tema 07_métodos geoeléctricos de corriente continua

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Cátedra de Geofísica Aplicada, U.N.P.S.J.B., Chubut, Argentina. Tema 7  Métodos Geoeléctricos de Corriente Contínua Chelotti, L., Acosta, N., Foster, M., 2009 1 MÉTODOS DE INYECCIÓN DE CORRIENTE Se los denomina también Métodos de Resistividad, aunque no son los únicos que buscan calcular resistividades aparentes del subsuelo. Trabajan emitiendo un campo artificial de corriente contínua (de ahí en inglés DC, Direct Current) y registrando las diferencias de potencial resultantes. El procedimiento consiste esencialmente en la inyección en el terreno, mediante un par de electrodos, de corriente continua o de muy baja frecuencia (por ejemplo, 0,1 hertz, que en la práctica puede considerarse continua) y la determinación, mediante otro par de electrodos, de la diferencia de potencial. La magnitud de esta medida depende, entre otras variables, de la distribución de resistividades de las masas rocosas del subsuelo, de las distancias entre los electrodos y de la corriente inyectada. Dispositivos de Prospección: dependen de la disposición geométrica de los electrodos empleados (tetraelectródicos en línea, dipolares, de electrodos lineales, etc). El precursor fue el dispositivo de dos electrodos del británico Fred Brown en 1883. Modalidades Prospectivas: dependen del objetivo a prospectar y pueden ser Sondeos Eléctricos Verticales, Calicatas Eléctricas o Mapeo de Líneas Equipotenciales. Resistividad eléctrica del terreno El suelo es una mezcla de rocas, gases, agua y otros materiales orgánicos e inorgánicos. Esta mezcla hace que la resistividad del suelo, aparte de depender de su composición intrínseca, dependa, como ya se comentó, de otros factores externos como la temperatura, la humedad, presión, etc. que pueden provocar que un mismo suelo presente resistividades diferentes con el tiempo. Esto es lo que llamamos ruido metodológico, que a veces puede ser alto. De entre todos los factores, la humedad es el más importante para la aplicación de estos métodos; además de ser el factor que se puede alterar más fácilmente mediante la lluvia o el riego del suelo. Diferentes grados de humedad para un mismo terreno darían lugar a resistividades diferentes que podrían llevarnos a interpretaciones erróneas de los materiales constituyentes del substrato. Un caso particular a tener presente es la llamada Paradoja de los Suelos. En principio, cuanto más humedad mayor conducción, por vía iónica. Sin embargo la conductividad en terrenos desérticos en ocasiones puede ser mayor que en suelos similares en condiciones de clima más húmedo. La explicación reside en la gran concentración superficial de sales que a menudo ocurre en climas secos. En esos casos basta un mínima cantidad de humedad para que la conducción eléctrica sea muy efectiva. También una topografía  accidentada puede generar ruido metodológico, ya que el flujo de corriente se concentra en los valles y se dispersa en las colinas. Como resultado se distorsionan las superficies equipotenciales produciendo falsas anomalías. En todos los casos es fundamental prever las posibles fuentes de error y corregirlos durante le proceso de los datos, muchas veces recurriendo a modelos teóricos de comparación.

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  • Ctedra de Geofsica Aplicada, U.N.P.S.J.B., Chubut, Argentina. Tema 7 Mtodos Geoelctricos de Corriente Contnua Chelotti, L., Acosta, N., Foster, M., 2009

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    MTODOS DE INYECCIN DE CORRIENTE

    Se los denomina tambin Mtodos de Resistividad, aunque no son los nicos que buscan calcular resistividades aparentes del subsuelo. Trabajan emitiendo un campo artificial de corriente contnua (de ah en ingls DC, Direct Current) y registrando las diferencias de potencial resultantes. El procedimiento consiste esencialmente en la inyeccin en el terreno, mediante un par de electrodos, de corriente continua o de muy baja frecuencia (por ejemplo, 0,1 hertz, que en la prctica puede considerarse continua) y la determinacin, mediante otro par de electrodos, de la diferencia de potencial. La magnitud de esta medida depende, entre otras variables, de la distribucin de resistividades de las masas rocosas del subsuelo, de las distancias entre los electrodos y de la corriente inyectada.

    Dispositivos de Prospeccin: dependen de la disposicin geomtrica de los electrodos empleados (tetraelectrdicos en lnea, dipolares, de electrodos lineales, etc). El precursor fue el dispositivo de dos electrodos del britnico Fred Brown en 1883.

