Resistividad de los suelos cleomar roca
- 1. Instituto Universitario Politécnico SANTIAGO MARIÑO Extensión Maturín
- 2. RESISTIVIDAD DE LOS SUELOS La resistividad del suelo es la propiedad que tiene éste, para conducir electricidad, es conocida además como la resistencia específica del terreno. En su medición, se promedian los efectos de las diferentes capas que componen el terreno bajo estudio, ya que éstos no suelen ser uniformes en cuanto a su composición, obteniéndose lo que se denomina "Resistividad Aparente" que, para el interés de este trabajo, será conocida simplemente como "Resistividad del Terreno". CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS SEGÚN SU RESISTIVIDAD DIFERENTES METODOS DE MEDICIÓN PARA MEDIR LA RESISTIVIDAD DE LOS SUELOS MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD DEL SUELO. La resistividad del terreno se mide fundamentalmente para encontrar la profundidad y grueso de la roca en estudios geofísicos, así como para encontrar los puntos óptimos para localizar la red de tierras de una subestación, sistema electrónico,
- 3. planta generadora o transmisora de radiofrecuencia. Asimismo, puede ser empleada para indicar el grado de corrosión de tuberías subterráneas. En general, los lugares con resistividad baja tienden a incrementar la corrosión. En este punto es necesario aclarar que la medición de la resistividad del terreno, no es requisito para hacer una malla de puesta a tierra. Aunque para diseñar un sistema de tierras de gran tamaño, es aconsejable encontrar el área de más baja resistividad para lograr la instalación más económica. 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. Los aparatos de mayor uso, de acuerdo a su principio de operación, pueden ser de dos tipos: del tipo de compensación de equilibrio en cero y el de lectura directa. Los terrómetros deben inyectar una corriente de frecuencia que no sea de 60 Hz para evitar se midan voltajes y corrientes que no se deban al aparato sino a ruidos eléctricos. Por ejemplo, si estamos cerca de una subestación o de una línea en servicio, y vamos a realizar mediciones de resistividad y resistencia de tierra, con un aparato de 60 Hz, dichos sistemas van a inducir corrientes por el suelo debido a los campos electromagnéticos de 60 Hz y darán una lectura errónea. De igual manera sucede cuando los electrodos de prueba están mal conectados o tienen falsos contactos, darán señales falsas de corriente y voltaje. Si hay corrientes distintas a las que envió el aparato, éste leerá otras señales de voltaje y corriente que no son las adecuadas. También estos aparatos de repente tienen oscilaciones en sus lecturas y no es posible leerlas. Un aparato inteligente, lleva conductores blindados, coaxiales, tiene sistemas de filtraje, de análisis y mide lo que halla, pero esa información la analiza, la filtra y luego la deduce. Por ejemplo, para hacer una medición manda una señal de 100 Hz y mide; luego manda otra señal de 150 Hz y vuelve a medir y puede seguir enviando otras altas frecuencias hasta que los valores van siendo similares, forma una estadística y obtiene un promedio.
- 4. Los terrómetros son analógicos o digitales y deben contener 4 carretes de cable calibre 14 AWG normalmente. Para enrrollamiento rápido se recomienda construir un sistema devanador que permita reducir el tiempo de la medición. También traen 4 electrodos de material con la dureza suficiente para ser hincados en la tierra con marro. Son de una longitud aproximada de 60 cm y un diámetro de 16 mm. Además de lo anterior se hace necesario contar con una cinta no metálica de 50 m aproximadamente. Los terrómetros tienen cuatro terminales 2 de corriente (C1, C2) y 2 de potencial (P1, P2) y están numerados en el aparato C1 P1 P2 C2. Los terrómetros deben estar certificados y probados en el campo con una resistencia antes de realizar las mediciones. Como la medición obtenida por un terrómetro es puntual, se deben hacer mediciones en un sentido, en otro a 90 grados del primero, y, en el sentido de las diagonales. En la medición de resistividad de un terreno, es común encontrar valores muy dispares, causados por la geología del terreno, por lo que es una práctica común de una tabla con lecturas, el eliminar los valores que estén 50% arriba o abajo del promedio aritmético de todos los valores capturados. Megger de Cuatro Terminales. Cortesía AVO International. MÉTODO DE WENNER. En 1915, el Dr. Frank Wenner del U.S. Bureau of Standards desarrolló la teoría de este método de prueba, y la ecuación que lleva su nombre. Con objeto de medir la
