Los estudios de resistencia eléctrica (también llamados estudios de resistencia de la tierra o resistividad) son uno de varios métodos utilizados en geofísica arqueológica , así como en investigaciones geológicas de ingeniería. En este tipo de estudio, se utilizan medidores de resistencia eléctrica para detectar y mapear características y patrones arqueológicos del subsuelo.
Los medidores de resistencia eléctrica pueden considerarse similares a los óhmetros utilizados para probar circuitos eléctricos. Los elementos arqueológicos se pueden cartografiar cuando tienen mayor o menor resistividad que su entorno. Una base de piedra podría impedir el flujo de electricidad, mientras que los depósitos orgánicos dentro de un basurero podrían conducir la electricidad más fácilmente que los suelos circundantes. Aunque generalmente se usan en arqueología para mapeo 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 levantamiento de resistencia eléctrica es uno de los métodos geofísicos más populares gracias a 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 continua o de conmutación de baja frecuencia) en la tierra. Las otras dos sondas, llamadas sondas de tensión o de potencial, se utilizan para medir la tensión, que indica la resistividad local. En general, mayores espaciamientos entre sondas producen una mayor profundidad de investigación, pero a costa de la sensibilidad y la resolución espacial. [2]
Los primeros estudios (que comenzaron a mediados del siglo XX) utilizaban a menudo el conjunto Wenner , que era un conjunto lineal de cuatro sondas. Estos estaban dispuestos corriente-voltaje-voltaje-corriente, a distancias iguales a lo largo del conjunto. Las sondas se montaron sobre un marco rígido o se colocaron individualmente. Si bien es bastante sensible, esta matriz 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, siendo el más exitoso 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 de corriente y otra de voltaje montadas en un marco móvil para recopilar lecturas del estudio, 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 topográficas móviles mediante un cable de arrastre. Esta configuración es muy compacta para su profundidad de investigación, lo que resulta en una resolución horizontal superior. [3] La ventaja logística de la matriz más compacta se ve algo compensada por el cable de arrastre.
Una desventaja de los sistemas descritos anteriormente es un ritmo de encuesta relativamente lento. Una solución a esto han sido los conjuntos de ruedas. Estos utilizan ruedas con púas o discos metálicos como electrodos, y pueden usar una matriz cuadrada (una variación de la matriz de Wenner) para evitar el obstáculo de un cable de arrastre. Los conjuntos de ruedas pueden ser remolcados por vehículos o por fuerza humana. [4]
Los sistemas que tienen largas series lineales de muchos electrodos se utilizan a menudo en aplicaciones geológicas y, con menor frecuencia, en arqueología. Estos 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 pueden usarse para tomografía o 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 y mapear patrones horizontales. También se pueden usar en superficies duras o muy secas que impiden el contacto eléctrico necesario para los sistemas de resistencia de sonda. Si bien estos son prometedores para aplicaciones arqueológicas, los sistemas actualmente disponibles que funcionan según este principio carecen de suficiente resolución espacial y sensibilidad. [7] [8]
El levantamiento generalmente implica caminar con el instrumento a lo largo de recorridos paralelos estrechamente espaciados, tomando lecturas a intervalos regulares. En la mayoría de los casos, el área a inspeccionar se divide en una serie de "cuadrículas" de levantamiento cuadradas o rectangulares (la terminología puede variar). Con las esquinas de las rejillas 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 el mapeo de alta resolución. Las primeras encuestas registraban las lecturas a mano, pero ahora la norma es el registro y almacenamiento de datos controlados por computadora. [9]
Se puede encontrar una descripción general de los métodos geofísicos en arqueología en los siguientes trabajos: