La primera pregunta que alguien suele hacer sobre GPR es: "¿Qué profundidad puede ver?". Aunque escuchamos esta pregunta a diario, todavía no tenemos una respuesta rápida y directa para ella. La respuesta más corta es "Depende". Una mejor respuesta, pero todavía no muy específica es: “Si estás trabajando en agua dulce, de 1 a 40 metros, en el suelo, de 1 a 100 metros, en hielo, incluso más profundo”.
La razón por la que no podemos responder a esta pregunta es simplemente porque la profundidad de penetración de GPR depende de muchos factores, incluida la frecuencia de la antena GPR, la potencia del transmisor GPR, el número de pilas, las pérdidas por dispersión en materiales heterogéneos y el nivel de radiofrecuencia de fondo. ruido. Sin embargo, el factor más importante son las propiedades eléctricas del material que se escanea, específicamente la conductividad eléctrica de ese material (Figura 1).
La mayoría de la gente ha escuchado que los suelos arcillosos son “malos” para la penetración de GPR. La razón subyacente por la que los suelos ricos en arcilla no son buenos para una penetración profunda con GPR es que la arcilla tiene una alta conductividad eléctrica. Otros materiales comunes con alta conductividad eléctrica son los suelos limosos, el agua de mar y, por supuesto, el metal. Una de las primeras lecciones que aprenden los operadores de GPR es no esperar ver a través del metal.
(izquierda) permite que las señales GPR viajen más profundamente en el medio que la conductividad eléctrica alta (derecha).
Estimación de la penetración de GPR en el suelo
Ocasionalmente, tenemos un cliente que tiene una medición de la conductividad eléctrica de un área que está interesado en escanear con GPR. Esta información a menudo proviene de otro estudio geofísico realizado en el área, como un estudio de resistividad eléctrica o un estudio electromagnético (EM). Con esta información, la profundidad de penetración que se alcanzaría con GPR en metros se puede estimar mediante la expresión:
Profundidad (m) = 40σ
donde, σ es la conductividad eléctrica expresada en milisiemens por metro (mS / m)
Si la medida es resistividad en ohmios-metros, la fórmula se convierte en:
donde, ρ es la resistividad expresada en ohmios-metros (ohmios-m)
Estimación de la penetración de GPR en agua dulce
Si está interesado en usar GPR en agua dulce, también existe una fórmula, relacionada con las anteriores, para estimar la profundidad de penetración cuando se usa GPR. Requiere una propiedad del agua, comúnmente medida por los hidrólogos, llamada sólidos disueltos totales o TDS. Si tiene una medida de TDS del agua que desea escanear con GPR, use esta expresión para estimar la profundidad de penetración de GPR en el agua:
donde, TDS se mide en miligramos por litro (mg / l) o partes por millón (ppm)
La siguiente tabla resume estas fórmulas utilizando valores típicos de conductividad eléctrica y valores de resistividad para los diversos materiales. Recuerde: las fórmulas proporcionan una estimación del mejor caso de la profundidad de penetración; También es necesario considerar factores adicionales, incluida la frecuencia de la antena, la potencia del transmisor y la sensibilidad del receptor, como se mencionó anteriormente. Además, rara vez las encuestas de GPR se realizan a través de un material puro; la mayoría de las veces el subsuelo es una mezcla heterogénea de diferentes materiales que resulta en una dispersión de la señal que también reduce la penetración.
| Material | Conductividad eléctrica (mS / m) | Resistividad eléctrica (ohm-m) | Sólidos disueltos totales (ppm) | Profundidad de penetración (m) |
|---|---|---|---|---|
| Aire | 0 | 0 | ∞ | |
| Hielo nieve, | 0.1 | 10,000 | 400+ | |
| Mármol de granito | 0.4 | 2500 | 100 | |
| Arena seca, piedra caliza | 1 | 1000 | 40 | |
| Arena mojada, grava | 2 | 500 | 20 | |
| Limo | 20 | 50 | 2 | |
| Arcilla, hormigón | 50 | 20 | 1 | |
| Agua dulce (TDS bajo) | 45 | 40 | ||
| Agua dulce (alto TDS) | 3700 | 0.5 | ||
| Agua de mar | 40,000 | 0.01 |
Consulte las preguntas frecuentes: Preguntas frecuentes sobre GPR
