The Window Technique

Capítulo 3

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Zona de muestra de suelo. El día 1 al cual corresponde este perfil la muestra tiene solo 10 cm de espesor. Aquí se ven unos 14 cm debido a que el valor de la constante dieléctrica máxima a configurar en el aparato es de 12, mientras que debería ser cercana a 20 para el suelo en este estado.

Zona que corresponde a la base de la bandeja y a la losa sobre la cual descansa la misma. Nuevamente, se ve que de los 20 cm configurados para ser analizados se ven unos 8 cm más debido a la obligada elección del valor de la constante dieléctrica (12).

Figura 3.4 - Perfil de post-proceso típico del software online StructureScan Viewer.

La empresa GSSI® _{(http://www.geophysical.com/structurescanmini.htm) proveedora del equipo,} pone a disposición del usuario un software de post-proceso “online” de los datos recogidos por el aparato llamado “StructureScan Viewer”. Este software permite gestionar gráficas 2D de perfiles de suelo de la muestra donde se han recogido los datos del GPR, es decir, el resultado de la emisión y posterior recogida de los rebotes de las ondas electromagnéticas.

Entre otras cosas, el programa permite establecer valores diferentes de la constante dieléctrica para ajustarlos mejor al medio utilizado y poder así capturar mejor las dimensiones reales de la muestra de suelo auscultada. Se sabe que el suelo entre los estados seco y saturado tiene una constante dieléctrica que varía entre 20 y 30 (Peplinsky, et al., 1995). Como ya se ha indicado, el aparato permite fijar inicialmente una constante dieléctrica entre 4 y 12, lo cual distorsiona las dimensiones de la muestra de suelo estudiada, en cuanto a su espesor en el post-proceso (Figura 3.4). En esta figura se muestra el resultado típico obtenido tras procesar la información mediante el software StructureScan Mini Viewer en una pasada de Georadar (un perfil).

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Figura 3.5 - Trayectoria 1 horizontal de recorrido del GPR. Día 22 de desecación. Recorrido de izquierda a derecha.

Otra modificación importante que permite el software es la ganancia de las ondas lo cual mejora muchas veces la claridad de las gráficas para poder interpretarlas.

El equipo utilizado permite presentar las imágenes recogidas por el GPR en una variada gama de colores, lo cual puede ser útil para lograr mayores posibilidades de interpretación de los re- sultados. Centrando nuestra atención en el día 22 de secado y en la trayectoria 1 mostrada en la Figura 3.5 se ve que hay tres grietas visibles en superficie, de las cuales dos son de un conside- rable grosor e intersectan la trayectoria 1.

En la Figura 3.6 se observan cinco de las 10 variantes de post-proceso de las señales denomina- das: rainbow, grayscale black white, grayscale white black, gray glow y positive peak only. Hay que tener en cuenta además que con el software se ha modificado el valor de la constante dieléc- trica hasta el máximo permitido de 20, el cual se acerca a los valores típicos de suelos parcial- mente saturados como corresponde al estado de la muestra el día 22. En la figura puede apre- ciarse que el espesor de la muestra de suelo recogido por el GPR se corresponde con las dimen- siones de la muestra real (unos 8 cm).

Las siguientes cinco variantes en post-proceso se ven en la Figura 3.7: muted negative peaks,

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Figura 3.6 - Distintas opciones de post-proceso del equipo. De izquierda a derecha: Rainbow, grayscale

black white, grayscale white black, gray glow y positive peak only.

Figura 3.7 - Distintas opciones de post-proceso del equipo. De izquierda a derecha: Muted negative peaks,

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1 8 15 22 29

Figura 3.8 - Evolución de un perfil de la muestra para los días 1, 8, 15, 22, y 29.

La elección de una u otra es una decisión personal del operador del aparato ya que subjetiva- mente será mejor o peor para unos u otros. La cuestión pasa por entrenar la visión para poder identificar si los gráficos muestran o no grietas.

En todos los casos, como es lógico, la zona útil son los 8 cm desde el límite superior y hacia abajo. El resto del esquema corresponde al forjado sobre el cual está apoyada la bandeja que contiene el suelo.

