CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO EN DOS …159.90.80.55/tesis/000149072.pdf · iii caracterizaciÓn...
Transcript of CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO EN DOS …159.90.80.55/tesis/000149072.pdf · iii caracterizaciÓn...
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACIÓN DE INGENIERÍA GEOFÍSICA
CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO EN DOS ZONAS DE ESTUDIO IMPLEMENTANDO TÉCNICAS GPR Y SONDEOS ELECTRICOS VERTICALES
Realizado por:
Daniel Antonio Torres García
INFORME DE PASANTÍA
Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar
como requisito parcial para optar al título de
Ingeniero Geofísico
Sartenejas, Octubre de 2010
UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACIÓN DE INGENIERÍA GEOFÍSICA
CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO EN DOS ZONAS DE ESTUDIO IMPLEMENTANDO TÉCNICAS GPR Y SONDEOS ELECTRICOS VERTICALES
Realizado por:
Daniel Antonio Torres García
Realizado con la Asesoría de:
Tutor Académico Prof. Evert Duran
Tutor Industrial Ing. José Fernandes
INFORME DE PASANTÍA Presentado ante la Ilustre Universidad Simón Bolívar
como requisito parcial para optar al título de Ingeniero Geofísico
Sartenejas, Octubre de 2010
iii
CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO EN DOS ZONAS DE ESTUDIO IMPLEMENTANDO TECNICAS GPR Y SONDEOS ELECTRICOS
VERTICALES
Por
Daniel Antonio Torres García
RESUMEN
El presente informe consta de 2 estudios geofísicos realizados en diferentes zonas de
Venezuela. La primera zona de estudio se localiza cercana a la carretera de Ciudad Piar- Ciudad
Bolívar, en donde se realizaron Sondeos Eléctricos Verticales (SEV) utilizando un dispositivo
tetraelectródico tipo Wenner con una apertura máxima de 60 metros (a= 20 metros) en 4
direcciones con rumbo NS, N45E, EW y N45W, de esta manera es posible determinar los valores
de resistividad del suelo y verificar si existe anisotropía horizontal entre los puntos a ser objeto
de los SEV. El procesamiento de los datos se realizó utilizando el software IPI2win siendo
posible la generación de modelos multicapas de resistividad verdadera. Además, con el objetivo
de observar el comportamiento de la geometría eléctrica de los puntos objeto, se generó tres (3)
perfiles que muestran pseudo-secciones de resistividad aparente así como sus correspondientes
secciones de resistividad real.
La segunda zona de estudio se ubicó entre los poblados de El Tinaco y El Topo, Estado
Cojedes. Se realizaron dieciséis (16) perfiles de geo-radar (GPR) distribuidos entre la parte
externa e interna de una edificación pública. El objetivo principal de este estudio está basado en
la determinación de la posible causa del deterioro de la estructura. La profundidad de
investigación aproximada fue de 8 metros. El procesamiento de los perfiles GPR se realizó
utilizado una versión de prueba del software Reflexz2DQuick; el cual filtra y procesa la imagen,
finalmente, mediante el análisis de los perfiles se pudo interpretar que el material de relleno se
está compactando debido al asentamiento de la estructura.
iv
A mis padres, a mis
hermanos, por el apoyo
incondicional brindado y estar
siempre de primeros a lo largo
de la vida
v
AGRADECIMIENTOS
Ante todo doy gracias Dios por hacer posible este éxito y tener la oportunidad de compartirlo
con mi familia, amigos y seres queridos.
Gracias a todas las personas con quien tuve la oportunidad de compartir en la universidad y
que de alguna u otra manera contribuyeron a formar la persona que soy hoy.
A mi tío José, mi tío Enemencio y mi tía Mari que siempre han estado muy cerca y han sabido
hacerme sentir en casa dentro de sus hogares.
Agradecimientos especiales a las personas que hicieron posible este trabajo:
A mi tutor industrial y amigo el Ingeniero José Fernandes por tu OPORTUNA ayuda,
colaboración, y paciencia conmigo.
A mi tutor académico Evert Duran por decidir apoyarme y ayudarme a cumplir esta meta.
A mi amigo Bernardo por ofrecer su ayuda incondicional y apoyo para la realización de este
trabajo.
A María por todo su apoyo y buena disposición en las noches trabajando juntos y las largas
horas en el laboratorio de GPS.
A mi primo Betico, por el apoyo ofrecido y sus “Mafias en la biblioteca de la facultad; D”.
vi
A mi socio Armandito, por el apoyo durante los años juntos en la carrera estudiando durante el
día y las largas noches sin dormir con veinte tazas de café con guaraná jajaja. Por tu buena
disposición y apoyo siempre gracias.
A mi compa Meche, siempre estaré súper agradecido. ¡Jamás!, pensé que la persona que
conocí aquella noche en la calle Bolívar de Chacao se convirtiera en un pilar de apoyo tan
importante. Gracias por todo.
Al Chinito por adoptarme prácticamente para brindar su apoyo y ayuda incondicional para
realizar este trabajo.
Agradecimientos Súper Especiales al pilar fundamental de la vida, Mi Familia.
A Adrianita y Gabrielito, por demostrarme en cada paso que nunca estoy solo y que en ustedes
puedo contar.
A mi Mamá, a mi Papá, sólo Dios y ustedes son testigo de todo el esfuerzo y sacrificio que
hicieron para brindarme a mí y a mis hermanos todo lo que necesitamos y mucho más, para ser
personas felices y plenas. Agradecido de por vida =D.
vii
ÍNDICE RESUMEN………………………..…………………………….………..……..………………....iii
DEDICATORIA…………………….………….……………………………………………….....iv
AGRADECIMIENTOS…………………………………………………...………………….……v
ÍNDICE GENERAL……………...………………………………………...……..…..…….…….vii
ÍNDICE DE TABLAS………………………………….…………………………………..……...xi
ÍNDICE DE FIGURAS…………………………………………………………………………...xii
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................................................... 1
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. ................................................................................. 2
1.2 OBJETIVOS ................................................................................................................. 3
1.2.1 Objetivos General ................................................................................................. 3
1.2.2 Objetivos Específicos ............................................................................................ 3
1.2.2.1 Objetivos específicos de los SEV en Ciudad Piar ........................................... 3
1.2.2.2 Objetivos específicos de los perfiles GPR ........................................................ 4
CAPÍTULO I FUNDAMENTOS TEÓRICOS .......................................................................................... 5
1.1 RESISTIVIDAD ELÉCTRICA .............................................................................................. 5
1.1.1 Resistividad de las rocas ....................................................................................... 6
1.1.2 Resistividad aparente ............................................................................................ 9
1.2 DISPOSITIVOS ELECTRÓDICOS ...................................................................................... 10
1.2.1 Dispositivo electródico tipo Wenner .................................................................. 11
1.3 PROSPECCIÓN GEOELÉCTRICA ...................................................................................... 12
1.3.1 Sondeos eléctricos verticales .............................................................................. 12
1.3.2 Profundidad de penetración ................................................................................ 13
1.3.3 Limitaciones de los SEV ..................................................................................... 14
1.4 ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS ..................................................................................... 15
1.4.1 Ecuaciones de Maxwell ...................................................................................... 15
1.4.2 Parámetros electromagnéticos de un medio ........................................................ 16
1.4.2.1 Conductividad ................................................................................................. 16
1.4.2.2 Permitividad dieléctrica .................................................................................. 17
1.4.2.3 Permeabilidad magnética ................................................................................ 18
1.5 GPR ............................................................................................................................. 18
viii
1.5.1 Velocidad de propagación en un medio .............................................................. 19
1.5.2 Atenuación .......................................................................................................... 19
1.5.3 Impedancia EM ................................................................................................... 20
1.5.4 Propiedades Eléctricas de los Materiales Geológicos ......................................... 20
1.5.5 Reflexión, refracción, y transmisión en interfaces .............................................. 22
1.5.6 Profundidad del objeto ........................................................................................ 24
1.5.7 Hipérbolas de reflexión ....................................................................................... 24
1.5.8 Procesamiento de imágenes GPR ....................................................................... 26
1.5.8.1 Corrección estática “Static Correction” .......................................................... 26
1.5.8.2 Resta del valor medio “Subtract Mean (Dewow)” ......................................... 26
1.5.8.3 Función de ganancia “Gain Function” ............................................................ 27
1.5.8.4 Filtro paso banda “Bandpass Butterworth” ..................................................... 27
1.5.8.5 Promedio corriente “Running Average” ......................................................... 27
CAPÍTULO II ÁREA DE ESTUDIO ......................................................................................................... 29
2.1 SEV CIUDAD PIAR ....................................................................................................... 29
2.1.1 Ubicación ............................................................................................................ 29
2.1.2 Clima ................................................................................................................... 30
2.1.3 Geología .............................................................................................................. 30
2.1.3.1 Complejo Imataca ........................................................................................... 30
2.2 GPR TINACO ............................................................................................................... 31
2.2.1 Ubicación ............................................................................................................ 31
2.2.2 Clima ................................................................................................................... 32
2.2.3 Geología .............................................................................................................. 32
CAPÍTULO III EQUIPOS Y HERRAMIENTAS ................................................................................... 33
3.1 EQUIPOS ....................................................................................................................... 33
3.1.1 Equipos de adquisición eléctrica ........................................................................ 33
3.1.2 Equipo de adquisición de perfiles GPR .............................................................. 34
3.2 HERRAMIENTAS ........................................................................................................... 35
3.2.1 IPI2WIN (versión 3.0) ........................................................................................ 35
3.2.2 Reflex2DQuick ................................................................................................... 36
3.2.3 GaiaSpectrum. ..................................................................................................... 36
3.2.4 Surfer 8................................................................................................................ 37
ix
CAPÍTULO IV METODOLOGÍA DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO E
INTERPRETACIÓN DE LOS S.EV. ........................................................................................................ 38
4.1 ADQUISICIÓN DE LOS SEV ........................................................................................... 38
4.2 PROCESAMIENTO DE LOS SEV ..................................................................................... 39
4.2.1 Generación de modelos multicapas de resistividad ............................................ 40
4.2.1.1 SEV SN-01...................................................................................................... 41
4.2.1.2 SEV SN-02...................................................................................................... 42
4.2.1.3 SEV SN-03...................................................................................................... 44
4.2.1.4 SEV SN-04...................................................................................................... 46
4.2.1.5 SEV SN-05...................................................................................................... 47
4.2.1.6 SEV SN-06...................................................................................................... 49
4.2.1.7 SEV SN-07...................................................................................................... 51
4.3 INTERPRETACIÓN DE LOS SEV ..................................................................................... 52
4.3.1 Perfil eléctrico 01 ................................................................................................ 53
4.3.2 Perfil eléctrico 02. ............................................................................................... 56
4.3.3 Perfil eléctrico 03 ................................................................................................ 58
CAPÍTULO V METODOLOGÍA DE ADQUISICIÓN, PROCESAMIENTO E
INTERPRETACIÓN DE LOS PRFILES GPR ...................................................................................... 64
5.1 ADQUISICIÓN ............................................................................................................... 64
5.2 PROCESAMIENTO DE LOS PERFILES GPR ...................................................................... 65
5.2.1 Corrección estática .............................................................................................. 68
5.2.2 Resta del valor medio .......................................................................................... 69
5.2.3 Filtro paso banda ................................................................................................. 70
5.2.4 Promedio corriente .............................................................................................. 71
5.2.5 Análisis de velocidad del medio ......................................................................... 72
5.3 INTERPRETACIÓN DE PERFILES GPR............................................................................. 73
5.3.1 Perfiles GPR externos ......................................................................................... 74
5.3.1.1 Perfil GPR 01. ................................................................................................. 74
5.3.1.2 Perfil GPR 02 .................................................................................................. 75
5.3.1.3 Perfil GPR 03 .................................................................................................. 76
5.3.1.4 Perfil GPR 04 .................................................................................................. 77
5.3.1.5 Perfil GPR 05 .................................................................................................. 78
x
5.3.1.6 Perfil GPR 09 .................................................................................................. 79
5.3.1.7 Perfil GPR 10 .................................................................................................. 80
5.3.2 Internos ............................................................................................................... 82
5.3.2.1 Perfil GPR 06 .................................................................................................. 82
5.3.2.2 Perfil GPR 07 .................................................................................................. 83
5.3.3 Perfil GPR 08 ...................................................................................................... 84
5.3.4 Perfil GPR 11 ...................................................................................................... 85
5.3.5 Perfil GPR 12 ...................................................................................................... 86
5.3.6 Perfil GPR 13 ...................................................................................................... 87
5.3.7 Perfil GPR 14 ...................................................................................................... 88
5.3.8 Perfil GPR 15 ...................................................................................................... 89
5.3.9 Perfil GPR 16 ...................................................................................................... 90
CAPÍTULO VI CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................ 92
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................................... 94
APÉNDICE A: PLANILLAS DE CAMPO CON LOS DATOS DE LOS S.E.V. ........................ 97
APÉNDICE B: PLANTA DE FUNDACIONES Y VIGAS DE RIOSTRA. ................................ 104
APÉNDICE C: ESQUEMA DE LAS FUNDACIONES. ................................................................... 105
APÉNDICE D: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL EQUIPO SIR 3000 DE GSSI ........ 106
APÉNDICE E: FICHA TÉCNICA DEL EQUIPO PASI ................................................................... 107
xi
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla I.1 Resistividad de algunas rocas y minerales…………………………..…….………….…6
Tabla I.2 Clasificación de los SEV en función de la separación final entre A, y B ………....…..13
Tabla I.3 Valores típicos de constante dieléctrica, conductividad, velocidad y atenuación en
materiales geológicos más comunes a 100 MHz…………………………………………...….….20
xii
ÍNDICE DE FIGURAS Figura. I-1 Resistividad de una solución de NaCl en función de su concentración.. .................. 8
Figura. I-2 Distribución del agua en el suelo .............................................................................. 9
Figura. I-3 Dispositivo tetraelectródico para la medida de resistividad en un medio homogéneo
e isotrópico ................................................................................................................................ 10
Figura. I-4 Flujo eléctrico en medio natural. ............................................................................ 11
Figura. I-5 Arreglo electródico tipo Wenner ........................................................................... 12
Figura. I-6 Principio del SEV con un dispositivo electródico lineal estándar .......................... 13
Figura. I-7 Diferentes modelos usados en la interpretación de mediciones de resistividad .... 14
Figura. I-8 Efecto del contenido de agua en la constante dieléctrica ....................................... 22
Figura. I-9 Comportamiento de un campo EM propagándose a través de una interface entre
dos materiales............................................................................................................................ 23
Figura. I-10 Fuente puntual de hipérbola de reflexión ............................................................. 25
Figura. I-11 Patrón de energía observado en función del objeto reflector. ............................... 25
Figura. II-1 Ubicación regional del área de estudio de los SEV . ............................................. 29
Figura. II-3 Ubicación regional del área de estudio de los perfiles GPR ................................ 32
Figura. III-1 Equipo de Adquisición de medida de resistividad. .............................................. 33
Figura. III-2 Equipo GPR de antenas de 400 Mhz .................................................................... 34
Figura. IV-1 Distribución espacial de los SEV realizados. ...................................................... 38
Figura. IV-2 Valores de resistividad aparente son graficados en función de la apertura AB/3