    Modalidades Prospectivas: dependen del objetivo a prospectar y pueden ser Sondeos Elctricos Verticales, Calicatas Elctricas o Mapeo de Lneas Equipotenciales.

    Resistividad elctrica del terreno

    El suelo es una mezcla de rocas, gases, agua y otros materiales orgnicos e inorgnicos. Esta mezcla hace que la resistividad del suelo, aparte de depender de su composicin intrnseca, dependa, como ya se coment, de otros factores externos como la temperatura, la humedad, presin, etc. que pueden provocar que un mismo suelo presente resistividades diferentes con el tiempo. Esto es lo que llamamos ruido metodolgico, que a veces puede ser alto. De entre todos los factores, la humedad es el ms importante para la aplicacin de estos mtodos; adems de ser el factor que se puede alterar ms fcilmente mediante la lluvia o el riego del suelo. Diferentes grados de humedad para un mismo terreno daran lugar a resistividades diferentes que podran llevarnos a interpretaciones errneas de los materiales constituyentes del substrato. Un caso particular a tener presente es la llamada Paradoja de los Suelos. En principio, cuanto ms humedad mayor conduccin, por va inica. Sin embargo la conductividad en terrenos desrticos en ocasiones puede ser mayor que en suelos similares en condiciones de clima ms hmedo. La explicacin reside en la gran concentracin superficial de sales que a menudo ocurre en climas secos. En esos casos basta un mnima cantidad de humedad para que la conduccin elctrica sea muy efectiva. Tambin una topografa accidentada puede generar ruido metodolgico, ya que el flujo de corriente se concentra en los valles y se dispersa en las colinas. Como resultado se distorsionan las superficies equipotenciales produciendo falsas anomalas. En todos los casos es fundamental prever las posibles fuentes de error y corregirlos durante le proceso de los datos, muchas veces recurriendo a modelos tericos de comparacin.

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    El objetivo de este tipo de prospeccin no es, sin embargo, dar una interpretacin de los materiales constituyentes a partir de las resistividades aparentes medidas, sino obtener imgenes uni, bi, tri y hasta tetradimensionales de la distribucin de la resistividad elctrica del subsuelo, esto es, pozos, secciones horizontales o verticales, volmenes e incluso el monitoreo de su variacin en el tiempo, si fuera el caso. A partir de alguna de estas informaciones se podrn hacer interpretaciones geolgicas o de otra ndole, acadmicas o aplicadas.

    Medicin de resistividades elctricas en laboratorio

    En general se pueden hacer en forma directa llevando muestras de afloramientos o de pozos y ubicndolas en un dispositivo muy simple. Se coloca el espcimen del modo que se grafica y se calcula: = (V/I).(s/l) (donde s y l son la seccin y longitud de la muestra)

    Adquisicin de datos en el campo

    La figura de abajo muestra el principio indirecto de medida de la resistividad del terreno mediante la metodologa de prospeccin geofsica. Se inyecta una corriente I entre el par de electrodos AB y se mide la tensin V entre el par de electrodos MN. Si el medio es homogneo de resistividad , la diferencia de tensin es:

    V = a . . . .I / 2 (1/AM 1/AN 1/BM + 1/) 1/) 1/) 1/) (donde AM, AN, BM, BN son las distancias entre electrodos)

    La resistividad viene dada por la expresin (1): a = (V/I). g

    donde g (equivalente de (s/l) en laboratorio) es un factor geomtrico que slo depende de la disposicin de los electrodos y resulta aqu (2): g = 2....(1/AM 1/AN 1/BM + 1/) 1/) 1/) 1/)

    Dispositivo tetraelectrdico para la medida de la resistividad del terreno:

    En la literatura anglosajona se habla de electrodos de Corriente y de Potencial.

    En la de origen francs se los llama electrodos de Emisin y de Recepcin.

    En la nomenclatura rusa se denominan electrodos de Alimentacin y Medicin.

    Las lneas de corriente van de A a B. Las curvas equipotenciales resultan perpendiculares a las de corriente.

