INFORME-GEOFISICA (1)

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN FACULTAD DE INGIENERIA CIVIL, ARQUITECTURA Y GEOTECNIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGIENERIA GEOLOGICA - GEOTECNIA GEOTECNIA

CONTENIDO INTRODUCCION ............................... ................................................ ................................. ................................. .................................. ........................ ....... 2 RESUMEN ............................... ................................................ .................................. .................................. .................................. ................................. .................... 3 PROSPECCION GEOFISICA............................................... ................................................................. .................................. .......................... ..........4 1.

OBJETIVOS ............................... ................................................ ................................. ................................. .................................. ........................... .......... 4 1.1. Objetivo general ............................................ ............................................................ .................................. ................................. ............... 4 1.2. Objetivos específicos ................................... .................................................... .................................. ................................. .................... 4

2. FUNDAMENTO TEORICO................................. .................................................. .................................. ................................. .................... 4 2.1. SONDAJE ELECTRICO VERTICAL................................. .................................................. .................................. ................... 4 2.2. METODO DE POTENCIAL ESPONTANEO ................................. .................................................. ..................... .... 6 2.3. TOMOGRAFÍA ELÉCTRICA................................. .................................................. .................................. ........................... .......... 7 2.4. CALICATAS ELECTRICAS .......................... ........................................... ................................. .................................. ...................... .... 9 2.4.1. CONDUCCIÓN ELECTRÓNICA .................................. .................................................. ............................. ............. 9 2.4.2. DESCRIPCION DE LOS MÉTODOS GEOELÉCTRICOS .............................. .............................. 9 2.4.3. METODOS DE CORRIENTE CONTINUA. .................. ................................... ............................ ........... 10 3. EQUIPO DE TRABAJO TRABAJO .................................. .................................................. ................................. .................................. ....................... ...... 11 4. PROCEDIMIENTO ............................... ................................................ .................................. .................................. .............................. ............. 13 4.1. SONDEO ELECTRICO VERTICAL (SEV) ........................ ......................................... ................................. ................ 13 4.2. CALICATA ELECTRICA ..................... ...................................... ................................. ................................. ............................ ........... 18 5. RESULTADOS OBTENIDOS ................................ ................................................. .................................. ................................. ................ 21 5.1. RESULTADOS DEL SONDEO ELECTRICO VERTICAL ................................ ..................................... ..... 21 5.2. RESULTADOS DE TOMOGRAFIA ELECTRICA:................................. .............................................. ............. 23 5.3. RESULTADOS DE CALICATAS ELECTRICAS: .................................. .................................................. ................ 25 6. INTEPRETACION GEOLOGICA GEOLOGICA DE LOS RESULTADOS RESULTADOS ................................. ......................................... ........ 26 6.1. INTERPRETACION GEOLOGICA DE SEV: .................................. ................................................... ..................... 26 6.2. INTERPRETACION GEOLOGICA DE TOMOGRAFIA TOMOGRAFIA ELECTRICA: ................ ................ 27 6.3. INTERPRETACIÓN GEOLOGICA GEOLOGICA DE CALICATAS ELECTRICAS. ................... ................... 28 7. CONCLUSIONES ............................... ................................................ .................................. .................................. ................................. ................ 29 ................................................ .................................. .................................. ........................ ........ 29 8. RECOMENDACIONES ................................ BIBLIOGRAFIA ................................. .................................................. ................................. ................................. .................................. ......................... ........ 29

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UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN FACULTAD DE INGIENERIA CIVIL, ARQUITECTURA Y GEOTECNIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGIENERIA GEOLOGICA - GEOTECNIA GEOTECNIA

INTRODUCCION Desde la antigüedad el hombre siempre se ha interesado por comprender todos los fenómenos que ocurren en la tierra, surgiendo de esta manera ciencias que se han dedicado a su estudio, entre ellas se encuentran los métodos de prospección geofísica. Desde sus inicios los métodos de prospección geofísica han alcanzado grandes éxitos en la búsqueda de yacimientos, efectuando descubrimientos de depósitos minerales, aguas subterráneas, estructuras arqueológicas, etc. Y gracias a los avances tecnológicos se han mejorado y transformado con el fin de lograr un mejor desarrollo y bienestar de la humanidad. La precisión de dichos métodos, permite caracterizar las condiciones del subsuelo, y en muchos casos sin perturbar el área de interés. Hoy en día existen métodos que se han ido desarrollando para esta medición, por ejemplo, causadas por los cambios en las propiedades físicas del subsuelo, ondas electromagnéticas, ondas sísmicas, el magnetismo terrestre, la fuerza de gravedad, etc. En los últimos años han aparecido nuevos métodos geofísicos bien adaptados, para suministrar información precisa sobre la profundidad, espesor y continuidad lateral de las capas del subsuelo, dando lugar a nuevas técnicas geoeléctricas denominadas tomografía eléctrica, que puede considerarse como fruto de los métodos geoeléctricos clásicos, como el Sondeo Eléctrico Vertical y la calicata eléctrica.

