Escuela Superior de Ingeniera y ArquitecturaINSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

Unidad Ticomn Ciencias de la tierra

Ing. David Camargo Guzmn

Profesor:

Ortega Len Daniela

Ruiz Ortiz Alexis SalAlumnos:

Estudio Geohidrolgico

Trabajo:

San Jos Xacxamayo, San Francisco Totimehuacn, Puebla.Zona de estudio:IntroduccinEl trabajo geohidrolgico fue realizado entre dos localidades: San Francisco Totimehuacn y San Jose Xacxamayo. Ubicado en el estado de puebla, que colinda con los estados de Morelos al sur - oeste, con el estado de Mxico al noroeste, al noreste con Veracruz, al norte con Tlaxcala y al sur con Guerrero y Oaxaca.La localidad deSan Jos Xacxamayoest situado en el Municipio de Puebla (en el Estado de Puebla). Tiene 765 habitantes est situada a 2.000 metros de altitud sobre el nivel del Mar, sus cordenadas geogrficas son Longitud:18 51' 40'' , Latitud:-98 09' 40''San Francisco Totimehuacn se ubica a escasos kilmetros de la capital poblana, al Sur-sureste de la entidad, sobre la carretera que va a la represa de Valsequillo, 8 kilmetros al norte de la ciudad de Puebla.Cuenta con una gran riqueza artesanal y cultural ya que en su territorio se encuentran centros ceremoniales y pirmides toltecas.Su economa es estable en algunos lugares muy pobres y por otro bien desarrollado.La poblacin econmicamente activa en la localidad de San Jos Xacxamayo es de 221 (28.01% de la poblacion total) personas, las que estn ocupadas se reparten por sectores de la siguiente forma:-Sector Primario: 88 (41.31%) (Municipio:1.25%, Estado:28.48%)Agricultura, Explotacin forestal, Ganadera, Minera, Pesca ...-Sector Secundario: 115 (53.99%) (Municipio:33.35%, Estado:29.29%)Construccin, Electricidad, gas y agua, Industria Manufacturera ...-Sector Terciario: 10 (4.69%) (Municipio:65.40%, Estado:42.23%)Comercio, Servicios, Transportes

Vas de accesoSaliendo de la delegacin Gustavo A. Madero del Distrito Federal encontramos las siguientes rutas para llegar a san francisco Totimehuacn:

geologa del lugar.

Como se muestra en la carta geolgica nos encontramos en un ambiente vulcano-sedimentario compuesto principalmente por caliza, aluvin, basalto y andesita. Entre las dos localidades se encuentra una represa que muy probablemente alimente a algn acufero si existe en su alrededor.

UBICACIN DEL AREA DE ESTUDIO

Los Sevs estn ubicados en las siguientes coordenadas:SevXY

15871042085361

25870812085506

35870782085261

45881072085569

55868262088101

Fundamentos Tericos del mtodo utilizadoSEVsExisten diversas tcnicas geofsicas elctricas que miden la resistividad de los materiales, o en caso inverso, la conductividad. Los Sondeos elctricos verticales son una de stas tcnicas. Los Sondeos Elctricos Verticales corresponden a una serie de medidas realizadas alrededor de un punto, en donde se aplica corriente elctrica a cierta distancia para obtener lecturas de resistividad. Estas diferentes medidas que se van realizando, permiten crear una curva que luego de analizada, se interpreta para identificar las profundidades a las cuales se puede encontrar el objetivo de exploracin. Este mtodo permite identificar zonas con potencial de agua subterrnea e intercalaciones de sedimentos. Los Sondeos Elctricos sirven tambin para identificar cuerpos de inters hidrogeolgico y establecer direcciones de flujo de agua subterrnea, espesores de unidades y geometra de cuerpos en el subsuelo.En este caso, el objetivo ser delimitar varias capas en el subsuelo, obteniendo sus espesores y resistividades; posteriormente se identificar el tipo de roca de acuerdo con el valor de su resistividad.Usos:Exploracin de Agua Subterrnea.Medicin de Resistividades Elctricas del Subsuelo.Medicin de espesores de aluviones (Depsitos de tipo aluvial), tales como gravas y arenas de ro.Exploracin de interfases Aluvin Roca (Depsitos de tipo aluvial), para depsitos aurferos de tipo aluvial.Ubicacin de la superficie de corte en deslizamientos.Fundamentos de los SevsPara poder entender cmo funciona un Sev y poder entender los datos que este nos proporciona, debemos entender los fundamentos elctricos en los que se basa un Sev.-Carga elctrica y campo elctricoUna carga elctrica, ya sea positiva o negativa, genera a su alrededor un campo elctrico que atrae a otras cargas de signo contrario y repele a las cargas de su mismo signo. la fuerza con que el campo repele o atrae una carga unitaria se denomina Intensidad de campo.Si existen varias cargas elctricas, la fuerza con que una carga q es atrada o repelida se obtendr sumando los vectores debidos a cada uno de los campos existentes. La unidad de carga elctrica es el Coulomb.

