Práctica de un Sondeo Eléctrico Vertical y su interpretación (página 2)

Las investigaciones del subsuelo pueden realizarse en dos direcciones la primera en sentido horizontal que recibe el nombre de calicatas o perfil resistivo en el que el factor K permanece constante para una serie de medidas. La segunda, es en sentido vertical el cual recibe el nombre de Sondeo Eléctrico Vertical (SEV) definiéndose como una serie de determinaciones de resistividad aparente, las dos estudios son efectuados con el mismo dispositivo, y el segundo su procedimiento de ejecución consiste en aumentar progresivamente la distancia entre los electrodos manteniendo un punto fijo central.

A continuación se describen dos métodos de ejecución:

Sondeo Wenner

Dado que el dispositivo Wenner AMNB con separación interelectródica a, el sondeo consiste en aumentar progresivamente el valor de a manteniendo un punto central fijo P. Para la representación de datos se muestran en ordenadas el valor de la resistividad aparente medida ?a, en ohms y en las abscisas en valor de a en metros de cada paso o punto.

Sondeo Schlumberger.

Dado el dispositivo Schlumberger AMNB con AB>>MN, el sondeo consiste en separar progresivamente los electrodos inyectores A y B dejando los electrodos detectores M y N fijos en torno a un punto central fijo P.(Figura 2.10). La representación de este sondeo muestra en ordenadas ra (W·m) y en abscisas la distancia AB/2 (m). En este sondeo el efecto de las heterogeneidades irrelevantes es menor pues sólo se mueven el par de electrodos inyectores A y B.

Efectos laterales en el SEV y ambigüedades en su interpretación

Si el dispositivo electródico está próximo a un contacto vertical, las líneas de corriente serán distorsionadas por lo que DVMN se verá afectado por el otro medio, tanto más cuanto mayor sea la separación de los electrodos AB. Por lo tanto, la medida de la resistividad aparente en un SEV está influida por la distribución de resistividades en un cierto volumen de terreno. Esto implica que para distancias AB grandes no se sabrá si la resistividad aparente es debida a cambios de estructuras en la profundidad o a las heterogeneidades laterales por contraste de resistividades (Orellana, 1982).

Puede ocurrir que las curvas de resistividad aparente para dos casos diferentes de SEV sean idénticas si la relación entre profundidad a la que se encuentra un estrato y su resistividad permanece constante, lo que provoca una ambigüedad en la deducción del grosor de la capa y su resistividad.

Aplicaciones

El SEV es aplicable cuando el objetivo tiene una posición horizontal y una extensión mayor que su profundidad. Tal es el caso del estudio de capas tectónicas, hidrológicas, etc. También es adecuado para trabajar a poca profundidad sobre topografías suaves como complemento de las calicatas eléctricas, con el objetivo de decidir la profundidad a la cual realizar el perfil de resistividades, como ocurre por ejemplo en Arqueología. El SEV no es adecuado para contactos verticales, fallas, diques, etc.

Calicatas eléctricas

La finalidad de las calicatas eléctricas (CE) es obtener un perfil de las variaciones laterales de resistividad del subsuelo fijada una profundidad de investigación. Esto lo hace adecuado para la detección de contactos verticales, cuerpos y estructuras que se presentan como heterogeneidades laterales de resistividad. Orellana (1982) resalta que la zona explorada en el calicateo eléctrico se extiende desde la superficie hasta una profundidad más o menos constante, que es función tanto de la separación entre electrodos como de la distribución de resistividades bajo ellos.

Experimentalmente, la CE consiste en trasladar los cuatro electrodos del dispositivo a lo largo de un recorrido, manteniendo su separación, obteniéndose un perfil de resistividades aparentes a lo largo de aquél.

Profundidad de los SEV, esto es en relación al medio y al área del que se dispone ya que entre mas área se tenga la profundidad del estudio es mucho mayor.

La resistividad de los suelos tiene un margen de variación muy amplio. Incluso un mismo suelo puede presentar diferentes resistividades con el tiempo dependiendo de factores como la temperatura o la humedad, siendo éste el más determinante. Por lo tanto es difícil estimar la composición del subsuelo solamente a partir de la medida de resistividad.

La medida de la resistividad aparente se realiza normalmente mediante cuatro electrodos, dos para inyectar la corriente y otros dos para medir la diferencia de potencial. Los dispositivos lineales más utilizados son: Wenner, Schlumberger, doble dipolo, polo-dipolo y polo-polo.

Las prospecciones geoeléctricas se dividen normalmente en dos tipos: SEV y CE. El SEV tiene como objetivo determinar la variación de la resistividad con la profundidad, lo que es adecuado, por ejemplo, en la determinación de las diferentes capas o estratos de un suelo. La CE trata de determinar la variación de la resistividad a una profundidad determinada y se utiliza por ejemplo en prospecciones arqueológicas.

Cuando se pretende obtener imágenes en dos o tres dimensiones de la distribución de resistividad del subsuelo es más adecuado utilizar una combinación de calicatas y SEV. Se proponen configuraciones multielectródicas basadas en dispositivos clásicos. Con 16 electrodos el número máximo de medidas independientes es de 104. El número de medidas se puede incrementar desplazando la agrupación de electrodos perpendicularmente. Para acelerar el proceso de medida se utiliza un sistema de medida automático (Alberto, 1997) que permite cualquier combinación de electrodos inyectores y detectores. Debido a las reducidas dimensiones de la cubeta utilizada para realizar medidas en el laboratorio, sólo es posible implementar las configuraciones Schlumberger y doble dipolo. Esta última necesita un gran margen dinámico en el detector.