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UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN FACULTAD DE INGIENERIA CIVIL, ARQUITECTURA Y GEOTECNIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGIENERIA GEOLOGICA - GEOTECNIA

RESUMEN El presente informe describe los correspondientes trabajos realizados sobre: Sondeo Eléctrico Vertical (SEV), Tomografía eléctrica y Potencial Espontaneo (SP) realizados experimentalmente en una estructura de una área determinada de 160 x 50 x 60 cm. Dicho trabajo fue realizado en la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann, ejecutado por los alumnos del 4to año de la Escuela Académico Profesional de Ingeniera Geológica-Geotecnia, correspondiente al curso de Geofísica Aplicada. Este informe tiene como objetivo principal poner en práctica los métodos de prospección geofísica, conocer el funcionamiento y el manejo del equipo de prospección geoelectrica. Además de realizar un Sondeo Eléctrico Vertical (SEV), Tomografía Eléctrica y Potencial Espontaneo. El Sondeo Eléctrico Vertical intenta distinguir o conocer las formaciones geológicas que se encuentran en profundidades mediante algún parámetro físico. Su principal finalidad es averiguar la distribución vertical en profundidad de las resistividades aparentes bajo el punto sondeado a partir de medidas de la diferencia de potencial en la superficie. La Tomografía eléctrica es un método de resistividad multielectródico, que se basa en obtener una sección 2-D de resistividades reales del subsuelo, modelo a partir del cual podremos determinar la presencia o no de filtraciones de agua en profundidad, mediante la localización de áreas en donde tengamos una disminución anómala del valor de la resistividad del terreno El método del Potencial espontáneo se basa en medir entre dos puntos del terreno, cual es la diferencia de potencial eléctrica generada de forma natural en el subsuelo. El origen de estos campos eléctricos naturales (potenciales espontáneos) está asociado a diferentes fenómenos como por ejemplo a las variaciones de las propiedades del terreno (cambios de humedad, de su química, etc.). Por consiguiente, el objetivo de este método se reduce simplemente a detectar en nuestro registro de campo, las variaciones espaciales del potencial electrocinético. Finamente se concluye satisfactoriamente la aplicación de los conceptos adquiridos en clases.

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PROSPECCION GEOFISICA 1. OBJETIVOS 1.1. Objetivo general 





Poner en práctica los métodos de prospección geofísica adquiridos en clases. Conocer el funcionamiento y manejo del equipo de prospección geoelectrica. Ubicación de lentes de arcillas en capas de limos a una profundidad determinada mediante calicatas eléctricas.

1.2. Objetivos específicos 



 



Realizar el Sondeo Eléctrico Vertical (SEV) ejecutando el arreglo de Schlumberger, Tomografías Eléctricas y el Potencial espontaneo. Determinar las características resistivas de los diferentes estratos que componen dicha estructura. Determinar la profundidad a la que se encuentra dichos estratos. Detección de contactos entre unidades litológicas de diferente naturaleza, Realizar e interpretar los resultados obtenidos.

2. FUNDAMENTO TEORICO 2.1. SONDAJE ELECTRICO VERTICAL La finalidad del sondeo eléctrico vertical (SEV) es averiguar la distribución 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 límites de capas horizontales de suelo estratificado. El SEV es aplicable cuando el objetivo tiene una posición horizontal y una extensión mayor que su profundidad. Tal es el caso del estudio de capas tectónicas, hidrológicas, etc. También es adecuado para trabajar a poca profundidad sobre topografías suaves como complemento de las calicatas eléctricas, con el objetivo de decidir la profundidad a la cual realizar el perfil de resistividades, como ocurre por ejemplo en Arqueología. El SEV no es adecuado para contactos verticales, fallas, diques, etc.

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Fig 1: Muestra los diferentes modelos de SEV, Schlumberger y Wenner

Fig. 2: muestra el cálculo de resistividad aparente. Si el dispositivo es Schlumberger, los valores a se calculan mediante la ecuación:

 =

 4

(2 −  2 )

∆ 

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Cuadro 1: Aquí se muestra las resistividades para diferente tipo de litología

2.2. METODO DE POTENCIAL ESPONTANEO Potencial espontáneo (SP) es una natural diferencia de potencial eléctrico en la Tierra, medido por un electrodo en un pozo, en relación con un electrodo de referencia fijo en la superficie. Se basa en medir entre dos puntos del terreno, cual es la diferencia de potencial eléctrica generada de forma natural en el subsuelo. El origen de estos campos eléctricos naturales (potenciales espontáneos) está asociado a diferentes fenómenos como por ejemplo a las variaciones de las propiedades del terreno (cambios de humedad, de su química, etc.), la presencia de cuerpos metálicos, actividad biológica de la materia orgánica, etc.

