptor (hidrófonos, streamer)
• Registrador (gráfico de precisión, digital)

MINI-SLEEVE EXPLODER

Detonación de una carga explosiva.

AQUAPULSE

Explosión generada por un electrodo dentro de un recipiente a presión (membrana de caucho resistente) que contiene propano y oxígeno.

FLEXOTIR

Explosión controlada mediante descargas eléctricas producidas por una bujía en líquido inflamable (queroseno). Se explosiona la carga en el interior de una esfera metálica con muchos agujeros, unida al barco mediante un conducto. Va a 15 m.

MAXIPULSE

Detonación de una carga explosiva en una jaula metálica.

GASSAP

Se produce la combustión de los gases a lo largo de neopreno, en cuyo interior hay una serie de bujías disparadas para asegurar la combustión instantánea.

SPARKER

• Profundidad (200 - 2000 m, dependiendo de la potencia)
• Resolución (1,5 - 6 m)
• Frecuencia (100 - 1000 Hz)
• Potencia de emisión (1000 - 24000 J)

Tiene más penetración que el Geopulse. Es de media penetración y media resolución. Hace descargas muy fuertes.

Equipos y subsistemas

• Banco energético
• Fuente sísmica (electrodo)
• Sistema receptor (hidrófonos, streamer)
• Registrador (gráfico de precisión, digital)

Principios de operación

Los electrodos generan chispa, se produce una burbuja de vapor de agua y esta genera una onda de presión (onda sísmica). Se generan 3 burbujas, con lo que se gana resolución. Los electrodos se gastan con el tiempo. El receptor va alejado del emisor, como en el Geopulse. Buen sistema para acompañar a Geopulse y Sparker. Muy buena para aguas intermedias. También existe el Sparker para profundidades, remolcado por cable que son multielectrodo.

Aplicaciones

• Sedimentos consolidados y no consolidados
• Análisis vertical de las unidades sísmicas del subsuelo
• Exploración geológica en general (aguas intermedias, estructura, tectónica, estratigrafía)
• Recursos minerales
• Exploración de hidrocarburos
• Estudios tectónicos científicos (junto con sistemas neumáticos)