TESIS PROSPECCIÓN GEOFÍSICA AMBIENTAL

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Prospección geofísica ambiental aplicada a la detección de plumas 
contaminantes debidas a la infiltración de lixiviados en un relleno 
sanitario, bajo la adaptación de sondeos eléctricos verticales de 
resistividad y polarización inducida, para obtener tomografías 
geoeléctricas profundas y modelos 3D. 
 
Caso de Estudio: Relleno Sanitario Carapacho, Chiquinquirá, Boyacá. 
 
 
Engie Dayana Marín Herrera y Fabio Daniel Avendaño Hernández 
 
Universidad Distrital Francisco José de Caldas 
Facultad de Ingeniería 
Ingeniería Catastral y Geodesia 
Bogotá, D.C., Colombia 
2017
 
 
 
 
 
 
Prospección geofísica ambiental aplicada a la detección de plumas 
contaminantes debidas a la infiltración de lixiviados en un relleno 
sanitario, bajo la adaptación de sondeos eléctricos verticales de 
resistividad y polarización inducida, para obtener tomografías 
geoeléctricas profundas y modelos 3D. 
 
Caso de Estudio: Relleno Sanitario Carapacho, Chiquinquirá, Boyacá. 
 
 
Tesis presentada por: 
 Engie Dayana Marín Herrera y Fabio Daniel Avendaño Hernández 
 
Trabajo Final presentado como requisito parcial para optar al título de: 
Ingeniero Catastral y Geodesta 
 
 
Director: 
MSc Ciencias de la Información, 
Ing. Catastral y Geodesta 
Miguel Antonio Ávila 
 
Universidad Distrital Francisco José de Caldas 
Facultad de Ingeniería 
Ingeniería Catastral y Geodesia 
Bogotá, D.C., Colombia 
2017
 
 
 
 
 
Nota de aceptación 
______________________________________ 
______________________________________ 
______________________________________ 
______________________________________ 
 
 
 
 
 
 _______________________________________ 
Firma del presidente del jurado 
 
 
 
 
_______________________________________ 
Firma del Jurado 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bogotá, D.C., Colombia. _ Febrero de 2017. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Simplemente, no sobrestimar lo que he escrito; de otro modo 
se me volvería inalcanzable lo que aún espero escribir” 
Franz Kafka 
 
 
“Sto ancora imparando” 
Michelangelo 
 
 
 
 
Dedicatoria 
 
 
 
A te, mamma 
“che mi hai insegnato i sogni 
e l’arte dell’avventura 
A te che credi nel coraggio 
e anche nella paura” 
 
A mis padres, Marina y José, mi árbol de la vida. 
A mi hermanita Cristel Scarlet, mi pequeño rascacielos. 
A Malo y Lolo, la mejor vista de mi parte más sensible. 
Y a Ojos, mi libro personal de autoayuda. 
 
“A te che sei 
semplicemente sei 
compagna dei giorni miei 
sostanza dei sogni miei” 
 
Dayana Marín Herrera 
 
 
 
 
A mis padres Fabio Medardo Avendaño y Blanca Nubia 
Hernández, cuya lucha imparable ha dado como resultado cada 
una de las metas que sus hijos hemos alcanzado. Cuyos 
llamados de atención y enseñanzas, forjaron mi personalidad y 
el compromiso que he adquirido como infante, ciudadano y 
ahora como ingeniero catastral y geodesta. 
 
A mis hermanos Jheyson Eduardo y Wilson Manuel Avendaño 
Hernández, que al igual que aquellos tres mosqueteros de 
historias épicas, hemos sido “uno para todos y todos para 
uno”. Cuya existencia es la base fundamental de mi vida, al 
ser tan firmes y confiables como la amalgama del acero y el 
concreto. 
 
Fabio Daniel Avendaño 
 
 
 
 
Agradecimientos 
 
En primer lugar, agradecemos a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas por 
guiarnos siempre con conocimiento y sabiduría a lo largo de nuestra carrera universitaria, y 
por instaurar objetivamente la base fundamental de nuestro desarrollo ético y profesional. 
Así mismo, deseamos transmitir nuestra gratitud a nuestro director, el profesor Miguel 
Antonio Ávila por presidir y guiar el proyecto bajo los lineamientos de su experiencia; y al 
profesor Luis Fernando Gómez, por incidir de manera recia en nuestra formación personal y 
académica, por proporcionar en este proyecto un estímulo muy necesario de principio a fin 
y por supervisar el desarrollo del mismo hasta su entera ejecución. 
 
Agradecemos también a la Empresa de Servicios Públicos de Chiquinquirá, 
Empochiquinquirá E.S.P; al gerente general Carlos Pachón Lucas y a la asesora ambiental 
Ingeniera Dayana Torres Salinas, por su entera disposición e interés al momento de exponer 
la temática y el enfoque del proyecto geofísico al relleno sanitario Carapacho; por 
suministrarnos la información necesaria para iniciar la planeación del estudio y finalmente, 
por avalar nuestro ingreso para efectuar la adquisición de los datos. 
 
Por otra parte, queremos destacar a todas las personas que nos acogieron de manera fraternal 
en el municipio de Chiquinquirá, ya que su familiaridad y cariño fueron esenciales para 
sobrellevar cada una de las actividades realizadas en pro del proyecto. Por esta razón, 
agradecemos enormemente a los abuelitos Hilmo Hernández y Guillermina Tinjacá, a sus 
hijos Olivo y Marta Hernández Tinjacá y al señor Carlos Jiménez. 
 
Para finalizar, reservamos nuestros últimos agradecimientos para nuestro amigo, colega y 
colaborador, Miguel Fernández Ricardo, cuyo interés por la academia, lo llevaron a ver en 
el proyecto una oportunidad para legitimar y acrecentar su pasión por la geofísica. 
 
 
I 
Resumen 
 
Se presenta un estudio geoeléctrico como aplicación de la geofísica ambiental, en el relleno 
sanitario de Chiquinquirá, Boyacá, Colombia; con el objetivo de detectar infiltraciones de 
lixiviados a partir de la correlación de tomografías geoeléctricas obtenidas a partir de la 
medición de dos propiedades físicas del subsuelo. Como técnica geoeléctrica se utilizaron 
los Sondeos Eléctricos Verticales (SEV), con los cuales se obtuvieron mediciones de 
resistividad y cargabilidad (polarización inducida) a lo largo de tres líneas geofísicas. La 
ubicación lineal de los sondeos, permito realizar una adaptación matricial entre estos y sus 
mediciones, mediante la cual se obtuvieron tomografías geoeléctricas rectangulares, sin 
pérdida de datos por nivel y se logró triplicar la profundidad de investigación, comparada 
con la obtenida cuando se desarrollan tomografías bajo la técnica convencional. La 
correlación de las tomografías de resistividad y cargabilidad, permitió visualizar capas de 
residuos depositados, detectar infiltraciones de líquidos lixiviados y caracterizar la litología 
del subsuelo con relación a la columna litoestratigráfica de la formación Areniscas de 
Chiquinquirá, la cual aflora en el relleno sanitario Carapacho. 
 
Palabras clave: resistividad, cargabilidad, métodos geoeléctricos, isosuperficies 3D, 
tomografía. 
 
 
 
 
II 
Abstract 
 
A geoelectric study is presented as an application of environmental geophysics at the 
Chiquinquirá landfill, Boyacá, Colombia; with the objective of detecting leachate 
infiltrations from the correlation of geoelectric tomographies obtained from the measurement 
of two physical properties of the subsoil. As a geoelectric technique, the Vertical Electrical 
Surveys (SEV, acronym in Spanish) were used, with which measurements of resistivity and 
loadability (induced polarization) were obtained along three geophysical lines. The linear 
location of the probes allowed to perform a matrix adaptation between these and their 
measurements, by means of which were obtained rectangular geoelectric tomographies, 
without loss of data per level, and the depth of research was triplicated, compared to that 
obtained when tomography where realized under the conventional technique. The correlation 
of the resistivity and loadability tomographies allowed to visualize layers of deposited 
residues, to detect leachate liquid infiltrations and to characterize the subsoil lithology in 
relation to the lithostratigraphic column of the Areniscas de Chiquinquirá formation, which 
appears in the Carapacho sanitary landfill. 
 
Keywords: resistivity, chargeability geoelectrical methods, isosurface3D, tomography. 
 
 
 
 
 
 Contenido 
 
III 
Índice general 
 
Resumen ................................................................................................................................. I 
Abstract ................................................................................................................................. II 
Índice de figuras ............................................................................................................... VIII 
Índice de Tablas .................................................................................................................... X 
 
Capítulo 1: Introducción 
1.1 Justificación y Planteamiento del Problema .................................................................... 3 
1.2 Objetivo General ............................................................................................................. 5 
1.2.1 Objetivos Específicos ............................................................................................ 5 
 
Capítulo 2: Descripción de la zona de estudio 
2.1 Marco Geográfico ............................................................................................................ 6 
2.1.1 Localización. ......................................................................................................... 7 
2.2 Marco conceptual ............................................................................................................ 8 
2.2.1 Historia. ................................................................................................................. 8 
2.2.2 Estructura. ............................................................................................................ 10 
2.2.3 Funcionamiento. .................................................................................................. 11 
2.2.3.1 Residuos confinados ............................................................................... 13 
2.2.4 Impacto medioambiental. .................................................................................... 15 
2.2.4.1 . Lixiviados. ............................................................................................ 17 
2.3 Marco Geológico ........................................................................................................... 27 
2.3.1 Estratigrafía General. ........................................................................................... 28 
2.3.2 Estratigrafía Local. ........................................................................................... ...31
 Contenido 
 
IV 
Capítulo 3: Marco Teórico 
3.1 Fundamentos básicos de la geoeléctrica ........................................................................ 33 
3.1.1 Método Resistivo. ................................................................................................ 34 
3.1.1.1 Campo eléctrico. ..................................................................................... 35 
3.1.1.2 Conductividad de los materiales. ............................................................ 40 
3.1.1.3 Resistividad aparente. ............................................................................. 42 
3.1.2 Método de polarización inducida. ....................................................................... 42 
3.1.2.1 Polarización de Membrana. .................................................................... 43 
3.1.2.2 Polarización Electródica ......................................................................... 44 
3.1.2.3 Mediciones en el dominio del tiempo. .................................................... 44 
3.1.3 Clasificación de Técnicas Geoeléctricas. ............................................................ 46 
3.1.3.1 Calicata Eléctrica. ................................................................................... 47 
3.1.3.2 Sondeo Eléctrico Vertical. ...................................................................... 48 
3.1.3.3 Tomografía Geoeléctrica. ....................................................................... 51 
3.1.4 Problema inverso y directo. ................................................................................. 54 
 
