Un proyecto de edificación en altura sobre la meseta de Alto Hospicio, cerca de la Avenida Los Álamos, se topó con un perfil de suelo que alternaba costras salinas cementadas con intercalaciones de arena suelta en apenas 15 metros de profundidad. La variabilidad lateral era tal que dos sondajes separados por 20 metros mostraban columnas estratigráficas completamente distintas. En ese escenario, donde la norma NCh433 exige una clasificación sísmica de terreno que ningún ensayo puntual lograba resolver de forma consistente, la tomografía sísmica de refracción y reflexión nos permitió mapear la continuidad de esos estratos y asignar velocidades de onda de corte con resolución métrica. Alto Hospicio, emplazado sobre la Pampa del Tamarugal a casi 600 metros de altitud y a solo 10 kilómetros de la costa de Iquique, presenta una geología compleja donde depósitos eólicos, costras de sales y rellenos antrópicos se superponen sobre un basamento rocoso irregular. Frente a esta heterogeneidad, los perfiles sísmicos 2D resultan la herramienta más robusta para evitar sorpresas durante la excavación y para alimentar modelos de respuesta sísmica local con datos reales de velocidad de propagación.
La tomografía sísmica convierte un perfil lineal de geófonos en una imagen 2D del subsuelo donde cada píxel tiene un valor de velocidad de onda, eliminando la interpolación ciega entre sondajes.
Procedimiento y alcance
En Alto Hospicio observamos con frecuencia que los rellenos no controlados, dispuestos sobre una superficie de erosión antigua, generan contrastes de impedancia que inducen amplificaciones sísmicas puntuales que no aparecen en un análisis unidimensional convencional. La tomografía sísmica de refracción trabaja justamente sobre ese contraste: las ondas P se refractan en las interfases entre materiales de distinta rigidez, mientras que las ondas de superficie permiten invertir perfiles de Vs cuando se procesan en modo multicanal. Durante el levantamiento desplegamos un tendido de geófonos de 24 a 48 canales con espaciamiento reducido, normalmente de 2 a 3 metros, y golpeamos con una fuente impulsiva —martillo de 8 kg o caída de peso— en múltiples puntos de disparo a lo largo del perfil. El procesamiento incluye picking de primeras llegadas, tomografía de tiempos de viaje con inversión iterativa y, si las condiciones de sitio lo permiten, análisis de ondas superficiales mediante MASW o ReMi para obtener un modelo combinado Vp/Vs.
El resultado es una imagen del subsuelo donde se distinguen capas con velocidades sísmicas asignadas, permitiendo identificar zonas de baja rigidez, cavidades o irregularidades del basamento. Complementamos esta técnica con el
ensayo de penetración estándar SPT para calibrar los valores de velocidad con la resistencia a la penetración, especialmente en los niveles de arena suelta que suelen aparecer bajo la costra salina superficial en la meseta hospiciana.
Particularidades de la zona
Para los tendidos sísmicos en Alto Hospicio desplegamos un sismógrafo de exploración multicanal con geófonos de 4.5 Hz o 14 Hz, elegidos según la profundidad objetivo y el contenido de frecuencias del subsuelo. La planicie pampina despejada facilita la logística de los cables sísmicos, pero el verdadero desafío aparece con el ruido ambiental: el tráfico pesado de la Ruta A-16 y el paso constante de camiones mineros por la cercana Zona Franca de Iquique introducen vibraciones de baja frecuencia que contaminan los registros si no se aplica un filtro de ventana temporal y apilamiento vertical de golpes. Un perfil sísmico mal ejecutado, con relación señal/ruido deficiente o con un modelo inicial de inversión poco realista, puede subestimar la velocidad en un 20 o 30 %, llevando a clasificar un suelo tipo D como tipo C según la NCh433 y a diseñar estructuras con un coeficiente sísmico menor al necesario. En una comuna donde la aceleración efectiva máxima ronda los 0.40g por la cercanía al plano de subducción de Nazca, ese error de clasificación tiene consecuencias directas sobre la ductilidad exigida a la estructura y sobre el costo final de la cimentación.
Consultas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre un perfil de refracción sísmica y un ensayo MASW para obtener la Vs30?
La refracción sísmica modela la llegada de las ondas P refractadas críticamente en las interfases entre capas y entrega un modelo de velocidades Vp en profundidad, mientras que el MASW analiza la dispersión de ondas superficiales Rayleigh para invertir un perfil unidimensional de Vs. En la práctica, los combinamos: la tomografía de refracción define la geometría 2D de los estratos y el MASW aporta la velocidad de corte en cada capa, con lo cual se obtiene un modelo Vp/Vs más robusto que el de cualquiera de los dos métodos por separado.
¿Cuánto cuesta un estudio de tomografía sísmica en Alto Hospicio?
El costo varía según la longitud del perfil, el número de canales y la accesibilidad del terreno, pero para un tendido estándar de 24 a 48 geófonos con adquisición de ondas P y superficiales, el rango se sitúa entre $1.273.000 y $2.671.000. Esto incluye el informe con los perfiles de velocidad procesados, la clasificación sísmica del suelo según NCh433 y las recomendaciones para la cimentación.
¿Se puede hacer tomografía sísmica en terrenos con relleno antrópico o escombros?
Sí, de hecho es una de las aplicaciones más útiles en Alto Hospicio, donde existen rellenos no controlados en antiguas quebradas y zonas de expansión urbana. La tomografía de refracción detecta el contraste de velocidad entre el relleno —usualmente de baja rigidez y con velocidades de onda P inferiores a 800 m/s— y el suelo natural subyacente. La clave está en usar espaciamientos de geófonos reducidos y una fuente sísmica de alta frecuencia que resuelva los primeros 10 a 15 metros con buena definición.
