Sistema y procedimiento de medición subterránea de la resistividad.

Sistema de sondeo subterráneo de resistividad caracterizado por que comprende:

- al menos un aparato (11) de sondeo subterráneo de la resistividad que comprende un soporte (25, 25a, 25b)alargado de unidades de sondeo subterráneo de la resistividad, varias unidades (E1, E2, E3, E4, TA, TB) de sondeo de la resistividad solidarias del soporte de unidades de sondeo y conductores (22, 23, 29, 30) eléctricos que seextienden entre las unidades de sondeo de la resistividad y una extremidad (250) del soporte (25) de unidades desondeo de resistividad, comprendiendo el aparato (11) además varios interruptores direccionables (28, R1, R2, R3,R4) que unen las unidades de sondeo de la resistividad a dos conductores (29, 30) de transporte de una señal demedición o de una diferencia de potencial, estando unidos los interruptores direccionables a un conductor o bus (22)de direccionamiento que permite escrutar sucesivamente las unidades de sondeo de la resistividad desde laextremidad del soporte de unidades de sondeo de la resistividad,

- una unidad (13) de tratamiento prevista para ser unida a los conductores (29, 30) de medición y dispuesta para laadquisición - y en su caso el tratamiento -de los datos/señales facilitadas por las unidades de sondeo de laresistividad, y

- una unidad (15) de telecomunicación prevista para ser unida a la unidad de tratamiento y dispuesta para transmitira distancia los datos/señales recibidos - y en su caso tratados - por la unidad de tratamiento.

Sistema y procedimiento de medición subterránea de la resistividad

La presente invención es relativa a aparatos de medición y/o de sondeo subterráneo, a procedimientos de medición con la ayuda de estos aparatos, a sistemas que incorporan estos aparatos y a programas estructurados para poner en práctica estos procedimientos y sistemas.

La presente invención es relativa en particular a tales aparatos, sistemas y procedimientos para la vigilancia in situ y a distancia, a alta frecuencia y durante largos períodos, de las evoluciones de propiedades físico-químicas del subsuelo y/o de capas subterráneas, especialmente de las capas freáticas, y en particular de las evoluciones de la resistividad del subsuelo.

El ámbito técnico de la invención es el de la fabricación de los aparatos de medición de la resistividad del suelo.

Existen diferentes técnicas de medición de la resistividad del suelo, de las cuales aquéllas en las cuales se mide una diferente de potencial (DDP) que aparece entre dos electrodos enterados en el suelo, durante la « inyección » de una corriente eléctrica en la proximidad de estos electrodos.

Se pueden distinguir los métodos en los cuales se introduce una corriente continua en el suelo, como se describe especialmente en las patentes FR 1 247 925, EP-786 673, y EP-863 412, de los métodos en los cuales se introduce una corriente alterna, como se describe especialmente en las patentes US-2.376.168, US-3.134.941 y US

3.293.542.

En la patente US-3.134.941, se propone integrar un conmutador rotatorio en un aparato de sondeo equipado con una veintena de electrodos de medición, para escrutar sucesivamente los electrodos; un sistema mecánico de este tipo no está adaptado para la vigilancia a distancia y durante largos períodos de la resistividad del suelo; además, éste solamente permite prever un número limitado de sensores a lo largo del soporte de sensores.

El documento US2005/078011 (Abdelhadi) describe electrodos inteligentes programados idénticamente para vigilancias geoeléctricas.

Este aparato comprende un generador, un voltímetro y un controlador.

En los conductores eléctricos están colocados Interruptores direccionables que unen cada uno electrodos que constituyen las unidades de sondeo a un aparato de medición de propiedades eléctricas.

Se distinguen igualmente los métodos « polo-dipolo » que utilizan tres electrodos para cada medición, de los métodos « dipolo-dipolo » especialmente « Wenner », o « Schlulmberger », que utilizan dos electrodos para la inyección de corriente y dos electrodos de medición.

El sistema de medición propuesto en el documento EP-863 412 que comprende una serie de tramos de tubo aislante unidos dos a dos por un manguito anular conductor que constituye un electrodo, y en el cual se utiliza un conductor eléctrico para unir cada electrodo a un aparato en superficie que comprende un sistema informático de mando, multiplexores, un aparato de medición de DDP y una fuente de alimentación eléctrica, es complejo e igualmente inadaptado para la vigilancia a distancia y durante largos períodos de la resistividad del suelo.

Un objetivo de la invención es proponer aparatos, sistemas y procedimientos de este tipo que estén mejorados y/o que pongan remedio, al menos en parte a las lagunas o inconvenientes de los aparatos, sistemas y procedimientos conocidos de medición de resistividad del suelo.

Un objetivo de la invención es proponer aparatos, sistemas y procedimientos de este tipo que faciliten la vigilancia regular de parámetros físico-químicos del medio subterráneo tales como la temperatura, el potencial eléctrico espontáneo (PS) , el potencial redox (Eh) , o el pH especialmente, a profundidades del orden de varias decenas o centenas de metros.

