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Estudio de SondajeEléctrico Vertical - SEV “ESTUDIO GEOFISICO DEL PROYECTO “MEJORAMIENTOESA DISTRITO DE
OCROS, PROVINCIA DE OCROS-ANCASH, PERÚ”
RELIZADO POR: GEOCIV INGENIEROS SAC
Informe Técnico aplicado al estudio de Subsuelo
2015
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ÍNDICE
1.0 INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 3 1.1 ANTECEDENTES .............................................................................................3 1.2 OBJETIVO DEL ESTUDIO ....................................................................................3 1.3 UBICACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO ....................................................................3
1.4 PERSONAL RESPONSABLE .................................................................................3
2.0 Descripción Y Principio ......................................................................................... 5
2.1 PRINCIPIO DE SEV ..........................................................................................5 2.2 LA RESISTIVIDAD ELÉCTRICA ..............................................................................5
3.0 EQUIPOS Y PARAMETROS DE LEVANTAMIENTO ....................................................... 8 3.1 EQUIPO DE SEV ............................................................................................8 3.2 PARÁMETROS DE LEVANTAMIENTO - SEV ...............................................................8
4.0 PROCEDIMIENTOS DE TRABAJO DE CAMPO ............................................................ 9 4.1 SEV ...........................................................................................................9
5.0 PROCESAMIENTO E INTERPRETACIÓN - SEV .......................................................... 10
5.1 ANÁLISIS DE DATOS ...................................................................................... 10 5.2 PROCESAMIENTO DE DATOS ............................................................................ 10 5.3 PROFUNDIDAD DE INVESTIGACIÓN ..................................................................... 10 5.4 INTERPRETACIÓN ......................................................................................... 10 5.5 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS ........................................................................ 12
6.0 DISCUSIÓN DE RESULTADOS ................................................................................ 13
7.0 CONCLUSIONES .................................................................................................. 20
8.0 RECOMENDACIONES ........................................................................................... 21
9.0 ANEXOS ............................................................................................................. 22
9.1 PLANOS DE UBICACIÓN ........................... ¡ERROR! M ARCADOR NO DEFINIDO. 9.2 DATOS ...................................................................................................... 23 9.3 CURVAS DE RESISTIVIDAD -PERFILES DE INTERPRETACIÓN SEV .................................... 30 9.4 PERFILES DE RESISTIVIDAD 1D Y PERFIL 2D DE CORRELACIÓN ..................................... 34
10.0 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................... 35
11.0 PANEL FOTOGRAFICO .......................................................................................... 36
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1.0
INTRODUCCIÓN
1.1 Antecedentes
La empresa denominada OTCISA EIRL, contrata a la empresa GEOCIVINGENIEROS SAC, solicitó la evaluación geofísica mediante el método geofísico
de Sondaje Eléctrico Vertical en la laguna Yanacocha con el fin de realizar elestudio preliminar para el desarrollo de una Presa de agua. Dicha Laguna seencuentra ubicado en el distrito de Ocros, provincia del mismo nombre,departamento de Ancash.
El levantamiento geofísico consistió en la realización de 6 SEV, con laconfiguración Wenner, para alcanzar un nivel de profundidad de hasta 40m, afin de determinar la variación de la resistividad del subsuelo con la profundidad.
1.2
Objetivo del Estudio
El objetivo del presente estudio son los siguientes:
a.
Obtener la variación de la resistividad del suelo con al profundidad,obtenida a partir de las mediciones de campo (Intensidad de corriente yvoltaje) a partir de un estudio de SEV, en el dique de la misma.
b. Relacionar los valores de Resistividad del suelo con característicasgeológicas del subsuelo de la zona de estudio.
1.3
Ubicación de la Zona de Estudio
El área de trabajo en donde se realizó el levantamiento geofísico se encuentraen la Provincia de Ocros y Departamento Ancash, específicamente en el distritode Ocros.
