Estudio Geoelectrico Al Sur Este de Characato Final

Seminario de Geofísica aplicado a la Hidrogeología

1

Universidad Nacional de San Agustín

Facultad de Geológica geofísica y Minas Escuela Profesional de Ingeniería geofísica

TEMA:

“ESTUDIO GEOFISICO DE SONDAJES ELECTRICO VERTICALES EN EL

SUR-ESTE DEL DISTRITO DE CHARACATO”

(Juventud Characato)

Realizado por : Alvarez Pillco Miguel

Tejada Perfecto Kellwi Villilli Vargas Noelia

Docente : M.Sc. Ing. Jorge Soto Vasquez

Curso : Seminario de Geofísica Aplicado a la Hidrogeología

Arequipa - Perú

25-01-2011


2

CONTENIDO

Pag.

RESUMEN 01

I. GENERALIDADES 03

2.1 INTRODUCCION 03

2.2 OBJETIVOS 04

2.3 UBICACIÓN 05

2.4 ACCESIBILIDAD 07

II. FISIOGRAFIA 8

2.1 CLIMA Y VEGETACION

2.2 GEOMORFOLOGIA

2.3 DRENAJE

2.4 RELACION HIDROGEOLOGICA DE LAS GEOFORMAS

CON LA ZONA DE ESTUDIO

III. GEOLOGIA 11

3.1 GEOLOGIA REGIONAL 11

3.2 GEOLOGIA LOCAL 13

IV. PRINCIPIOS DE LA PROSPECCION GEOFISICA 23

MÉTODOS GEOELÉCTRICOS PARA LA PROSPECCIÓN DE AGUA

SUBTERRÁNEA

4.1 ELECTRICIDAD TERRESTRE

4.2 CONDUCCION ELECTRICA EN LAS ROCAS.

4.3 UTILIZACIÓN DE MÉTODOS DE RESISTIVIDAD EN LOS ESTUDIOS

HIDROGEOLÓGICOS

4.4 LOS MÉTODOS ELÉCTRICOS Y LA PRESENCIA DEL AGUA EN EL SUELO


3

4.5 LOS EQUIPOS DE MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD

4.6 CONSIDERACIONES MATEMÁTICAS SOBRE EL QUE SE FUNDAMENTA

EL MÉTODO DE LAS RESISTIVIDADES

4.6.1 POTENCIAL ELÉCTRICO EN EL SUELO CASO DE UN ELECTRODO EN

SUPERFICIE

4.6.2 DISPOSITIVOS TETRAELECTRODICOS

4.6.3 POTENCIAL ELÉCTRICO EN EL SUELO CASO DE DOS ELECTRODOS

QUE INYECTAN CORRIENTE EN SUPERFICIE

4.64 DISPOSITIVO SCHLUMBERGER

4.6.5 DISPOSITIVO WENNER

4.6.6 RESISTENCIA DE CONTACTO

4.6.8 RESISTENCIA (R)

4.6.9 RESISTIVIDAD ELECTRICA( )

4.6.10 CONDUCTIVIDAD ( )

4.7 RELACION DE LA RESISITIVIDAD DE LAS ROCAS CON SU

ESTRUCTURA

4.8 RESITIVIDAD VERDADERA

4.8.1 RESISTIVIDAD EN ROCAS SEDIMENTARIAS

4.8.2 RESISTIVIDAD EN ROCAS ERUPTIVAS

4.8.3 RESISTIVIDAD EN ROCAS METAMÓRFICAS

4.9 RESISTIVIDAD APARENTE

4.10 SONDAJES PARAMETRICOS.

V. LABOR DE CAMPO PARA LOS SEVs 43

5.1 GENERALIDADES

5.2 ETAPAS DEL TRABAJO DE CAMPO

5.2.1 Planteamiento del problema

5.2.2 La elección del Método Geofísico

5.2.3 Programación del Trabajo de campo

5.2.4 Trabajo de campo propiamente dicho

5.2.5 Preparación de dispositivo y ejecución del sondeo

5.2.6 Calidad de curvas de campo


4

5.2.7 Ajuste de la curva de campo

VI. INTERPRETACION DE LOS SONDAJES ELECTRICOS VERTICALES 63

6.1 GENERALIDADES

6.2 INTERPRETACION CUANTITATIVA

6.3 INTERPRETACION CULITATIVA

6.4 TABLA DE DISTRIBUCION DE RESISTIVIDADES Y ESPESORES

6.5 PERFILES GEOELECTRICOS

6.6 CUADRO DE CONDUCTANCIA LONGITUDINAL TOTAL

Y RESISTENCIA TRANSVERSAL EN CORTE GEOELECTRICO

6.7 CARTA DE ISOPACAS PARA EL HORIZONTE

6.8 CUADRO DE ISOBATAS AL TECHO Y PISO

6.9 CARTA DE ISOBATAS AL TECHO DEL ACUIFERO

6.10 CARTA DE ISOBATAS AL PISO

6.11 CARTA TRIDIMENSIONAL DE LAS ISOBATAS TANTO

AL PISO COMO AL TECHO DEL ACUIFERO

6.12 CARTA DE RESISTIVIDAD VERDADERA AL ACUIFERO

CONCLUSIONES 80

RECOMENDACIONES 81

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

ANEXOS


5

RESUMEN

En el trabajo de “Sondaje eléctrico para prospección de suelos y

ubicación de napas subterráneas , se presentan diferentes aspectos relativos

a este importante método de prospección, con énfasis en la ubicación de

acuíferos.

Se ha procurado entregar una visión general de aquellos métodos más

utilizados, con el fin de interiorizar al lector, en diversos métodos

de prospección para ubicación de acuíferos, con sus aplicaciones

más importantes. Se ha realizado un análisis de los fundamentos

teóricos de algunos de ellos, en especial del método de electrodos lineales

como es el caso del método SCHLUMBERGER usado para la prospección y

ubicación de acuíferos efectuados para el pueblo joven “Juventud

Characato”, donde se desarrolló este trabajo, el cual fue realizado con el

asesoramiento del Ing. Jorge Soto y el Instituto Geofísico de la Universidad

Nacional San Agustín de Arequipa, q u e consistió en ubicar napas

subterráneas.

Empleando el método tetraelectródico simétrico lineal de la configuración

SCHLUMBERGER, se tomaron los datos obtenidos de los Sondajes

Eléctricos Verticales para ser procesados nuevamente mediante el uso de

ábacos de 2 capas principales y ábacos auxiliares, el software IPI2WIN para

poder obtener las diferentes resistividades y espesores, se usó también el

Software SURFER 9.0 para realizar mapas de Resistencia Transversal,

Conductancia Longitudinal, Isópacas, Isóbatas al Piso, Isobatas al Techo, etc.

Una vez realizado el procesamiento de los SEVs, se procedió a interpretar los

datos para esto nos ayudamos de tablas de resistividades de diferentes

materiales luego, se realizaron perfiles geoeléctricos con el Software

AUTOCAD 2007 en el que podemos asumir claramente la predominancia de


6

arenas y gravas con tufos volcánicos con material orgánico en la superficie 3

metros de profundidad aprox. , la presencia de conglomerados aluviales muy

resistivos de 20 metros aproximadamente en la cual se y flujos de ceniza

volcánica en donde se encontraría nuestra capa freática y debajo de esta

encontramos a la estructura de otro conglomerado pero menos compacto q el

primero quien vendría hacer un conglomerado aluvial volcánico con

fracturamiento el cual permite q se infiltre la humedad y el agua a la parte

inferior donde se encuentra el ultimo horizonte investigado el cual se asume q

se tratase de flujos de lodo con material tufaceo (Ignimbritas) el cual posee

abundante fracturamiento por el cual se transmite el agua pero , por la

resistividad de su suelo pareciera q no es agua muy potable para el consumo

humano ya q varía entre 50 y 80 Ωm.

De los cortes cortes geoeléctricos obtenidos se concluyó que el área más

favorable para la ubicación del pozo de exploración-explotación, se ubicaría

entre los SEV’s 04 y 05, con una profundidad entre 15 y 30 metros,

constituido por flujos de lodo y ceniza volcánica.


7

CAPITULO I

GENERALIDADES

1.1. INTRODUCCIÓN

No es posible empezar un estudio geofísio en una zona aplicando

cualquier método geofísico es por ello, que necesariamente debemos conocer la

geología del lugar; tanto el prospector geofísico como el geólogo se ocupan de

la parte sólida de la tierra, por lo que frecuentemente atacan el mismo

problema pero usando diferentes métodos. La relación entre la geofísica y la

geología, es necesaria en cualquier trabajo de de prospección y de la calidad de

relación de esta depende la exactitud y confiabilidad de los resultados

requeridos.

Sabemos también, que el agua es un recurso vital en la vida del hombre

por lo que sin ella no existiría vida, debido al crecimiento urbano, industrial,

agrícola es necesaria la captación de nuevos afluentes, es por eso que se

realizan estudios para poder captar aguas subterráneas, de dicha labor se

encargaría la HIDROGEOLOGÍA que trata de la búsqueda y captación de

aguas subterráneas, también el de evaluar las condiciones técnicas y

económicas, delimitar las zonas estimadas como más favorables a la

existencia, facilidad de acceso y buena calidad química del agua buscada.


8

En el presente informe, realizado en el sur-este del distrito de Characato

en el pueblo joven (juventud Characato) se realizaron estudios

Hidrogeológicos para abastecer la zona en estudio, mediante Sondajes

Eléctrico Verticales (SEV), cuyo principal objetivo es la de deducir la

variación de la resistividad eléctrica con la profundidad, bajo un punto

determinado de la superficie terrestre, y relacionarlo con los datos geológicos

disponibles (geología de la zona), para inferir con mayor detalle la estructura

del subsuelo.

Debemos mencionar que en el presente trabajo sólo se procesará e

interpretará nuevamente los datos obtenidos en campo de los 9 Sondajes

Eléctrico Verticales realizados por el autor de la tesis, para darle una nueva

interpretación tanto cualitativa como cuantitativa.

1.2. OBJETIVOS:

Principalmente búsqueda de aguas subterráneas ( nivel freático)

Determinar las diferentes zonas acuíferas económicamente más

favorables a la existencia, facilidad de acceso y buena calidad

química del agua buscada

Determinar las zonas favorables para la perforación de pozos.

Conocer la secuencia litológica del subsuelo.

Conocer el espesor de cada capa o estrato.

Conocer y determinar la profundidad del nivel del agua

subterránea

Determinación de la capacidad de resistencia de un suelo o una

roca.

Determinar según resistividades el tipo de agua con el que se

esta Tratando.


9

1.3. UBICACIÓN

Nuestra zona de estudio se encuentra ubicada en el distrito de Characato, provincia

de Arequipa, región de Arequipa.

Geográficamente, se encuentra en el flanco oeste de la cordillera occidental de los

andes del sur del Perú, siendo la zona de mayor interés el área del pueblo joven

juventud Characato.

Dentro de los márgenes de las coordenadas UTM:

8176706 Norte 233990 Este

8176749 Norte 233840 Este

8176491 Norte 233924 Este

8176531 Norte 233776 Este

FIG Nº. 1 Mapa de ubicación de la zona de estudio (Juventud Characato)


10

FIG Nº 2. Carta geológica de la zona Characato


11

1.4. ACCESIBILIDAD

Esta localidad (Juventud Characato) es accesible a través de la carretera

asfaltada que une la ciudad de Arequipa con la localidad de Characato,

siguiendo la ruta que conduce a Yarabamba, la misma que conduce al

Santuario de la Virgen de Chapi.

FIG Nº. 3 Vista panorámica de la zona de estudio

Zona de Estudio


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CAPITULO II

FISIOGRAFIA

2.1 RELIEVE Y ALTITUD:

El área de estudio forma parte de la región Sur Occidental del Perú el flanco

occidental esta constituido por perfiles poco abruptos formados por flujos de barro,

depósitos aluviales, piroclásticos y cenizas volcánicas.

