Procesamiento de datos de gravimetría

Procesamiento de datos de gravimetría.

Los datos gravimétricos deben ser corregidos por todas las posibles situaciones y condiciones que afecte la medición que hace el instrumento (gravímetro). Los datos de campo se descargan del gravímetro y se almacenan en una computadora para su procesamiento y en otros dispositivos de almacenamiento para su preservación. Igualmente se deben guardar los datos de DGPS de los cuales se obtendrá la información de la tiempo, latitud, longitud y altura elipsoidal necesaria para realizar las diferentes correcciones. La medición del valor de la gravedad en un punto determinado se ve influenciada por diversos factores, a saber: la mecánica y electrónica del instrumento (corrección de deriva, de temperatura, de inclinación y de presión barométrica), fuerza de marea por la la posición del Sol y la Luna (corrección de marea), la altitud sobre el geoide (corrección de aire libre), la cantidad de materia entre el geoide y el punto de medición (corrección de Bouger), la presencia de montañas o valles en las cercanías del punto de medición (corrección de terreno o topográfica). Para cada una de estas correcciones se usarán procedimientos, herramientas y software estándar.

El gravímetro a usar es el CG6 de la marca Scintrex es un gravímetro de lectura electrónica con corrección automática de inclinación y de temperatura, y con un diseño que no requiere corrección por variaciones de presión barométrica. Respecto a la deriva del instrumento, esta puede ser calibrada antes de la adquisición y a lo largo de la misma puede ser monitoreada de modo que  permita trabajar en circuitos que inicien en la estación base local gravimétrica de trabajo, pasen por diferentes puntos de producción y cierre en la misma estación base local permitiendo corrección automática de la deriva instrumental. Pero, también se puede trabajar en circuitos que inicien en la estación base local, pasen por algunos  puntos de producción y regrese a medir en la estación base en intervalos de 2 a 4 horas para hacer una corrección de la deriva instrumental con estos puntos de control en la base local. El primer método permite realizar más mediciones en puntos de producción en menos tiempo, pero se debe tener un monitoreo continuo y la seguridad de que la deriva instrumental no ha cambiado; en el segundo método se hacen menos puntos de producción en el mismo tiempo pero se tiene un control más confiable de la deriva instrumental. La estación base local se construirá trasladando el valor de la estación más cercana al sitio de trabajo contenida en la Red  de Gravedad Absoluta para Colombia RGAC  que se encuentra en las coordenadas 05°33'01,13372"N, 73°20'45,3644"W en la Universidad Santo Tomás en Tunja identificada como estación TUNJ-01 con un valor de 977415,028+/-0,0109 mgal (ver https://datos.sgc.gov.co/datasets/b17d33bba0c444fbb7899ae1ee26e5f2/explore).

La corrección de deriva se realiza por interpolación de los diferentes valores medidos a los largo de diferentes tiempos en la estación base local, luego se determina la corrección que debe ser hecha para cada una de las mediciones realizadas entre los tiempos inicial y final de medición en la base local. Típicamente (idealmente) la deriva instrumental debe seguir una relación lineal de forma que la corrección sobre cada medición de las estaciones de producción se hace de manera proporcional al tiempo transcurrido desde de la primera medición en la base. La corrección de inclinación se realiza de manera automática y hace parte del proceso de calibración en fábrica. Sobre la corrección de marea el gravímetro Scintrex tiene un módulo que calcula automáticamente esta corrección con los datos suministrados por el GPS incorporado al gravímetro.

Una vez corregidos los datos por marea, inclinación y deriva instrumental a los que llamaremos G_m, los datos deben ser corregidos por distancia al geoide, placa de Bouger y corrección de terreno. Se estima la distancia al geoide del modelo GEOCOL2004 del IGAC muy cercana a la altura elipsoidal suministrada por nivelación de GPS, de 2 m con desviación estándar de 0.5 m (ver https://www.isgeoid.polimi.it/Geoid/America/Colombia/colombia04_g.html). Con la información obtenida del procesamiento de los datos de DGPS se tiene la altitud elipsoidal, la latitud y la longitud de cada punto medido. Con la altitud se puede calcular la corrección de aire libre con la fórmula CAL=0.3 mgal/m, la cual debe ser adicionada al valor g_m en cada punto. Por otro lado, la corrección de Bouger CB que debe ser restada y se calcula con la expresión CB = 0.0419 x 10E-3 rho h mgal, siendo h la altura elipsoidal en metros (m) y  rho la densidad media de la placa de Bouger en unidades de kg/m3. Esta densidad rho se debe estimar previamente mediante toma de muestras en terreno e información geológica disponible; típicamente valores de roca estándar de 2.67 x 10E3 kg/m3 son muy cercanos a los valores reales. Finalmente, la corrección de terreno o topográfica CT debe ser adicionada al valor de la gravedad medida y se calcula usando el software Oasis Montaj y considera la topografía en la zona cercana a los puntos de medición. Se requiere para su cálculo el conocimiento de un modelo digital de elevación DEM de 30 m o menos en una distancia de aproximadamente 25 km en cada dirección alrededor de la zona de estudio y la densidad media del terreno a considerar. Esta densidad media, al igual que la densidad que se usa en la placa de Bouger, se debe estimar con información geológica disponible y con la toma de muestras de roca en el terreno. Sin embargo, dada la escala para la estimación de la densidad para CT, se usa comúnmente el método de Nettleton para dicho fin. Este consiste en dibujar la Anomalía de Bouger y compararla con el perfil topográfico, variando los posibles valores de la densidad y buscando que la Anomalía de Bouger y la topografía tengan la menor correlación posible, lo que asegura que los efectos introducidos por la topografía han sido corregidos. El algoritmo que usa Oasis Montaj  y está descrito en el documento anexo CT_Seequent.pdf.  

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