1.4 Personal Responsable
Los trabajos de campo se hicieron bajo la responsabilidad y supervisión del Ing.Geofísico Igor Valdivia Polanco. Asimismo, el planteamiento de los puntos en elTerreno fue hecho por personal responsable de GEOCIV Ingenieros bajo lasupervisión de Ing. Percy Bazan.
El análisis e interpretación de los datos geofísicos fue realizado por el IngenieroGeofísico Igor Valdivia Polanco.
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Tabla Nro. 1.1: Personal Participante del Levantamiento
Profesional Cargo Función
Ing. Igor Valdivia Ingeniero GeofísicoConsultor
Procesamiento e Interpretaciónde datos Geofísicos
Ing. Percy Bazan Encargado deProyecto
Supervisión
Figura 1.1. Ubicación de los puntos realizados se SEV
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materiales con electrones libres; los metales) y conducción electrolítica (asociada
al movimiento de los iones presentes en el fluido intersticial del terreno).
La conducción electrolítica es el modo de propagación más importante, y en el
que se basa los métodos de resistividad.
En un semi espacio homogéneo e isótropo de resistividad ρ , y sometido a unaintensidad I, el valor del potencial V de un punto situado a una distancia r con
respecto a un electrodo puntual es:
Partiendo de la expresión anterior, para una disposición electródica como la
mostrada en la figura 2.1, el potencial medido por los electrodos de medida M y
N será.
Por lo que la diferencia de potencial MN ΔV entre ambos puntos será
Despejando ρ se obtendrá el valor de la resistividad para el punto medio del
dispositivo. La resistividad no es más que una medida de la dificultad que la
corriente eléctrica encuentra a su paso por un material determinado.
En donde ρa se mide en Ohmios-metro, I en Amperios, y V en Voltios. El término Kes el “factor de penetración” o “coeficiente del dispositivo” y dependerá de las
distancias entre los electrodos.
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Para el caso particular de la configuración Wenner el valor de K será de:
K=2 a; Donde a es la distancia entre electrodos.
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5.0
PROCESAMIENTO E INTERPRETACIÓN - SEV
5.1 Análisis de Datos
Es la primera etapa del procesamiento y consiste en calificar la información
obtenida en campo, de la cual el resultado es obtener la base de datos final.
Dicha calificación se hace para dejar aquellos datos dudosos y es hecho por ungeofísico con experiencia en toma de datos.
5.2 Procesamiento de Datos
Una vez obtenida la base de datos final se procede a obtener la Curva de
Resistividad Aparente, las cuales son gráficos del valor de resistividad versus la
longitud del dispositivo.
Seguidamente se obtiene el perfil de variación de resistividades con respecto a
la profundidad empleando un software de inversión de datos geo eléctricos, a
partir de la información de la curva de Resistividad.
Posteriormente, se obtiene un modelo del subsuelo en función a sus valores de
resistividad. En el cual se obtiene los espesores de las capas que conforman el
subsuelo con sus respectivos valores de resistividad, para ello se emplea el
mismo software de procesamiento de datos geo eléctricos.
5.3 Profundidad de Investigación
En referencia a este parámetro y de acuerdo al dispositivo empleado, elsoftware de Inversión de datos emplea el cálculo en función algoritmos en basea relaciones empleadas por el autor según bibliografía (Loke, 2004).
5.4 Interpretación
Para poder hacer una interpretación de las secciones de Resistividad, primero
se mencionara algunos factores que influyen su valor en el terreno:
El grado de saturación del terreno
Porosidad y la forma del poro
La salinidad del fluido
El tipo y composición de la roca
La temperatura
Los procesos geológicos que afectan a los materiales
La presencia de materiales arcillosos con alta capacidad deintercambio catiónico.
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A continuación se presentan algunos valores de Resistividad relacionados a los
distintos tipos de suelos, rocas y materiales.
Figura 5.1. Valores de resistividad de algunos suelos, rocas y materiales presentes en la
naturaleza (Loke, 2004).