La acumulación de material volcánico ha sido un factor positivo el cual ha modelado

el relieve que actualmente presenta el sector de Characato; su altitud aproximada de

la zona de estudio es 2500 msnm

2.2 CLIMA Y VEGETACION:

Por su ubicación geográfica la localidad de Characato presenta un clima templado y

seco (semiárido), con días soleados, pero por las noches se presentan bajas

temperaturas principalmente en las madrugadas, siendo una característica típica

dela región Quechua mostrando la transición de un clima periglaciar tropical seco

sobre los volcanes (+4000 m.s.n.m.) al clima semiárido de la meseta de Arequipa a

2400 m.s.n.m. Esta región muy particular, se sitúa en el borde de la diagonal árida

que corta el continente sudamericano.

El promedio mensual de precipitación, es de 90.0mm para los meses de enero a marzo

y los valores mínimos para los meses de abril a diciembre.

Su promedio mensual de temperatura para los meses de enero a marzo es de 22.1 ºC;

sin embargo junio y julio, que son los meses más fríos, las temperaturas mínimas

oscilan entre 6.3 y 7.8 ºC.

La vegetación se presenta muy esparcida distinguiéndose algunos "Céreus" sobre los

cerros de la caldera y en la zona de los volcanes, la parte baja una estepa con 9

cactus y a más altitud el “tolar” (lepidophyllum) y polylepis. La zona de la meseta

de Arequipa presenta zonas irrigadas con las aguas del río Chili donde se cultivan

varios productos de pan llevar y principalmente cebollas y ajos. En ninguna parte la

vegetación es lo bastante densa para evitar una fuerte escorrentía, y consiguiente

erosión en la época de lluvias.


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2.3 GEOMORFOLOGIA:

Geomorfológicamente la zona de Characato forma parte del flanco occidental de los

andes de sur y está representada por suaves elevaciones (2700 metros), numerosas

quebradas formadas por acción de las aguas superficiales sobre los flujos de lodo y

depósitos aluviales poco consolidados que constituyen el suelo y el subsuelo.

Topográficamente la acumulación del material volcánico ha sido un factor positivo

en esta región y las diferentes erupciones han dado origen a rocas que se les considera

integrantes de las formaciones Tacaza, Capillune, Chila y Barroso; entre las que se

han distinguido tres superficies de erupción: superficie Puna, superficie Maure, y

superficie Capollune.

En general, dentro del área se han diferenciado tres unidades geomorfológicas: El

flanco occidental de los andes; la cadena del Barroso, y el Altiplano.

2.4 UNIDADES RELACIONADAS AL NEVADO PICHU – PICHU:

La Avalancha de lodo que se desplomó y progradó desde el flanco occidental del

Pichu- Pichu, fueron grandes masas de barro volcánico con agua fría. Estos

depósitos mayores de 200 m. de espesor son flujos que arrastraron todo lo que

encontraron a su paso (bloques de tufos de más de 400 m. de diámetro), y bloques

angulosos de volcánicos andesíticos y tufáceos. La masa es caótica no mostrando

ninguna clasificación ni estratificación y cubre todas las rocas que afloraban

(volcánicos). Esta litología es fácilmente erosionable dando lugar a quebradas

profundas con paredes escarpadas de hasta 200 m. de altura. Esta unidad está

afectada por la erosión eólica alveolar dando lugar a oquedades en la matriz. Los

materiales más finos se encuentran en las partes más dístales alcanzados por estos

flujos de lodo. El frente de estos flujos de lodo forman colinas de poca altitud que se

alzan hasta 50 a 100 m. encima de las planicies inundadas por los depósitos

fluviátiles; uno de estos frentes se ve muy bien inmediatamente al este del Terminal

terrestre, subiendo hacia el sector de Cerro Juli.


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El Batolito de la Caldera, gran geoforma que representa una barrera que limita la

llanura de Arequipa por el sur, está constituida por una cordillera de rocas intrusivas

de edad terciaria, que solo fue parcialmente transpuesta por las potentes nubes

ardientes que depositaron los tufos.

2.5 DRENAJE

El drenaje principal lo constituye el rio Mollebaya que tiene su origen en el nevado

Pichu Pichu, con influencia de varias quebradas y se le puede considerar de tipo

paralelos, es características de todas las aguas que van por cursos laterales en tiempo

de precipitación pluvial de Enero a Marzo pero actualmente hay una escases de

precipitaciones.

2.6 RELACION HIDROGEOLOGICA DE LAS GEOFORMAS CON LA ZONA

DE ESTUDIO

FLUJOS DE BARRO:

Como señala J. Pierre Bernac 1972 , los flujos de barro son los acuíferos básicos de la

margen oriental de arequipa, especialmente en las partes bajas de esta, como en la

zona de interés, donde los flujos de barro son mas homogéneos, el tamaño de los

clastos son mas reducidos favoreciendo de esta manera a la acumulación de agua.

La acumulación de agua subterránea se inicia con la infiltración de aguas meteóricas

provenientes de los deshielos del Pichu-pichu , de las precipitaciones pluviales, que

caen en los distritos que componen la cuenca oriental de Arequipa así como la

misma ciudad; y además del agua de infiltración de los terrenos de cultivo.

El escurrimiento de agua en los flujos de barro puede ser:

1. La circulación del agua que descompone la matriz areno tufacea, abre un

sistema de fisuras entre los grandes bloques andesiticos, de este modo el

escurrimiento viene a ser fisural.

2. Pero aguas debajo de los depósitos de flujos de barro son más homogéneos, se

observa que el tamaño de los clastos se reducen y la matriz es más compacta,

por lo que su material se considera de moderada permeabilidad, de tal

manera que predomina el escurrimiento de tipo poroso.


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Podemos concluir que, la circulación de las aguas subterráneas es una materia

figurada y errática del flujo de lodo predominando el escurrimiento, entonces, de

tipo poroso para nuestra zona.

CUATERNARIO RECIENTE ( ALUVIALES Y ELUVIALES)

Estos depósitos no ofrecen mayor significado en las circunstancias hidrológicas de

una cuenca, por su textura son considerados como clásicos acuíferos, con débil

escurrimiento en los periodos de lluvia formando resumideros o bofedales en las

partes bajas se transforman en terrenos de cultivo.

La napa del flujo de barro se extiende en las demás formaciones permeables con las

cuales está en contacto, siendo la más notable en los depósitos de relleno aluvial y/o

eluvial.

CAPITULO III

GEOLOGÍA

3.1. GEOLOGÍA REGIONAL

Las unidades geológicas que se encuentran en la región, comprenden rocas

metamórficas, sedimentarias, ígneas y volcánicas, que van desde el paleozoico (gneis

Charcani), mesozoico (volcánico Chocolate, formación Socosani, grupo Yura),

Terciario (volcánico Sencca) y actuales (aluvionales).

3.1.1 Gneis Charcani (NPe-gn)

Está constituido por escasos afloramientos reconocidos en las inmediaciones de la

planta hidroeléctrica de Charcani V. Corresponde a un gneis marrón grisáceo de

feldespato, cuarzo y biotita. Presenta una marcada foliación con una inclinación

general hacia el noroeste.


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3.1.2 Volcánico Chocolate (Ji-cho)

Su litología está constituida por andesitas, calizas y volcarenitas. Presenta una

coloración pardo a marrón en superficie intemperizada que resalta en el paisaje. Su

extensión es limitada por la potente cubierta volcánica, aflora como islas de roca

antigua entre la toba rosada.

3.1.3 Formación Socosani (Jm-so):

Está constituido por un reducido afloramiento de calizas en el fondo del río Chili,

2km aguas abajo de la bocatoma de la planta hidroeléctrica Charcani V. Corresponde

a calizas grises de 90m de espesor, intercaladas en su nivel superior por lutitas negras

fosilíferas con ausencia total de material volcánico. Esta unidad se asocia con la

parte superior de la Formación Socosani.

3.1.4 Grupo Yura (JsKi-yu):

Está constituido por un reducido afloramiento de areniscas y lutitas, expuesta en la

quebrada Agua de Fierro, a unos 50m al N de la carretera que da acceso a la casa de

Maquinas de Charcani V. Las areniscas son de color gris claro con tonalidades

verdosas; tienen grano fino de forma subangular a subredondeada, cemento calcareo,

bien cohesionadas y estratificadas en capas de 5 a 30cm. Las lutitas son de color gris

claro, que por intemperismo son abigarradas; poco friables y finamente laminadas,

buzamientos de 20°NE. Secuencia de 30m.

3.1.5 Volcánico Sencca o Formación Añashuayco (NP-añ);

Que comprende rocas volcánicas de naturaleza ignimbrítica denominadas tobas.

Estas tobas presentan diferentes grados de compactación, que van desde soldadas,

macizas, ligeramente compactas y puzolanas. Esta afloran en ambas márgenes del


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río Chili, son de coloración rosácea, masiva y textura granular, con inclusiones de

líticos y pómez, en algunos casos presenta fracturas subverticales por donde las

aguas del subsuelo pueden circular.

3.1.6 Flujos de Barro (Qpl-fb);

Que corresponden a depósitos aluvionales, en este caso de las laderas del Misti.

Compuesta en su gran parte por arenas limosas (60 a 80%), con bloques (20 a 30%),

de color pardo a gris oscuro, con una cierta compacidad, que permite ver cortes y

laderas escarpadas. Se presentan en la margen izquierda del río Chili, de notable

espesor.

3.1.7 Depósitos Aluvionales (Qh-al_1);

Que corresponden a depósitos gruesos, en algunos casos con bolonerias, que en

algunos casos descansan directamente sobre las tobas ignimbríticas de Añashuayco.

Presentan coloraciones grises, cementada, presenta algunas capaz de pómez. Afloran

principalmente en la margen derecha del río Chili.

3.1.8 Depósitos Aluvionales (Qh-al_2);

Que corresponden a los depósitos actuales y aledaños del río Chili, comprenden

depósitos gruesos, con boloneria, en la llanura aluvional presentan una cobertura de

material más fino (arena limosa).

3.2. GEOLOGÍA LOCAL

La geología está representada por flujos de lodo y depósitos aluviales. Los flujos de

lodo presentan una textura brechosa y grado de consolidación variable;

litológicamente están formados por fragmentos más o menos angulosos de rocas

volcánicas andesititas, de variables dimensiones, hasta bloques de un metro de

diámetro, en una matriz areno-tufácea y algo de arcilla sin estratificación ni selección


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definida. Los depósitos aluviales están formados por gravas y arenas intercaladas

con arcilla; están notoriamente vistas en el cauce del río Sabandía y quebradas de

Characato.

Las aguas subterráneas de la zona de Characato, están formadas por las

infiltraciones de aguas meteóricas provenientes de precipitaciones pluviales y

deshielos de las estribaciones del Pichu-Pichu, comprendidas en la cuenca imbrífera.

Las partes bajas hacia el Oeste del Observatorio están formadas por áreas más o

menos planas, denominadas “Pampas” (2400 metros).

FIG Nº. 4 Columna estratigráfica de la zona de estudio


19

CUADRÁNGULO DE CHARACATO

Figura Nº 05: Carta del Cuadrángulo de Characato (33-t)


20

CAPÍTULO IV

MÉTODOS GEOELÉCTRICOS PARA LA PROSPECCIÓN DE AGUA

SUBTERRÁNEA

4.1 ELECTRICIDAD TERRESTRE

La variación del campo magnético terrestre no puede interpretarse debidamente sin

poseer algunos conocimientos sobre las corrientes eléctricas que circulan por el

cuerpo sólido de la tierra y por la atmósfera y los océanos que la envuelven. Todas

ellas constituyen un complejo sistema de cargas móviles ampliamente relacionadas

entre sí. A gran profundidad dentro de la tierra gran parte de la circulación de la

corriente puede que sea electrónica, pero en las rocas sedimentarias saturadas de

agua, en los océanos y en la atmósfera es netamente iónica.