Capítulo 4: Metodología 
4.1 Estado del arte. .............................................................................................................. 58 
4.1.1 Antecedentes Geológicos .................................................................................... 58 
4.1.1.1 Locales .................................................................................................... 58 
4.1.1.2 Nacionales ............................................................................................... 59 
4.1.2 Antecedentes Geoeléctricos ................................................................................ 59 
4.1.2.1 Locales .................................................................................................... 59 
4.1.2.2 Nacionales ............................................................................................... 60 
4.1.2.3 Internacionales ........................................................................................ 60 
 Contenido 
 
V 
4.1.3 Antecedentes Cartográficos. ................................................................................ 61 
4.1.3.1 Estructura. ............................................................................................... 61 
4.1.3.2 Modelo Digital de Elevación. ................................................................. 62 
4.2 Planeación de la Campaña de Adquisición. .................................................................. 64 
4.2.1 Diseño de Lineas Geofísicas. .............................................................................. 64 
4.2.1.1 Línea 1. ................................................................................................... 65 
4.2.1.2 Línea 2. ................................................................................................... 65 
4.2.1.3 Línea 3. ................................................................................................... 66 
4.2.2 Diseño de Sondeos Electricos Verticales. ........................................................... 67 
4.2.2.1 Configuración Electrodica. ..................................................................... 67 
4.2.2.2 Aberturas para toma de datos. ................................................................. 70 
4.2.2.3 Factor de profundidad. ............................................................................ 74 
4.2.3 Adaptación de SEV para generación de tomografías geoeléctricas. ................... 76 
 
Capítulo 5: Adquisición de Datos 
5.1 Reconocimiento de Campo ........................................................................................... 80 
5.2 Descripción de Equipo Geoeléctrico. ............................................................................ 81 
5.2.1 Configuración. ..................................................................................................... 82 
5.2.1.1 Resistividad ............................................................................................. 83 
5.2.1.2 Polarización Inducida (Cargabilidad). .................................................... 83 
5.3 Carteras de Campo ........................................................................................................ 84 
5.4 Sondeos Eléctricos Verticales....................................................................................... 85 
5.4.1 Línea 1. ................................................................................................................ 85 
5.4.2 Línea 2. ................................................................................................................ 87 
5.4.3 Línea 3 ................................................................................................................. 88 
 Contenido 
 
VI 
Capítulo 6: Procesamiento de Datos 
6.1 Sondeos Eléctricos Verticales ....................................................................................... 90 
6.1.1 Tratamiento previo. ............................................................................................. 90 
6.1.2 Ipi2Win. ............................................................................................................... 91 
6.2 Tomografías Geoeléctricas ............................................................................................ 92 
6.2.1 Matriz de adaptación. .......................................................................................... 92 
6.2.2 Res2inv. ............................................................................................................... 93 
 
Capítulo 7: Análisis de Datos 
................................................................................................................ 96 
7.1.2 Línea 2. ................................................................................................................ 98 
7.1.3 Línea 3. .............................................................................................................. 100 
7.1.4 Modelos de distribución. ................................................................................... 102 
7.2 Tomografías Geoeléctricas .......................................................................................... 104 
7.2.1 Línea 1. .............................................................................................................. 104 
7.2.2 Línea 2. .............................................................................................................. 107 
7.2.3 Línea 3. .............................................................................................................. 110 
7.3 Modelo Pseudo-3D ...................................................................................................... 113 
7.3.1 Capas significativas. .......................................................................................... 113 
7.3.1.1 Interpolación a 2,5 metros. .................................................................... 114 
7.3.1.2 Interpolación a 24,8 metros. .................................................................. 115 
7.3.1.3 Interpolación a 57,3 metros. .................................................................. 116 
7.3.2 Modelo de capas. ............................................................................................... 117 
7.1 Sondeos Eléctricos Verticales ..................................................................................... 95 
7.1.1 Línea 1. 
 Contenido 
 
VII 
 
7.4 Modelo 3D ................................................................................................................... 119 
7.4.1 Interpolación de resistividad. ............................................................................ 119 
7.4.2 Interpolación de cargabilidad. ........................................................................... 121 
7.4.3 Isosuperficies de resistividad y cargabilidad. .................................................. 123 
7.4.3.1 Isosuperficies de resistividad. ............................................................... 123 
7.4.3.2 Isosuperficies de cargabilidad. .............................................................. 125 
 
Conclusiones ..................................................................................................................... 127 
Bibliografía……………………………………………………………………………….129 
Apéndices…………………………………………… …………………………………..132
 
 Contenido 
 
VIII 
Índice de figuras 
 
Figura 2-1. Mapa de localización de zona de estudio RS Carapacho. .................................. 7 
Figura 2-2. Sistema de drenaje Relleno Sanitario Carapacho. ............................................ 11 
Figura 2-3. Compactación de residuos Relleno Sanitario Carapacho. ................................ 12 
Figura 2-4. Contaminación por vertederos y rellenos sanitarios. ........................................ 15 
Figura 2-5. Esquema de manejo por evaporación en el RS Carapacho. .............................. 25 
Figura 2-6. Diseño de pondajes en RS Carapacho. ............................................................. 25 
Figura 2-7. Esquema de manejo por Recirculación en el RS Carapacho. ........................... 26 
Figura 2-8. Mapa geológico regional de Chiquinquirá ....................................................... 27 
Figura 2-9. Localidad tipo de la Formación Arenisca de Chiquinquirá .............................. 29 
Figura 2-10. Columna estratigráfica de la Formación Areniscas de Chiquinquirá. ............ 30 
Figura 2-11. Perfil estratigráfico relleno sanitario Carapacho. ........................................... 31 
Figura 3-1. Electrodo con emisión de corriente continua.. .................................................. 36 
Figura 3-2. Diferencia de potencial. .................................................................................... 36 
Figura 3-3. Configuración para la medición de resistividad aparente.. ............................... 39 
Figura 3-4. Variación del potencial observado. ................................................................... 42 
Figura 3-5. Relación entre los parámetros para determinar PI.. .......................................... 46 
Figura 3-6. Arreglo Wenner para calicata eléctrica.. ........................................................... 47 
Figura 3-7. Arreglo Schlumberger para calicata eléctrica.. ................................................. 48 
Figura 3-8. Arreglo Wenner para SEV. ............................................................................... 49 
Figura 3-9. Arreglo Schlumberger para SEV.. .................................................................... 50 
Figura 3-10. Arreglo Wenner para tomografía geoeléctrica. .............................................. 52 
Figura 3-11.Arreglo Wenner-Schlumberger para tomografía geoeléctrica. ........................ 53 
Figura 3-12. Arreglo Dipolo-Dipolo para tomografía geoeléctrica..................................... 54 
Figura 4-1. Diagrama metodológico.................................................................................... 57 
Figura 4-2. Estructura general del RS Carapacho . ............................................................. 62
 Contenido 
 
IX 
Figura 4-3. Modelo digital de elevación RS Carapacho...................................................... 63 
Figura 4-4. Localización de líneas geofísicas sobre el RS Carapacho ................................ 65 
Figura 4-5. Localización de líneas geofísicas sobre fases del RS Carapacho ..................... 66 
Figura 4-6. Modelo sintético de una falla y bloque horizontal............................................68 
Figura 4-7. Modelo sintético de una falla y un bloque horizontal....................................... 68 
Figura 4-8. Ubicación de sondeos eléctricos verticales en RS Carapacho. ......................... 69 
Figura 4-9. Disposición de sondeos eléctricos verticales por línea geofísica. .................... 70 
Figura 4-10. Aberturas de electrodos para SEV.. ................................................................ 70 
Figura 4-11. Adquisición de datos con SEV. ...................................................................... 76 
Figura 4-12. Adquisición de datos con tomografía.. ........................................................... 76 
Figura 4-13. Tomografía convencional trapezoidal. ........................................................... 77 
Figura 4-14. Sondeos eléctricos adaptados para obtener tomografía geoléctrica. .............. 78 
Figura 5-1. Simulación de disposición del terreno del RS Carapacho actualmente.. .......... 80 
Figura 5-2. Ubicación de líneas geofísicas en modelo de simulación.. ............................... 81 
Figura 5-3. Abem Terrameter SAS 1000. ........................................................................... 81 
Figura 5-4. Cartera de campo para SEV Modelo 1.. ........................................................... 84 
Figura 5-5. Cartera de campo para SEV Modelo 2.. ........................................................... 85 
Figura 6-1. Matriz de adaptación para Linea1..................................................................... 92 
Figura 6-2. Filtro de datos atípicos en Res2Dinv.. .............................................................. 93 
Figura 6-3. Pseudo secciones en Res2Dinv. . ...................................................................... 94 
Figura 7-1. Modelo de curva teórica Ipi2Win para SEV 1- Línea 1.. ................................. 96 
Figura 7-2. Perfil de sondeos eléctricos verticales línea 1. E .............................................. 97 
Figura 7-3. Modelo de curva teórica Ipi2Win para SEV 1- Línea 2.. ................................. 98 
Figura 7-4. Perfil de sondeos eléctricos verticales línea 2. ................................................. 99 
Figura 7-5. Modelo de curva teórica Ipi2Win para SEV 1- Línea 3. ................................ 100 
Figura 7-6. Perfil de sondeos eléctricos verticales línea 2. ............................................... 101 
Figura 7-7. Modelo de distribución de capas para resistividad aparente. ......................... 103 
Figura 7-8. Descripción del material superficial en la Línea 1.. ...................................... 104
 Contenido 
 