    Si el medio es homogneo, para una misma corriente de inyeccin, la resistividad medida ser independiente de la posicin de los electrodos de inyeccin y deteccin cuando estos se intercambian. Esta propiedad se conoce con el nombre de principio de reciprocidad, que se cumple tambin para medios heterogneos. No obstante, en la prctica no es conveniente colocar los electrodos M y N tan separados como suelen estar los A y B, pues al ser grande la distancia entre los primeros, la medida se vera afectada por las corrientes telricas, parsitas industriales, etc. cuyo efecto aumenta proporcionalmente con la distancia entre M y N. Los clculos anteriores se basan en la consideracin de que el suelo es homogneo e istropo. Cuando el medio no es homogneo, la resistividad aparente a y su valor dependen, adems del factor geomtrico g, de las resistividades de los diferentes materiales. A partir de la interpretacin de las resistividades aparentes medidas en un terreno se podrn extraer conclusiones.

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    En la figura de arriba se muestra una situacin de subsuelo con masas rocosas de distinta resistividad. Se indican las lneas de flujo elctrico y algunas relaciones fsicas entre el campo elctrico E, la densidad de corriente J y los dems parmetros vistos. A la derecha se ilustra la relacin de Hubbert (estadounidense, 1940), anlogo elctrico de la ley de Snell, que condiciona la profundidad de investigacin de estos mtodos. Adems pueden definirse dos Coeficientes: de Refraccin: K = (2 - 1) / (2 + 1) y de Transmisin: T = 1- K

    Equipo bsico de campo

    Se requerir de una batera (de 45 a 90 voltios, a veces 2 3 en serie) o bien, ms raramente, de un generador (normalmente movido por un motor a explosin, de 200 W a 1 KW) que se hace funcionar a frecuencia mnima (alrededor de 0,1 hz).

    Los electrodos empleados son cuatro (como vimos, dos de corriente y dos de potencial) y consisten en varillas de acero inoxidable de unos 70 cm de largo. Se los entierra unos 20 cm y se puede recurrir al riego con agua salada si no hay buen contacto elctrico. Los electrodos de potencial podran ser de tipo impolarizable, como los requeridos para mediciones del potencial

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    espontneo, aunque esto slo es recomendable en ciertos casos especiales donde la polarizacin en el contacto con el suelo altera significativamente las mediciones. Adems sern necesarios un Ampermetro para medir la intensidad de corriente entregada por la batera y un Voltmetro (con lectura de milivoltios) para registrar las tensiones elctricas. Y, por supuesto, cables para armar el circuito, que se enrollan como muestra la foto. El equipo debe calibrarse para compensar las corrientes telricas. Si las mediciones son de gran precisin y las fluctuaciones de las corrientes naturales son muy grandes, tendremos que recurrir a la inyeccin de una mayor intensidad de corriente en el terreno y tal vez ampliar la distancia entre los electrodos de tensin. Slo en muy raros casos convendr suspender la adquisicin de datos.

    Dispositivos tetraelectrdicos lineales bsicos

    En cualquier dispositivo electrdico, si conocemos el factor geomtrico g, la corriente elctrica I inyectada por los electrodos A y B, y la diferencia de potencial V entre los electrodos M y N, podemos calcular la resistividad aparente mediante la ecuacin (1). Los dispositivos electrdicos pueden ser lineales, dipolares, etc. Los tetraelectrdicos lineales ms utilizados son los siguientes:

    Dispositivo del estadounidense Frank Wenner, 1914: Los electrodos se disponen equidistantes sobre una lnea en el orden AMNB

    Dispositivo Wenner

    El factor geomtrico del dispositivo se deduce de (2) y resulta: g = 2a

    Dispositivo del alsaciano Conrad Schlumberger, 1914: Composicin simtrica de los electrodos AMNB en lnea, donde la distancia de los electrodos detectores MN es mucho menor que la de los inyectores AB.En la prctica, AB>5MN.

    Dispositivo Schlumberger

    El coeficiente del dispositivo deducido para este caso resulta: g = (L2 a2/4) /a

    Dispositivos Dipolares y Otros:

    Existe una enorme variedad de otros dispositivos (forma de distribucin de electrodos en el campo), entre ellos los arreglos dipolares, donde el par de corriente y el par de potencial se mueven separadamente segn distintas geometras -y por lo tanto cada una con su propio factor geomtrico- de acuerdo a la estrategia prospectiva definida. Puede incluso haber una gran distancia entre uno y otro par.