para el SEV SN01 con dirección NS ........................................................................................ 39
Figura. IV-3 Resistividad aparente en función de AB/3 para SEV SN-01. .............................. 41
Figura. IV-4 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del
SEV SN-01NS. ......................................................................................................................... 41
Figura. IV-5 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del
SEV SN-01N45E. ..................................................................................................................... 41
xiii
Figura. IV-6 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del
SEV SN-01EW. ........................................................................................................................ 42
Figura. IV-7 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del
SN-01N45W. ............................................................................................................................ 42
Figura. IV-8 Resistividad aparente en función de AB/3 para SEV SN-02. .............................. 42
Figura. IV-9 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del
SEV SN-02NS. ......................................................................................................................... 43
Figura. IV-10 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-02N45E. ............................................................................................................... 43
Figura. IV-11 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-02EW. .................................................................................................................. 43
Figura. IV-12 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del
SEV SN-02N45W. .................................................................................................................... 44
Figura. IV-13 Resistividad aparente en función de AB/3 para SEV SN-03. ............................ 44
Figura. IV-14 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del
SEV SN-03NS. ......................................................................................................................... 44
Figura. IV-15 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-03N45E. ............................................................................................................... 45
Figura. IV-16 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-03EW. .................................................................................................................. 45
Figura. IV-17 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del
SEV SN-03N45W. .................................................................................................................... 45
Figura. IV-18 Resistividad aparente en función de AB/3 para SEV SN-04. ........................... 46
Figura. IV-19 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-04NS..................................................................................................................... 46
Figura. IV-20 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-04N45E. ............................................................................................................... 46
xiv
Figura. IV-21 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-04EW. .................................................................................................................. 47
Figura. IV-22 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-04N45W. .............................................................................................................. 47
Figura. IV-23 Resistividad aparente en función de AB/3 para SEV SN-05. ........................... 47
Figura. IV-24 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-05NS..................................................................................................................... 48
Figura. IV-25 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-05N45E. ............................................................................................................... 48
Figura. IV-26 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-05EW. .................................................................................................................. 48
Figura. IV-27 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-05N45W. .............................................................................................................. 49
Figura. IV-28 Resistividad aparente en función de AB/3 para SEV SN-06. ........................... 49
Figura. IV-29 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-06NS..................................................................................................................... 49
Figura. IV-30 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-06N45E. ............................................................................................................... 50
Figura. IV-31 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-06EW. .................................................................................................................. 50
Figura. IV-32 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-06N45W. .............................................................................................................. 50
Figura. IV-33 Resistividad aparente en función de AB/3 para SEV SN-07. ........................... 51
Figura. IV-34 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-07NS..................................................................................................................... 51
Figura. IV-35 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-07N45E. ............................................................................................................... 51
xv
Figura. IV-36 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-07EW. .................................................................................................................. 52
Figura. IV-37 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa
del SEV SN-07N45W. .............................................................................................................. 52
Figura. IV-38 Ubicación de los perfiles eléctricos. ................................................................. 53
Figura. IV-39 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 01 para los SEV
en dirección N-S. ...................................................................................................................... 53
Figura. IV-40 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 01 en dirección N-S. .................. 54
Figura. IV-41 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 01 para los SEV
en dirección N45E..................................................................................................................... 54
Figura. IV-42 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 01 en dirección N45E. ............... 54
Figura. IV-43 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 01 para los SEV
en dirección E-W. ..................................................................................................................... 54
Figura. IV-44 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 01 en dirección E-W. ................. 55
Figura. IV-45 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 01 para los SEV
en dirección N45W. .................................................................................................................. 55
Figura. IV-46 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 01 en dirección N45W. ............. 55
Figura. IV-47 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 02 para los SEV
en dirección N-S. ...................................................................................................................... 56
Figura. IV-48 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 02 en dirección N-S. .................. 56
Figura. IV-49 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 02 para los SEV
en dirección N45E..................................................................................................................... 56
Figura. IV-50 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 02 en dirección N45E. ............... 57
Figura. IV-51 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 02 para los SEV
en dirección E-W. ..................................................................................................................... 57
Figura. IV-52 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 02 en dirección E-W. ................. 57
Figura. IV-53 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 02 para los SEV
en dirección N45W. .................................................................................................................. 57
xvi
Figura. IV-54 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 02 en dirección N45W. ............. 58
Figura. IV-55 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 03 para los SEV
en dirección N-S. ...................................................................................................................... 58
Figura. IV-56 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 03 en dirección N-S. .................. 58
Figura. IV-57 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 03 para los SEV
en dirección N45E..................................................................................................................... 59
Figura. IV-58 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 03 en dirección N45E. ............... 59
Figura. IV-59 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 03 para los SEV
en dirección E-W. ..................................................................................................................... 59
Figura. IV-60 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 03 en dirección E-W. ................. 59
Figura. IV-61 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 03 para los SEV
en dirección N45W. .................................................................................................................. 60
Figura. IV-62 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 03 en dirección N45W. ............. 60
Figura. IV-63 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 01. ................. 61
Figura. IV-64 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 01. ............................................... 61
Figura. IV-65 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 02. ................. 61
Figura. IV-66 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 02. .............................................. 61
Figura. IV-67 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 03. .................. 62
Figura. IV-68 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 03. .............................................. 62
Figura. IV-69Ubicación relativa de los SEV que muestran la base del relleno y su buzamiento
aparente. .................................................................................................................................... 63
Figura. V-1 Distribución espacial de los perfiles GPR. ........................................................... 65
Figura. V-2 Ventana para el procesamiento de imágenes sísmicas y de GPR en el software
Reflex2DQuick. ........................................................................................................................ 66
Figura. V-3 Perfil GPR 01 antes del procesamiento. ............................................................... 67
Figura. V-4 Espectro de frecuencia correspondiente a una traza del perfil GPR 01. .............. 67
Figura. V-5 Corrección estática de perfil GPR 01 ................................................................... 68
xvii
Figura. V-6 Resta del valor medio del perfil GPR 01 ............................................................. 69
Figura. V-7 Filtro paso banda del perfil GPR 01 ..................................................................... 70
Figura. V-8 Promedio corriente del perfil GPR 01 ................................................................. 71
Figura. V-9 Análisis de hipérbolas de reflexión del perfil GPR 01. ........................................ 73
Figura. V-10 Perfil GPR 01 .................................................................................................... 74
Figura. V-11 Perfil GPR 02. .................................................................................................... 75
Figura. V-12 Perfil GPR 03. .................................................................................................... 76
Figura. V-13 Perfil GPR 04. .................................................................................................... 77
Figura. V-14 Perfil GPR 05. .................................................................................................... 78
Figura. V-15 Perfil GPR 09. .................................................................................................... 79
Figura. V-16 Perfil GPR 10. .................................................................................................... 80
Figura. V-17 Perfil GPR 06. ................................................................................................... 82
Figura. V-18 Perfil GPR 07. ................................................................................................... 83
Figura. V-19 Perfil GPR 08. ................................................................................................... 84
Figura V-20 Perfil GPR 11. .................................................................................................... 85
Figura V-21 Perfil GPR 12. .................................................................................................... 86
Figura V-22 Perfil GPR 13. .................................................................................................... 87
Figura. V-23 Perfil GPR 14. .................................................................................................... 88
V-24 Perfil GPR 15. ................................................................................................................ 89
Figura. V-25 Perfil GPR 16 .................................................................................................... 90
1
INTRODUCCIÓN
El objetivo de la geofísica es estudiar las propiedades físicas del interior de la tierra y
determinar la localización de cuerpos delimitados por el contraste de alguna de sus propiedades
físicas con respecto a las del medio circundante. Esto se logra a través de la observación indirecta
de una magnitud física, por ejemplo en sísmica; por la velocidad de transmisión de las ondas se
puede estimar la profundidad y forma de una estructura de interés; en gravimetría, se puede
estimar la variación de la densidad; en prospección eléctrica, la resistividad de las rocas; o en
electromagnetismo la conductividad aparente. Los diversos métodos geofísicos brindan la
posibilidad de resolver problemas de diferentes naturalezas, según sea el caso.
Existen diversas técnicas geoeléctricas que permiten medir la resistividad del medio. Uno de
los métodos más utilizados es el de prospección mediante sondeos eléctricos verticales (SEV) en
sus múltiples dispositivos, el cual permite de limitarlas capas del subsuelo estimando sus valores
de espesor y resistividad. Esto al correlacionarlo con la información obtenida de la geología
presente, se puede asociar a un tipo específico de roca o sedimento.
Por otro lado la técnica de georradar se ha ido desarrollando y empleando desde los años
cincuenta en investigaciones superficiales de alta resolución del subsuelo aplicados a ciertos
campos en Geología, Ingeniería, Minería y Glaciología. Es una técnica no destructiva que, en los
primeros metros de profundidad, reproduce la cartografía del subsuelo y los posibles problemas a
solventar desde el punto de vista geofísico e ingeniería civil.
2
1.1 Planteamiento del problema.
Actualmente se está desarrollando el proyecto de construcción de la siderúrgica nacional en
Ciudad Piar, Edo. Bolívar. Para poder llevar a cabo dicho proyecto, es requerido un estudio
estratigráfico y geotécnico del subsuelo con fines de ingeniería.
Por otro lado, cerca del poblado de Tinaco, Edo. Cojedes, se llevó a cabo la construcción de
un edificio de dos plantas sobre un material de relleno que fue utilizado para nivelar una quebrada
que existía en el lugar. Actualmente dicho edificio presenta grietas y fisuras y se requiere un
estudio de subsuelo para poder generar un diagnóstico de la estructura.
Conociendo los alcances teóricos de los métodos y con la finalidad de caracterizar el subsuelo
según los requerimientos de los clientes, se implementaron dos campañas de adquisición a cargo
de la compañía Geophysical Survey C.A.; la primera constó de 7 sondeos eléctricos verticales
(SEV) tipo Wenner en cuatro direcciones y la segunda constó de 16 perfiles de georradar.
La adquisición de los SEV se llevó a cabo en el terreno destinado a la construcción de la
siderúrgica nacional en Ciudad Piar. Luego de aplicar una secuencia básica de procesamiento
de los SEV con el software IPI2WIN, se pudo interpretar el basamento del relleno a una
profundidad que varía de 10 m. hasta los 18m., adicionalmente el material de relleno se puede
asociar a sedimento de tamaño de grano arena y grava.
El propósito de la prospección con el Georadar es dar a conocer la existencia en la
estratigrafía presente de cavidades, vacíos o estructuras que puedan interferir con la estabilidad de
la estructura de dos pisosen el poblado de Tinaco.
3
1.2 OBJETIVOS
1.2.1 Objetivos General
Caracterizar el subsuelo, en términos de resistividad en la zona de Ciudad Piar implementando
Sondeo Eléctricos Verticales.
Realizar un estudio de suelo que ayude a generar un diagnóstico estructural de la edificación
ubicada en el área de Tinaco, mediante levantamientos de perfiles de georradar.
1.2.2 Objetivos Específicos
1.2.2.1 Objetivos específicos de los SEV en Ciudad Piar
• Adquisición y control de calidad de datos eléctricos mediante dispositivo arreglos tipo
Wenner en cuatro direcciones con aperturas de 1, 3, 6, 9, 12, 15 y 20 metros.
• Generación de base de datos de los sondeos eléctricos.
• Determinación de los valores de resistividad y modelos multicapa.
• Correlación lateral de los SEV, a través de la creación de perfiles eléctricos, con
pseudo-secciones de resistividad aparente y secciones de resistividad verdadera.
• Observación del comportamiento de la geometría eléctrica de los puntos objeto.
4
1.2.2.2 Objetivos específicos de los perfiles GPR
• Levantamiento de 16 perfiles GPR, distribuidos en la parte externa y la parte interna de
la estructura
• Procesamiento de los perfiles de georradar aplicando diferentes filtros.
• Identificar horizontes reflectores de interés y anomalías presentes en cada perfil.
• Interpretación de los perfiles GPR.
5
CAPÍTULO I FUNDAMENTOS TEÓRICOS
1.1 Resistividad eléctrica
La resistividad se define como un coeficiente cuya magnitud describe el grado de dificultad
que el cuerpo presenta al paso de electricidad a través del mismo. Se designa por la letra griega
rho minúscula (ρ) y se mide en ohm por metro.
De igual modo es posible determinar el grado de facilidad del paso de la corriente por el
conductor, resultando así el concepto de conductividad que se define como el inverso de la
resistividad. Se designa por la letra griega sigma minúscula (σ) y se mide en siemens entre
metro (Ecuación 1).
1 Ecuación 1
Según la ley de Ohm la corriente eléctrica (I) que circula a través de un conductor es
directamente proporcional a la diferencia de potencial (V) aplicada a los extremos del conductor
e inversamente proporcional a la resistencia (R) del mismo, es decir, la resistencia eléctrica de un
conductor se define en términos del cociente, de la diferencia de potencial y de la corriente que
circula por este.
(Ecuación 2)
6
Considerando un conductor alargado de longitud L y homogéneo de forma cilíndrica o
prismática de área transversal A, la resistencia (R) puede expresase en términos de la geometría y
características físicas del conductor.
(Ecuación 3).
Las ecuaciones 2 y 3 se pueden combinar para obtener una expresión para la resistividad, que
resulta:
(Ecuación 4).
1.1.1 Resistividad de las rocas
El flujo de una corriente eléctrica a través de las rocas o los sedimentos, puede explicarse
mediante la Ley de Ohm, de esta manera la resistividad se puede calcular con la ecuación 4.
La resistividad de la mayoría de las rocas y sedimentos secos es elevada, por lo que actúan
como semiconductores, o conductores de baja capacidad. Este comportamiento cambia
significativamente cuando las fisuras o los poros están ocupados por agua, lo que genera una
disminución de la resistividad, o lo que es lo mismo en aumento en la capacidad de conducción de
la corriente eléctrica. Además del grado de saturación también incide en la resistividad del medio,
el contenido salino del agua; a mayor salinidad, menor resistividad y viceversa.
Son pocos los componentes geológicos subsaturados o secos, que presentan baja resistividad o
alta conductividad entre los que pueden mencionarse a minerales metálicos como calcopirita,
pirita, magnetita, galena, pirrotina, etc. El grafito también presenta elevada conductividad
eléctrica, pero la mayoría de los minerales no metálicos, al igual que las rocas, tienen
resistividades significativamente mayores, en general entre 2 y 6 órdenes de magnitud superiores.
7
En la tabla I.1 se indican las resistividades que caracterizan a los minerales, a las rocas y a los
sedimentos, y dentro de estos últimos también se aprecian diferencias notorias entre los de grano
fino (margas, limos, arcillas), los de grano mediano (arenas) y grueso (gravas).
TABLA I.1 Resistividad de algunas rocas y minerales. Tomado de Auge (2008).
En la figura I-1 se indica la variación en la resistividad de una solución en función de su
concentración en NaCl, observándose que para una concentración de 0,01 g/L (10mg/L) la
resistividad es de 400 ohm.m y para 100 g/L (100.000 mg/L) la resistividad disminuye a 0,08
ohm.m, lo que implica una diferencia de unos 4 órdenes de magnitud.
8
Figura. I-1Resistividad de una solución de NaCl en función de su concentración. Tomado de Auge (2008).
Considerando la cantidad de fluido que puede estar presente en los espacios porosos de las
rocas (figura I-2), la resistividad de una arena se puede calcular mediante las siguientes
expresiones:
Para arenas en la zona subsaturada o por encima del nivel freático
ρ F· W (Ecuación 5).
y por debajo de la superficie freática
ρ F· WØ (Ecuación 6).
9
Figura. I-2Distribución del agua en el suelo. Tomado de Auge (2008).
Donde:
ρ : resistividad arena [Ohm-metro];
F: coeficiente que describe forma y tamaño de los poros (coeficiente que generalmente varía
entre1, 5 y 3);
ρ : resistividad del agua [Ohm-metro];
Is: índice de saturación;
Ø: porosidad total
1.1.2 Resistividad aparente
El suelo en la mayoría de los casos dista de ser homogéneo con variaciones laterales y de
profundidad de la resistividad. Dadas estas condiciones de suelo se obtendrá un valor ficticio de la
resistividad ρa, que debe ser considerada una repuesta a la distribución actual de las resistividades
lateralmente y verticalmente heterogéneas en el subsuelo basándose en las mediciones realizadas
en la superficie. Esta resistividad tampoco puede considerarse como promedio ni como media
ponderada de las resistividades presentes, pues puede ocurrir que sea mayor o menor que todas
ellas. Ésta es la variable experimental que expresa los resultados de las mediciones en la mayoría
de los métodos geoeléctricos y la que se toma como base para la interpretación. Las dimensiones
de la resistividad aparente, en virtud de su definición, son las mismas que las de la resistividad, y
su unidad será también el ohm-m.
10
1.2 Dispositivos electródicos
Un arreglo de un conjunto de electrodos recibe el nombre dispositivo electródico. Existe
diferentes arreglos electródicos para la prospección geoeléctrica, entre los más comunes tenemos
los arreglos Dipolo-Dipolo, Schlumberger y Wenner. En general constan de dos electrodos
(denotados con las letras A y B) por donde se inyecta la corriente al suelo; y por otro lado, otro
par de electrodos (denotados con las letras N y M) que miden la diferencia de potencial entre ellos
en superficie. Para un medio homogéneo e isotrópico las líneas de corriente son radiales y
divergentes y las superficies equipotenciales semiesféricas (figura I-3).
Figura. I-3Dispositivo tetraelectródico para la medida de resistividad en un medio homogéneo e isotrópico
(Tomado de Gasulla, 1999).
En el caso más general, en el que los electrodos estén dispuestos de modo cualquiera sobre
una superficie plana, se podrá calcular los valores de resistividad aparente mediante la fórmula
que se deriva de la ecuación 4:
g∆ (Ecuación 7)
Donde g es el factor geométrico y está definido por:
11
g 2π (Ecuación 8).
Donde AM, BM, AN y BN indican la distancia entre electrodos expresada en metros.
En la naturaleza el componente geológico no es isotrópico ni homogéneo, por lo que las
superficies equipotenciales y las líneas de corriente no son regulares (figura I-4).
Figura. I-4Flujo eléctrico en medio natural. Tomado de Auge (2008).
1.2.1 Dispositivo electródico tipo Wenner
Este arreglo dispone los electrodos de manera simétrica y separados entre sí por la misma
distancia a. En este arreglo los electrodos emisores se localizan a los extremos de la línea y los
electrodos receptores se encuentran en la parte interna de la línea (figura I-5).
Partiendo de la ecuación 8 y considerando que los electrodos están separados entre sí por una
distancia a, se puede demostrar fácilmente que el factor geométrico para este arreglo de electrodos
viene dado por la siguiente expresión:
12
g 2π (Ecuación 9).
Figura. I-5Arreglo electródico tipo Wenner Tomado de Auge (2008).
1.3 Prospección geoeléctrica
Es la rama de la Geofísica que trata sobre el comportamiento de rocas y sedimentos en
relación a la corriente eléctrica.
En la prospección geoeléctrica es bastante común aplicar métodos basados en la inyección
artificial de una corriente eléctrica, como sondeos eléctricos verticales SEV y calicatas eclécticas
CE, utilizando los diferentes dispositivos electródicos.
En este capítulo se hace énfasis en las mediciones geoeléctricas realizadas desde la superficie
del terreno mediante sondeos eléctricos verticales.
1.3.1 Sondeos eléctricos verticales
Se llama sondeo eléctrico vertical a una serie de determinaciones de resistividad aparente,
efectuadas con un dispositivo electródico. La finalidad del sondeo eléctrico vertical (SEV) es
averiguar la distribución vertical en profundidad de las resistividades verdadera bajo el punto
13
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 (figura I-6).
Figura. I-6Principio del SEV con un dispositivo electródico lineal estándar: A medida que A y B se separan,
la corriente va penetrando en las capas más profundas. (Modificado de Gasulla, 1999).
1.3.2 Profundidad de penetración
La profundidad de penetración de la corriente eléctrica depende de las propiedades eléctricas
del suelo y de la separación de los electrodos inyectores AB. Si la distancia entre los electrodos
AB aumenta, la corriente circula a mayor profundidad pero su densidad disminuye. Para un medio
isótropo y homogéneo, el 50% de la corriente circula por encima de la profundidad AB/2 y el
70.6% por encima de una profundidad AB. Sin embargo, no es posible fijar una profundidad
límite por debajo de la cual el subsuelo no influye en el SEV, ya que la densidad de corriente
disminuye de modo suave y gradual, sin anularse nunca.
Los SEV se pueden clasificar en función de la profundidad de penetración o separación de los
electrodos A y B (Tabla I.2).
14
Tipo de SEV Longitud Principal aplicación
Corto AB hasta 250m. Geotecnia y Arqueología
Normal 250m. < AB < 2500m. Hidrogeología
Largo 2500m. < AB < 25000m. Prospección Petrolera
Muy largo Hasta 1200 Km. Investigación Geofísica. TABLA I.2 Clasificación de los SEV en función de la separación final entre A y B según Auge.
1.3.3 Limitaciones de los SEV
La mayor limitación de los SEV es detectar variaciones horizontales o laterales en los valores
de resistividad que son normalmente encontrados. La situación ideal para un SEV es el modelo
mostrado en la figura I-7a, pero no es común encontrarlo en la práctica.
Figura. I-7Diferentes modelos usados en la interpretación de mediciones de resistividad (Modificado de
Loke 1996-2001).
Cuando el área de estudio presenta una complejidad geológica con variaciones laterales de
resistividad muy elevadas en distancias cortas (figuras I-7b y I-7c), los SEV son insuficientes para
generar un buen modelo de resistividad y se recomienda implementar otras técnicas de
prospección como tomografías eléctricas en 2-D y 3-D y/o métodos electromagnéticos (Loke, M.
1996-2001 y Guzmán, M. 2009).
1.4
So
eléctri
campo
se pro
tienen
La
frecue
de ond
La
ondula
cuenta
electro
media
Es
• • •
4 Ondas elec
on ondas pro
ica oscilando
o magnético
opagan en el
n componente
a radiación e
encias muy e
da altas). La
1.4.1 Ecu
a forma bási
atoria son la
a por un la
omagnéticos
ante las cuale
stas ecuacion
[Newto [Coulom [Tesla]
ctromagnéti
oducidas po
o genera un
variable y e
l vacio sin s
es eléctricos
lectromagné
elevadas (lon
luz visible e
uaciones de
ica para des
s ecuaciones
ado los con
s cuyas ecu
es se relacion
nes para el ca
4
on/Coulomb]mb/m2]- Cam- Campo ma
icas
r la oscilaci
campo eléc
este a su vez
soporte mate
s y magnétic
ética se pued
ngitudes de o
es sólo una p
Maxwell
scribir los fe
s de Maxwe
nceptos de
uaciones co
nan los camp
ampo eléctri
(Ecuaci
(Ecuaci
]- Campo elémpo dieléctragnético exis
ión o la ace
ctrico variab
uno eléctric
erial. Por es
os.
de ordenar en
onda pequeñ
pequeña part
enómenos el
ll. Los méto
óptica geo
omo ya señ
pos eléctrico
ico y magnét
ión 10).
ión 12).
éctrico existrico que resustente en el e
eleración de
le, un camp
co, de esta fo
sto se dice q
n un espectro
ñas) hasta fr
te del espectr
lectromagné
odos de prosp
métrica, y
ñalamos fue
os y magnéti
tico, se mue
0
tente en el esume los efecespacio.
una carga
o eléctrico v
orma las ond
que las onda
o que se exti
recuencias m
ro electroma
éticos relacio
pección, se e
por otro la
eron formul
icos.
stran a conti
(
(Ecuación
spacio. tos eléctrico
eléctrica. U
variable eng
das electroma
as electroma
iende desde
muy bajas (lo
agnético.
onados con
explican, ten
a teoría de
ladas por M
inuación:
Ecuación 11
n 13).
os de la mate
15
Una carga
gendra un
agnéticas
agnéticas
ondas de
ongitudes
la óptica
niendo en
campos
Maxwell,
1).
eria.
•
•
•
•
•
Do
eléctri
La
los pro
consta
la perm
La
en pre
libre a
[Amperi [Coulom [Amper
superficie. [Faradio[Newton
D
onde ε es la
ica. En un m
1.4.2 Par
as ecuacione
oducen, a pa
antes definen
meabilidad m
1.4.2.1
a conductivid
esencia de un
aplicado y la
io/metro]-Esmb/m3]- Denrio/m2]- Den
os/metro]- Pn/A2]- Perme
D
constante d
medio dieléctr
rámetros ele
es de Maxwe
artir de una
n electromag
magnética. E
Conduc
dad de un me
n campo elé
densidad de
s el vector innsidad de carnsidad de co
Permitividad eabilidad ma
(Ecuació
dieléctrica, µ
rico homogé
ectromagnét
ell relaciona
serie de par
gnéticamente
Estos tres val
ctividad
edio nos pro
éctrico exter
e volumen de
nducción margas existent
orriente, mid
eléctrica, caagnética.
ón14). B
(Ecu
µ es la perme
éneo, isótrop
ticos de un m
an los campo
rámetros con
e el medio:
lores son com
oporciona un
rno, siendo e
e corriente d
agnética tes en el esp
de el flujo de
aracterística
uación 16).
eabilidad ma
po ε y µ = ctt
medio
os eléctrico y
nstantes para
conductivid
mplejos.
na medida de
el factor de p
debido al mo
pacio. e cargas por
de los mater
(Ecuación
agnética y σ
tes.
y magnético
a cada medio
dad, la perm
e la respuesta
proporciona
ovimiento de
r unidad de
riales dieléct
n 15).
σ es la condu
o con las fue
o determinad
itividad diel
a de sus carg
alidad entre e
e estas carga
16
tiempo y
tricos.
uctividad
entes que
do. Estas
léctrica y
gas libres
el campo
s libres.
17
Las unidades de medida de la conductividad en el sistema internacional, (SI), son mohs/metro
o el equivalente de Siemens/metro. La conductividad de un medio es la inversa de su resistividad
(mediada en Ohmios metro, Ωm).
Se pueden distinguir:
• Materiales conductores (Valores para la conductividad mayores de 105 S/m).
• Materiales semiconductores. (Valores para la conductividad entre 10-8 S/m y 105 S/m).
• Materiales aislantes (Valores para la conductividad menores de 10-8 S/m).
El contenido de agua en el material y la composición química de los mismos, determinan la
conductividad de los mismos. La temperatura también afecta a la conductividad, pues afecta
directamente a la movilidad de los iones del material (conductividad electrolítica).
1.4.2.2 Permitividad dieléctrica
La permitividad dieléctrica proporciona una medida de capacidad de polarización de un
material en presencia de un campo eléctrico. Este valor es normalmente designado con la letra ε.
Sus unidades en el sistema SI es Faradio/m.
Es muy común utilizar el término de permitividad relativa o constante dieléctrica como se
indica:
(Ecuación 17).
Donde k es la constante dieléctrica y εo es la permitividad dieléctrica en el vacío.
18
1.4.2.3 Permeabilidad magnética
Este parámetro relaciona la inducción magnética con la intensidad de campo magnético. Este
valor se designa con la letra µ. La mayor parte de los materiales que nos encontramos en los
estudios con georradar (excepto aquellos que contengan materiales ferromagnéticos) cumplen con
que la permeabilidad magnética se aproxima a 1. Sus unidades en el sistema SI son
Newton/Amperio2.
1.5 GPR
El radar es un sistema de detección que se empieza a utilizar durante la Segunda Guerra
mundial para la localización de aviones o barcos; su funcionamiento básico consiste, en todos los
casos, en la emisión de señales de determinadas frecuencias para detectar las reflexiones que se
producen en los objetos de interés.
La técnica de geo-radar o GPR (Ground Penetrating Radar) es un sistema electromagnético
para la detección y localización de elementos, formaciones y/o anomalías en el subsuelo,
construcciones u objetos materiales, siendo un método de alta resolución permitiendo no
solamente la identificación de objetos singulares, sino caracterizar el entorno. Este método tiene
su éxito en aplicaciones e investigaciones del subsuelo de forma no invasiva, es decir, sin
necesidad de realizar excavaciones o algún otro tipo de intervención destructiva.
La prospección con geo-radar se basa en la emisión y detección de ondas electromagnéticas
que se propagan por un medio heterogéneo. La heterogeneidad del medio provoca las reflexiones,
refracciones y difracción de las ondas, las cuales son captadas por la antena receptora tras su
propagación por el medio material, que normalmente será el subsuelo terrestre. A partir de los
tiempos de retardo de las ondas reflejadas y de la velocidad de propagación de las ondas en el
material por el que se deslizan las antenas, se deduce la profundidad a la que se encuentra el
cuerpo reflector.
19
La operación de trabajo del georradar es similar a la sísmica de reflexión, se diferencian
principalmente en el rango de frecuencias de las ondas utilizadas y las respuestas obtenidas por el
medio dependen de parámetros totalmente diferentes.
1.5.1 Velocidad de propagación en un medio
La velocidad en un medio se determina mediante la siguiente expresión:
√ √ (Ecuación 18).
Donde v es la velocidad de propagación de la onda electromagnética en el medio expresada en
metros/segundos, ε es la componente real de la constante de permitividad dieléctrica expresada en
unidades de Faradios/metro, μ es la permeabilidad magnética expresada en Newton/A2, c es la
velocidad de la luz en el vacío y k es la constante dieléctrica relativa.
1.5.2 Atenuación
El valor de atenuación de un material dependerá de sus propiedades de conductividad y
determinará la profundidad de penetración de la onda electromagnética. En algunos casos, un
material es tan conductor que dispersa energía electromagnética de manera talque hará imposible
alcanzar profundidades de penetración considerables. La atenuación se mide en dB/m.
La relación para la atenuación es:
,√
(Ecuación 19).
20
1.5.3 Impedancia EM
Es la relación que existe entre el valor del campo eléctrico y del campo magnético en el
medio. Definida normalmente con la letra Z, se puede estimar con la siguiente relación:
(Ecuación 20).
En el vacío 120 (Ecuación 21).
1.5.4 Propiedades Eléctricas de los Materiales Geológicos
Las propiedades eléctricas generales del suelo serán el resultado de las contribuciones
individuales de la matriz, el aire y el agua en el sistema.
La mayoría de las reflexiones GPR son creadas por un cambio abrupto en las propiedades
eléctricas (impedancia eléctrica) del material a través del cual las ondas electromagnéticas viajan.
La impedancia eléctrica es dominada por los cambios en la inductividad permitida o la constante
dieléctrica del subsuelo (Annan, 1992). En el caso de una onda electromagnética normal incidente
propagándose a lo largo de un límite o una interfaz plana, el coeficiente de reflexión determina la
amplitud que retorna y es grabada como señal.
La tabla 2.3 muestra propiedades eléctricas de diferentes materiales geológicos. La constante
dieléctrica del medio puede cambiar drásticamente ante la presencia de agua o aire en los poros.
El momento bipolar natural intrínseco del agua le da a los materiales geológicos porosos una
inductividad relativamente alta (Annan, 1992). Además, independientemente de que el agua esté
contenida en el suelo o en la roca, la conductividad del agua aumenta con el número de iones en la
solución de agua como se muestra en la figura I-1.
21
TABLA I.3 Valores típicos de constante dieléctrica, conductividad, velocidad y atenuación en materiales geológicos
más comunes a 100 MHz (Modificado de Annan, 1992).
La Figura I-8 muestra la relación entre la constante dieléctrica y el contenido de agua en el
suelo (Annan, 1992). Destacando como los niveles de humedad en la roca puede ocasionar
cambios abruptos en la constante dieléctrica del medio.
22
Figura. I-8Efecto del contenido de agua en la constante dieléctrica (Modificado de Annan, 1992).
1.5.5 Reflexión, refracción, y transmisión en interfaces
La propagación de ondas EM a través de un medio puede ser descrita por los coeficientes de
Fresnel, que permiten cuantificar como varía la amplitud del campo EM a través de una interface
entre dos materiales. La dirección de propagación de onda también cambia acorde con la ley de
Snell (Figura I-8).
Ley de Snell. = (Ecuación 22).
La amplitud del campo EM incidente I, el reflejado y transmitido es descrito por la siguiente
ecuación
(Ecuación 23).
Donde I corresponde al campo incidente, R al campo reflejado y T el campo transmitido.
23
Figura. I-9 Comportamiento de un campo EM propagándose a través de una interface entre dos materiales.
La figura I-9 muestra una onda incidente en una interfaz entre dos capas de diferentes
parámetros electromagnéticos, el campo vectorial de onda EM es separado en dos componentes
independientes definidas por la dirección del campo respecto a la interface. Estas componentes
son referidas como Campo Eléctrico Transversal (TE), cuando el campo vectorial eléctrico se
encuentra en la interface plana, y Campo Magnético Transversal (TM), cuando el campo vectorial
magnético se encuentra en la interface plana. Los coeficientes de reflexión para ambas
componentes se calculan mediante las siguientes expresiones respectivamente.
(Ecuación 24).
(Ecuación 25).
Y 1 (Ecuación 24); 1 (Ecuación 26).
Transversal Eléctrico Transversal Magnético
24
Donde Zi y Yi son la impedancia y la admitancia respectivamente (Yi = 1/Zi). Debe existir un
contraste entre impedancia de los materiales para que exista una reflexión.
Cuando la incidencia de la onda EM es normal en la interface (θ1 = θ2 = 0°), no existe
diferencia entre TE y TM, y el coeficiente de reflexión entre TM y TE son los mismos.
1.5.6 Profundidad del objeto
La profundidad de la formación o del objeto a estudiar se determina mediante la expresión
∆ (Ecuación 27).
Donde Δτ es el tiempo de registro, v es la velocidad de propagación de la onda
electromagnética en el medio y h es la profundidad.
1.5.7 Hipérbolas de reflexión
La proyección cónica de energía del radar en la tierra permite que la onda EM pueda viajar en
dirección oblicua a una fuente puntual enterrada (1) como se ve en la figura I-10. El tiempo de
viaje (Δt) se registra y se representa en profundidad directamente debajo de la antena donde se
registró (2). Cuando muchas de tales reflexiones se registran a medida que las antenas en la
superficie se desplazan, el resultado es una hipérbola de reflexión (3).
25
Figura. I-10Fuente puntual de hipérbola de reflexión
El patrón de la energía reflejada depende de la forma y del material enterrado (figura I-11).
Las fuentes de las hipérbolas (A), mostradas en la imagen, son generadas a partir de objetos
enterrados de un tamaño finito. En este caso la hipérbola a la derecha se generó en un tubo de
metal y la hipérbola amplitud inferior a la izquierda de un tubo de plástico. La serie de reflexiones
de gran amplitud que se apilan verticalmente en la posición B fueron generadas por un gran
pedazo de metal cerca de la superficie del suelo.
Figura. I-11Patrón de energía observado en función del objeto reflector.
26
La energía de radar no puede penetrar el metal, ya que el metal refleja toda la energía
generando una sombra que hace muy difícil dilucidar por debajo de éste. Dichos objetos de metal
son muy fáciles de ver en los perfiles de reflexión GPR porque generalmente crean reflexiones
múltiples de gran amplitud y apiladas una encima de la otra por debajo del objeto de metal.
1.5.8 Procesamiento de imágenes GPR
En este capítulo se mencionó con anterioridad la semejanza que existe entre las imágenes
adquiridas con georradar y las adquiridas con métodos sísmicos, por esto es posible realizar el
procesamiento de imágenes GPR con algunas herramientas que se utilizan para el procesamiento
de imágenes sísmicas.
1.5.8.1 Corrección estática “Static Correction”
Corrección aplicada especialmente a datos sísmicos, para compensar los efectos de una
topografía irregular, las diferencias de las elevaciones de los disparos y los geófonos relativas a un
datum, las capas superficiales de baja velocidad (corrección de meteorización) y la geometría
horizontal de los puntos de tiro y los receptores (geófonos o hidrófonos), o cualquier corrección
relativa a la geometría del tendido.
1.5.8.2 Resta del valor medio “Subtract Mean (Dewow)”
Esta corrección calcula el valor medio de una traza en una ventana de tiempo y luego ese valor
es restado. El rango de la ventana de tiempo debe ser ingresado como un parámetro del filtro para
el cálculo de la corrección. El rango de la ventana de tiempo debe ser establecido en función del
principal período. Este filtro puede utilizarse para eliminar parte del ruido de bajas frecuencias
que puede ocurrir especialmente en datos GPR.
27
1.5.8.3 Función de ganancia “Gain Function”
El filtro da la posibilidad de recuperar señales de baja amplitud multiplicando los puntos de
datos por una función dada g y o g t , respectivamente. La función g t consiste en una parte
linear y una exponencial:
1 (Ecuación 28).
Con ′ ; ′8,69; y 0,1 . El ancho del pulso es
tomado de la frecuencia nominal. Los parámetros del filtro a’ (ganancia linear) y b’
(amortiguación exponencial) deben ser incluidos. Adicionalmente se debe introducir el tiempo en
que se desea iniciar el filtro y el valor de la ganancia máxima.
El filtro es aplicado con la finalidad de corregir posibles amortiguaciones o pérdidas ocurridas
en adquisiciones con geometrías muy extensas.
1.5.8.4 Filtro paso banda “Bandpass Butterworth”
Este filtro es aplicado en el dominio de la frecuencia. Para este filtro es necesario especificar
la menor frecuencia de corte y la mayor frecuencia de corte. El espectro de frecuencias por debajo
del corte bajo y por encima de corte superior se fijará en cero. El ruido puede ser suprimido con el
filtro paso banda cuando es diferente de la señal en el contenido de frecuencias.
1.5.8.5 Promedio corriente “Running Average”
El filtro se aplica sobre cada traza y realiza un promedio entre un número determinado de
trazas adyacentes para cada muestreo en tiempo. Este filtro resalta la coherencia lateral de energía
de los horizontes. Es necesario introducir el número de trazas a promediar como un parámetro del
28
filtro, por ejemplo, para una banda de 4 trazas se consideran las siguientes dos muestras a la
izquierda y las siguientes dos muestras a la derecha para cada valor de tiempo. Su efecto es hacer
énfasis en energía horizontal coherente, también ayuda a corregir problemas de trazas
defectuosas.
29
CAPÍTULO II ÁREA DE ESTUDIO
2.1 SEV Ciudad Piar
2.1.1 Ubicación
La zona en estudio se encuentra ubicada aproximadamente a 28 Km. de Ciudad Piar por la
carretera Ciudad Piar - Puerto Ordaz, al Sur Este de la vía férrea que une el Cerro Bolívar con la
zona industrial de Puerto Ordaz (Figura II-1). Ocupa un área de aproximadamente 322 hectáreas,
dando lugar a una figura irregular donde será desarrollado el proyecto de la Empresa Básica
Siderúrgica Nacional. El desplazamiento dentro de la zona se puede efectuar a pie o en vehículo
de doble tracción preferiblemente a través de caminos de tierra que cruzan el área y atravesando
los terrenos compuestos de pastizales y morichales.
Figura. II-1Ubicación regional del área de estudio de los SEV (Modificado de Hackley 2006).
30
2.1.2 Clima
La temperatura media varía entre los 26 y los 30 °C, esta variedad climática es representada
por las temporadas de lluvia y sequía, presentando en altas y variadas formas, como la gran
cantidad de lluvias por las altas temperaturas que causan una fuerte evaporación, arribando unos
1022 mm anuales.
2.1.3 Geología
A nivel geológico, el área de estudio se localiza dentro del Escudo de Guayana en el
Complejo de Imataca.
El Escudo de Guayana se extiende al sur del Río Orinoco y su extensión abarca el área de
Guyana, Surinam, Guayana Francesa y parte norte de Brasil. La porción del Escudo aflorante en
Venezuela, ha sido dividida en cuatro (4) provincias geológicas: Imataca, Pastora, Cuchivero y
Roraima. La región está constituida principalmente por las rocas más antiguas en la
geocronología del territorio venezolano entre las cuales las de más edad están profundamente
metamorfizadas e inyectadas por ígneas en estructuras complejas y caracterizadas por la ausencia
de fallas activas y plegamientos. (Modificado del Léxico Estratigráfico de Venezuela).
2.1.3.1 Complejo Imataca
Se encuentra situada en el extremo norte de la Guayana Venezolana y ocupa una faja de unos
500 kms de longitud y de una anchura variable entre 55 y 130 km, comprendida entre las
proximidades del río Caura al oeste y el Territorio Delta Amacuro al este, donde desaparece bajo
los sedimentos del Delta. Las unidades litológicas que predominan en esta provincia constituyen
el denominado Complejo de Imataca.
31
El término Complejo de Imataca es introducido por lo diverso de sus estructuras y porque la
superposición de eventos metamórficos e ígneos ha impedido, hasta la fecha, una determinación
precisa de la secuencia correcta de las formaciones en el conjunto.
El Complejo de Imataca está constituido por paragneises, granulitas y cuarcitas ferruginosas,
intrusionados localmente por diversos cuerpos de cuarzo monzonita y granito; el metamorfismo
es de alto grado, alcanzando la facie de la granulita piroxénica.
Las edades radiométricas determinadas hasta el momento, sugieren que la Provincia de
Imataca contiene las rocas más antiguas de la Guayana Venezolana. La edad más antigua para el
Complejo de Imataca es de 3.000-3.400 ma, obtenida en el estribo oriental de la presa de Guri y
determinada por Rb/Sr en una muestra de granulita ácida asociada a horizontes ferríferos.
(Modificado del Léxico Estratigráfico de Venezuela).
2.2 GPR Tinaco
2.2.1 Ubicación
Las adquisiciones de los perfiles del Georradar se realizaron en una pequeña estructura, entre
los poblados de El Tinaco y El Topo, Estado Cojedes (Figura. II-3).
32
Figura. II-2Ubicación regional del área de estudio de los perfiles GPR (Modificado de Hackley 2006).
2.2.2 Clima
Es muy variable, se destaca por ser clima de sabana común, las temperaturas anuales varían
entre 26 °C y los 30 °C. Los vientos se caracterizan por ser de clase alisios provenientes del nor-
este-oeste, las precipitaciones oscilan entre los 1.300 y 1600 mm.
2.2.3 Geología
La geología del área estudiada está compuesta por el Complejo metamórfico del Tinaco el
cual es una extensa unidad que cubre gran parte de Cojedes septentrional. Consiste en una gran
variedad de rocas sedimentarias metamorfizadas y muy plegadas.
Se reconocen dos unidades metasedimentarias en el complejo: la inferior, denominada Gneis
de La Aguadita, consiste de gneises hornabléndicos y biotíticos, gneises cuarzo-plagioclásicos y
en menor escala, anfibolitas y mármoles, la superior, designada con el nombre de Esquisto de
Tinapú, suprayace concordantemente a la primera y consiste de esquistos muscovíticos, esquistos
cloríticos y esquistos conglomeráticos. El gneis de La Aguadita está intrusionado por cuatro
plutones de trondhjemita envueltos por una ancha zona de inyección o zona migmatítica.
(Modificado del Léxico Estratigráfico de Venezuela).
33
CAPÍTULO III EQUIPOS Y HERRAMIENTAS
3.1 Equipos
3.1.1 Equipos de adquisición eléctrica
Durante la adquisición de los datos geoeléctricos fue necesaria la utilización de los siguientes
equipos:
• Medidor de Resistividad de Suelos.
Marca: PASI.
Modelo: EARTH RESISTIVITY METER 16 GL (Equipo de resistividad 16GL).
Figura. III-1Equipo de Adquisición de medida de resistividad.
34
• Cables de baja tensión, 105º, tipo automotriz, calibre #9 AWG, 39 hilos.
• Sistema de posicionamiento global GPS de 12 canales en la frecuencia L1
• Barras de acero revestidas de cobre, similar a COPPERWELD 5/8’’ de diámetro y 60 cm.
de longitud.
• Cintas métricas 200 m.
• Herramientas menores: alicate, pinzas, mandarria.
• Materiales consumibles: conectores, cinta aislante, otros.
• Elementos de Seguridad: casco, botas, lentes, tapa-oídos, guantes, etc.
3.1.2 Equipo de adquisición de perfiles GPR
La adquisición de datos fue llevada a cabo con el equipo SIR‐3000.
Figura. III-2Equipo GPR de antenas de 400 Mhz
35
El equipo está conformado por:
• La unidad de control, que es un CPU Pentium de 400 MHz, 64 Mb de RAM y 2 Gb de
disco duro. El software que regula las mediciones del Georadar es GSSI de Geophysical
Survey Systems, Inc., y opera dentro de la plataforma de Windows 98.
• El Monitor, que incluye el teclado con el cual se introducen los datos necesarios para
realizar cada estudio (nombre, separación entre perfiles, dirección de perfil, rango, etc.) y
permite visualizar los datos adquiridos en tiempo real.
• Una Fuente de poder de 10.8 V DC (Batería recargable).
• Antenas blindadas con frecuencias de 400 Mhz.
• Un odómetro, que mide las distancias recorridas por el georadar una vez que se inicia la
medición. Gracias a la información que adquiere este dispositivo, la unidad de control
regula la emisión de pulsos y puede ubicar los registros de cada perfil en su posición
correcta, de acuerdo a la información proporcionada por el usuario.
3.2 Herramientas
Para el procesamiento de los datos adquiridos en campo de origen eléctrico se utilizo un
software de procesamiento IPI2WIN; así como el programa para el manejo y archivo de datos
Microsoft Excel. Por otro lado, para el procesamiento de los perfiles de GPR se utilizó el
software de procesamiento Reflex2DQuick.
3.2.1 IPI2WIN (versión 3.0)
IPI2WIN es un programa de interpretación de perfiles geoeléctricos realizado por
AlexeiBobachev, Igor Modin y Vladimir Shevnin en el año 2000 en Moscú, Rusia. Está diseñado
para la interpretación automática o semi-automática de datos de sondeos eléctricos verticales
obtenidos con varios de los arreglos utilizados con más frecuencia en la prospección eléctrica.
36
Está diseñado para la interpretación 1D de las curvas de sondeo eléctrico vertical a lo largo de
un perfil. Brindando una interpretación iterativa, flexiva y cómoda, el interpretador se encargará
de resolver problemas geológicos y lograr el ajuste de las curvas de sondeo teórica y calculada.
Debido a la variación de la solución dado por el criterio del intérprete es posible elegir, entre
un juego de soluciones equivalentes, la que mayor se ajuste tanto a los datos geofísicos como a
los datos geológicos.
3.2.2 Reflex2DQuick
El programa Reflex2DQuick fue desarrollado por Sandmeier Scientific Software como parte
de un paquete de software, cuyos algoritmos están enfocados en el procesamiento e interpretación
de datos sísmicos y de georradar.
El programa Reflex2dQuick permite importar, visualizar, procesar e interpretar perfiles 2D de
GPR (Georradar) de offset cero y datos sísmicos. Permitiendo cambiar la escala y geometría de
adquisición y realizar un procesamiento con parámetros predefinidos, los cuales pueden ser
cambiados manualmente.
3.2.3 GaiaSpectrum.
GaiaSpectrum es una herramienta para el análisis y comparación de datos geofísicos
recolectados de diferentes instrumentos de un mismo o de un fabricante diferente. Esta diseñado
para importar archivos de formato GPR, formatos de datos geofísicos tale como SEG-Y, SEG-2 y
una amplia variedad de instrumentos de laboratorio.
37
3.2.4 Surfer 8
Es un programa de mapeo de contornos y superficies 3D. Convierte los datos en mapas de
contorno, superficies, vectores, imágenes y de relieve.
Las aplicaciones Profesionales de Surfer Incluyen: Graficación de gradientes de aguas
subterráneas para definir la dirección de flujo, generación de contornos de la extensión de aguas
subterráneas contaminadas o de suelos contaminados, graficación de mapas de vectores
mostrando la dirección y magnitud de los datos en puntos sobre el mapa, creación de mapas de
contornos de aguas subterráneas para ser usados en mapas de parques recreativos, para subrayar
la expansión urbana, definición de áreas ecológicamente vulnerables, etc. y evalúa
cuantitativamente la continuidad espacial de grupos.
38
CAPÍTULO IV METODOLOGÍA DE ADQUISICIÓN,
PROCESAMIENTO E INTERPRETACIÓN DE LOS S.EV.
4.1 Adquisición de los SEV
La adquisición de los datos de este estudio fue realizada en función del objetivo principal del
proyecto, es decir, la determinación de los valores de la resistividad de las rocas y/o sedimentos
presentes en el área de estudio hasta una profundidad de 20 metros.
Fueron realizados siete sondeos eléctricos verticales utilizando un dispositivo tetraelectródico
tipo Wenner con una apertura máxima de 60 metros (a= 20 metros) en cuatro direcciones con
rumbo NS, N45E, EW y N45W, de esta manera es posible determinar los valores de resistividad
del suelo y verificar si existe anisotropía horizontal entre los puntos a ser objeto de los SEV.
Figura. IV-1Distribución espacial de los SEV realizados.
39
39
El periodo de adquisición de los datos fue de un día, durante el cual no se observaron cambios
considerables en las condiciones atmosféricas. El área objeto de estudio donde se realizaron los
SEV no presenta ninguna estructura visible ni indicios de estructuras enterradas, que pudieran
alterar las mediciones, razón por la cual se considera muy bajo el grado de contaminación
cultural de los datos adquiridos.
4.2 Procesamiento de los SEV
Los valores de resistividad aparente son graficados en función de la apertura AB/3 en escala
log-log (figura IV-2). Para interpretar los valores de resistividad aparentes obtenidos en este
trabajo, se asume normalmente que la superficie inferior consiste en capas horizontales. En este
caso, la resistividad es representada verticalmente en función a la profundidad,
La finalidad de realizar un SEV es poder generar, en base a los valores de resistividad
aparente, el modelo teórico de capas mejor ajustado a los mismos. El modelo es una
representación matemática de las propiedades eléctricas que se quiere estimar a lo largo de una
sección de la tierra, realizado a partir de los valores observados.
Figura. IV-2Valores de resistividad aparente son graficados en función de la apertura AB/3 para el SEV
SN01 con dirección NS
40
40
4.2.1 Generación de modelos multicapas de resistividad
A partir de las curvas generadas por el set de datos se procede a generar los modelos
multicapas de resistividad estimados, con ayuda del software IPI2win.
Dichos modelos pueden ser generados de manera automática por el programa, donde el
software ajusta el número de capas, espesores y valores de resistividad siguiendo la rutina Punto
de SEV, Nuevo Modelo. Una vez generados los modelos multicapas, el usuario puede modificar
de manera interactiva el modelo a su criterio, cambiando el número de capas, valores de
espesores y valores de resistividad. Inclusive el usuario está en capacidad de fijar los parámetros
de profundidad, espesor y resistividad de cualquier capa según sea el caso y solicitar al software
que genere un nuevo modelo dejando dichos parámetros fijos. Esto puede ser especialmente útil
cuando se cuenta con información de los espesores proveniente de algún pozo cercano,
afloramientos o cualquier otro método geofísico como la sísmica de refracción, o información de
resistividad por registros eléctricos de pozo y muestras analizadas en laboratorio, o información
que ayude a amarrar el modelo generado.
La calidad del modelo generado se puede cuantificar con la medida de error calculada por el
software la cuales desplegada sobre la tabla junto a los valores de resistividad y espesores.
Las curvas obtenidas para el conjunto de datos así como los valores obtenidos para las
resistividades del terreno a las distintas profundidades estudiadas se muestran a continuación,
mostrando los datos de campo (puntos blancos), la curva teórica (línea roja), el modelo multicapa
de resistividades reales generado (línea azul), N Numero de capas interpretadas, ρ resistividad
verdadera, h espesor y d profundidad.
4.2.1.1
Figura. IV-4
Figura. IV-5
SEV SN
Figura. IV-3
Curvas de Re
Curvas de Re
N-01
Resistividad a
esistividad en f
esistividad en f
41
aparente en fu
función de ape
SN-01NS.
función de ape
SN-01N45E
unción de AB/
ertura y ajust
ertura y ajust
E.
/3 para SEV S
te del modelo
te del modelo
SN-01.
multicapa de
multicapa de
41
l SEV
l SEV
Figura. IV-6
Figura. IV-7
4.2.1.2
Curvas de Re
Curvas de Re
SEV SN
Figura. IV-8
esistividad en f
esistividad en
N-02
Resistividad a
42
función de ape
SN-01EW.
función de ap
01N45W.
aparente en fu
ertura y ajust
pertura y ajus
unción de AB/
te del modelo
ste del modelo
/3 para SEV S
multicapa de
o multicapa de
SN-02.
42
l SEV
el SN-
43
43
Figura. IV-9 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
02NS.
Figura. IV-10 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
02N45E.
Figura. IV-11 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
02EW.
Fig
Fig
gura. IV-12 C
4.2.1.3
F
gura. IV-14 C
Curvas de Resi
SEV SN
Figura. IV-13
urvas de Resi
istividad en fu
N-03
Resistividad
istividad en fu
44
unción de aper
02N45W.
aparente en fu
unción de aper
03NS.
rtura y ajuste
función de AB
rtura y ajuste
del modelo m
/3 para SEV S
e del modelo m
multicapa del S
SN-03.
multicapa del S
44
SEV SN-
SEV SN-
45
45
Figura. IV-15 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
03N45E.
Figura. IV-16 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
03EW.
Figura. IV-17 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
03N45W.
Fig
Fig
4.2.1.4
F
gura. IV-19 C
gura. IV-20 C
4 SEV SN
Figura. IV-18
Curvas de Res
Curvas de Res
N-04
Resistividad
istividad en fu
istividad en fu
46
aparente en f
unción de aper
04NS.
unción de aper
04N45E.
función de AB
rtura y ajuste
rtura y ajuste
B/3 para SEV S
e del modelo m
e del modelo m
SN-04.
multicapa del S
multicapa del S
46
SEV SN-
SEV SN-
Fig
Fig
gura. IV-21 C
gura. IV-22 C
4.2.1.5
F
Curvas de Res
Curvas de Res
5 SEV SN
Figura. IV-23
istividad en fu
istividad en fu
N-05
Resistividad
47
unción de aper
04EW.
unción de aper
04N45W.
aparente en f
rtura y ajuste
rtura y ajuste
función de AB
e del modelo m
e del modelo m
B/3 para SEV S
multicapa del S
multicapa del S
SN-05.
47
SEV SN-
SEV SN-
48
48
Figura. IV-24 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
05NS.
Figura. IV-25 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
05N45E.
Figura. IV-26 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
05EW.
Fig
Fig
gura. IV-27 C
4.2.1.6
F
gura. IV-29 C
Curvas de Res
6 SEV SN
Figura. IV-28
Curvas de Res
istividad en fu
N-06
Resistividad
istividad en fu
49
unción de aper
05N45W.
aparente en f
unción de aper
06NS.
rtura y ajuste
función de AB
rtura y ajuste
e del modelo m
B/3 para SEV S
e del modelo m
multicapa del S
SN-06.
multicapa del S
49
SEV SN-
SEV SN-
50
50
Figura. IV-30 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
06N45E.
Figura. IV-31 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
06EW.
Figura. IV-32 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
06N45W.
Fig
Fig
4.2.1.7
F
gura. IV-34 C
gura. IV-35 C
7 SEV SN
Figura. IV-33
Curvas de Res
Curvas de Res
N-07
Resistividad
istividad en fu
istividad en fu
51
aparente en f
unción de aper
07NS.
unción de aper
07N45E.
función de AB
rtura y ajuste
rtura y ajuste
B/3 para SEV S
e del modelo m
e del modelo m
SN-07.
multicapa del S
multicapa del S
51
SEV SN-
SEV SN-
52
52
Figura. IV-36 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
07EW.
Figura. IV-37 Curvas de Resistividad en función de apertura y ajuste del modelo multicapa del SEV SN-
07N45W.
4.3 Interpretación de los SEV
Los SEV SN-01, SN-02, SN-03, SN-05 y SN-06 muestran un comportamiento similares en
los valores de resistividad, en las distintas direcciones adquiridas para cada uno de ellos,
mientras que en los SEV SN-04 y SN-07 se observan variaciones más significativas según la
dirección. Estas anisotropías pueden ser atribuidas a una distribución no homogénea del material
de relleno y la posible presencia de uno o varios cuerpos rocosos con un elevado contraste de
resistividad respecto al medio que distorsionan el valor de la medida (Loke 2001).