La diferenciación entre estas dos formas de conducción es cuestión que depende de

que las cargas móviles sean electrones libres, como en el caso de la conducción

electrónica, o bien partículas cargadas de tamaño atómico o mayores, como en el

caso de la conducción iónica. La conducción electrónica es el tipo más familiar,

debido al empleo común de metales y válvulas de radio para la conducción de la

corriente en muchas aplicaciones de gran utilidad. El ejemplo más clásico de una

conducción iónica lo encontramos en una batería de acumuladores, en la que la carga

se traslada de una placa a otra en forma de corriente electrolítica, constituida por los

iones de sal disuelta que se dirigen a los polos opuestos de la batería.

4.2 CONDUCCION ELECTRICA EN LAS ROCAS.

En las rocas, cerca de la superficie la conductividad queda ampliamente determinada

por la distribución de agua salina en los poros de la roca. Debajo de las capas

sedimentarias e incluso algunos sedimentos enterrados a mayor profundidad, la

presión es probablemente tan elevada que todos los poros quedan cerrados y para

efectuar la conducción de la corriente únicamente queda la conductividad de la


21

estructura de la roca sólida. Las conductividades de las rocas secas son mucho más

bajas que las saturadas de aguas. Por esta razón, la mayor parte de las rocas ígneas y

metamórficas son menos conductoras que el promedio de formaciones sedimentarias,

como se indica en la tabla: Valores típicos de resistividad de algunos materiales

(Benjamin E. Howell, jr. - Introducción a la geofísica)

Los métodos de prospección eléctrica responden a los dos criterios siguientes:

- Utilizan el paso por el terreno de una corriente natural y artificial.

- No hacen intervenir campos magnéticos.

Estos métodos son muchos y variados. Pueden clasificarse de la forma siguiente:

Otros métodos menos utilizados son: sondeos eléctricos bipolares, sondeos de

frecuencia, corrientes telúricas, AFMAG (audio frecuencia magnética). En los

últimos tiempos se ha difundido el método conocido como imagen eléctrica o

tomografía eléctrica. Entre todos estos métodos, el de resistividades es el más

empleado en Hidrogeología. A este método es al que se dedica una mayor atención en

el presente trabajo.

4.3 UTILIZACIÓN DE MÉTODOS DE RESISTIVIDAD EN LOS ESTUDIOS

HIDROGEOLÓGICOS

Los métodos eléctricos son muy utilizados en la exploración hidrogeológica gracias a

las relaciones que tiene la resistividad eléctrica por una parte con la porosidad de la

roca y la salinidad del agua y por otra parte con la arcillosidad de la roca.

Las mejoras recientes traídas a los aparatos de campo para medir la resistividad del

suelo permiten ahora adquirir datos con más precisión y con rendimiento más alto

que en el pasado. Estas mejoras instrumentales conciernen:


22

- La potencia y el voltaje de salida, de los cuales depende la profundidad de

investigación máxima.

- La sensibilidad del receptor que permite disminuir la influencia del ruido natural o

artificial y aumentar la calidad de medición.

- La facilidad de uso, con la utilización de una memoria interna y la transferencia de

los datos a una computadora PC.

- La utilización de electrodos inteligentes que conmutan automáticamente y que

permiten efectuar secuencias de medidas preseleccionadas en un tiempo reducido.

4.4 LOS MÉTODOS ELÉCTRICOS Y LA PRESENCIA DEL AGUA EN EL

SUELO

Los métodos eléctricos de corriente continua son unos de los métodos geofísicos más

utilizados para buscar aguas subterráneas: constituyen un apoyo muy eficiente para

el geólogo a fin de determinar la zona más favorable donde se tiene que hacer una

perforación y lograr el caudal más importante posible.

En efecto, el agua contenida en las capas del subsuelo tiene suficientes sales para

asegurar la conducción de la corriente eléctrica aplicada al suelo; la medida de la

resistividad eléctrica traduce la aptitud de los terrenos a permitir el paso de la

corriente en relación con la presencia del agua.

Hay tres factores principales que influyen directamente sobre la resistividad de un

terreno:

1. La porosidad de la roca: a mayor porosidad, ya sea intrínseca o de fractura, menor

resistividad.

2. La resistividad del agua: a menor resistividad del agua (más salada), menor

resistividad de la roca.

3. La arcillosidad del terreno: a mayor arcillosidad, menor resistividad. Una arcilla

que constituye un terreno impermeable tiene mucha agua intersticial que hace bajar

la resistividad de la roca, pero que no produce caudal. Para medir la resistividad de

un suelo, se transmite una corriente en el suelo por intermedio de dos electrodos y se


23

mide una diferencia de potencial por intermedio de otros dos electrodos. De estas

medidas de corriente y potencial se define la resistividad del suelo para una

profundidad de investigación que aumenta con la distancia entre los electrodos de

corriente.

Cuando se desea conocer las variaciones de la resistividad del subsuelo con la

profundidad se utiliza el sondeo eléctrico, donde se hacen mediciones a lo largo de

una línea dada en incrementos crecientes de distancia entre los electrodos de

corriente A y B. Las distancias cortas entre los electrodos A y B corresponden a una

investigación superficial, y las distancias mayores a una investigación más profunda.

Con un programa de interpretación se puede determinar a partir de la curva de

sondeo experimental los espesores y las resistividades de las diferentes capas del

subsuelo. Se puede así definir cuál terreno constituye el acuífero potencial más

interesante y que lugar de la zona estudiada tiene el mayor espesor.

Cuando se desea conocer las variaciones laterales de resistividad del subsuelo, se

utiliza una longitud de línea de corriente fija, determinada en relación con la

profundidad de investigación esperada, y se mueven los cuatro electrodos (de

corriente y de potencial) al mismo tiempo, a lo largo de un perfil de medida. Se

utiliza generalmente este dispositivo de « perfilaje eléctrico » cuando se buscan zonas

alteradas o fracturadas sobre un basamento duro tipo cristalino. Las zonas más

conductoras corresponden en este caso a las zonas más alteradas, donde se tendrá

más posibilidad de encontrar agua.

4.5 LOS EQUIPOS DE MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD

En la mayoría de los casos los aparatos de medición de la resistividad del suelo

incluyen la emisión de corriente y medición del potencial en la misma caja.

Los aparatos tipo SYSCAL JUNIOR (400V, 50W, 0.8A) y SYSCAL R2 (800V, 2A,

250W con batería y 1200W con grupo electrógeno) son de esta categoría.

En los casos de resistencia de electrodos muy elevada o de profundidad de acuíferos

muy grande, se pueden utilizar emisores tipo VIP 4000 (4kW, 3000V, 5A) o VIP


24

10000 (10kW, 3000V, 10A) separados de los receptores tipo ELREC 6 (6 dipolos) o

ELREC 10(10 dipolos).

La compensación automática de los potenciales naturales (Polarización Espontanea)

y el apilamiento de los datos permiten disminuir la influencia relativa del ruido para

mejorar la calidad de las medidas. Una tendencia reciente en prospección eléctrica

consiste en utilizar sistemas de conmutación automática de electrodos para realizar

rápidamente secuencias de medidas preseleccionadas y obtener imágenes de

resistividad del subsuelo que combinan los efectos de sondeo vertical y de perfilaje

horizontal.

En unos tipos de aplicaciones puede ser interesante medir también la cargabilidad de

los terrenos que traduce la aptitud de las rocas de almacenar y devolver cargas

eléctricas cuando se transmite y se corta una corriente eléctrica (Polarización

Inducida).

En estudios hidrogeológicos, este parámetro puede ser indicador de material

arcilloso. Los ejemplos de aplicación que siguen describen el uso de diferentes

dispositivos de electrodos en la búsqueda de aguas subterráneas.


25

4.6 CONSIDERACIONES MATEMÁTICAS SOBRE EL QUE SE

FUNDAMENTA EL MÉTODO DE LAS RESISTIVIDADES

Antes de comenzar el método es necesario hacer unas consideraciones teóricas, sobre

el que se fundamentan.

A) La ley de la conservación de la carga puntual

B) La ley de Ohm

Considerando el caso de régimen estacionario la densidad de carga espacial será

constante y la ley de la conservación de la carga se simplifica a:

No hay acumulación de cargas en el sistema

Haciendo uso de las leyes fundamentales para régimen estacionario y cuerpos

isótropos tenemos:

Debido a que no hay variación del vector densidad de corriente en todas las

direcciones (x,y,z)


26

La conductividad es constante dentro del medio, al igual que la densidad de corriente

eléctrica no varía en ninguna de las direcciones (x,y,z)

Variación (gradiente V)= 0 “nulo” „³ Que es la ecuación de Laplace (Cuanto varia el

potencial con respecto a una distancia)

Vamos a aplicarlo ahora al estudio de un medio formado por un terreno infinito,

homogéneo e isótropo


27

Para ello aplicaremos el Laplaciano en coordenadas esféricas:

Como el sistema presenta simetría con respecto a . y a ö, el potencial depende sólo de

la distancia r al electrodo, con lo que la ecuación de Laplace se reduce a:


28

Para encontrar A relacionamos el potencial V a la corriente I, conocida por la

Ley de Ohm.


29

La corriente sigue un camino radial a partir del electrodo. La corriente que

atraviesa una superficie esférica, entonces es igual a:

Utilizando la ecuación

Por lo tanto


30

OTRA FORMA DE DEMOSTRAR (V)

La Corriente se distribuye radialmente


31

4.6.1 POTENCIAL ELÉCTRICO EN EL SUELO CASO DE UN ELECTRODO

EN SUPERFICIE

4.6.2 DISPOSITIVOS TETRAELECTRODICOS

En la práctica hay siempre dos electrodos de corriente, uno positivo por donde la

corriente penetra en el terreno, y otro negativo por donde sale, por otra parte, lo que

medimos no es nunca un potencial como tal, sino una diferencia de potencial

expresada en voltios.


32

A, B son las tomas de tierra puntuales, denominadas de emisión por donde se

introduce una corriente eléctrica en el terreno de intensidad I, de cualquier fuente de

corriente continua.

Entre dos puntos del terreno y con ayuda de dos tomas de tierra M y N de medición

situados en estos puntos y mediante el correspondiente instrumento de medida, se

miden las diferencias de potenciales que surgen.

4.6.3 POTENCIAL ELÉCTRICO EN EL SUELO CASO DE DOS

ELECTRODOS QUE INYECTAN CORRIENTE EN SUPERFICIE


33


34

Para el electrodo A

El potencial para el electrodo A observado en el punto M:


35


36

4.6.5 DISPOSITIVO WENNER

4.6.6 RESISTENCIA DE CONTACTO


37

Considerando que la gráfica es la de un cable diremos que la resistencia en la misma

es mayor en cuanto mayor longitud tiene el cable y es mucho menor cuanto más

grande sea su superficie.

Si el cable es de cobre la resistencia tiende a cero, sin embargo, si el cable fuese de

caucho la resistencia va a ser elevadísima, prácticamente no va a pasar corriente.


38

; Justamente es en este punto tiene una resistencia muy grande, en

teoría como lo acabamos de demostrar tiene una resistencia infinita.

Para , = 4 y un radio de r1=1 y r2=2 R = 1

Para , = 4 y un radio de r1=2 y r2=3 R = 1/3

Para , = 4 y un radio de r1=3 y r2=4 R = 1/6

. . .

Esto quiere decir que cuanto más me alejo del electrodo la resistencia de cada

una de las semiesferas (grosores) es cada vez más pequeña.

La corriente I va atravesando sucesivamente capas semi-esféricas cuyas resistencias

respectivas decrecen con el cuadrado de la distancia.

