Vs30 y caracterización sísmica de sitio
Vs30 no es “un ensayo de 30 metros”: es un parámetro del perfil Vs
Vs30 representa la velocidad promedio equivalente de onda de corte (Vs) desde la superficie hasta 30 m de profundidad. Se utiliza para caracterizar condiciones sísmicas de sitio porque la velocidad de onda S está relacionada con la rigidez dinámica de los materiales.
El objetivo del trabajo no debería ser conseguir un número rápido, sino construir un modelo de Vs suficientemente respaldado para calcular ese parámetro y entender cómo cambia la rigidez con la profundidad.
Vs30 = Σhi / Σ(hi / Vsi), con Σhi = 30 mdonde cada hi es el espesor de un estrato dentro de los primeros 30 m y Vsi su velocidad de onda S. Es un promedio basado en tiempo de viaje, no un promedio aritmético simple de velocidades.
Vs30 dentro de la Norma Boliviana de Diseño Sísmico 2023
La NBDS 2023 incorpora Vs30 en la clasificación de los suelos de fundación y señala que los parámetros geotécnicos utilizados deben evaluarse al menos en los 30 m superiores del terreno. La norma también contempla alternativas como N60 para suelos granulares y Su para cohesivos, y reconoce sitios que requieren análisis de respuesta específico.
| Tipo de suelo NBDS 2023 | Referencia Vs | Lectura general |
|---|---|---|
| S0 | > 1500 m/s | Roca dura |
| S1 | 760–1500 m/s | Roca |
| S2 | 370–760 m/s | Suelo muy rígido / roca blanda |
| S3 | 180–370 m/s | Suelo rígido |
| S4 | < 180 m/s | Suelo blando |
| S5 | No se define por un único rango Vs30 | Requiere análisis de respuesta de sitio y estudio geotécnico especial según sus condiciones |
La propia NBDS advierte que efectos como licuefacción, amplificación por condiciones geológicas/topográficas, fallas u otras particularidades requieren los estudios técnicos que correspondan. Por eso Vs30 no equivale a “riesgo sísmico completo”.
Cómo podemos obtener y complementar un perfil Vs
MASW
Analiza dispersión de ondas superficiales generadas de forma controlada para estimar un modelo Vs. Es una herramienta central para caracterización somera. Ver MASW.
ReMi
Utiliza ruido/microtremor registrado por un arreglo para extraer información de dispersión. Puede complementar MASW y extender el contenido de bajas frecuencias. Ver ReMi.
Down-hole
Cuando existe una perforación apropiada, permite estimar velocidades con profundidad mediante mediciones en pozo. Ver Down-hole.
Cross-hole
Trabaja entre perforaciones y puede aportar mediciones de alta resolución cuando el proyecto dispone de la geometría necesaria. Ver Cross-hole.
Sísmica de refracción
Aporta principalmente Vp y geometría de refractores. Es muy útil como contexto, pero Vp no debe confundirse con Vs. Ver refracción.
Integración geotécnica
Sondeos, SPT, geología, topografía y demás información ayudan a interpretar interfaces y comprobar si el modelo sísmico es coherente con el sitio.
La combinación MASW + ReMi puede ser especialmente útil cuando se busca cubrir un rango más amplio de longitudes de onda. No se combina por rutina: se decide según profundidad, espacio, ruido y objetivo.
Cómo seleccionar el método según las condiciones del sitio
La pregunta correcta no es “¿MASW o ReMi cuál es mejor?”, sino qué geometría y qué tipo de señal permiten caracterizar de forma defendible el intervalo que necesita el proyecto.
| Condición del proyecto | Punto de partida | Por qué |
|---|---|---|
| Hay longitud de tendido y se puede utilizar una fuente controlada | MASW activo | Permite controlar la adquisición y obtener dispersión de ondas superficiales en un rango útil para caracterización somera. |
| Se necesita reforzar bajas frecuencias o mayor profundidad y existe ruido ambiental aprovechable | MASW + ReMi | La combinación puede ampliar el rango de longitudes de onda, siempre que los datos tengan calidad suficiente. |
| Existe una perforación adecuada | Down-hole | Permite obtener velocidades con control de profundidad dentro del pozo y contrastarlas con el perfil geológico. |
| Existen dos o más perforaciones con geometría apropiada y se requiere alta resolución entre ellas | Cross-hole | Permite medir propagación entre pozos con un control geométrico distinto al de los métodos de superficie. |
| También interesa Vp, refractores o profundidad a materiales competentes | Refracción como complemento | Aporta otra propiedad sísmica y contexto geométrico, pero Vp no sustituye Vs ni Vs30. |
Diseño de campo: la profundidad se gana con geometría y señal, no con una etiqueta
Para caracterizar el intervalo hasta 30 m hay que revisar si la longitud del arreglo, espaciamiento, fuente, contenido de frecuencias, calidad de señal y condiciones del terreno pueden sostener esa profundidad de investigación.
