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QUE ES UN SEV, CORTE GEOLOGICO, LEY DE OHM
Tipo: Resúmenes
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El Sondeo Eléctrico Vertical es una prueba que se usa para conocer la distribución de resistividad del suelo. Dadas las propiedades eléctricas de los materiales que constituyen del subsuelo, éste manifiesta un determinado comportamiento ante el paso de corriente eléctrica. Dicho comportamiento se manifiesta en líneas de campo o flujo eléctrico constante para materiales homogéneos, por ello cuando los valores y características de estos campos varían, indican un cambio de materiales o una discontinuidad dentro de un mismo depósito.
El objetivo en nuestro caso será delimitar varias capas en el subsuelo, obteniendo sus espesores y resistividades. En una segunda etapa de interpretación, se intentará identificar el tipo de roca de acuerdo con el valor de su resistividad.
La técnica geofísica denominada Sondeo Eléctrico Vertical (SEV) está relacionada con una finalidad que persigue determinar la distribución vertical de resistividades del terreno que se investiga.
El campo eléctrico E es una cantidad vectorial que existe en todo punto del espacio. El campo eléctrico en una posición indica la fuerza que actuaría sobre una carga puntual positiva unitaria si estuviera en esa posición.
Una carga eléctrica (positiva o negativa) genera a su alrededor un campo eléctrico que atrae a otras cargas de signo contrario y repele a las cargas de su mismo signo. La fuerza con que el campo repele o atrae una carga unitaria se denomina Intensidad de campo La unidad de carga eléctrica es el culombio
Figura 1. Líneas de campo eléctrico
Unidad: amperio. Se dice que por una sección está circulando una intensidad de un amperio cuando está pasando un culombio por segundo.
RESISTENCIA ELÉCTRICA. RESISTIVIDAD. LEY DE OHM
La relación del flujo eléctrico, voltaje y resistencia está en función de la ley de Ohm. La cual define la relación proporcional de estos valores de voltaje y corriente mediante la resistencia. La ecuación que define este principio en función a la corriente es:
𝒊𝒊 =
La ley de ohm es una teoría básica para explicar cómo se comporta la electricidad. Esta define la relación entre corriente eléctrica, resistencia eléctrica y voltaje.
Intensidad: Es la circulación de electrones que va de un punto a otro, es decir, el flujo eléctrico. Su unidad de medición son los amperios. Voltaje: Es la fuerza que deja a los electrones que puedan tener movimiento a través del material conductor. Su unidad de medición son los voltios. Resistencia: Es la obstrucción que se le presenta a los electrones dentro de un conducto. Su unidad de medición son los ohmios ω, y su unidad se define por la letra griega omega, que se define por el símbolo ω (omega minúscula) o Ω (omega mayúscula)
Figura 3. Fórmula que conforman la ley de ohm Tomado de (Torres, 2022)
Unidad de resistencia: ohmio (Ω). Un cuerpo ofrece una resistencia de 1 ohmio cuando sometido a una diferencia de potencial de 1 voltio circula a través de él una intensidad de corriente de 1 amperio
Experimentalmente se demuestra que la intensidad de corriente que atraviesa un cuerpo por unidad de sección es linealmente proporcional al gradiente del potencial (ΔV/Δl) 1. Por tanto, para una sección cualquiera, será:
𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈𝐈 = 𝐶𝐶 ∗ 𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆ó𝑛𝑛 ∗ ∆𝑉𝑉∆𝑙𝑙 Donde C, es la Conductividad del material.
La constante de proporcionalidad lineal ρ (ro) es la resistividad, un parámetro característico de cada material.
𝐑𝐑 = ρ
longitud Sección
La Conductividad (C) es el inverso de la resistividad (ρ):
𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆𝑆ó𝑛𝑛 RESISTIVIDAD DE LOS MATERIALES NATURALES
La resistividad en los materiales naturales varía desde 10-8 en los metales nativos hasta 1015 en micas (perpendicularmente a la foliación).
Los valores de la resistividad en una roca están determinados más que por su composición mineralógica, por el agua que contienen, fundamentalmente por la porosidad y por la salinidad del agua (más salinidad implica mayor conductividad). Todo esto hace que la resistividad de cada tipo de roca presente una gran variabilidad.
En rocas compactas (en general las que deben su permeabilidad a la posible fisuración) buscaremos las resistividades más bajas, que indicarán las zonas en que la formación presente la mayor fracturación y/o alteración
En una región determinada, la experiencia nos indicará qué valores concretos de resistividad presenta cada una de las formaciones. En otras ocasiones, estos valores pueden obtenerse de diagrafía o realizando Sondeos Eléctricos en el mismo punto donde exista una perforación de la que conozcamos la columna litológica ("SEV paramétricos").
