Evaluación de tres dispositivos de tomografía eléctrica para la identificación de niveles petrocálcicos en el suelo

Abstract

La tomografía eléctrica es una herramienta importante en la caracterización del suelo y procesos de infiltración y/o contaminación. Su desarrollo constante a través de la mejora de los equipos para la obtención de los datos, así como de los programas de inversión para la interpretación, hace que su utilización sea cada vez más frecuente en el estudio de suelos y acuíferos. La investigación de los dispositivos multielectródicos que mejor se adaptan a cada caso de estudio en particular, es relevante para obtener determinaciones satisfactorias, por ello, en este caso se presentan los resultados de la aplicación de tomografía eléctrica con diferentes arreglos para estudiar un suelo con presencia de horizontes petrocálcicos. Se realizaron nueve tomografías eléctricas, las mismas fueron ejecutadas en tres transectas, aledañas a una parcela experimental. Se utilizó un resistivímetro de 56 electrodos, dispuestos con un espaciamiento de 30 centímetros, empleándose para cada una de las transectas tres dispositivos: Wenner, Schlumberger y dipolo-dipolo. Los resultados obtenidos para las configuraciones elegidas, fueron interpretados mediante un programa de inversión. La comparación entre los arreglos aplicados permitió definir las ventajas e inconvenientes de los mismos y establecer cuál de ellos es el que mejor se adapta para el estudio de este tipo de suelo. En base a la modelación de datos realizada se observa que las configuraciones Schlumberger y Wenner son los que mejor definen los niveles horizontales mientras que el método dipolo-dipolo consume más tiempo en la toma de datos y es muy susceptible al contacto entre los electrodos y el suelo. Por otra parte este último presentó una ligera sobreestimación en la profundidad de dicho horizonte. En cambio, los otros dos métodos mostraron una gran precisión en la ubicación del horizonte petrocálcico, consistente con los controles realizados en el campo. Los errores en el proceso de inversión fueron de entre 12 y 20% para dipolo-dipolo e inferiores a 3,5% para los otros dos arreglos.

The electrical resistivity tomography (ERT) is an important tool in the characterization of the soil and in the infiltration and/or contamination processes. Its constant development through the improvement of equipment to obtain data as well as that of the inversion programs for interpretation makes its use more frequent in the study of soils and aquifers. The investigations of multielectrodic devices that will be more suitable for each particular case is relevant to obtain satisfactory determinations, therefore in this case the results of the electrical tomography application are presented with different arrangements to study the soil will the presence of petrocálcico horizons. Nine ERT were carried out over a soil with shallow levels of petrocalcic layers. The tomographies were obtained by means of a resistivimeter with 56 electrodes 30-cm apart. Such an arrangement was laid out along three transects. At each transect, the multi-electrode arrangement Wenner, Schlumberger, and dipole-dipole were applied. The results were interpreted by means of an inversion computer program. Comparisons among the methods applied were able to assess their advantages and drawbacks and to define the method that better fits the study of soils with petrocalcic layers by means of electrical tomography. The conclusion is that the Schlumberger and Wenner methods discriminate the horizontal layers better, whereas the Dipole-Dipole method is much more time-consuming, and is very sensitive to the electrode contacts. On the other hand the latter presented a slight over estimation in the depth of such horizon. On the contrary the other two methods showed great precision in the location of the petrocalcic horizon, consistent with the controls made in the field. The errors in the process of inversion were between 12 and 20% for dipolo-dipolo and below 3.5% for the other two arrangements.