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SONDEOS MAGNETOTELÚRICOS Y ELECTRICO VERTICALES PARA
DETERMINAR ESPESORES DE MATERIALES SUSCEPTIBLES A
MOVIMIENTOS EN MASA. MODELO TEORICO
Noviembre 2014
Preparado por :
Ing. Hugo Bonifaz G, DECTC, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE
Ing. Milton Ramirez , IEE Instituto Espacial Ecuatoriano
Sr. Luis Pazmiño, estudiante ingeniería civil DECTC, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE
2
TABLA DE CONTENIDO
1. INTRODUCCION ......................................................................................................... 3
2. UBICACIÓN DEL ÁREA DEL ESTUDIO ................................................................ 3
3. OBJETIVO .................................................................................................................... 4
3.1. Alcance ................................................................................................................... 4
4. CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS ...................................... 4
4.1. Equipo Ministing .................................................................................................... 4
4.2. Equipo Stratagem.................................................................................................. 6
5. MARCO TEÓRICO ...................................................................................................... 7
5.1. Método Magnetotelúrico ....................................................................................... 7
Teoría ................................................................................................................................. 7
Utilidad de método magnetotelúrico. .......................................................................... 11
5.2. Método Sondeos Eléctricos Verticales ............................................................ 11
Sondeo eléctrico vertical SCHLUMBERGE ............................................................... 11
6. METODOLOGÍA ........................................................................................................ 12
6.1. Ubicación de los Sondeos ................................................................................. 13
CONFIGURACIÓN DEL EQUIPO PARA LA TOMA DE DATOS........................... 13
6.1.1. Configuración Sev........................................................................................ 13
6.1.2. CONFIGURACIÓN MAGNETOTELURÓMETRO .................................. 15
6.1.2.1. Configuración Perpendicular .................................................................. 16
6.1.2.2. Configuración Paralela ............................................................................ 16
7. RESULTADOS ........................................................................................................... 17
7.1. Datos Ministing .................................................................................................... 17
7.2. Datos Stratagem.................................................................................................. 17
7.3. Resultados Sev-Magnetotelurómetro .............................................................. 18
7.3.1. Volumen Obtenido ........................................................................................... 19
8. CONCLUSIONES ...................................................................................................... 20
9. RECOMENDACIONES ............................................................................................. 21
10. BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 21
3
1. INTRODUCCION
La investigación geofísica permite analizar de forma indirecta la conformación de
suelos o rocas, así como también definir una estratigrafía del subsuelo desde la
superficie. Estos métodos son no destructivos y miden parámetros que involucran
propiedades de los materiales, por ejemplo: la velocidad de trasmisión del sonido,
resistencia eléctrica, ondas magnéticas, etc. Mismos que se pueden utilizar para
hallar contactos entre dos suelos con compacidad diferente o entre suelo o roca.
Todos los métodos tienen procedimientos específicos, siendo el objetivo de su
realización la identificación de los contactos entre los diferentes materiales que
conforman la subsuperficie terrestre.
La presente investigación demandó determinar los contactos entre suelo-roca,
roca alterada-roca sana, los resultados permitieron definir los espesores de
materiales susceptibles a procesos de movimientos en masa. Se emplearon dos
métodos: primero sondeo eléctrico vertical y segundo magnetometría, estos
permitieron calcular las resistividades de las capas subsuperficiales e identificar
las profundidades de los horizontes de materiales meteorizados susceptibles a
movimientos en masa en función de dichas resistividades.
Con los datos obtenidos se generó un modelo teórico de espesores de materiales
superficiales que pueden ser movidos pendiente abajo y posteriormente
depositados en los cauces de los ríos.
2. UBICACIÓN DEL ÁREA DEL ESTUDIO
El área de investigación se localiza en el interior de la cuenca del río Guayas,
comprende las micro cuencas de los ríos Cristal, Potosí, Balsas y Pechiche, tiene
una superficie de 518 kilómetros cuadrados, en territorios pertenecientes a los
cantones: Montalvo (provincia de Los Ríos), Chimbo y San Miguel (provincia de
Bolívar) e involucra tres grandes unidades de paisaje: la llanura aluvial, el
piedemonte y la montaña.