MEDIDA DE LA RESISTIVIDAD EN UN PUNTO. RESISTIVIDAD APARENTE
Resistividad aparente de corriente directa, ρa , es una relación de la ley de Ohm sobre el voltaje medido V aplicado a una corriente l, multiplicado por una constante geométrica k que depende en el arreglo de electrodos: ρa =kV / l. A menudo tiene unidades de ohm-metros
Resistividad aparente, es la resistividad obtenida con una medida directa en el suelo natural, bajo el esquema geométrico especificado por el método de cuatro electrodos, aplicado con circuitos independientes de corriente y potencial, sólo es representativo para un punto de la característica del suelo estratificado.
Figura 4.Distribución de Los Electrodos Tomada de (Patzelt, Kottmann, & Waldohor, 2007)
El Sondeo Eléctrico Vertical (SEV) como método geofísico de corriente directa (DC) es muy utilizado por su sencillez y la relativa economía instrumental apropiado para la adquisición en campo.
Calicatas Eléctricas: Esta técnica consiste en inyectar corriente en el subsuelo mediante arreglos electródicos, la corriente inyectada genera a su vez una diferencia de potencial que es medida por el instrumento utilizado y traducida posteriormente en resistividades. Al ser la resistividad una propiedad física de las rocas es posible interpretar geológicamente dichos contrastes de resistividad, y determinar la composición del subsuelo.
La principal diferencia con los demás métodos eléctricos recae en que los contrastes de resistividad son medidos horizontalmente. Esto se logra manteniendo una separación entre electrodos constante y moviendo por completo el arreglo, permitiendo realizar un barrido a una misma profundidad.
Aplicaciones: Ingeniería ambiental, prospección de recursos minerales, protección civil para la determinación de fracturas, fallas geológicas, detección de cavidades y cambios de facies.
REALIZACIÓN DE UN SEV. CURVA DE RESISTIVIDAD APARENTE
La resistividad resultante de los datos tomados para un SEV es denominada resistividad aparente (ρa), debido a que es el resultado de la resistividad media de las capas por las que circula la corriente, de manera que para la primera capa del subsuelo el valor de resistividad aparente es igual a la resistividad real de dicha capa (ρ1), y cuando la profundidad aumenta ρa tiende a la resistividad real de la última capa (ρn).
CORTES GEOELÉCTRICOS.
Un SEV puede realizarse sobre cualquier combinación de formaciones geológicas, pero para que la curva de resistividad aparente obtenida sea interpretable, el subsuelo debe estar formado por capas horizontales y homogéneas
Un corte geoeléctrico de n capas se compone de los siguientes datos: n valores de resistividad y n-1 espesores (no se conoce el espesor de la última capa).
En las curvas de SEV se reflejan algunas de las capas eléctricamente diferentes, pero ello no quiere decir que el corte geoelétrico se componga precisamente de ese número de capas. Con frecuencia ocurre que las capas de poco espesor y profundas o que no se distinguen claramente por su resistividad de las contiguas no quedan reflejadas en las curvas de SEV
INTERPRETACIÓN DE LAS CURVAS DE RESISTIVIDAD APARENTE
Los datos tomados del SEV se grafican en escala logarítmica, relacionando la distancia AB/2 con los datos de resistividad aparente obtenidos, este gráfico se denomina Gráfica de
Resistividad Aparente y permite deducir la cantidad de estratos presentes, ya que los puntos de cambio de concavidad representan variaciones de los estratos. Al ser interpretada esta curva, permite determinar los espesores y resistividades reales de las formaciones geológicas de la zona en estudio.
Figura 7. Fases de Interpretación SEV Tomada de (Betancourt, 2017)
Betancourt, M. C. (2017). Caracterización geofísica usando prospección geoeléctrica en los.
Materia, T. (2020, 22 abril). Campo eléctrico: qué es, intensidad y fórmula. Toda Materia.
Potencial eléctrico. Superficies equipotenciales. (2014). Recuperado 26 de diciembre de 2022, de https://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/electro/potencial.html
Geoeléctrica – EPYESA | Exploración, perforación y estudios del subsuelo. (s. f.). https://epyesa.com/geofisicos/geoelectrica/
Flujo Eléctrico. (s. f.-a). Fisicalab. https://www.fisicalab.com/apartado/flujo-electrico
Torres, H. (2022, 23 noviembre). La ley de ohm y ejercicios de circuitos en serie y paral. HeTPro-Tutoriales. Recuperado 26 de diciembre de 2022, de https://hetpro- store.com/tutoriales/ley-de-ohm/
Sánchez San Román J.(s.f.). Prospección geofísica: Sondeos Eléctricos Verticales. n. Dpto. Geología Universidad Salamanca. España
