Resistividad electrica de un suelo

Medida de la resistividad eléctrica del subsuelo 2-1
2. Medida de la resistividad eléctrica del subsuelo
Las medidas de resistividad eléctrica del subsuelo son habituales en las prospecciones
geofísicas. Su finalidad es detectar y localizar cuerpos y estructuras geológicas basándose en su
contraste resistivo. El método consiste en la inyección de corriente continua o de baja frecuencia en
elterreno mediante un par de electrodos y la determinación, mediante otro par de electrodos, de la
diferencia de potencial. La magnitud de esta medida depende, entre otras variables, de la
distribución de resistividades de las estructuras del subsuelo, de las distancias entre los electrodos y
de la corriente inyectada.
Este capítulo consta de 6 apartados. El apartado 2.1 revisa el concepto deresistividad eléctrica y
muestra las resistividades típicas de algunos suelos. El apartado 2.2 describe cómo se realiza la
medida de resistividad con el método resistivo. El apartado 2.3 describe los dispositivos
tetraelectródicos básicos. El apartado 2.4 describe los tipos de prospecciones normalmente
realizadas con el método resistivo. El apartado 2.5 muestra el sistema de medida automáticoPROGEO (Alberto, 1997), que será descrito con más detalle en el capítulo 4, y describe las
configuraciones multielectródicas propuestas para realizar las medidas. Por último el apartado 2.6
resume el capítulo.
2.1. Resistividad eléctrica de suelos
La resistividad eléctrica r de un material describe la dificultad que encuentra la corriente a su
paso por él. De igual manera se puede definir laconductividad s como la facilidad que encuentra la
corriente eléctrica al atravesar el material. La resistencia eléctrica que presenta un conductor
homogéneo viene determinada por la resistividad del material que lo constituye y la geometría del
conductor. Para un conductor rectilíneo y homogéneo de sección s y longitud l la resistencia
eléctrica es
s
l
R = r (2.1)
A partir de estaecuación podemos despejar la resistividad
r = R × s
l
(2.2)
La unidad de resistividad en el Sistema Internacional es el ohm por metro (W×m). La conductividad
se define como el inverso de la resistividad
2-2 Medida de la resistividad eléctrica del subsuelo
s
r
= 1
(2.3)
La unidad de conductividad en el Sistema Internacional es el siemens (S). La resistividad es una de
las magnitudes físicas conmayor amplitud de variación para diversos materiales. Además, su valor
depende de diversos factores como la temperatura, humedad o presión.
Estrictamente hablando todos los cuerpos son eléctricamente conductores dado que permiten, en
mayor o menor medida, el paso de portadores de cargas eléctricas. Estos portadores pueden ser
electrones o iones, hecho que permite distinguir entre dos tipos deconductividad: electrónica e
iónica. Los cuerpos con conductividad electrónica se clasifican en metales y semiconductores. Los
cuerpos con conductividad iónica se conocen como electrolitos si no presentan forma gaseosa.
El mecanismo de la conductividad de los metales puede imaginarse como debido a que los
electrones de valencia de sus átomos pueden moverse libremente entre la red cristalinaque éstos
forman, sin vinculación a ninguno determinado. La facilidad de movimiento de los electrones y su
gran número redundan en una conductividad muy elevada. Su resistencia aumenta con la
temperatura y con el contenido de impurezas. La resistividad de los metales a temperatura normal
varía entre 10-8 y 10-7 Wm. Son pocos y muy escasos los componentes de la corteza terrestre que
poseanconductividad metálica. Entre ellos se cuentan los metales nativos (oro, plata, cobre, estaño)
y quizá algún mineral poco abundante como la ullmanita (NiSbS).
Los minerales semiconductores son muchos y de gran importancia práctica. Su resistividad
depende de su contenido en impurezas, a veces en grado extremo. Además su conductividad
aumenta con la temperatura. Por ello, no cabe esperar que la...