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5.5 Presentación de Resultados
Para el caso del SEV los resultados se presentan de la siguiente forma:
Plano de Ubicación (PU). Mapa en planta en donde se encuentra georeferenciada los puntos en donde se realizó el trabajo. En ella se detalla la
ubicación de los electrodos y el inicio y final de la línea o líneas. Datos. Valores obtenidos en el presente estudio
Sección de Resistividad/1D (Resistividad). Sección en 1D donde se apreciala variación de la Resistividad Real en profundidad sobre el punto deevaluación.
Sección de Resistividad/2D (Resistividad). Sección en 2D correlacionandolos sondajes en un perfil.
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6.0
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Los sondajes realizados en el presente estudio fueron medidos con aberturas de
electrodos suficientes para alcanzar niveles de profundidad de hasta 40 m.
SONDAJE ELECTRICO VERTICAL
SEV-01
- La profundidad de investigación fue de 35 m de profundidadaproximadamente, considerando el arreglo empleado para la toma dedatos y el algoritmo de procesamiento empleado.
- Superficialmente los valores de resistividad se muestran muy variables,hasta los primeros 3.5 m de profundidad.
- Por debajo de 3.5 m hasta los 8 m de profundidad los valores semuestran entre 867 y 1737 Ωm.
- Por debajo de los 8 m hasta el final de la sección se muestran valores
moderados, entre 107 y 411 Ωm
Interpretación
Superficialmente, los valores muestran variaciones muy grandes en los valores
de resistividad en cortos espacios. Por lo visto en superficie, el terreno se
muestra como una morrena glaciar compuesta por gravas de diferentes
tamaños envueltos en una matriz de finos.
Por debajo de esta primera capa los valores se incrementan, haciendo pensar
que podría tratarse del inicio de la roca. Sin embargo, pasados los 8 metros los
valores bajan nuevamente. Entonces se ha considerado que estos valores altos
podrían tratarse de bloques de roca más grandes, mayores a 2 m de diámetro.
En la parte inferior del perfil los valores son medianamente resistivos,
alcanzando como máximo los 411 ohm.m.
Considerando el ambiente geológico local, el cual esta principalmente
compuesto por depósitos glacio fluviales y afloramiento del grupo Calipuy del
cenosoico, así como intrusiones principalmente de tipo granítico.
Los valores vistos en profundidad pudieran tratarse de materiales de tipo
fluvioglaciar, donde predominan los finos a los bloques de roca arrastrados, o
quizás formaciones con materiales más conductivos.
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SEV-02
- La profundidad de investigación fue de 35 m de profundidadaproximadamente, considerando el arreglo empleado para la toma de
datos y el algoritmo de procesamiento empleado.- Superficialmente los valores de resistividad se muestran muy variables
en espesores cortos, hasta los primeros 6 m de profundidad.- Por debajo de 6 m hasta los 17 m de profundidad los valores se
muestran de 550 y 982 Ωm. - Por debajo de los 17 m hasta los 26 m se muestran valores bajos, entre
39 y 45 Ωm. - Por debajo de los 26 m los valores se muestran de 170 Ωm hasta los 34
m.- Finalmente, después de los 34 m los valores son mayores a 2000 Ωm,
para en lo más profundo de la sección}.
Interpretación
Superficialmente, los valores se muestran heterogéneos al igual que el primer
sondaje, lo que hace suponer que los materiales estén de la misma forma.
Por debajo de esta primera capa los valores se incrementan, haciendo pensar
que podría tratarse del inicio de la roca. Sin embargo, pasados los 13 metros los
valores bajan nuevamente. Entonces se ha considerado que estos valores altos
podrían tratarse de bloques de roca más grandes, mayores a 2 m de diámetro.
Entre los 17 y 26 m los valores bajan considerablemente los valores, lo que
haría suponer la presencia de elementos conductivos debajo del suelo. El
principal elemento a asociar a este fenómeno es el agua que proviene de la
laguna que pudiera discurrir por debajo de la superficie en planos más
permeables.
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En la parte inferior del perfil los valores son medianamente resistivos y más
profundamente alto resistivos, alcanzando como máximo los 2550 Ωm.
Estos valores profundos estarían más cerca de ser considerados valores
correspondientes a afloramientos rocosos de mayor resistividad, es decir, con
menos grado de alteración e intemperismo.
