Estudio Geoeléctrico de los suelos

Un Compromiso de los Empresarios de Chile

INSTITUTO NACIONAL DE CAPACITACIÓN PROFESIONAL ÁREA ELECTRICIDAD, ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES SEDE COLON

Estudio Geoeléctrico de los Suelos Prof. Claudio González González Cruz Año Académico Académico : P’2001 P’2001

Generalidades Un sistema de puesta a tierra, desde el punto de vista eléctrico, debe presentar el menor valor de resistencia posible, frente a la circulación de un flujo de corriente debida a una falla del sistema, defecto de aislación o contacto eléctrico de un usuario. Esta resistencia es ofrecida, en esencia, por las características que tiene el terreno en la proximidad del lugar en donde será instalada la puesta a tierra.

Debido a lo anterior, dentro del diseño de una puesta a tierra, es de suma importancia poder conocer la forma en como el suelo participa en el fenómeno de conducción de la corriente eléctrica.

El grado de oposición que presenta un terreno a la circulación de una corriente eléctrica, está dado por su resistividad, la cual podemos definir como:

I

“la resistencia que presenta al paso de la corriente un cubo de terreno de un metro de arista. Se representa con el símbolo “ ρ” (rho), y se mide en ( Ω-m)”. 1 mts

1 mts

ρ 1 mts

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Av. Padre Padre Hurtado Hurtado Sur 875 875 – Las Las Condes Condes – Santiag Santiago o Área Electricidad, Electrónica y Telecomunicaciones, teléfonos: (2)7310370 – (2)7310488, fax: (2)7310380 – (2)7310381



Estudio Geoeléctrico de los Suelos

1.0

Prof. Claudio González Cruz

Factores que Determinan la Resistividad de los Suelos

Entre los múltiples factores que determinan la resistividad de los terrenos, se pueden destacar los siguientes:

1.1

-

Naturaleza del terreno

-

Contenido de humedad del terreno

-

Temperatura del terreno

-

Salinidad del terreno

-

Estratigrafía del terreno

-

Variaciones Estacionales

-

Factores de Naturaleza Eléctrica

-

Compactación del terreno

Naturaleza del Terreno

Los terrenos son buenos, regulares o malos conductores en función de su naturaleza, el conocimiento de esta, es el primer paso para la implantación de una adecuada puesta a tierra

No existe una clasificación perfectamente definida de terrenos, por lo que hay que limitarse a señalarlos en forma general.

En todo caso, un sistema de puesta a tierra que es completamente adecuado para un tipo de suelo, puede no ser adecuado para otro tipo de terreno.

1.2

Contenido de Humedad del Terreno

El agua que contiene el terreno, su estado higrométrico, influye en forma apreciable sobre la resistividad. Siempre que se añada agua a un terreno, disminuye su resistividad respecto a la que tendría en seco.

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Se dice que un terreno está “saturado de agua” cuando cuando todos sus intersticios están llenos de agua. Una vez pasada la causa de la saturación, el agua contenida en los espacios entre los diferentes agregados, debido a la gravedad, se dirigirá hacia abajo quedando estos ínter espacios ocupados por aire en el interior de los agregados, al ser superior la fuerza de la capilaridad que la gravedad. El agua contenida en ellos no se mueve y, en estas circunstancias, se dice que el terreno está “saturado de humedad” .

Por efecto de la evaporación natural de la superficie del terreno, se produce un empobrecimiento del agua contenida en los agregados, fenómeno que se propaga lentamente desde la superficie hacia los estratos más profundos. Este fenómeno tiene más importancia cuanto más seco sea el clima del lugar y cuanto más superficial es la ubicación de la puesta a tierra.

El agua disocia las sales en iones y cationes que se encargan de transportar los electrones por el terreno. Para comprender este fenómeno sólo tenemos que recordar el comportamiento eléctrico del agua. El agua destilada es aislante y aunque introduzcamos unos electrodos en el interior de un recipiente conectados a una batería, no circulará energía eléctrica a través de ella. Si al agua le añadimos compuestos salinos, por ejemplo, cloruro de sodio o sal común, comenzará a circular electricidad y a medida que añadamos más sal, circulara más electricidad; esto es debido a que los electrones se desplazan por el agua gracias a los iones disociados.

En los lugares de lluvias estacionales hay que tener muy presente estos fenómenos, debido a que en la época de lluvias el terreno presenta una resistividad muy baja, mientras que en la época seca, la resistividad es muy alta.

1.3

Temperatura del Terreno

Las características térmicas del terreno dependen de su composición, grado de compactación y grado de humedad.

La tierra fundamentalmente puede encontrarse en tres condiciones características invariables: seca, invariables: seca, húmeda y congelada.

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Los casos más desfavorables son:

-

totalmente seca

-

totalmente congelada.

La tierra seca es un aislador excelente; al aire y al sol, las capas de arena seca de la superficie se acercan mucho a la condición de buen aislador. En general, el grosor de tales capas secas no es muy grande, alcanzan solo entre 10 y 20 centímetros.

La escarcha tiene una penetración más profunda, entre 50 y 100 centímetros o más según el estrato, por lo cual, las tomas a tierra deben ser a mayor profundidad dado que el grado de humedad, tal como sabemos, es un factor esencial en la conductividad del suelo.

1.4

Salinidad del Terreno

Como es sabido, la cantidad de agua presente en el suelo es un factor determinante en la resistividad del mismo; y la del agua, está determinada p or la cantidad de sales disueltas en ella.

Al existir una mayor concentración de sal en el sue lo, este mejora su conductividad. En forma general entonces, se podría establecer que a mayor contenido de sal en el terreno, mejor conductor éste es.

1.5

Estratigrafía del Terreno

Los terrenos están formados en profundidad por capas de diferentes materiales, y por lo tanto, de resistividades distintas. Su resistividad será una combinación d e la resistividad de las diferentes capas y del espesor de cada una de ellas. La resistividad media o aparente será una combinación de las resistividades de todas las capas que componen el terreno.

El desconocimiento de la resistividad de las capas inferiores, obliga al estudio y medición de las mismas si se necesita conocer el valor de la puesta a tierra a una profundidad determinada.

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1.6


Variaciones Estacionales

En épocas de lluvias el nivel freático se aproxima a la superficie del terreno, presentando éste una resistividad menor que en el periodo de sequía, en el que dicho nivel, se aleja en profundidad de la superficie.

A lo largo del año se presentan variaciones estacionales que son más acusadas cuanto más próxima a la superficie se encuentra la puesta a tierra.

Para poder mantener el valor de la resistividad lo más uniforme posible a lo largo del año, es conveniente instalar profundamente las puestas a tierra y, proteger dentro de lo posible, el suelo de las inclemencias del clima.

A medida que se instalen las puestas a tierra a profundidades mayores, o bien, debajo de las cimentaciones del edificio, se tendrán más garantías de mantener estable el valor de la resistividad.

1.7

Factores de Naturaleza Eléctrica

Existen varios factores de naturaleza eléctrica que pueden modificar la resistividad de un terreno. Los más significativos son: el gradiente de potencial y y la magnitud de la corriente de defecto a tierra. tierra.

El primero afecta al terreno cuando el gradiente de tensión alcanza un valor crítico, de algunos kilo volts por centímetro (kV/cm). Lo que puede originar la formación de pequeñas áreas eléctricas en el suelo que hacen que la puesta a tierra, se comporte como si fuera de mayor tamaño.

El segundo, la magnitud de la corriente de defecto a tierra, puede también modificar el comportamiento de la puesta a tierra si su valor es muy elevado, ya sea por provocar gradientes excesivos, o bien, por dar lugar a calentamientos alrededor de los conductores enterrados que provoquen la evaporación del agua.

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Otro fenómeno que hay que tener en cuenta es el deterioro más o menos significativo de las puestas a tierra, es el caso de corto circuito franco, o la caída de un rayo que se canalice a través de la misma toma a tierra. En este caso, se deberá inspeccionar el estado de la puesta a tierra, para verificar si ha perdido sus características conductivas.

1.8

Compactación del Terreno

Una mayor compactación del suelo disminuye la distancia entre las partículas que lo conforman, logrando así, una mejor conducción a través del líquido contenido en éste.

El suelo al estar compuesto de partículas más pequeñas (menor granulometría), son más compactos, densos y osmóticos, en la mayoría de los casos. Al retener la humedad por periodos largos de tiempo, los suelos por lo general, presentan una resistividad resistividad casi uniforme, uniforme, independiente de las temporadas de lluvia y sequía.