-Potencial elctrico y diferencia de potencialEl potencial de un campo elctrico es el trabajo en un punto que realiza el campo para repeler una carga de 1 coulomb hasta el infinito.Diferencia de potencial entre puntos de un campo elctrico es el trabajo que hay que realizar para mover una carga de 1 coulomb de un punto a otro contra las fuerzas del campo.La unidad es el voltio. Entre dos puntos de un campo elctrico hay una diferencia de potencial de 1 voltio cuando hay que efectuar un trabajo de 1 julio para mover un coulomb de un punto a otro.-Superficies equipotencialesSon el lugar geomtrico de los puntos que tienen el mismo potencial. Aunque se trata de superficies tridimensionales, cuando hacemos una representacin en un papel, la traza de la superficie equipotencial sobre el papel es lo que llamamos lnea equipotencial.-Intensidad de flujo elctricoSi existen cargas elctricas libres en un campo elctrico, se movern empujadas por las fuerzas de campo. La medida de este flujo de cargas elctricas es la intensidad. La unidad es el Ampere, se dice que por una seccin est circulando una intensidad de un amperio cuando est pasando un coulomb por segundo.-Resistencia, resistividad y ley de Ohm.Experimentalmente se demuestra que la intensidad de corriente que atraviesa un cuerpo por unidad de seccin es linealmente proporcional al gradiente del potencial (V/l). Por lo tanto, para una seccin cualquiera, ser:

Donde la constante de proporcionalidad C, es la Conductividad del material.La resistencia que opone un cuerpo al paso de la corriente elctrica es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional a la seccin. La constante de proporcionalidad lineal (ro) es la resistividad, un parmetro caracterstico de cada material.

Como la Conductividad (C) es el inverso de la resistividad ():

Despejando C y sustituyendo en la primera frmula, obtenemos:

La unidad de resistencia de la intensidad, es el Ohm (). Un cuerpo ofrece una resistencia de 1 ohm cuando sometido a una diferencia de potencial de 1 voltio circula a travesde el una intensidad de corriente de 1 amperio.Resistividad de los materiales naturalesLa resistividad en los materiales naturales vara desde hasta en micas. Los valores de la resistividad en una roca estn determinados principalmente por el agua que contienen, fundamentalmente por la porosidad y por la salinidad del agua. Todo esto hace que la resistividad de cada tipo de roca presente una gran variabilidad. En general, en el campo encontraremos valores de este orden:-Rocas gneas y metamrficas inalteradas: > 1000 m-Rocas gneas y metamrficas alteradas, o fuertemente diaclasadas: 100 a 1000 m-Calizas y areniscas: 100 a ms de 1000 m-Arcillas: 1 a 10 m-Limos: 10 a 100 m-Arenas: 100 a 1000 m-Gravas: 200 a ms de 1000 m

Es importante que en materiales detrticos, la resistividad aumenta con el tamao de grano.Por lo tanto, en una investigacin geohidrolgica en materiales detrticos, buscaremos resistividades elevadas que indican los materiales ms gruesos; mayor permeabilidad.

En rocas compactas, buscaremos resistividades ms bajas, que indicarn las zonas en que la formacin presente la mayor fracturacin y/o alteracin. En este caso tambin puede que las zonas o niveles de menor conductividad tampoco sean permeables si los planos de fracturacin han sido colmatados por arcillas de alteracin.

En una regin determinada, la experiencia nos indicar que valores concretos de resistividad presenta cada una de las formaciones. En otras ocasiones, estos valores pueden obtenerse de diagrafas o realizando sondeos elctricos en el mismo punto donde exista una perforacin de la que conozcamos la columna litolgica.

Medida de la resistividad en un punto y resistividad aparenteSupongamos que introducimos una corriente de intensidad I en el suelo en un punto A, y mediante la Ley de Ohm calculamos la resistencia R, que opone al paso de esta corriente un casquete (semiesfrico) de radio r y espesor dr.