X 
Figura 7-9. Análisis de tomografías (Resistividad – Cargabilidad) Línea 1. .................... 106 
Figura 7-10. Descripción del material superficial en la Línea 2. ..................................... 107 
Figura 7-11. Análisis de tomografías (Resistividad – Cargabilidad) Línea 2. .................. 109 
Figura 7-12. Descripción del material superficial en la Línea 3. ..................................... 110 
Figura 7-13. Análisis de tomografías (Resistividad – Cargabilidad) Línea 3. .................. 112 
Figura 7-14. Interpolación de resistividad y cargabilidad 2,5 metros. .............................. 114 
Figura 7-15. Interpolación de resistividad y cargabilidad 24,8 metros. . .......................... 115 
Figura 7-16. Interpolación de resistividad y cargabilidad 57,3 metros. . .......................... 116 
Figura 7-17. Modelo de capas de resistividad. .................................................................. 117 
Figura 7-18. Modelo de capas de cargabilidad.. ................................................................ 118 
Figura 7-19. Modelo 3D de resistividad. . ......................................................................... 119 
Figura 7-20. Modelo de capas resistividad 3D.. ................................................................ 120 
Figura 7-21. Modelo 3D de polarización inducida (cargabilidad).. .................................. 121 
Figura 7-22. Modelo de capas cargabilidad 3D ................................................................ 122 
Figura 7-23. Isosuperficies para resistividad…………………………...…………….…...123 
Figura 7-14. Modelo de distribución de la pluma contaminante con resistividad…...…….124 
Figura 7-25. Isosuperficies para cargabilidad…………………………………………….125 
Figura 7-36. Modelo de distribución de la pluma contaminante con cargabilidad………...126 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Contenido 
 
XI 
Índice de Tablas 
 
Tabla 2-1 Zonas de Disposición dentro del Relleno Sanitario Carapacho .......................... 10 
Tabla 2-2 Registro de residuos que ingresan al RS Carapacho ........................................... 13 
Tabla 2-3 Caracterización de residuos ingresados al RS Carapacho .................................. 14 
Tabla 2-4 Impacto en variables ambientales por el Relleno Sanitario Carapacho .............. 16 
Tabla 2-5 Composición del lixiviado en el RS Carapacho .................................................. 18 
Tabla 2-6 Comparación de características químicas de lixiviados en un relleno sanitario. 19 
Tabla 2-7 Parámetros climáticos adoptados para RS Carapacho ........................................ 20 
Tabla 2-8 Caudal estimado de lixiviado para cada zona del RS Carapacho ....................... 21 
Tabla 2-9 Proyección de lixiviados en el RS Carapacho .................................................... 22 
Tabla 2-10 Rendimientos por sistema de tratamiento ......................................................... 23 
Tabla 2-11 Costos por sistema de tratamiento. ................................................................... 24 
Tabla 3-1 Unidades para las ecuaciones de Maxwell .......................................................... 37 
Tabla 3-2 Rango de resistividades para rocas y minerales .................................................. 41 
Tabla 4-1 Características de las líneas geofísicas ................................................................ 64 
Tabla 4-2 Aberturas electródicas para línea 1 y 2. .............................................................. 71 
Tabla 4-3 Aberturas electródicas para línea 3 .................................................................... 72 
Tabla 4-4 Mediciones generales de resistividad y cargabilidad .......................................... 73 
Tabla 4-5 Coeficientes de profundidad para Wenner- Schlumberger ................................. 74 
Tabla 7-1 Análisis perfil de SEV Linea 1 ........................................................................... 97 
Tabla 7-2 Análisis perfil de SEV Linea 2 ........................................................................... 99 
Tabla 7-3 Análisis perfil de SEV Linea 3 ......................................................................... 101 
Tabla 7-4 Relación resistividad – cargabilidad para la Línea 1 ........................................ 105 
Tabla 7-5 Relación resistividad – cargabilidad para la Línea 2 ........................................ 108 
Tabla 7-6 Relación resistividad – cargabilidad para la Línea 3 ........................................ 111
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 1 
 
Introducción 
 
Hay quien cruza el bosque y sólo ve leña para el fuego” 
León Tolstoi 
 
 
Teniendo en cuenta el crecimiento constante de las ciudades y su sistema económico que 
lejos de generalizar un consumo sensato, propende reforzarlo en el dispendio y bajo el 
alcance de los que tienen una liquidez suficiente para consumir; se puede entender que laproducción de residuos es un parámetro patológico que crece de manera exponencial. 
 
Para mitigar la huella ecológica que deja la falta de conciencia sobre el impacto que produce 
el consumo, no como mero concepto, sino como actividad nociva para con el medio 
ambiente; existen gestiones ambientales que buscan a como dé lugar aprovechar los residuos, 
reciclarlos, transformarlos, y como última etapa, confinarlos definitivamente en los sitios de 
disposición final, bajo una técnica ya sea física, química, biológica o térmica, empleada para 
minimizar los impactos ambientales y los riesgos para la salud pública. 
 
En sociedades donde el costo del capital es alto y existen numerosas necesidades 
insatisfechas que compiten por mínimas cuotas del presupuesto, el relleno sanitario es la 
técnica más viable y económica empleada. Esta práctica se caracteriza por confinar la basura 
en un área impermeabilizada y cubrirla diariamente con capas de tierra para disminuir la 
presencia de vectores, malos olores, incidencia de la lluvia en la basura y mejorar la 
apariencia del sitio. No obstante, en los rellenos sanitarios se evidencian falencias en las 
dinámicas usadas para prever la infiltración y contaminación de los líquidos lixiviados sobre 
aguas subterráneas, superficiarias y suelos.
Capítulo 1. Introducción 2 
 
 
La contaminación de los suelos, como tema de interés, se produce a causa de la percolación 
del agua de lluvia través del relleno sanitario o por un ascenso temporal del nivel 
piezométrico. Bajo estas circunstancias y para ir en concordancia con el detrimento que 
proporcionan actualmente los rellenos sanitarios con respecto a las dinámicas usadas para el 
drenaje de plumas contaminantes in situ, es importante realizar un reconocimiento tanto de 
la topografía como del material contenido en el subsuelo, lo cual permita determinar, el grado 
de vulnerabilidad y evaluar un plan para posteriores acciones de saneamiento. 
 
Los métodos geofísicos eléctricos proporcionan información acerca de la estructura que yace 
en el subsuelo y su comportamiento cuando esta se relaciona directamente con la inyección 
de corriente eléctrica o con su campo natural de corriente. Dentro de las prácticas 
geoeléctricas se encuentran el método resistivo y de polarización inducida, los cuales usan 
las propiedades físicas del subsuelo y su reacción eléctrica, para detectar infiltraciones de 
lixiviados. Cabe agregar que la implementación de estos métodos se caracteriza por ser 
económica, no invasiva y por proporcionar una visión global de la zona de estudio, 
facilitando así, la localización de depósitos minerales, acuíferos y para el caso de estudio, de 
lechos contaminantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 1. Introducción 3 
 
 
1.1 Justificación y Planteamiento del Problema 
 
Partiendo de la relación directamente proporcional que existe entre el crecimiento 
demográfico y la producción de residuos domiciliarios y comerciales, se puede entender que 
el desarrollo acrecentado de la población en Chiquinquirá, al ser cuarto municipio más 
poblado del departamento de Boyacá; es una de las causas que han generado el colapso de 
la administración pública sobre los residuos depositados en el relleno sanitario, junto con la 
presión que efectúan sobre este, los municipios Caldas, Buenavista y Saboya, los cuales al 
no contar con un sitio de disposición propio, también hacen uso del relleno sanitario 
Carapacho para disponer sus basuras. 
 
Además del problema asociado a la cantidad de desechos descrita anteriormente, existen 
en el relleno sanitario, afectaciones técnicas ligadas a la falta de mantenimiento sobre las 
zonas utilizadas para el manejo de los residuos, las cuales se pueden evidenciar en la 
circulación dentro de la zona de exposición de animales tales como gallinazos y perros; en 
la exposición de basuras a cielo abierto consolidando per se un foco infeccioso y en la 
polución de los suelos in situ a partir de la infiltración de líquidos lixiviados, que si bien, son 
los más imperceptibles y silenciosos, atacan de manera directa los sistemas ecológicos vivos 
y el lugar donde se cumplen los roles más importantes para la productividad (Jaramillo, 
2015). 
 
Por lo anterior y especialmente por el brote de líquidos lixiviados con contenidos de 
metales pesados y constituyentes orgánicos evidenciados dentro del relleno sanitario, la 
Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca, entidad ambiental en jurisdicción, ha 
sancionado a la empresa administradora del relleno, y en algunas oportunidades ha decidido 
cerrarlo, como medida drástica por la práctica negligente y sobretodo agresiva con el medio 
ambiente y la población perimetral. 
. 
Capítulo 1. Introducción 4 
 
 
Hechas las consideraciones anteriores, con este trabajo se pretende detectar y analizar las 
plumas contaminantes debidas a la infiltración de lixiviados en el relleno sanitario 
Carapacho, utilizando la combinación de los métodos geofísicos geoeléctricos de 
polarización inducida y resistividad, ya que su fusión ha demostrado gran éxito para obtener 
el máximo de información sobre el subsuelo y sus residuos. Los métodos geoeléctricos serán 
adquiridos a partir de sondeos eléctricos verticales, los cuales bajo una adecuación matricial, 
permiten obtener tomografías geoeléctricas más profundas y sin perdidas de datos por 
niveles de profundidad. Posteriormente, se realizará un modelo pseudo-3D que revele la 
verdadera situación del subsuelo contaminado, con relación a la estructura geológica que lo 
compone. 
 
El desarrollo de este estudio procura incentivar el uso de la geofísica en temas medio 
ambientales, ya que los contrastes de las distintas propiedades físicas de los materiales, 
pueden dar un lineamiento interesante y muy acertado sobre la contaminación de los suelos 
en general. Sin embargo, los métodos geofísicos per se, no son suficientes para examinar a 
fondo problemas relacionados con el subsuelo de los rellenos sanitarios, pero sí son 
necesarios para obtener una evaluación que sirva como base para las fases siguientes de 
estudio y saneamiento. 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 1. Introducción 5 
 
 
 
1.2 Objetivo General 
 
Realizar la correlación entre las mediciones de resistividad y polarización inducida, 
mediante la interpretación de tomografías geoeléctricas, para la detección de lixiviados en el 
subsuelo del área de estudio. 
 
