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METODOS GEOELECTRICOS  Tomografía geoelectrica En los últimos tiempos esta técnica geoeléctrica ha avanzado significativamente. Se basa en una configuración del tipo Dipolo-Dipolo generando modalidades 2D y 3D. Consiste en obtener una serie de mediciones de resistividad aparente con un dispositivo tetraelectródico definido y con una separación constante entre los electrodos denominada “a”. Luego se va variando las distancias entre pares de electrodos emisor-receptor por múltiplos de un valor entero denominado “na”, así el resultado final será un corte con calicatas a varios niveles “n” de profundidad. El dispositivo Dipolo-Dipolo posee la característica de presentar una gran poder resolutivo ante la presencia de cambios geológicos laterales en el subsuelo, tanto estructurales, fallas, diaclasas, fracturas, como litológicas y sedimentarias por ejemplo, paleocauces. Los resultados se vuelcan en pseudo perfiles que muestran la distribución de las resistividades aparentes mediante curvas de isoresistividad. Estas pseudosecciones dan una primera idea de la existencia de “anomalías” y una estimación de su posición y profundidad. Pero para obtener una distribución geoeléctrica real representativa del terreno los datos deben ser invertidos. Para lograr esto se aplican distintos códigos de inversión que permiten obtener tomografías 2D del subsuelo. El perfil resultante 2D muestra resistividades y profundidades verdaderas en 2D, que posteriormente por lo general se correlacionan con la información geológica disponible. Las profundidades de penetración están directamente relacionadas con la configuración geométrica y dependen de la resistividad del medio. A medida que las aberturas son más grandes, se requiere más potencia para tener señales dentro de los rangos de resolución del instrumento. Teniendo en cuenta estos parámetros se emplean equipos multielectródicos a batería para profundidades de algunas decenas de metros hasta los 100 y 200 m y generadores para los casos de investigaciones a profundidades de 2.000 y 2.500 m.

El método de Tomografía Geoeléctrica presenta una elevada resolución, sobre todo lateral, permitiendo detectar discontinuidades laterales debidas por ejemplo a fallas, fracturas abiertas o rellenas, alteraciones físico químicas de la litología, etc.. La cobertura areal es considerablemente que la que se logra con los métodos tradicionales tales como los sondeos eléctricos verticales y similares.

 Sondeo eléctrico vertical Otro método para determinar resistividades del terreno en profundidad es el método geoeléctrico denominado Cuadripolo Simétrico Schlumberger comúnmente conocido como Sondeo Eléctrico Vertical (SEV). La finalidad es averiguar la distribución vertical de las resistividades de los diferentes estratos o rocas en el subsuelo debajo del punto de investigación. Consiste en la emisión medida de corriente contínua en el terreno y en la medición con un equipo procesador de la diferencia de potencial existente en dos puntos fijos, según un esquema geométrico de cuatro electrodos. La variabilidad de distanciamiento entre electrodos de corriente y electrodos de potencial permite acceder a mayores profundidades. A partir de un diagrama resultado de curvas de resistividad aparente, se calcula las resistividades reales y la profundidad de los distintas electrolitologías con resistividades diferenciadas. Las curvas, en principio, se interpretan según los métodos del punto auxiliar y de sobreposición con curvas teóricas patrones, y consecutivamente se procede al control automático mediante computadora utilizando un modelo matemático basado en el método de los filtros ghosh. Si el control automático (fitting) es positivo se procede al control geológico de la interpretación. Finalmente se obtienen las interpretaciones definitivas de las distintas curvas que posibilitan desarrollar columnas y cortes electroestratigráficos acordes.

 Sondeo eléctrico circular Esta es una técnica geoeléctrica en la cual Area Geofísica Eng. S.A. cuenta con un importante know how, debido a que su fundador fue uno de los primeros geofísicos que la emplearon en el mundo, inicialmente en estudios geotérmicos y en la búsqueda de agua en roca. En profundidad se sabe que la resistividad eléctrica real en la dirección de la fracturación es normalmente menor que la resistividad en el sentido perpendicular a la misma. Si sobre la superficie del terreno suprayacente a rocas anisótropas se determina la resistividad aparente con un dispositivo orientado perpendicularmente a la fracturación, el valor de ésta resistividad resulta menor de lo obtenido con el mismo dispositivo orientado paralelamente a la fracturación. Este fenómeno se conoce con el nombre de “paradoja de anisotropía” En síntesis la “paradoja de anisotropía” se interpreta como que en un medio anisótropo, la corriente eléctrica se propaga en forma radial desde una fuente puntual (lo mismo también sucede en un medio isótropo). La técnica geoeléctrica que permite detectar ésta anomalía de resistividad aparente se basa en la ejecución de Sondeos Eléctricos Circulares (SEC), donde la modalidad operativa consiste en Cuadripolos Simétricos Schlumberger en cantidades de 3 a 6 con un mismo centro y azimut radial cada 30. 45 o 60°, lo que permite determinar la relación entre resistividad aparente y azimut. Los resultados se grafican sobre diagramas polares de resistividad aparente. Los puntos obtenidos se unen con una curva cerrada simétrica (cada medición en efecto, genera dos puntos entre ellos simétricos respecto al origen), que en el caso de una roca con un eje de fracturación preferencial, es con óptima aproximación una elipse. El eje mayor de la elipse está orientado en la dirección del valor mínimo de la resistividad real, o sea en la dirección predominante de fracturación y además existe una relación entre excentricidad de la elipse misma y el grado de fracturación de la roca.