Para poder comprender un poco mejor la geometría eléctrica de la zona de estudio, se generó
tres perfiles eléctricos con los siete sondeos en las cuatro direcciones (figura IV-38). Las pseudo-
secciones de resistividad aparente corresponden a una simple interpolación de los valores de
resistiv
corres
Fig
vidad apare
ponden a los
4.3.1 Perf
gura. IV-39 P
ente obteni
s modelos m
Fi
rfil eléctrico
seudo-sección
Perf
idos en ca
multicapa de
igura. IV-38 U
01
n de resistivida
fil 01
53
mpo, por
resistividad
Ubicación de l
ades aparente
N-S.
Perf
P
otro lado
verdadera in
los perfiles elé
s del Perfil elé
fil 02
Perfil 03
las seccion
nterpretados
éctricos.
éctrico 01 par
nes de resi
.
a los SEV en d
53
istividad
dirección
Fig
Fig
Fig
gura. IV-41 Ps
Figu
gura. IV-43 Ps
gura. IV-40 Se
seudo-sección
ura. IV-42 Se
seudo-sección
ección de resis
de resistivida
cción de resist
de resistivida
54
stividades del
ades aparentes
N45E
tividades del P
ades aparentes
E-W.
Perfil eléctric
s del Perfil elé
Perfil eléctrico
s del Perfil elé
co 01 en direcc
éctrico 01 para
o 01 en direcc
éctrico 01 para
ción N-S.
a los SEV en d
ión N45E.
a los SEV en d
54
dirección
dirección
Fig
Figu
gura. IV-45 Ps
Figu
ura. IV-44 Se
seudo-sección
ura. IV-46 Sec
ección de resis
de resistivida
cción de resist
55
stividades del
ades aparentes
N45W.
tividades del P
Perfil eléctric
s del Perfil elé
Perfil eléctrico
co 01 en direcc
éctrico 01 para
o 01 en direcci
ción E-W.
a los SEV en d
ión N45W.
55
dirección
Fig
Fig
4.3.2 Perf
gura. IV-47 P
Fig
gura. IV-49 P
rfil eléctrico
seudo-sección
gura. IV-48 Se
seudo-sección
02.
n de resistivida
ección de resis
n de resistivida
56
ades aparente
N-S.
stividades del
ades aparente
N45E
s del Perfil elé
Perfil eléctric
s del Perfil elé
éctrico 02 par
co 02 en direcc
éctrico 02 par
a los SEV en d
ción N-S.
a los SEV en d
56
dirección
dirección
Fig
Fig
Figu
gura. IV-51 P
Figu
gura. IV-53 P
ura. IV-50 Se
seudo-sección
ura. IV-52 Se
seudo-sección
cción de resist
n de resistivida
ección de resis
n de resistivida
57
tividades del P
ades aparente
E-W.
stividades del
ades aparente
N45W.
Perfil eléctrico
s del Perfil elé
Perfil eléctric
s del Perfil elé
o 02 en direcc
éctrico 02 par
co 02 en direcc
éctrico 02 par
ión N45E.
a los SEV en d
ción E-W.
a los SEV en d
57
dirección
dirección
Fig
Figu
4.3.3 Perf
gura. IV-55 P
Fig
ura. IV-54 Sec
rfil eléctrico
seudo-sección
gura. IV-56 Se
cción de resist
03
n de resistivida
ección de resis
58
tividades del P
ades aparente
N-S.
stividades del
Perfil eléctrico
s del Perfil elé
Perfil eléctric
o 02 en direcci
éctrico 03 par
co 03 en direcc
ión N45W.
a los SEV en d
ción N-S.
58
dirección
Fig
Fig
gura. IV-57 P
Figu
gura. IV-59 P
Figu
seudo-sección
ura. IV-58 Se
seudo-sección
ura. IV-60 Se
n de resistivida
cción de resist
n de resistivida
ección de resis
59
ades aparente
N45E
tividades del P
ades aparente
E-W.
stividades del
s del Perfil elé
Perfil eléctrico
s del Perfil elé
Perfil eléctric
éctrico 03 par
o 03 en direcc
éctrico 03 par
co 03 en direcc
a los SEV en d
ión N45E.
a los SEV en d
ción E-W.
59
dirección
dirección
Fig
Lo
direcc
En
Ωm, d
proven
La an
resistiv
Po
valore
profun
con alt
gura. IV-61 P
Figu
os perfiles
iones.
n los niveles
dichos valor
nientes de la
nisotropía ob
vidad, sugie
or debajo de
es superiore
ndidad que v
to grado de m
seudo-sección
ura. IV-62 Sec
eléctricos g
más somero
res pueden s
as colinas ad
bservada en
ren una distr
el nivel inter
s a los 700
varía de 10 a
metamorfism
n de resistivida
cción de resist
generados m
os se observ
ser asociado
dyacentes a l
n cada uno
ribución bas
rpretado com
0 Ωm, los
a 20 m., esto
mo acorde co
60
ades aparente
N45W.
tividades del P
muestran res
van valores d
os a los sedi
a zona, los c
de los pe
stante hetero
mo material
cuales mue
os valores de
on la geolog
s del Perfil elé
Perfil eléctrico
sultados ba
de resistivida
imentos de t
cuales son us
erfiles, tanto
génea del m
de relleno,
estran la po
e resistividad
gía del área.
éctrico 03 par
o 03 en direcci
stante simil
ades que var
tamaño de g
sados como
o en espeso
material de re
se observan
osible base
d pueden ser
a los SEV en d
ión N45W.
lares en las
rían entre 12
grano arena
material de
or y en val
lleno.
n resistivida
del relleno
r asociados a
60
dirección
s cuatro
20 y 900
y grava
e relleno.
lores de
ades con
o, a una
a granito
61
61
Con la finalidad de tener una descripción cualitativa del área de estudio, se calculó el
promedio de las resistividades aparentes de las 4 direcciones de adquisición de cada uno de los
sondeos y se generó nuevamente los tres perfiles con los siete sondeos (figura IV-39).
Figura. IV-63 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 01.
Figura. IV-64 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 01.
Figura. IV-65 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 02.
Figura. IV-66 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 02.
62
62
Figura. IV-67 Pseudo-sección de resistividades aparentes del Perfil eléctrico 03.
Figura. IV-68 Sección de resistividades del Perfil eléctrico 03.
La línea amarilla intermitente en los perfiles mostrados, indican el nivel del basamento
interpretado. En el perfil 01 se observa una profundidad de basamento constante alrededor de los
10m., mientras que en el perfil eléctrico 02 se observa el basamento a una profundidad
aproximada de 18m.
Por otro lado en el perfil eléctrico 03 se observa una variación en la profundidad del
basamento según los espesores de relleno mostrando un rango de 10 metros aproximadamente en
el SEV SN-02 y se observa a una profundidad aproximada de 18 metros en los SEV SN-04 y SN-
05.
Observando la ubicación relativa de los SEV, se puede interpretar una variación aparente de
la profundidad del basamento en dirección Este. Con la ayuda del software de generación de
superficies Surfer 8, se generó un modelo de la profundidad del basamento. (Figura IV-69).
63
63
El modelo fue generado por el método de grillado Natural Neighbor, en el que se puede
identificar los niveles más profundos representados por los colores más oscuros y los niveles más
someros representados por los colores más claros. La ubicación relativa de cada SEV está
indicada por los puntos de color azul.
Figura. IV-69Ubicación relativa de los SEV que muestran la base del relleno y su buzamiento aparente.
Los resultados obtenidos, concuerdan con la topografía original del área de estudio, donde el
material de relleno es extraído de las colinas que existían en el flanco occidental del área.
SN 01
SN 02
SN 03
SN 04 SN 05
SN 06
SN 07
-20-19.5-19-18.5-18-17.5-17-16.5-16-15.5-15-14.5-14-13.5-13-12.5-12-11.5-11-10.5-10-9.5
0 200 m.
64
CAPÍTULO V METODOLOGÍA DE ADQUISICIÓN,
PROCESAMIENTO E INTERPRETACIÓN DE LOS PRFILES GPR
5.1 Adquisición
La adquisición de los perfiles de georradar se realizó con el equipo SIR‐3000, usando una
antena de 400 MHz que emite impulsos electromagnéticos de corta duración (1‐10 ns) para una
profundidad de investigación aproximada de 7 metros.
La antena del radar es lentamente halada a lo largo de una sección en la superficie, mientras
se genera una imagen (radargrama) continua de la sección de las condiciones del subsuelo, cuyo
eje de abscisas representa el desplazamiento de la antena emisora‐receptora, y en ordenadas el
tiempo que ha utilizado los impulsos en ser emitidos y reflejados desde el interior.
Fueron realizados dieciséis perfiles GPR distribuidos entre la parte externa y la parte interna
de la estructura (figura V-1). La distribución de los perfiles dependió de los daños observados en
la estructura, es decir, la adquisición de los perfiles se realizó en las zonas donde la estructura
mostraba más daños.
65
Figura. V-1 Distribución espacial de los perfiles GPR.
5.2 Procesamiento de los perfiles GPR
El procesamiento de los perfiles GPR se realizó utilizado una versión de prueba del software
Reflexz2DQuick disponible de manera gratuita en internet.
Una vez cargado en el programa el archivo de extensión .DZT correspondiente a cada perfil,
se despliega una ventana donde el usuario tiene la posibilidad de modificar los parámetros de la
geometría de adquisición y los parámetros de los filtros que se desean aplicar (figura V-2).
Figu
A
(figura
ura. V-2 Ven
continuació
a V-3).
tana para el p
n, se muestr
procesamiento
ran los filtro
o de imágenes
os aplicados
sísmicas y de
en el orden
GPR en el sof
n del proces
ftware Reflex2
amiento al p
66
2DQuick.
perfil 01
67
Figura. V-3 Perfil GPR 01 antes del procesamiento.
A cada perfil se le realizó un análisis de descomposición espectral para conocer su contenido
de frecuencia y establecer los parámetros requeridos por los filtros. La figura V-4 muestra el
análisis de frecuencia aplicado al perfil GPR 01.
Figura. V-4 Espectro de frecuencia correspondiente a una traza del perfil GPR 01.
68
El espectro de frecuencia del perfil GPR 01 muestra la presencia de ruido existente tanto de
baja frecuencia como de alta frecuencia. En particular es noble un pico de gran amplitud de
170.73 MHz., que enmascara la información de interés contenida en la banda de frecuencia que
va 200 a 400 MHz.
5.2.1 Corrección estática
El GPR usa el tiempo igual a cero (to) para el momento de la llegada de la onda de aire a la
antena receptora. Posterior a esto, todas las trazas en un mismo perfil deberían coincidir en un
mismo tiempo cero.
Figura. V-5 A.) Perfil GPR sin corrección estática
B.) Perfil GPR con corrección estática
A
B
69
5.2.2 Resta del valor medio
Este filtro es recomendado en toda secuencia de procesamiento para corregir la saturación en
la señal recibida. Este filtro remueve la señal de baja frecuencia que aparece en los datos como
ruido a consecuencia de las propiedades eléctricas del subsuelo. Los componentes de muy baja
frecuencia en los datos están asociados a los fenómenos de inducción de la onda (A. P. Annan).
El valor de la ventana de tiempo para este filtro es calculado mediante el inverso de la menor
frecuencia de interés.
Figura. V-6 A.) Perfil GPR sin resta del valor medio
B.) Perfil GPR 01con resta del valor medio.
A
B
70
Al remover las bajas frecuencias mediante este filtro, es posible observar reflectores mejor
definidos.
5.2.3 Filtro paso banda
El filtro pasa banda se aplicó con la intención de preservar las frecuencias contenidas en la
banda entre 200 MHz y 400 MHz. y suprimir frecuencias que son menores o mayores que el
rango de frecuencia deseado.
Figura. V-7 A.) Perfil GPR sin filtro paso banda
B.) Perfil GPR con filtro paso banda.
A
B
71
5.2.4 Promedio corriente
Este filtro ayuda a resaltar la continuidad lateral de los horizontes de interés y corrige
problemas por trazas defectuosas promediando cada traza con las trazas vecinas. Para este filtro
se seleccionó el número de tres trazas a promediar
Figura. V-8 A.) Perfil GPR 01 sin promedio corriente
B.) Perfil GPR con promedio corriente.
A
B
72
5.2.5 Análisis de velocidad del medio
La velocidad de propagación del medio se puede estimar mediante el análisis de las
hipérbolas de reflexión.
Para el cálculo de la velocidad de la onda, siendo v la velocidad de propagación, p la
profundidad del objeto reflector, Δt es el tiempo que tarda la onda desde que sale del emisor, se
refleja en el objeto y llega al receptor y ΔX la distancia horizontal entre un punto de la hipérbola
y su punto máximo, tenemos entonces:
∆
∆√ ∆
∆
La forma de una hipérbola de reflexión va a estar definida por la velocidad de la onda, así que
aproximando hipérbolas sintéticas a los datos, se puede obtener información de la velocidad de
propagación de las ondas en el subsuelo.
A cada perfil se le estimo la velocidad de propagación de la onda en el medio mediante la
generación de hipérbolas sintéticas que simulen la forma de las hipérbolas del perfil tal como lo
muestra la figura V-9
73
Figura. V-9 Análisis de hipérbolas de reflexión del perfil GPR 01.
La velocidad de propagación de la energía EM en el medio analizado es v=0,040 m/ns.
Todos los perfiles siguieron la misma metodología de procesamiento, una vez obtenidos todos
los perfiles procesados se realizó la interpretación de dichos.
5.3 Interpretación de perfiles GPR.
Como parte de la detección geológica realizada, se adquirieron 525 m en total de datos GPR,
distribuidos por el perímetro de la estructura y en el interior de la misma.
81
A lo largo de los perfiles se observa la losa de cemento para el paso de las maquinarias. Dicha
losa presenta distintos hundimientos y un comportamiento horizontal irregular producto de una
compactación inadecuada del material de relleno.
A partir de los 8 ns. hasta los 28 ns., los perfiles muestran el material de relleno, en el que se
puede distinguir la existencia de tuberías, detritos y deformaciones del material de relleno. En
algunas oportunidades el sedimento del relleno luce deformado, producto de la carga de la losa
sobre el sedimento.