2.0

Sondeo Eléctrico de Terrenos

Tal como hemos visto, la resistividad de los suelos depende de múltiples factores, razón por la cual, ésta debe medirse para determinar en una zona dada, el lugar más apropiado para la puesta a tierra, y determinar la configuración del sistema de tierra, más favorable para el emplazamiento elegido.

El método actualmente utilizado para medir la resistividad del terreno es el de los “cuatro

electrodos” en en sus dos configuraciones: WENNER y SCHLUMBERGER. En general, este método consiste en inyectar una corriente al terreno mediante un par de electrodos, y medir la diferencia de potencial que se produce en los o tros dos.

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Figura 1 / Disposición de medición del método de los cuatro electrodos

Entre los electrodos A y B se inyecta una corriente (I), y entre entre los electrodos C y D se mide la diferencia de potencial (V) que se produce.

A partir de los electrodos de corriente se definen las distancias r 1 , r 2 , r 3 y r 4 a los electrodos de potencial.

Si la profundidad de enterramiento de los electrodos es pequeña, comparada con la distancia entre electrodos, puede suponerse una distribución radial de la corriente. Para este caso, el potencial producido a una “distancia X" en en un medio homogéneo vale:

VX =

ρ×I 2×π×X

(Ec.1)

Aplicando la expresión anterior a nterior al esquema de medición, se tiene que la corriente que entra en A al terreno, produce en C el potencial:

VC (A) =

ρ×I 2 × π × r1

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(Ec.2)

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La corriente que sale del terreno por B, produce en C el potencial:

VC (B) = −

ρ×I 2 × π × r2

(Ec.3)

El potencial total de C vale:

VC = VC (A) + VC (B) ⇒ VC =

ρ×I 1 1  − 2 × π  r1 r2 

(Ec.4)

ρ×I 1 1  − 2 × π  r3 r4 

(Ec.5)

En forma similar, el potencial en D vale:

VD = VD (A) + VD (B) ⇒ VD =

La diferencia de potencial (V), medido por el voltímetro es:

V = VC − VD ⇒ V =

  1 1   ρ × I   1 − 1  −  −     2 × π  r1 r2   r3 r4   

(Ec.6)

Finalmente despejando, se obtiene la ecuación fundamental para la medición de la resistividad mediante el método de los cuatro electrodos:

    2 × π ×V  1  ρ=   1 1   1 1   I   −   −  −    r r r r   1 2   3 4  

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(Ec.7)

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2.1


Configuración de Wenner

En esta configuración, los cuatro electrodos ubicados sobre una línea recta, están separados a una misma distancia “A” entre ellos.

Figura 2 / Disposición de electrodos de la configuración de Wenner

Según la figura anterior, y considerando la imagen que representa el método de los cuatro electrodos, se tiene que:

r1 = r4 = A r2 = r3 = 2A Reemplazando las igualdades anteriores en la ecuación fundamental para la medición de la resistividad, mediante el método de los cuatro e lectrodos, se resuelve que:

ρ AW = 2 × π × V × A I

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(Ec.8)

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Si el valor V sobre I calculado o medido directamente con un instrumento se designa como “R” (tiene la dimensión de una resistencia pero carece de sentido físico real), se tiene finalmente que:

ρ AW = 2 × π × R × A

(Ec.9)

Donde:

ρAW : R A

2.2

Resistividad aparente aparente del terreno en un punto específico (Ω-m). : Valor de la resistencia indicada por el instrumento de medición (Ω). : Separación utilizada entre electrodos de medición (m).

Configuración de Schlumberger

En esta configuración, los dos electrodos de potencial se disponen simétricamente con respecto al centro de medición elegido, a una distancia de separación como mínimo 1 ó 3 metros. Los electrodos de corriente se ubican también simétricamente con respecto al centro de medición y a una distancia de él, variable. Durante la serie de medidas, los electrodos de potencial permanecen fijos, trasladándose sólo los de corriente.