De acuerdo con un aspecto de la invención, se propone un aparato de sondeo subterráneo que comprende un soporte alargado de unidades de sondeo subterráneo, es decir, un soporte de sensores o de electrodos, que presenta dos extremidades; el aparato comprende varias unidades de sondeo (sensores y/o electrodos) solidarios del soporte así como conductores eléctricos que se extienden entre las unidades de sondeo y una de las dos extremidades del soporte de unidades de sondeo; el aparato comprende además varios interruptores estáticos (de semiconductor) direccionables que unen respectivamente las unidades de sondeo a (al menos) un conductor de direccionamiento, lo que permite escrutar sucesivamente las unidades de sondeo desde la extremidad del soporte.

De acuerdo con características preferentes de la invención:

- el aparato comprende dos conductores de alimentación de las unidades de sondeo subterráneo, un conductor de transporte de señales o datos de medición facilitados por las unidades de sondeo, así como un conductor de

transporte de señales o datos de direccionamiento, estando las unidades de sondeo unidas a estos cuatro conductores que se extienden sensiblemente en toda la longitud del soporte;

- cada unidad de sondeo comprende un electrodo anular para la medición de la resistividad del medio subterráneo que recibe al aparato;

- el aparato comprende dos conductores de alimentación de los electrodos, dos conductores de transporte de una diferencia de potencial constatada entre dos electrodos, un conductor (o conductor de direccionamiento) de transporte de señales o datos de direccionamiento, dos conductores de alimentación de baja tensión, comprendiendo cada unidad de sondeo un electrodo y cuatro interruptores estáticos direccionables que unen respectivamente el electrodo considerado a los dos conductores de alimentación y a los dos conductores de transporte de una diferencia de potencial, estando unido cada interruptor estático direccionable al conductor de direccionamiento;

- cada unidad de sondeo comprende al menos un sensor para la medición de uno o varios parámetros físicoquímicos del medio subterráneo que recibe al aparato; en su caso, el aparato comprende conductores de alimentación de los sensores, al menos uno o dos conductores de transporte de un dato o de una señal de medición facilitados por los sensores, y un conductor de transporte de señales o datos de direccionamiento; cada unidad de sondeo comprende además al menos dos, tres, o cuatro interruptores estáticos direccionables que unen respectivamente el sensor considerado a los dos conductores de alimentación y al conductor o conductores de transporte de un dato o de una señal de medición, estando unido cada interruptor estático direccionable al conductor de direccionamiento;

- el soporte es rígido o bien flexible, hueco, en particular tubular, y realizado en un material eléctricamente aislante;

- el soporte comprende varios tramos unidos borde con borde y las extremidades longitudinales de los tramos están equipadas con conectores, en particular con órganos de conexión mecánicos y con órganos de conexión eléctrica estancos;

- el soporte presenta una longitud superior a 5 metros o 10 metros (m) , en particular una longitud situada en un intervalo que va de aproximadamente 10 m a aproximadamente 50 m, 100 m o 200 m;

- varias decenas de unidades de sondeo están regularmente espaciadas a lo largo del soporte, según un paso de espaciamiento del orden de aproximadamente 5 metros o 10 metros, en particular del orden de aproximadamente un metro;

- el soporte comprende un conductor de masa y un conductor de un potencial de referencia unidos a los interruptores y que se extienden sensiblemente en toda la longitud del soporte.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se propone un procedimiento de vigilancia de un medio subterráneo en el cual se utiliza un aparato de acuerdo con la invención, y en el cual:

- se facilita un dato de dirección y un dato de mando de cierre a todos los interruptores direccionables por el conductor de direccionamiento, el dato de dirección corresponde a un (solo) interruptor determinado, para provocar su cierre y unir un electrodo (o un borne de un sensor) de una unidad de sondeo determinada a uno de los conductores de alimentación o de medición;

- se efectúa la operación precedente para cerrar los interruptores direccionables (generalmente en número de al menos dos, tres o cuatro) de la unidad (o de las unidades) de sondeo determinadas, con el fin de conectar esta o estas unidades a una fuente de alimentación eléctrica, y a una unidad de medición y de registro de las señales facilitadas;

- se efectúa una medición, después, llegado el caso, se facilitan los mismos datos de medición, y se facilitan datos de mando de apertura a todos los interruptores direccionables, por el conductor... [Seguir leyendo]

1. Sistema de sondeo subterráneo de resistividad caracterizado por que comprende:

- al menos un aparato (11) de sondeo subterráneo de la resistividad que comprende un soporte (25, 25a, 25b) alargado de unidades de sondeo subterráneo de la resistividad, varias unidades (E1, E2, E3, E4, TA, TB) de sondeo de la resistividad solidarias del soporte de unidades de sondeo y conductores (22, 23, 29, 30) eléctricos que se extienden entre las unidades de sondeo de la resistividad y una extremidad (250) del soporte (25) de unidades de sondeo de resistividad, comprendiendo el aparato (11) además varios interruptores direccionables (28, R1, R2, R3, R4) que unen las unidades de sondeo de la resistividad a dos conductores (29, 30) de transporte de una señal de medición o de una diferencia de potencial, estando unidos los interruptores direccionables a un conductor o bus (22) de direccionamiento que permite escrutar sucesivamente las unidades de sondeo de la resistividad desde la extremidad del soporte de unidades de sondeo de la resistividad,

