Introducción al Método de la Tomografía Eléctrica – Campos de aplicación y ejemplos

Este artículo no pretende ser una publicación técnica convencional sino un intento de divulgar en términos exclusivamente prácticos el método geofísico de la Tomografía Eléctrica. Nos mueve a ello el convencimiento de las enormes posibilidades de este método que lo llevará a una posición preponderante en el campo de la Geofísica Aplicada en un futuro inmediato.

Palabras clave: discontinuidades, anomalías, inversión, resolución, sección de resistividad real, tomografía eléctrica

En su sentido más amplio la Tomografía Eléctrica es una técnica geofísica para el estudio del subsuelo que consiste en determinar la distribución de un parámetro físico característico del mismo dentro de un ámbito espacial limitado, a partir de un número muy elevado de medidas realizadas desde la superficie del terreno o desde perforaciones.

La Tomografía Eléctrica tiene por objetivo especifico determinar la distribución real de la resistividad del subsuelo en el ámbito comprendido entre dos perforaciones o bien hasta un cierto rango de profundidad a lo largo de un perfil de medida, a partir de los valores de resistividad aparente obtenidos mediante medidas realizadas por métodos convencionales de corriente continua. En esta presentación nos limitaremos a los estudios realizados sobre perfiles desde la superficie del terreno.

Un factor clave de esta técnica es el número y distribución de las medidas de campo ya que de él depende tanto su resolución como la profundidad de investigación. Como regla general, un estudio de Tomografía Eléctrica requiere la obtención de un número muy elevado de datos, con un pequeño espaciado entre medidas para conseguir la necesaria resolución lateral y también que las medidas se realicen involucrando de forma progresiva varios rangos de profundidad.

El resultado final de este tipo de estudio es una Imagen distanciaprofundidad con la distribución de la resistividad real del subsuelo, fácilmente comprensible en términos geológicos, geotécnicos o ambientales como demuestran los diversos ejemplos que se presentan.

Figura 1: Diagnostico Ambiental sobre Piletas con Hidrocarburo tratado recubiertas con Geomembrana. Se observa con claridad el área de las Piletas de 4.6 metros de profundidad y el excelente resultado de impermeabilización de la Geomembrana, como también la bioremediación y lavado por infiltración de agua de lluvia en las zonas 1 adyacentes a las mismas. La zona 3 corresponde a aluvión limpio y la 2 a la zona de transición.

La Tomografía Eléctrica exige el empleo de una instrumentación específica capaz de realizar un gran número de medidas de forma rápida y fiable.

Las medidas de resistividad aparente del terreno para un estudio mediante Tomografía Eléctrica se efectúan mediante técnicas de corriente continua con posibilidad de empleo de una gran variedad de dispositivos en lo que a la distribución de los electrodos se refiere. Entre los más habitualmente utilizados cabe citar los dispositivos polo-dipolo, polo-polo, dipolo -dipolo, Schlumberger, Wenner, etc.

Combinando adecuadamente resolución lateral y profundidad de investigación, la Tomografía Eléctrica es, sin duda, una de las herramientas de carácter no destructivo más eficaz para el estudio y caracterización de posibles discontinuidades del subsuelo en el rango desde algunos metros hasta centenares de metros de profundidad.

Figura 2: Diagnostico Ambiental sobre un Drenaje de Hormigón Comprimido entre Cámaras. Se observa con claridad las Aureolas por Filtración en la zona de juntas de la Cañería de 18 pulgadas.

Ámbitos de aplicación

Por su capacidad resolutiva al investigar hasta profundidades que pueden llegar a centenares de metros, la Tomografía Eléctrica es aplicable a cualquier estudio del subsuelo donde interese identificar todo tipo de anomalías o discontinuidades que representen un contraste suficiente en la distribución de resistividad del medio que lo rodea. Entre los objetivos más habituales a resolver mediante esta técnica cabe mencionar los siguientes:

• A través de la Tomografía Eléctrica podemos detectar cambios en la estructura somera del subsuelo.
• Detectar Plumas Contaminantes y Vertidos Subterráneos.
• Inspeccionar Fugas y Filtraciones en Cámaras, Cañerías, Presas y otros.
• Evaluar la Contaminación de Acuíferos Someros.
• Diagnosticar el estado de piletas con GeoMembrana.
• Monitorear la Inyección de Agua de Purga en el Subsuelo.
• Diagnosticar el estado de Pasivos Ambientales Subterráneos.

Figura 3: Diagnostico Ambiental sobre una Cámara de Hormigón. Se observa con claridad la Aureola por Filtración en la base y caño de la misma.

Mediante los ejemplos que se presentan se pretende ofrecer una visión general de la capacidad resolutiva y de las posibilidades de aplicación de la Tomografía Eléctrica en diversos medios geológicos y con diversa problemática muy común en el ámbito de la Contaminación Subsuperficial, la Hidrogeología, la Geotecnia, entre otros campos.

Respecto a otros métodos geofísicos, como por ejemplo el método de Georadar, de aplicación frecuente en ciertos campos de las ciencias de la Tierra tal como la Geotecnia, y estudios Ambientales, la Tomografía Eléctrica no puede considerarse excluyente aunque tiene algunas particularidades que la hacen aplicable en ciertas zonas y para la resolución de ciertos problemas que el método de Georadar no puede resolver.

Por ejemplo, cuando se trata de la detección y caracterización precisa de discontinuidades o zonas situadas bajo capas mas conductivas que los materiales subyacentes. Esta capacidad hace que la Tomografía Eléctrica sea particularmente atractiva en estudios Ambientales y en Geotecnia donde es frecuente el empleo de técnicas geofísicas convencionales.

Consideraciones respecto a su empleo

Como cualquier otro método geofísico la Tomografía Eléctrica puede ser muy efectiva o puede resultar inútil dependiendo de varios factores que conviene tener presentes.

Los más relevantes en nuestra opinión son los siguientes:

• Correcta planificación de su aplicación basándose en una buena definición del problema a resolver.
• Empleo de la instrumentación y software adecuado para obtener y procesar de forma adecuada el gran volumen de datos que las medidas de Tomografía Eléctrica requiere.
• Ejecución de estos estudios por parte de profesionales expertos tanto en las medidas de campo como en su posterior procesado e interpretación. El riesgo de los procesos semiautomáticos en la aplicación de los métodos geofísicos es que pueden llevar a resultados aberrantes desde el punto de vista geológico aunque sean matemáticamente correctos.

La participación de los técnicos cualificados en la planificación y ejecución de este tipo de estudios geofísicos es ineludible para llegar a la obtención de los resultados capaces de resolver los problemas con el grado de precisión que la comunidad técnica demanda y que el método de la Tomografía Eléctrica puede dar.

Figura 4: Diagnostico Ambiental sobre un Colector de Cloacas Urbano. Se observa con claridad las Aureolas por Filtración en la zona de juntas de la Cañería de PRFV cada 12 metros.

Referencias: Texto original adaptado y epígrafe de revista INGEOPRES, 2000;
Autores: Ángel Granda Sanz y José Carlos Cambero Calzada.
Apartado "Publicaciones" de la pagina web www.igt-geofisica.com
Figuras y Ejemplos: Andrés López Hidalgo