Figura 3 / Disposición de electrodos de la configuración de Schlumberger Schlumberger

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Según la figura anterior, y considerando la imagen que representa el método de los cuatro electrodos, se tiene que:

r1 = r4 = n × a r2 = r3 = a × (n + 1) Reemplazando las igualdades anteriores en la ecuación fundamental para la medición de la resistividad, mediante el método de los cuatro e lectrodos, se resuelve que:

ρ SH = π × R × n × a × (n + 1) n=

2× L − a 2× a

(Ec.10)

(Ec.11)

Donde:

ρSH R n L a

2.3

: : : : :

Resistividad aparente del terreno en un punto específico (Ω-m). Valor de la resistencia indicada por el instrumento de medición (Ω). Variable auxiliar de calculo. Separación utilizada entre electrodos de corriente y el centro de la medición (m). Separación utilizada entre electrodos de potencial (m).

Separación de los Electrodos de Medida

Para la separación “A” de los electrodos en la configuración de Wenner o la distancia “L” entre el centro de medición y los electrodos de corriente en la configuración de Schlumberger, se utiliza normalmente la siguiente secuencia en metros:

0,6 – 0,8 – 1,0 – 1,6 – 2,0 – 2,5 – 3,0 – 4,0 – 5,0 – 6,0 – 8,0 – 10,0 – 16,0 – 20,0 – 25,0 – 30,0 40,0 – 50,0.

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Cabe mencionar que la Superintendencia de Electricidad y Combustibles (SEC), en su resolución N° 727 de 1979, recomienda una serie de separaciones que son similares a las anteriormente señaladas, no obstante el uso de éstas o las recomendadas por SEC, quedara a juicio del profesional que efectúe las mediciones de terreno.

Para SEC: 1,0 – 1,5 – 2,0 – 3,0 – 4,0 – 5,0 – 7,0 – 10,0 – 15,0 – 20,0 – 30,0 – 40,0 – 50,0

2.4

Recomendaciones Generales

En lo posible, realizar las mediciones directamente en el sitio donde se construirá la puesta a tierra; preferentemente una vez que el terreno haya sido despejado y llevado a su condición definitiva después de las faenas de movimiento de tierra.

Cuando no es posible realizar las mediciones en la zona donde se construirá la puesta a tierra, debe dejarse un sector aproximadamente plano, representativo del terreno de interés, asegurándose que el sector en que se mide es similar.

Si por razones de coordinación entre proyecto y faenas, no es posible realizar las mediciones después de dejar el terreno en su condición definitiva, es conveniente obtener datos de la composición del terreno a eliminar o rellenar, para tenerlos presente en la configuración definitiva de la estratigrafía del terreno.

2.5

Procedimiento para la Realización del Sondeo de Terrenos

Para la realización del sondeo de terrenos o también llamado sondeo eléctrico vertical (SEV), se deberá elegir un eje de medición sobre una línea recta, en una dirección tal, que no existan obstáculos importantes (rocas, árboles, edificios, matorrales, etc.), y sobre este eje, establecer un centro de medición mediante un electrodo auxiliar o una estaca.

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Las mediciones de resistividad aparente en lo posible deben efectuarse hasta valores de A o L, de 100 metros, contados desde el centro o eje de la medición a un extremo (ala); sin embargo, los instrumentos disponibles en nuestro medio no permiten alas superiores a 50 metros con una precisión aceptable, y en muchos casos por razones de la dimensión del terreno a medir, no es posible alcanzar esta medida. No obstante, la tendencia de la resistividad aparente al aumentar A o L, puede indicar la necesidad o no de continuar la medición para alas mayores a 20 metros.

Los electrodos deben enterrarse a una profundidad suficiente para que éstos se afirmen en el terreno sondeado.

En terrenos muy secos es recomendable “verter un poco de agua” en el contorno mismo de los electrodos, especialmente en los de corriente, es conveniente apisonar un poco la tierra alrededor de los electrodos.

Nota: Para la medición de las distancias entre electrodos, se recomienda utilizar huinchas no conductoras.

Es conveniente efectuar algunas comprobaciones durante las mediciones para asegurarse que los valores obtenidos no son erróneos.

Si se tienen dudas sobre el estado del instrumento puede probarse éste, midiendo resistencias de prueba.

Durante las mediciones es conveniente comprobar los valores de resistividad a lo menos en dos escalas diferentes de medición. Si los valores resultan muy diferentes, es posible un mal contacto de uno o varios de los electrodos de terreno, o bien, las baterías están agotadas.