 
1.2.1 Objetivos Específicos 
 
i. Implementar las mediciones de resistividad y cargabilidad como herramientas de 
caracterización y localización de estructuras contaminadas. 
 
ii. Adaptar las mediciones de los sondeos eléctricos verticales a matrices, las cuales 
permitan obtener imágenes eléctricas o tomografías geoeléctricas rectangulares, 
profundas y sin pérdida de datos por nivel. 
 
iii. Obtener tomografías geoeléctricas 2D por resistividad y cargabilidad real de las 
líneas geofísicas in situ. 
 
iv. Generar un modelo pseudo-3D que represente las anomalías de cargabilidad y 
resistividad real, como resultado de las características geológicas del subsuelo. 
 
. 
 
 
 
Capítulo 2 
 
Descripción de la zona de estudio 
 
“El que nos encontremos tan a gusto en plena naturaleza 
proviene de que ésta no tiene opinión sobre nosotros” 
Friedrich Nietzsche 
 
 
A continuación se presentarán las características geográficas, operativas y geológicas más 
relevantesdel relleno sanitario Carapacho con el propósito de facilitar la comprensión de la 
realidad actual de la zona de interés. 
 
 
2.1 Marco Geográfico 
 
El municipio de Chiquinquirá se encuentra a una altura de 2.580 metros sobre el nivel del 
mar. Está localizado a 70 kilómetros de Tunja la capital del Departamento de Boyacá y a 
132 kilómetros de Bogotá D, C. ”Su territorio cuenta con una extensión de 125 Kilómetros 
cuadrados y con aproximadamente 65.274 habitantes, lo cual lo hace ser el cuarto municipio 
más poblado del departamento, después de Tunja, Sogamoso y Duitama La mayor parte de 
su territorio es una llanura aluvial propicia para las actividades agrícolas y ganaderas” 
(Alcaldía, 2013). 
 
 “Limita por el norte con el municipio de Saboyá; por el sur con San Miguel de Sema, 
Simijaca (Cundinamarca) y Caldas; por el Oriente con Tinjacá y Simijaca; y por el Occidente 
con Caldas y Briceño” (Concejo Municipal Chiquinquirá, 2012) .
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 7 
 
 
2.1.1 Localización. 
El Relleno Sanitario Carapacho está ubicado en la parte alta de las veredas Sasa y 
Carapacho del municipio de Chiquinquirá, a una distancia de 8,5 km por la vía pavimentada 
Chiquinquirá - Tinjacá, seguida de una vía destapada de 4,2 km que conecta al final del 
tramo con el relleno sanitario. 
 
 
 
 
Figura 2-1. Mapa de localización de zona de estudio RS Carapacho (Ver Apéndice A). 
Elaboración propia. 
 
 
 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 8 
 
 
2.2 Marco Conceptual 
 
El Relleno Sanitario Carapacho es el centro de disposición final de la ciudad de 
Chiquinquirá y de los municipios de Caldas, Buenavista y Saboyá desde el año 1993. El 
objetivo central de este centro de disposición final es el de “administrar, operar y mantener 
integralmente, a partir de procesos tales como el arrastre, distribución, disgregación y 
compactación, los residuos sólidos y lixiviados allí depositados, con la alternativa de 
tratamiento y aprovechamiento de los mismos” (SDA, 2013). 
 
La empresa Empochiquinquirá ESP es la actual administradora del relleno y quien se 
encarga de realizar las mejoras necesarias para seguir con la ejecución del sitio de 
disposición. En el año 2013, la empresa administradora planeó la realización del estudio 
denominado: “Elaboración de los estudios y diseños para la implementación del plan de 
clausura y restauración ambiental de relleno sanitario de Chiquinquirá”, el cual fue 
elaborado por la empresa Cydep SAS. Dicho estudio evaluó las variables técnicas y naturales 
que intervienen en la ejecución del relleno y en la incidencia medioambiental de este para 
con sus suelos y recursos hídricos; por esta razón y debido a su importancia para con el 
proyecto, dichas variables se estarán citando y evaluando a lo largo de este capítulo. 
 
 
2.2.1 Historia. 
“El relleno sanitario inicia su construcción en el año 1990 y entra en operación en el año 
1993” (Superservicios, 2014), bajo la jurisdicción de la entidad ambiental Corporación 
Autónoma Regional de Cundinamarca. 
 
ⱡ En el año 2002 la comunidad que colindaba con el relleno sanitario interpuso una 
acción popular por mal manejo del sitio ante el concejo de estado, cuya decisión fue la 
de imponer medidas de cierre y restauración. 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 9 
 
 
ⱡ En diciembre de 2011 la CAR resolvió no aprobar el plan de manejo ambiental 
presentado por Empochiquinquirá ESP e impuso medidas de clausura y 
restauración ambiental; sin embargo, en diciembre de 2012, se le concedió un 
plazo de tres meses para la disposición de residuos. 
 
ⱡ El 04 de mayo de 2013 se llevó a cabo el cierre del relleno sanitario Carapacho 
por lo que los residuos fueron depositados en el relleno sanitario Nuevo 
Mondoñedo, ubicado en Mosquera Cundinamarca desde el 08 de mayo hasta el 
14 de agosto de 2013. 
 
ⱡ Empochiquinquirá ESP presentó a la CAR un nuevo plan de manejo ambiental, 
en el cual demostró que no se alcanzó a ocupar la fase III, zona que tenían la 
adecuada formación geomorfológica para garantizar la estabilidad del terreno. 
 
ⱡ Una vez analizado el documento y los estudios realizados, se expidió la 
Resolución 1246 del 24 de julio de 2013 que autorizó la disposición de residuos 
sólidos en las Fases III y Cárcava S44 del relleno sanitario Carapacho por seis 
meses más, hasta febrero de 2014. 
 
ⱡ Igualmente, el 03 de febrero de 2014, la CAR expidió la Resolución 0271 que 
autoriza la disposición por 21.5 meses en la celda denominada “La Hondonada”. 
 
ⱡ Finalmente, la CAR otorgó al municipio de Chiquinquirá y a la empresa 
Empochiquinquirá ESP, un plazo adicional comprendido entre el 22 de mayo del 
2016 hasta el 4 de agosto del 2017, para consolidar la clausura y restauración 
ambiental del relleno sanitario Carapacho. 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 10 
 
 
2.2.2 Estructura. 
El Relleno Sanitario Carapacho “cuenta con un área de 26.36 Ha, conformadas por zonas 
boscosas constituidas principalmente por robledales y algunas formaciones vegetales 
adicionales” (Cydep, 2013). La zona disponible para la disposición de residuos es 
aproximadamente de 5 Ha, la cual está dividida en tres fases iniciales donde se han 
desarrollado y están en proceso de desarrollo las etapas de disposición de residuos sólidos 
ordinarios. 
 
La siguiente tabla detalla cada una de las zonas que han estado y que aún permanecen 
intervenidas dentro del Relleno Sanitario Carapacho: 
 
Tabla 2-1. 
Zonas de Disposición dentro del Relleno Sanitario Carapacho. 
 
Zona Área Características 
 
Fase I – II 
 
3,8 Ha 
 
Recibió residuos desde 1994 hasta el 
2013. Actualmente está clausurada y 
restaurada con árboles nativos. 
 
 
Fase III - Cárcava S44 
 
 
0,2 Ha 
 
 
Recibió residuos desde 2013 hasta el 
2014. Actualmente se encuentra 
clausurada y restaurada con Quicuy. 
 
Domo Fase II-III 
“La Hondada” 
 
0,72 Ha 
 
 
Opera desde el 2014 hasta agosto de 2017 
según la última resolución de la CAR. 
 
Fuente: Adaptado de Empochiquinquirá ESP. (2013). Informe Relleno Sanitario Carapacho. 
 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 11 
 
 
A demás de las anteriores zonas, Empochiquinquirá EPS, estima la creación de una nueva 
Fase (IV) en la cual se podrían disponer los residuos generados hasta el 4 de agosto de 2017, 
fecha otorgada por la CAR bajo la “Resolución No. 1139 del 20 de mayo del 2016, la cual 
establece que en dicho lugar no se podrán seguir depositando residuos sólidos, al expirar el 
tiempo adicional de 14.5 meses que la Corporación le autorizó al municipio para que 
consolide su proceso y pueda encontrar otro lugar adecuado para la disposición final de sus 
residuos” (Tundama, 2016). 
 
2.2.3 Funcionamiento. 
Inicialmente para adecuar las celdas de disposición de residuos, se remueve el material 
arcilloso de cobertura, el cual pertenece aproximadamente a las dos primeras capas del 
subsuelo, y se utiliza para compactar las terrazas, disipar olores y disminuir la proliferación 
de insectos. Paso seguido, se instala un sistema de impermeabilización por espina de pescado 
y sistema de drenaje a partir de filtros de fondo, los cuales permiten evacuar los lixiviados 
por la línea de conducción hasta los pondajes de almacenamiento, donde el líquido percolado 
es almacenado hasta su evaporación o recirculado a la zona de disposición para disminuir 
sus concentraciones. 
 
 
 
Figura 2-2.Sistema de drenaje Relleno Sanitario Carapacho. 
Empochiquinquirá ESP. (2014). 
 
 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 12 
 
 
 Hecho el replanteamiento de las celdas, los vehículos recolectores ingresan directamente 
al frente de trabajo, donde depositan los residuos recolectados de los municipios 
Chiquinquirá, Caldas, Buenavista y Saboya. Una vez estos han alcanzado una altura de 
aproximadamente 10 metros, son disgregados, homogenizados y cubiertos con un espesor 
de 0,60 metros del material de cobertura (arcilla), el cual compacta la terraza final mediante 
el movimiento de tierra efectuada por el buldócer. 
 
 
 
 
Figura 2-3. Compactación de residuos Relleno Sanitario Carapacho. 
Empochiquinquirá ESP. (2013). 
 
 
Finalmente, para dar cierre a cada una de las fases de operación, sobre las terrazas se 
adiciona una capa de tierra negra y se empradiza con Quicuy, de manera que se puedan 
realizar siembras de especies nativas representativas de los bosques de la zona como el 
Roble, Raque y Cedro. Lo anterior teniendo en cuenta que se debe ir desarrollando el avance 
de un diseño paisajístico ya que bajo la “resolución 2931 del 28 de diciembre de 2012, el 
uso futuro del predio está definido como un parque ecológico (Empochiquinquirá ESP, 
2013). 
 