La velocidad de propagación en el medio de 0,04 m/ns. permite interpretar la posible
presencia de arcillas y humedad en el material de relleno.
En los perfiles se puede interpretar la presencia de humedad en el material de relleno
aproximadamente a 28 ns. Este nivel se puede identificar fácilmente por estar representado por un
horizonte reflector de gran amplitud (Annan A 1992; Jol H. 2009, Bristow C. 2003)
Por debajo del límite que separa los sedimentos secos y húmedos, es notable la presencia de
posibles múltiples con un período de recurrencia de 6 ns., los cuales en producto del rebote de la
señal entre dos o más reflectores de alta impedancia, otorgando la impresión de dos o más
reflexiones (Annan A 1992; Jol H.2009). Dichos múltiples van perdiendo parte de la energía, en
especial las altas frecuencias, a medida que la señal es retransmitida, por esto es que a mayor
profundidad los múltiples tienen apariencia de una señal tenue de baja frecuencia.
91
En la mayoría de los perfiles se observa la losa de fundación en muy mal estado, dichos
perfiles muestran hundimientos y fracturas, salvo en el perfil GPR 06 que no muestra ninguna
irregularidad. El comportamiento irregular observado en la losa de fundación, sugiere una posible
compactación inadecuada del material de relleno para el asentamiento de la estructura.
Aunque las vigas de riostra no muestran un contraste en su constante dieléctrica con la losa,
se puede diferenciar la presencia de algunas vigas por los cambios en la forma del horizonte
reflector y la periodicidad de 6 metros entre las vigas. Esto brinda una ventaja a la hora de
amarrar los perfiles de GPR con los planos de fundaciones y vigas de riostra (Ver apéndice B).
Por debajo de la losa es notable una serie de difracciones de alta frecuencia, estas
reverberaciones son conocidas comúnmente como “ringing”. En éste caso la fuente que las
origina es la malla metálica, producto de la corriente inducida que fluye en un sentido y en
sentido contrario a través de ella (Annan A.).
Las reverberaciones observadas apantallan la información de los eventos que ocurren en la
parte inferior del perfil, adicionalmente, por tratarse de una malla metálica, la energía, en su
mayoría, es reflejada y disipada. Esto dificulta la interpretación de los perfiles en profundidad.
CAPÍTULO VI CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Del análisis del estudio realizado, se puede concluir que, los estudios geofísicos realizados
correlacionados con información geológica, son una poderosa herramienta que permite
caracterizar una zona, inclusive, en la que no haya evidencias geológicas referenciales a nivel
estructural en superficie.
La anisotropía observada en los SEV, principalmente en los SEV SN-04 y SN-05, sugieren un
terreno bastante heterogéneo.
La capa de sedimentos blandos en la zona de Ciudad Piar muestra valores de resistividad
entre los 100 y 900 Ωm, por lo que puede ser interpretada como arenas y gravas.
Con la ayuda de los SEV fue posible interpretar el espesor del relleno, con valores que varían
entre 10m. en el flanco occidental del área y 18m. de espesor en el flanco oriental.
Por debajo del relleno interpretado con los SEV, se distingue valores muy altos de
resistividad, que correlacionando dichos valores con la geología de la zona, se puede asociar a los
granitos con alto grado de metamorfismo del Complejo de Imataca.
Para el análisis de perfiles de GPR, es muy importante una adecuada secuencia de
procesamiento y lograr filtrar el ruido de baja frecuencia y de alta frecuencia de la señal.
La velocidad de propagación en el medio de los perfiles GPR, permite inferir la posible
presencia arcillas y humedad en el material de relleno.
93
Mediante la implementación de técnicas GPR, se observó repetidos hundimientos en la
estructura en la mayoría de los perfiles analizados. El comportamiento irregular observado en la
losa de fundación, sugiere que el material de relleno se está compactando debido al asentamiento
de la estructura. En consecuencia se recomienda un patólogo estructural para realizar los estudios
pertinentes para la reparación de la estructura y la determinación de las propiedades de
esfuerzo‐deformación de todos los estratos del subsuelo hasta una profundidad a la cual ya no
afecte la estructura, para estimar desplazamientos verticales y horizontales en la masa del suelo
cuando éste se somete a un incremento de esfuerzo.
Los perfiles de GPR pueden ser relacionados fácilmente a los planos de fundación de la
estructura, lo que permite poder realizar un mejor diagnóstico.
A manera comparativa, el SEV, permite describir la estratigrafía del subsuelo a grandes
profundidades a partir de valores de resistividad. Por contraparte, el GPR ofrece imágenes de
muy alta resolución tanto horizontal como vertical a profundidades más someras.
El procesamiento de los datos adquiridos tanto en los SEV como en los perfiles de GPR se
debe realizar de una manera rigurosa y sistemática, ya que de esto depende realizar una buena
interpretación.
94
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ANNAN, A.P. “Electromagnetic Principles Of Ground Penetrating Radar”
ANNAN, A. P., 1992. “Ground Penetrating Radar” Workshop Notes. Sensor and software Inc.
Mississauga, Ontario, Canada.
AUGE, M., 2008. “Métodos Geoeléctricos para la prospección de agua subterránea”.P 4-20.
BRISTOW C. & JOL H, 2003. “Ground Penetrating Radar in Sediments”.GEOLOGICAL
SOCIETY SPECIAL PUBLICATION NO. 211. University of Wisconsin, USA.
CARABALLO, N, 2008. "Caracterización geoeléctrica del subsuelo en el área de Pto. Cumarebo,
Edo. Falcón." Trabajo de Grado Universidad Simón Bolívar.
CATALDI A, XIII "Congreso Venezolano de Geofísica.” 2006 Aplicación de Métodos de
Resistividad en Investigación Hidrológica (experiencias en Venezuela).”Caracas.
DAVIS, J. L., And Annan, A. P., 1986.“High Resolution Sounding Using Ground Probing
Radar”. Geoscience Canada, Vol.13 (3), P.205-208.
DAVIS, J. L., And Annan, A. P., 1989. “Ground Penetrating Radar For High Resolution
Mapping Of Soil And Rock Stratigraphy”.Geophysical Prospecting, Vol.37, P.531-551.
DE LA PEÑA, E., 2009. “Prueba de tomografía eléctrica como herramienta de prospección de
acuíferos en Pto Cumarebo, Edo. Falcón”. Trabajo de Grado Universidad Simón Bolívar.
GASULLA, M. 1999. “Obtención de imágenes de la distribución de impedancia eléctrica del
subsuelo. Aplicación a la detección de objetos locales”. Universidad Politécnica de Cataluña.
Barcelona, España. Disponible en Internet: http://www.tdx.cat/TDX-0418101-081815.
95
GUZMÁN, M. 2009. “Análisis De Riesgos Geológicos Mediante La Implementación De
Métodos De Prospección Geo-Eléctrica En Una Zona Al Oeste De Valencia”. Trabajo de Grado
Universidad Simón Bolívar. Caracas, Venezuela.
HACKLEY et al, 2006. “Mapa Geológico de Venezuela”. USGSO pen File Report 2006-1109
JOL H. 2009. “Ground Penetrating Radar Theory And Applications”
LAWRENCE B. 2000. “Moisture and Soil Differences as Related to the Spatial Accuracy of
GPR Amplitude Maps at Two Archaeological Test Sites” Department of Anthropology,
Universidad de Denver .Denver, Colorado, EE.UU.
LAURENCE B. “Ground Penetrating Radar Mapping for Cultural Resource Detection and
Evaluation” Universidad de Denver, departamento de Antropología. Disponible en la página
http://mysite.du.edu/~lconyers/SERDP/GPR2.htm en la fecha 23 de Julio DE 2010.
LÉXICO ESTRATIGRÁFICO DE VENEZUELA. 1997. "Boletín de Geología", Publicación
Especial No. 12. Ministerio de Energía y Minas, 2 v. p 1-828.
LOKE. H. 2001. “Tutorial : 2-D And 3-D Electrical Imaging Surveys”.Elsevier Science, Oxford.
MELLETT, J.S. (1995). “Ground Penetrating Radar Applications In Engineering,
Environmental Management, And Geology.” J. Of Applied Geophysics, 33(1-3),157-166.
ORELLANA, E., 1974. "Prospección Geoeléctrica por campos variables."Biblioteca Técnica
Philips.
ORELLANA, E "Prospección eléctrica en corriente continua."Paraninfo, segunda edición, 1982.
96
PANIAGUA, J, Del Rio, M And Rufo, M. “Test Site For The Analysis Of Subsoil Gp Singal
Propagation”. X International Conference On Ground Penetrating Radar. June 2004. Delf. The
Netherlands.
ROY A. y Apparao, A., 1971. "Depth of investigation indirect current methods. Geophysics" v.
36, p. 943-959.
SANCHEZ, F. J., 2004. “Prospección geofísica: Sondeos Eléctricos Verticales”. Universidad de
Salamanca, España. Disponible en Internet: http://web.usal.es/javisan/hidro.
SANDMEIER Karl, Geophysical Sotfware- Reflex 2d Quick Guide. 2007.
UNIVERSIDAD DE MOSCU." IPI2WIN Guía de Usuario". Rusia, 2000. p. 33.
VALENCIA, A, 2007. "Interpretación de sondeos eléctricos verticales, sísmica de refracción
registro gamma en Pto. Cumarebo, Edo. Falcón." Trabajo de Grado Universidad Simón Bolívar.
97
APÉNDICE A: Planillas de campo con los datos de los S.E.V.
A Medición Voltaje(Volt) Corriente (Amp) Resistencia (Ohm)Resistividad (Ohm*metro)
1 1 2.084740 0.095458 21.839457 137.2213575 2010 5 17 9 173 2 0.684189 0.106792 6.406744 120.7642784 2010 5 17 9 186 3 0.567048 0.115285 4.918662 185.4292056 2010 5 17 9 209 4 0.345916 0.088074 3.927552 222.0978329 2010 5 17 9 2212 5 0.475045 0.119881 3.962638 298.7758625 2010 5 17 9 2415 6 0.545542 0.146347 3.727729 351.3302096 2010 5 17 9 2620 7 0.240063 0.065466 3.666971 460.8051209 2010 5 17 9 291 1 1.779440 0.080005 22.241610 139.7481565 2010 5 17 9 433 2 0.869240 0.100892 8.615549 162.3992783 2010 5 17 9 456 3 0.336029 0.066143 5.080364 191.5252152 2010 5 17 9 469 4 0.311030 0.081147 3.832930 216.7470823 2010 5 17 9 4812 5 0.257820 0.073401 3.512491 264.8355815 2010 5 17 9 5015 6 0.455800 0.128336 3.551615 334.7317818 2010 5 17 9 5220 7 0.261829 0.074010 3.537771 444.5693872 2010 5 17 9 541 1 2.583560 0.116743 22.130320 139.0489043 2010 5 17 10 23 2 0.903760 0.107009 8.445645 159.1966532 2010 5 17 10 46 3 0.401516 0.084700 4.740460 178.7111255 2010 5 17 10 59 4 0.378745 0.100278 3.776950 213.5814952 2010 5 17 10 712 5 0.239831 0.067514 3.552294 267.8366598 2010 5 17 10 1815 6 0.385707 0.108963 3.539798 333.6180936 2010 5 17 10 2320 7 0.426865 0.116871 3.652446 458.9798831 2010 5 17 10 241 1 2.311030 0.106573 21.684948 136.2505488 2010 5 17 10 313 2 1.689670 0.199800 8.456807 159.4070528 2010 5 17 10 346 3 0.369370 0.075466 4.894529 184.5193782 2010 5 17 10 369 4 0.223484 0.056110 3.982955 225.2307956 2010 5 17 10 3812 5 0.352572 0.093673 3.763851 283.7877058 2010 5 17 10 4115 6 0.297500 0.081808 3.636581 342.7397263 2010 5 17 10 4220 7 0.539041 0.146541 3.678431 462.245309 2010 5 17 10 44
N 45 W
SEV Fecha (A/M/D/H/m)
SN‐01
N‐S
N 45 E
E‐W
98
A Medición Voltaje(Volt) Corriente (Amp) Resistencia (Ohm)Resistividad (Ohm*metro)
