Método de tomografía eléctrica

Actualmente la técnica geofísica de Tomografía electrica se ha convertido en el principal método de estudio de resistividad eléctrica.Siempre siguiendo los pasos fundamentales implicados en el método de medición, como se inidica en la norma ASTM D6431. Inyectando directamente una corriente eléctrica I (amperios, A) en el suelo a través de un par de electrodos y se mide el voltaje V (voltios, V) resultante entre un segundo par de electrodos.

Debido a los recientes avances en el desarrollo de sistemas de adquisición de electrodos múltiples e inversiones 2-D y 3-D, la tomografía eléctrica ofrece imágenes de resistividad de las estructuras complejas del subsuelo. Esto se consigue mediante mediciones en diferentes niveles del subsuelo usando los dispositivos habituales, esto es: Wenner, Schlumberger, dipolo-dipolo, polo-dipolo, etc.

En los servicios geofísicos que ofrecemos utilizamos equipos sistemas de adquisición de campo “multielectrodo”. Con los cuales podemos obtener estos diferentes niveles. Realizando varias pasadas sobre el mismo perfil, con un mismo dispositivo y tamaños de dispositivo diferentes.

Donde A y B son los electrodos de corriente y M y N los de potencial. La constante a es una distancia en metros (en general no mayor de 10 m, salvo para dispositivos determinados, donde se buscan profundidades de investigación grandes). La variación del parámetro n nos va definiendo los diferentes niveles que estamos midiendo, ya que de su valor depende el tamaño del dispositivo y por tanto la profundidad a la que llegamos. En el dispositivo polo-dipolo, el electrodo de corriente designado como ∞ significa que el electrodo B se sitúa muy alejado del dipolo MN (al menos a una distancia equivalente a 3 veces el tamaño mayor del dispositivo y en sentido perpendicular al mismo)

La profundidad de investigación depende del tipo de dispositivo, del tamaño del mismo y de los materiales a estudiar (tamaño, disposición, contraste de resistividad, etc.). En términos generales suelen ser del orden del 40% del n*a máximo, en los dispositivos Wenner y Schlumberger, y del 30% del n*a máximo en el dipolo-dipolo.

En cuanto a la elección de un tipo de dispositivo u otro, se pueden seguir las siguientes normas generales:

• El dispositivo Wenner es el más sensible a cambios verticales
• Los dispositivos Dipolo-dipolo y Polo-dipolo son los más sensibles a cambios horizontales
• El dispositivo Schlumberger es un compromiso entre los anteriores, va bastante bien cuando se esperan cambios horizontales y verticales

Un inconveniente que tiene el dispositivo dipolo-dipolo, reside en que cuando la separación entre los dipolos es algo grande (profundidades de investigación medias o altas), la señal es muy débil y en muchos casos no hay lectura, ya que se debe comenzar con un a pequeño (los valores de δV e δI son muy débiles, aunque se utilicen equipos de apilamiento de señal de última generación). Para solventar este inconveniente se debe aumentar el valor de a cada cierto número de niveles, con la consiguiente ralentización en el trabajo, aumento de los costes y, fundamentalmente, incremento muy significativo de las “perturbaciones-parásitos” externos que lo hacen inviable

Este inconveniente desaparece utilizando un dispositivo Polo-dipolo, pero en este caso hay que utilizar el dispositivo directo e inverso con objeto de situar correctamente las anomalías detectadas. Por contra hay que realizar más medidas y tender el electrodo de ∞

En cuanto a los cambios en sentido vertical, esto es, delimitación de capas seudo-horizontales tanto en lo que se refiere a su espesor como a su resistividad, solo se conseguirá cuando toda la capa esté dentro del rango de profundidad alcanzada con la tomografía. Para definir la profundidad del techo y la resistividad de estas capas “incompletas” hay que recurrir al apoyo de los SEV (de hecho los cambios verticales en este sentido los definen mejor los SEV). Este caso se ilustra en la Figura 1 adjunta

En dicha Figura se puede observar que las capas de arenas y arcillas, predominio de arcillas y predominio de margas y calizas, se definen perfectamente, pero no así el substrato de esquistos. En la parte final de la sección se observa un aumento gradual de la resistividad (similar a la rama ascendente de un SEV) sin que se pueda definir donde empieza la capa y a que resistividad tiende; en el caso mostrado este problema se ha resuelto con la ayuda de SEV que a permitido obtener la sección interpretada que se presenta (en este caso los resultados se han cotejado con un sondeo mecánico próximo)