DIAPOSITIVAS_RESISTIVIDAD_ELECTRICA.pptx

Explica el ensayo de Resistividad electrica en mecánica de suelos.

1. RESISTIVIDAD ELECTRICA

2. DEFINICION: La resistividad eléctrica (ρ) de un material describe la dificultad que se encuentra la corriente eléctrica a su paso por él. De igual manera se puede definir la conductividad como la facilidad que encuentra la corriente eléctrica al atravesar el material. La resistencia eléctrica que presenta un conductor homogéneo está determinada por la resistividad del material que lo constituye y la geometría del conductor. Para un conductor rectilíneo y homogéneo de sección “S” y longitud “l” la resistencia eléctrica es:        

3. COMO SE MIDE El perfil de la resistividad del suelo determinará el valor de la resistencia a tierra y la profundidad de nuestro sistema de puesta a tierra. Para medir la resistividad del suelo se requiere de un terrómetro (llamado en otros países: telurómetro) o  Megger   de tierras de cuatro terminales.

4. FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTIVIDAD DEL SUELO 1: NATURALEZA DEL SUELO

5. 2: HUMEDAD 3: TEMPERATURA La resistividad del terreno aumenta al disminuir la temperatura, pero cuando el terreno se enfría por debajo de cero grados Celsius el agua se congela.

6. 4 : CONCENTRACIÓN DE SALES DISUELTAS 5: COMPACTACION Cuando los suelos se compactan a una mayor energía, la relación de vacíos y la resistividad disminuyen ya que se logra una mejor conducción a través del agua que se pueda contener el suelo Al presentarse una mayor concentración de sales disueltas en el agua que se encuentra en el suelo, la conductividad se incrementa y como consecuencia la resistividad disminuye

7. 4 : CONCENTRACIÓN DE SALES DISUELTAS Los terrenos por lo general no son homogéneos, formados por diversas capas de resistividades y profundidades diferentes, estas capas debido a la formación geológica en general son horizontales y paralelas a la superficie del terreno

8. METODOS DE PRUEBA 1: Método De Wenner O De Cuatro Electrodos Es el método más empleado y consiste en enterrar varillas (electrodos verticales) a una profundidad b y espaciados a intervalos uniformes a. Mediante un teluro metro, se hace circular una corriente de prueba I por las varillas externas y se mide con un voltímetro la tensión la tensión V en las varillas internas

9. 2: Método Schulumberger -Palmer Este método permite medir la resistividad con espaciamientos muy grandes entre las varillas de corriente Es similar a la prueba de sonda Wenner , pero utiliza múltiples electrodos de corriente en lugar de solo dos. Esto permite una medición más detallada y precisa de la resistividad del suelo. como se puede observar :

10. Dónde: c: distancia horizontal entre los electrodos de corriente y tensión. d: distancia horizontal entre los electrodos de tensión. R: resistencia de puesta a tierra medida.     Si la profundidad de los electrodos b es pequeña comparada con la separación d y c entonces la resistividad aparente puede calcularse como:

11. 3: Método Del Electrodo Móvil O De Tres Electrodos En este método se entierran dos varillas cortas a una profundidad b y una varilla más larga a una profundidad h, colocados en línea recta. La profundidad h del electrodo más largo es variado durante la prueba, con el electrodo del medio se toma datos de la tensión V (colocado al 62% del electrodo largo L ) y por el electrodo del extremo se hace circular la corriente I.  

12. COMO SE USA EL EQUIPO se usa para identificar cambios en la composición , humedad , y estructuras del subsuelo . Sirve para obtener una imagen preliminar del subsuelo y ayuda a identificar zonas con diferentes tipos de suelo , contenido de agua , y estructuras geológicas que podrían afectar el diseño y construcción de obras civiles . 1. Fase de reconocimiento del terreno Se utiliza para evaluar la estratigrafía del terreno sin necesidad de excavaciones . Ayuda a localizar zonas blandas , rellenos, capas de arcilla , suelos saturados o roca . Permite trazar un perfil preliminar del suelo que orienta dónde colocar sondeos o calicatas .   2. Procedimiento básico Diseño del perfil geofísico sobre el terreno a estudiar . Instalación de los electrodos en línea recta ( en superficie ). Se inyecta corriente eléctrica en el terreno y se mide la diferencia de potencial . Se calcula la resistividad aparente del suelo a diferentes profundidades . Se usa software de inversión de datos para obtener imágenes en 2D o 3D del subsuelo .

13. APLICACIÓN: Suelos blandos o arcillosos ( resistividad baja). Suelos granulares secos como arenas o gravas ( resistividad alta ). Nivel freático o suelos saturados ( resistividad baja). Presencia de roca ( dependiendo del tipo , puede tener resistividad alta o variable). Zonas de relleno o alteración ( cambios abruptos en resistividad ). Zonas con posibles colapsos o cavidades subterráneas .

14. QUE DATOS GENERAN EL ENSAYO: Resistividad del suelo : Este es el dato principal, expresado en ohmios -metro ( Ω·m ) o en ohmios-centímetro ( Ω·cm ), indica la facilidad con la que la corriente eléctrica fluye a través del suelo .  Estratigrafía del subsuelo : La resistividad varía entre diferentes capas del suelo ( estratos ), lo que permite identificar la presencia de distintos tipos de suelo , como arcilla , arena, grava , o roca .  Profundidad del nivel freático : La resistividad eléctrica suele ser diferente en suelos saturados ( por debajo del nivel freático ) y en suelos secos ( por encima del nivel freático ), lo que ayuda a determinar la profundidad del agua subterránea . 

