Aplicación de métodos eléctricos de prospección geofísica

Aplicación de métodos eléctricos de prospección geofísica.

Este  trabajo  fue motivado en la  revisión de la teoría del problema directo de acuerdo con Koefoed,  el  cual  plantea  para  la  interpretación  de los datos de resistividad aparente, un modelo de capas, basado en un suelo homogéneo, isotrópico, con capas paralelas a la superficie, etc.

En nuestro país es usual que los sitios en donde  se  construye  la  infraestructura  de  transporte de energía eléctrica, líneas y subestaciones, normalmente se ubique en zonas de cordilleras, correspondiendo a suelos con geologías complejas en donde la aplicación de la metodología Wenner propuesta en las normas IEEE80/81 y el RETIE no siempre permite una buena interpretación y un adecuado modelo de  las  estratigrafías  del subsuelo.

2. Consideraciones para estudios geofísicos.

La  interpretación  inadecuada  de  los  modelos del  subsuelo  conllevan  a  diseños  erróneos  de puestas  a  tierra,  que  pueden  generar  daño  de equipo  en  subestaciones  o  salidas  forzadas  por descargas atmosféricas en líneas de transmisión y sobrecostos en la etapa de montaje y en la vida útil de la infraestructura eléctrica.

El modelo de capas se puede considerar adecuado en los siguientes casos:

a)  Cuando la geología corresponde a suelos sedimentarios con capas aproximadamente paralelas a la superficie. Se distinguen estos aspectos en  la  visualización  de  afloramientos  próximos  al sitio de estudio.

b)  Cuando se trata de un depósito de gran espesor  de arcilla, arenisca etc.

c)  Cuando  al  realizar  dos  SEV´s  con  centro en un mismo punto, pero con tendidos ortogonales,  los  valores  de  resistividad  aparente  calcula-dos  para  cada  arreglo  no  presentan  diferencias apreciables. Se aclara que cuando se  realiza  un

SEV la información obtenida es representativa del centro del arreglo, por consiguiente si el suelo es homogéneo isotrópico, los valores de resistividad aparente para los dos SEV´s deben ser similares.

En una campaña geo eléctrica en todas las etapas del trabajo deben tomarse las precauciones necesarias para obtener la máxima calidad en los resultados finales. En el sito en donde se requiere realizar el estudio, se debe hacer una exploración visual identificando posibles afloramientos, materiales del subsuelo, planos de buzamiento, accidentes topográficos y toda información que ayude a mejorar la interpretación de los resultados finales del estudio. Programación detallada del trabajo de campo, ejecución del trabajo de campo, recopilación y elaboración de los datos obtenidos e interpretación física de los resultados y modelo geológico. Cada una de estas etapas se apoya en la anterior y por consiguiente es necesario que todas las etapas del trabajo se efectúen adecuadamente.

Teniendo en cuenta las implicaciones de lo expuesto anteriormente, en el desarrollo de este artículo, hacemos una breve presentación del marco teórico de referencia con el fin de llevar  al  lector a comprender los  supuestos  y  limitaciones  de  la metodología  conocida  de  manera  general  como SEVs,  en la cual se  incluye el método Wenner, ampliamente utilizado en el sector eléctrico, como parte central de este trabajo queremos presentar uno de los métodos de mayor aceptación en los últimos  años  que  puede  ser  usado  para  mostrar la  distribución  de  resistividades  en  suelos,  que incluso es de aplicación en geologías complejas. Se describe   la metodología TER y sus ventajas

frente  a  los  SEVs,  posteriormente  presentamos algunos  ejemplos  de  aplicación  realizados  en  la infraestructura  de  transmisión  de  la  Empresa  de Energía de Bogotá.

3. Resistividad en los materiales geológicos.

Una de las propiedades fundamentales de las rocas  es  la  resistividad  eléctrica,  que  sirve  para caracterizar el suelo en términos de tipo de material, litología, alteración, saturación, fracturamiento, etc.

Una de  las  propiedades  de  las  rocas  que  varía en un amplio rango es la resistividad eléctrica, la principal contribución a este amplio rango de variación es el mecanismo de conducción en las rocas que es principalmente iónica y no electrónica como ocurre en los conductores metálicos.

4. Principios de los métodos eléctricos convencionales.

Son métodos geofísicos de prospección para el estudio de estructuras geológicas en la parte superficial del suelo. En las rocas, estos métodos se fundamentan en el comportamiento de los campos eléctricos  y  electromagnéticos  en  función  de  su distribución  espacial  de  los  materiales, composiciones mineralógicas, sales disueltas, cantidad de humedad, porosidad y otros. Estos métodos permiten  obtener  características  como: resistividad, permeabilidad magnética y constante dieléctrica.

Se puede clasificar como:

a)  potencial  espontáneo  (SP)  que  estudia  los potenciales naturales en el suelo, no requiere de fuentes artificiales para el estímulo del suelo.

b) los electros resistivos que evalúan las propiedades resistivas del suelo.

c) los de polarización inducida que estudian las variaciones de voltaje en función del tiempo.

d) el geo radar que estudia la constante dieléctrica y permisividad.

e) los electromagnéticos que evalúan la conductividad.

4.1 Prospección geo eléctrica, método de resistividad.

Corresponde a una de las clasificaciones de los métodos geo eléctricos, que consiste en arreglos de cuatro electrodos alineados y dispuestos simétricamente con respecto a un centro. Estos métodos se basan en el estímulo del suelo mediante la inyección de una corriente a través de dos electrodos y como respuesta la obtención de un potencial en dos electrodos. Ambos grupos de electrodos son hincados en la superficie del suelo. Estos métodos son comúnmente llamados sondeos eléctricos verticales SEVs.

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