Fig. 3: se muestra un esquema del procedimiento seguido para la toma de datos durante las mediciones SP

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La técnica para la medición del potencial espontaneo es muy sencilla. Consiste en colocar un electrodo fijo como referencia (E0) y desplazar el segundo (E1) a lo largo de una ruta. Se mide la diferencia de voltaje entre ambos electrodos usando un voltímetro (M) en cada intervalo. El alambre de cobre esmaltado C se utiliza para el soporte de la conexión como el electrodo de referencia. La finalidad del SEV es establecer la distribución vertical de la resistividad específica o real e por debajo del sondeo, tomando como base la curva de resistividad aparente (CRA).

2.3. TOMOGRAFÍA ELÉCTRICA La Tomografía eléctrica es un método de resistividad multielectródico, basado en la modelización 2-D de la resistividad del terreno mediante el empleo de técnicas numéricas. Permite la determinación de los cambios litológicos lateralmente y en profundidad, aprovechando el contraste de la resistividad entre las diferentes formaciones litológicas. El objetivo de este método es obtener una sección 2-D de resistividades reales del subsuelo, modelo a partir del cual podremos determinar la presencia o no de filtraciones de agua en profundidad, mediante la localización de áreas en donde tengamos una disminución anómala del valor de la resistividad del terreno. Se basa en que toda roca, que se le puede considerar como un agregado que consta de un esqueleto sólido mineral, de líquidos y de gases. En la resistividad de tal agregado influyen los siguientes factores:    

Resistividad de los minerales que forman la parte sólida de la roca. Resistividad de los líquidos y gases que rellenan los poros de la roca. Humedad de la roca. Porosidad, textura y forma y distribución de los poros incide de forma directa en la resistividad de la roca.  = 

Donde: p: es la resistividad del conjunto. F: es el factor de formación pw: resistividad del fluido que contienen los poros.

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Independientemente de que la Tomografía eléctrica sea una técnica multielectródica, la base teórica de su funcionamiento es análoga al de los métodos de resistividad convencionales.

Fig. 4 Esquema básico de los métodos de resistividad Los métodos convencionales solo precisan 4 electrodos y se basan en introducir en el terreno, un campo eléctrico de corriente continua mediante dos electrodos de corriente (A,B) conectados a un miliamperímetro, mientras que con los otros dos electrodos (M,N) y que están conectados a un milivoltímetro, mediremos cual es la diferencia de potencial eléctrica Δ V entre esos dos puntos, parámetro a partir del cual podremos calcular el valor de la resistividad en el punto medio del dispositivo y a una profundidad determinada. Existen diferentes configuraciones a la hora de colocar los 4 electrodos, siendo las más utilizadas Wenner (la variante α) y Schlumberger. También tenemos la denominada configuración Wenner-Schlumberger (muy utilizada en Tomografía eléctrica).

Fig. 5: esquema de los dispositivos electrodicos más habituales en los métodos de resistividad.

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2.4. CALICATAS ELECTRICAS 2.4.1. CONDUCCIÓN ELECTRÓNICA

La conducción electrónica es un fenómeno exclusivo de los minerales metálicos y los metales propiamente dichos; es la forma de conducción de corriente eléctrica más usualmente utilizada por el ser humano, pero la más infrecuente en la naturaleza, pues los minerales con tal capacidad son relativamente escasos y difíciles de hallar. 2.4.2. DESCRIPCION DE LOS MÉTODOS GEOELÉCTRICOS

Los métodos geoeléctricos se dividen principalmente en dos grupos: los que usan corriente directa y los que emplean corriente alterna; estos grupos, a su vez, pueden subdividirse en: los que utilizan las corrientes que existen normalmente en la naturaleza (fuente natural) y los que emplean corrientes creadas artificialmente (fuente artificial).

En cada una de ambas subdivisiones caben dos tipos de métodos: los que se utilizan para medir variaciones de resistividad con respecto a la profundidad y los empleados para medir cambios de resistividad en el sentido horizontal; a los

primeros se les conoce como SONDEOS, a los segundos como CALICATAS.

MIDEN VARIACIÓN HORIZONTAL DE LA RESISTIVIDAD MIDEN VARIACIÓN VERTICAL DE LA RESISTIVIDAD

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2.4.3. METODOS DE CORRIENTE CONTINUA.