2.6

Información Obtenida de las Mediciones de Terreno

Los datos que entrega el instrumento que se utiliza para el sondeo de terrenos, son valores de resistencia en ohm del suelo, en función de la separación de electrodos. I NA C AP C O LO N

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Dependiendo de la configuración utilizada (Wenner o Schlumberger), los datos de separación de electrodos y resistencia indicada por el instrumento, deben insertarse en las ecuaciones que permiten determinar una resistividad que no representa la definitiva del terreno, sino que un valor aparente (ecuaciones descritas en las secciones 2.1 y 2.2). Si la medida de terreno, se efectúa en un medio homogéneo, entonces el valor de resistividad obtenido mediante los cálculos pertinentes, corresponderá al valor único de resistividad presente en el suelo. Si el medio no es homogéneo, el valor de la resistividad tendrá un valor ficticio, que no corresponderá en general, a ninguna de las resistividades presentes, sino a una cierta combinación de ellas. A este valor ficticio de resistividad se le llama Resistividad Aparente .

La forma en que cambia la resistividad aparente, al variar la separación entre electrodos, da la pauta para interpretar y determinar la constitución de l terreno investigado.

Los terrenos, en general, se componen de varios estratos horizontales o con cierta inclinación, compuestos de materiales de distinta constitución por lo que su resistividad varía notoriamente con la profundidad. Es importante entonces que el lugar de medición esté alejado de zonas con pendientes pronunciadas debido, a que esto podría inducir un alto grado de error en la interpretación de los datos obtenidos, lo que podría derivar en un mal diseño del sistema de puesta a tierra. De no existir otra alternativa de medición, es recomendable realizar la medición en una línea perpendicular a la dirección de la pendiente, alejándose lo más posible de ésta.

2.7

Interpretación de los Datos de Terreno

Los métodos de interpretación de las mediciones de un terreno se han basado y se basan actualmente, en técnicas desarrolladas por los geofísicos, para el conocimiento de los suelos a través de la variación de su resistividad.

El proyectista de puestas a tierra utiliza dichas técnicas de interpretación para concluir los parámetros del terreno que requiere en el proyecto de la puesta a tierra a calcular.

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En los inicios de la prospección geoeléctrica existía una gama variada de métodos empíricos de interpretación de las mediciones de resistividad aparente, escuela que perduró un largo tiempo en países como USA, Canadá e Inglaterra.

Gracias a los aportes de Stefanesco, Maillet y Schlumberger (1932), se desarrollan los métodos científicos, los cuales desplazan rápidamente a los métodos empíricos en Europa. Recién a partir de la década del 60, se comienzan a utilizar en USA.

to d o d e la s El método actualmente en uso tanto en nuestro medio como en el extranjero, es el “M é Curvas Patrones” . Esta forma de interpretación de las medidas de resistividad de un terreno, es la más exacta y recomendada. Consiste en realizar una comparación entre una gráfica confeccionada con los datos obtenidos de las mediciones de terreno, versus, un set de curvas patrones o standard construidas para diversas combinaciones de diferentes estratos. Existen curvas patrones adecuadas solo para la configuración de Wenner, y otras, solo para ser utilizadas cuando el SEV se realizo mediante la configuración de Schlumberger.

Si se obtiene un calce perfecto entre la curva de terreno y una curva patrón, se supone que la estructura del terreno es idéntica a la teórica en cuanto a resistividad de los estratos y sus espesores.

2.7.1

Metodología de Interpretación

Para poder interpretar los datos obtenidos de las mediciones de terreno mediante el método de las curvas patrones, primero se debe confeccionar una gráfica de terreno.

Como se comento en la sección 2.6, la información global obtenida de las mediciones de campo son: separación de electrodos y resistividad aparente aparente (esta última calculada, dependiendo de la configuración utilizada). Estos datos se deben graficar sobre un papel logarítmico, el que debe tener una modulación de 62,5 milímetros por década. Se deberá representar la separación de los electrodos versus la resistividad aparente.

El paso siguiente que sugiere el método, es identificar la cantidad de estratos que tiene el terreno sondeado, y establecer como varían las resistividades de estos entre sí. I NA C AP C O LO N

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Para lograr lo anterior, se deben buscar los puntos de inicio y termino de la curva de terreno, además de los

Resistividad Aparente (Ω-m)

puntos en donde ésta cambia de sentido. Conocido lo

ρ2

anterior, se debe establecer como se relacionan las

ρ4

resistividades de los diferentes estratos presentes en el suelo.

ρ1 .