Longitud útil, accesos, pendientes, pavimento, obstáculos, tráfico y fuentes de ruido.
Número de receptores, espaciamiento, offsets y posiciones de fuente según resolución y profundidad buscadas.
Las frecuencias altas ayudan a resolver lo somero; las bajas aportan información de longitudes de onda mayores y profundidad.
Coordenadas, topografía, tiempos, configuración, condiciones de acoplamiento y observaciones de campo.
Si el arreglo no entrega información suficiente, es mejor reconocer la limitación o complementar el método que forzar una interpretación.
Del registro a Vs30: dónde se gana o se pierde calidad
En métodos de ondas superficiales, el procesamiento no consiste en presionar “invertir”. Primero se construye una imagen de dispersión, se identifican tendencias modales defendibles, se selecciona una curva y se plantea un modelo inicial. Después la inversión busca modelos de Vs compatibles con los datos.
- Revisión de registros y calidad de adquisición.
- Transformación al dominio de dispersión.
- Identificación de modos y rango confiable de frecuencias.
- Selección de curva(s) de dispersión.
- Inversión y evaluación de ajuste/no unicidad.
- Construcción del perfil Vs y cálculo de Vs30 cuando el intervalo está respaldado.
QA/QC: qué revisamos antes de aceptar el resultado
- Acoplamiento y comportamiento de canales.
- Coherencia entre tiros/registros y presencia de ruido anómalo.
- Resolución de la imagen de dispersión y continuidad de la tendencia seleccionada.
- Rango de longitudes de onda respecto de la profundidad interpretada.
- Sensibilidad del modelo Vs y estabilidad de la inversión.
- Consistencia entre líneas o posiciones cuando se realizan varias.
- Compatibilidad con estratigrafía, perforaciones u otros datos disponibles.
Un informe serio debe mostrar suficiente trazabilidad para que el lector entienda de dónde salió el valor de Vs30 y cuáles son sus límites.
Qué debería recibir el proyecto
El alcance se adapta al objetivo, pero un estudio de Vs30 puede incluir:
- Ubicación, geometría, coordenadas y configuración de adquisición.
- Descripción de condiciones de campo y control de calidad.
- Imágenes de dispersión y curvas seleccionadas relevantes.
- Modelo(s) de Vs con profundidad.
- Cálculo de Vs30 y criterio utilizado.
- Clasificación de referencia según NBDS cuando el alcance y la información lo permiten.
- Integración con información geotécnica/geológica disponible.
- Limitaciones, incertidumbres y recomendaciones.
Si el proyecto requiere un análisis de respuesta de sitio, riesgo sísmico, licuefacción u otra evaluación especializada, eso debe definirse como un alcance adicional y no confundirse con la sola obtención de Vs30.
Qué significa —y qué no significa— el número final
Dos sitios con Vs30 similares pueden tener distribuciones de Vs con profundidad diferentes. Por eso conviene conservar y analizar el perfil, no únicamente reportar la cifra.
Alcances y límites
- La profundidad de investigación no está garantizada por el nombre “MASW”; depende de geometría y contenido de longitudes de onda.
- Ruido, espacio reducido, pavimentos, pendientes o acoplamiento deficiente pueden afectar la calidad.
- Una curva de dispersión puede contener varios modos; elegir el modo incorrecto altera el modelo Vs.
- Vs30 no sustituye parámetros geotécnicos que el proyecto necesite obtener directamente.
- Vp de refracción y Vs son velocidades diferentes; no deben intercambiarse.
- La clasificación normativa debe realizarse con la versión vigente de la NBDS y con el criterio del profesional responsable.
Contenido relacionado y rutas para profundizar
Preguntas frecuentes
Cotizar un estudio Vs30
Si sabes que el proyecto necesita Vs30, no hace falta definir por tu cuenta si será MASW, ReMi o una combinación. Envíanos ubicación, tipo de proyecto, área disponible, planos, profundidad/alcance requerido y estudios previos. Revisamos primero si la geometría disponible permite obtener un resultado técnicamente defendible.
La pregunta que queremos resolver
¿Qué perfil de velocidad de onda S caracteriza el sitio hasta la profundidad necesaria y qué Vs30 puede sustentarse con esos datos?