Según la tabla de la figura anterior, los métodos eléctricos de corriente continua se dividen en dos: los que usan como fuente las corrientes naturales que circulan en la corteza terrestre y los que requieren fuentes artificiales de corrientes introducidas al subsuelo. Del primer tipo sólo existe el método de potencial espontáneo, utilizado en la exploración geohidrológica únicamente en los registros geofísicos de pozos. Los métodos eléctricos de corriente continua con fuente artificial son los sondeos que miden la variación vertical y las calicatas que cuantifican variaciones horizontales, estos se enfocan a la detección de dos propiedades de los materiales del subsuelo; la resistividad eléctrica (sondeos y calicatas eléctricas) y la cargabilidad (sondeos y calicatas de polarización inducida). a) Cargabilidad

La cargabilidad es la capacidad que tienen los materiales para retener carga eléctrica durante un periodo de suministro de corriente para posteriormente deshacerse de dicha carga cuando aquel se interrumpe. Muchos minerales constituyentes de las rocas exhiben esta propiedad, incluyendo el agua en estado líquido. b) Calicatas

El segundo tipo se conoce como CALICATAS, y aunque esencialmente es el mismo tipo de medición, la forma en la que se realiza el trabajo permite conocer principalmente la distribución espacial, de las variaciones, de la resistividad eléctrica (CE) o de la polarización inducida (PI) a lo largo de la línea que se está levantando, manteniendo casi constante la profundidad de investigación. Las calicatas consisten principalmente en mantener fijas las distancias entre los electrodos de corriente y de potencial, de tal manera que en principio se mantiene la profundidad de investigación; después de que se hace la lectura en un sitio, el arreglo de electrodos se mueve como un todo para hacer la medición en el próximo sitio (que normalmente está sobre una línea fijada previamente); se repite el proceso en los puntos subsiguientes hasta completar el perfil que se desea investigar; el resultado es, por tanto, una serie de valores de resistividad aparente que nos muestran la variación de ésta a lo largo de un perfil para una profundidad relativamente constante, con la distancia entre los electrodos fija, como se muestra en la siguiente figura.

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3. EQUIPO DE TRABAJO 



: No son más que unas barras metálicas cuyo número variará en función del problema

: Es la fuente de alimentación de todo el sistema.





Es de gran longitud, con conexiones cada cierto intervalo a fin de poder conectar los electrodos.

Es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente magnitudes eléctricas activas, como corrientes y potenciales (tensiones), o pasivas, como resistencias, capacidades y otras.

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

Son unos pequeños cables de cobre con pinzas en los extremos. Son los que se encargan de conectar los electrodos al cable.



: este instrumento nos ayudó a medir las distancias entre electrodos.

Fig 6: Esquema de los dispositivos utilizado como equipo de trabajo.

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4. PROCEDIMIENTO 4.1. SONDEO ELECTRICO VERTICAL (SEV) a. Primeramente se mandó a fabricar una estructura rectangular de área de 160 x 50 x 60 cm para poder ejecutar el trabajo correspondiente.

b. Se rellenó a la estructura con diferentes tipos de litología: material orgánico, gravas, ignimbrita, arcillas, limos, arenas e intrusivo.

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c. Seguidamente se ubicó el punto para asegurar su linealidad y se dispuso a colocar una cinta métrica para facilitar el trabajo.

d. Se procedió a colocar los correspondientes instrumentos de trabajo, tales como: multitesters, electrodos, conectores, cables y batería para el paso de la corriente eléctrica.

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e. Luego se midieron las distancias en las que s e ubicaron los electrodos de potencial M y N y posteriormente A y B.

Finalmente

Fig. 07: Representación gráfica de la técnica de tomografía eléctrica

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su erficie de terreno

línea e ui otenciales

A

M

V

A N

B

.

líneas de corriente

Fig. 08: Representación gráfica de la técnica de sondeo eléctrica vertical

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f. Posteriormente se procedió a la toma de datos generales que se requieren, completando el formato de práctica correspondiente.

SONDEO ELECTRICO VETICAL (SEV) GRUPO II 17 de Noviembre del 2016 8006549N 367560E 19K

g. Después se procedió a la toma de datos conforme a la distancia AB/2. Realizándose varias medidas para asegurar que las medidas tomadas sean las correctas. h. Inmediatamente después de anotar los datos, se graficaban los datos de resistividad aparente contra la distancia AB/2 en la gráfica que se tenía anexa al formato esto para observar el comportamiento de los materiales a la resistividad. i. Seguidamente se procedió a saturar la muestra con agua para comparar el comportamiento de los materiales, tanto cuando estaba seco como húmedo.

j. Se realiza nuevamente un mismo procedimiento mencionado anteriormente.

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4.2.

CALICATA ELECTRICA

a) GENERALIDADES En la prospección geoeléctrica existen diferencias entre la teoría y la práctica que plantean el carácter interpretativo de los métodos utilizados en este tipo de exploración. Cuando se estudia una zona, y es posible emplear los métodos geoeléctricos como parte del proceso exploratorio, debe considerarse el perfil teórico de cada método para decidir cuál de ellos es el que mejor se adapta al sitio en estudio, así como las cuestiones logísticas y administrativas. b) Planteamiento del problema y recopilación de datos preexistentes de la zona de trabajo. En este punto, tal y como se observa en la imagen y como se ha establecido en todos los trabajos realizados anteriormente, ya se conoce la litoestratigrafia de las capas, cada una con espesores diferentes, y a su vez materiales dispuestos horizontalmente.