 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 13 
 
 
2.2.3.1 Residuos confinados 
En el Relleno Sanitario Carapacho se disponen aproximadamente 40 Toneladas al día, las 
cuales son ingresadas al relleno por la empresa Central Colombiana de Aseo SA ESP, quien 
se encarga de la recolección de residuos en los municipios de Caldas, Buenavista, Saboya y 
Chiquinquirá. 
 
Tabla 2-2 
Registro de residuos que ingresan al RS Carapacho 
 
Periodo 
Población 
(Hab) 
Residuos 
Ton/Día Ton/Año 
2010 60.586 28,35 10.349,30 
2011 61.520 28,79 10.508,85 
2012 62.453 33,72 12.309,49 
2013 63.381 34,23 12.492,40 
2014 64.324 34,73 12.678,26 
2015 72.274 40,00 14.600,00 
 
Fuente: Adaptado de Cydep. (2013). Elaboración de los estudios y diseños para la implementación del plan 
de clausura y restauración ambiental de relleno sanitario de Chiquinquirá. 
 
 
La anterior tabla se realizó teniendo en cuenta solamente el censo poblacional del 
municipio de Chiquinquirá, ya que este es quien aporta el grueso de los residuos que allí se 
disponen. Dichos datos son un buen aparejo para comprobar que el aumento en la demografía 
del municipio es directamente proporcional a la generación de residuos que este realiza, al 
disponer cerca de 1.200 Toneladas en el RS Carapacho mensualmente. 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 14 
 
 
Tabla 2-3 
Caracterización de residuos ingresados al RS Carapacho. 
 
Componente 
Sector Productivo 
% 
En Peso 
Residuos Sólidos 
Producidos (Muestra) 
Orgánicos 55,73 64,58 
Papel y cartón 9,69 11,23 
Plástico 12,62 14,63 
Metales 1,08 1,25 
Vidrio 0,86 1,00 
Otros (No reciclables) 20,02 23,20 
Total 100 115,89 
 
Fuente: Cydep. (2013). Elaboración de los estudios y diseños para la implementación del plan de clausura y 
restauración ambiental de relleno sanitario de Chiquinquirá. 
 
 
Como se puede observar en la Tabla 2-3 el material orgánico es el residuo que se dispone 
en el relleno en una mayor proporción que los demás, siendo esta una causa fundamental de 
la generación de líquidos lixiviados, ya que dada la degradación de la materia orgánica, los 
líquidos residuales comienzan a surgir con una alta concentración en sales minerales y otros 
derivados secundarios. 
 
 
 
 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 15 
 
 
2.2.4 Impacto medioambiental. 
La historia del Relleno Sanitario Carapacho ha estado marcada permanentemente por 
problemas medioambientales, como el desbordamiento de su capacidad de almacenamiento 
y procesamiento de residuos, esparcimiento de residuos sólidos plásticos, presencia de 
recuperadores, proliferación de malos olores, brotes de lixiviados y presencia de animales 
como gallinazos, perros, cerdos y roedores (CAR, 2013). 
 
 
 
Figura 2-4. Contaminación por vertederos y rellenos sanitarios. 
Empochiquinquirá ESP. (2013). 
 
 
La manera más simple de analizar el impacto ambiental del relleno sanitario efectuado 
sobre el medio, es destacando sus efectos directos e indirectos sobre las principales variables 
ambientales como: el suelo, el agua y el aire. 
 
Estos efectos de contaminación y alteración de las variables ambientales, tienen en común 
que las causas principales de su desarrollo, están determinadas por la infiltración de 
lixiviados y la emisión constante de gases tóxicos. Pese a estos dos factores decisivos y a las 
deficiencias que presenta per se, la ejecución de un relleno sanitario, “los problemas 
ambientales registrados en Carapacho, se deben también a la exposición de basuras que no 
se cubren a tiempo y a volúmenes de lixiviados o percolados superiores a la capacidad de 
los pondajes de almacenamiento” (Noguera & Jesús Olivero, 2010). 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 16 
 
 
Tabla 2-4 
Impacto en variables ambientales por el Relleno Sanitario Carapacho. 
 
Suelos Agua Aire 
Destrucción de estratos 
originales. 
 
Contaminación de aguas 
subterráneas. a 
 
Concentración de tóxicos 
y material particulado. 
 
Inserción de plumas1 
contaminantes. a 
 
Contaminación de aguas 
superficiarias. a 
 
Intensificación de malos 
olores. b 
 
Afectación sobre la 
microbiota. a 
 
Desvío de fuentes 
hídricas 
Presencia de Vectores. b 
 
Inestabilidad geotécnica. b 
 
- 
 
- 
 
Aumento de la 
conductividad. a 
- 
 
- 
 
 
Nota: Fuente: Elaboración propia. 
a Incidencia directa de lixiviados. 
b Incidencia indirecta de lixiviados. 
 
 
Partiendo de lo anterior y de lo expresado en la Tabla 2-2, los líquidos lixiviados en el 
Relleno Sanitario Carapacho son los protagonistas directos e indirectos de la mayoría de 
amenazas que el relleno ejerce sobre el ambiente por su mera ejecución. No obstante, en el 
relleno sanitario también existen deficiencias en la captación, conducción y tratamiento de 
los líquidos lixiviados, las cuales se evidencian en el afloramiento de lixiviados sobre zonas 
ya clausuradas y sobre residuos dispuestos, lo cual se suma al problema ambiental que 
ejercen estos sobre el centro de disposición final. 
 
1 Concentración de contaminante presente en un sector determinado, la cual puede expandirse, mantenerse estable o 
contraerse. Gutiérrez, L. R. (2013). Estudio geoeléctrico e hidroquímico para mapear la pluma de lixiviados derivados 
de un basurero a cielo abierto en Mexicaltzingo, Estado de México. 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 17 
 
 
2.2.4.1 . Lixiviados. 
Los lixiviados son los líquidos contaminantes generados por la descomposición 
bioquímica de los residuos cuando estos se encuentran en proceso de degradación. No 
obstante, el problema central de los líquidos residuales es el aumento de su caudal debido a 
la percolación de aguas lluvia, ya que estas recogen gran cantidad de las sustancias que 
originalmente estaban dentro del relleno, quedando de esta manera altamente contaminadas 
y como consecuencia un caudal de lixiviado más alto que el inicial. 
 
La diseminación de los lixiviados dentro de los rellenos sanitarios depende de factores 
tales como: “grado de compactación de los desechos,material de cubierta de las celdas e 
impermeabilización de filtros y drenajes” (Novelo et al., 2004). Sin embargo, en el Relleno 
Sanitario Carapacho estas características, como en la mayoría de sitios de disposición final, 
son tratadas de manera insuficiente, con lo cual se incrementan las probabilidades de que 
existan infiltraciones que vayan directamente a aguas superficiarias o subterráneas. 
 
2.2.4.1.1 Composición fisicoquímica. 
La composición fisicoquímica de los líquidos percolados depende de “la naturaleza o tipo 
de residuo que lo genera, de las condiciones climáticas y de la edad del depósito controlado” 
(Uson, s.f). Estos líquidos poseen altos contenidos de materia orgánica, nitrógeno y fósforo, 
aumento en la conductividad eléctrica, presencia abundante de patógenos e igualmente de 
sustancias tóxicas como metales pesados. 
 
En el Relleno Sanitario Carapacho en el año 2013 se realizó un estudio, en el cual se 
calculó y estimó la composición fisicoquímica promedio del lixiviado generado en las tres 
zonas que componen el sitio de disposición final: Fase I - II, Fase III - Cárcava S44 y La 
Hondonada, la cual se expresará en la Tabla 2-5. 
 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 18 
 
 
Tabla 2-5 
Composición del lixiviado en el RS Carapacho 
 
Parámetro Valor/Concentración 
Demanda Biológica de Oxígeno (DBO) 5200 mg/l 
Demanda Química de Oxígeno (DQO) 8500 mg/l 
Amonio 1700 mg/l 
pH 7,0 – 8,7 
Fe, Ca, Mg 0,60 mg/l 
Conductividad 1375 mS/m 
 
Fuente: Cydep. (2013). Elaboración de los estudios y diseños para la implementación del plan de clausura y 
restauración ambiental de relleno sanitario de Chiquinquirá. 
 
 
2.2.4.1.2 Calidad. 
La calidad de los lixiviados es una variable temporal que se modifica constantemente en 
cada una de las zonas del sitio de disposición; siendo así que “los lixiviados de las áreas de 
los rellenos sanitarios que han sido recientemente rellenadas producen un lixiviado altamente 
contaminante, denominado lixiviado joven, mientras que partes del relleno que ya han sido 
clausuradas tienen lixiviado maduro” (Giraldo, 2001a). 
 
Asimismo existen diferencias en las calidades de los lixiviados entre los países 
desarrollados con los de los países en vía de desarrollo, de tal manera que “los lixiviados de 
los países en desarrollo presentan concentraciones mucho mayores de DBO, amoníaco y 
metales que aquellos de países desarrollados” (Giraldo, 2001b). 
 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 19 
 
 
Tabla 2-6 
Comparación de características químicas de lixiviados en un relleno sanitario. 
 
Parámetro 
Lixiviado 
Joven a Maduro b 
DBO Muy alto Bajo 
DQO Muy alto Alto 
Amonio Muy alto Alto 
pH Muy bajo Bajo 
Fe, Ca, Mg Muy altos Bajos 
Conductividad Alta Bajas 
Metales Pesados Muy altos Bajos 
 
Nota: Fuente: Giraldo, E. (2001). Tratamiento De Lixiviados De Rellenos Sanitarios: Avances Recientes. 
Revista de Ingeniería, 0(14), 44-55. 
a Lixiviado perteneciente a zona Fase La Hondada y Fase III - Cárcava S44. 
b Lixiviado perteneciente a zona Antigua Fase I - Fase II. 
 