Por lo tanto las capas de mayor radio influirán muy poco en la resistencia total, que

dependerá esencialmente de las próximas al electrodo.(Ernesto Orellana,

1972) La resistencia de contacto de los electrodos es el factor que limita en la práctica

el valor de la intensidad I. El medio más conveniente para aumentar ésta no es

elevar la tensión del generador, sino disminuir las resistencias de contacto de los

electrodos A y B. Para esto puede emplearse alguno de los siguientes procedimientos


39

e incluso, si fuese necesario, todos ellos simultáneamente. Clavar más profundamente

los electrodos (no en las primeras estaciones)

Disminuir la resistencia del terreno en contacto con los electrodos regándolos

con agua salada. En consecuencia de lo que se acaba de explicar se puede decir que

en el circuito de emisión donde inyecto corriente en A y en B se obliga a que pase

dicha corriente.

Se puede decir que I es más o menos aproximado a la diferencia de potencial sobre la

resistencia.

4.6.7 RESISTIVIDAD TRANSVERSAL Y CONDUCTANCIA LONGITUDINAL

La Conductancia Longitudinal (S) y la Resistencia Transversal (T) de una capa son

respectivamente iguales al cociente y al producto de su espesor por su resistividad.

Donde:

S: Conductancia Longitudinal

T: Resistencia Transversal

e: Espesor de la capa

ñ: Resistividad verdadera


40

Por comodidad, se utilizan los términos Conductancia (S) y Resistencia (T) en lugar

de Conductancia Longitudinal y Resistencia Transversal.

La Conductancia Longitudinal y Resistencia Transversal se conocen también como

“Parámetros de Dar Zarrouk”, estos parámetros geofísicos están relacionados con la

transmisividad del medio.

4.6.8 RESISTENCIA (R)

Mide la oposición al paso de una corriente eléctrica.

La ley de Ohm dice que la corriente está dada por el

cociente del potencial V aplicado a los extremos de

un material, por la corriente I que circula, es decir

que:


41

Sin embargo, en prospección eléctrica la noción de resistencia realmente carece de

significación. En efecto, si se toma dos muestras del mismo material pero de longitud

diferente , estas no tendrán la misma resistencia, mientras que si las dos muestras son de

materiales diferentes el valor de la resistencia podria ser el mismo. Puesto que la resistencia

depende de la geometría del cuerpo debemos basarnos en una propiedad que, sin dejar de

caracterizar la facilidad de dejar pasar corriente, sea independiente de la geometría de la

muestra escogida. Esta propiedad se llama Resistividad Eléctrica.

4.6.9 RESISTIVIDAD ELECTRICA ( )

Está directamente relacionado a la resistencia puesto que también se le asocia a la

dificultad del paso de corriente, pero en este caso se debe a las características físico

químicas de la roca y a la presencia de un factor adicional que involucra la forma

como se mide el valor de la resistencia. A este valor se le conoce como factor

geométrico y será visto con mayor detalle más adelante.

Su unidad de medida es el m (ohm.m-1).

La resistividad eléctrica es una de las magnitudes físicas de mayor amplitud de

variación, es la propiedad física que muestra los más fuertes contrastes en geofísica.


42

4.6.10 CONDUCTIVIDAD ( )

La conductividad es simplemente la inversa de la resistividad y nos indica el grado

con el cual la roca deja fluir la corriente por medio de ella.

Su unidad de medida es el siemens.

Los cuerpos eléctricamente conductores lo son porque permiten el paso a su través de

portadores de cargas eléctricas. Estos portadores pueden ser electrones o iones, por lo

que puede distinguirse dos tipos de conductividad: electrónica e iónica.

Son conductores electrolíticos todas las soluciones acuosas de sales, el ejemplo más

típico es el de sal en agua; ambos componentes, el agua pura (no se encuentra en la

naturaleza) y sobre todo la sal seca son extremadamente pobres conductores en su

estado natural.


43

4.7 RELACION DE LA RESISITIVIDAD DE LAS ROCAS CON SU

ESTRUCTURA

ISOTROPIA Y ANISOTROPIA

Propiedad que presentan algunos cuerpos, de que una magnitud física (en nuestro

caso la conductividad), sea la misma en cualquier dirección.

Por el contrario, se define como anisotropía la propiedad de que la conductividad

varié con la dirección que se considere dentro del cuerpo.

Cuando en una roca el esqueleto mineral y poros están orientados en el espacio

desordenadamente, la resistividad de la roca será la misma en cualquier dirección.

Cuando en una roca el esqueleto mineral y poros tienen forma alargada. Esto lleva a

que las condiciones de paso de la corriente en la roca sean distintas para las diversas

direcciones.


44

4.8 RESITIVIDAD VERDADERA

A una roca como conductor de la corriente eléctrica, se le puede considerar como un

agregado que consta de un esqueleto sólido mineral, de liquidos y gases. En la

resistividad de un tal agregado influyen los siguientes factores:

X La resistividad de los minerales que forman la parte sólida de la roca (su esqueleto)

X La resistividad de los líquidos y gases que rellenan los poros de la roca

X La humedad de la roca

X La porosidad de la roca

X La textura de la roca y la forma y distribución de sus poros

X Los procesos que ocurren en el contacto de los líquidos de los poros y el esqueleto

mineral

En condiciones naturales la resistividad mínima (1 m ) la poseen las aguas

profundas fuertemente mineralizadas y también las marinas. La resistividad de las

aguas subterráneas oscila, en función de su mineralización entre 10 -2y 10 ² m.

Las resistividades muy altas (del orden de decenas y centenas de m corresponden a

aguas fluviales débilmente mineralizadas, tienen aún mayores resistencias (hasta

1500 m) a causa de su escasa mineralización las aguas de lluvia.

4.8.1 RESISTIVIDAD EN ROCAS SEDIMENTARIAS

Se caracterizan por resistividades bajas en comparación con los otros tipos de rocas.

Esto se explica por su gran porosidad y, en caso de yacer bajo nivel de las aguas

subterráneas, también por su humedad elevada.

Sin embargo entre las rocas de estos grupos se pueden encontrar algunas rocas que se

caracterizan por una resistividad elevada. A ellos pertenece por ejemplo, las arenas

secas y los sedimentos hidroquímicos compactos y de baja porosidad: Yeso, anhidrita

y otros.

Es característico de las rocas sedimentarias, que la resistividad de las arcillas sea

habitualmente menor que el de las arenas. Esto se explica por una parte, por la

considerable influencia del agua vinculada a la superficie de separación de las fases

sólida y líquida y, por otra, a que en las arcillas a causa de su baja permeabilidad las


45

aguas subterráneas se estancan y aumenta la mineralización a cuenta de las sales

minerales preexistentes en el esqueleto sólido de la roca. La mineralización de esas

mismas aguas en rocas arenosas que filtran bien por lo general es más baja que la

resistividad de estas mismas con precipitaciones atmosféricas dulces.

4.8.2 RESISTIVIDAD EN ROCAS ERUPTIVAS

Se caracterizan por los valores más altos de la resistividad.

La resistividad de las rocas eruptivas compactas se mide por miles y a veces decenas

de miles.

La resistividad de las rocas fisuradas, en el caso que las fisuras sirvan como vías para

la circulación de aguas subterráneas es más baja que la resistividad de estas mismas

en estado masivo (la resistividad de las rocas muy fisuradas alcanza centenas de

m).

4.8.3 RESISTIVIDAD EN ROCAS METAMÓRFICAS

En cuanto a su resistividad ocupan una posición intermedia entre las rocas

sedimentarias y eruptivas. L a porosidad y humedad en las rocas metamórficas

depende principalmente del grado de su metamorfizacion. Neises muy

metamorfizados se mide por miles de m próxima a la resistividad de los

esquistosarcillosos, en estado suficientemente húmedo, puede valer solo algunas

decenas de m.

Resistividad baja: rocas grafitizadas y carbonificadas.

4.9 RESISTIVIDAD APARENTE

Se debe de entender que cada vez que uno realiza cálculos para determinar el valor

de la resistividad del suelo en realidad no determina la resistividad verdadera puesto

que el suelo no es homogéneo, sino una resistividad aparente la cual se encuentra

condicionada a dos aspectos importante:

X El tipo de configuración seleccionado

X Las condiciones resistivas del subsuelo (visto en el apartado anterior)


46

4.10 SONDAJES PARAMETRICOS.

Como es muy sabido, la resistividad de las rocas depende de muchos factores como

para poder atribuírseles un solo valor, ni siquiera un margen moderadamente

pequeño de variabilidad, a la de cada tipo de roca; por el contrario, a cada uno de

ellos se les puede atribuir un campo de variación de unos tres órdenes decimales, ya

que aunque la naturaleza de la roca sea la misma, influyen las condiciones locales de

alteración y de contenido de agua, conductividad de esta, tamaño de granos,

porosidad, metamorfismo, efectos tectónicos, etc. Entonces, dado un valor de

resistividad, tampoco puede identificarse como correspondiente a un solo tipo de

roca.

Por eso cuando se realiza una campaña geoeléctrica, se debe tener en consideración

los SEVs paramétricos, que los efectuaremos junto a perforaciones o en

afloramientos, nos permitirán obtener modelos como información previa.

Aparte de servirnos como mediciones de apoyo, lo harán como calibrado, lo que los

hace muy importantes para la interpretación.


47

CAPITULO V

LABOR DE CAMPO PARA LOS SEV REALIZADOS EN LA ZONA SUR ESTE

DE CHARACATO

5.1 GENERALIDADES

Los resultados obtenidos de un trabajo de SEV, así como de cualquier otro método

geofísico, debe garantizar seguridad y precisión en las conclusiones obtenidas.

Además debe procurarse también, realizar la campaña en el mínimo tiempo posible y

minimizar los gastos, sin descuidar la alta calidad del mismo. Debe tomarse, por todo

esto, las precauciones necesarias para evitar la repetición total o parcial de algún

sondaje.

De acuerdo a los condicionamientos que se presentan en este tipo de estudios tan

económicos como de tiempo, nos lleva a la normalización de las operaciones de

campo, pero esta no debe ser excesivamente regida, sino adaptable a los diferentes

problemas que se puedan presentar en el transcurso de este trabajo.

Los instrumentos usados para la prospección deben poseer una gran exactitud y

sensibilidad conveniente, deben estar bien protegidos para evitar desgastes,

deterioros y tal vez descalibraciones.

El estudio de la prospección eléctrica con el método de sondaje eléctrico vertical

(SEV) que se utilizó para este trabajo en la etapa de campo, se realizó en el mes de

noviembre y diciembre del 2010, con la participación del ing., Jorge Soto y los

alumnos del 8vo semestre de la universidad nacional de san Agustín de Arequipa.


48

5.2 ETAPAS DEL TRABAJO DE CAMPO

En este trabajo de campo de prospección eléctrica, como en todos los de geofísica, se

hace una planificación previa, pudiendo dividirla en varias etapas.

Para una mejor organización de la campaña y entendimiento en el presente estudio

las etapas son las siguientes:

5.2.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En nuestro caso el planteamiento del problema debe estar orientado a la localización

de aguas subterráneas, que constituye nuestro principal objetivo. En el caso de

encontrarse tal recurso, lo que se buscara con este trabajo prospectivo es localizar

capas constituidas por materiales permeables y saturados con agua, así como

identificar la capa impermeable diferenciando una de las otras por el cambio de

resistividades.

Junto con esto debe considerarse todas las características que se presentan en la zona

que se va a prospectar, además de la recopilación de datos topográficos, geológicos,

junto con mapas, esta información previa es de mucha importancia ya que

contribuirá a la solución de múltiples problemas durante la ejecución e

interpretación y por consiguiente en los resultados finales del trabajo geofísico.

Los datos topográficos, nos servirán para reconocer las irregularidades del relieve que

presenta el área, así nos permitirá elegir las zonas más adecuadas para ejecutar la

prospección y evitar interpretaciones erradas.

Los datos geológicos, nos sirven de apoyo para el trabajo geofísico ya que el

conocimiento de las características geológicas del lugar nos ayudaran a comprender

mejor los datos geofísicos y así realizar una óptima interpretación.