SEV-03
- La profundidad de investigación fue de 35 m de profundidadaproximadamente, considerando el arreglo empleado para la toma dedatos y el algoritmo de procesamiento empleado.
- Superficialmente los valores de resistividad se muestran entre 168 y 470Ωm, hasta los primeros 4.5 m de profundidad.
- Por debajo de 4.5 m hasta los 8 m de profundidad los valores semuestran de 511 Ωm.
- Por debajo de los 8 m hasta los 14 m se muestran valores moderados,entre 194 y 371 Ωm.
- Por debajo de los 14 m los valores se muestran entre 70 y 90 Ωm hastalos 27 m.
- Finalmente, entre los 27 y 34 m los valores son de 185 Ωm, para en lomás profundo de la sección aumentar hasta los 772 Ωm
InterpretaciónSuperficialmente, los valores se muestran más homogéneos y eso indicaría una
mejor disposición de los materiales, siendo más homogénea, por lo que se
puede ver se trataría de materiales fino predominantemente con presencia de
cantos incrustados en dicha matriz.
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Por debajo de esta primera capa los valores se incrementan, haciendo pensar
que podría tratarse del inicio de la roca. Sin embargo, pasados los 8 metros los
valores bajan nuevamente. Entonces se ha considerado que estos valores altos
podrían tratarse de bloques de roca más grandes, mayores a 2 m de diámetro.
Entre los 13 y 26 m los valores bajan considerablemente los valores, lo que
haría suponer la presencia de elementos conductivos debajo del suelo. Elprincipal elemento a asociar a este fenómeno es el agua que proviene de la
laguna que pudiera discurrir por debajo de la superficie en planos más
permeables.
En la parte inferior del perfil los valores son medianamente resistivos y más
profundamente alto resistivos, alcanzando como máximo los 772 Ωm.
Estos valores profundos estarían más cerca de ser considerados valores
correspondientes a afloramientos rocosos de mayor resistividad, es decir, con
menos grado de alteración e intemperismo.
SEV-04
- La profundidad de investigación fue de 35 m de profundidadaproximadamente, considerando el arreglo empleado para la toma dedatos y el algoritmo de procesamiento empleado.
- Superficialmente los valores de resistividad se muestran muy
heterogéneos y varían en espesores cortos hasta los 8 m deprofundidad.
- Por debajo de 8 m hasta los 13 m de profundidad los valores semuestran entre 87 y 94 Ωm.
- Por debajo de los 13 m hasta los 21 m se muestran valores moderados,entre 151 y 289 Ωm.
- Finalmente, debajo de los 21 m los valores son de 505 y 663 Ωm,
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Interpretación
Al igual que en todas las secciones vistas anteriormente a excepción de la
tercera, .en superficie los valores heterogéneos que se muestran
corresponderían a una disposición similar de materiales. El alcance de esta capa
va hasta los 8 metros de profundidad, abarcando lo que se considera una zona
en donde se presentaría bloques de más de 2 m de diámetro.
Entre los 8 y 13 m los valores bajan considerablemente los valores, lo que haría
suponer la presencia de elementos conductivos debajo del suelo. El principal
elemento a asociar a este fenómeno es el agua que proviene de la laguna que
pudiera discurrir por debajo de la superficie en planos más permeables.
En la parte inferior del perfil los valores son medianamente resistivos y más
profundamente alto resistivos, alcanzando como máximo los 663 Ωm.
Estos valores profundos estarían más cerca de ser considerados valores
correspondientes a afloramientos rocosos de mayor resistividad, es decir, conmenos grado de alteración e intemperismo.
SEV-05
- La profundidad de investigación fue de 35 m de profundidadaproximadamente, considerando el arreglo empleado para la toma dedatos y el algoritmo de procesamiento empleado.
- Superficialmente los valores de resistividad se muestran muy resistivoshasta los 2.5 m de profundidad.
- Por debajo de 2.5 m hasta los 26 m de profundidad los valores semuestran uniformes entre 229 y 413 Ωm.