- una unidad (13) de tratamiento prevista para ser unida a los conductores (29, 30) de medición y dispuesta para la adquisición – y en su caso el tratamiento –de los datos/señales facilitadas por las unidades de sondeo de la resistividad, y

- una unidad (15) de telecomunicación prevista para ser unida a la unidad de tratamiento y dispuesta para transmitir a distancia los datos/señales recibidos – y en su caso tratados – por la unidad de tratamiento.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual el aparato (11) comprende una cinta (22, 23) de conductores de alimentación, de transporte de señales o datos de medición y de direccionamiento, estando unidas las unidades de sondeo de la resistividad a los conductores de la cinta que se extiende sensiblemente en toda la longitud del soporte.

3. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 en el cual cada unidad de sondeo de la resistividad comprende un electrodo (E1, E2, E3, E4) para la medición de la resistividad eléctrica del medio subterráneo que recibe al aparato, comprendiendo el aparato (11) :

- dos conductores de alimentación a alta tensión de los electrodos,

- dos conductores de alimentación a baja tensión de las unidades de sondeo de la resistividad,

- dos conductores (29, 30) de transporte de una diferencia de potencial constatada entre dos electrodos,

- un conductor o bus (22) de transporte de señales o datos de direccionamiento, comprendiendo cada unidad de sondeo de la resistividad cuatro interruptores estáticos direccionables (28, R1, R2, R3, R4) que unen respectivamente el electrodo considerado a los conductores de alimentación y de transporte de una diferencia de potencial, estando unido cada interruptor estático direccionable al conductor o bus de direccionamiento.

4. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en el cual cada unidad de sondeo de la resistividad comprende un sensor (TA, TB) de un parámetro para la medición físico-química del medio subterráneo que recibe al aparato, comprendiendo el aparato (11) :

- dos conductores de transporte de una señal de medición facilitada por los sensores,

- un conductor de transporte de señales o datos de direccionamiento, comprendiendo cada unidad de sondeo al menos dos interruptores estáticos direccionables que unen respectivamente el sensor considerado a los conductores de transporte de una señal de medición, estando unido cada interruptor estático direccionable al conductor o bus de direccionamiento.

5. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el cual el soporte es rígido.

6. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el cual el soporte es flexible.

7. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 en el cual el soporte comprende varios tramos (25a, 25b, 25c) ensamblados borde con borde y equipados cada uno con un conector (31, 32) mecánico y un conector eléctrico en cada extremidad longitudinal.

8. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en el cual el soporte presenta una longitud superior a 5 metros o 10 metros, en particular una longitud situada en un intervalo que va de aproximadamente 15 m a aproximadamente 50 m, 100 m o 200 m, y en el cual el aparato (11) comprende varias decenas de unidades de sondeo de la resistividad regularmente espaciadas a lo largo del soporte, así como un conductor de masa y un conductor de un potencial de referencia unidos a los interruptores y que se extienden sensiblemente en toda la longitud del soporte.

9. Procedimiento de sondeo de la resistividad de un medio subterráneo en el cual se utiliza un sistema de acuerdo

con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en el cual: 9

- se facilita un dato de dirección y un dato de mando de cierre a todos los interruptores direccionables por el conductor de direccionamiento, el dato de dirección corresponde a un (solo) interruptor determinado, para provocar su cierre y unir un electrodo (o un borne de un sensor) de una unidad de sondeo determinada a uno de los conductores de alimentación o de medición;

- se efectúa la operación precedente para cerrar los interruptores direccionables de la unidad (o de las unidades) de sondeo de la resistividad determinadas, de modo que, en su caso, se conecten esta o estas unidades a una fuente de alimentación eléctrica, y a una unidad de medición y de registro de las señales facilitadas;

- se efectúa una medición, y se facilitan datos de mando de apertura a todos los interruptores direccionables, por el conductor de direccionamiento, para provocar la apertura de los interruptores direccionables precedentemente

cerrados y aislar los electrodos (o bornes de sensor) de la unidad (o de las unidades) de sondeo concernidas de los conductores de alimentación y de medición; y

- se repiten estas operaciones para diferentes unidades de sondeo del aparato.

10. Programa que comprende un código fijado a un soporte – tal como una memoria – o materializado por una señal, siendo el código legible y/o ejecutable por al menos una unidad de tratamiento de datos – tal como un procesador,

para vigilar al menos un parámetro físico-químico de un medio subterráneo, comprendiendo el código segmentos de código para efectuar las operaciones de un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9.

11. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, comprendiendo el sistema además una fuente (12, 17) de alimentación eléctrica tal como una batería, así como un interruptor (16) dispuesto para unir al menos un conductor (40, 41) de alimentación de las unidades de medición a la fuente de alimentación eléctrica, lo que permite, para la apertura del interruptor de cabeza, abrir y cerrar, sensiblemente fuera de tensión, un interruptor (28, R1, R2, R3, R4) de alimentación y/o de selección de una unidad de sondeo de la resistividad.