Litoestratigrafia del experimento a ser medido.

c) Elección del método y modalidad de éste, en función de los objetivos y circunstancias. Calicatas Eléctricas (CE) En el caso de las calicatas, el arreglo se mantiene fijo y las distancias entre los electrodos más grandes o más chicos irán de acuerdo con la profundidad de investigación requerida. Este arreglo se mueve a lo largo de una línea con distancias fijas y para cada estación se hace una lectura, como se muestra en la siguiente figura. Es claro que si se desea un nivel de investigación más profundo, la distancia entre los electrodos, así como la potencia del transmisor, deberá ser mayor, y en el terreno deberá existir suficiente espacio libre para tender todo el cable necesario.

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Para este aspecto se utilizara, el método de Schlumberger cuya disposicion de electrodos ya se ha mencionado anteriormente, las distancias entre si, tanto el AB/2 y MN; serán constantes tal y como se menciona para la aplicación de calicatas eléctricas, en el siguiente esquema se mostrara las distancias y la profundidad a estudiar.

Grafico detallado en donde se observa los lentes de arcilla, entre capas de material, la distribución de electrodos también se muestra, este correspondiente al método Schlumberger.

d) Programación detallada del trabajo de campo. Se dispuso el terreno, como ya se mencionó con capas dispuestas horizontalmente, y a su vez con lentes de arcillas como se observa en la imagen anterior, posteriormente a ese, se dispuso a adquirir los materiales necesarios tal y como se muestra en la parte de Accesorios y herramientas, las cuales ayudaran en la medición de los valores que se necesitan, para el cálculo de la resistividad.

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PROSPECCIÓN GEOELÉCTRICA HOJA DE CAMPO ESTUDIO : PROPIETARIO: OPERADOR : FECHA COORDENADAS:

N.

CE SEV : DISTRITO: LUGAR : ALT

E.

0.0096

AB/2

MN

K

ΔV (mv)

I(mA)

ρa

Figura 4.- Hoja de cálculo, en donde se dispondrá los datos para el cálculo respectivo.

e) Ejecución de los trabajos de campo. En este punto se describe brevemente el trabajo de campo: El uso de dos electrodos, y como receptor se usa un voltímetro de precisión con el cual se puede leer la diferencia de potencial entre dos puntos del mismo subsuelo, donde se han colocado electrodos que a su vez están conectados al voltímetro. Para este trabajo se utiliza alguno de los arreglos de electrodos de Schlumberger. Cuando se desea realizar un sondeo, las distancias entre los electrodos se van incrementando manteniendo fijo el centro del arreglo, al que se denomina punto de atribución. Para cada cambio de distancia se hace una medición y el cálculo de la resistividad aparente de acuerdo con el tipo de arreglo elegido. Schlumberger:

a - AB/2

En este punto mencionaremos cada paso que se realizó en la maqueta para este caso, todos los procedimientos se realizaron a una escala pequeña, teniendo en cuenta cada factor que pueda afectar la medición. En la siguiente imagen se muestra la disposición real de los electrodos para una profundidad ya mencionada anteriormente, se está utilizando la distribución de Electrodos de Schlumberger, teniendo esta estructura se comenzó con la toma de datos, en este caso sobre la superficie se recorrerá en forma horizontal y en línea recta, con el único fin de saber la ubicación de los lentes de arcilla.

Figura 6.- Distribución de electrodos en la maqueta.

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5. RESULTADOS OBTENIDOS 5.1.

RESULTADOS DEL SONDEO ELECTRICO VERTICAL

FORMATO DE REGISTRO: ESTUDIO:

SONDEO ELECTRICO VETICAL (SEV)

OPERADOR: FECHA:

GRUPO II 17 de Noviembre del 2016

COORDENDAS:

8006549N

0.02

0.005

0.04

0.035

0.0175

0.0175

0.0225

0.247

3.1

0.4

1.91735775

-4.1

-1

0.03

0.015

0.06

0.045

0.0225

0.0225

0.0375

0.177

4.2

0.5

1.484406

-5.2

-1

0.05

0.015

0.1

0.085

0.0425

0.0425

0.0575

0.512

6

0.4

7.677285

-7

-1

0.07

0.015

0.14

0.125

0.0625

0.0625

0.0775

1.014

119.8

0.2

607.670525

-8.5

-128.3

0.1

0.015

0.2

0.185

0.0925

0.0925

0.1075

2.083

94.6

0.2

985.078787

-9

-103.6

367560E

19K

0.1

0.05

0.2

0.15

0.075

0.075

0.125

0.589

2.2

0.2

6.47955

-3.2

-1

0.15

0.05

0.3

0.25

0.125

0.125

0.175

1.374

3.2

0.3

14.6608

-4.2

-1

0.2

0.05

0.4

0.35

0.175

0.175

0.225

2.474

4.8

0.2

59.37624

-5.8

-1

0.3

0.05

0.6

0.55

0.275

0.275

0.325

5.616

188.1

0.1

10562.96241

-6.4

-194.5

0.3

0.15

0.6

0.45

0.225

0.225

0.375

1.767

0.9

0.1

15.90435

-1.9

-1

0.35

0.15

0.7

0.55

0.275

0.275

0.425

2.448

1.8

0.15

0.8

0.65

0.325

0.325

0.475

3.233

3

0.1 0.1

44.06094

0.4

-2.8 -4

-1 -1

96.9969

Tabla1: Resultados del segundo ensayo con el método de sondeo eléctrico vertical

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SEV

100000

) m m h o ( d a d i v i s i s e R

10000 1000 100 10 1 0.01

0.1

1

AB/2 (m) Fig. 9: con los resultados se grafica la curva SEV, la cual nos muestra la variación que nos ayuda a inferir los posibles materiales que se encuentran en el subsuelo.

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5.2.

RESULTADOS DE TOMOGRAFIA ELECTRICA:

