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TEMA 5: FDEM

Tema 5: MÉTODO ELECTROMAGNÉTICO EN EL
DOMINIO DE LAS FRECUENCIAS (FDEM)
5.1 Introducción.
Los métodos electromagnéticos constituyen el grupo de mayor diversidad tanto en
metodologías como en instrumental, resultando ser herramientas eficaces a la hora
de abordar una gran variedad de problemas: estudio de aguas subterráneas,
cartografía de la intrusión marina, detección devertidos de contaminantes,
localización de cavidades, etc..
Versatilidad y gran celeridad en la toma de datos (aspecto que posibilita el
reconocer extensas áreas de terreno en un corto espacio de tiempo), son las dos
principales virtudes de los métodos electromagnéticos en general. Además la no
necesidad de contacto físico con el terreno (no precisan electrodos), permiten
incluso el realizarestudios tanto en barco como en avión.
Los métodos electromagnéticos se pueden clasificar básicamente en base a dos
aspectos:
• La naturaleza del campo electromagnético primario, distinguiendo entre los
de campo natural o artificial (el hombre es quien lo genera).
• La distancia a la que se encuentre el receptor con respecto al origen del
campo primario. En este sentido tenemos los de campopróximo o campo
lejano.
Si bien existen diversos métodos electromagnéticos aplicables al problema de
detección de filtraciones de agua en el subsuelo, son los de campo próximo y
artificial los realmente importantes, dado que en éstos es el operador quien
controla el transmisor (dispositivo encargado de generar el campo
electromagnético primario), y por tanto el hecho de poder definir lascaracterísticas de la onda primaria, nos permitirá controlar un parámetro tan
importante como es la profundidad de investigación.
Dentro del conjunto de técnicas electromagnéticas de campo próximo y artificial,
en esta tema vamos a describir el FDEM, método electromagnético en el dominio
de frecuencias en donde la profundidad de investigación es función de la
frecuencia.

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TEMA 5: FDEM5.2 Objetivo del método.
El FDEM, al igual que el resto de los métodos electromagnéticos, tiene como
objetivo medir la conductividad eléctrica del terreno.
Dado que la conductividad se define como la inversa de la resistividad, la
detección de posibles focos de filtración de agua se reducirá simplemente a la
localización de zonas, en donde se observen incrementos anómalos en su valor.5.3 Principios teóricos básicos.
5.3.1 Teoría de la propagación de los campos electromagnéticos.
Con objeto de facilitar la exposición de la teoría, trabajaremos bajo la hipótesis de
medio homogéneo, lineal e isótropo.
La descripción de cualquier campo electromagnético la podemos establecer a
partir de las 4 ecuaciones de Maxwell:
∂B
∂t
∂D
rotH = J +
∂t
divD = ρ c
rotE = −

(Ley deFaraday)

[5.1]

(Ley de Ampere)

[5.2]
[5.3]

(Ley de Coulomb)

[5.4]

divB = 0

En donde E (V/m) es el vector intensidad del campo eléctrico, D (C/m2) es el
vector intensidad del flujo eléctrico, J (A/m2) el vector densidad de corriente, H
(A/m) vector intensidad del campo magnético, ρ c (C/m3) la distribución de la
carga eléctrica, y B (Wb/m2 o Tesla) vector densidad del flujomagnético.
Además de estas expresiones, para la descripción del comportamiento de los
campos electromagnéticos también se precisa de las siguientes ecuaciones
constitutivas.
J = σE
D = εE
B = µH

[5.5]
[5.6]
[5.7]

51

TEMA 5: FDEM

En donde ε (F/m) es la constante dieléctrica, µ (H/m) la permeabilidad magnética
del medio, y σ (S/m) es la conductividad eléctrica (recordemos que ρ =1/ σ con
unidades de Ω.m ) .
Sea i = − 1 e ω = 2πf (rad/s) la frecuencia angular del campo, si ahora
relacionamos todas las expresiones anteriormente descritas, y además asumimos
que E y H presentan una dependencia con el tiempo de la forma
H (t ) = H 0 e iωt

[5.8]

E (t ) = E0 e iωt

[5.9]

se obtiene que las ecuaciones básicas que describen la propagación eléctrica y
magnética...