4
3. OBJETIVO
3.1. Alcance
Debido a la extensión del área de estudio y previo a un reconocimiento de campo
se determinaron sitios representativos, según la geología, de cada zona para
sobre ellos realizar los sondeos tanto con sondeos eléctricos verticales (SEV)
como con el método magnetotelúrico (MT) de manera que al final se tenga una
medida de los espesores de capas en el subsuelo característicos de cada área sin
necesidad de realizar un excesivo número de sondeos. Estos espesores servirán
para calcular un volumen aproximado de suelos propensos a erosión y
deslizamientos.
4. CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS UTILIZADOS
4.1. Equipo Ministing
El equipo ministing permite realizar mediciones de resistividad eléctrica. Emplea
una metodología muy conocida en ingeniería civil, geológica, y mediambiental.
Consiste en introducir corriente en el terreno y medir el voltaje producido por la
misma en puntos determinados de la superficie. A partir de los valores de la
corriente inyectada y del voltaje medido, puede obtenerse la resistividad al paso
de la corriente eléctrica de suelos y rocas en el subsuelo.
Las características técnicas del equipo utilizado se pueden apreciar el a siguiente
tabla:
Modos de Medidas Resistividad aparente, resistencia, voltaje (PS), polarización inducida (PI), voltaje de
batería
Rango de medidas 400 kohms a 0.1 milliohms (resistencia)
0-500 V voltaje de cambio automático a escala completa
Resolución de medida Max 30 nV, depende del nivel de voltaje
Resolución de Monitor 4 dígitos en anotación de ingeniería.
Corriente de salida 1-2-5-10-20-50-100-200-500 mA.
Voltaje de salida
El usuario puede cambiar entre límite de voltaje bajo o alto para el transmisor (límite de
voltaje 800 Vp-p, ó 320 Vp-p). El voltaje real del electrodo depende de la corriente
transmitida y de la resistividad del subsuelo.
Cambio de la ganancia Automático, siempre utiliza rango totalmente dinámico de receptor.
5
de entrada
Impedancia de entrada >20 Mohms
Voltaje de entrada Max 500 V
Compensación de PS Cancelación automática de voltajes de PS durante la medida de resistividad. PS
constante y variando linealmente cancela completamente.
Tipo de medidas de PI Cargabilidad dominio tiempo (M), medidas en seis ventanas de tiempo y almacenado en
memoria
Transmisión de corriente
de PI ON+, OFF, ON-, OFF
Tiempo de ciclos de PI 1 s, 2 s, 4 s y 8 s
Ciclos de Medida
Promedio función de la medida mostrada después de cada ciclo. El ciclo automático se
para cuándo las lecturas de errores caen por debajo del límite del usuario o se terminan
los ciclos máx. definidos del usuario.
Ciclos de Tiempo Tiempo básicos de medida es 0.4, 0.8, 1.2, 3.6, 7.2 ó 14.4 s según es elegido por el
usuario vía teclado. Cambio automático y conmutación añaden alrededor de 1.4 s
Proceso de señal
Obtención continua de promedias después de cada ciclo completo. Los errores de ruido
se calculan y demuestran como porcentaje de lectura. La lectura se demuestra como
resistencia (dV/I) y resistividad aparente (ohmmoohmft). La resistividad se calcula
utilizando las distancias de electrodos introducidas por el usuario.
Supresión de ruido Mejor que 100 dB en Hz f>20 Hz
Mejor que 120 dB en las frecuencias de lineas eléctricas (16 2/3, 20, 50 & 60 Hz)
Exactitud Total
Mejor que el 1% de lectura en la mayoría de los casos (las medidas del laboratorio). La
exactitud de la medida en el campo depende del ruido del terreno y de la resistividad. El
instrumento calculará y demostrará la estimación actual de la exactitud de la medida.
Calibración del sistema La calibración se hace digitalmente por el microprocesador basado en valores de
corrección almacenados en la memoria.
Configuración Apoyada Resistencia, Schlumberger, Wenner, dipolo-dipolo, polo-dipolo, polo-polo, acimutal, mise-
a-la-masse, PS (absoluto) and PS (gradiante).
Almacenamiento de
datos
El promedio de lectura de resolución completa y el error son almacenados junto con las
coordenadas introducidas por el usuario y hora del día para cada medida. El
almacenamiento se realiza automáticamente.
Capacidad de Memoria En la memoria interna se puede almacenar más de 3000 medidas.