Los datos geológicos, tipográficos urbanos, climáticos, de drenaje, de ubicación de

área de trabajo, etc. se tomaran en cuenta.


49

5.2.2 LA ELECCION DEL METODO GEOFISICO

Una vez planteado el problema y tomando en cuenta los datos recogidos

previamente se continua con la elección el método, este debe ser capaz de localizar

con gran seguridad y precisión aguas subterráneas, por las propiedades que presenta

el método de sondaje eléctrico vertical, es el más apropiado para este trabajo, porque

como sabemos el método investiga la distribución vertical de resistividades ajo el

punto sondeado y ante la presencia de una capa saturada por agua frente a otra no

saturada nos dará como resultado una diferencia de resistividades notoria, además de

basarse en la búsqueda de capas impermeables frente a las permeables.

5.2.3 PROGRAMACION DEL TRABAJO DE CAMPO

En esta etapa se incluye cuestiones de organización previa al trabajo de campo

previamente dicho es decir, la realización de un plan de trabajo hecho en gabinete y

basado en los puntos basados anteriormente así podemos aspectos como:

La designación del personal necesario debe estar de acuerdo a la magnitud del

proyecto una vez conformada la brigada geofísica se asignara lo

correspondiente a cada uno de los integrantes de acuerdo a su especialidad,

esta brigada estará conformada por estudiantes con conocimientos en la

aplicación de este método, utilizando esta experiencia para alimentar sus

conocimientos en los cursos respectivos aprendidos.

Para este trabajo se planeo efectuar 9 SEVs y se confecciono tres perfiles

geolectricos, los cuales estuvieron estratégicamente distribuidos a las

exigencias de esta investigación y de la base que se tiene en la información

geológica y topografía del lugar; dando prioridad a las zonas donde se ubican


50

el área verde de la zona de estudio debido a la necesidad de conocer las

características del subsuelo y su posible explotación.

La orientación de las alas de cada SEV se hizo con sumo cuidado, ya que

como sabemos la zona de estudio posee construcciones que podrían dificultar

el estudio, buscando zonas de mejor aproximación de homogeneidad en el

terreno para poder obtener una buena curva de SEV.

El dispositivo que se escogió para este trabajo es el de schlumberger, por las

ventajas que estos presentan frente a los demás.

También se ha designado a cada SEV por un número de orden, el de

ejecución.

La preparación de las hojas de campo donde ya se encuentra establecidos la

separación de los electrodos A B y MN; también está calculado el valor de K

para cada distancia AB/2 y MN. A continuación están las columnas

designadas para apuntar los valores ∆V (diferencia de potencial), I

(intensidad), la columna de ρa ( resistividad aparente que se calcula con los

datos anteriores de la formula (ρa=K∆V/I) y por ultimo una columna

designada para apuntar las observaciones que se presentan en campo las que

ayudaran a la posterior interpretación. Además de todo esto en la parte

superior de la hoja esta un membrete, donde se apuntan datos necesarios para

identificar cada SEV, como nombre del estudio, lugar, numero de SEV,

técnico y asistente, fecha, hora de inicio y hora final.


51

5.2.4 TRABAJO DE CAMPO PROPIAMENTE DICHO

Para realizar las mediciones en campo mediante el método de sondaje eléctrico

vertical, se necesita de una serie de elemento que serán nombrados a

continuación:

Un circulo de emisión, su finalidad es la de hacer circular por el terreno una

corriente eléctrica de intensidad (I) y constante, por medio de dos electrodos de

emisión A y B. este circuito se compone de una fuente de alimentación ( motor

generador), las tomas de tierra de emisión se montan con electrodos hechos de

acero, reuniéndolos en este caso en sartas de 3 piezas, para aumentar la

conductividad de estos electrodos; un amperímetro para medir la corriente(I) y

cable con sus respectivos carretes que los contienen.

Un circuito de recepción o de potencial, este circuito nos mide la diferencia de

potencial ∆V, utiliza la misma fuente de alimentación del circuito de emisión,

está compuesto por dos electrodos de recepción M y N que están hechos de cobre,

este material resulta ser impolarizable; un mili voltímetro. Cable y carretes más

pequeños que los del circuito anterior.

Las características del equipo de resistividad, mencionado en los puntos

anteriores se detalla en la tabla siguiente:

a) Emisor DIAPIR:

Sensibilidad máxima : en micro voltios

Medición de resistividad : 10-1 10-4

Ganancia en 7 valores (G) : 3 - 3000

Colocación de coeficiente geoeléctrico : 100 - 900

Impedancia de entrada : 5 m

Controla automáticamente al emisor.


52

c) accesorios:

Multitester elemento auxiliar del receptor

4 bobinas con cable eléctrico de longitud variable

Electrodos de cobre (impolarizables)

Electrodos de acero (polarizables)

Equipo de radio para comunicación con sus respectivos accesorios

Una batería de 12V

5.2.5 PREPARACION DEL DISPOSITIVO Y EJECUCION DEL SONDEO

La ejecución de un SEV depende en parte de la distancia final AB, por lo que existe

una clasificación de SEV’s de acuerdo a esto:

SEV cortos, con AB final de hasta 200m

SEV normales, con AB final entre más de 200m hasta 2 o 3Km

SEV largos, con AB final comprendido entre 2 o 3 Km hasta 30 o 40 Km.

SEV muy largos con AB final de hasta 1200Km.

En nuestro trabajo utilizamos, según esta clasificación, los SEV cortos.

Ahora describiremos la técnica utilizada en este trabajo:

Se comienza por fijar en el terreno el punto elegido para iniciar el SEV, donde se

llevara todo el equipo, en este punto se coloca una señal ( una piedra), la cual indica

el número de orden correspondiente. Luego se señala el rumbo del sondaje de acuerdo

con lo previsto en el programa del trabajo. Se tienden luego, las líneas de emisión i de

recepción, cabe mencionar, los cables correspondientes tanto para los electrodos AB

como para los MN llevan señales numeradas que indican las sucesivas posiciones de

los electrodos.


53

Primero se tienden los cables de emisión, cuyo centro de medida para ambas alas será

el punto central del SEV, el origen de estos cables, en forma de lasos, se colocan en la

estaca central del metal. Estos cables se llevan hasta la primera separación AB/2,

que para nuestro caso es de 2m, luego en esta marca se clavan las tomas de tierra A y

B (tres electrodos para cada ala respectivamente).

Lo mismo se procede a hacer con los cables de recepción, pero la disposición inicial de

los electrodos MN será de 0.5m y en este caso se pone un electrodo impolarizable a

cada ala en vez de los tres electrodos como se colocaron para A y B.

El resistivimetro se instala cerca del punto de inicio con todas las instalaciones

respectivas para los cables de AB y MN, como fuente de alimentación y excitador de

corriente se utilizan un motor generador (batería), este se coloca muy cerca del

resistivimetro. El equipo de radio debe estar cerca del operador ya que debe estar en

comunicación constante con los encargados de las tomas de tierra AB, situados en

cada ala, ya sea para darles instrucciones o para recibir mensajes de ellos, indicando

que los electrodos ya están clavados, que se les presento alguna dificultad u

obstáculo, etc.

Terminada la preparación el operador lee rápidamente los valores que nos darán la

diferencia de potencial (SP y SI) y la intensidad, anotando estos datos de SEV, en la

hoja de campo, que se explicó en el punto de programación de trabajo de campo.

Para el traslado de los puntos A y B a la siguiente separación AB/2 se debe hacer

luego de que el calculista haya obtenido el valor de la resistividad aparente de los

datos obtenidos por el operador.

La resistividad aparente se lleva a un papel transparente de escala bilogarítmica

donde las distancias AB/2 van en el eje de las abscisas y la resistividad aparente

calculada en el eje de las ordenadas, de esta manera se va dibujando la curva del

SEV construida a partir de cada medición en los diferentes puntos de AB/2 la

construcción de esta curva en campo, se hace con el fin de ir comprobando la calidad

de los resultados que se van obteniendo, ya que de estos dependerá la obtención de

una interpretación optima; se debe repetir y comprobar aquellos puntos que en la

curva muestren mucha variación con respecto a la secuencia.


54

Después de graficar la curva y haber comprobado que todo ande bien; el operador

confirma el cambio de AB a su siguiente punto para esto los electrodos AB se retiran

del suelo y se jala el cable en la dirección señalada hasta encontrar la siguiente marca

donde se tomaran otros datos.

Así se procederá en cada estación correspondiéndole a cada una distancias de AB/2

que van aumentando a medida que se avanza en el sondaje y que son 2, 3, 5, 7.5,

10,15, 20, 25, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300 metros, este último valor fue el

de mayor extensión obtenida en los sondeos, la variación dependió de las condiciones

del terreno con respecto a su topografía.

Los valores de variación de voltaje son muy irregulares variando de estación a

estación, resultando necesario aumentar la separación de electrodos MN.

A esta operación se le denomina empalme, después medir por ejemplo en AB/2= 30m

y MN= 5m se trasladan los electrodos MN a 15m y ahí se realiza otra medida sin

mover los electrodos AB. Las estaciones siguientes de AB/2 se harán con MN = 15m

hasta que sea necesario otro empalme que en nuestro caso sería en el punto AB/2

= 100m.

Después de haber finalizado los sondeos los cables se enrollan se desmonta el equipo

y nos trasladamos al punto siguiente.

Para nuestro trabajo se han realizado 9 SEV con el dispositivo schlumberger

simétricos.


55

5.2.6 CALIDAD DE LAS CURVAS DE CAMPO

Es de máximo interés conseguir la mejor calidad posible de las curvas de campo, es

decir, que debe conseguirse la mayor precisión en las mediciones. Si las curvas de

campo son deficientes, los resultados de interpretación lo serán también.

Es necesario tener bastante cuidado, no solo en la elección del centro y azimut de

cada SEV, sino en todas las circunstancias que pueden influir en las mediciones, tales

como estado de los cables, accesorios e instrumentos, ubicación de los electrodos,

medida correcta de las distancias, etc. Se le debe dar importancia a la curva de

campo y a las mediciones que parezcan dudosas, repitiendo para cada esto dichas

medidas, ya que así nos daremos cuenta de que existe un error en el proceso de

medición, tales como fuga de corriente, errores instrumentales, etc. Y así eliminar

estas causas de error.

5.2.7 AJUSTES DE LAS CURVAS DE CAMPO

Las curvas obtenidas en campo se representan por segmentos, esto se debe a los

saltos de empalme realizado, para poder hacer la interpretación de estas curvas debe

ser corregido, para conseguir una curva continua; para lograr esto se debe hacer una

compensación a la curva de campo. Esta corrección consiste simplemente al

desplazamiento vertical de los trozos correspondientes a los diversos MN hasta que

coincidan. El trozo mayor de MN debe ser el que permanezca fijo (según zohdy –

1975,van zijl-1980, Orellana), por que al estar más distantes dichos electrodos la

zona superficial situada entre ellos es más extensa y representativa, y por qué el

efecto de una hetogeneidad próxima a uno de los electrodos de potencial es tanto más

pequeño cuanto más separados estén estos electrodos.


56

Ubicación de SEVs y Secciones Geoeléctricas

Figura Nº 06 a: Ubicación de los SEVs

Figura Nº 06 b: Ubicación de los SEVs y de las Secciones Geoelectricas


57

5.3. TRABAJO DE GABINETE

Data obtenida de los SEVs 1 al SEVs 9

HOJA DE CAMPO DEL SEV 1

Nombre Del Estudio: Estudio Hidrogeológico con fines de

abastecimiento de agua potable al pueblo joven juventud Characato.

