Interpretación de Mediciones de Resistividad de Terreno por medio de Curva Patrón

Hola estimados, hoy les dejo un artículo muy importante para nuestros Ingenieros eléctricos, e instaladores eléctricos certificados en la SEC, donde las Tecnologías de Información son necesarias y aportan un valor agregado a las personas.

Este trabajo de investigación que realice propone que al calcular la resistividad de un terreno de hasta cuatro capas, de acuerdo al método Curva Patrón,  se demuestra minimizar el error de ajuste por medio de la función de error medio cuadrático porcentual. Mediante la comparación de los resultados entre la curva de campo y teórica, se demostró que la función error medio cuadrático porcentual, algoritmos propios diseñados, más las curva de patrón, se ajustan al set de curvas de patrón de Orellana & Mooney, 


La resistividad del terreno es de importancia decisiva en el diseño de un Sistema Puesta a Tierra (SPAT) y la única forma de conocerla con exactitud es mediante medidas directas de campo. 


Figura 1:Terreno formado por 4 estratos 
Figura 2: Resistencia Puesta a Tierra.

La metodología actual, que es muy utilizada en CHILE, de interpretación mediante curvas patrón presenta algunos inconvenientes que implica la observación gráfica para seleccionar correctamente la curva apropiada. Veamos por medio de el siguiente Diagrama de Causa/ Efecto (Ishikawa) la definición del problema:


Diagrama de Causa/ Efecto (Ishikawa)


En la figura 3 se distinguen las piezas principales que permiten resolver y contar con un proceso adecuado de interpretación mediante curva de patrón. Se identifica la toma de datos del Terreno, como información a ser consumida o transformada por el proceso. Para controlar o regular el proceso, se incorporan tres componentes importantes de control, el primero las tablas de datos que conforman las curvas de patrón, en segundo lugar la clasificación de las curvas y en tercer lugar, el ajuste de curvas. Estos controles permiten que la salida de información del proceso tenga un alto resultado de éxito. La salida se considera como información producida por el proceso, entregando como resultado el calce de las curvas de campo o terreno con las curvas patrón.  Como mecanismo de llevar a cabo todo el proceso, es necesario contar con un computador y sus software apropiados.

Figura 3: esquema resumido 
Metodología IDEF0. http://www.idef.com/idef0.htm


En la figura 4, se obtiene el resultado final en la recolección de datos y procesados en los software investigados IPI2WIN, WINSEV y el método manual de Curva patrón de Orellana & Mooney.


Figura 4: Curva campo y teórica ajustada


En la figura 5, se observa el resultado del sistema desarrollado. Se tiene que la curva que más se ajusta por superposición visual y por ajuste por medio de la ecuación de error medio cuadrático porcentual es la curva K-14/10. La curva de campo se identifica con color rojo y la curva teórica con menor ajuste con color amarillo. 


Figura 5: Curva Campo y Patrón K-14/10. 


Los resultados experimentales se presentan en la siguiente Tabla.

Tabla 1. Resultados experimentales
SI: semi espacio infinito.


Se observa de la Tabla 1 que el resultado de p1 y e1 respectivamente del software  Ipi2Win, que el método Curva Patrón y sistema desarrollado, no hay diferencias  mayormente, presentando un tipo de suelo o estructura con resistividad aparente similar. 

Este resultado se infiere que el sistema desarrollado es satisfactorio debido a que visualmente la curva de campo con la curva patrón coinciden y el valor de error de ajuste es inferior al 2% demostrado por la ecuación (1,1). Para llegar a un 0,152% se debe interpolar con mayor precisión la curva de campo.

Ecuación (1,1)

Los métodos de interpretación investigados corresponden a resultados diferentes respecto a la resistividad aparente y espesores, debido a que cada uno utiliza técnicas de métodos cuantitativos de interpretación diferentes (ver tabla 1). En la experimentación del sistema desarrollado también se presentan variaciones de información con respecto al espesor y resistividad. Según los datos obtenidos en esta investigación, los cálculos de resistividad aparente se basan de acuerdo a la metodología Schulumberger y de Orellana & Mooney determinando la resistividad aparente medida y graficando la curva de campo. De la  observación del gráfico resultante, es posible identificar a que tipo de posibles estratos corresponde y ayuda al sistema desarrollado en minimizar la búsqueda de las curvas patrón.

Si desean más detalle del trabajo, acá les dejo la url, clic aquí

Saludos a todos y consultas sobre este artículo a mi correo lpizarrofx@gmail.com




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