Transmisión de Datos El canal RS-232C disponible para descargar los datos del instrumento a un ordenador de
tipo Window s en el comando de usuario.
Multé-electrodos
automático
El SuperSting está diseñado para hacer estudios de disipaciones dipolo-dipolo
completamente automáticos con el sistema Modo-Doble Automático Sw ift (patente
6,404,203). El MiniSting/Sw ift puede utilizar cualquier otra disposición de electrodo
(Schlumberger, Wenner etc.) usando archivos especiales de comandos programados por
el usuario. Estos archivos son creados en el ordenador tipo MS DOS y descargados en
la memoria RAM del MiniSting RAM y más tarde recuperadas y usadas en el campo. Por
lo tanto no hay necesidad de un ordenador frágil en el campo.
Controles del usuario
20 teclas táctiles, teclado a prueba de inclemencias con entradas numéricas y teclas de
función.
Interruptor On/Off
Botón de medida, integrado dentro del teclado principal.
Interruptor de luz nocturno de LCD (pulsar para iluminar).
6
Monitor El monitor alfanumérico de LCD (4 líneas X 20 caracteres) con la luz nocturna.
Conectores
4 conectores banana, polos enroscados para los electrodos de corrientes y de
potenciales. El conector de 10-polo de KPT para energía externa, R 232C y las
conexiones de sincronización.
Alimentación de energía,
al campo
12/24V DC energía externa, conector en el panel frontal.
La máxima salida de energía se incrementa cuando se utiliza alimentación 24V.
Suministro de Energía 12V, 4.5 Ah NiMH batería interna recargable. Conector externo en el panel frontal, el
instrumento selecciona automáticamente batería externa sí la hay.
Tiempo de operación
Depende de las condiciones, la red de circuitos interna en el modo auto ajusta la
corriente para ahorrar energía. En 20 mA la corriente de salida y 10 kW resistencia de
electrodo, más de 2000 ciclos están disponibles desde un paquete completamente
cargado de batería.
Cargador de batería El cargador con doble paso con la entrada cambiable (115/230 V AC @ 50/60 ciclos)
Peso 6.6 kg (14.5 lb.)
Dimensiones Anchura 255 mm (10"), longitud 255 mm (10") y altura 123 mm (5").
4.2. Equipo Stratagem
El Stratagen es un sistema magnetotelúrico (MT) que se utiliza para medir la
resistividad eléctrica de la tierra en un rango de profundidad de unos cuantos
metros hasta más de un kilómetro. Utiliza tanto señales electromagnéticas
naturales como artificiales para obtener un sondeo eléctrico continuo de la tierra
bajo el sitio de medición (Geometrics, 2007).
Los sistemas MT se utilizan para medir la impedancia eléctrica en la superficie
terrestre utilizando una serie de mediciones simultaneas de fluctuaciones
eléctricas y magnéticas locales del campo, se transforman por Fourier y se
almacenan como espectros de potencia. La impedancia de la superficie es una
función compleja de la frecuencia donde los rasgos de poca profundidad o
cercanos influyen en los datos de frecuencia más alta y las estructuras de más
profundidad o distancia influyen en los datos de baja frecuencia. Un sondeo de MT
brida un cálculo de resistividad vertical bajo el sitio de recepción e indica la
complejidad geoeléctrica en el sitio de sondeo. (Geometrics, 2007).
En sistema Stratagem consiste de dos componentes básicos: un receptor y un
transmisor de impedancias eléctricas.
7
5. MARCO TEÓRICO
5.1. Método Magnetotelúrico
Los materiales que conforman la corteza terrestre tienen ciertas propiedades que
permite caracterizarlos, una de estas es la resistividad, El Stratagen es un sistema
magnetotelúrico (MT) que se utiliza para medir la resistividad eléctrica de la tierra
en un rango de profundidad de unos cuantos metros hasta más de un kilómetro.
Utiliza tanto señales electromagnéticas naturales como artificiales para obtener un
sondeo eléctrico continuo de la tierra bajo el sitio de medición (Geometrics, 2007).
Los sistemas MT se utilizan para medir la impedancia eléctrica en la superficie
terrestre utilizando una serie de mediciones simultáneas de fluctuaciones
eléctricas y magnéticas locales del campo, se transforman por Fourier y se
almacenan como espectros de potencia. La impedancia de la superficie es una
función compleja de la frecuencia donde los rasgos de poca profundidad o
cercanos influyen en los datos de frecuencia más alta y las estructuras de más
profundidad o distancia influyen en los datos de baja frecuencia. Un sondeo de MT
brida un cálculo de resistividad vertical bajo el sitio de recepción e indica la
complejidad geoeléctrica en el sitio de sondeo. (Geometrics, 2007).
