En esta pagina hablamos sobre unos de los tantos prospectos geoelectricos y de su uso en la geofisica. El principio en el que se basa este método consiste en interpretar los distintos materiales del subsuelo, a partir de las variaciones de la resistividad al paso de la corriente eléctrica. Y según la corriente sea generada y aplicada al suelo o provenga de fuentes existentes, habrá dos categorías de métodos: los de Corrientes Artificiales y los de Corrientes Naturales. A su vez, según el tipo de corriente que circule por el suelo, los métodos se subdividen en los de Corriente Continua y los de Corriente Alterna.
La Resistividad es la propiedad más importante. Se define como la resistencia medida en Ohmios entre dos caras opuestas de un cubo de material con dimensiones unitarias. Si llamamos R a la resistencia, L a la longitud y S al área de las caras, la Resistividad ρ viene dada como :
La ley fundamental en que se basa toda la geoeléctrica es la Ley de Ohm, mediante la cual se relaciona el Potencial Eléctrico V (Tensión o Voltaje) con la Intensidad de Corriente I y la Resistencia R del medio por el cual circula la corriente.
V = IR
La Conductividad es la inversa de la Resistividad. Se distinguen dos clases de conductividad: La metálica o electrónica, que es la que tienen todos los materiales metálicos que pueden transportar electrones, como la Pirita, la Galena, el Sulfuro de Cobre, la magnetita, etc. La electrolítica es la que se presenta en minerales y rocas aislantes (arenas cuarzosas o areniscas) que conducen la electricidad a través del agua de impregnación que llena los poros. En este caso la corriente se da por circulación de iones, y la conductividad es función de la cantidad de agua y de sales ionizadas disueltas en ella.
Diseño del arreglo de electrodos:
Seleccionar el tipo de arreglo de electrodos según el propósito del estudio. Los arreglos comunes incluyen Schlumberger, Wenner, dipolo-dipolo, y otros.
Determinar la separación entre los electrodos de corriente y potencial, así como la disposición espacial de los mismos.
Instalación de electrodos:
Colocar electrodos en el terreno de acuerdo con el diseño del arreglo. Los electrodos de corriente se conectan a una fuente de corriente, mientras que los electrodos de potencial registran las caídas de potencial en el subsuelo.
Los electrodos deben estar bien conectados al terreno para asegurar buenas condiciones de contacto eléctrico.
Inyección de corriente:
Aplicar una corriente conocida entre los electrodos de corriente. La corriente se introduce en el subsuelo y fluye a través de los materiales geológicos.
Medición de potencial:
Medir la diferencia de potencial entre los electrodos de potencial. Esta medida se realiza para determinar cómo se distribuye la corriente eléctrica en el subsuelo.
Registro de datos:
Registrar los datos de corriente y potencial para cada configuración de electrodos y posición.
Las mediciones suelen realizarse en varios niveles de profundidad o distancias entre electrodos para obtener un perfil vertical o lateral del subsuelo.
Análisis de datos:
Analizar los datos para calcular la resistividad aparente en diferentes ubicaciones y profundidades. Este proceso puede implicar la inversión matemática para obtener modelos del subsuelo que mejor se ajusten a los datos observados.
Interpretación de resultados:
Interpretar los resultados para obtener información sobre la distribución de resistividad y, por ende, las propiedades geológicas del subsuelo.
La adquisición de datos en el método geoelectrico es un proceso sistemático que implica la manipulación de corriente y potencial eléctrico en el subsuelo para obtener información valiosa sobre su composición y estructura. La precisión y la calidad de los datos recopilados son cruciales para obtener interpretaciones geofísicas confiables.
El equipo de campo más usado está diseñado para corrientes continuas artificiales. La corriente generada por una batería se transmite a través de cables aislados dispuestos sobre el suelo, y en sus extremos se conectan a electrodos (varillas de cobre o acero) que se clavan para cerrar el circuito eléctrico. Con otros dos electrodos independientes se mide la tensión resultante a través de un voltímetro.
