Aplicaciones del ensayo de tomografía eléctrica a problemas de la ingeniería geotécnica en la minería

Figura-10---Perfil-TE-102-con-las-perforaciones-diamantinas
Autores:
Kellwi Tejada, Ingeniero Geofísico.
Selene Quispe, Jefe de Geofísica / Jefe de Investigación, Desarrollo e Innovación.
Denys Parra, Gerente General.

 

1. Resumen

Los estudios para caracterizar los materiales que conforman la cimentación de los componentes mineros, contemplan por lo general la ejecución de investigaciones directas como calicatas o perforaciones. No obstante, las limitaciones de estos trabajos están relacionadas principalmente a su ubicación espacial y a la dificultad de modelar los posibles peligros presentes en la zona a evaluar como fallas geológicas, cavidades, rotura de geomembranas, etc. dado que son puntuales; además, en el caso de la ejecución de perforaciones en general, estas implican costos usualmente elevados.

El ensayo de tomografía de resistividad eléctrica, basado en la medición de las variaciones de las propiedades eléctricas del subsuelo laterales como en profundidad, recientemente se ha convertido en una de las técnicas de exploración geofísica bastante usadas para el modelamiento del subsuelo de forma indirecta, es decir, sin producir impactos al medio ambiente con resultados bastantes coherentes.

El presente trabajo se ha enfocado principalmente en mostrar las últimas aplicaciones del ensayo de tomografía eléctrica en el diseño y evaluación de diferentes proyectos de ingeniería en minería en el Perú, tales como pads de lixiviación, presas de relaves, botaderos, entre otros, donde esta tecnología ha demostrado exitosamente su aplicabilidad, detectando fugas en presas de relave, zonas de deslizamiento, detección de cavidades, etc., previniendo a largo plazo impactos ambientales, remediación de estructuras mineras y potenciales problemas legales.

2. Introducción

La técnica de exploración por tomografía de resistividad eléctrica (ERT o electrical resistivity tomography) es un método eficaz, rápido, de bajo costo y no invasivo que permite modelar y visualizar la estructura interna de los materiales del subsuelo. En sus inicios la metodología presentaba resultados unidimensionales (1D) con poco detalle, actualmente se presentan resultados en 2D y 3D con mucho más detalle lo que permite modelar e interpretar de mejor manera el subsuelo y los materiales que conforman las instalaciones mineras que son investigadas. Actualmente esta tecnología se aplica para solucionar problemas tales como fugas en presas de relaves y pads de lixiviación, monitoreo de deslizamientos, detección de cavidades, localización de acuíferos, delimitación de espesores de bofedales, definición del contacto entre suelo y roca, y que en muchos aspectos supera a otros métodos convencionales como la refracción sísmica que se ve limita- do a investigar en profundidad en suelos blandos y/o saturados.

El método de ERT permite medir las variaciones de resistividad lateral del subsuelo siguiendo los procedimientos recomendados en la norma ASTM D6431. Se ha demostrado que la tomografía eléctrica es una herramienta confiable y económica para localizar zonas con alto riesgo geológico como deslizamientos debido a la presencia de agua en el interior de un talud. Existen una variedad de arreglos tetraelectródicos para realizar el ensayo ERT, en la experiencia de Anddes se ha determinado que los arreglos con mayor resolución para estos fines son los arreglos dipolo-dipolo y polo-dipolo.

En base a lo anteriormente indicado el objetivo de este artículo es transmitir las experiencias obtenidas en la realización de los ensayos de ERT en diferentes problemas geotécnicos para diversas instalaciones mineras, tomado en cuenta las buenas prácticas y el aporte a la ingeniería geofísica y geotécnica. Además, se propone una nueva metodología que permita caracterizar y monitorear los materiales que conforman la cimentación y el cuerpo de las estructuras mineras que son analizadas en sus diferentes etapas de operación.

 

3.  Fundamentos

3.1 Resistividad eléctrica

Es la resistencia eléctrica específica de un determinado material. Se mide en ohm.metro (Ω.m). Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica: un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que un valor bajo indica que es un buen conductor.

El principio físico indica que mediante un arreglo tetraelectródico, se inyecta una corriente estacionaria a través de un par de electrodos puntuales (A y B), y se lee la diferencia de potencial entre otro par de electrodos (M y N). La relación de estas dos magnitudes proporciona una resistividad que depende de la resistencia de los materiales presentes en el subsuelo (Fig. 1).