 
En el Relleno Sanitario Carapacho se encuentran dos zonas con disposición de residuos 
recientes y en ejecución como son las zonas La hondonada y Fase III - Cárcava S44 donde 
se encontraran lixiviados jóvenes; y una zona antigua ya clausurada conformada por la unión 
de las Fases I y Fase II, donde se encontraran lixiviados maduros. 
 
Estas características deberían ser evaluadas para usar la mejor alternativa de tratamiento, 
no obstante, la variable que usualmente se tiene en cuenta es la económica y es por esta 
razón, que en la mayoría de los casos se opta por usar el tratamiento más económico sin 
importar que este no sea el adecuado. 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 20 
 
 
2.2.4.1.3 Cantidad. 
El caudal de lixiviados en el Relleno Sanitario Carapacho y en los sitios de disposición 
final en general, dependen de factores operativos y naturales tales como el estado e 
instalación de las coberturas de impermeabilización, el cierre de zonas antiguas, la 
desviación de aguas de escorrentía y los parámetros climáticos. Ahora bien, para generar 
estimaciones del caudal de lixiviados dentro de un relleno sanitario, se asume que los 
factores operativos del sitio se encuentran en condiciones óptimas, con lo cual sólo se tiene 
en cuenta “el análisis de los factores climáticos de la zona, los cuales son importantes en la 
estimación, caracterización y cuantificación de los lixiviados” (Cydep, 2013). 
 
En el Relleno Sanitario Carapacho, según el estudio realizado en el 2013, se estimó la 
cantidad de lixiviado generado en cada una de las zonas del centro de disposición, partiendo 
de análisis de parámetros climáticos como precipitación, viento, evotranspiración, 
evaporación, humedad, entre otras. 
 
Tabla 2-7 
Parámetros climáticos adoptados para RS Carapacho 
 
Parámetro Valor (anual) 
Precipitación 1.050,7 mm 
Temperatura 9,8°C 
Humedad. 77,2 % 
Velocidad viento 1,6 m/s 
Evotranspiración 177,12 mm 
Evaporación 71,8 mm 
 
Fuente: Adaptado de Cydep. (2013). Elaboración de los estudios y diseños para la implementación del plan 
de clausura y restauración ambiental de relleno sanitario de Chiquinquirá. 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 21 
 
 
A partir del modelo Hydrological Evaluation of Leachate Production (HELP) el cual 
estima los volúmenes de lixiviado producidos en el Relleno Sanitario Carapacho, se usaron 
los parámetros geométricos de cada una de las tres zonas, la estimación de residuos que se 
disponen, los datos climáticos asociados al relleno sanitario, los factores topográficos del 
terreno, entre otros. A continuación se presentan los caudales estimados para cada una de las 
zonas en razón de tipo de lixiviado generado. 
 
Tabla 2-8 
Caudal estimado de lixiviado para cada zona del RS Carapacho. 
 
Zona de estudio Caudal Total Lixiviado 
Fase I – Fase II. 0,087 l/s 0,087 l/s * Maduro 
Fase III - Cárcava S44. 0,087 l/s 
0,108 l/s** Joven 
La Hondonada. 0,021 l/s 
Lixiviado Total 0,195 l/s 
 
Nota: Fuente: Adaptado de Cydep. (2013). Elaboración de los estudios y diseños para la implementación del 
plan de clausura y restauración ambiental de relleno sanitario de Chiquinquirá. 
* (Lixiviado maduro) 44,6 % del lixiviado total. 
** (Lixiviado joven) 55,3 % del lixiviado total. 
 
 
 
 Teniendo en cuenta lo expresado en la Tabla 2-5, los lixiviados jóvenes se producen en 
el relleno sanitario en una proporción mayor que los lixiviados maduros asociados a zonas 
más antiguas, por ende, la carga contaminante de los residuales será mayor según lo expuesto 
en la Tabla 2-4, en la cual se expone que la antigüedad del lixiviados es indirectamente 
proporcional a su carga contaminante. A continuación se expone la proyección en años de la 
producción de lixiviados en el Relleno Sanitario Carapacho 
 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 22 
 
 
Tabla 2-9 
Proyección de lixiviados en el RS Carapacho. 
 
Periodo 
Caudales 
l/s m3/ día m3/ mes m3/ año 
2014 0,251 21,68 650,4 7.804,8 
2015 0,273 23,09 692,7 8.312,4 
2016 0,236 20,39 611,7 7.340,4 
2017 0,269 23,24 697,2 8.366,4 
2018. 0,260 22,46 673,8 8.085,6 
2019 0,241 20,82 624,6 7.495,2 
2020 0,177 15,29 458,7 5.504,4 
 
Fuente: Adaptado de Cydep. (2013). Elaboración de los estudios y diseños para la implementación del plan 
de clausura y restauración ambiental de rellenosanitario de Chiquinquirá. 
 
 
.Según la estimación anterior se puede observar que la producción de líquidos resultantes 
después del año 2018 sufre una caída considerable, la cual se debe a la “estabilización de los 
residuos depositados en las celdas, el cese esperado de operaciones del sitio y a la 
degradación casi completa de la fracción orgánica” (Cydep, 2013). 
 
Para que la reducción de lixiviados se lleve a cabo, el relleno sanitario debe tener un 
adecuado manejo de aguas lluvias, de coberturas finales y asegurar el cierre de grietas en el 
instante en el que se presenten. Si lo anterior se cumple y la disposición de residuos se 
suspende en el 2017 como está previsto, “el relleno sanitario, puede terminar la producción 
casi completa de lixiviados en aproximadamente 10 años después de su clausura, teniendo 
en cuanta la velocidad de drenaje ” (Cydep, 2013). 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 23 
 
 
2.2.4.1.4 Sistema de tratamiento. 
Los sistemas de tratamiento para percolados generados en sitios de disposición, varían 
según el tipo de contaminación que se necesite remover, no obstante, no se puede llegar a 
generalizaciones sobre la existencia de una tecnología óptima en todos los casos, ya que la 
disponibilidad de terrenos, energía eléctrica, personal calificado para la operación, entre 
otras, no es la misma en todos los casos y replantear un sistema basado en estas variables, 
incurre en gastos adicionales sobre su operación (Giraldo, 2001b). 
 
Tabla 2-10 
Rendimientos por sistema de tratamiento. 
 
Compuestos 
Rendimientos 
DBO Nutrientes Metales Patógenos 
Aerobio Altos Altos Intermedios Bajos 
Anaerobio Altos Bajos Altos Bajos 
 Membranas Altos - Altos Altos 
Sistema Natural Altos - Altos Variables 
PTAR Altos Variables Altos Variables 
 Evaporación Altos Altos Altos Altos 
Recirculación Intermedios Bajos Intermedios Bajos 
 
Fuente: Adaptado de Giraldo, E. (2001). Tratamiento De Lixiviados De Rellenos Sanitarios: Avances 
Recientes. Revista de Ingeniería, 0(14), 44-55. 
 
 
Al momento de elegir un sistema de tratamiento para un determinado sitio de disposición, 
no se tienen en cuenta los componentes fisicoquímicos del lixiviado in situ, sino que se 
evalúan los sistemas de tratamiento por su viabilidad económica. 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 24 
 
 
Tabla 2-11 
Costos por sistema de tratamiento. 
 
Tratamiento Costo US$/m3 
Aeróbico 20 
Membrana 10 
Evaporación 5 
 
Fuente: Adaptado de Giraldo, E. (2001). Tratamiento De Lixiviados De Rellenos Sanitarios: Avances 
Recientes. Revista de Ingeniería, 0(14), 44-55. 
 
 
En el Relleno Sanitario Carapacho se implementan los sistemas de tratamiento 
Evaporación y Recirculación, los cuales, según la información disponible son 
significativamente más prácticos y económicos, y por ende resultan siendo atractivos para 
municipios que buscan tecnologías más sencillas y autosuficientes. No obstante, teniendo en 
cuenta lo expuesto en la Tabla 2-10 el sistema de recirculación tiene unos rendimientos bajos 
a comparación del de evaporación, ya que “para generar efectos considerables de 
tratamiento, los lixiviados deben recircularse entre 3 y 10 años aproximadamente” (Giraldo, 
2001b). 
 
2.2.4.1.5 Evaporación. 
Este tratamiento consiste en adaptar pondajes debidamente impermeabilizados que 
permitan contener por un tiempo prolongado los lixiviados generados a cielo abierto hasta 
que se efectué su respectiva evaporación; en el caso en el que los lixiviados no se evaporen 
totalmente, estos pueden ser rociados sobre las celdas del relleno sanitario en operación. 
“Este procedimiento es recomendable para lugares calurosos ya que si existen 
precipitaciones altas, se deben de cubrir los pondajes para evitar que la lluvia se mezcle con 
los lixiviados y aumente el caudal de los mismos” (SEPSA, 2014). 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 25 
 
 
 
 
Figura 2-5. Esquema de manejo por Evaporación en el RS Carapacho. 
Cydep. (2013). 
. 
 
En el Relleno Sanitario Carapacho se implementaron de tres pondajes con un área 
superficial de 956 m2, los cuales están conectados en serie, para que el lixiviado circule por 
cada uno a medida que estos se van llenando. “Los pondajes se comportan como una laguna 
de estabilización ya que cada uno remueve carga orgánica biodegradable y nitrogenada, 
cuando el lixiviado permanece allí contenido” (Cydep, 2013). 
 
 
 
Figura 2-6. Diseño de pondajes en RS Carapacho. 
Cydep. (2013). 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 26 
 
 
2.2.4.1.6 Recirculación. 
Este proceso consiste en devolver el lixiviado recolectado a la zona donde se encuentran 
depositados y compactados los residuos, ya que al recircular el lixiviado algunos 
constituyentes tales como el “DBO, DQO, nutrientes y metales pesados son atenuados por 
la actividad biológica y por las reacciones químicas que se presentan en las zonas de 
disposición” (SEPSA, 2014). Una de las ventajas de este proceso es que “el lixiviado 
recirculado aumenta la humedad de los residuos dispuestos y la producción de gas por 
tonelada de residuo dispuesta” (Giraldo, 2001b). Sin embargo, pese a dichas ventajas, este 
proceso es considerado como un pre-tratamiento, dado que per se no garantiza una reducción 
considerable de la carga contaminante de los lixiviados. 
 
