Interpretación de un perfil de sondeos eléctricos verticales con clasificación previa

Proyecto Fin de Carrera – Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas de Madrid – Departamento de Ingeniería Geológica
Director: D. Alexander Rozycki Bochniewicz
Félix Méndez Campa
Opción B
2001

RESUMEN
 
      El trabajo realizado consiste en la obtención de una sección geoeléctrica a partir de los datos obtenidos mediante la realización de un perfil formado por 91 sondeos eléctricos verticales en las proximidades de la localidad de Huete, provincia de Cuenca.

      Una vez expuestos los fundamentos teóricos sobre los parámetros geofísicos utilizados, se ha realizado una interpretación de los mismos mediante el empleo del programa informático Resixp. Asimismo se ha realizado un análisis multivariante de los datos con objeto de obtener una clasificación de los mismos a la vez que se ha realizado un estudio estadístico de los resultados obtenidos tras la interpretación.

      Tras esto se han correlacionado los resultados obtenidos y se han obtenido dos secciones geoeléctricas del terreno, una a partir de los datos de campo clasificados e interpretados y otra a partir de los datos de campo clasificados interpretados y tratados estadísticamente, comparando ambos resultados.

      Se incluye también un estudio económico del trabajo realizado.


ABSTRACT
 
      This work consist on the obtainment of a geoelectrical section from the results obtain with the realization of a line of 91 vertical electric sounding close to Huete, province of Cuenca.

      Once have been exposed the theoretical foundations about the geophysics parameters that have been used, we have made an interpretation of them using the program Resixp. At the same time a multivariant analysis of the measurements have been made with the objective to obtain a clustering. We have made an statistic study of the results that we have obtain after the interpretation too.

      After that the results obtains have been correlationed and we have obtain two geoelectrical sections of the subsoil, one from the country measurements clustered and interpreted and the other from the country measurements clustered, interpreted and treated statistically, comparing both results.

      An economical study is also included.


ÍNDICE
 
ÍNDICE DE TABLAS V
ÍNDICE DE FIGURAS VI
RESUMEN VIII
ABSTRACT IX
SÍNTESIS X

DOCUMENTO N°1 MEMORIA
1 OBJETIVOS Y ALCANCE 1

2 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA TRATADO 2

3 ANTECEDENTES 4

4 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA ZONA DE ESTUDIO 5
4.1 Introducción 5
4.2 Descripción fisiográfica 6
4.3 Descripción geológica general 6
4.4 Estratigrafía 7
4.5 Tectónica 10
4.6 Análisis geomorfológico 11
4.6.1 Análisis morfoestructural 11
4.7 Estudio del modelado 12
4.7.1 Formas fluviales 13
4.7.2 Formas de ladera 13
4.7.3 Formas kársticas 14
4.7.4 Formas estructurales 14
4.7.5 Formas poligénicas 15
4.8 Formaciones superficiales 15

5 ESTRUCTURA GEOLÓGICA DE LA CUENCA SEDIMENTARIA DE LORANCA 18
5.1 Ambiente sedimentario general en la cuenca de Loranca: Oligoceno Superior-Mioceno Inferior 18
5.2 Geometría externa del depósito 19
5.3 Los sistemas fluviales 23
5.4 Clasificación de los cuerpos arenosos 24
5.4.1 Depósitos de cuenca fluvial 24
5.5 Depósitos de meandro 26

6 PROCEDENCIA DEL CAMPO ELÉCTRICO Y MÉTODO DE MEDIDA 28
6.1 Introducción 28
6.2 Configuraciones de los electrodos 28
6.3 La elección del lugar de medida 32

7 DISTRIBUCIÓN DEL POTENCIAL EN LA SUPERFICIE DE UN TERRENO HORIZONTAL ESTRATIFICADO 35
7.1 Introducción 35
7.2 Ecuación diferencial para un campo potencial con simetría cilíndrica y su solución general 36
7.3 Adaptación de la solución a las condiciones de contorno 39