- 5. resistividad del suelo se hace necesario insertar los 4 electrodos en el suelo. Los cuatro electrodos se colocan en línea recta y a una misma profundidad de penetración, las mediciones de resistividad dependerán de la distancia entre electrodos y de la resistividad del terreno, y por el contrario no dependen en forma apreciable del tamaño y del material de los electrodos, aunque sí dependen de la clase de contacto que se haga con la tierra. El principio básico de este método es la inyección de una corriente directa o de baja frecuencia a través de la tierra entre dos electrodos C1 y C2 mientras que el potencial que aparece se mide entre dos electrodos P1 y P2. Estos electrodos están enterrados en línea recta y a igual separación entre ellos. La razón V/I es conocida como la resistencia aparente. La resistividad aparente del terreno es una función de esta resistencia y de la geometría del electrodo. En la figura se observa esquemáticamente la disposición de los electrodos, en donde la corriente se inyecta a través de los electrodos exteriores y el potencial se mide a través de los electrodos interiores. La resistividad aparente está dada por la siguiente expresión:
- 6. Si la distancia enterrada (B) es pequeña comparada con la distancia de separación entre electrodos (A). O sea, A > 20B, la siguiente fórmula simplificada se puede aplicar: La resistividad obtenida como resultado de las ecuaciones representa la resistividad promedio de un hemisferio de terreno de un radio igual a la separación de los electrodos. Este método es el más empleado debido a su fácil implementación y formulación matemática y en algunas aplicaciones los equipos de medida traen incorporada internamente la ecuación para el cálculo de resistividad. Se recomienda realizar dos mediciones perpendiculares entre sí, teniendo como eje el mismo punto que se está evaluando. Estas mediciones se deben realizar con las mismas distancias de separación entre electrodos para poder realizar la comparación. En la práctica se recomienda promediar las dos mediciones y de esta forma tener un solo valor para cada distancia entre electrodos. VENTAJAS DEL MÉTODO DE WENNER Método de mayor aplicación en puestas a tierra
- 7. Ideal para pequeños volúmenes de suelo Aplica también para grandes volúmenes de suelo. DESVENTAJAS DEL MÉTODO DE WENNER Para grandes separaciones entre electrodos, el potencial decae rápidamente, lo cual limita su aplicación. Instrumentos comerciales no miden correctamente estos potenciales. MÉTODO DE SCHLUMBERGER El método de Schlumberger es una modificación del método de Wenner, ya que también emplea 4 electrodos, pero en este caso la separación entre los electrodos centrales o de potencial (a) se mantiene constante, y las mediciones se realizan variando la distancia de los electrodos exteriores a partir de los electrodos interiores, a distancia múltiplos (na) de la separación base de los electrodos internos (a). La configuración, así como la expresión de la resistividad correspondiente a este método de medición se muestra en la figura.
- 8. El método de Schlumberger es de gran utilidad cuando se requieren conocer las resistividades de capas más profundas, sin necesidad de realizar muchas mediciones como con el método Wenner. Se utiliza también cuando los aparatos de medición son poco inteligentes. Solamente se recomienda hacer mediciones a 90 grados para que no resulten afectadas las lecturas por estructuras subterráneas. MÉTODO DIPOLO – DIPOLO Conocido como método de A.L. Kinyon. En este tipo de arreglo los electrodos de corriente AB y los de potencial MN mantienen la distancia constante, variando la distancia entre los polos formado por cada par de electrodos, como se observa en la Figura 24. La distancia utilizada para los perfiles de resistividad es la BM. Con este método se obtiene el valor de resistividad de las capas profundas sin necesidad de enterrar la varilla a dicha profundidad. No se requiere equipo pesado para realizar la prueba. Los resultados no se alteran de manera significativa por los valores de resistencia de las varillas de prueba o por su contacto. Ventajas: • Método seguro. • De aplicación para grandes volúmenes de suelo. • • Útil para grandes separaciones, cuando el potencial decae rápidamente.
- 9. Desventajas: • Para interpretación de medidas, se requiere gran trabajo matemático. • Algunos equipos comerciales de medida realizan internamente el cálculo con la ecuación de Wenner y NO permiten usar este método. La interpretación de la resistividad aparente es tal vez la parte más difícil del proceso de medición. El objetivo básico es deducir un modelo de suelo que sea una buena aproximación del suelo real, puesta que cambia lateralmente y con respecto a la profundidad, dependiendo de la estratificación del suelo. También se pueden tener variaciones temporales por el clima. Se debe tener en cuenta que el modelo del suelo es sólo una aproximación de las condiciones reales, por tanto, un perfecto modelamiento del sistema es improbable.