 
 
Figura 2-7. Esquema de manejo por Recirculación en el RS Carapacho. 
Cydep. (2013). 
 
 
En el Relleno Sanitario Carapacho luego de generar el proceso de Evaporación 
anteriormente descrito, se ejecuta un sistema de bombeo que va desde el pondaje 3 hasta una 
caja de distribución donde se inicia la recirculación de los lixiviados a partir de unos filtros 
de distribución instalados antes de generar la empradización de la zona. Finalmente el 
lixiviado al interactuar con los residuos allí dispuestos, genera actividades biológicas y 
reacciones químicas que permiten una atenuación de contaminantes en los líquidos 
lixiviados y una generación de gas en una proporción mucho mayor. 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 27 
 
 
2.3 Marco Geológico 
La geología local de la zona de estudio se encuentra documentada bajo estudios realizados 
por la universidad Nacional de Colombia, Universidad de Boyacá y el Servicio Geológico 
Colombiano, los cuales contienen material referente a la formación Areniscas de 
Chiquinquirá de un modo general y a la estabilidad de taludes dentro del relleno sanitario 
Carapacho de manera específica. 
 
 
 
Figura 2-8. Mapa geológico regional de Chiquinquirá (Ver Apéndice B). 
Adaptado de Servicio Geológico Colombiano. (2005). 
 
 
En la Figura 2-8 se puede observar de manera general la geología regional de 
Chiquinquirá y sus alrededores, junto con la ubicación específica del relleno sanitario 
Carapacho dentro de esta, con lo cual se ilustra y aclara el entorno geológico que yace en la 
zona de estudio. 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 28 
 
 
La formación denominada originalmente como Areniscas de Chiquinquirá es la unidad 
que aflora en el área del relleno sanitario, la cual ha sido cartografiada por el Servicio 
Geológico Colombiano en cinco planchas a escala 1:100.000: 151-170-189-208 y 190. “Los 
afloramientos de esta unidad se localizan hacia la región central de la Cordillera Oriental de 
Colombia, en una franja con sentido SW-NE de aproximadamente150 km de longitud por 
70 km de ancho, la cual se extiende desde la represa de Neusa (Cundinamarca), al sur, hasta 
más allá de la población de Guepsa (Santander), al norte”(Terraza, 2012). Esta unidad tiene 
como formación infrayacente y suprayacente a Simití y Simijaca, respectivamente. 
 
2.3.1 Estratigrafía General. 
La edad de la Formación Arenisca de Chiquinquirá basada en amonitas2 está comprendida 
entre el Albiano tardío3 y el Cenomaniano4 del periodo geológico cretácico. Las estructuras 
geológicas más importantes que involucran a esta unidad son los sinclinales de Aposentos, 
Chiquinquirá - San José de Pare y de Suaita- Chima; el Anticlinal de Tinjacá y la Falla de 
Carupa (Ver Figura 2-9). 
 
 Según el estudio realizado por Terraza (2012), la Formación Areniscas de Chiquinquirá 
se puede llegar a dividir en 5 segmentos con carácter litológico contrastante, denominados 
A, B, C, D y E, los cuales en dicha investigación, fueron cartografiados en diferentes 
secciones dado a que la sección tipo5 de esta formación , localizada muy cerca al relleno 
sanitario Carapacho, se encontraba totalmente cubierta al realizar el estudio. 
 
2 Criaturas depredadoras parecidas a los calamares que vivían en el interior de conchas con forma de espiral, aparecieron 
hace unos 240 millones de años, hoy en día se encuentran entre los fósiles más abundantes. National Geographic. (s. f.). 
Amonita. 
 
3 Es la sexta y última edad o piso del Cretácico inferior, sucede al Aptiense y es anterior al Cenomaniense, del Cretácico 
superior. Argentina, A. P. (1999). Ameghiniana. Asociacion Paleontológica Argentina. 
 
4 Es la primera edad o piso del Cretácico superior, sucede a la Albiense, del Cretácico inferior, y precede a la Turoniense. 
Argentina, A. P. (1999). Ameghiniana. Asociacion Paleontológica Argentina. 
 
5 Es el intervalo o punto concreto que constituye el modelo correcto para definir un límite o una unidad estratigráfica. 
Hedberg, H. D. (1980). Guía estratigráfica internacional. 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 29 
 
 
 
 
Figura 2-9. Localidad tipo de la Formación Arenisca de Chiquinquirá en área del RS Carapacho. 
Adaptado de Terraza, R. (2012). 
 
 
La identificación de cada uno de los segmentos (A, B, C, D y E) en las tres secciones 
realizadas (SMG, VM y GPG), permitió construir la columna estratigráfica de la Formación 
Areniscas de Chiquinquirá (Ver Figura 2-10), la cual ayuda a comprender el patrón 
geológico que se puede encontrar en el relleno sanitario Carapacho, ya que como se dijo 
anteriormente, la sección tipo de la Formación (Sección 4 en la Figura 2-9) se encuentra muy 
cerca de la zona de influencia del relleno. 
 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 30 
 
 
. 
 
Figura 2-10. Columna estratigráfica de la Formación Areniscas de Chiquinquirá. 
Adaptado de Terraza, R. (2012). 
 
 
De la columna estratigráfica, Terraza (2012) infiere que: 
 
Los segmentos A, C y E los cuales pertenecen a fondos marinos someros y están compuestos 
por un 34% de arenitas, se clasificaron como arenosos; y los segmentos B y D los cuales 
representan fondos marinos de costa afuera y están compuestos por un 90% de lutitas, se 
clasificaron como lutíticos6.
 
6 Las Lutitas son rocas sedimentarias compuestas por partículas del tamaño de la arcilla y del limo. Son porosas y a pesar 
de esto son impermeables, porque sus poros son muy pequeños y no están bien comunicados entre ellos. Jáuregui, N. 
(2011). Origen y Clasificación de Lutitas. 
Capítulo 2. Descripción de la zona de estudio 31 
 
 
2.3.2 Estratigrafía Local. 
Ahora bien, de una manera más puntual, y basándose en la estratigrafía general realizada 
por Terraza (2012) anteriormente, en el relleno sanitario Carapacho se llevaron a cabo 
apiques en diferentes zonas del predio, realizados por Moreno & Barrera (2013), dentro de 
su estudio de estabilidad de taludes, los cuales permitieron conformar un perfil o columna 
estratigráfica in situ. 
 
 
 
Figura 2-11. Perfil estratigráfico relleno sanitario Carapacho. 
Moreno, A. R., & Barrera, J. V. G. (2013). 
 
 
 De los apiques realizados se concluye que los suelos residuales en los cuales se funda el 
relleno sanitario Carapacho son de “granulometría fina, muy poco permeables, típicamente 
arcillas y limos de baja plasticidad, con un porcentaje que varía entre el 31.3 y el 42.1% de 
arenas” (Moreno & Barrera, 2013), litología que podría pertenecer a los segmentos A, C y 
E, denominados como arenosos, de la Formación Areniscas de Chiquinquirá, 
específicamente al Segmento E debido a su superficialidad. 
 
No obstante las tomografías realizadas en este trabajo permitirán clasificar a una mayor 
profundidad el subsuelo, teniendo en cuenta que este ya ha sido intervenido por los residuos 
allí dispuestos. 
 
 
 
Capítulo 3 
 
 
Marco Teórico 
 
 
“Todo lo que nos parece real, está hecho de cosas 
que no pueden considerarse reales” 
Niels Bohr 
 
 
Dado que el objeto central de este análisis estará puesto en la representación de modelos 
geoeléctricos como medio de abordaje hacia cierta dimensión de la geofísica ambiental, será 
necesario plantear algunos parámetros teóricos que sirvan de ejes conceptuales sobre los que 
se apoyará la lectura interpretativa ad hoc del proyecto. 
 
Para dar inicio al reconocimiento teórico del trabajo investigativo, se define como 
geofísica a la “disciplina científica que se encarga de la aplicación de los principios y 
prácticas de la Física en la resolución de los problemas de la Tierra sólida” (Fcagpl, s.fb). 
Esta disciplina estudia fenómenos relacionados con la estructura, condiciones físicas e 
historia evolutiva de la Tierra a partir de métodos naturales o inducidos. 
 
Se considera a la prospección geofísica como la pieza tecnología, cuya diversidad de 
métodos tiene una incidencia cada vez mayor en la búsqueda de recursos minerales y en la 
localización de cuerpos extraños, no obstante, y para complementar, se entenderá el concepto 
de prospección geofísica definido por San Román (s.f) como: “el estudio de las estructuras 
ocultas en interior del subsuelo y de la localización de cuerpos anómalos delimitados por el 
contraste de alguna de sus propiedades físicas con las del medio circundante”. 
Capítulo 3. Marco teórico 33 
 
 
Para dar alcance a cada una de estas propiedades, la geofísica se ha complementado al 
instaurar diferentes técnicas instrumentales de operación en campo, llamadas métodos 
geofísicos, los cuales se encargan de usar los postulados fundamentales de la Física para 
alterar los materiales in situ y de tal manera poder investigar “el comportamiento del campo 
magnético, el movimiento de los continentes, la densidad de las rocas y su capacidad para 
conducir corriente eléctrica y ondas sísmicas” (Auge, 2008). 
 
Al fragmentar la geofísica en la diversidad de metodologías que la complementan, se 
destacan cuatro métodos principales como son: el método gravimétrico, magnético, eléctrico 
y sísmico. Los dos primeros son métodos de campo natural, y los dos restantes de campo 
artificial. La diferencia entre ambos radica en que, los primeros utilizan las corrientes 
naturales existentes en el subsuelo, mientras que los segundos necesitan de la generación de 
pulsos de corriente artificial (Maestre & Forero, 2014). 
 
Teniendo en cuenta el argumento del presente trabajo de investigación, el método de 
prospección geofísica que se usa para dar alcance a cada uno de los objetivos, es el eléctrico 
o geoeléctrico, por ende,a continuación se explicará ad litteram su base teórica. 
 