Figura 1.- Líneas de corriente

 

 

 

 

 

 

Figura 1.- Líneas de corriente y equipotenciales (Orellana, 1982).

 

3.2 Tomografía de resistividad eléctrica (ERT) 

Es una técnica de prospección geofísica que consiste en determinar la distribución real de la resistividad del subsuelo, dentro de un espacio limitado y mediante un gran número de medidas de potenciales en la superficie debido a la inyección de corrientes eléctricas continuas. Este método multielectródico se caracteriza por producir imágenes en 2D y 3D del subsuelo.

El resultado preliminar en campo se denomina resistividad apa- rente que corresponde a la imagen que se obtiene luego de la adquisición de los datos a varios niveles “n” en profundidad (Fig. 2).figura2

Figura 2.- Perfil característico de resistividades aparentes (Elaboración propia).

 

Posteriormente, luego de un proceso de control de calidad, estos datos geofísicos son tratados por medio de algoritmos matemáticos de inversión y es así como se obtiene una nueva imagen llamada perfil de resistividades invertidas (Fig. 3).

figura3

Figura 3.- Perfil característico de resistividades invertidas (Elaboración propia).

La imagen que se obtiene es distancia vs profundidad, y según el arreglo tetraelectródico que se use, la prospección podría llegar a unas decenas de metros de profundidad del terreno, y extenderse en líneas de varios cientos de metros de distancia, es a partir de esta imagen que se procede a realizar una interpretación geofísica en base a los valores de resistividades invertidas que muestran las imágenes o secciones geofísicas, para ello se emplea la bibliografía vigente mostrada en la Tabla 1 que relaciona el tipo de material con su resistividad típica, así como la experiencia propia, conjuntamente con la información geológica geotécnica que se tuvo del lugar de estudio.

Tabla-1---Valores-de-resistividad

Tabla 1 Valores de resistividad de suelos y rocas (Keller and Frischknecht, 1996).

 

En los últimos años, los avances alcanzados de esta metodología han sido significativos, ya que se ha obtenido una alta resolución en la prospección, reducción importante en los tiempos de adquisición con la instrumentación automatizada y tiempos de procesamiento mucho más rápidos. Estas innovaciones han hecho que la técnica sea más accesible y más aplicable a proyectos ingenie- riles ya que puede ser utilizada para detectar pequeños como grandes objetivos. La adquisición toma desde unos pocos minutos hasta varias horas, dependiendo de la resolución y de la profundidad requerida. Se pueden obtener resoluciones más altas a partir de un largo tiempo de exploración, que puede ejecutarse durante la noche, el día o en tiempo real en el caso de monitoreo.

Cabe indicar, que como en el caso de otros métodos indirectos, un ensayo de ERT no sustituye a los métodos directos de investigación tales como perforaciones diamantinas, calicatas, piezómetros, así como también con información obtenida en estudios anteriores, los ensayos de resistividad siempre deben ser validados con ensayos directos para hacer del modelo lo más real posible.

4.  Aplicaciones a la ingeniería geotécnica

A continuación, se presentan 4 casos donde esta metodología fue aplicada con la finalidad de mostrar un ejemplo de su capacidad resolutiva y de las posibilidades de aplicación en diversos medios geológicos y con diversa problemática muy común en el ámbito de la ingeniería geotécnica. El empleo de la tomografía eléctrica puede ser muy efectiva o puede resultar inútil dependiendo de varios factores. Es fundamental hacer una correcta planificación del estudio, basándose en una buena definición del problema a resolver. También es necesario el uso de una instrumentación adecuada para obtener de forma rápida la gran cantidad de datos que las campañas de tomografía requieren, considerando además que la ejecución de los ensayos debe ser realizada por personal especializado, tanto en la adquisición de datos de campo como en su posterior procesamiento e interpretación.

4.1 Caso # 1. Filtraciones en presas de relave 

La presa de relaves se ubica en los Andes del norte del Perú, a 4200 msnm (Fig. 4). La estructura tiene una altura de 45 m y un talud aguas abajo de 2H: 1V. Se presentaron evidencias de pequeñas filtraciones en la margen izquierda del talud aguas abajo de la presa de relaves, proponiéndose la evaluación con ensayos ERT para así determinar la distribución de humedad o saturación en toda la presa.

