mediciones eléctricas ii - 2020...resistividad de suelo humedad del suelo debe buscarse lograr una...
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Mediciones Eléctricas II - 2020
Mediciones Eléctricas II (3D2)(Cursada en modalidad no presencial 2020)
Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electromecánica Facultad de Ingeniería – UNMdP.
Medición de Resistividad de Suelo
1
Medición de
Resistividad de suelo
Mediciones Eléctricas II - 20202
Resistencia de un Sistema de Puesta a Tierra vs Resistividad de Terreno
Resistividad de suelo (ρ): Es una propiedad del terreno. Es la resistencia eléctrica
de un cubo de suelo de un metro de arista entre dos caras paralelas. Se mide en Ωm.
Depende de los sig. factores :
Composición del terreno
Concentración de sales disueltas
Contenido de humedad
Temperatura
s
lR
ml
sR
Medición de
Resistividad de suelo
Mediciones Eléctricas II - 20203
Resistividad de Terreno: Método de Wenner
Medición de
Resistividad de suelo
El método de los cuatro puntos de Wenner es el método más preciso y popular:
I
V
ba
a
ba
a
a.
44
2
4
21
4
2222
El método consiste en hincar pequeños electrodos tipo varilla en el suelo, a una
profundidad “b”, y espaciados (en línea recta) una distancia “a”, alimentados con
una fuente, como se ilustra en la figura:
En esas condiciones la resistividad “aparente” del
suelo a la profundidad “a” es aproximadamente:
Si a V/I lo llamamos Rm y la distancia “a” es
mucho mayor que la profundidad “b”, la
ecuación anterior se puede aproximar a:
mRa 2
Mediciones Eléctricas II - 20204
Resistividad de Terreno: Método de Wenner
Medición de
Resistividad de suelo
La ecuación simplificada del método de Wenner puede ser deducida con el modelo del
electrodo semiesférico ya visto:
2211
2,1`
11
`
11.
.2
.
XXXX
IU PP
Ahora podemos hacer:
dX 1
dX .22
dD .3
dXDX .2´ 11
dXDX 22´
Mediciones Eléctricas II - 20205
Resistividad de Terreno: Método de Wenner
Medición de
Resistividad de suelo
dX 1
dX .22
dD .3
dXDX .2´ 11
dXDX 22´
dddd
IU PP
1
.2
1
.2
11.
.2
.2,1
d
IU PP
1.
.2
.2,1
m
PPRd
I
Ud ...2...2
2,1
Haciendo que:
Se tiene .
La resistividad será:
DondemR es la resistencia medida
Mediciones Eléctricas II - 20206
Resistividad de Terreno: Método de Wenner
Medición de
Resistividad de suelo
Método de Wenner:
1)Los electrodos se colocan en línea recta
2)Las distancias serán iguales a a
3)La profundidad será b y esta será mucho menor que 1/10 de a4)Se inyecta corriente por C1 y C2 y se mide tensión entre P1 y P2
5)Luego se calcula R y por lo tanto la Resistividad promedio a la profundidad “a”
aR 2
= Resistividad promedio a la profundidad “a” (Ωm)
a = Distancia entre electrodos (m)
R = Resistencia medida por el instrumento (Ω)
Mediciones Eléctricas II - 20207
Medición de
Resistividad de suelo
Resistividad de Terreno: Método de Wenner
Como el suelo en no homogéneo, para caracterizar
la variación de la resistividad del suelo dentro de un
área específica, se deben realizar varios grupos de
medidas en diferentes direcciones (todas centradas
en el mismo punto “O”).
Diferentes lecturas tomadas con varios
espaciamientos alineados dan un grupo de
resistividades que cuando son graficadas contra el
espaciamiento, indican si hay capas diferentes de
suelo y dan una idea de su respectiva profundidad y
resistividad
“O”
Mediciones Eléctricas II - 20208
Medición de
Resistividad de suelo
Resistividad de Terreno: Método de Schlumberger
Método de Schlumberger: Es una variante del método de Wenner
La variante de este arreglo radica en que la separación entre electrodos es,
aunque simétrica, desigual:
2211
2,1`
11
`
11.
.2
.
XXXX
IU PP
nSX 1
SLnS 5.0
nSX 2´
Haciendo que:
SnSX 1́
SnSX 2
Se llega a:
mRS
LS
25.0.
2
25.0.
2
2,1
S
LS
I
U PP
Mediciones Eléctricas II - 20209
Medición de
Resistividad de suelo
Resistividad de Terreno: Método de Schlumberger
Método de Schlumberger:
1)Los electrodos se colocan en línea recta
2)La distancia “S” se mantiene fija
3)La distancia entre C1 y P1 es “n” veces “S” al
igual que la distancia entre C2 y P2.
4)Se inyecta corriente por C1 y C2 y se mide
tensión entre P1 y P2.
5)Luego se calcula R y por lo tanto la
Resistividad promedio a la profundidad “L”
mRS
LS
25.0.
2
6)Si se quiere medir a distintas profundidades se cambia la posición de C1 y C2 manteniendo
P1 y P2 fijos (se varía “n” o lo que es lo mismo “L” manteniendo “S” y el punto central “O” fijo)
5) Se grafica ρ en función de “L”
La ventaja del método de Schlumberger es que resulta más “rápido” que el método de
Wenner porque en lugar de cambiar los cuatro electrodos se cambian dos, pero puede ser
menos sensible
“O”
Mediciones Eléctricas II - 202010
Resistividad de Terreno
Medición de
Resistividad de suelo
Algunos valores de Resistividad
NATURALEZA DEL TERRENO RESISTIVIDAD EN Ohm x m
Terrenos pantanosos de algunas unidades a 30
Limo 20 a 100
Humus 10 a 150
Turba húmeda 5 a 100
Arcilla plástica 50
Margas y arcillas compactas 100 a 200
Margas del jurásico 30 a 40
Naturaleza del terrenoValor medio de la resistividad
en Ohm x m
Terrenos cultivables y fértiles, terraplenes
compactos y húmedos50
Terraplenes cultivables poco fértiles y
terraplenes500
Suelos pedregosos desnudos, arenas secas
permeables..3.000
Mediciones Eléctricas II - 202011
Resistividad de Terreno
Medición de
Resistividad de suelo
Humedad del suelo
Debe buscarse lograr una humedad de tipo permanente y de valores 30 a 35%. Valores
superiores inciden muy poco, pero por debajo de 20% se incrementa mucho la
resistencia de tierra.
Resistividad vs. humedad
Mediciones Eléctricas II - 202012
Resistividad de Terreno
Medición de
Resistividad de suelo
Resistividad vs. temperatura
Temperatura del suelo
La incidencia de la temperatura es mínima a valores superiores a 0°C, por
debajo de 2 a 3 °C bajo cero crece mucho la resistividad.
Mediciones Eléctricas II - 202013
Resistividad de Terreno
Medición de
Resistividad de suelo
Resistividad- salinidad Variación de la Resistividad con la
salinidad del terreno
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
0 0,1 1 5 10 20
Contenido de sal en valores porcentuales
Re
sis
tivid
ad
de
l su
elo
[o
hm
-cm
]