INFORME TECNICO MEDICION RESISTIVIDAD DE SUELOS PLANTA PLACILLA SIERRALTA AGUAS CHAÑAR COPIAPO

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1 INFORME TECNICO MEDICION RESISTIVIDAD DE SUELOS PLANTA PLACILLA SIERRALTA AGUAS CHAÑAR COPIAPO Solicitado por: Jaime Muñoz A. Estudio realizado por: Juan Astorga G. Agosto de ANTECEDENTES En el siguiente informe se presentan los resultados de las mediciones de resistividad del suelo en la planta Placilla Sierralta propiedad de Aguas Chañar S.A. Las mediciones se realizaron el sábado 13 de agosto de 2011 entre las 08:30 hrs. y las 13:00 hrs. en las zonas denominadas Sector A y Sector B, como lo muestra la figura 1. Figura 1.: Zona de Medición 1

2 2. EQUIPAMIENTO Para realizar las mediciones se utilizaron los siguientes elementos: Cantidad Descripción 01 Instrumento de medición marca MEGGER modelo DET2/2 10 Estacas de cobre (electrodos) 01 Cable 50mts conexión electrodo de corriente 01 Cable 30mts conexión electrodo de corriente 02 Conectores electrodos de potencial 01 Huincha plástica de medir de 50mts 01 Martillo Figura 2.: Instrumento de Medición Megger DET2/2 3. PROCEDIMIENTO Para la medición de campo se utilizó el Método de Schlumberger, ya que este método resulta ser menos sensible a las variaciones laterales del terreno que el método de Wenner. De acuerdo a la configuración de Schlumberger, los valores para n se obtuvieron por la siguiente serie: 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12,14,15,16 de tal modo que AB/2 toma los siguientes valores: 1.5, 2.5, 3.5, 4.5, 5.5, 6.5, 7.5, 8.5, 9.5, 10.5, 12.5, 14.5, 15.5, 16.5, con a=1 y MN=1. Además, se consideraron 14 mediciones cuya distancia en línea recta supera los 30 metros sugeridos por la Norma NCh. Elec

3 Figura 3.: Disposición de Schlumberger Una vez dispuestos los electrodos en la configuración de la Figura 3, se procede a realizar las mediciones de resistencia registrando cada valor, para luego calcular la resistividad por medio de la siguiente fórmula: Donde, ρ a = π R a n (n+1) (1) ρ a es la resistividad aparente R es la resistencia medida por el instrumento Para la obtención de los resultados se utilizó un software no comercial que trabaja con el algoritmo de Laurent y Schwarz en la construcción del modelo geoeléctrico, mientras que para el modelo de capas y el error utiliza el algoritmo de Newton. Luego de obtener las mediciones, se ingresan al software los valores de AB/2 y resistividad aparente, entonces se obtienen los modelos, entregando las resistividades por capa y las medidas de las profundidades de cada capa. Con los resultados obtenidos, se analiza la convergencia de los modelos y se propone el mejor modelo de acuerdo al error mínimo y al número de capas en que el modelo converge. A los resultados del software, se entrega la mejor curva patrón Orellana-Mooney de la serie Curvas Patrón para Sondeos Eléctricos Verticales Disposición Schlumberger para el modelo de tres capas. 3

4 4. MEDICIONES A continuación, en la tabla nº1, se entregan las mediciones realizadas en el Sector A (ver figura 1). Lectura AB/2 n R(Ω) ρ (Ωm) 1 1,5 1 5,25 32,99 2 2,5 2 1,39 26,20 3 3,5 3 0,562 21,19 4 4,5 4 0,288 18,10 5 5,5 5 0,172 16,21 6 6,5 6 0,118 15,57 7 7,5 7 0,084 14,78 8 8,5 8 0,062 14,02 9 9,5 9 0,044 12, ,5 10 0,036 12, ,5 12 0,032 15, ,5 14 0,026 17, ,5 15 0,014 10, ,5 16 0,012 10,25 Tabla 1.: Medidas de Resistencia del Sector A Donde, AB/2: es la distancia entre el centro de la medición y los electrodos de corriente. n: es la distancia de separación de los electrodos de corriente R: es el valor de resistencia (en ohm) medida por el instrumento ρ: es el valor de resistividad (en ohm metro) calculada por la fórmula (1) En este caso la separación de los electrodos de potencial es 1m (a=mn=1metro). 4