Distancia en metros (profundidad) Resistividad Aparente en Ohm-m: 0.00

2.50

5.00

7.50

10.00

12.50

15.00

2.50

0

0

0

0

0.0

0.0

5.00

0

0

0

0

902.0

0.0

17.50

20.00

22.50

25.00

27.50

30.00

32.50

35.00

37.50

40.00

42.50

45.00

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

736.4

0.0

790.0

0.0

567.3

0.0

409.2

0.0

900.0

0.0

767.8

0.0

47.50

0.0

50.00

52.50

55.00

57.50

60.00

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

1023.8

0.0

841.5

0.0

955.1

0.0

62.50

0.0

65.00

67.50

70.00

0.0

0.0

0.0

1208.9

0.0

990.2

0.0

72.50

0.0

75.00

0.0

0.0

0.0

77.50

0.0

80.00

0.0

0.0

0.0

82.50

0.0

85.00

87.50

90.00

92.50

95.00

97.50

0

0

0

0

0

0

0.0

0

0

0

0

0

0

7.50

0

0

0

0

0.0

424.2

0.0

2183.1

0.0

69.2

0.0

383.8

0.0

494.2

0.0

393.1

0.0

376.3

0.0

498.6

0.0

263.6

0.0

141.9

0.0

470.8

0.0

409.9

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0

0

0

0

0

0

10.00

0

0

0

0

0.0

0.0

301.1

0.0

228.4

0.0

48.7

0.0

255.6

0.0

345.2

0.0

234.0

0.0

232.7

0.0

390.1

0.0

388.5

0.0

140.8

0.0

313.1

0.0

293.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0

0

0

0

0

0

12.50

0

0

0

0

0.0

0.0

0.0

147.2

0.0

145.2

0.0

157.5

0.0

15.9

0.0

592.2

0.0

194.5

0.0

273.4

0.0

217.0

0.0

181.6

0.0

188.0

0.0

104.9

0.0

218.1

0.0

0.0

0.0

0

0

0

0

0

0

15.00

0

0

0

0

0.0

0.0

0.0

0.0

93.9

0.0

114.2

0.0

113.0

0.0

112.6

0.0

191.8

0.0

85.7

0.0

162.7

0.0

194.8

0.0

108.8

0.0

153.5

0.0

160.3

0.0

48.7

0.0

0.0

0

0

0

0

0

0

17.50

0

0

0

0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

80.8

0.0

132.7

0.0

99.4

0.0

182.2

0.0

273.7

0.0

149.1

0.0

142.8

0.0

158.9

0.0

124.9

0.0

192.6

0.0

131.8

0.0

156.2

0.0

0

0

0

0

0

0

20.00

0

0

0

0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

63.8

0.0

61.6

0.0

120.7

0.0

52.8

0.0

63.1

0.0

115.9

0.0

103.7

0.0

109.5

0.0

108.0

0.0

69.1

0.0

89.1

0.0

248.5

0

0

0

0

0

0

22.50

0

0

0

0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

72.0

0.0

69.2

0.0

75.7

0.0

185.4

0.0

337.2

0.0

139.5

0.0

74.4

0.0

109.3

0.0

134.9

0.0

68.7

0.0

111.0

0.0

0

0

0

0

0

0

25.00

0

0

0

0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

169.0

0.0

76.4

0.0

74.3

0.0

118.5

0.0

175.7

0.0

86.4

0.0

87.8

0.0

104.7

0.0

54.3

0.0

90.5

0.0

68.8

0

0

0

0

0

0

27.50

0

0

0

0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

39.7

0.0

62.2

0.0

70.9

0.0

144.1

0.0

70.1

0.0

60.6

0.0

94.6

0.0

82.4

0.0

64.7

0.0

85.6

0.0

58.6

0.0

0

0

0

0

30.00

0

0

0

0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

37.8

0.0

44.9

0.0

15.4

0.0

166.9

0.0

176.7

0.0

121.5

0.0

60.7

0.0

103.1

0.0

111.5

0.0

62.7

0.0

72.0

0

0

0

0

32.50

0

0

0

0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

35.0

0.0

56.8

0.0

66.7

0.0

78.5

0.0

77.8

0.0

73.3

0.0

35.0

0.0

62.7

0.0

77.8

0.0

36.2

0.0

77.8

0.0

0

0

35.00

0

0

0

0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

975.2

0.0

52.9

0.0

43.4

0.0

154.5

0.0

78.4

0.00

2.50

5.00

7.50

10.00

12.50

15.00

17.50

20.00

22.50

25.00

27.50

30.00

32.50

35.00

37.50

40.00

42.50

45.00

47.50

50.00

52.50

55.00

57.50

60.00

62.50

0.0

25.7

0.0

51.3

0.0

49.2

65.00

67.50

70.00

72.50

75.00

77.50

0.0

59.4

0.0

65.7

0.0

80.00

82.50

85.00

87.50

90.00

112.9

92.50

Tabla2: Resultados del segundo ensayo con el método de tomografía eléctrica.

pág. 23

0

95.00

0

97.50


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

110

115

120

125

130

135

140

145

150

155

160

0

0

5

5

10

10

15

15

20

20

25

25

30

30

35

35

40

40

fig.10: disposición de datos de r4esistividad aparente



Data de Resistividad Aparente observada:



Data de Resistividad Aparente Calculada:

pág. 24


5.3.

RESULTADOS DE CALICATAS ELECTRICAS:

Recopilación y procesamiento de los datos obtenidos (trabajo de campo). Los siguientes datos son los obtenidos en 6 puntos distribuidos tal y como se muestra en la siguiente figura. DISTANCIA

AB

MN

I

VN

VC

0

0.3

0.1

6.7

280

320

15

0.3

0.1

11.6

-263

-204

30

0.3

0.1

12.6

300

310

35

0.3

0.1

27

-388

-401

50

0.3

0.1

12

-181

-137

65

0.3

0.1

12.8

357

408

De acuerdo al arreglo de Schlumberger se obtiene el valor de resistividad que se muestra en la siguiente tabla: DISTANCIA

AB

MN

k

delta V

I

Resistividad

VN

VC

0

0.3

0.1

2.749

40

6.7

16.4113433

280

320

15

0.3

0.1

2.749

59

11.6

13.9814741

-263

-204

30

0.3

0.1

2.749

10

12.6

2.18166667

300

310

35

0.3

0.1

2.749

13

27

1.32354444

-388

-401

50

0.3

0.1

2.749

44

12

10.0793

-181

-137

65

0.3

0.1

2.749

51

12.8

10.9526484

357

408

Siendo los valores de resistividad los mostrados y a una profundidad constante, en una línea horizontal recta, tal y como se muestra en la Figura 8, la curva mostrada es la tabulación entre los puntos de estudio y la resistividad: DISTANCIA 0 15 30 35 50 65

Resistividad 16.4113433 13.9814741 2.18166667 1.32354444 10.0793 10.9526484

Fig. 9.- Grafica de la distancia horizontal vs la resistividad en cada punto. pág. 25


6. INTEPRETACION GEOLOGICA DE LOS RESULTADOS 6.1.

INTERPRETACION GEOLOGICA DE SEV:

Primer ensayo (Sin agua):

Este primer ensayo realizado sin saturar las capas de suelo, lo que es la principal diferencia entre ambos ensayos de SEV realizados. -

Mediante un análisis visual y cuantitativo de la curva SEV de la maqueta se logra reconocer 5 fases de cambio de litología, es decir, 6 diferentes capas de suelos de acuerdo a sus valores de resistividad. -

5

Los primero valores para una profundidad menor a los 4 cm indican que el suelo tiene una resistividad baja en condiciones superficiales. -

4

El aumento en la resistividad a los 4 cm aprox. corresponde al suelo compuesto en casi su totalidad de clastos monomícticos con poca matriz fina y saturación. -

3

2

Exactamente a los 10 cm la resistividad desciende hasta valores de 5 ohm-m aprox., algo exagerado pero que mantiene un sentido en cuanto al material fino que asentó bajo y entre las gravas. -