En la Figura 3.8 se observa la evolución de la muestra de suelo, de izquierda a derecha, corres- pondiente a los días 1, 8, 15, 22 y 29 respectivamente. Todos estos perfiles corresponden a pa- sadas de GPR sobre la trayectoria 1 que se observa en la Figura 3.5. Puede verse la progresiva contracción de la muestra debido a la desecación, así como también, en los días 22 y 29, la apa- rición de cierto patrón que como se verá más adelante corresponden a la existencia de grietas. El primer día de ensayo, se ha recogido un perfil que parece ser bastante heterogéneo con res- pecto a los días sucesivos. La razón de esto es el poco tiempo transcurrido desde que se volcó el suelo en la bandeja de ensayo y el consiguiente desorden del agua y partículas del suelo debido a la energía entregada al sistema durante el proceso de amasado y a su posterior volcado en la bandeja.

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Figura 3.9 - Perfil obtenido en la trayectoria 1 el día 21.

Figura 3.10 - Perfil obtenido en la trayectoria 1 el día 22.

También en este momento es cuando tenemos mayor atenuación porque el grado de saturación es el máximo debido a que el suelo está saturado y el agua tiene un valor de la constante dieléc- trica cercano a 80, lejos del que corresponde a la arcilla (20-22). El propio amasado y volcado puede contribuir a originar zonas o puntos en el suelo susceptibles de producir luego grietas durante la desecación. El perfil analizado muestra que esta potencialidad tiende a desaparecer tras las primeras horas de reposo.

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En los días subsiguientes, luego de 24 horas de ensayo, el agua que sobresatura al suelo ascien- de a la superficie y el resto se distribuye de manera homogénea dando a partir del día 2 unos perfiles de Georadar más homogéneos Figura 3.8 (días 8 y 15).

Los días 8 y 15 presentan unos perfiles en tonos de grises bastante homogéneos lo cual lleva a pensar que en la zona de estudio no se producen grietas internas ni heterogeneidades importan- tes.

Una cuestión de suma importancia es establecer cómo puede reconocerse una grieta en el suelo mediante el GPR. En la Figura 3.9 se presenta el perfil resultante de la pasada del día 21 en la trayectoria 1 donde se contrasta una grieta visible con el perfil obtenido con el GPR. En esta figura se observa que la grieta que recorre toda la muestra y toda la zona de análisis se corres- ponde con una mancha de forma parabólica en la esquina superior derecha del perfil de GPR. La pequeña grieta casi vertical que se ve en la foto y que hace contacto con la trayectoria 1, en rojo, no es detectada. Esto es sencillamente porque no ha alcanzado la zona de radiación de las ondas electromagnéticas del GPR.

En la Figura 3.10 se observa lo ocurrido el día 22, en la trayectoria 1, en rojo. En este caso am- bas grietas atraviesan la zona auscultada por el GPR y son visibles en el perfil, quedando claro el tipo de patrón a buscar cuando se utilice el sistema para detectar grietas no visibles.

En la Figura 3.11 (izquierda) vemos el perfil obtenido el mismo día 22, pero en la trayectoria 3, en rojo, donde las grietas se hallan más juntas una de otra. Pueden reconocerse las grietas y su distancia en centímetros, midiendo la distancia entre picos de las parábolas invertidas. Esto jus- tifica afirmar que el sistema permite no sólo la detección de grietas aún invisibles en superficie, sino también la medida de la distancia entre ellas.

La siguiente cuestión es determinar qué grado de precisión y resolución puede esperarse de este método. En la Figura 3.12 se observa el perfil correspondiente al día 22 para la trayectoria 4. En este caso las grietas están separadas unos 2.5 cm y puede verse que el GPR no permite la distin- ción entre una y otra sino que se interfieren dando un patrón más marcado. Esto pone una limi- tación a la hora de determinar distancias entre grietas menores a unos 5 cm hasta donde parece que el GPR es capaz de discernir grietas diferentes.

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Figura 3.11 - Perfil obtenido en la trayectoria 3 el día 22.

Figura 3.12 - Perfil obtenido en la trayectoria 4 el día 22 .

Otro tema importante es el poder identificar desde qué grosor de grieta se puede detectar, usan- do esta técnica. Como se ve en las figuras, es posible ver grietas de unos pocos milímetros de espesor pero en general, grietas capilares son por completo invisibles bajo el análisis de este sistema.

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