Aplicando la expresin:

Y sustituyendo el valor de R por el obtenido:

Integrando, resulta:

Para introducir esa corriente, debe existir otro electrodo B, por lo cual el potencial generado en el punto M ser igual al producido por A menos el producido por B. Aplicando dos veces la ltima expresin y restando, obtenemos el potencial en el punto M:

Pero en la practica no medimos el potencial en un punto, medimos la diferencia de potencial entre dos puntos M y N, aplicando la ultima expresin al punto N resulta:

Por lo tanto, la diferencia de potencial entre lo puntos M y N ser:

Despejando la resistividad

Simplificamos y llamamos K a la segunda fraccin, asi obtenemos la formula que se utiliza en campo, en cada medida:

La constante K se denomina coeficiente geomtrico del dispositivo del dispositivo, depende solamente de las distancias entre los cuatro electrodos. Si se trabaja con distancias predeterminadas, los valores de K ya se llevan calculados. Dispositivos electrdicosEn trabajo real, los cuatro electrodos se colocan con una estructura determinada, es lo que se denomina dispositivo electrodico.Los ms utilizados disponen los cuatro electrodos alineados y simetricos respecto del centro, aunque hay otros dispositivos en que no estn alineados.En el dispositivo Schlumberger, la distancia MN es pequea en relacin con AB, generalmente AB/5>MN>AB/20. En la practica, MN se mantiene tan pequeo como sea posible siempre que se puedan conseguir lecturas correctas del voltmetro.El dispositivo Wenner, mantiene idnticas las tres distancias: AM=MN=NB, de modo que si se mueven A y B, tambin hay que mover M y N.

Realizacin de un SEVLas distancias a las que se sitan los electrodos dependen de los objetivos planteados y del modo de trabajo del investigador. Las distancias se van espaciando de modo que al representarse en escala logartmica queden equidistantes.Los resultados se representan en un grafico logartmico: en abscisas la distancia AB/2 de cada medida y en ordenadas la resistividad aparente de cada punto. Esta curva es la que vamos a interpretar.

Cortes geolgicosUn SEV puede realizarse sobre cualquier combinacin de formaciones geolgicas, pero para que la curva de resistividd aparente obtenida sea interpretable, el subsuelo debe estar formado por capas horizontales y homogneas. Un corte geolgico de n capas se compone de los siguientes datos: n valores de resistividad y n-1 espesores, pues no se conoce el espesor de la ultima capa.Cortes de dos capasSolamente pueden presentarse dos posibilidades: y

Cortes de tres capasCuando el subsuelo se compone de tres capas, se admiten cuatro posibilidades:Tipo H: La segunda es la menos resistiva de las tres, es decir Tipo K: La segunda es la mas resistiva de las tres, es decir Tipo A: La resistividad va aumentando con la profundidad, es decir Tipo Q: La resistividad va disminuyendo con la profundidad, es decir

Curvas de cuatro y ms capas

Un corte geolgico de cuatro o mas capas se descompone en intervalos de 3 en 3, dndole la nomenclatura correspondiente a cada tramo de 3. Por ejemplo, en la imagen vemos que las tres primeras formas un tipo H, La segunda, tercera y cuarta dan lugar a una tipo K, y finalmente tercera, cuarta y quinta son de tipo Q.Por lo tanto, el corte completo, una vez interpretado se dira que es de tipo HKQ.

Interpretacin de las curvas de resistividad aparenteAntes de interpretar una curva cuantitativamente se debe razonar cualitativamente el numero de capas y la nomenclatura del corte. La primera fase de la interpretacin consiste en conseguir el corte geoelectrico, formado por espesores y resistividades. Esto puede realizarse superponiendo la curva obtenida en el campo a grficos patrn o mediante programas de ordenador.La segunda fase de la interpretacin es convertir el corte geoelectrico en un corte geolgico. En esta etapa se precisa de un conocimiento geolgico de la regin, pues ya hemos comentado que, aunque intentamos reconocer las formaciones por su resistividad elctrica, un valor determinado puede corresponder a diversos tipos de roca. Esta incertidumbre puede solucionarse si se han realizado en la zona otros SEV en lugares en que se disponga tambin de datos geolgicos. De este modo se habr tomado nota de una equivalencia entre litologas y resistividades en esa zona.