8 LA FUNCIÓN DE KERNEL Y SU RELACIÓN CON LOS PARÁMETROS DEL SUBSUELO 45
8.1 Introducción 45
8.2 Obtención de la relación de recurrencia de Pekeris 47

9 LA FUNCIÓN DE RESISTIVIDAD APARENTE 51
9.1 Definición de resistividad aparente 51
9.2 Relación entre la resistividad aparente y la función resistividad transformada en el caso de dispositivos lineales simétricos 52
9.3 Principios del filtrado lineal 54
9.4 Determinación de filtros de resistividad mediante el uso de transformadas de Fourier: Método de Ghosh 56

10 INTERPRETACIÓN AUTOMÁTICA 1 D DE DATOS PROCEDENTES DE SONDEOS ELÉCTRICOS VERTICALES 60
10.1 Introducción 60
10.2 Descripción del método 62
10.2.1 Corte vertical del terreno 63
10.2.2 Reparametrización de los parámetros del modelo 63
10.3 Estrategia a seguir para encontrar modelos iniciales 64
10.4 El modelo final 66

11 CLASIFICACIÓN 67
11.1 Introducción 67
11.2 Clasificación robusta 67
11.3 Análisis multivariante de datos 68
11.3.1 Métodos de formación de conglomerados 69
11.3.2 Métodos jerárquicos 69
11.4 Método de clasificación Minmax 72
11.5 Resultados de la clasificación Minmax 75
11.6 Resultados de la clasificación k-means 76
11.7 Comparación de los resultados obtenidos mediante el método Minmax y el k-means 78
11.8 Análisis de los resultados obtenidos mediante laclasificación k-means 79
11.9 Análisis de los resultados obtenidos mediante la clasificación Minmax 82
11.10 Conclusiones 83

12 DETERMINACIÓN DE LOS INTERVALOS DE RESISTIVIDAD 84

13 OBTENCIÓN DE LAS SECCIONES GEOELÉCTRICAS DERIVADAS DE LOS DATOS INTERPRETADOS 87
13.1 Conclusiones 87

14 CONCLUSIONES 91

15 BIBLIOGRAFÍA 92

DOCUMENTO N°2 ESTUDIO ECONÓMICO
1 ESTUDIO ECONÓMICO 93
1.1 Precios laborales 93
1.2 Coste del equipo de testificación eléctrica 93
1.3 Mantenimiento del equipo de testificación eléctrica 95
1.4 Equipo informático 95
1.5 Confección del presupuesto 96
1.5.1 Costes de transporte 96
1.5.2 Costes de la campaña 96
1.5.3 Costes de interpretación 97
1.6 Presupuesto total 98

DOCUMENTO N°3 ANEXOS
A RESULTADOS DE LABORATORIO 100
B RESULTADOS DE INTERPRETACIÓN 102


CONCLUSIONES
 
      Las conclusiones que se obtienen del trabajo realizado son varias:

      • El uso de métodos estadísticos de clasificación previos a la interpretación de las medidas de campo mejora y unifica la elección de los modelos iniciales a la vez que reduce el tiempo necesario para la interpretación.

      • La unificación de modelos iniciales para grupos de medidas similares da mejores resultados en la interpretación y reduce la influencia de la subjetividad del interpretador.

      • Tras la interpretación, el tratamiento estadístico de los resultados y la posterior división en clases de resistividad genera una mejor sección geoeléctrica que la obtenida a partir de los resultados interpretados sin tratar. Dicha sección posee además una coherencia geológica mucho más elevada, con lo cual las mejoras aportadas a la obtención de secciones geológicas es clara.

      • Uno de los objetivos del presente trabajo era la detección y ubicación de cuerpos arenosos. Con el método de procesado de datos seguido éste objetivo se ha podido cumplir satisfactoriamente.