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    Otras veces uno de los electrodos de corriente se deja fijo y muy alejado de los otros tres (se asume que en el infinito) y se denomina a estos dispositivos trielectrdicos (aunque en rigor siguen siendo cuatro) o bien polo-dipolo (como si nos olvidsemos del polo que dejamos en el infinito). Tambin estn los llamados polo-polo, donde adems de uno de los electrodos de corriente, hay uno de potencial tambin en el infinito. Existen diversos nombres particulares como variantes de cualquiera de los antedichos: semiSchlumberger, halfWenner, Lee y muchos otros, algunos de los cuales se esquematizan a la derecha.

    dipolar axial

    Arriba se ilustran diferentes arreglos dipolares en planta, entre los cuales se grafica el axial en seccin. A la derecha imgenes de varios tipos distintos de dispositivos sobre mviles para un ms rpido trabajo de registro. Y soluciones con arreglos electrdicos mtiples se emplean para registros 3D, como en la foto de abajo.

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    En estas figuras pueden apreciarse estrategias de adquisicin geoelctrica de corriente contnua hechas con dispositivos dipolares, en tierra y en el mar.

    Tipos de Prospecciones Geoelctricas

    La finalidad de una prospeccin geoelctrica es conocer la forma, composicin y dimensiones de estructuras o cuerpos inmersos en el subsuelo a partir de medidas en la superficie. Mediante la prospeccin geoelctrica conseguimos trazar una cartografa de resistividades aparentes del subsuelo que nos darn informacin sobre las estructuras que subyacen en l. Las prospecciones geoelctricas que se realizan se dividen generalmente en tres modalidades:

    - Mapeo de Lneas Equipotenciales (LE). - Sondeo Elctrico Vertical (SEV). - Calicatas Elctricas (CE) y Tomografas Elctricas (TE).

    Mapeo de Lneas Equipotenciales

    En este caso la metodologa, tambin llevada a cabo con distintos tipos de dispositivo, apunta a la obtencin de las curvas equipotenciales sobre una superficie a prospectar, con profundidad de investigacin constante y un objetivo de cobertura areal. En las figuras que siguen se observa una configuracin ideal en perfil y planta, y luego el resultado de mapear las lneas en un rea con una anomala conductiva, donde stas se distorsionan, lo que se realiza con un dispositivo dipolar u otros. Es una metodologa simple empleada con fines hidrogeolgicos, mineros, ambientales, etc.

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    Existe una tcnica de mapeo de las lneas equipotenciales que se fundamenta en un dispositivo tetraelectrdico singular: el mtodo de Mise a la Masse (excitacin de la masa) pergeado por C. Schlumberger en 1920. En l se ubica uno de los electrodos de corriente en contacto directo con una masa mineralizada, si es necesario mediante una perforacin. Ha sido usado principalmente para mapeos geoelctricos de mineralizaciones metalferas, como se ilustra a la derecha.

    Sondeo Elctrico Vertical

    La finalidad del sondeo elctrico vertical (SEV) es averiguar la distribucin vertical en profundidad de las resistividades aparentes bajo el punto sondeado a partir de medidas de la diferencia de potencial en la superficie. Se utiliza, sobre todo, para detectar y establecer los lmites de capas horizontales del subsuelo estratificado. A medida que A y B se separan, la corriente elctrica va penetrando en las capas ms profundas, pero debemos recordar la relacin de Hubbert que ya