5 A continuación, en la tabla nº2, se entregan las mediciones realizadas en el Sector B (ver figura 1). Lectura AB/2 n R(Ω) ρ (Ωm) 1 1,5 1 10,05 62,89 2 2,5 2 2,67 50,33 3 3,5 3 1,06 39,96 4 4,5 4 0,504 31,67 5 5,5 5 0,25 23,56 6 6,5 6 0,152 20,06 7 7,5 7 0,104 18,30 8 8,5 8 0,084 19,00 9 9,5 9 0,082 23, ,5 10 0,068 23, ,5 12 0,046 22, ,5 14 0,042 27, ,5 15 0,034 25, ,5 16 0,030 25,64 Tabla 2.: Medidas de Resistencia del Sector B Donde, AB/2: es la distancia entre el centro de la medición y los electrodos de corriente. n: es la distancia de separación de los electrodos de corriente R: es el valor de resistencia (en ohm) medida por el instrumento ρ: es el valor de resistividad (en ohm metro) calculada por la fórmula (1) En este caso la separación de los electrodos de potencial es 1m (a=mn=1metro). 5

6 5. RESULTADOS Y ANALISIS 5.1 RESULTADOS SECTOR A Curva de Campo Figura 4.: Curva de Campo Sector A (resistividad v/s AB/2) Modelo de 2 capas Figura 5.: Modelo de 2 capas Sector A Error: 15,1% ρ1: 33 Ωm ρ2: 10,3 Ωm E1: 1,5m E2: 6

7 5.1.3 Modelo de 3 capas Figura 6.: Modelo de 3 capas Sector A Error: 1,94% ρ1: 39,16 Ωm ρ2: 28,25 Ωm ρ3: 12,88 Ωm E1: 0,75m E2: 1,57m E3: Modelo de 4 capas Figura 7.: Modelo de 4 capas Sector A Error: 1,94% ρ1: 40,86 Ωm ρ2: 38,71 Ωm ρ3: 28,36 Ωm ρ4: 12,87 Ωm E1: 0,3m E2: 0,74m E3: 1,59m E4: 7

8 5.1.5 Modelo de 5 capas Figura 8.: Modelo de 5 capas Sector A Error: 1,94% ρ1: 41,4 Ωm ρ2: 41,1 Ωm ρ3: 38,7 Ωm ρ4: 28,43 Ωm ρ5: 12,87 Ωm E1: 0,12m E2: 0,3m E3: 0,74m E4: 1,59m E5: Modelo de 6 capas Figura 9.: Modelo de 6 capas Sector A Error: 1,94% ρ1: 41,34 Ωm ρ2: 41,85 Ωm ρ3: 41,13 Ωm ρ4: 38,65 Ωm ρ5: 28,5 Ωm ρ6: 12,87 Ωm E1: 0,048m E2: 0,12m E3: 0,3m E4: 0,74m E5: 1,59m E6: 8

9 Dado los resultados, la convergencia se logra con el modelo de 4 capas, sin embargo, dado los valores de resistividades de las capas extremas, el modelo de 3 capas es un muy buen modelo; además, el error es el mismo (1,94%) Curva Patrón Orellana-Mooney Modelo de 3 Capas sector A Considerando los resultados del modelo de 3 capas, a continuación, se propone la curva patrón de Orellana-Mooney. Resultados modelo de 3 capas. Error: 1,94% ρ1: 39,16 Ωm ρ2: 28,25 Ωm ρ3: 12,88 Ωm E1: 0,75m E2: 1,57m E3: Como la resistividad va disminuyendo (ρ1 > ρ2 > ρ3) a medida que aumenta la profundidad (E1 < E2 < E3), la curva de disposición Schlumberger corresponde a la serie Tipo Q de las curvas patrón de Orellana-Mooney. La curva seleccionada para el modelo de 3 capas es la curva Q-2-3 Figura 10.: Curva Orellana-Mooney Tipo Q-2-3 modelo 3 capas sector A 9

10 5.2 RESULTADOS SECTOR B Curva de Campo Figura 11.: Curva de Campo Sector B (resistividad v/s AB/2) Modelo de 2 capas Figura 12.: Modelo de 2 capas Sector B Error: 21,1% ρ1: 62,9 Ωm ρ2: 25,6 Ωm E1: 1,5m E2: 10

