Sistema Electromagnético Multi-Frecuencia Portátil ( GEM-2 )
Aplicaciones
- Investigación de la distribución somera de resistividad (o conductividad) y susceptibilidad magnética del subsuelo (profundidades ≤ 20-40 m).
- Estudios en Pilas de Lixiviación en Faenas Mineras (filtraciones, diferenciación por grado de humedad del material).
- Estudio de acuíferos someros: profundidad, espesor, propiedades (salinidad).
- Monitoreo de acuíferos (plumas de contaminación).
- Detección de objetos enterrados, metálicos o no metálicos, líneas de potencia.
Funcionamiento
- El sistema GEM-2 es construido por Geophex (www.geophex.com).
- Se miden las componentes real e imaginaria (o en-fase y cuadratura) del campo electromagnético creado en el subsuelo por inducción, con las cuales se calculan la conductividad eléctrica y susceptibilidad magnética aparentes para cada frecuencia.
- Las frecuencias de operación son programables en el intervalo de 300 Hz a 48 kHz. Lo recomendado es usar 3 a 5 frecuencias. El instrumento mide la secuencia de frecuencias cada un segundo.
- La separación entre Transmisor y Receptor es de 1.66 m, la altura usual al suelo es de 1 m.
Observaciones
- El instrumento incorpora las bobinas de transmisión y recepción en un armazón rígido, manteniendo fija su geometría.
- El equipo es portátil (4 kg), manejable por una sola persona caminando, lo que implica ventajas en logística y costos.
- La unidad permite la conexión a un equipo GPS, agregando a los datos la información de tiempo y posición.
- Si bien la lectura de múltiples frecuencias en cada punto es de carácter unidimensional (1D), la medición en líneas y en redes de líneas en áreas permite la representación tanto en perfiles (2D, x-z) como en volúmenes (3D) y plantas.
- La Resistividad eléctrica es una de las propiedades físicas de mayor variación, abarcando en los materiales terrestres geológico-mineros unos cinco órdenes de magnitud, aproximadamente desde 0.1 a 10000 Ohm-m.
- La profundidad de investigación en un determinado medio terrestre depende de la frecuencia de operación. La medición en múltiples frecuencias equivale a obtener información a múltiples profundidades (Skin Depth).
- El instrumento mide también el nivel de ruido electromagnético de líneas de potencia (50 o 60 Hz), el cual puede ser usado precisamente para mapear esta interferencia electromagnética (por ejemplo, cables eléctricos energizados enterrados).
Limitaciones
- La información original del instrumento es de conductividad por frecuencia. La transformación a conductividad por profundidad es compleja. La profundidad de investigación depende de muchos factores, en particular de la conductividad del terreno, el volumen de los cuerpos, el nivel de ruido electromagnético. Para un medio dado, la profundidad de penetración está determina por la frecuencia. Usualmente se pueden realizar estimaciones útiles de la profundidad asumiendo ciertas condiciones de uniformidad.
- En general, la conductividad en sedimentos y rellenos depende de la porosidad, saturación del fluido, salinidad y contenido de arcillas. La correlación directa de la conductividad con una de ellas requiere que las demás sean relativamente uniformes. Por ejemplo, en Pilas se puede asumir un mismo tipo de material y relacionar la conductividad con la humedad.
- La detección de objetos resistivos –de muy baja conductividad– es muy difícil debido a que los métodos electromagnéticos no son sensitivos a fuentes resistivas. Estos objetos generan normalmente una respuesta menor que el background. La detección de un objeto resistivo (como una cavidad de aire, por ejemplo) dependerá de su tamaño, profundidad y de la conductividad del medio.
Sección vertical de Conductividad
Mapa de Planta de Conductividad
Modelo 3D de Conductividad.