Es el método geoeléctrico más simple. Consiste sencillamente en introducir la corriente por dos electrodos y buscar las diferentes curvas equipotenciales, es decir aquellas líneas con el mismo valor de diferencia de potencial. Al cartografiarlas se detecta si hay anomalía conductora o aisladora porque las líneas no tienen su forma teórica como se muestra en la figura. Debido a que las líneas equipotenciales son curvas, en la práctica suele simplificarse la interpretación utilizando electrodos lineales. Esto implica utilizar cables desnudos extendidos en forma paralela sobre el suelo y firmemente asegurados al suelo para lograr el contacto lineal.
Es el método más usado de la geoeléctrica, el que se presenta para su interpretación en dos modalidades: Sondeos Eléctricos Verticales (SEV) y Calicatas, según el propósito geológico. Los sondeos verticales consisten en determinar la variación de la resistividad con la profundidad en un punto O ubicado en el centro de AB. Esto se logra ampliando la separación de los electrodos de corriente AB hasta seis veces desde dicho centro, de modo que la corriente penetre cada vez a mayor profundidad. Los sucesivos valores de ρ determinados corresponden a distintas profundidades, siempre bajo el punto central. Esto se realiza manteniendo fijos los de potencial MN, pero cuando la tensión en el voltímetro es muy pequeña por la distancia a los electrodos de corriente, se expanden los MN y se realizan dos mediciones con las dos últimas posiciones de los AB, para asegurar el ensamble de todos los tramos.
Las calicatas cartografían el subsuelo determinando la resistividad a una profundidad constante. Para ello se recorre la zona de investigación con el arreglo electródico fijo, es decir con AB y MN constantes, preferentemente siguiendo perfiles con la configuración electródica perpendicular. En cada punto O se obtiene un solo valor de resistividad, que servirá para confeccionar curvas de igual valor llamadas isorresistivas. Estos mapas muestran la variación lateral de la resistividad a una misma profundidad, y permiten determinar cualitativamente la forma de las estructuras subyacentes a esa profundidad.
El principio de estos métodos se basa en el hecho que una bobina Transmisora por la que circula corriente alterna produce un campo electromagnético variable llamado Primario, Este campo se propaga tanto por encima como por debajo de la superficie del suelo. Cuando el subsuelo es homogéneo no hay diferencia entre el campo que se propaga fuera o dentro de el, salvo una ligera reducción en amplitud de este último respecto del primero. Recordemos que las líneas de campo producidas por una bobina por la que circula una corriente alterna son similares a las de un imán colocado perpendicular al plano de la bobina, y que las líneas de fuerza producidas por un cable con corriente forman círculos concéntricos en planos perpendiculares al cable. Si hay un material conductor en el subsuelo, el campo primario le induce una corriente alterna, la cual genera un nuevo campo electromagnético que llamamos Secundario, que difiere del primario en amplitud y fase, y detectado por otra bobina llamada Receptora, que recibe la resultante de ambos campos (Primario y Secundario) sin identificarlos a cada uno por separado. Es el mismo principio de los transformadores de corriente.
Modalidad de disposición de las bobinas:
La disposición de las bobinas transmisora y receptora es generalmente horizontal coplanar o vertical coaxial y define dos grupos:
1) Emisor Fijo: Donde el emisor permanece inmóvil y el receptor se desplaza, conocidos como de Inclinación de Campo y el Sundberg o Del Compensador.
2) Emisor y Receptor Móvil: Utilizan bobinas portátiles, donde la transmisora y receptora se desplazan con separación constante como el Turam, el Slingram, VLF y GPR o Radar.
El método geoelectrico se utiliza en una variedad de aplicaciones en la exploración geofísica debido a su capacidad para caracterizar las propiedades eléctricas del subsuelo. Algunas de las aplicaciones más comunes incluyen:
-Exploración de Recursos Hídricos, Ingeniería Geotécnica, Exploración de Minerales, Estudios Ambientales, Estudios Geotérmicos, Geología de Ingeniería, Investigaciones Arqueológicas, Estudios de Permafrost.
Estas aplicaciones demuestran la versatilidad del método geoelectrico en la obtención de información subsuperficial en diversos campos, desde la gestión de recursos naturales hasta la planificación y desarrollo de infraestructuras. La capacidad para caracterizar las propiedades eléctricas de los materiales geológicos hace que el método geoelectrico sea valioso en la resolución de problemas geofísicos y en la toma de decisiones relacionadas con el subsuelo.