Las informaciones que se obtienen son: determinación de la dirección predominante de la fracturación, evaluación cualitativa del enlace entre las variaciones del “coeficiente de anisotropía” y el grado de fracturación y una mejor definición de la situación estratigráficaestructural del área investigada.

 Tomografía geoelectrica

Estos equipos permiten medir resistividad eléctrica en el subsuelo a diferentes profundid dependiendo

de

la

disposición

geométrica

en

el

suelo

de

los

electrodos.

El dispositivo electrónico más usado es el denominado “Dipolo Dipolo”, según esquema.

 Tomografía eléctrica Profundidad de investigación: variable, desde pocos metros hasta grandes profundidades. Densidad de la información: perfiles casi continuos

Confiabilidad de la información: alta, se trata de un método desarrollado hace más de 50 años denominación “dipolo – dipolo axial” y con resultados comprobados en distintas situaciones geológ todos los continentes Prácticamente no invasivo: deben hincarse electrodos en el suelo hasta una profundidad de 0,30 m. Velocidad de prospección: media, el tiempo de ejecución es función de la longitud del perfil, el que aes función de la separación entre electrodos. Velocidad de interpretación: consiste en la aplicación de un programa de inversión de datos para a partir de resistividad aparente, electroestratos con la resistividad verdadera y espesores. En genpuede interpretar dos tomografías de 30 electrodos por día independientemente de la interdistancia d Información que se obtiene: •

Cortes

electroestratigráficos.

Brinda

información

litológica,

estructural,

hidrogeológica y determina zonas contaminadas. • Optimo para determinar plumas de contaminación, particularmente sobrenadante de hidrocarburos. • Se pueden obtener imágenes 2D y 3D. • Límite de la investigación: no se puede aplicar en zonas industriales, con tendido eléctrico.

urbanas,

SONDEOS GEOSISMICOS Los métodos geofísicos son pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico. Intentan evaluar las características del terreno basándose en la medida de ciertas magnitudes físicas tomadas generalmente en la superficie del terreno. Si las características de los terrenos son tales que las magnitudes físicas medidas son bastante diferentes entre sí, es posible localizar los contactos entre las distintas capas de terreno. Sin embargo, esto no siempre sucede así, por lo que estos métodos tienen serias limitaciones. No obstante, gracias a su rapidez y economía, están especialmente indicados para investigar áreas extensas o alineaciones de gran longitud entre sondeos que se encuentren alejados, y de esta forma poder interpolar los resultados obtenidos en las prospecciones extremas, o establecer, en su caso, la necesidad de realización de sondeos intermedios. Los métodos geofísicos deben ser considerados siempre como métodos complementarios de reconocimiento, debiendo estar acompañados por prospecciones directas como sondeos, y los datos obtenidos mediante estos sistemas refrendados y contrastados por los resultados de dichos sondeos. Los trabajos de campo e interpretación de las medidas deben estar realizados por personal altamente cualificado y con experiencia en la ejecución y procesamiento de resultados. Pueden plantearse las siguientes opciones: 

Métodos eléctricos.



Métodos gravimétricos.



Métodos magnéticos.



Métodos sísmicos, con sus variantes de reflexión y refracción.

El método de mayor utilización en la ingeniería civil es el método sísmico de refracción, aunque los métodos eléctricos también tienen cierta utilidad.