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    hemos visto y por lo tanto tener presente que existe una influencia variable y significativa de las resistividades de los varios medios atravesados. Pero la profundidad de penetracin depende adems obviamente de la separacin de los electrodos inyectores AB. Si la distancia entre los electrodos AB aumenta, la corriente circula a mayor profundidad pero su densidad disminuye. Para un medio istropo y homogneo, el 50% de la corriente circula por encima de la profundidad AB/2 y el 70% por encima de una profundidad AB (Orellana, 1982). Sin embargo, no es posible fijar una profundidad lmite por debajo de la cual el subsuelo no influye en el SEV, ya que la densidad de corriente disminuye de modo suave y gradual, sin anularse nunca. Podra pensarse que la profundidad de penetracin es proporcional a AB. Sin embargo esto no es cierto en general puesto que lo dicho slo es vlido para un subsuelo homogneo. Durante mucho tiempo, en prospeccin geoelctrica en corriente continua, la profundidad de investigacin ha sido considerada sinnimo de la profundidad de penetracin de la corriente en funcin de la localizacin superficial de los electrodos de emisin ms la particular sucesin de resistividades en subsuelo. Sin embargo, el efecto de una capa en los potenciales o campos observados en superficie no depende nicamente de la densidad de corriente que la atraviesa. Roy y Apparao (1971) definen la profundidad de investigacin caracterstica como la profundidad a la que una capa delgada de terreno (paralela a la superficie) contribuye con participacin mxima a la seal total medida en la superficie del terreno. Los autores indican que la profundidad de investigacin en parte viene determinada tambin por la posicin de los electrodos detectores, y no slo por la penetracin o distribucin de la corriente debida a los inyectores. Esto queda claro con un ejemplo: si se intercambian entre s las posiciones de los electrodos de potencial con los de corriente, la distribucin de las lneas de corriente cambia. Sin embargo, en virtud del principio de reciprocidad visto anteriormente, la resistividad aparente, y por lo tanto la profundidad de investigacin, no cambia. Definiendo L como la distancia entre los dos electrodos extremos (sin considerar los situados en el infinito), los mismos autores determinan la profundidad de investigacin de diversos dispositivos electrdicos en un suelo homogneo, siendo para el dispositivo polo-polo de 0,35L, para Schlumberger de 0,125L y para Wenner de 0,11L. Edwards (1977) sugiere que un valor ms til puede ser la profundidad a la cual la mitad de la seal medida en la superficie es debida a la porcin de suelo superior a esa profundidad y la otra mitad de la seal a la porcin de suelo inferior. Barker (1989) la define como la profundidad de investigacin efectiva, y muestra con ejemplos la mayor utilidad de sta sobre la utilizada por Roy y Apparao (1971). Las profundidades de investigacin efectiva para los dispositivos Wenner, Schlumberger y Doble Dipolo son respectivamente de 0,17L, 0,19L y 0,25L (para este ltimo la profundidad de investigacin caracterstica es de 0,195L), es decir ligeramente mayores que utilizando la definicin. Experimentalmente, a partir de los dispositivos vistos en el apartado anterior, el SEV consiste en aumentar progresivamente la distancia entre los electrodos manteniendo un punto central fijo (punto de sondeo P). Ahora veremos cmo se aplica con los diferentes dispositivos.

    Sondeo Wenner:

    Dado el dispositivo Wenner AMNB con una separacin interelectrdica a, este sondeo consiste en el aumento progresivo del valor de a manteniendo un punto central fijo P. Para la representacin de los datos se muestra en ordenadas el valor de la resistividad aparente medida, a en m, y en abscisas el valor de a en metros para cada paso.

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    Como se aprecia en la grfica anterior, la distancia interelectrdica pasa de a (AMNB) a na (AMNB), moviendo los cuatro electrodos en cada medicin sucesiva.

    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. La representacin de este sondeo muestra en ordenadas a (m) y en abscisas la distancia AB/2 (m). Los electrodos A y B se abren progresivamente mientras M y N estn fijos. Cuando la distancia AB se hace tan grande que la diferencia de potencial MN es muy chica, entonces se mueven M y N, de modo que el intervalo b se hace suficientemente mayor -y por lo tanto tambin mayor la diferencia de potencial- y se recomienza a abrir A y B progresivamente, pero siempre repitiendo un par de puntos comunes a dichos empalmes. El mtodo de clculo es tal que da siempre resultados de consistentes.

    Comparacin de sondeos verticales Wenner versus Schlumberger:

    Como se dijo, en el dispositivo Wenner en cada punto han de moverse los cuatro electrodos, mientras que en Schlumberger slo dos (A y B), excepto que se est en un empalme. Esa es ya una ventaja operativa a favor del segundo. Pero adems los empalmes pueden poner en evidencia situaciones como la representada en la figura de la derecha, esto es, saltos cuyo origen no se halla en el subsuelo sino en modificaciones del acople elctrico superficial (variacin litolgica o en el contenido de humedad o de sales superficiales, que se reflejan en la conductividad), en esos primeros centmetros donde estn clavados los electrodos y que normalmente no son objetivo de la prospeccin. Esta situacin en Wenner puede ser interpretada como producto de cambios en las capas de inters. A la inversa, el dispositivo Wenner suele preferirse en relevamientos arqueolgicos superficiales o de resistividades en afloramiento, dado que manejar distancias MN mayores atena ciertos canales preferenciales de la corriente elctrica como venas o acumulaciones de minerales ms conductivos que no son el objetivo de la prospeccin. Tambin se lo puede usar sin problemas para objetivos ms profundos cuando las condiciones del suelo son aceptablemente homogneas.

    Procesamiento e Interpretacin de un SEV:

    Sean las curvas registradas del dispositivo Wenner, Schlumberger u otro de los muchos que existen, el paso siguiente es procesar la informacin. Para esto se vuelcan los datos en grficas como las recin vistas (a en ordenadas versus a, AB/2 u otra distancia interelectrdica de referencia, segn sea el dispositivo, representada en abscisas) y luego se efecta la superposicin de la grfica de campo con curvas patrones como las indicadas en la figura de la siguiente pgina. Desde la superposicin se puede interpretar el nmero de capas sondeadas, as como calcular sus resistividades (1, 2, etc.) y el espesor de cada una de ellas, partiendo siempre de la asuncin de

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    que no existen variaciones laterales de en los estratos modelados y que la n (la que subyace a los niveles de inters) es infinita.

    Ahora bien, si en verdad el dispositivo electrdico est prximo a un contacto vertical, las lneas de corriente sern distorsionadas, por lo que la medicin de MN se ver afectada por el otro medio, tanto ms cuanto mayor sea la separacin de los electrodos AB. Por lo tanto, la medida de la resistividad aparente en un SEV est realmente influida por la distribucin de resistividades en un cierto volumen de terreno. Esto implica que para distancias AB grandes no se sabr 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 idnticas si la relacin entre profundidad a la que se encuentra un estrato y su resistividad permanece constante, lo que provoca una ambigedad en la deduccin del grosor de la capa y de su resistividad. En estos casos se puede recurrir a modelados anlogos a los vistos en gravimetra y magnetometra, apoyados en informacin geolgica, de pozos o de otros mtodos geofsicos. Si es posible realizar Sondeos Paramtricos, stos son de gran ayuda para ajustar la interpretacin. Se trata de sondeos elctricos verticales realizados all donde existen pozos perforados, sean mineros, hidrogeolgicos, petroleros, etc. y obtendremos as un ajuste preciso de las profundidades, lo cual nos permitir interpretar ms confiablemente otros puntos del rea prospectada. De no ser as, el error metodolgico suele estar en el orden del 10 y hasta el 20%.

    Aplicaciones

    Los SEV no son adecuados para detectar contactos verticales, fallas, diques, etc. y s son aplicables cuando el objetivo tiene una posicin horizontal y una extensin mayor que su profundidad. Tal es el caso del estudio de capas tectosedimentarias con objetivos hidrolgicos, petrolferos, etc. Se los suele clasificar en:

    SEV Cortos o Someros si la distancia AB es menor a 300 m. SEV Normales cuando AB es de entre 300 m y 3 km. SEV Largos o Profundos cuando AB va de 3 a 30 km. SEV Ultraprofundos si AB supera los 30 km.

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    Los Sondeos Elctricos Verticales Cortos son los ms comunes, empleados en hidrogeologa, minera, etc. Suelen ser adecuados para trabajar a poca profundidad sobre topografas suaves como complemento de las calicatas elctricas, con el objetivo de decidir la profundidad a la cual realizar el perfil de resistividades, como ocurre por ejemplo en Arqueologa. Los SEV Normales son los ms empleados en la exploracin de cuencas sedimentarias a profundidades del orden de los cientos de metros, fundamentalmente con objetivos hidrogeolgicos y mineros (por ejemplo mantos de carbn). Los SEV Profundos se han utilizado sobre todo en prospeccin de hidrocarburos. Los SEV Ultraprofundos tienen fines geocientficos y han sido realizados especialmente en Rusia y pases de la ex Unin Sovitica (desde 1938). Abajo ejemplos de SEV Normal en Espaa y Ultraprofundo en Sudfrica.

    El ejemplo que sigue es el resultado de interpolar la informacin brindada por cierto nmero de SEVs distribuidos dentro de un rea de inters hidrogeolgico estudiada en el sur de Espaa.