Lugar : Juventud Characato N° SEV: 1

Técnico : Ing. Jorge soto

AB/2 M N K SP PI ΔV I ρa Observaciones

2 0.5 24.74 54 1576 1522 138 273

3 0.5 56.16 102 1109 1007 165 343

3 1.5 17.67 91 2390 2299 158 257

5 1.5 51.18 84 628 544 75 371

7.5 1.5 116.6 63 511 448 112 466

10 1.5 208.3 65 206 141 57 515

10 5 58.9 106 527 421 60 413

15 5 137.4 112 792 680 192 487

20 5 247.4 113 411 298 132 559

25 5 388.8 114 318 204 133 596

30 5 561.6 117 152 35 35 562

30 15 176.7 46 154 108 36 530

40 15 323.3 43 116 73 56 421

50 15 511.8 42 145 103 140 377

75 15 1166.3 40 62 22 80 321

100 15 2082.6 40 73 33 210 327

100 50 589 25 133 108 208 306

150 50 1374.4 21 65 44 252 240

200 50 2474 17 26 9 121 184

250 50 3887.7 16 23 7 164 166

300 50 5615.6 13 19 6 223 151


58




Lugar : . . Juventud Characato N° SEV: 2



2 0.5 24.74 23 249 226 19 294

3 0.5 56.16 24 96 72 19 213

3 1.5 17.67 1 252 251 22 202

5 1.5 51.18 6 82 76 24 162

7.5 1.5 116.6 9 21 12 85 16

10 1.5 208.3 14 28 14 18 162

10 5 58.9 26 82 56 19 174

15 5 137.4 27 339 312 252 170

20 5 247.4 27 60 33 45 181

30 5 561.6 27 47 20 70 160

30 15 176.7 22 78 56 63 157

40 15 323.3 23 31 8 15 172

50 15 511.8 23 81 58 168 177

75 15 1166.3 23 32 9 64 164

100 15 2082.6 22 28 6 90 139

100 50 589 4 26 22 83 156

200 50 2474 15 26 11 290 94

300 50 5615.6 19 22 3 248 68


59







3 1.5 17.67 13 965 952 101 167

5 1.5 51.18 11 393 382 84 233

7.5 1.5 116.6 8 114 106 42 294

10 1.5 208.3 5 202 197 125 328

10 5 58.9 118 829 711 168 249

15 5 137.4 131 501 370 151 337

20 5 247.4 137 321 184 108 421

30 5 561.6 140 280 140 153 514

30 15 176.7 105 519 414 145 505

40 15 323.3 113 136 23 14 531

50 15 511.8 116 237 121 127 488

75 15 1166.3 118 186 68 203 391

100 15 2082.6 120 136 16 99 337

100 50 589 109 158 49 100 289

200 50 2474 129 134 5 91 136

250 50 3887.7 132 134 2 72 108


60







3 1.5 17.67 64 497 433 20 383

5 1.5 51.18 65 134 69 8 441

10 1.5 208.3 65 97 32 18 370

10 5 58.9 52 213 161 23 412

15 5 137.4 48 130 82 33 341

20 5 247.4 47 314 267 237 279

30 5 561.6 47 77 30 83 203

30 15 176.7 75 178 103 81 225

40 15 323.3 75 124 49 78 203

50 15 511.8 74 82 8 22 186

75 15 1166.3 74 77 3 17 206

100 15 2082.6 74 77 3 35 179

100 50 589 95 108 13 38 202

150 50 1374.4 94 95 1 8 172

200 50 2474 92 96 4 80 124

250 50 3887.7 90 96 6 169 138


61







3 1.5 17.67 5 1510 1505 43 618

5 1.5 51.18 5 279 274 19 738

7.5 1.5 116.6 6 90 84 11 890

10 1.5 208.3 8 95 87 18 1007

10 5 58.9 3 248 245 18 802

15 5 137.4 7 280 273 41 915

20 5 247.4 9 266 257 68 935

30 5 561.6 10 54 44 29 852

30 15 176.7 25 66 41 29 250

40 15 323.3 23 34 11 9.2 387

50 15 511.8 23 68 45 71 324

75 15 1166.3 23 37 14 56 292

100 15 2082.6 23 42 19 166 238

100 50 589 94 156 62 176 207

150 50 1374.4 96 105 9 77 161

200 50 2474 98 101 3 45 165

250 50 3887.7 100 102 2 64 121

300 50 5615.6 101 107 6 107 315


62







3 17.67 35 374 339 12 17.67 499

5 51.18 37 176 139 28 51.18 254

7.5 116.6 38 174 136 43 116.6 369

10 208.3 39 74 35 18 208.3 405

10 58.9 82 208 126 18 58.9 412

15 137.4 85 154 69 20 137.4 474

20 247.4 86 158 72 31 247.4 575

30 561.6 87 120 33 32 561.6 579

30 176.7 18 93 75 27 176.7 491

40 323.3 26 256 230 178 323.3 418

50 511.8 25 69 44 54 511.8 417

75 1166.3 25 28 3 11 1166.3 318

100 2082.6 26 31 5 37 2082.6 281

100 589 4 13 9 35 589 151

150 1374.4 23 26 3 23 1374.4 179

200 2474 25 26 1 16 2474 155

250 3887.7 26 29 3 63 3887.7 185

300 5615.6 27 30 3 107 5615.6 157


63







3 1.5 17.67 37 199 162 19 194

5 1.5 51.18 36 96 60 10 188

7.5 1.5 116.6 37 64 27 8 189

10 1.5 208.3 37 547 510 226 194

10 5 58.9 83 1521 1438 226 209

15 5 137.4 78 171 93 26 236

20 5 247.4 76 211 135 54 212

30 5 561.6 75 161 86 68 231

30 15 176.7 37 579 542 178 120

40 15 323.3 29 68 39 22 222

50 15 511.8 13 21 8 7 189

75 15 1166.3 9 113 104 281 182

100 15 2082.6 3 26 23 143 149

100 50 589 14 53 39 140 183

150 50 1374.4 18 25 7 61 164

250 50 2474 20 21 1 8 83

300 50 3887.7 23 25 2 60 83


64



abastecimiento de agua potable pueblo joven juventud Characato.


Técnico: Ing. Jorge soto


3 1.5 17.67 37 199 162 19 151

5 1.5 51.18 36 96 60 10 307

7.5 1.5 116.6 37 64 27 8 394

10 1.5 208.3 37 547 510 226 470

10 5 58.9 83 1521 1438 226 375

15 5 137.4 78 171 93 26 491

20 5 247.4 76 211 135 54 619

30 5 561.6 75 161 86 68 710

30 15 176.7 37 579 542 178 538

40 15 323.3 29 68 39 22 573

50 15 511.8 13 21 8 7 585

75 15 1166.3 9 113 104 281 432

100 15 2082.6 3 26 23 143 335

100 50 589 14 53 39 140 164

150 50 1374.4 18 25 7 61 158

200 50 2474 20 21 1 8 309

250 50 3887.7 23 25 2 60 130

300 50 5615.6 24 26 2 92 122


65



abastecimiento de agua potable pueblo joven juventud Characato.


Técnico: Ing. Jorge soto


3 1.5 17.67 59 2103 2044 120 301

5 1.5 51.18 55 336 281 48 300

7.5 1.5 116.6 57 86 29 9 376

10 1.5 208.3 59 373 314 301 217

10 5 58.9 3 1198 1195 294 239

15 5 137.4 5 73 68 47 199

30 5 561.6 23 36 13 29 252

30 15 176.7 22 109 87 66 233

40 15 323.3 17 84 67 106 204

50 15 511.8 15 35 20 47 218

75 15 1166.3 14 24 10 62 188

100 15 2082.6 13 42 29 319 189

100 50 589 39 100 61 177 203

150 50 1374.4 32 37 5 38 181

200 50 2474 29 31 2 26 190

250 50 3887.7 29 32 3 65 179

300 50 5615.6 29 30 1 65 86


66

5.4. ANÁLISIS DE DATOS

Se realizaron 9 Sondajes Eléctrico Verticales (SEVs), se utilizó el Software IPI2WIN

para procesar los datos obtenidos de los ábacos, COREL DRAW 13.0 para realizar los

Cortes Geoeléctricos y GOLDEN SURFER 9.0 para realizar las Cartas de Resistencia

Tranversal Total y del Horizonte Productivo, Cartas de Conductancia Longitudinal

Total y del Horizonte Productivo, Carta de Isópacas, Carta de Isóbatas al piso para el

Horizonte Productivo y en 3D, Carta de Isóbatas al techo para el Horizonte Productivo y

en 3D, Carta de contraste entre Isóbatas del techo y piso productivo, Carta de

Resistividad del Horizonte Productivo.

COORDENADAS GEOGRÁFICAS DE LOS SEVs

latitud longitud SEV

8176727 233916 SEV 001

8176749 233839 SEV 002

8176706 233990 SEV 003

8176594 233954 SEV 004

8176491 233924 SEV 005

8176511 233853 SEV 006

8176531 233776 SEV 007

8176637 233819 SEV 008

8176615 233882 SEV 009

Tabla Nº 1: Tabla de coordenadas geográficas de ubicación de los Sevs.


67

CAPITULO VI

INTERPRETACION DE LOS SONDAJES ELECTRICOS VERTICALES

6.1 GENERALIDADES:

La finalidad de un trabajo de SEV, así como de cualquier otro método geoelectrico,

es determinar la estructura del subsuelo de la zona de estudio. Para cumplir esto se

debe obtener la distribución de las resistividades y espesores de las capas que

componen el subsuelo y buscar el significado geológico de tales resistividades y

espesores de las capas que componen el subsuelo, con las que se pasa de un corte

geoelectrico a un corte geológico.

La base de la interpretación son las ideas geológicas sobre el carácter del corte y el

conocimiento de la resistividad de las rocas. Además, se debe insistir en que los datos

obtenidos en el campo han de ser los más exactos que se pueda, para que las curvas,

sobre las que se van a sacar las conclusiones del estudio, se acerquen lo más posible a

la realidad. Los métodos de interpretación de los resultados del SEV, pueden

dividirse en cuantitativos (cuantifican cada una de las resistividades y espesores del

corte geoelectrico, mediante curvas patrón) y cualitativos (evalúan las cualidades de

los datos de campo, mediante, los mapas de T,S, ISO resistividades, etc.) ambos

están estrechamente relacionados entre sí.

Efectuar una evaluación cualitativa de los datos de campo, con lo que se tienen una

idea tentativa de las características geológicas del subsuelo.

La interpretación no puede sujetarse a una sucesión de técnicas mecánicas, sino que

la labor del interpretador, si bien basada en sólidos conocimientos de la teoría,

requiere ciertas dotes de imaginación y creatividad.


68

6.2 INTERPRETACION CUANTITATIVA:

Mediante esta interpretación se pretende averiguar o cuantificar la profundidad,

espesor y resistividad de cada una de las capas que componen el corte geoelectrico del

subsuelo del punto investigado, con esto se tendrá una idea de la estructura del

subsuelo, la geometría del acuífero, demostrando estos resultados de interpretación

cuantitativa en la representación de perfiles geoelectricos. El cálculo de los

parámetros geoelectricos, conductancia longitudinal(S) y resistencia transversal (T)

pueden, también, resultar muy interesantes, ya que nos pueden presentar valores de

permeabilidad y granulometría de las capas.

Los datos geológicos proporcionan una útil guía que permite frecuentemente elegir

entre dos soluciones posibles. A veces, por el contrario, los SEVs pueden corregir la

información geológica.

Aunque la interpretación cualitativa puede a veces dar resultados muy útiles, la

verdadera importancia es la cuantitativa.

Para esta interpretación hemos utilizado dos metodologías de interpretación:

Por el método analítico (mediante curvas patrón con el método Chino Ruso o punto

auxiliar de Ebert).

Por el método interactivo (mediante la utilización de un software, Ipi2win).

6.2.1 POR EL METODO ANALITICO:

Para la interpretación cuantitativa de las cuvas del SEV ejecutadas en nuestra zona

de estudio (Pueblo joven “Juventud Characato”), la información de datos de campo

ha sido procesada empleando la técnica del método denominado método Chino Ruso

o punto auxiliar de Ebert, que consiste en la comparación grafica de las curvas de

sondeo observadas en campo con las de una colección de curvas patrón obtenidas

mediante calculo (curvas teóricas-ábacos). Dado la enorme diversidad de casos


69

posibles será preciso disponer de muchos millares de curvas patrón, esta dificultad se

vence en la práctica recurriendo a este método.