1

La resistividad se mantiene baja, alrededor de 10 – 50 ohm-m, mediante se atraviesa las capas de cenizas volcánicas secas y los limos. La capa de arenas gruesas con 2mínimo porcentaje de clastos en ella aumentan la resistividad. -

Finalmente registra una baja resistividad que quizás sea un mal registro de datos, ya que debía encontrarse un cuerpo resistivo intrusivo. -

pág. 26


Segundo ens ayo (con agua):

Para este ensayo se saturó las capas con agua pero de una manera irregular, por lo que habrá casos en los que se relacione la porosidad junto a los cambios de resistividad. -

Los valores constantes a profundidad baja son debido a la saturación de agua de las capas que mantienen su resistividad. -

La baja resistividad registrada en la curva perteneces a las capas de material volcánico y limos que no suponen una saturación con el agua. -

Por último, un aumento de la resistividad que corresponde a las arenas y cuerpo intrusivo resistivo que no fueron saturados. -

6.2.

INTERPRETACION GEOLOGICA DE TOMOGRAFIA ELECTRICA:

1 2 3 4 5 4 6

pág. 27


Estratos Identificados:

1. Estrato de composición limo-arcilloso con agua (terreno cultivable), que coincide con el tipo de material en la maqueta: Suelo Orgánico. 2. Estrato de composición Gravosa con agua, su resistividad baja indica que el contenido de humedad influye en su resistividad, que coincide con el tipo de material en la maqueta: Grava en matriz arenosa. 3. Estrato de composición limo-arcillosa sin saturación de agua, por su resistividad podemos interpretar que es ceniza volcánica que no ha sido afectada por el agua en la maqueta, coincidiendo con el tipo de material: Ceniza Volcanica y limo 4. Estrato de composición arenoso sin saturación de agua, por su alta resistividad se interpreta que es una arena gruesa y seca, coincidiendo con el tipo de material en la maqueta: Arena Gruesa. 5. Estrato de Arcilla: por su baja resistividad se interpreta que es una capa de arcilla, lo que coincide con el tipo de material en la maqueta: Lente de Arcilla. 6. Estrato de roca sana: por su elevada resistividad se interpreta que es un estrato de un material muy resistivo, lo que coincide con el material de la maqueta: Intrusivo (Tecnopor) 6.3. INTERPRETACIÓN GEOLOGICA DE CALICATAS ELECTRICAS.

Los datos representados y que tiene relativamente una mayor resistividad, nos indica la presencia de limos a medida que la medición sigue, se observa una caída en la resistividad lo que nos muestra en definitiva los lentes de arcilla.

Figura 8.- Calicata con arreglo de schlumberger. Esta figura representa la zona en donde se encuentra los lentes de arcilla en la capa, se puede ver que la capa es

pág. 28


7. CONCLUSIONES  





La técnica de SEV permite realizar investigaciones sobre la resistividad de los suelos o estratos de manera unidimensional y puntual. La presencia de agua (saturación) cambia los valores de resistividad de algunos tipos de suelo esto debido a ciertas propiedades que presenta la litología (porosidad, permeabilidad, granulometría, etc.). El método de Tomografía de Resistividad Eléctrica resuelve de manera aceptable estructuras geológicas complejas con respecto a otras técnicas de corriente continua. Podemos concluir que la técnica “tomografía eléctrica” es válida para discriminar cualitativamente diferentes áreas en función de su grado de contaminación. También nos permitirá relacionar los valores de resistividad eléctrica con valores cualitativos de humedad, salinidad, granulometría e incluso de contenido en metales, siempre que las diferencias de resistividad sean relativamente grandes.

8. RECOMENDACIONES   

Se recomienda hacer el uso adecuado de los instrumentos de trabajo, tales como multitesters, baterías, cables y conectores. Revisar bien los procedimientos a seguir para la obtención de un buen resultado. Se recomienda el uso de los programas Profiler V2 y ZONDRES2D como herramientas para el modelado y procesado de datos adquiridos en prácticas de campo, o en las asignaturas de Prospección Eléctrica y Procesamiento de datos Geofísicos donde se requieren este tipo de herramientas.

BIBLIOGRAFIA   





Consultora america verde srl- prospeccion geofísica TECNICAS GEOFISICAS, Centro de estudios y experimentación en obras públicas. TEMA 2. PROSPECCIÓN ELÉCTRICA EN CORRIENTE CONTINUA - Fundación centro internacional de hidrología subterránea IMPLEMENTACIÓN DEL CÓDIGO ZONDRES2D PARA LA MODELACIÓN DIRECTA E INVERSA DE DATOS DE TOMOGRAFÍA DE RESISTIVIDAD ELÉCTRICA 2D – Erika Pamela Díaz Anaya. APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS GEOELÉCTRICOS EN LA PROSPECCIÓN GEOFÍSICA - Juan César Toledo Baca

pág. 29

INFORME-GEOFISICA (1)

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