En sistema Stratagem consiste de dos componentes básicos: un receptor y un
transmisor de impedancias eléctricas.
En los siguientes cuadros tomados de la bibliografía se anotan rangos de
resistividad tanto para suelos como para rocas. Estos a su vez van a ser utilizados
para interpretar según los registros de resistividad y datos del mapa geológico la
estratigrafía del subsuelo.
Teoría
La energía externa, procedente principalmente de la actividad solar, es el campo
electromagnético primario (Hp) que llega a la superficie de la Tierra. Parte de esta
8
energía se refleja y otra se transmite hacia su interior. La Tierra actúa como un
medio conductor induciendo un campo eléctrico (corrientes telúricas) que dan
lugar a un campomagnético secundario (Hs), (Catalunya, 2014).
La teoría de flujo de campo magnético en la superficie terrestre se basa en la
teoría de las leyes de Faraday, Ampere y Coulomb.
Figura 1.- Hp = campo magnético, Hs = campo magnético secundario,ρρ=
resistividad. Fuente Http://www.igc.cat
Ley de Faraday.- la variación del flujo magnético induce corriente eléctrica en un
conductor, (Larousse, 2012).
Ley de Ampere.- Describe las propiedades de un campo magnético inducida por
una corriente eléctrica. Según esta ley la intensidad del campo aumenta
proporcionalmente al flujo de la corriente y a la longitud del conductor y es
inversamente proporcional al cuadrado de la distancia al conductor.
Ley de Coulomb.- La fuerza de atracción o repulsión entre cargas puntuales en el
espacio es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia que las separa
La técnica para interpretaciones magnetotelúricas en dos dimensiones utiliza la
tansformada de Noblett-Bostick, el algoritmo procesa en serie y en paralelo
impedancias magnetotelúricas (Rodríguez, Esparza, & Gómez-Treviño, 2010).
9
Aplicadas a la curva de resistividad aparente ρa(T), la transformación de Bostick y
la aproximación para distribución resistividad – profundidad y ρB(h), ρN(h) hecha
por Niblett siendo h una “profundidad de penetración” en un medio espacio de
resistividad igual a la resistividad aparente con un período particular definido
como: (Jones, 1983).
ℎ = √𝜌𝑎(𝑇)𝑇
2𝜋𝜇𝑜
Nota: Tome en cuenta que esta profundidad de penetración implica un factor de
atenuación de aproximadamente ½ en lugar de la profundidad de atenuación de la
piel de 1/e.
La resistividad “Bostick”, ”, 𝜌𝐵 (ℎ), , a profundidad h se da por;
𝜌𝐵 (ℎ) = 𝜌𝑎 (𝑇)1 + 𝑚(𝑇)
1 − 𝑚(𝑇)
Donde: 𝑚(𝑇) es la gradiente de la resistividad aparente curva en una es escala
log-log.
𝑚(𝑇) =𝑑 log(𝜌𝑎(𝑇))
𝑑 log(𝑇)=
𝑇
𝜌𝑎(𝑇)
𝑑𝜌𝑎(𝑇)
𝑑𝑇
La transformación “Niblett” da una conductividad a una profundidad desde
𝜎𝑁 (ℎ) = ℎ𝑑𝜎𝑎(𝑇)
𝑑ℎ+ 𝜎𝑎 (𝑇)
Donde𝜎𝑎(𝑇) =1
𝜌𝑎(𝑇). Evidentemente;
𝜎𝑁 (ℎ) = √𝜌𝑎𝑇
2𝜋𝜇𝑜
𝑑 (1
𝜌𝑎)
𝑑√𝜌𝑎𝑇
2𝜋𝜇𝑜
+1
𝜌𝑎
= √𝜌𝑎𝑇𝑑 (
1
𝜌𝑎)
𝑑√𝜌𝑎𝑇+
1
𝜌𝑎
10
(Depende de𝜌𝑎 para asumir T) que, después de la diferenciación de las partes se
convierte en
𝜎𝑁 (ℎ) =−2𝑇
𝜌𝑎 (𝑇 + 𝜌𝑎𝑑𝑇
𝑑𝜌𝑎)
+1
𝜌𝑎
Por lo tanto, 𝜎𝑁(ℎ) = 1/𝜎𝑁(ℎ) esta dado por
𝜎𝑁 (ℎ) = 𝜌𝑎 (𝑇)(1 +
𝑇
𝜌𝑎
𝑑𝜌𝑎
𝑑𝑇)
(1 −𝑇
𝜌𝑎
𝑑𝜌𝑎
𝑑𝑇)
= 𝜌𝑎(𝑇)1 + 𝑚(𝑇)
1 − 𝑚(𝑇)
Entonces, 𝜌𝐵 (ℎ) = 𝜌𝑁 (ℎ) para todas las profundidades h.