- Finalmente, debajo de los 26 m los valores son de 606 y 899 Ωm,
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va hasta los 4 metros de profundidad, abarcando lo que se considera una zona
en donde se presentaría bloques de más de 1 m de diámetro.
Entre los 4 y 8 m los valores bajan considerablemente los valores, lo que haría
suponer la presencia de elementos conductivos debajo del suelo. El principal
elemento a asociar a este fenómeno es el agua que proviene de la laguna que
pudiera discurrir por debajo de la superficie en planos más permeables.
En la parte inferior del perfil los valores son medianamente resistivos y más
profundamente alto resistivos, alcanzando como máximo los 1320 Ωm.
Estos valores profundos estarían más cerca de ser considerados valores
correspondientes a afloramientos rocosos de mayor resistividad, es decir, con
menos grado de alteración e intemperismo.
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7.0
CONCLUSIONES
El levantamiento geofísico de campo (Estudio de SEV), se completó dentro de laprogramación establecida, y respetando los estándares de seguridad de la zonaen estudio.
Para todos los sondajes realizados los valores mostraron cierto grado decoherencia considerando la heterogeneidad de los materiales, principalmenteen superficie.
La parte superficial de la zona de estudio se mostró muy heterogenea en losvalores de resistividad, variando muy significativamente en cortos espesores, loque hace suponer que los materiales se comporten de la misma manera.
En profundidad se pudo notar que existe un valor característico de resistividad,
el cual fue de entre 500 y 1500 Ωm, lo que significaría el rango por el cual elposible basamento rocoso tendría.
Por encima del basamento existe una capa de valores entre 100 y 500 Ωm deprofundidad variable (3 y 5 m en los extremos a 20 y 22 m en la parte central),a lo cual se le relaciona con el posible basamento rocoso pero afectado porintemperismo y alteración física por acción meteórica, u otra acción física.
Existe una capa de baja resistividad en la parte central por debajo de los 10 y15 m que representaría una zona permeable al paso de agua o quizás un
material conductivo de naturaleza arcillosa.
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8.0
RECOMENDACIONES
El método Geofísico de SEV, son ensayos indirectos que tiene un grado deaproximación aceptable, sin embargo se requiere confirmar los resultados
encontrados, con cualquier método directo, más un si se tiene en cuenta que elárea anómalo se encuentra justo debajo de la posible área en donde selevantara una obra civil.
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9.0
ANEXOS
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9.1 Datos
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SEV-01
AB MN K I dV RES
(m) (m) (mA) (mV) ohm
1.80 0.60 3.77 7.00 15019.77 8089.03
4.20 1.40 8.80 7.00 8368.73 10516.46
6.00 2.00 12.57 7.00 3722.90 6683.33
7.80 2.60 16.34 7.00 895.89 2090.80
12.00 4.00 25.13 17.00 252.71 373.60
16.20 5.40 33.93 11.00 171.44 528.80
18.00 6.00 37.70 22.00 223.49 382.97
24.00 8.00 50.27 17.00 153.37 453.47
36.00 12.00 75.40 17.00 109.88 487.32
60.00 20.00 125.66 19.00 59.71 394.90
72.00 24.00 150.80 22.00 48.98 335.72
96.00 32.00 201.06 19.00 29.87 316.06
120.00 40.00 251.33 12.00 15.00 314.22
198.00 66.00 414.69 19.00 13.51 294.89
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SEV-02
AB MN K I dV RES
(m) (m) (mA) (mV) ohm
1.80 0.60 3.77 17.00 4606.50 1021.54
4.20 1.40 8.80 19.00 826.00 382.41
6.00 2.00 12.57 29.00 1213.28 525.74
7.80 2.60 16.34 29.00 592.30 333.65