Luego de la visita de campo se proyectaron 25 perfiles de tomografía eléctrica distribuidas equitativamente en toda la presa con sepa- raciones de 20 m entre las líneas, con la finalidad de mapear lateral- mente y en profundidad las zonas saturadas y de ser posible estimar los flujos de agua que alimentaban las filtraciones. Se usó un equipo geoeléctrico de tipo receptor – transmisor GRx8-32 (GDD Instrumentation – Canada) con un arreglo tetraelectródico dipolo-dipolo y con 32 electrodos espaciados cada 5 y 10 m.

figura4

Figura 4.- Presa de relaves con evidencias de filtraciones.

El proceso de inversión se realizó con el software EarthImager, paralelamente se generó un modelo tridimensional con todos los perfiles de tomografía eléctrica con la finalidad de tener una mejor visualización de la distribución de la resistividad eléctrica.

El modelo de resistividades invertidas mostraba dos regiones de diferentes resistividades. La margen izquierda presentaba resistividades bajas a intermedias con valores entre 10 y 200 Ω.m, representados por los colores azul a verde en la Fig. 5, que corresponden al contacto entre el relleno de la presa y el de- pósito cuaternario de la cimentación; dentro de esta región se observaron anomalías de color azul, las que coincidieron con las filtraciones de agua visibles en superficie y las zonas húmedas o saturadas, esto fue validado con la información de los piezómetros cercanos que presentaban niveles de agua superficiales.

En la margen izquierda los perfiles presentaban resistividades altas con valores entre 300 y 3000 Ω.m, representados por los colores amarillo a magenta en la Fig. 5, estos valores corresponden al relleno de la presa que se encontraba con mucha menor humedad en comparación con el de la margen izquierda y por debajo del mismo se encontraba el basamento rocoso con los mayores valores de resistividad del modelo geofísico. Esto fue validado con la información del registro de las perforaciones realizadas en proyectos anteriores y también con las lecturas de los piezómetros que no registraban niveles de agua.

figura5

Figura 5.- Perfiles de ensayos ERT en la presa.

Con el modelo geofísico, los resultados de las perforaciones diamantinas y el monitoreo geotécnico se llegó a la conclusión que las filtraciones provenían de fuentes externas a la presa de relaves, descartándose que se tratasen de filtraciones de los propios relaves del depósito. Estos flujos viajaban a través del material cuaternario de la margen izquierda que se introducía al cuerpo de la presa.

En la parte media de la presa también se observaron anomalías superficiales de resistividad intermedia (color verde) correspondiente a materiales húmedos. Estas anomalías eran producto de las precipitaciones debido a que la compactación de los últimos niveles del relleno de la presa se utilizaron materiales más granulares, permitiendo la percolación de las precipitaciones en este sector.

4.2 Caso # 2. Detección de cavidades

Este proyecto ubicado al norte del Perú aproximadamente a 4000 msnm (Fig. 6) fue realizado con la finalidad de detectar zonas kársticas en los alrededores de una laguna que pudieran comprometer la cimentación de alguna estructura proyectada. Previamente se realizó un estudio hidrogeológico en la zona del proyecto el que concluyó que había alta probabilidad de la existencia de zonas kársticas con la presencia de cavernas o cavidades, planteándose emplear la tomografía eléctrica para estos fines; sin embargo, antes de iniciar con las exploraciones geofísicas se necesitaba conocer la respuesta del ensayo ERT ante estas formaciones naturales, es por ello que se realizaron pruebas sobre un túnel existente.

figura6

Figura 6.- Ubicación del túnel.

Se realizaron dos  líneas  de  tomografía  eléctrica  transversal al eje del túnel y ubicado a 15 y 30 m de la entrada del mismo, L- 401 y L- 402. Las líneas geofísicas tuvieron una longitud de 105 m cada una, utilizándose 21 electrodos espaciados a 5 m con la finalidad de alcanzar aproximadamente 15 m de profundidad utilizando el arreglo tetraelectródico dipolo-dipolo. Se utilizó un equipo receptor-transmisor de 10 canales de la marca GDD Intrumentation Inc.