Vayan et al. (1980) han presentado previamente una forma de la transformación
Niblett, que implica la estimación del gradiente de log(𝜌𝑎(𝑇)) frente log(√𝑇) , que
después de la manipulación simple, ahora puedes ser reconocida como también
exactamente equivalente a la transformación Bostick.
Una expresión alternativa para la resistividad Bostick a profundidad h ha sido
utilizada por diversos autores (por ejemplo, Weidelt et al., 1980; Goldberg and
Rotstein, 1982). Esta forma, dada por
𝜌𝐵 (ℎ) = 𝜌𝑎(𝑇) (𝜋
2∅(𝑇)− 1)
Emplea la información de fase ∅(𝑇) y se relaciona con el original por “fase
aproximada” (Weidelt, 1972). La expresión anterior tiene la ventaja de no requerir
una estimación de 𝑚(𝑇) para ser realizada, pero 𝜌𝐵 (ℎ) ≠ 𝜌𝐵 (ℎ)y por lo tanto
𝜌𝐵 (ℎ) ≠ 𝜌𝑁 (ℎ) .
11
Utilidad de método magnetotelúrico.
La utilidad es semejante al método SEV, definición de los contactos entre los
materiales del subsuelo, detección del substrato rocoso, detección del nivel
freático, identificación de zonas fracturadas y discontinuas, localización de zonas
contaminadas con lixiviados, estudios geotérmicos, etc. La diferencia es que con
este método se puede alcanzar mayores profundidades de sondeo. Se pueden
alcanzar profundidades cercanas a los 1000 m de profundidad característica que
permite una diferenciación de las capas en el subsuelo a mayor profundidad
5.2. Método Sondeos Eléctricos Verticales
El método SEV se utiliza para definir contactos entre tipos de suelos, profundidad
de rocas sanas y principalmente para identificar cuerpos de interés hidrogeológico
Este estudio geofísico implica la obtención de un modelo de variación de la
resistividad eléctrica aparente de los materiales en función de la profundidad, a
partir de mediciones realizadas en superficie,mediante la medición del potencial
eléctrico, lo cual se logra midiendo la diferencia de potencial, en un par de
electrodos, generada por la inyección de corriente eléctrica,entre otro par de
electrodos.Las medidas obtenidas permiten generar una curva de resistividad
versus profundidad, la que permiten interpreta contactos entre diferentes
materiales a profundidades específicas.
Para realizar la determinación de este potencial normalmente se utiliza una
disposición de electrodos denominados disposición Schlumberguer, que se explica
a continuación.
Sondeo eléctrico vertical SCHLUMBERGE
Consiste en un conjunto de determinaciones de la resistividad aparente,
efectuadas con el mismo tipo de dispositivos lineal y separación creciente entre los
electrodos de emisión y recepción (figura 1).
12
Figura 2.- Principio físico del método geoeléctrico
La profundidad alcanzada por la corriente aumenta a medida que crece la
distancia AB, aunque generalmente no existe una relación de proporcionalidad
entre ambas.En el dispositivo Schlumberguer la resistencia aparente se calcula
con la siguiente fórmula.
