La electrónica, la programación y la geofísica en la construcción de un resistivímetro de bajo costo

Abstract

RESUMEN: Se realizó el diseño y desarrollo de un resistivímetro de bajo costo para mediciones de resistividad en el subsuelo, así mismo se programó una interfaz para el usuario, manejo y presentación de los datos obtenidos en la plataforma Arduino. El dispositivo es capaz de inyectar corriente al subsuelo y mesurar a la par que recaba datos de las diferencias de potencial consecuentes. Las especificaciones eléctricas del prototipo son: 0 – 180 V CD, voltaje de salida; 0 – 400 mA intensidad; y 70 W de potencia. A partir de una batería de 12 V CD que alimenta todo el circuito. Así mismo, la plataforma digital permite procesar los datos con pulsos que van desde 500 milisegundos a 3 segundos y un receptor de voltaje de 5 V, que permite aplicar ganancia a los datos del muestreo, obteniendo mayor detalle. Uno de los apartados con mayor relevancia es la aplicación de un sistema de flujo basado en la desviación estándar como factor de calidad y el uso de la mediana estadística, permite la reducción al mínimo de datos espurios. El prototipo fue puesto a prueba efectuando sondeos tipo Wenner en profundidades someras y con sedimentos esencialmente granulares de tamaño pequeño (limos y arcillas). Los resultados obtenidos muestran valores de potencial, intensidad de corriente y resistividad eléctrica coincidentes con estas características geológicas. ABSTRACT: The design and development of a low-cost resistivity meter for subsurface resistivity measurements was proposed. Also, an user interface, as well as the data handling and presentation generated using the Arduino board. The device is capable of injecting and measuring current into the subsoil and collecting the consequent electric potential difference. The prototype electrical specifications are: 0 - 180 V DC, output voltage; 0 - 400 mA current; and 70 W of power. The entire circuit is powered by a 12 V DC battery. Likewise, the digital board allows data processing with pulses ranging from 500 milliseconds to 3 seconds and a 5 V voltaje receiver, which allows applying gain to the sampled data, obtaining a greater detail. One of the most outstanding sections is data processing, which allows spurious data to be minimized, through a flow system based on the standard deviation as a quality factor and the use of the statistical median. The prototype was tested using a Wenner-type array at shallow depths within essentially small-sized granular sediments (silts and clays). Obtained results show potential values, current intensity and electrical resistivity coincident with these geological characteristics.