Los resultados fueron contundentes ya que se esperaba encontrar en los perfiles de resistividad valores extremadamente altos en el eje del túnel, debido a que la corriente eléctrica no fluye en una estructura hueca, por lo tanto, se vuelve un medio no conductor, muy resistivo al paso de la corriente eléctrica. En la parte derecha inferior del perfil L- 401 (Fig. 7A) se observa una anomalía de resistividades muy altas con valores entre 15 000 y 38 000 Ω.m (color magenta), esta anomalía coincidió con el alineamiento del túnel que pasaba aproximadamente a 65 m del eje del perfil.

figura7A

figura7B

Figura 7.- Perfiles de ensayos ERT.

 

Seguidamente se ejecutó el perfil L-402 (Fig. 7B) paralelo al anterior, con la finalidad de comparar ambos perfiles y corrobo- rar la dirección del túnel, mostrando resultados similares pero esta vez la anomalía se desplazó aproximadamente a 50 m de la longitud del eje del perfil. Posteriormente se realizó un modela- miento de los perfiles geofísicos con la finalidad de verificar el alineamiento de las anomalías de resistividad alta con el alinea- miento del túnel en 3D (Fig. 8).

figura8

 

Figura 8.- Perfiles de ensayos ERT.

 

A partir de la validación de la aplicación de la tomografía eléctrica para estos fines, posteriormente se proyectó una campaña de ensayos de ERT con la finalidad de detectar cavidades por karsticidad en toda el área involucrada en el proyecto.

4.3 Caso # 3. Delimitación del espesor de bofedales 

Este caso de estudio se ubica al sur en los Andes peruanos, aproximadamente a 4400 msnm. Inicialmente se realizaron investigaciones geotécnicas para estudiar la cimentación de un botadero ubicado sobre un bofedal, el que se define como un humedal poco profundo que almacena agua de manera permanente proveniente de precipitaciones pluviales, deshielo de glaciares y afloramientos superficiales de aguas subterráneas. Los materiales que conforman el bofedal corresponden a suelos orgánicos de consistencia blanda y en estado saturado.

El proyecto requería estimar el área y la potencia de los mate- riales que conformaban el bofedal y el contacto entre el basamento rocoso y el cuerpo del bofedal para evaluar los volúmenes de movimiento de tierras.

Cabe indicar que los resultados de los ensayos sísmicos planificados y realizados anteriormente no fueron los esperados, debido a la presencia de materiales orgánicos saturados que atenuaban las ondas sísmicas, lo que no permitió investigar el área del proyecto.

Como alternativa a lo anterior, se planteó una campaña de in- vestigaciones geofísicas por el método de tomografía eléctrica mediante el arreglo tetraelectródico polo-dipolo con separación entre electrodos de 10 y 20 m, con la finalidad de alcanzar una profundidad de investigación de 20 m.

Se realizaron 2 líneas de tomografía eléctrica, 1 línea longitudinal y 1 línea transversal (Fig. 9). Las condiciones que presentaba el lugar para el ensayo eran las adecuadas debido a que los suelos saturados son medios conductores y por lo tanto ofrecen menos resistencia al paso de la corriente eléctrica y permitiendo investigar de esta manera mayores profundidades. Para validar los resultados de los ensayos ERT de manera paralela se ejecutaron perforaciones diamantinas (S-2 y S-3 de la Fig. 9) dentro de la extensión del bofedal.

figura9

Figura 9.- Distribución de las líneas geofísicas sobre la superficie del bofedal.

Las secciones de resistividad procesadas mostraron horizontes de baja resistividad exactamente por debajo del bofedal que es coherente con lo que se observa en superficie.

Los perfiles TE-101 y TE-102 de la Fig. 9 y Fig. 10, muestran hori- zontes de baja resistividad con valores entre 60 y 150 Ω.m (color azul a celeste) que estaría asociado a suelos saturados o húme- dos; por debajo de dichos horizontes se presenta un segundo horizonte de resistividades intermedias a altas con valores en- tre 200 y 5000 Ω.m (color verde a magenta) que estaría asocia- do al basamento rocoso (Fig. 10). Estos horizontes coincidieron exactamente con el contacto entre la roca y el bofedal luego de ser corroborados con las perforaciones diamantinas (S-2 y S-3) realizadas muy cerca de las líneas geofísicas dentro del área del bofedal; el registro de las perforaciones indicaba que el bofedal estaba constituido por un suelo orgánico con intercalaciones de suelos finos (limos y arcillas) y por debajo de ello se encontraba la roca arenisca que conformaba el basamento rocoso.

figura10

Figura 10.- Perfil TE-102 con las perforaciones diamantinas S-2 y S-3.