𝜌𝑎 =𝜋
4𝑀𝑁(𝐴𝐵2 − 𝑀𝑁2 )
∆𝑉
𝐼
Luego se procede al cálculo de resistividades reales para los diferentes estratos
detectados en profundidadA partir de las mediciones de la intensidad de corriente
inyectada en el terreno, de la caída de potencial y la separación entre electrodos,
es factible det erminar una nueva variable definida como resistividad
aparente. Si el subsuelo es homogéneo el valor obtenido coincide con la
resistividad verdadera del subsuelo. Si el suelo es heterogéneo el valor obtenido
dependerá de las resistividades de las distintas formaciones que atraviesa la
corriente. (SEGMI, 2014). Para caracterizar el suelo en modelo de capas se usan
métodos gráficos, métodos matemáticos o actualmente software de ingeniería
adecuado para el modelamiento del suelo por ejemplo el Software EarthImager 1D
para ministing.
6. METODOLOGÍA
Para cumplir con el objetivo se tomaron estableció la siguiente metodología:
Ubicación de los sondeos, configuración de los equipos para utilizarlos en campo
13
para realizar los sondeos, tratamiento de la información y los respectivos
procedimientos
6.1. Ubicación de los Sondeos
Los sitios de los sondeos se deeterminaron de tal forma que se ubicaran para
cubrir el área montañosa, el piedemonte y la llanura aluvial.
CONFIGURACIÓN DEL EQUIPO PARA LA TOMA DE DATOS
6.1.1. Configuración Sev
Medición de campo
Para la realización de un SEV normal (distancia entre A y B de 250 a 2.500 m) se
requiere de un operador y 3 a 4 ayudantes para mover los electrodos. Pueden
efectuarse entre 3 y 6 por día, en función de la longitud final, la distancia entre uno
y otro y las características topográficas.
14
Luego de establecer la ubicación del sondeo, la dirección de las líneas e instalar
el instrumental de medición en el centro, se colocan los 4 electrodos (A M N B) de
acuerdo al dispositivo a utilizar. Se compensa el potencial natural del terreno y se
lo energiza con una corriente continua de intensidad I en mA(electrodos AB) y se
lee la diferencia de potencial ∆V en mV(electrodos MN). Los valores se anotan en
una tabla y se calcula la resistividad aparente (ρaen Ω.m)
Trabajo de campo
Durante el periodo 11-20 de junio del 2014 el Instituto Espacial Ecuatoriano (IEE)
e Instituto Nacional de Investigación Geológico Minero y Metalúrgico (INIGEMM) y
la Universidad de las Fuerzas Armadas (UFA-ESPE), desarrollaron trabajos de
prospección geológica en varios sectores de las cuencas del los ríos San Luis,
Potosi, Cristal y Pechiche. Los técnicos del INIGEMM acompañados de técnicos
de IEE ejecutaron 17 Sondeos Eléctricos Verticales (SEV) de las siguiente
características.
Tabla de ubicaciones de ensayos SEV.
Código Sector UTM X(WGS-
84) UTM Y(WGS-
84) COTA(msnm) Longitud(m)
SEV 1 SANTA ANA 697760 9798013 1306 360 SEV 2 QUIEBRACHA 701989 9797727 1829 500
SEV 3 GUAPOLOMA 708629 9799275 2335 220 SEV 4 HUILLOLOMA 703001 9801496 1425 140 SEV 5 RAMOSPAMBA 708122 9801652 1852 500
SEV 6 GUALASAY 709439 9811309 2610 500 SEV 7 STA LUCIA 706588 9806808 1574 168 SEV 8 LA TOQUILLA 699167 9806359 1148 500
SEV 9 TRONADOR
GRANDE 697506 9812354 1336 500
SEV 10 UNION
TIANDIAGOTE 701192 9809733 1681 500
SEV 11 TIANDIAGOTE 700973 9808210 1535 500 SEV 12 LA VITALIA 694845 9794623 259 500
SEV 13 RIO CISNE 693302 9800510 92 500 SEV 14 PISAGUA 693599 9803253 178 500 SEV 15 LA PRETORIA 689844 9805180 116 500
SEV 16 LA ESMERLDA 693089 9811504 198 360 SEV 17 CAÑOTAL 698109 9801857 792 440
15
Tratamiento de información.
Luego de registrar la información tomada en campo se procedió a ingresar la
información a Software EarthImager 1D para interpretar los perfiles de los distintos
SEV ejecutados.
6.1.2. CONFIGURACIÓN MAGNETOTELURÓMETRO
Procedimiento
Los datos de registro final de un ensayo con stratagen son semejantes al cuadro
siguiente donde se aprecia, entre otras, la ventana de profundidad (m) vs
resistividad (ohm – m). La identificación de las diferentes capas ya sean suelos
(limos, arcillas, arenas), roca meteorizada, o basamento en profundidad quedan
definidas por los valores de resistividad registrados según la profundidad.