Ubicación

El SEV se realizo en el campo experimental de la Universidad Autónoma Chapingo en el campo experimental "El Ranchito" junto al pozo Xaltepa, como se muestra en la siguiente imagen.

Croquis de localización

Materiales

Materiales utilizados en la fase de campo

• 1. Unidad principal Terrameter SAS 300B.

• 2. Unidad reforzadora de Terrameter SAS 2000.

• 3. Cuatro electrodos de acero inoxidable.

• 4. Cuatro electrodos de cobre.

• 5. Dos electrodos impolarizables.

• 6. Dos carretes de cables de 50 metros de hilo de 1 mm2 para los electrodos de potencia.

• 7. Dos carretes con cables de 750 metros de hilo de 0.75 mm2 para electrodos de corriente, aunque presenta un excedente para enrollarlos en el carrete.

• 8. Solución salina.

• 9. Caimanes.

• 10. Marro.

• 11. Pinzas.

• 12. Cinta métrica.

• 13. Formato de registro de datos del SEV con arreglo Schlumberger.

• 14. Calculadora, lápiz y goma.

Materiales utilizados en la fase de gabinete.

• 1. Programa de computo RESIX PLUS, para el análisis e interpretación.

• 2. Impresora Hp laser.

Metodología

Fase de campo.

• 1. Se eligió el lugar de sondeo de acuerdo a las características topográficas del lugar ya que se debe de considerar una abertura de carretes de 750 metros.

• 2. Se clavo una barra de hierro que se utilizo como punto central de SEV y del arreglo.

• 3. Se busco un punto de orientación del arreglo para asegurar su linealidad.

• 4. Se midieron hacia ambos lados del arreglo los distancias en las que se ubicaron los electrodos de potencial M y N. Estas distancias son 1, 2.2, 10 y 38 metros comenzando del centro del SEV mediante la cinta métrica, los cables se amarraron al fierro central.

• 5. Se instalo el Terrameter SAS 300B y después de unas cuantas lecturas se coloco el reforzador Terramenter 2000, checando que el voltaje de la batería sea la adecuada.

• 6. Se procedió a llenar los datos generales que piden en el formato de la práctica.

• 7. Después de esto se procedió a la toma de datos conforme a la distancia AB/2, configurando el aparato para que nos diera 4 repeticiones de datos.

• 8. Se anotaron los datos proporcionados por el dispositivo en el formato de registro de la información, procediendo a multiplicar por la constante K el promedio de las dos últimas lecturas para obtener la resistividad aparente en cada punto.

• 9. Inmediatamente después de anotar los datos, se graficaban los datos de resistividad aparente contra la distancia AB/2 en la grafica que se tenía anexa al formato esto para observar el comportamiento de los materiales a la resistividad.

Resultados

A continuación se muestra la tabla que se obtuvo en el sitio donde fue realizada la práctica.

Estos datos se utilizaron para la interpretación con el software RESIX PLUS 2.45, los datos que se obtuvieron se observan a continuación:

Grafica del sondeo en ella se muestra los datos de la resistividad de los materiales contra los diversos valores de AB/2, a demás se puede observar el ajuste de la curva a los puntos en cual se logro por medio de iteraciones que realizo el programa con el fin de tener un modelo de resistividades, este llego a tener un error de tan solo 1.4749 % lo cual nos indica que es muy buena la aproximación a los datos tomados en campo.

Paralelo a la grafica se obtuvieron los datos de 5 capas, de las cuales solo se conocen las profundidades de 4 de ellos por lo que la quinta capa ya no se considera aun teniendo el valor de su resistividad, esto porque no se sabe hasta dónde termina esta capa.

Después de los 158.2945 metros el material presenta una resistividad de 53.2625 (?·m) por lo que se puede decir que se trata de materiales arcillosos lo cual indica que no es segura la presencia del agua.

De lo anterior se puede decir que solo en dos capas hay posibilidades de presencia de agua dulce, estas son la capa 2 y la capa 4, ya que en estas capas existen medios granulares, lo que indica buena permeabilidad y transitividad.

Conclusión

Se puede concluir que con este estudio nos dimos cuenta que solo pueden existir dos capas con posibilidades de presencia de agua, por lo que se requiere de un estudio más detallado para saber con exactitud la presencia o ausencia de agua, paralelo a ellos aprendimos un tema de suma importancia ya que en estos tiempo se necesitan de estos estudios para la extracción de agua, lo cual es muy necesaria para la vida diaria, como para el consumo humano, para el agua de riego, para abrevadero y demás.

Bibliografía

• Gutierez Carrillo, N. (1989). Apuntes de Geohidrologia. Tesis profesional. Departamento de Irrigación.

• Colorado Landa, Roberto e Hinojosa Rangel, Juan. 1991. Definición de la estratigrafía y geometría del acuífero de Chapingo, utilizando prospección geoeléctrica. Departamento de Irrigación. Universidad Autónoma Chapingo.

• Internet: http://web.usal.es/~javisan/hidro/temas/SEV.pdf

• http://www.tdr.cesca.es/tesis_upc/available/tdx-0418101-081815//05capi-tulo2.pdf

Autor:

Abdon

México

2009