Finalmente se realizó un modelamiento geofísico integrando los perfiles de tomografía eléctrica y las perforaciones diamantinas con la finalidad de obtener una vista tridimensional del bofedal y de esta manera poder representar sus dimensiones en profundidad, a partir de lo cual se concluyó que el bofedal te- nía un espesor variando entre 5 m y 20 m aproximadamente, tal como se observa en la Fig. 11.

Estos resultados confirman que los ensayos ERT pueden ser una herramienta muy útil para estos fines, ya que permite definir la geoforma de las estructuras del subsuelo mediante las imágenes que resultan de la ejecución del ensayo.

figura11

Figura 11.- Perfiles de ensayos ERT.

 

4.4 Caso # 4. Deslizamiento de tierras 

El siguiente caso evalúa el deslizamiento de tierra ocurrido en un talud natural en el norte de los Andes peruanos a 3200 msnm (Fig. 12), requiriéndose la estabilización de este sector, para lo cual se elaboró y ejecutó un programa de investigaciones geo- técnicas, con ensayos directos (perforaciones diamantinas y calicatas) e indirectos (tomografía eléctrica), con la finalidad de estimar el espesor de la masa de suelo en la zona de la falla, el contacto suelo roca y detectar las concentraciones de zonas saturadas en toda el área comprometida con el deslizamiento.

figura12

Figura 12.- Zona del deslizamiento y ubicación de perfiles de ensayos ERT.

Se realizaron 6 líneas de tomografía eléctrica, 4 líneas transversa- les y 2 líneas longitudinales sobre el área del deslizamiento, con una longitud de 110 m cada una, para ello se utilizaron 22 electrodos espaciados a 5 m con la finalidad de alcanzar aproximadamente 20 m de profundidad utilizando el arreglo tetraelectródico polo-dipolo. En esta oportunidad se utilizó un equipo receptor-transmisor de 10 canales de la marca GDD Intrumentation Inc.

Las secciones de tomografía eléctrica ayudaron a identificar las concentraciones de saturación tal como se observa en el modelo geofísico isométrico de la Fig. 13. Las concentraciones de zonas con saturación están representadas en los perfiles por las anomalías de color azul que presentaron valores de resistividad muy baja entre 10 y 20 Ω.m, estos coincidieron exactamente con las depresiones y escarpas en la superficie, definiéndose también con buena precisión los estratos de suelo y el basamento rocoso. Esta información fue validada con una de las perforaciones (PR-102) realizada en la zona de escarpas y que pasa cerca de las líneas de tomografía eléctrica L3 y L5 (ver Fig. 13).

Según el registro de las perforaciones los primeros 8 m corresponden a un suelo arcilloso que coincidían bastante bien con el material saturado; el segundo estrato correspondía a un suelo granular, que coincidía con el horizonte de color verde de la tomografía eléctrica con valores de resistividad baja entre 30 y 40 Ω.m con una potencia de 5 m; por debajo de este horizonte en las perforaciones se registró intercalaciones de rocas areniscas y calizas marga de calidad mala que coincidía bastante bien con el horizonte de resistividad intermedia (color amarillo a magenta) con valores entre 50 y 200 Ω.m, y que se presentaba a partir de los 12 m de profundidad.

Como en los casos anteriores, la tomografía ayudó en la identificación de la fuente del problema asociado al deslizamiento en conjunto con las investigaciones directas y el monitoreo geo- técnico (piezómetros). Se llegó a la conclusión de que el deslizamiento se produjo por las altas concentraciones de humedad producto de los regadíos a gravedad que se realizaban en la parte alta del deslizamiento y también por las fuertes precipitaciones de la temporada ya que los piezómetros instalados en las perforaciones (PR-101 y PR-102) no indicaban niveles de agua.

figura13

 

Figura 13.- Modelo geofísico isométrico del Caso 3.

 

Toda esta información permitió optimizar el modelo geotécnico para la ejecución de los análisis de estabilidad, después de lo cual se recomendaron y construyeron los trabajos de estabilización y monitoreo permanente.