Unas ves realizadas la suavización de las curvas de campo (el empalme) se puede

empezar con la interpretación, se utiliza un papel transparente bilogaritmico para

facilitar la interpretación mediante las curvas patrón, por superposición, teniendo así

la resistividad y el espesor de cada capa.

6.2.2 POR EL METODO INTERACTIVO:

Mediante este método, se obtiene valores de resistividad y espesores para cada

horizonte del corte geoelectrico interpretado.

Se introduce en la computadora los datos de resistividad aparente y distancias AB/2,

con los que se trabajó en campo, obtenidas de la curva suavizada demás de estos

datos se introduce las resistividades y profundidades obtenidas con el método

analítico, junto con el número de capas halladas, en unos programas elaborados para

este método denominados ipi2win . Con estos datos el programa calcula valores

teóricos de resistividad y profundidad.

Si la curva obtenida de este programa es correcta se debe asemejar a la curva manual

realizada por el método analítico, si esto no sucede se debe repetir la interpretación.

Este método se utiliza con el fin de afinar nuestros resultados.

Los valores de resistividad y espesor obtenidos de los 9 SEVs, de ambos métodos se

han tabulado en la tabla nº , separados por horizontes geoelectricos.


70

6.3 INTERPRETACION CUALITATIVA:

Consiste en la representación de las diversas características que puede obtenerse de

un sondeo eléctrico, como: napas de diversos cortes ( por la distribución de las curvas

se puede juzgar sobre el carácter del corte dado en la zona), mapas de isobatas para

los diferentes horizontes (construyéndolas tanto a la base como al techo de la capa

saturada podremos obtener la geometría del acuífero), mapas de conductancia

longitudinal o resistencia transversal total o para cada capa mapa de

isoresistividades, etc. Al poner en manifiesto las características del corte geoelectrico

en la zona investigada, la interpretación cualitativa permite: a) obtener una idea

general de la estructura geológica de nuestra zona en estudio, b) caracterizar

cualitativamente la conducta de cada horizonte eléctrico y de esta manera identificar

el horizonte que representa mayor interés para dicho estudio, que para nuestro caso

correspondería al horizonte saturado por agua. En esta interpretación no de

determina espesores ni resistividades en valores absolutos sino relaciones de

desigualdad tales como profundidad máxima o mínima de algún horizonte del corte

geoelectrico en especial los de interés, en la delimitación de áreas de diferente

condición geológica.

6.4 TABLA DE DISTRIBUCION DE RESISTIVIDADES Y ESPESORES CON EL

CORTE GEOELECTRICO PARA LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN,

AREA INGENIERIAS

S.E.V. 1 ρ Alt Alt/D

1 128 1.78 -1.78

2 798 9.71 -11.49

3 347 70.6 -82.09

4 115


71


1 313 1.04 -1.04

2 148 21.4 -22.4

3 421 16.5 -38.9

4 52.2


1 90 2.1 -2.1

2 768 26.2 -28.3

3 226 43.1 -71.4

4 112

S.E.V 4 ρ Alt Alt/D

1 428 1.5 -1.5

2 658 6.19 -7.69

3 129 18.9 -26.59

4 402 34.7 -61.29

5 63.4


1 287 3.34 -3.34

2 962 15 18.34

3 151 132 150.34

4 350


1 514 1.49 -1.49

2 195 4.72 -6.21

3 1330 8.14 14.35

4 204


72


1 210 1.52 -1.52

2 73.8 1.55 -3.07

3 218 52.44 55.51

4 59.8


1 84.7 1.91 -1.91

2 820 22.2 -24.11

3 217


1 354 3.72 -3.72

2 128 9.31 -13.03

3 631 4.11 -17.14

4 200 120

5 80.6


73

6.4.1 ANALISIS Y DESCRIPCION DE LOS HORIZONTES DETERMINADOS CON EL

CUADRO DE DISTRIBUCION DE RESISTIVIDADES Y ESPESORES.

Los datos de resistividades y espesores, que se presenta en el cuadro de

distribución, para cada SEV nos permite analizar las semejanzas y diferencias que

presenta un determinado SEV con respecto a otro y de esta manera poder

determinar los horizontes Geolelectricos, que conforman nuestra columna

estratigráfica, y estos son:

INTERPRETACIÓN:

A lo largo de toda la interpretación nos daremos cuenta de los diferentes tipos de

estructuras que se encuentran a profundidad, los datos obtenidos se encuentran de

los 3 gráficos que nos ilustran la resistividad de cada estructura en cada uno de los

sondajes eléctricos con su correspondiente espesor y/o profundidad.

Horizonte H1:

Este se hace presente en los tres diferentes perfiles que se realizó con una

resistividad regularmente similar en cada punto que se efectuó el SEV. Esta primera

estructura tiene un espesor entre 1.04 a 3.72 m. se le considera como material de

depósitos recientes (rellenos, desmontes, material agrícola, cenizas volcánicas que

tiene una variación de 90 a 354 Ωm esto valores se por el contenido variable de su

composición.

Este tipo de material se encontró en los SEV 2, 4, 5,9 es de pequeño espesor en

algunos puntos, la diferencia de los demás materiales que lo infrayacen puede

deberse también a la forma de sedimentación que tuvo.

Horizonte H2:

Otra estructura también presente en las tres graficas realizadas

anteriormente, con un rango de resistividad mucho más alto que en la primera

estructura por no decir q son las más altas de todo los horizontes determinados.

Tiene un espesor entre 4.72 a 26 m.

Se le considera como conglomerado aluvial muy resistivo con una alternancia de

arenas y gravas de diferentes dimensiones que hacen variar la resistividad, cuyo

espesor varía entre 1 a 35 metros de espesor.

Este horizonte es muy similar al anterior, con la diferencia de que al momento de

sedimentarse tuvo un grado de compactación mucho mayor y por ello alcanza

valores altos de resistividad entre 631 a 1330 Ωm.


74

Horizonte H3:

son depósitos de flujo de ceniza volcánica es muy representativo por la potencia que

posee, estos depósitos en algunos lugares presenta una cierta humedad debido a

propiedad de Osmosis, cuyo espesor varía entre de 18 a 132 m de espesor hasta mas

ya que en algunos Sevs, no se encontró base de la estructura.

Es un material volcánico englobado en una matriz arena-tufácea de poca

consistencia.

En puntos generales hemos tomado este horizonte como nuestro horizonte

productivo ya que es un suelo con una resistencia lo más cercano a la de un agua

potable, es cierto que en alguna zona varia pero la mayor parte es constante.

Al horizonte se considera como material tufáceo (ignimbrita). En esta formación se

encuentra almacenado agua de infiltraciones del volcán pichu pichu y alrededores, ,

que tiene una variación de 80 a 140 Ωm , y q se muestra a los alrededores del lugar en

las pendientes más bajas, ojos de agua que brotan del subsuelo.

Horizonte H4:

En esta estructura está constituido por arenas y gravas según la geología del lugar,

tiene un rango de resistividad de 110 a 253 Ωm.

Este horizonte es probablemente también un conglomerado de arenas y gravas muy

compacto por ello tenemos esas resistividades, pero q sin embargo se filtra hacia

abajo, por fracturas y los espacios vacíos entre los materiales, ya que el siguiente

estrato tiene una gran potencia, con resistividades muy bajas.

Horizonte H5:

Esta última estructura es indeterminado su espesor es por eso las líneas punteadas en

la parte inferior; presenta resistividades bajas las más bajas de toda la zona de

estudio. Es probable que se deba a que este horizonte se encuentre más fracturado ya

que es un suelo muy parecido al anterior q se consideró como acuífero.

Contiene material tufaceo e ignimbritas, ya que el agua del lugar es producto de

infiltraciones. Tiene una resistencia entre 50 a 80 Ωm.

SEV’s 1 2 3 4 5 6 7 8 9

P1 128 313 90 428 287 514 210 84.7 354

E1 1.87 1.04 2.1 1.5 3.34 1.49 1.52 1.91 3.72

P2 798 148 768 658 962 195 73.8 820 128

E2 9.71 21.4 26.2 6.19 15 4.72 1.55 22.2 9.31

P3 347 421 226 129 151 1330 218 217 631

E3 70.6 16.5 43.1 18.9 132 8.14 52.4 ? 4.11

P4 115 52.2 112 402 350 204 59.8 200

E4 ? ? ? 34.7 ? ? ? 120

P5 63.4 80.6

E5 ? ?


75

6.4.2 PERFILES GEOLECTRICOS

En base a la información y correlación de los valores de resistividades y

espesores, de cada uno de los horizontes, descritas en el cuadro de distribución, se ha

confeccionado 3 perfiles geoelectricos los que nos permitirán mostrar la geoforma

interna y la distribución de los estratos geoelectricos en profundidad, también

podremos visualizar la geometría del Horizonte de estudio que en nuestro caso es el

Horizonte3 y para esto se ha tomado como base el plano topográfico como

referencia.

6.4.2.1 PERFIL GEOELECTRICO 1 SEV 5-4-3 (A-A’)

FIG: Nº 7.


76

6.4.2.2 PERFIL GEOELECTRICO SEV 2 ( 7-8-2) C-C’

FIG: Nº8:

6.4.2.3 PERFIL GEOELECTRICO SEV 03-07

FIG Nº 9


77

6.5 CUADRO DE CONDUCTANCIA LONGITUDINAL (S) Y RESISTENCIA

TRANSVERSAL (T) EN EL CORTE GEOELECTRICO PARA EL PUEBLO JOVEN

“JUVENTUD CHARACATO”

CONDUCTANCIA

LONGITUDINA

RESISTENCIA

TRNSVERDAL

1 1.02 13549.3

2 3.09 8407.3

3 1.15 14403.2

4 0.15 2438.1

5 0.87 19932.0

6 2.42 8642.9

7 0.07 1191.7

8 1.02 13549.3

6.5.1 CARTA DE CONDUCTANCIA LONGITUDINAL

Este parámetro geofísico se utiliza para inferir la calidad de los sedimentos en forma

generalizada desde la superficie hasta el basamento, que para nuestro caso es la

estructura impermeable, para el corte geoeléctrico; la variación de las isocurvas nos

muestra la variación de la granulometría de los sedimentos, así podemos decir que, si

obtenemos valores de conductancia longitudinal bajos, nos presenta materiales de

granulometría más fina ; así como también nos indica el grado de permeabilidad,

donde sus valores altos nos indican materiales más permeables.

En base a la tabla anterior se ha elaborado la carta de conductancia longitudinal

total para el área de estudio, de acuerdo a esta a carta se observan que los valores de

conductividad son relativamente bajos y oscilan entre 0.009 y 2.42 ohm .m y esto se

debe a que en el corte geoelectrico existe hetereogeneidad de materiales desde

aluviales – eluviales ( compuestos por arenas, gravas y arcillas) hasta flujos de barro

( compuesta por una matriz areno tufacea arcillosa con clastos volcanicos) ambos

con diferente grado de compactación y humedad.


78

FIG. Nº 10

6.5.3 CARTA DE RESISTENCIA TRANSVERSAL

Este otro parámetro geofísico, nos permite evaluar el área o las áreas donde se

presenta las mejores condiciones de permeabilidad, de las estructuras geoelectricas y

correlacionarlo con su granulometría; la que está en relación directa con la

transmisividad hidráulica de sus materiales, es decir, presenta una relación inversa, a

mayor resistencia transversal menos transmisividad.