11 5.2.3 Modelo de 3 capas Figura 13.: Modelo de 3 capas Sector B Error: 12,3% ρ1: 70,2 Ωm ρ2: 204 Ωm ρ3: 21,2 Ωm E1: 0,75m E2: 0,93m E3: Modelo de 4 capas Figura 14.: Modelo de 4 capas Sector B Error: 12,2% ρ1: 62,5 Ωm ρ2: 77,5 Ωm ρ3: 145 Ωm ρ4: 21,3 Ωm E1: 0,53m E2: 0,56m E3: 0,91m E4: 11

12 5.2.5 Modelo de 5 capas Figura 15.: Modelo de 5 capas Sector B Error: 12,1% ρ1: 43,4 Ωm ρ2: 54 Ωm ρ3: 160 Ωm ρ4: 139 Ωm ρ5: 21,3 Ωm E1: 0,32m E2: 0,35m E3: 0,62m E4: 0,76m E5: Modelo de 6 capas Figura 16.: Modelo de 6 capas Sector B Error: 4,52% ρ1: 16,6 Ωm ρ2: 21,2 Ωm ρ3: 1132 Ωm ρ4: 177 Ωm ρ5: 0,95 Ωm ρ6: 61,1 Ωm E1: 0,18m E2: 0,21m E3: 0,26m E4: 0,49m E5: 0,81m E6: 12

13 5.2.7 Modelo de 7 capas Figura 17.: Modelo de 7 capas Sector B Error: 4,43% ρ1: 15,3 Ωm ρ2: 16,6 Ωm ρ3: 21,4 Ωm ρ4: 1138 Ωm ρ5: 177 Ωm ρ6: 0,95 Ωm ρ7: 61,5 Ωm E1: 0,07m E2: 0,18m E3: 0,21m E4: 0,26m E5: 0,49m E6: 0,81m E7: Modelo de 8 capas Figura 18.: Modelo de 8 capas Sector B Error: 4,43% ρ1: 15,3 Ωm ρ2: 15,3 Ωm ρ3: 16,6 Ωm ρ4: 21,4 Ωm ρ5: 1138 Ωm ρ6: 177 Ωm ρ7: 0,95 Ωm ρ8: 61,5 Ωm E1: 0,03m E2: 0,07m E3: 0,18m E4: 0,21m E5: 0,26m E6: 0,49m E7: 0,81m E8: 13

14 Dado los resultados, la convergencia se logra con el modelo de 7 capas, ya que el error disminuye a 4,43% y desde la octava capa en adelante el modelo converge y mantiene resultados similares al modelo de 7 capas Curva Patrón Orellana-Mooney Modelo de 3 Capas sector B Considerando los resultados del modelo de 3 capas, a continuación, se propone la curva patrón de Orellana-Mooney. Resultados modelo de 3 capas. Error: 12,3% ρ1: 70,2 Ωm ρ2: 204 Ωm ρ3: 21,2 Ωm E1: 0,75m E2: 0,93m E3: Como ρ1 < ρ2 y ρ2 > ρ3, a medida que aumenta la profundidad (E1 < E2 < E3), la curva de disposición Schlumberger corresponde a la serie Tipo K de las curvas patrón de Orellana-Mooney. La curva seleccionada para el modelo de 3 capas es la curva K-6-5 Figura 19.: Curva Orellana-Mooney Tipo K-6-5 modelo 3 capas sector B 14

15 6. CONCLUSIONES Luego de estudiar los resultados se puede concluir que: 6.1 Sector A Para el sector A, el modelo de 3 capas resulta ser el más adecuado. Los resultados del modelo de 3 capas son los siguientes: Error: 1,94% ρ1: 39,16 Ωm ρ2: 28,25 Ωm ρ3: 12,88 Ωm E1: 0,75m E2: 1,57m E3: 6.2 Sector B Para el sector B, el modelo de 7 capas resulta ser el más adecuado. Los resultados del modelo de 7 capas son los siguientes: Error: 4,43% ρ1: 15,3 Ωm ρ2: 16,6 Ωm ρ3: 21,4 Ωm ρ4: 1138 Ωm ρ5: 177 Ωm ρ6: 0,95 Ωm ρ7: 61,5 Ωm E1: 0,07m E2: 0,18m E3: 0,21m E4: 0,26m E5: 0,49m E6: 0,81m E7: Estudio realizado por, JUAN ASTORGA GOMEZ Ingeniero Eléctrico 15