Los estudios de resistencia eléctrica (también llamados estudios de resistividad o de resistencia de la tierra) son uno de los métodos que se utilizan en la geofísica arqueológica , así como en las investigaciones geológicas de ingeniería. En este tipo de estudios, se utilizan medidores de resistencia eléctrica para detectar y mapear las características y patrones arqueológicos del subsuelo.
Los medidores de resistencia eléctrica pueden considerarse similares a los ohmímetros que se utilizan para probar circuitos eléctricos. Las características arqueológicas pueden cartografiarse cuando tienen una resistividad mayor o menor que sus alrededores. Una base de piedra puede impedir el flujo de electricidad, mientras que los depósitos orgánicos dentro de un basurero pueden conducir la electricidad con mayor facilidad que los suelos circundantes. Aunque generalmente se utilizan en arqueología para el mapeo de vistas en planta, los métodos de resistencia también tienen una capacidad limitada para discriminar la profundidad y crear perfiles verticales (consulte Tomografía de resistividad eléctrica ). Otras aplicaciones incluyen la medición de la resistividad eléctrica del hormigón para determinar el potencial de corrosión en estructuras de hormigón. El estudio de la resistencia eléctrica es uno de los métodos geofísicos más populares gracias al hecho de que es una investigación no destructiva y económicamente favorable. [1]
En la mayoría de los sistemas, se insertan sondas metálicas (electrodos) en el suelo para obtener una lectura de la resistencia eléctrica local. Se utilizan diversas configuraciones de sondas , la mayoría con cuatro sondas, a menudo montadas en un marco rígido. En estos sistemas, dos de las sondas, llamadas sondas de corriente, se utilizan para introducir una corriente (ya sea directa o de conmutación de baja frecuencia) en la tierra. Las otras dos sondas, llamadas sondas de tensión o potencial, se utilizan para medir la tensión, que indica la resistividad local. En general, cuanto mayor espaciamiento de las sondas, mayor es la profundidad de la investigación, pero a costa de la sensibilidad y la resolución espacial. [2]
Los primeros estudios (que comenzaron a mediados del siglo XX) solían utilizar el conjunto Wenner , que era un conjunto lineal de cuatro sondas. Estas estaban dispuestas corriente-voltaje-voltaje-corriente, a distancias iguales a lo largo del conjunto. Las sondas se montaban en un marco rígido o se colocaban individualmente. Si bien es bastante sensible, este conjunto tiene un alcance muy amplio para su profundidad de investigación, lo que genera problemas con la resolución horizontal. Varios conjuntos experimentales intentaron superar las deficiencias del conjunto Wenner, y el más exitoso de ellos fue el conjunto de sondas gemelas, que se ha convertido en el estándar para el uso arqueológico. El conjunto de sondas gemelas, a pesar de su nombre, tiene cuatro sondas: una sonda de corriente y una de voltaje montadas en un marco móvil para recopilar lecturas de la encuesta, y la otra sonda de corriente colocada de forma remota junto con una sonda de referencia de voltaje. Estas sondas remotas fijas están conectadas a las sondas de encuesta móviles mediante un cable colgante. Esta configuración es muy compacta para su profundidad de investigación, lo que da como resultado una resolución horizontal superior. [3] La ventaja logística del conjunto más compacto se ve compensada en cierta medida por el cable colgante.
Una desventaja de los sistemas descritos anteriormente es que el ritmo de estudio es relativamente lento. Una solución a este problema han sido los conjuntos con ruedas. Estos utilizan ruedas con púas o discos de metal como electrodos y pueden utilizar un conjunto cuadrado (una variación del conjunto Wenner) para evitar el estorbo de un cable de arrastre. Los conjuntos con ruedas pueden ser remolcados por vehículos o por tracción humana. [4]
Los sistemas que tienen conjuntos lineales largos de muchos electrodos se utilizan a menudo en aplicaciones geológicas y, con menos frecuencia, en arqueología. Estos sistemas toman mediciones repetidas (a menudo controladas por computadora) utilizando diferentes espaciamientos de electrodos en múltiples puntos a lo largo de la línea extendida de electrodos. [5] Los datos recopilados de esta manera se pueden utilizar para tomografía o para generar perfiles verticales. [6]
También se han desarrollado sistemas acoplados capacitivamente que no requieren contacto físico directo con el suelo. Estos sistemas son capaces de realizar estudios tomográficos, así como de mapear patrones horizontales. También se pueden utilizar en superficies duras o muy secas que impiden el contacto eléctrico necesario para los sistemas de resistencia de sonda. Si bien estos sistemas son prometedores para aplicaciones arqueológicas, los sistemas disponibles actualmente que funcionan con este principio carecen de suficiente resolución espacial y sensibilidad. [7] [8]
El estudio generalmente implica caminar con el instrumento a lo largo de travesías paralelas muy espaciadas, tomando lecturas a intervalos regulares. En la mayoría de los casos, el área que se va a estudiar se delimita en una serie de "cuadrículas" de estudio cuadradas o rectangulares (la terminología puede variar). Con las esquinas de las cuadrículas como puntos de referencia conocidos, el operador del instrumento utiliza cintas o cuerdas marcadas como guía al recopilar datos. De esta manera, el error de posicionamiento se puede mantener dentro de unos pocos centímetros para obtener un mapeo de alta resolución. Los primeros estudios registraban las lecturas a mano, pero ahora el registro y almacenamiento de datos controlados por computadora son la norma. [9]
Una visión general de los métodos geofísicos en arqueología se puede encontrar en los siguientes trabajos: