Capítulo 4 Prospección Geoeléctrica

Prospección Geoeléctrica
Capítulo 4
CONTENIDO
Capítulo 4 Prospección Geoeléctrica .................................................................................... 4-1
4.1
FUNDAMENTOS TEÓRICOS DEL MÉTIDO UTILIZADO .......................................................... 4-1
4.2
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO UTILIZADO .................................................................................... 4-3
4.3
PROCESAMIENTO DE DATOS ........................................................................................................ 4-4
4.4
RESULTADOS ALCANZADOS ......................................................................................................... 4-5
RELACIÓN DE FIGURAS
Figura 4-1
Figura 4-2
Figura 4-3
Figura 4-3
Arreglo Electrónico de Cuatro Puntos Tipo Schlumberger ......................................................... 4-2
Arreglo de Electrodos Tipo Schlumberger .................................................................................... 4-3
Curvas de SEV en Trazos Continuos ............................................................................................. 4-4
Perfil de Isorresistividad Aparente A-A’ ....................................................................................... 4-6
ESTUDIO GEOLÓGICO GEOFÍSICO DEL SITIO
DE DISPOSICIÓN FINAL DE RESIDUOS SÓLIDOS
DEL MUNICIPIO DE CERRALVO, NUEVO LEÓN.
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Prospección Geoeléctrica
Capítulo 4
Capítulo 4
Prospección Geoeléctrica
4.1 FUNDAMENTOS TEÓRICOS DEL MÉTIDO UTILIZADO
El fundamento teórico en que se apoya el método de resistividad
eléctrica, consiste en la aplicación de una de las variantes de los
métodos eléctricos, la técnica del Sondeo Eléctrico Vertical (SEV),
cuya finalidad es determinar la variación de las propiedades eléctricas
del subsuelo, en función de su profundidad, a partir de mediciones
efectuadas desde la superficie.
En la aplicación de esta modalidad se determina la resistividad () de
las rocas a profundidad, esta magnitud (), o su inversa, la
conductividad (), es una de las propiedades electromagnéticas de las
rocas, que junto a otras dos características físicas, la constante
dieléctrica () y la permeabilidad magnética (), constituyen el campo
de la investigación de los métodos eléctricos.
Los fundamentos analíticos para el estudio de la resistividad se
encuentran en la Ley de Ohm, donde se establece la relación
existente entre la corriente eléctrica (I) que circula por un conductor y
la caída del potencial (V) en algún punto del mismo, debido a la
resistencia (R) que se opone al paso de dicha corriente.
Matemáticamente esta ley se expresa de la siguiente manera:
V=IR
Esta plenamente demostrado que si una corriente eléctrica uniforme
fluye a través de un cilindro de composición homogénea en dirección
de su eje, la resistencia eléctrica que presenta se manifiesta
directamente proporcional a su longitud L e inversamente proporcional
a su sección transversal A, dando por resultado que la resistencia
eléctrica medida este dada según la siguiente relación:
R =  L/A
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Donde:
 = resistencia específica o resistividad del material que constituye el
cuerpo en cuestión.
L = longitud del cilindro.
A = sección transversal perpendicular a la dirección de la corriente.
Durante la ejecución del SEV, los impulsos eléctricos son enviados al
terreno mediante dos electrodos de emisión A y B, a través de los
cuales se hace circular cierta intensidad de corriente (I) por el
subsuelo. El circuito se cierra mediante otros dos electrodos M y N
denominados de potencial, en los que se percibe la respuesta del
campo eléctrico generado por los primeros (Figura 4-1). De este
modo se obtiene una diferencia de potencial (V) que se manifiesta
mientras perdure el campo. Al realizar un SEV se mantiene un arreglo
en la distribución de los electrodos, que depende del objetivo a
investigar y de la profundidad que se pretende alcanzar.
Figura 4-1
Arreglo Electrónico de Cuatro Puntos Tipo Schlumberger
T
A
M
V
N
B
Superficie
_____Líneas de Corriente
---------Líneas de Potencial
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En el presente trabajo se utilizó el arreglo de electrodos tipo
Schlumberger (Figura 4-2), con aberturas máximas en las líneas de
corriente (AB) de 200 metros, tratando de obtener información real del
subsuelo hasta una profundidad media de 60 m, la cual es suficiente,
ya que el presente estudio tiene carácter geohidrológico para la
selección de sitios para relleno sanitario.
Figura 4-2
Arreglo de Electrodos Tipo Schlumberger
A y B ELECTRODOS DE CORRIENTE; O PUNTO DE INVESTIGACIÓN
M y N ELECTRODOS DE POTENCIAL
AB/5 > MN
El cálculo de la resistividad eléctrica de las rocas en cada medición se
expresa según lo siguiente fórmula:
a=K
(V / I)
K= AM.AN) / MN
4.2 DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO UTILIZADO
El equipo utilizado para la ejecución del levantamiento de campo
consistió de un transmisor marca GEOELEC, modelo Tlalli T-1500
cuyas características son: salida 10 Amp. Max., 100 a 1100 VCD en
11 pasos, dominio de tiempo de 2 y 4 segundos, con un moto
generador MG-1.5 de 1850 W, 120 VCA nominal, 60 Hz.; y como
receptor fue empleado un multímetro digital con eliminador de
potencial natural; así como también los accesorios concernientes al
equipo de trabajo (fotografía 1, ver Anexo fotográfico).
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4.3 PROCESAMIENTO DE DATOS
Como primer paso, los datos obtenidos en campo sé graficaron sobre
hojas de papel bilogarítmico a un ciclo, calculado en 62.5 mm,
realizando previamente el ajuste por "empalme", que consiste en
convertir las curvas de cada SEV en trazos continuos (Figura 4-3). En
estas gráficas se observa que los puntos de inflexión característicos
corresponden a cambios en la litología del sitio investigado, esta
información analizada adecuadamente tiene una importante
correlación litológica para cada punto de SEV.
Figura 4-3
CurvasDEde
SEV enA -Trazos
Continuos
SECCIÓN GEOFÍSICA
RESULTADOS
A'
A1
SEV-1
0
SEV-2
A2
7 -m
16
SEV-3
EXPLICACIÓN
15 -m
A3
80 -m
-m
32-42 -m
0
SEV-2
SONDEO ELÉCTRICO VERTICAL
CONTACTO GEOELÉCTRICO INFERIDO
10
10
20
20
30
10 -m
m
11 -m
B
11 -m
55
30
40
metros
metros
LECTURA DE RESISTIVIDAD
40
35 -m
C
50
50
40 -m
25 -m
60
60
ESCALA VERTICAL
0
5
10
20
metros
ESCALA HORIZONTAL
0
25
50
100
metros
SIMBOLOGÍA
A1
RESISTIVIDADES DE 7 -m, SE ASOCIA CON LA CUBIERTA SUPERFICIAL
ARCILLOSA, IMPERMEABLE.
A2
RESISTIVIDAD DE 15 A 16 -m, CORRELACIONABLE CON LA CUBIERTA SUPERFICIAL
ARCILLO-ARENOSA, DE BAJA PERMEABILIDAD.
A3
RESISTIVIDADES DE 32 A 80 -m, ASOCIADAS CON LA CUBIERTA SUPERFICIAL
DE GRAVAS, ARENAS Y ARCILLAS, DE PERMEABILIDAD MEDIA.
B
RESISTIVIDADES DE 10 A 11 -m, CORRESPONDEN CON UN HORIZONTE
DE LUTITAS, IMPERMEABLES.
C
RESISTIVIDADES DE 25 A 40 -m, SE ASOCIA CON UN HORIZONTE DE
ARENÍSCAS-LUTITAS DE BAJA PERMEABILIDAD.
La interpretación cualitativa (secciones de isorresistividades
aparentes) determina los lineamientos generales y particulares
ocasionados por la presencia de fracturas y/o fallas, así como la
influencia entre las zonas de máxima o mínima profundidad de algún
horizonte permeable y/o saturado.
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La finalidad de la interpretación cuantitativa es determinar la
distribución espacial de las resistividades en el subsuelo, partiendo de
los datos observados en la superficie del terreno, esta consiste en
obtener los parámetros del corte geoeléctrico, espesores y
resistividades verdaderas de cada una de las capas, a partir de las
curvas de resistividad aparente corregidas.
Los métodos de interpretación cuantitativa son variados; se pueden
clasificar en gráficos, numéricos y mixtos. En este caso se aplicó la
última técnica.
Primeramente se genera un modelo preliminar por el Método del
Punto Auxiliar, con curvas patrón de dos capas y sus
correspondientes gráficos auxiliares A, H, K, Q. Posteriormente se
ajusta mediante el programa de Cómputo O'neill-12; con estos
resultados se obtiene un corte geoeléctrico para cada punto de
investigación que en conjunto forman las secciones geofísicas
correspondientes.
4.4 RESULTADOS ALCANZADOS
Con la información procesada de los tres Sondeos Eléctricos
Verticales, se integró una sección geofísica con su correspondiente
perfil de isorresistividad aparente (A-A’), representada en la Figura 44.
Las características geohidrológicas de las unidades geoeléctricas se
describen en los párrafos siguientes:
UNIDAD A1
Esta unidad geoeléctrica presenta resistividades de 7 ohms–metro, se
asocia con la cubierta superficial arcillosa, de baja permeabilidad a
impermeable. Se detectó en únicamente en el SEV-1 con espesor de
1 m, buenas posibilidades para emplazar el relleno sanitario.
UNIDAD A2
Se detectó con una resistividad de 15 a 16 ohms–metro, corresponde
con la cubierta superficial arcillo-arenosa de baja permeabilidad a
impermeable. Se presentó únicamente en el SEV-1 con espesor de 10
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m; esta unidad funciona de recarga al pequeño acuífero emplazado al
contacto con la lutitas.
UNIDAD A3
Se registró con resistividades de 32 a 80 ohm–m, se correlacionan
con un depósito de gravas, arenas y arcillas, de permeabilidad media
a baja. Se presentó únicamente en el SEV-2 y SEV-3 con espesor
medio de 4 m. Esta unidad transmite agua al pequeño acuífero de la
región.
Figura 4-4
Perfil de Isorresistividad Aparente A-A’
SEV-2
SEV-1
-50
-100
0
50
100
150
200
250
300
UNIDAD B
Presenta resistividades de 10 y 11 ohms metro, se correlaciona con
un horizonte de lutitas, de baja permeabilidad a impermeable. Se
presentó en toda el área de estudio, con espesor que varía de 45 m
en el SEV-1 a 25 m en el SEV-3. Es la unidad que presenta las
mejores posibilidades para emplazar el relleno sanitario.
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UNIDAD C
Registra resistividades de 25 a 40 ohms metro, se asocia con un
horizonte de areniscas-lutitas, de baja permeabilidad media a baja. Se
presentó en toda el área de estudio y como base de las unidades
antes descritas. Esta unidad posiblemente emplace a un acuífero
profundo.
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