Fractura de roca andesita y análisis espectral de señales de emisión acústica

Abstract

Contexto: En las rocas sometidas a esfuerzos se producen señales de emisión acústica (EA). Esta y la información sísmica son complementarias tanto en sus aplicaciones como en su base teórica. Por ende, el estudio de frecuencias características en las señales de emisión acústica tiene relevancia para comprender la propagación de ondas sísmicas en la Tierra. Método: Se realizó un ensayo de compresión uniaxial en probetas cilíndricas de roca andesita, llevadas hasta la rotura. Se registraron las señales de EA obtenidas durante el ensayo. Un análisis de las frecuencias de estas señales cabe en el contexto de un modelo elemental de foco sísmico, el cual describe el avance y la propagación de ondas durante la fractura de un material frágil. A partir de los espectros de Fourier de las señales, convenientemente representados en escala logarítmica, se obtiene la frecuencia esquina. Este parámetro da cuenta del tamaño de las fisuras durante el avance del daño en el material sometido a esfuerzo. Resultados: En un primer análisis se determinó la frecuencia esquina. En un segundo análisis, se filtraron las señales para distintas bandas de frecuencias con transformada Wavelet y se obtuvo el Wavelet Energy b-value (bWE) correspondiente. Conclusiones: El estudio de la evolución del bWE para las distintas bandas de frecuencia permitió determinar frecuencias características que se pueden asociar a distintos mecanismos de fracturas en las rocas.

Keywords

• emisión acústica
• frecuencia esquina
• roca andesita
• transformada wavelet
• b-value