Según la figura, los estratos se relacionan de la siguiente manera: ρ1 < ρ2 > ρ3 < ρ4

ρ3 Distancia A ó L (mts)

Con la relación anterior (que en el método se define como la razón de resistividad), se procede a clasificar el terreno sondeado en una familia perfectamente definida. La familia se determina en función de la información siguiente.

Familias para terrenos de dos capas En un sistema de dos capas existen dos posibles combinaciones de valores relativos de resistividad:

ρ1 < ρ2 y ρ1 > ρ2 Familias Familias para terrenos de tres capas En un sistema de tres capas existen seis posibles combinaciones relativas de resistividades, que se acostumbra agrupar en cuatro tipos, como los indicados a continuación:

Tipo H : ρ1 > ρ2 < ρ3 Tipo K : ρ1 < ρ2 > ρ3 Tipo Q : ρ1 > ρ2 > ρ3 Tipo A : ρ1 < ρ2 < ρ3

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Familias para terrenos de cu atro capas Para un sistema de cuatro capas existen 24 posibles combinaciones relativas de resistividad, las que se acostumbra agrupar en los 8 tipos siguientes:

Tipo AA : ρ1 < ρ2 < ρ3 < ρ4 Tipo AK : ρ1 < ρ2 < ρ3 > ρ4 Tipo HA : ρ1 > ρ2 < ρ3 < ρ4 Tipo HK : ρ1 > ρ2 < ρ3 > ρ4 Tipo KH : ρ1 < ρ2 > ρ3 < ρ4 Tipo KQ : ρ1 < ρ2 > ρ3 > ρ4 Tipo QH : ρ1 > ρ2 > ρ3 < ρ4 Tipo QQ : ρ1 > ρ2 > ρ3 > ρ4 El procedimiento siguiente es contrastar la gráfica de terreno co n la curva patrón que más se asemeje a ésta.

La selección de la curva más “similar” a la gráfica de terreno, se realiza por inspección visual de las curvas patrones, teniendo como base de búsqueda la cantidad de estratos y la familia a la cual pertenece el suelo en estudio.

El siguiente paso consiste en determinar el valor de la resistividad y el espesor de los estratos componentes del terreno en estudio.

2.7.1.1

a)

Procedimiento de Interpretación

Interpretación de un Sistema de Dos Capas

1.- Trazar la curva curva de terreno con los datos obtenidos en el SEV, e identificar la razón de resistividad correspondiente.

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2.- Superponer la curva de terreno sobre el gráfico patrón patrón que visualmente más se asemeje a ésta.

3.- Deslizar el gráfico de terreno sobre el gráfico gráfico patrón, para obtener un calce lo más perfecto posible entre ambas curvas.

Durante este proceso deben mantenerse paralelos los ejes de ambos gráficos.

(Ω-m)

n°

curva patrón

mts)

4.- Marcar sobre la gráfica de terreno, una cruz correspondiente al origen (1:1) del gráfico patrón. Esta cruz se denomina en el método como la “cruz de campo” .

Resistividad Aparente ( -m)

n°

Distancia A ó L (mts)

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5.- Leer en el eje vertical del gráfico de terreno, la abscisa de la cruz de campo. Este valor corresponde a la resistividad (Ω-m), de la capa superior ( ρ1). Resistividad (Ω-m)

n°

cruz de campo

Espesor (mts)

6.- Leer en el eje horizontal del gráfico de terreno terreno la ordenada de la cruz cruz de campo. Este valor valor corresponde al espesor (mts), de la capa superior (E1). Resistividad (Ω-m)

n°

cruz de campo

Espesor (mts)

7.- Leer el número que indica la la curva patrón seleccionada. seleccionada.

8.- La resistividad de la segunda capa se determina determina por medio de la siguiente expresión:

ρ2 = n° × ρ1 I NA C AP C O LO N

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Si el número que indica la curva es un parámetro señalado como “k”, el valor de la resistividad del segundo estrato se calcula como:

ρ2 =

1+k ×ρ 1 −k 1

9.- El espesor espesor del segundo estrato, se considera de un valor valor infinito. infinito.

b)

Interpretación de un Sistema de Tres Capas

1.- Trazar la curva de terreno con los datos obtenidos en el SEV, e identificar la razón de resistividad resistividad correspondiente, para conocer la familia a la cual pertenece el terreno en estudio. Resistividad Aparente (Ω-m)

ρ2 ρ1 .