15. QUE DATOS GENERAN EL ENSAYO: Presencia de materiales específicos: Anomalías en la resistividad pueden indicar la presencia de materiales como roca madre, vetas de minerales, o zonas contaminadas.  Información para diseño de sistemas: Los datos de resistividad son esenciales para el diseño de sistemas de puesta a tierra, protección catódica, y evaluación de la corrosión en estructuras subterráneas.  Correlación con propiedades geotécnicas: La resistividad puede correlacionarse con otras propiedades del suelo como la densidad, la compacidad, y la capacidad de soporte.  Grado de saturación: La resistividad puede indicar el grado de saturación del suelo, lo que es importante para entender su comportamiento mecánico y su capacidad de drenaje.  Posibles contaminantes: La presencia de contaminantes puede alterar la resistividad del suelo, lo que permite su detección. 

16. COMO SE GENERA EL PERFIL ESTATIGRAFICO Para obtener el perfil de resistividad en un punto dado, se utiliza el  Método de Wenner   con espaciamientos entre electrodos de prueba cada vez mayores. Por lo general, para cada espaciamiento se toman dos lecturas de resistividad en direcciones perpendiculares entre sí. La gráfica resultante de trazar el promedio de las mediciones de resistividad (R) contra distancia entre electrodos (a) se denomina perfil de resistividad aparente del terreno

17. EJEMPLOS DE PERFILES DE RESISTIVIDAD Capa superficial arcillosa y húmeda, capa inferior rocosa: Perfil de resistividad ascendente. Para simular su comportamiento se requiere de por lo menos utilizar los valores de 2 capas

18. EJEMPLOS DE PERFILES DE RESISTIVIDAD Capa superficial muy seca, capa inferior arenosa: Perfil de resistividad descendente. Para simular su comportamiento se requiere de por lo menos utilizar los valores de 2 capas.

19. EJEMPLOS DE PERFILES DE RESISTIVIDAD Terreno rocoso y seco: Perfil de resistividad plano. Para simular su comportamiento se puede utilizar la resistividad promedio.

20. Pasos Para Realizar El Perfil Diseño Del Levantamiento Geofísico: Se planifica una línea de medición en el terreno, conocida como transecto. A lo largo de esta línea se colocan electrodos en el suelo con una separación determinada (por ejemplo, cada 1 o 2 metros). Se elige un tipo de arreglo (Wenner, Schlumberger, Dipolo-Dipolo, etc.) según los objetivos del estudio. Medición En Campo: Se utilizan equipos de resistividad eléctrica que inyectan corriente eléctrica al suelo a través de un par de electrodos y miden la diferencia de potencial con otro par. Al variar la distancia entre electrodos, se exploran diferentes profundidades.

21. Pasos Para Realizar El Perfil Procesamiento E Inversión De Datos: Los datos crudos se ingresan en un software especializado (como Res2Dinv , EarthImager u otros), que realiza un proceso de inversión matemática. Este proceso convierte los valores medidos en un modelo de resistividad "real" del subsuelo. Generación Del Perfil Resistivo 2D: El software genera un perfil 2D en el que se muestran los valores de resistividad con códigos de color. Colores bajos (azul/verde) suelen representar materiales conductivos (arcillas, zonas saturadas), mientras que colores altos (rojo/naranja) indican materiales más resistivos (arenas, gravas, rocas compactas).

22. HASTA QUE PROFUNDIDAD SE PUEDE LLEGAR La profundidad alcanzada con la resistividad eléctrica gráfica depende del tipo de dispositivo utilizado, su tamaño y las propiedades del terreno. En general, la profundidad de investigación suele ser un porcentaje del espaciamiento máximo entre electrodos ( na ). Los dispositivos Wenner y Schlumberger pueden investigar hasta aproximadamente el 40% de ( na ) máximo, mientras que el dipolo-dipolo hasta el 30%. La elección del dispositivo también influye: Wenner es sensible a cambios verticales, dipolo-dipolo y polo-dipolo a cambios horizontales, y Schlumberger es un término medio

23. Factores Que Influyen En La Profundidad Dispositivo de medición: Diferentes configuraciones de electrodos (Wenner, Schlumberger, dipolo-dipolo) tienen diferentes capacidades de penetración. Tamaño del dispositivo: A mayor separación entre electrodos (n*a), mayor profundidad de investigación, pero también mayor influencia de la resistividad superficial.  Características del terreno: La composición del suelo, la estratigrafía (capas), la granulometría y el contenido de humedad afectan la resistividad y, por lo tanto, la profundidad de investigación. 

24. Factores Que Influyen En La Profundidad Contraste de resistividad: Si hay grandes diferencias en la resistividad entre capas, la profundidad de investigación puede ser limitada. Ruido eléctrico: La presencia de ruido eléctrico puede dificultar la interpretación de los datos y reducir la profundidad efectiva. 

25. En algunos estudios, se ha logrado investigar hasta 15 metros de profundidad con resistividad eléctrica, detectando fracturas y cambios en la composición del suelo.  En otros casos, se ha investigado a profundidades de 3 metros con resistividad eléctrica para determinar la resistencia de puesta a tierra de electrodos.  En resumen, la profundidad de investigación con resistividad eléctrica gráfica puede variar desde unos pocos metros hasta más de 15 metros, dependiendo de la configuración del estudio y las características del terreno.

26. $$$ COSTO $$$ El costo de realizar un ensayo de resistividad eléctrica en Bolivia puede variar, pero generalmente se puede encontrar dentro de un rango de precios. Se recomienda contactar directamente a laboratorios o empresas especializadas en geofísica o ensayos geotécnicos para obtener cotizaciones precisas y adaptadas a las necesidades específicas del proyecto. 

27. GRACIAS