12.00 4.00 25.13 57.00 781.50 344.58
16.20 5.40 33.93 37.00 352.08 322.86
18.00 6.00 37.70 46.00 384.72 315.29
24.00 8.00 50.27 54.00 270.19 251.50
36.00 12.00 75.40 45.00 173.66 290.96
60.00 20.00 125.66 22.00 62.63 357.74
72.00 24.00 150.80 22.00 44.23 303.15
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198.00 66.00 414.69 10.00 6.77 280.70
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SEV-03
AB MN K I dV RES
(m) (m) (mA) (mV) ohm
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12.00 4.00 25.13 164.00 2466.38 377.97
16.20 5.40 33.93 114.00 1191.01 354.48
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198.00 66.00 414.69 6.00 3.65 252.06
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SEV-04
AB MN K I dV RES
(m) (m) (mA) (mV) ohm
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4.20 1.40 8.80 7.00 713.72 896.89
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7.80 2.60 16.34 28.00 905.49 528.30
12.00 4.00 25.13 13.00 395.06 763.76
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24.00 8.00 50.27 19.00 173.79 459.77
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72.00 24.00 150.80 10.00 16.53 249.21
96.00 32.00 201.06 28.00 33.55 240.90
120.00 40.00 251.33 13.00 16.77 324.12
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SEV-05
AB MN K I dV RES
(m) (m) (mA) (mV) ohm
1.80 0.60 3.77 7.00 14993.17 8074.70
4.20 1.40 8.80 7.00 15019.77 18874.39
6.00 2.00 12.57 7.00 11091.41 19911.25
7.80 2.60 16.34 7.00 9052.45 21126.21
12.00 4.00 25.13 3.00 1587.34 13298.03
16.20 5.40 33.93 7.00 1152.48 5586.11
18.00 6.00 37.70 7.00 707.49 3810.27
24.00 8.00 50.27 7.00 298.28 2141.86
36.00 12.00 75.40 4.00 35.08 661.19
60.00 20.00 125.66 4.00 12.16 382.11
72.00 24.00 150.80 5.00 11.84 357.21
96.00 32.00 201.06 7.00 17.11 491.40
120.00 40.00 251.33 6.00 10.49 439.40
198.00 66.00 414.69 3.00 4.20 580.15
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SEV-06
AB MN K I dV RES
(m) (m) (mA) (mV) ohm
1.80 0.60 3.77 23.00 4588.50 752.10
4.20 1.40 8.80 37.00 1181.26 280.84
6.00 2.00 12.57 37.00 841.70 285.87
7.80 2.60 16.34 111.00 2075.46 305.45
12.00 4.00 25.13 52.00 597.03 288.56
16.20 5.40 33.93 37.00 336.19 308.28
18.00 6.00 37.70 37.00 267.36 272.41
24.00 8.00 50.27 93.00 474.78 256.61
36.00 12.00 75.40 49.00 109.92 169.13
60.00 20.00 125.66 8.00 16.18 254.09
72.00 24.00 150.80 5.00 9.12 275.17
96.00 32.00 201.06 7.00 11.28 324.08
120.00 40.00 251.33 5.00 6.89 346.28
198.00 66.00 414.69 5.00 6.06 502.36
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SEV-01
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SEV-03
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SEV-05
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9.3 Perfiles de Resistividad 1D y Perfil 2D de Correlación
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10.0
BIBLIOGRAFIA
Loke M.H. (1996-2004). Tutorial: 2-D and 3-D electrical imaging surveys
Loke M.H. (1999-2001). Electrical imaging surveys for environmental andengineering studies, A practical guide to 2-D and 3 –D surveys.
Reynolds, J. M (1997). - An Introduction To Applied And EnvironmentalGeophysics
Telford W.M, GeldartL.P. and Sheriff R.E. (1990) Applied Geophisic.
(https://www.u-cursos.cl)
https://www.u-cursos.cl/https://www.u-cursos.cl/
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MOVISTAR: 976-772879 - 976-587356 RPM: #844579 - *644173RPC: 949-268012
11.0
PANEL FOTOGRAFICO
FOTO 1. Equipo en ubicacion de SEV-01
FOTO 2. Operador de equipo y personal de apoyo
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FOTO 3. Personal de apoyo
FOTO 4. Trabajo de campo y toma de datos