5.  Conclusiones

La prospección geofísica de tomografía eléctrica en los diferentes casos mencionados ha permitido concluir lo siguiente:

La tomografía eléctrica es una muy buena herramienta para ayudar en la identificación de las causas de los problemas que enfrenta la ingeniería geotécnica siempre y cuando se valide esta información con algún ensayo directo y siguiendo las mejores prácticas para obtener datos geofísicos de alta calidad que garanticen los resultados de los ensayos.

En el estudio del Caso 1 los ensayos de tomografía eléctrica ayudaron a identificar el origen y la distribución de los flujos de agua en el talud aguas abajo de la presa mediante las anomalías de baja resistividad (10 a 100 Ω.m), demostrando que las filtraciones de agua no correspondían a agua de relave.

El método demostró que puede dar buenos resultados hasta en pendientes muy fuertes (talud de la presa), siempre y cuan- do se disponga de un levantamiento topográfico a detalle, se instale la instrumentación adecuada y se tenga una buena distribución de las líneas geofísicas.

En el estudio del Caso 2 la tomografía eléctrica identificó la cavidad del túnel en su posición esperada a través de los perfiles de resistividad. Dicha cavidad fue representada por una anomalía de muy alta resistividad (15000 – 38000 Ω.m) y con las dimensiones muy cercanas a la geometría del túnel, el arreglo tetraelectródico dipolo-dipolo permitió dicha  determinación ya que es el que presenta mayor resolución lateral obteniéndose imágenes de los ensayos lo más próximo a la realidad. Asimismo, el ensayo tuvo muy buena resolución debido a que el espaciamiento entre electrodos fue de 5 m.

La distribución paralela de las líneas de tomografía eléctrica permitió además de comparar una sobre otra, determinar la dirección del eje del túnel debido. Cabe indicar algo muy importante en esta actividad es que mientras más ensayos se realicen mejor será la interpretación.

En el estudio del Caso 3 la tomografía eléctrica cumplió con los objetivos proyectados, los perfiles de resistividad definieron la geoforma del bofedal mediante horizontes de resistividad baja a intermedia (60 – 150 Ω.m) que estaría asociado a suelos finos saturados o húmedos. Estos resultados ayuda- ron a definir la potencia del bofedal (5 – 20 m) y la profundidad del basamento rocoso con resistividades altas (500 – 4500 Ω.m). Los resultados de los ensayos de tomografía eléctrica fueron validados con los registros de las perforaciones diamantinas ya que estos presentaron resultados muy similares (ver Fig. 10).

El arreglo tetraelectródico utilizado para este caso fue polodipolo con espaciamiento de 10 y 20 m, con la finalidad de obtener una mayor resolución de las estructuras del subsuelo. Esta práctica ayudó a definir mejor el contraste entre el bofedal y la roca.

El modelamiento geofísico 3D de los perfiles de resistividad y los ensayos directos fue una buena herramienta de interpretación porque ayudó a visualizar tridimensionalmente las dimensiones del bofedal, el contacto bofedal – basamento rocoso e incluso se puede afirmar que se registró la fuente de agua subterránea que alimenta al bofedal (ver Fig. 11).

En el estudio del Caso 4, la tomografía eléctrica cumplió un rol importante ya que se identificó anomalías de resistividad muy baja representadas por el color azul y con valores de resistividad entre 10 y 20 Ω.m que correspondían a áreas saturadas del subsuelo, precisamente por debajo de las áreas donde se evidenciaba grietas y escarpas en superficie del área del deslizamiento (ver Fig. 13).

Asimismo, se concluyó que la tomografía eléctrica no solo ayudó a definir la estratigrafía del lugar, pero también estimó el probable plano de falla de un nuevo deslizamiento al momento de generar un modelo geofísico tridimensional con la ayuda de los ensayos directos e indirectos, la perforación realizada cerca de las líneas geofísicas permitió validar los resultados de la tomografía ya que el horizonte de resistividad baja con el estrato de arcillas saturadas coincidían bastante bien en profundidad y por debajo de este estrato el basamento rocoso también coincidía con el horizonte de resistividades altas.

Finalmente se puede concluir que los ensayos de tomografía eléctrica son muy útiles en el reconocimiento de diferentes problemas geotécnicos en instalaciones mineras, no solo en su etapa de exploración, pero también en la etapa de construcción y post construcción; en esta última se aplica actualmente con bastante demanda para monitoreo en tiempo real.