1 1 1.698770 0.026490 64.128244 402.9296383 2010 5 17 16 73 2 1.307650 0.050000 26.153000 492.972436 2010 5 17 16 86 3 0.219908 0.028016 7.849512 295.9196262 2010 5 17 16 119 4 0.128239 0.025161 5.096697 288.2113971 2010 5 17 16 1212 5 0.104858 0.027463 3.818169 287.8831784 2010 5 17 16 1415 6 0.162839 0.048911 3.329265 313.7758106 2010 5 17 16 1620 7 0.167474 0.055085 3.040300 382.0553352 2010 5 17 16 171 1 1.380920 0.020901 66.068618 415.1213683 2010 5 17 16 223 2 0.618121 0.030133 20.513432 386.66909 2010 5 17 16 246 3 0.228869 0.031056 7.369463 277.8222211 2010 5 17 16 269 4 0.078091 0.016427 4.753803 268.8212359 2010 5 17 16 2812 5 0.061001 0.016103 3.788159 285.6204447 2010 5 17 16 2915 6 0.097712 0.030177 3.237935 305.1681465 2010 5 17 16 3020 7 0.130191 0.045022 2.891707 363.3825883 2010 5 17 16 321 1 1.568390 0.024835 63.153677 396.8062576 2010 5 17 16 373 2 0.643524 0.028559 22.532905 424.735257 2010 5 17 16 396 3 0.312311 0.039836 7.839958 295.5594545 2010 5 17 16 409 4 0.094097 0.019913 4.725539 267.2229482 2010 5 17 16 4212 5 0.373732 0.098323 3.801064 286.5934617 2010 5 17 16 4315 6 0.107865 0.034411 3.134645 295.4332894 2010 5 17 16 4520 7 0.070885 0.025682 2.760085 346.8424958 2010 5 17 16 471 1 1.776770 0.029431 60.370492 379.3189911 2010 5 17 16 513 2 0.765730 0.034906 21.936665 413.4963919 2010 5 17 16 536 3 0.244545 0.030076 8.130794 306.5236965 2010 5 17 16 549 4 0.159047 0.030810 5.162154 291.9129367 2010 5 17 16 5512 5 0.137624 0.037587 3.661498 276.0704592 2010 5 17 16 5615 6 0.245451 0.078702 3.118751 293.9353502 2010 5 17 16 5720 7 0.179205 0.064488 2.778876 349.2038782 2010 5 17 16 59
SEV Fecha (A/M/D/H/m)
SN‐02
N‐S
N 45 E
E‐W
N 45 W
99
A Medición Voltaje(Volt) Corriente (Amp) Resistencia (Ohm)Resistividad (Ohm*metro)
1 1 2.915030 0.034137 85.391346 536.5296513 2010 5 17 17 203 2 0.962908 0.027211 35.387239 667.0337366 2010 5 17 17 216 3 0.193278 0.014495 13.334391 502.6947049 2010 5 17 17 229 4 0.087310 0.011376 7.674812 434.0004125 2010 5 17 17 2312 5 0.072725 0.016213 4.485687 338.2128429 2010 5 17 17 2515 6 0.102356 0.031813 3.217396 303.232476 2010 5 17 17 2620 7 0.078886 0.031159 2.531757 318.1499529 2010 5 17 17 281 1 4.294600 0.050207 85.538384 537.4535196 2010 5 17 17 313 2 0.812565 0.024486 33.185559 625.5330464 2010 5 17 17 326 3 0.213331 0.016623 12.833793 483.8225806 2010 5 17 17 349 4 0.137198 0.017555 7.815501 441.9561893 2010 5 17 17 3512 5 0.138562 0.032146 4.310383 324.9952147 2010 5 17 17 3615 6 0.140593 0.043477 3.233703 304.7693302 2010 5 17 17 3820 7 0.072134 0.029905 2.412134 303.117688 2010 5 17 17 411 1 2.190940 0.026063 84.063876 528.1889136 2010 5 17 17 433 2 0.965604 0.026128 36.956109 696.6062444 2010 5 17 17 446 3 0.796035 0.052529 15.154114 571.2966382 2010 5 17 17 469 4 0.147952 0.018709 7.907981 447.1857959 2010 5 17 17 4712 5 0.174983 0.038574 4.536329 342.0311605 2010 5 17 17 4815 6 0.049497 0.014560 3.399415 320.3873013 2010 5 17 17 5020 7 0.025874 0.011105 2.329884 292.7819171 2010 5 17 17 521 1 2.365660 0.028555 82.847187 520.5442278 2010 5 17 17 553 2 0.415055 0.011764 35.281792 665.0461096 2010 5 17 17 576 3 0.227458 0.017250 13.186277 497.1109232 2010 5 17 17 589 4 0.392805 0.058781 6.682505 377.8867602 2010 5 17 17 5912 5 0.210886 0.048625 4.337023 327.003817 2010 5 17 18 015 6 0.084306 0.027517 3.063782 288.7546874 2010 5 17 18 220 7 0.043720 0.017688 2.471763 310.6109223 2010 5 17 18 3
SN‐03
N‐S
N 45 E
E‐W
N 45 W
SEV Fecha (A/M/D/H/m)
100
A Medición Voltaje(Volt) Corriente (Amp) Resistencia (Ohm)Resistividad (Ohm*metro)
1 1 4.228680 0.144428 29.278810 183.9641901 2010 5 17 11 63 2 1.447100 0.111491 12.979523 244.6582448 2010 5 17 11 86 3 0.768934 0.108367 7.095647 267.4995973 2010 5 17 11 109 4 0.514185 0.085079 6.043654 341.7605709 2010 5 17 11 1112 5 0.513415 0.093577 5.486580 413.6784237 2010 5 17 11 1315 6 0.514452 0.121420 4.236963 399.3243182 2010 5 17 11 1620 7 0.177313 0.062722 2.826985 355.2493675 2010 5 17 11 171 1 3.321230 0.112293 29.576465 185.8344112 2010 5 17 11 243 2 1.879300 0.134743 13.947292 262.9002653 2010 5 17 11 256 3 0.700205 0.083405 8.395290 316.4949926 2010 5 17 11 279 4 0.599978 0.097194 6.172969 349.0731625 2010 5 17 11 2912 5 0.308385 0.066454 4.640585 349.8918982 2010 5 17 11 3115 6 0.233361 0.062260 3.748187 353.2583051 2010 5 17 11 3420 7 0.184304 0.070883 2.600123 326.7410951 2010 5 17 11 371 1 4.010170 0.135938 29.499993 185.3539203 2010 5 17 11 503 2 3.315230 0.198330 16.715726 315.0840179 2010 5 17 11 596 3 1.030040 0.119475 8.621385 325.0185659 2010 5 17 12 19 4 0.415669 0.065198 6.375507 360.5264009 2010 5 17 12 412 5 0.147335 0.035395 4.162547 313.8486155 2010 5 17 12 515 6 0.194696 0.059398 3.277821 308.9273325 2010 5 17 12 1220 7 0.210581 0.082075 2.565724 322.4183445 2010 5 17 12 161 1 4.084230 0.140991 28.968019 182.0114328 2010 5 17 12 203 2 1.688210 0.113488 14.875670 280.3997674 2010 5 17 12 226 3 1.215670 0.143014 8.500357 320.4558945 2010 5 17 12 249 4 0.387277 0.058633 6.605114 373.5104081 2010 5 17 12 2512 5 0.222044 0.046074 4.819291 363.3659587 2010 5 17 12 2615 6 0.193062 0.050316 3.836975 361.6263714 2010 5 17 12 2820 7 0.159543 0.051887 3.074793 386.3898494 2010 5 17 12 29
SN‐04
N‐S
N 45 E
E‐W
N 45 W
SEV Fecha (A/M/D/H/m)
101
A Medición Voltaje(Volt) Corriente (Amp) Resistencia (Ohm)Resistividad (Ohm*metro)
1 1 2.317290 0.027303 84.872469 533.2694512 2010 5 17 12 483 2 0.283659 0.019300 14.697053 277.0329207 2010 5 17 12 496 3 0.266292 0.037455 7.109652 268.0275502 2010 5 17 12 519 4 0.459297 0.108443 4.235377 239.5049331 2010 5 17 12 5412 5 0.322538 0.094350 3.418541 257.7519382 2010 5 17 12 5515 6 0.294591 0.099068 2.973624 280.2574761 2010 5 17 12 5620 7 0.104779 0.041339 2.534604 318.5077061 2010 5 17 13 11 1 2.457870 0.030307 81.099086 509.5605857 2010 5 17 13 53 2 0.381854 0.027185 14.046548 264.7711901 2010 5 17 13 76 3 0.138237 0.021390 6.462783 243.6411976 2010 5 17 13 99 4 0.342349 0.080763 4.238923 239.7054582 2010 5 17 13 1112 5 0.336287 0.106892 3.146045 237.2061749 2010 5 17 13 1315 6 0.303279 0.112086 2.705771 255.0128683 2010 5 17 13 1820 7 0.277336 0.089237 3.107862 390.5454986 2010 5 17 13 201 1 3.778130 0.047119 80.182729 503.8029437 2010 5 17 13 243 2 0.370836 0.028165 13.166601 248.1845815 2010 5 17 13 276 3 0.229388 0.036681 6.253558 235.7535704 2010 5 17 13 289 4 0.175011 0.037885 4.619521 261.2277358 2010 5 17 13 3012 5 0.106425 0.032295 3.295412 248.4682088 2010 5 17 13 3215 6 0.091926 0.036069 2.548611 240.2009147 2010 5 17 13 3320 7 0.093299 0.042485 2.196081 275.9676679 2010 5 17 13 441 1 2.193030 0.026963 81.334792 511.0415708 2010 5 17 13 473 2 0.468643 0.032097 14.600653 275.2158254 2010 5 17 13 496 3 0.114916 0.017990 6.387913 240.8186472 2010 5 17 13 519 4 0.355259 0.082465 4.307997 243.6115099 2010 5 17 13 5312 5 0.390882 0.115754 3.376834 254.6072574 2010 5 17 13 5515 6 0.280394 0.096757 2.897926 273.1230458 2010 5 17 13 5620 7 0.147746 0.060454 2.443953 307.1161886 2010 5 17 13 58
SN‐05
N‐S
N 45 E
E‐W
N 45 W
SEV Fecha (A/M/D/H/m)
102
A Medición Voltaje(Volt) Corriente (Amp) Resistencia (Ohm)Resistividad (Ohm*metro)
1 1 2.816360 0.062025 45.406852 285.2996658 2010 5 17 14 403 2 1.288580 0.060199 21.405446 403.4831445 2010 5 17 14 426 3 0.597734 0.050698 11.790160 444.4785645 2010 5 17 14 449 4 0.503595 0.065127 7.732531 437.2643266 2010 5 17 14 4512 5 0.376043 0.067619 5.561179 419.3029835 2010 5 17 14 4815 6 0.245095 0.057893 4.233586 399.0060896 2010 5 17 14 4920 7 0.195668 0.061174 3.198543 401.9407895 2010 5 17 14 531 1 2.806490 0.065991 42.528246 267.2128516 2010 5 17 14 583 2 1.695490 0.080071 21.174753 399.1346908 2010 5 17 14 596 3 1.157350 0.093379 12.394114 467.2471015 2010 5 17 15 19 4 0.647479 0.077632 8.340330 471.6345497 2010 5 17 15 312 5 0.735075 0.124433 5.907396 445.4071611 2010 5 17 15 415 6 0.374237 0.082935 4.512408 425.2844248 2010 5 17 15 620 7 0.189425 0.058912 3.215373 404.0556477 2010 5 17 15 81 1 2.426740 0.051283 47.320185 297.3214941 2010 5 17 15 173 2 1.884540 0.090758 20.764451 391.4006712 2010 5 17 15 196 3 0.906834 0.082368 11.009596 415.0519912 2010 5 17 15 209 4 0.371748 0.053556 6.941282 392.5202572 2010 5 17 15 2212 5 0.394834 0.080901 4.880447 367.977017 2010 5 17 15 2415 6 0.312734 0.085046 3.677229 346.5706847 2010 5 17 15 3020 7 0.199718 0.065823 3.034177 381.2858776 2010 5 17 15 361 1 2.531320 0.055293 45.780117 287.6449574 2010 5 17 15 373 2 1.367430 0.067452 20.272789 382.1330623 2010 5 17 15 386 3 1.074560 0.098318 10.929444 412.0303385 2010 5 17 15 399 4 0.830663 0.119451 6.954006 393.2397888 2010 5 17 15 4112 5 0.624558 0.121407 5.144333 387.8735476 2010 5 17 15 4215 6 0.465489 0.110256 4.221893 397.9040114 2010 5 17 15 4520 7 0.225783 0.068052 3.317825 416.930245 2010 5 17 15 46
SN‐06
N‐S
N 45 E
SEV Fecha (A/M/D/H/m)
E‐W
N 45 W
103
A Medición Voltaje(Volt) Corriente (Amp) Resistencia (Ohm)Resistividad (Ohm*metro)
1 1 0.792385 0.015736 50.355239 316.3912957 2010 5 18 7 413 2 0.331537 0.019628 16.891281 318.3931496 2010 5 18 7 426 3 0.439689 0.034506 12.742393 480.3768848 2010 5 18 7 459 4 0.319003 0.038018 8.390753 474.485898 2010 5 18 7 4712 5 0.222496 0.035765 6.220985 469.0511829 2010 5 18 7 4915 6 0.115365 0.020800 5.546421 522.7378542 2010 5 18 7 5020 7 0.094930 0.019914 4.767056 599.0459258 2010 5 18 7 521 1 0.934208 0.015590 59.924309 376.5155409 2010 5 18 7 573 2 0.274243 0.016670 16.451388 310.1013662 2010 5 18 7 596 3 0.197388 0.016865 11.703725 441.2200297 2010 5 18 8 19 4 0.116554 0.011682 9.977230 564.1990603 2010 5 18 8 212 5 0.069457 0.009769 7.110258 536.1008602 2010 5 18 8 415 6 0.097413 0.020289 4.801224 452.5047294 2010 5 18 8 620 7 0.081569 0.024766 3.293654 413.8928286 2010 5 18 8 81 1 0.662464 0.013653 48.522919 304.8784899 2010 5 18 8 123 2 0.307609 0.015723 19.564269 368.7777808 2010 5 18 8 136 3 0.059895 0.005040 11.884266 448.0262794 2010 5 18 8 159 4 0.152813 0.028201 5.418747 306.422923 2010 5 18 8 1812 5 0.045755 0.011362 4.026896 303.6208026 2010 5 18 8 2215 6 0.052749 0.011460 4.602997 433.8222104 2010 5 18 8 2420 7 0.037836 0.008024 4.715401 592.5547595 2010 5 18 8 261 1 0.676922 0.013405 50.497725 317.2865621 2010 5 18 8 363 2 0.324156 0.016318 19.865421 374.4543713 2010 5 18 8 456 3 0.099079 0.009532 10.394019 391.845287 2010 5 18 8 489 4 0.123318 0.022589 5.459230 308.7121822 2010 5 18 8 5012 5 0.096269 0.020631 4.666251 351.8270691 2010 5 18 8 5115 6 0.081563 0.017606 4.632665 436.61839 2010 5 18 8 5220 7 0.075825 0.015054 5.036807 632.943866 2010 5 18 8 54
SN‐07
N‐S
N 45 E
E‐W
N 45 W
SEV Fecha (A/M/D/H/m)
106
APÉNDICE D: Especificaciones técnicas del equipo SIR 3000 de GSSI
GENERAL Número de canales: 1 Memoria interna: Flash 512 Mb Procesador: 32-bit Intel StrongArm™ RISC processor @ 206 MHz Pantalla: Enhanced 8.4” TFT, 800 x 600 resolution, 64K colors Modos de Visualización: Linescan, O-scope, 3D ADQUISICION DE DATOS Formato: RADAN (dzt) Tamaño del Sample: 8-bit o 16-bit, seleccionable Intervalo de Scan: seleccionable Número de samples por scan: 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192 Modo de operación: modo libre (tiempo), survey wheel (odómetro) y modo punto. Ganancia: Manual o automática, 1-5 puntos de ganancia (-20 a +80 dB) Filtros: • Vertical: Low-Pass y High-Pass IIR y FIR • Horizontal: Stacking, Background Removal95 OPERACION Temperatura: -10 a 40 ºC Potencia: 15 V DC, 4 A Batería: 10,8 V DC, interna. Tasa de transmisión: Sobre 100 KHz. I/O Puertos disponibles: Antena, DC, Ethernet, RS232, Memoria Flash Compacta, USB. DIMENSIONES 31,5 (Largo) x 22 (Ancho) x 10,5 (Alto) cm.