Los métodos eléctricos son un tipo de método geofísico, y constituyen pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico. Permiten evaluar la resistividad media del subsuelo mediante la medición de una diferencia de potencial entre dos electrodos situados en la superficie.1 El flujo de corriente a través del terreno discurre gracias a fenómenos electrolíticos, por lo que la resistividad depende básicamente de la humedad del terreno y de la concentración de sales en el agua intersticial. Por ello existe una gran variabilidad de valores de la resistividad para cada tipo de terreno, con rangos muy amplios. El método consiste en colocar cuatro electrodos alineados a igual distancia entre sí (d). Se conecta una batería a los electrodos exteriores midiendo la intensidad que circula entre ellos, así como el voltaje entre los electrodos intermedios. La resistividad viene definida por el cociente entre el voltaje y la intensidad de la corriente medidos, multiplicado por 2 Π d. El valor obtenido representa la resistividad media de un gran volumen de suelo, ya que la red de corriente se extiende en profundidad, aunque tienen mayor peso las características eléctricas de los terrenos más superficiales. En cualquier caso, la presencia de un estrato de alta resistividad cercano a la superficie bajo otro de gran resistividad, eleva el valor resultante del ensayo, al contrario de lo que sucede si existe un material de baja resistividad bajo un estrato de alta. El ensayo puede realizarse en forma de sondeo eléctrico, buscando la variación de la resistividad con la profundidad. Para ello se hacen diferentes medidas variando la distancia "d" entre los electrodos y manteniendo el centro de la alineación de los cuatro electrodos en un punto fijo. Al incrementar la distancia aumenta la profundidad alcanzada por las líneas de corriente, englobando, por tanto, una mayor profundidad de suelo. Si la resistividad crece, puede concluirse que hay un estrato profundo de mayor resistividad, sucediendo lo contrario si la resistividad decrece al aumentar la separación. La profundidad hasta la que puede aplicarse es de unos 20 metros.

Otro procedimiento utilizado es el de perfil eléctrico, en el que se investiga la variación lateral del tipo de terreno. Se mantiene la misma distancia entre electrodos, desplazando el punto central de la alineación. De esta forma se obtienen datos en un área determinada para un espesor constante del terreno. La amplitud de los rangos de la resistividad aparente para un determinado terreno, da lugar a que exista solape entre los rangos de diferentes tipos de terreno. Esto hace muy difícil la identificación de un determinado suelo o roca, y la profundidad de su localización. Además, hay una pobre correlación entre la resistividad y las condiciones mecánicas de un terreno.

Por lo tanto, tienen una menor aplicación en la ingeniería civil que los métodos sísmicos de refracción, aunque pueden servir para detectar la profundidad del nivel freático, apoyándose siempre en los resultados de prospecciones como sondeos o calicatas. Donde sí tienen una utilización interesante es en la determinación de cavernas en zonas cársticas, dada la clara diferencia de resistividad existente entre un terreno y el aire, siendo esta última prácticamente infinita. En cualquier caso, la interpretación de los resultados no es fácil, puesto que el resultado proporciona el valor medio de la resistividad a través de una determinada trayectoria, que engloba al terreno sano y al vacío en las cuevas cársticas. Pero, por otra parte, las cuevas o galerías existentes pueden estar parcial o totalmente rellenas de agua, y como el agua, al contrario que el aire, es un gran conductor eléctrico, el resultado obtenido al atravesar una caverna puede no ser un aumento drástico de la resistividad, sino su reducción. Otra aplicación de este método consiste en definir si un suelo es adecuado para albergar tuberías de fundición como las realizadas en abastecimientos de agua. Si su resistividad es baja, posibilita que las corrientes parásitas existentes en el terreno (zonas cercanas a vías de ferrocarril, transformadores, subestaciones eléctricas) puedan afectar a estas tuberías provocando y acelerando su corrosión. Por tanto, en el informe geotécnico de proyecto deberá contemplarse esta posibilidad, obteniendo la resistividad de los terrenos atravesados por la traza de la conducción, para en su caso, plantear un sistema de protección. Los métodos gravimétricos son un tipo de método geofísico, y constituyen pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte

de las técnicas de un reconocimiento geotécnico. Además pueden obtenerse en una muestra de agua antigua y por lo tanto consiste en la medición muy precisa de la aceleraciónde la gravedad en distintos puntos, registrando variaciones anómalas de dicha aceleración, que pueden suponer cambios bruscos en la densidad de un terreno. De esta forma, se pueden detectar huecos o cavernas, como las existentes en los terrenos cársticos,

o

en

zonas

de explotación

minera actual

o

histórica, fallas, domos salinos, profundidad de capas competentes compactas, etc. Los resultados obtenidos son, en general, poco concluyentes para que su empleo esté generalizado en la ingeniería civil, a pesar de lo cual, no dejan de constituir un método particular de los métodos geofísicos, como alternativa en el reconocimiento geotécnico de un terreno.