La finalidad de los ensayos geofísicos es alimentar de información al modelo geotécnico para realizar mejores análisis de tal manera que se pueda tomar decisiones rápidas y efectivas.

6.  Recomendaciones

En cuanto a la metodología siempre es necesario realizar como mínimo dos perfiles perpendiculares entre sí en el caso de que se desean buscar objetivos grandes; y una serie de perfiles transversales y longitudinales si se quiere estudiar objetivos pequeños y específicos como flujos de agua o cavernas.

Se recomienda integrar los perfiles geofísicos en vistas isométricas con la finalidad de que se pueda correlacionar los datos de forma tridimensional.

Según la experiencia de campo con respecto a los arreglos tetraelectródicos, para objetivos específicos se recomienda el dipolo-dipolo debido a que es el arreglo más confiable para la localización de cavernas, detección de filtraciones y flujos de agua, mientras que, para objetivos grandes como la detección de zonas saturadas, caracterización de estructuras, suelos y rocas, se recomienda el arreglo polo-dipolo debido a que además de la adquisición de datos es más rápida, permite obtener mayor profundidad de investigación.

Se recomienda realizar un levantamiento topográfico a detalle de los ensayos geofísicos y una corrección topográfica en elevación para líneas con gran pendiente para no generar anomalías falsas durante el proceso de inversión.

Se debe tener presente que cuando se explore cavidades no siempre se tendrá anomalías de alta resistividad, también pueden presentarse cavernas con anomalías de baja resistividad, esto se da cuando estas cavidades estas parcialmente o completamente llenas de algún fluido o material de diferente densidad. Si la cavidad solo contiene aire (vacía) es de esperar resistividades altas.

En toda campaña de adquisición de los ensayos geoeléctricos se recomienda llevar un control de algunos parámetros geofísicos que todo equipo geoeléctrico debe tener, como son el volta- je primario, la resistencia de contacto entre dos electrodos y el error del voltaje primario. Parámetros básicos que aseguran la calidad de un dato geofísico eléctrico.

Es una buena práctica que todo ensayo geofísico sea calibrado o correlacionado con un ensayo directo in situ para reducir el grado de incertidumbre propio de métodos indirectos. El grado de incertidumbre de un ensayo geofísico no solo depende del pro- cesamiento, también depende de la interpretación de los datos.

 

Referencias

Astier, J. (1975). Geofísica aplicada a la hidrogeología, Paraninfo, Madrid.

Aracil, E. (2002). La tomografía eléctrica como técnica aplicable a la obra civil. Servicio de publicaciones de la escuela politécnica superior de Burgos.

Carrasco, P. (2013). Avance en técnicas geofísicas para la carac- terización del subsuelo mediante innovación y el uso de herra- mientas de gestión de información espacial.

Everett, M. (2013). Near-Surface Applied Geophysics, Cambrid- ge University Press, v.1.

Keller G., Frischknecht F. (1996). Electrical methods in geophysi- cal prospecting. Pergamon Press Inc., Oxford.

Loke, M., (2002). Electrical imaging surveys for environmental and engineering studies. Tutorial: 2D and 3D electrical imaging surveys.

Norma ASTM D6431-99. (2010). Standard guide for using the direct current resistivity method for subsurface investigation.

Orellana, E (1982). Prospección geoeléctrica en corriente conti- nua. Biblioteca técnica Philips. V.2, p.580.

Parasnes D. (1971). Geofísica minera, Paraninfo, Madrid.

Porres, J. (2003). Caracterización de cavidades en el subsuelo mediante la interpretación de perfiles de tomografía eléctrica. Aplicación al yacimiento arqueológico de Clunia.

Reynolds, J. (2011). An introduction to applied and environmental geophysics. Wiley-Blackwell Press, v.2.

Telford, W., Geldart, L., Sheriff, R. (1992). Aplied geophysics. Cambridge University Press, v.2.

Valencia, C. (2017). Caracterización y modelamiento 3D a través de tomografía eléctrica en el relleno sanitario de la ciudad de chancay – lima.

Yilmaz, S. (2011). A case study of the application of electrical re- sistivity imaging for investigation of a landslide along highway”. International Journal of the Physical Sciences, v. 6, p. 5843- 5849.

 

 

FacebookTwitterGoogle+