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    Calicatas Elctricas

    Es una modalidad de prospeccin en la cual se desplaza el dispositivo a lo largo de un perfil, con una separacin constante de los electrodos, a fin de conocer la variacin de resistividades a lo largo del mismo pero a una profundidad de investigacin constante, es decir algo anlogo a lo que sera una calicata minera, pero en este caso de tipo virtual en funcin de la informacin dada por el campo elctrico. En CE se utilizan los dispositivos de Schlumberger, Wenner, Dipolares, de electrodos Lineales y otros similares a los usados en SEV, en general con las mismas ventajas y desventajas operativas. A la derecha tenemos un ejemplo de calicata en perfil y contraperfil. Una variante con mayor informacin que las CE convencionales son las Tomografas Elctricas (TE), en las cuales se investiga a lo largo de una calicata con varias profundidades de inters a fin de generar una seccin en la que se observan tanto los cambios laterales como verticales hasta cierta profundidad definida. Son algo as como una combinacin de CE con SEV. La figura de abajo muestra este tipo de registros, as como la evaluacin de la influencia de la topografa sobre distintos dispositivos alternativos que se han empleado en este caso.

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    Este es un caso de registro marino de TE, del modo ilustrado por los barcos vistos en la pgina 6.

    Y aqu otro ejemplo de iluminacin geoelctrica de fracturas en una seccin de TE en ambiente krstico.

    Un tipo especial de calicateo geoelctrico es el que se realiza con dispositivos con electrodos de corriente lineales (cables tendidos en el terreno a bastante distancia y paralelos entre s). Sucesivas calicatas paralelas se hacen en forma perpendicular a dichos electrodos lineales, entre uno y otro, como se ve en la figura. Conviene emplear esta tcnica en terreno llano, con la ventaja de distribuir mejor la corriente en el subsuelo y facilitar la interpretacin de las anomalas.

    Los ejemplos de TE vistos hasta ac son bidimensionales, pero raramente, por su complejidad y costo, se puede hacer tambin registros tridimensionales de TE, como el ejemplo que se ilustra de Espaa.

    Las CE y TE son utilizadas para cateo y desarrollo minero, hidrogeologa, arqueologa, fundaciones, medioambiente, etc.

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    Aplicaciones en la Prospeccin de Hidrocarburos

    Adems del perfilaje de pozos -que se ver ms adelante- los mtodos geoelctricos de corriente contnua desde superficie han sido utilizados en algn grado en la prospeccin e incluso desarrollo de yacimientos de hidrocarburos. Los principales ejemplos de aplicacin tienen que ver, como se mencion, con los SEV profundos realizados para la exploracin de nuevas cuencas potencialmente hidrocarburferas, especialmente en los pases de la ex Unin Sovitica. Otras aplicaciones someras modernas se vinculan a condiciones de suelo alterado por eventuales microfugas de hidrocarburos, configurando una herramienta prospectiva que en algunas reas ha dado interesantes resultados. Los suelos pueden tener cementacin carbontica subsuperficial (que da anomalas de alta resistividad) y tambin zonas ms profundas de baja resistividad asociada a la presencia de pirita, magnetita y otros minerales conductivos generados por accin de las bacterias que biodegradan los hidrocarburos. El ejemplo de la figura corresponde a una TE donde las capas subsuperficiales muestran aumento de resistividad donde existen pequeas acumulaciones de hidrocarburos provenientes de trampas profundas.

    CUESTIONARIO BSICO

    - Qu equipamiento de campo se requiere en los mtodos de CC y que ruidos podemos tener? - Cmo son las lneas equipotenciales y de corriente en planta y perfil ante una anomala? - Qu diferencias hay entre los dispositivos de Wenner y Schlumberger en operacin y resultados para el mtodo de SEV? - Cmo se interpreta la informacin con las curvas patrn? - Qu tipo de informacin brindan las CE y TE? - Cmo pueden ser los dispositivos dipolares y cmo los de electrodos lineales? - Qu aplicaciones brindan estos mtodos de inyeccin de corriente?

    BIBLIOGRAFA

    - Cantos Figuerola, J. 1972. Tratado de Geofsica Aplicada (p. 391-419). Librera de Ciencia e Industria. - Griffiths y King, 1972. Geofsica Aplicada para Ingenieros y Gelogos (p.19-84). Editorial Paraninfo. - Herrero Ducloux, 1981. Memoria de los Primeros 10 aos de la Unidad Geofsica. INCyTH. - Parasnis y Orellana, 1971. Geofsica Minera (p.165-205). Editorial Paraninfo. - Sheriff, R., 1991. Encyclopedic Dictionary of Exploration Geophysics. Society of Exploration Geophysicists. - Udas y Mezca, 1997. Fundamentos de Geofsica (p. 365-379). Alianza Editorial.