Figura 3.- Tiandiangote (Escuela Abelardo Moncayo). H Bonifaz 2014-06-17
Para realización del ensayo se han tomado las dos opciones de campo tomado de
(Jasgger, 2010)
16
6.1.2.1. Configuración Perpendicular
6.1.2.2. Configuración Paralela
17
7. RESULTADOS
7.1. Datos Ministing
Los espesores de suelos medidos con Ministing en función de la resistividad
medida se registran en la siguiente tabla.
Sitio de
Sondeo Espesor de suelo superficial (m) Resistividad
Tianangote 0 – 41.06; 41.06 – 137.5 54.3; 159.9
Santa Lucia 0 – 38.16; 38.16 -137.5 1092.7; 8626.8
Santa Ana 0 -7.08; 7.08 – 25.18 24.7; 90.1
Quebracha 0 – 15.64; 15.64 – 137.5 183.4; 510.2
Pisahua 0 – 62.3; 62.3 1 -137.50 128.2; 61.3
Vitalia 0 -15.93; 15.93 – 28.21;28.21 – 59.35 52.9;86.4;60.4
La Toquilla 0 – 39.3; 39.3 – 137.5 49.3;853.5
La Pretoria 0 – 10; 10 137.50 142.6; 37.8
La Esmeralda 0 – 10; 10 - 99 142.3;139.8
Quebracha 0 – 20.36; 20.36 - 121 136.8;229.8
Gualasay 0 – 83.48; 83.48 – 137.5 200.6; 1047.5
Tronador 0 – 10; 10 – 137.5 1711.3; 4151.2
7.2. Datos Stratagem
Espesores suelo superficial
El espesor del suelo se ha determinado partiendo de la hipótesis siguiente; los
datos de resistividad determinados con el equipo STRATAGEN definen el espesor
versus la resistividad. Esto permite determinar el cambio entre diferentes litologías
y graficar una columna estratigráfica, por ejemplo, en el área de Santa Lucia,
existen afloramientos de intrusivo muy a completamente alterado, formando un
material arenoso arcillo de color blanco, de grano grueso, donde se determinó un
espesor de 0 m a 46.48 m, el cual subyace a una roca meteorizada con un
espesor de 44.64 m y luego de lo cual se define el macizo en mejores condiciones.
En las tablas siguiente se resumen los espesores de estratos de suelo con
posibilidad de erosionar o deslizarse por diferentes razones tomando como
referencia el sitio del sondeo magnetotelúrico.
18
Espesores en función de resistividad
SITIO DE SONDEO ESPESOR DE SUELO
SUPERFICIAL (M) ZONA
Quiebracha 0 – 47.78 Montañosa
Santa Ana 0 -217.89 Piedemonte
Huilloloma 0 – 19.06 Piedemonte
Guapoloma 0 – 24.82 Piedemonte
Ramos Pamba 0 -44.02; 0 – 60.8 Piedemonte
Santa Lucia 0 – 46.85 Piedemonte
Las Juntas 0 – 71.77 Piedemonte
Gualazay 0 -17.04; 0 – 80.17 Piedemonte
Roncador 0 – 19.29; 0 – 30.78 Piedemonte
Tianangote 0 – 46.33 Piedemonte
Las Juntas 0 - 71.77 Llano
Pretoria 0 – 90.88 Llano
Las Mercedes 0 – 60.72 Llano
Localización de sondeos stratagen
7.3. Resultados Sev-Magnetotelurómetro
Los resultados de espesores calculados tanto mediante SEV como con
STRATAGEN se reúnen para generar conjuntamente con los registros de
topografía superficial un modelo tridimensional de una sola capa en la que la
parte superior corresponde a la superficie del terreno y la capa inferior està
definida por las profundidades calculadas mediante los sondeos.