2.- Superponer el gráfico de terreno terreno sobre el gráfico patrón, que visualmente más más se asemeje a ésta.

3.- Deslizar el gráfico gráfico de terreno sobre el gráfico patrón, para obtener un calce lo más perfecto posible entre la curva de terreno y una de las curvas patrón.

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razón de resistividad

a–b–c curva patrón

n°


4.- Marcar en el gráfico de terreno terreno una cruz correspondiente correspondiente al origen (1:1) (1:1) del gráfico patrón (cruz de campo).


a–b–c

cruz de campo

n°


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5.- Leer en el eje vertical del gráfico de terreno, la abscisa de la cruz de campo. Este valor corresponde a la resistividad (Ω-m), de la capa superior ( ρ1).

Resistividad (Ω-m)

a–b–c

n°

Espesor (mts)

6.- Leer en el eje horizontal horizontal del gráfico de terreno la ordenada de la la cruz de campo. Este valor corresponde al espesor (mts), de la capa superior (E1).


a–b–c

n°

Espesor (mts)

7.- Para determinar la resistividad resistividad del segundo estrato, se utiliza la siguiente expresión:

ρ2 = b × ρ1

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8.- Para determinar la resistividad del tercer estrato, se utiliza la siguiente expresión:

ρ3 = c × ρ1 9.- El espesor de la capa intermedia intermedia (segundo estrato), se determina multiplicando multiplicando el número número que indica la curv a con el espesor del primer estrato, es decir:

E2 = n° × E1 10.- El espesor del tercer estrato, se considera de un valor infinito.

c)

Interpretación de un Sistema de Cuatro Capas

1.- Trazar las curvas de resistividad resistividad aparente con los los datos obtenidos en terreno, mediante la configuración de Wenner o Schlumberger, e identificar la razón de resistividad correspondiente para la gráfica de terreno, lo que indicara el tipo de familia presente.


ρ2 ρ4 ρ1 .


2.- Superponer el gráfico con la curva de terreno sobre el gráfico patrón.

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3.- Deslizar el gráfico de terreno sobre el gráfico gráfico patrón, para obtener un calce lo más perfecto posible entre la curva de terreno y una de las curvas patrón.



razón de resistividad

a–b–c–d curva patrón

x

x : n°1 - n°2


4.- Marcar en el gráfico de terreno terreno una cruz correspondiente al origen (1:1) del gráfico patrón (cruz de campo).


a–b–c–d

x cruz de campo

x : n°1 - n°2


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5.- Leer en el eje vertical del gráfico de terreno, la abscisa de la la cruz de campo. Este valor corresponde a la resistividad (Ω-m), de la capa superior ( ρ1).


a–b–c–d

x

x : n°1 - n°2

Espesor (mts)

6.- Leer en el eje horizontal horizontal del gráfico de terreno la ordenada de la la cruz de campo. Este valor corresponde al espesor (mts), de la capa superior (E1).


a–b–c–d

x

x : n°1 - n°2

Espesor (mts)

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7.- Para determinar la la resistividad del segundo, tercer y cuarto estrato, se utilizan utilizan las siguientes expresiones:

ρ2 = b × ρ1 ρ3 = c × ρ1 ρ4 = d × ρ1 8.- El espesor de la capa intermedia (segundo (segundo estrato), se determina multiplicando el primer número (n°1) que acompaña a la letra (x) que indica la curva, co n el espesor del primer estrato, es decir:

E2 = n°1 × E1 9.- El espesor de la tercera capa (tercer estrato), se determina multiplicando multiplicando el segundo segundo número (n°2) que acompaña a la letra (x) que indica la curva, co n el espesor del primer estrato, es decir:

E3 = n°2 × E1 10.- El espesor del cuarto estrato, se considera de un valor infinito.

Referencias -

NCH 4/84 Instalaciones Interiores de Baja Tensión Ministerio de Economía Fomento y Reconstrucción

-

Diseño de Sistemas de Puesta a Tierra Seminario de Electricidad – INACAP Colón

-

Sistemas de Puesta a Tierra Maria Morelli – Universidad de Carbono

-

Distribución Industrial de la Energía Mario Lillo Saavedra Saavedra – Universidad de Concepción I NA C AP C O LO N

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