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