Sitio Fecha X Y Z Sitio Fecha X Y Z
Quiebracha 12/06/2014 701998 9797740 1831 Gualazay 16/06/2014 710885 9811880 2958
702075 9797737 1821 709395 9811307 2670
Santa Ana 12/06/2014 697908 9798103 1335 Roncador 16/06/2014 697891 9812743 1345
697832 9789040 1313 698008 9812813 1358
Huilloloma 13/06/2014 702952 9801489 1422 Tiandiagote 17/06/2014 700763 9808185 1541
703335 9801414 701056 9808246 1545
Guapoloma 13/06/2014 708605 9799143 2381Unión de
Tiandiagote17/06/2014 701143 9809340 1604
708647 9799248 2376 701223 9809782 1686
Ramos Pamba 14/06/2014 708148 9801627 1858 Pretoria 18/06/2014 690108 9805110 127
707809 9801862 1794 Las Mercedes 18/06/2014 688005 9804080 67
707638 9801886 1793 Santa Lucía 19/06/2014 706505 9806715 1544
Santa Lucía 14/06/2014 706416 9806655 1532 707082 9807464 1677
Las Juntas 41805 704742 9806976 1314
UBICACIÓN SONDEOS STRATAGEN UBICACIÓN SONDEOS STRATAGEN
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7.3.1. Volumen Obtenido
Con los valores de profundidad obtenidos mediante los métodos SEV y
MAGNTETOTELUROMÉTRICO y utilizando el software SURFER y MODFLOW se
procedió al modelamiento en 3D para los sectores:
El modelo contiene una sola capa que corresponde al suelo susceptible a
deslizarse, en los puntos de sondeo se toma en cuenta todo el espesor, en la
rivera de las quebradas y río se ha asumido un espesor de suelo de 1 m.
A) CADIAL – TIANDIAGOTE – UNIÓN DEL TIANDIAGOTE Y RONCADOR;
Cuenca Potosí:
VOLUMEN OBTENIDO: 0.14 km3 de suelo propenso a deslizamiento
B) SANTA ANA – LAS JUNTAS – RAMOS PAMBA – GUAPOLOMA Y
QUIEBRACHA (Corresponden a cuenca de Cristal y Cuenca Balsas)
VOLUMEN OBTENIDO: 4.2km3 de suelo propenso a deslizamiento
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C) ANÁLISIS GENERAL DE TODO EL ÁREA DE ESTUDIO
VOLUMEN OBTENIDO: 5.63km3 de suelo propenso a deslizamiento
Resumen resultados
Sector Volumen suelo propenso a
deslizamiento Km3
Cuenca Potosí 0.14 K m3
Cuencas de Ríos Cristal y
Balsas
4.2 Km3
Toda área de estudio 5.63 Km3
8. CONCLUSIONES
El volumen exacto de suelos propensos al deslizamiento se calcularía
mediante perforaciones en sitio de cada una de las cuencas de tal forma
que se distingan con claridad los contactos entre los estratos. En este
trabajo se aplicado un método indirecto para lograr una medida
aproximada de los espesores de las capas, por tanto el volumen también es
aproximado. Mientras más sondeos se realicen más exacto será el modelo.
Cuando los valores de resistividad real arrojados por software EARTH
IMAGER del MINISTING en los estratos más profundos son muy altos
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(104) estos deben desecharse ya que corresponden a la sumatoria de los
errores deferenciales que se producen al analizar los estratos superiores.
Se ha calculado un volumen aproximado de suelo propenso a deslizamiento
de 5.63 Km3 para toda el área de estudio, en la que se toma en cuenta el
área montañosa y el pie de monte. No se considera el terreno llano
9. RECOMENDACIONES
Realizar más sondeos de preferencia siguiendo una lineación que cubra
desde la montaña el pie de monte y el llano de tal forma que se pueda
realizar un perfil. Para esto es necesario una mayor una logística a mayor
escala.
Se recomienda realizar más investigación principalmente en el área de
Santa Lucia donde los perfiles de meteorización muestras suelos tamaño
arenas poco cohesivas muy susceptibles al arrastre por erosión.
10. BIBLIOGRAFÍA
Catalunya, G. d. (2014). Magnetotelúrica. ICGC Institut Cartogràfic i Goelògic de
Catalunya, 1-3.
Jones, A. (1983). On the Equivalence of the "Niblett" and "Bostick" Tranformations
in the Magnetotelluric Method. Journal of Geophysics, 53, 72-73.
Larousse. (2012). Diccionario Esencial Física. Mexico: Ediciones Larousse.
Rodríguez, J., Esparza, F., & Gómez-Treviño, E. (2010). 2-D Niblett - Bostick
magnetotelluric inversion. Geologica Acta, 8(1), 15-31.