Esta carta, también se ha elaborado en base a la tabla anterior, esta nos da una idea

general del comportamiento de la resistividad transversal de todo el corte

geoeléctrico así podemos decir que las zonas que presenta la mayor resistencia

transversal se ubican en los SEVS 5 y 6 del mismo modo, el máximo valor es de

19932 ohm . m2, disminuyendo hacia valores intermedios en los SEV 9 Y SEV 4

hasta llegar al valor mínimo de 1191 ohm.m2 para el SEV 9


79

FIG. Nº 11

6.6 CARTA DE ISOPACAS PARA EL HORIZONTE PRODUCTIVO

Debido a que este horizonte tiene gran incidencia en el almacenamiento de las

aguas subterráneas se ha considerado representar esta carta, para analizar las zonas

de máximos y mínimos espesor de este así como los valores intermedios. Se ha

considerado como parte de la zona húmeda los valores del Horizonte H3 debido a sus

valores de resistividad.


80

El máximo valor lo observamos en el SEV 7 con un espesor de 145 m,

disminuyendo a medida que avanzamos al espesor de 9 m en el SEV9.

FIG. Nº 12

6.7 CARTA DE ISORESISTIVIDADES AL HORIZONTE PRODUCTIVO

Mediante este mapa nos permite asociar las resistividades con la litología y la

granulometría, y conocer el comportamiento de las resistividades. En la

geofísica nos enseña que las altas resistividades corresponden a material de

granulometría gruesa y las bajas resistividades deben corresponder a la

granulometría fina, aunque no siempre se cumple debido a las características

del suelo y la calidad de agua. En nuestra área de prospección el acuífero más


81

óptimo se encuentra demarcado entre las resistividades entre los 120 y 150

ohm.m alrededor del SEV 9, 4 y 5.

FIG. Nº 13

6.8 CUADRO DE ISOBATAS AL TECHO Y AL PISO DEL HORIZONTE

PRODUCTIVO H3 EN EL CORTE GEOELECTRICO PARA EL PUEBLO JOVEN

“JUVENTUD CHARACATO”

SEV’s ISOBATAS

AL

TECHO

ISOBATAS

AL PISO

1 82.18 200

2 38.94 200


82

6.9 CARTAS DE ISOBATAS AL PISO DEL HORIZONTE PRODUCTIVO H3

Esta carta nos muestra las profundidades desde la superficie hasta la base del

horizonte productivo, con la finalidad de determinar el relieve de la base de este

horizonte de igual manera y por consecuencia también nos sirve para evaluar el

relieve y emplazamiento de la estructura impermeable donde descansa nuestro

acuífero, así podemos indicar, mediante el análisis de sus isocurvas, cual es la zona

más favorable para el entrampamiento del agua.

Para esta carta también se ha tomado en cuenta la topografía del terreno. Del

análisis de la carta isobática deducimos que; la menor profundidad la tenemos en el

SEV 4 con una profundidad de 15 m y el SEV 9 con una profundidad mayor de 6 m,

demostrando un cambio de profundidad un poco brusco formando aquí una

acumulación de mayor humedad, lo que es favorable para un entrampamiento de

agua, por otra parte en el PERFIL nº 2 SEV8 , encontramos un pequeño lente de

humedad, que no es muy importante para nuestro estudio. Esta carta nos ha

permitido observar que esta zona asido parte de una paleocuenca, resultando muy

favorable en las condiciones requeridas para la existencia de un horizonte acuífero.

3 71.4 200

4 7.69 26.59

7 18.34 150.34

9 55.47 200


83

FIG. Nº 13 MAPA DE ISOBATAS AL

TECHO DEL ACUIFERO

FIG. Nº 14. MAPA DE ISOBATAS A LA

BASE DEL ACUIFERO


84

6.10 CARTA TRIDIMENSIONAL DE LAS ISOBATAS TANTO COMO PARA EL

TECHO COMO PARA EL PISO DE UNA ESTRUCTURA ACUIFERA

En el mapa de 3 dimensiones (3D), se puede observar con mayor nitidez la geoforma

en profundidad, del horizonte que es de mayor importancia para un estudio de toda

la zona en que se ejecutan los SEVs.

En nuestro caso, esta carta se ha elaborado con la finalidad de tener una mejor y más

clara idea de la geometría del horizonte acuífero, así como observar y analizar el

emplazamiento del basamento rocoso, con esta carta se puede visualizar claramente

la gradación y la profundidad a la que se emplazan nuestro horizonte de interés.

También se ha elaborado una carta en 3D donde se dibuja en proyección 3 capas (

una carta topográfica referencial, la carta de isobatas al techo de la estructura

acuífera, la carta de isobatas al piso de la misma estructura) ; con el fin de tener una

idea global y mas real del emplazamiento de nuestro horizonte acuífero, con esta

carta se ha podido deducir que zonas presenta mayor y/o menor profundidad con

respecto a la superficie, de igual manera de acuerdo al horizonte impermeable del

mismo modo también se ha podido deducir si existen condiciones para la explotación

de este acuífero, lo que también nos lleva a inferir cuales son las zonas mas

favorables para perforar un pozo de captación y a la vez cuales son las menos

favorables

FIG. Nº 15: MAPA DEL

HORIZONTE PRODUCTIVO

TECHO Y BASE


85

CONCLUSIONES

- La columna estratigráfica local de nuestra zona de estudio está compuesta

por flujos de lodo, flujos de ceniza volcánica, aglomerados y conglomerados

aluviales con diferentes etapas de deposición, diferente grado de

compactación y humedad; y materiales aluviales-eluviales.

- El sistema de alimentación de nuestro acuífero es principalmente por

infiltraciones de aguas meteóricas provenientes de los deshielos del pichu

pichu también se alimenta por precipitaciones pluviales de la zona y

alrededores y por infiltraciones debido a la utilización del terreno como área

de cultivo en la antigüedad.

- El estudio geológico muestra que el tipo de escurrimiento que se presenta en

los flujos de barro de esta zona, es principalmente porosa, por presentar más

homogeneidad en la zona, y un tanto fisurada, por lo tanto decimos que esta

zona muestra posibilidades hidrogeológicas.

- En el subsuelo de la zona prospectada, con la investigación geofísica se ha

determinado que el corte geoelectrico está compuesto por 5 Horizontes cada

uno con características propias de resistividad y espesores.

- De acuerdo a los resultados en el presente estudio geofísico se ha podido

identificar el horizonte 3, el más importante desde el punto de vista

hidrogeológico ya que reúne las características suficientes para considerarse

como una acuífero, se encuentra emplazado en flujos de barro sobresaturado,

de permeabilidad moderada, emplazado en un medio principalmente poros y

algo fisurado, presenta valores de resistividades que van entre 110 – 150 Ωm.


86

RECOMENDACIONES

- Si se quiere una mejor exactitud en la corroboración de los datos obtenido en

este estudio se recomienda realizar un enmallado que abarque mayor área de

estudio y utilizar otro método geofísico como la refracción sísmica que podría

ser completo del que hemos usado

- También se recomienda que en los tendidos de las de los Sevs, se tome más

distancia de AB/2 para así tener mayor profundidad de investigación.

- En caso de que se considere realizar la perforación para la captación de agua

subterránea de esta zona se recomienda realizar un estudio hidrogeológico con

el fin de calcular la reserva de dicho acuífero para que su explotación sea

racionada.

- De acuerdo a los cortes geoelectricos obtenidos se recomienda que el área más

favorable para la ubicación del pozo de exploración-explotación, se ubique

entre los SEV’s 04 y 05 (Sección Geoeléctrica A-A’), con una profundidad

entre 15 y 30 metros, constituido por flujos de lodo y ceniza volcánica.


87

BIBLIOGRAFÍA

Ernesto Orellana Prospección Geoeléctrica

J. L. Astier Geofísica Aplicada a la Hidrogeología

José Cantos Figuerola Tratado de Geofísica Aplicada

Milton Dobrín Introducción a la Prospección Geofísica

Dr. Orlando Macedo Copias del curso de prospección eléctrica

Rocío Ortiz Santillana Estudio Geofísico mediante el método de Sondaje

Eléctrico Vertical para la captación de aguas

subterráneas en el distrito Jacobo D. Hunter –

Arequipa.

V. Iakoubovskii - Liajov Exploración Eléctrica


88

ANEXOS


89

Tabla Nº 1: Resistividades de diferentes Rocas, Minerales y Químicos en Ohm.m


90

Tabla Nº 2: Resistividades y Conductividad de diferentes Rocas y Químicos

Tabla Nº 1: Resistividades de diferentes Rocas, Minerales y Químicos en Ohm.m


91


92

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

24302432243424362438244024422444244624482450245224542456245824602462246424662468247024722474247624782480

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

SEV 3

SEV4

SEV5

SEV6SEV7

SEV8

SEV9

SEV1

SEV2

A

A`

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOFISICA

MAPA TOPOGRAFICO CON SECCIONES GEOLECTRICAS AL SE DE CHARACATO

LAMINA Nº

3

UBICACION: Juventud characatoDISTRITO: CharacatoPROVINCIA: AREQUIPADEPARTAMENTO: AREQUIPA

PLANO TOPOGRAFICO

0 50 100 150 200

1 1


93

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

0 50 100 150 200

MAPA ISOPROFUNDIDADES AL TECHO DEL HORIZONTE PRODUCTIVO

latitu

d

longitud

MAPA DE ISOPROFUNDIDADES AL TECHO DEL HORIZONTE PRODUCTIVO

LAMINA Nº

2UBICACION: Juventud characatoDISTRITO: CharacatoPROVINCIA: AREQUIPADEPARTAMENTO: AREQUIPA

sev 2

sev 1

sev 3

sev 4

sev 5

sev 6

sev 7

sev 8

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

0

6

12

18

24

30

36

42

48

54

60

66

72

78

84


94

3


95

MAPA DE ISOPROFUNDIDADES A LA BASE DEL HORIZONTE PRODUCTIVO

latitu

d

longitud


LAMINA Nº


sev 2

sev 1

sev 3

sev 4

sev 5

sev 6

sev 7

sev 8

sev 9

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

210

220

sev1

sev2

sev3

sev4

sev5

sev6

sev7

sev8

sev9

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

0 50 100 150 200

4


96

5


97

sev1

sev2

sev3

sev4

sev5

sev6

sev7

sev8

sev9

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

MAPA DE ISOPACOS DEL HORIZONTE PRODUCTIVO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA GEOFISICA

MAPA TOPOGRAFICO CON SEVs AL SUR ESTE DE CHARACATO

LAMINA Nº

4

UBICACION: Juventud characatoDISTRITO: CharacatoPROVINCIA: AREQUIPADEPARTAMENTO: AREQUIPA

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

0 50 100 150 200

longitud

6


98

7


99

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

0 50 100 150 200

MAPA ISORESISTIVIDADES DEL HORIZONTE PRODUCTIVO

latitu

d

longitud


LAMINA Nº


sev 2

sev 1

sev 3

sev 4

sev 5

sev 6

sev 7

sev 8

sev1

sev2

sev3

sev4

sev5

sev6

sev7

sev8

sev9

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

8


100

9


101

MAPA ISOCONDUCTIVIDADES AL HORIZONTE PRODUCTIVO

latitu

d

longitud


LAMINA Nº


sev 2

sev 1

sev 3

sev 4

sev 5

sev 6

sev 7

sev 8

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

sev1

sev2

sev3

sev4

sev5

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sev7

sev8

sev9

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

10


102

MAPA DE CONDUCTANCIA LONGITUDINAL AL HORIZONTE PRODUCTIVO

latitu

d

longitud


LAMINA Nº


sev 2

sev 1

sev 3

sev 4

sev 5

sev 6

sev 7

sev 8

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000

sev1

sev2

sev3

sev4

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sev6

sev7

sev8

sev9

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

0 50 100 150 200

11


103

12


104

sev1

sev2

sev3

sev4

sev5

sev6

sev7

sev8

sev9

233800 233850 233900 233950

8176500

8176550

8176600

8176650

8176700

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

19000

20000


LAMINA Nº


0 50 100 150 200

13


105

14


106

15 15


107

16


108


109


110

Documents

Estudio Geoelectrico Al Sur Este de Characato Final