 
3.1 Fundamentos básicos de la geoeléctrica 
Los métodos de prospección utilizados en geofísica denominados eléctricos o 
geoeléctricos, “estudian a partir de mediciones efectuadas en la superficie del terreno, la 
distribución en profundidad de alguna magnitud electromagnética” (Orellana, 1972). Grosso 
modo, el método geoeléctrico se encarga de estudiar la reacción que experimentan los 
materiales que subyacen en el suelo cuando estos son confrontados con el paso de corriente 
eléctrica, ya sea esta artificial o natural y a su vez corriente continua o alterna. 
 
Capítulo 3. Marco teórico 34 
 
 
“La corriente continua es la corriente eléctrica que fluye de forma constante en una 
dirección y la corriente alterna es un tipo de corriente eléctrica, donde la dirección del flujo 
de electrones va y viene a intervalos regulares o en ciclos”(Greenfacts, s.f). En este trabajo 
de investigación se utilizan las corrientes continuas artificiales, ya que estas nos permiten 
medir características físicas del subsuelo como son la resistividad (método resistivo) y la 
cargabilidad (método de polarización inducida). 
 
 
3.1.1 Método Resistivo. 
“La propiedad que tienen los materiales para permitir el paso de corriente eléctrica a su 
través es el parámetro que se utiliza para distinguir el material que existe en el subsuelo y se 
denomina conductividad eléctrica” (Capilla, 2014). No obstante, existe una propiedad física 
inversa, que ejerce oposición al paso de la corriente, atenuando o frenando el libre flujo de 
las cargas eléctricas o electrones, la cual se denomina Resistencia eléctrica (R); esta 
propiedad es expresada en ohmios (Ω) en honor al físico Georg Simon Ohm. 
 
La resistencia R de cualquier conductor o material, depende directamente del coeficiente 
de proporcionalidad 𝜌 también llamado Resistividad del material, además de la longitud L y 
de la sección transversal del mismo S: 
 
 
 
Figura 3 1. Resistencia de un conductor. 
Estrada, L. (2012). 
Capítulo 3. Marco teórico 35 
 
 
En la Figura 3-1, se tiene un trozo de circuito o conductor, representado mediante una 
figura de longitud L y de área de sección transversal S. Partiendo de lo anterior, la resistencia 
quedaría expresada de la siguiente manera: 
 
𝑅 = 𝜌
𝐿
𝑆
 
(3-1) 
 
Ahora bien, si se requiere conocer la resistencia de un material específico, se despejará el 
coeficiente de proporcionalidad 𝜌, también llamado Resistencia específica del material, el 
cual estará expresado en ohmios metro (Ωm): 
 
𝜌 =
𝑅 𝑆
𝐿
 =
(Ω)(𝑚2)
𝑚
= Ω𝑚 
 
(3-2) 
 
3.1.1.1 Campo eléctrico. 
Si se coloca una carga eléctrica en una zona, ésta perturbará sus propiedades en el sentido 
en que cualquier otra carga situada en sus proximidades va a experimentar una fuerza de 
atracción o de repulsión. De esta manera se puede estimar que la presencia de una carga 
eléctrica en un lugar crea a su alrededor un campo eléctrico (Capilla, 2014). 
 
Si en un terreno homogéneo de resistividad 𝜌, se introduce a través de una electrodo 
puntual A, una corriente continua de intensidad I, ésta fluye radialmente y las superficies 
equipotenciales7 son semiesferas concéntricas. 
 
 
7 Aquellas superficies en las que todos los puntos tienen la misma magnitud escalar o el mismo potencial. 
Capilla, M. S. (2014). Comparación de técnicas geofísicas para determinación de contaminación de suelos 
agrícolas. 
Capítulo 3. Marco teórico 36 
 
 
 
 
Figura 3-1. Electrodo con emisión de corriente continua. Capilla, M. S. (2014). 
 
 
Aplicando la ley de ohm, la cual establece que la caída de potencial ∆V entre dos puntos 
por los que circula una corriente eléctrica de intensidad I (Amperios), es proporcional a ésta 
y a la resistencia R (Ohmios) que ofrece el medio (Estrada, 2012), se tiene que: 
 
∆V = I × R 
 
(3-3) 
 
 
Figura 3-2. Diferencia de potencial. Anaya, D., & Pamela, E. (2012). 
 
 
La figura 3-2 muestra el principio de medición de la resistividad del suelo, al “inyectar 
una corriente entre el par de electrodos AB y medir la diferencia de potencial ∆V entre el par 
de electrodos MN” (Anaya & Pamela, 2012). 
Capítulo 3. Marco teórico 37 
 
 
Las ecuaciones matemáticas que explican el fenómeno físico, son las ecuaciones de 
Maxwell, las cuales rigen el comportamiento de los campos eléctricos y magnéticos 
(Jackson, 1975): 
 
𝛻 ×�̅� (�̅�) = −
𝜕𝐵 (�̅�)
𝜕𝑡
 
(3-4) 
 
 
∇ × �̅�(�̅�) = 𝐽(̅�̅�) +
𝜕�̅�
𝜕𝑡
 
(3-5) 
 
 
Las unidades correspondientes a los parámetros de las ecuaciones 3-4 y 3-5 son: 
 
Tabla 3-1 
Unidades para las ecuaciones de Maxwell. 
 
Parámetro Nombre Unidad 
E̅ Campo Eléctrico Voltios/m 
H̅ Intensidad del campo magnético Amperios/m 
B̅ Flujo de campo magnético Weber/m2 
J ̅ Densidad de corriente Amperios/m2 
D̅ Desplazamiento del campo eléctrico Culombios/m2 
 
Fuente: UPV (s.f). Fundamentos de radiación. 
 
 
No obstante, al usar corriente continua no existe una dependencia temporal, por ende las 
ecuaciones 3-4 y 3-5 quedan reducidas de la siguiente forma: 
 
Capítulo 3. Marco teórico 38 
 
 
𝛻 × �̅� (�̅�) = 0 
(3-6) 
 
∇ × �̅�(�̅�) = 𝐽(̅�̅�) 
(3-7) 
 
En los métodos eléctricos de corriente continua la ecuación que es de interés es la 3-6. Si 
se considera una fuente puntual, es decir un electrodo de corriente, la ecuación que rige el 
campo eléctrico es: 
 
𝛻 ∙ �̅� (�̅�) = 𝐼𝜌𝛿(�̅�) 
(3-8) 
 
Suponiendo que: 
 
�̅� (�̅�) = −𝛻V(�̅�) 
(3-9) 
 
Sustituyendo la ecuación 3-9 en 3-8, se tiene: 
 
𝛻2𝑉(�̅�) = −𝐼𝜌𝛿(�̅�) 
(3-10) 
 
En una región donde no existe fuente, el potencial satisface: 
 
𝛻2𝑉(�̅�) = 0 
 (3-11) 
 
Siendo 3-11 la ecuación de Laplace, donde también la divergencia de �̅� (�̅�) es cero. La 
ecuación de Laplace será válida en todo el semiespacio conductor, excepto en los electrodos: 
 
𝑅 = 𝜌
𝑑𝑟
2𝜋𝑟2
 
(3-12) 
 
Capítulo 3. Marco teórico 39 
 
 
Sustituyendo la ecuación 3-12 en la ecuación 3-3 (∆V=I×R), e integrando se obtiene que: 
 
𝑉 = 𝜌
𝐼
2𝜋𝑟
 
(3-13) 
 
. El método convencional de medición estima la resistividad aparente del subsuelo 
mediante el uso de cuatro electrodos; dos de corriente y dos de potencial, como se muestra 
en la figura 3-3: 
 
 
 
Figura 3-3. Configuración para la medición de resistividad aparente. Perk, M. (2007). 
 
 
En un medio homogéneo, utilizando la ecuación 3-13, el voltaje medido entre los 
electrodos M y N es: 
 
𝑉𝑀−𝑁 =
𝐼𝜌
2𝜋
[
1
𝑟1
−
1
𝑟2
− (
1
𝑟3
−
1
𝑟4
)] 
(3-14) 
 
𝑉𝑀−𝑁 =
𝐼𝜌
2𝜋
[
1
𝐴𝑀
−
1
𝐵𝑀
− (
1
𝐴𝑁
−
1
𝐵𝑁
)] 
(3-15) 
 
 
 
Capítulo 3. Marco teórico 40 
 
 
Despejando la resistividad aparente de la ecuación 3-15, se obtiene: 
 
𝜌𝑎 =
2𝜋
[
1
𝐴𝑀
−
1
𝐵𝑀
−
1
𝐴𝑁
+
1
𝐵𝑁
]
∆𝑉
𝐼
 ó 𝜌𝑎 = 𝑘
∆𝑉
𝐼
 
(3-16) 
 
Siendo k el factor de geometría del dispositivo o arreglo electródico que se desee emplear 
ya que este depende de las distancias entre los electrodos (r). Existen distintos tipos de 
arreglos o disposiciones electródicas diseñadospara estudios específicos y con un factor de 
geometría diferente. A continuación se hablará grosso modo de cada uno de ellos. 
 
3.1.1.2 Conductividad de los materiales. 
La conductividad eléctrica es la capacidad de algunos materiales para transmitir corriente 
eléctrica cuando es aplicado un voltaje. Su inverso es la resistividad eléctrica. “Si en un 
terreno se introduce corriente eléctrica, ésta se propagará de forma tal que puede asignarse 
al terreno una conductividad o su inversa, una resistividad eléctrica” (Capilla, 2014). 
 
En rocas y minerales la conductividad eléctrica puede darse de las siguientes formas: 
 
1. Electrónica. Es la forma normal de flujo de corriente en materiales que poseen 
electrones libres, como en el caso de los metales. 
 
2. Electrolítica. Cuando el agua presente en los poros tiene alguna sal en solución, los 
iones constituyentes se separan, por lo que son libres para moverse 
independientemente en la solución. 
 
3. Conducción Dieléctrica. Se lleva a cabo en conductores pobres o aislados bajo la 
presencia de un campo eléctrico variable. 
. 
Capítulo 3. Marco teórico 41 
 
 
3.1.1.2.1 Resistividad en rocas y minerales. 
Si la resistividad de las rocas dependiese únicamente de los minerales que las constituyen, 
se tendrían que considerar como aislantes en la inmensa mayoría de los casos. No obstante, 
las rocas tienen poros en proporción mayor o menor, que suelen estar ocupados total o 
parcialmente por electrolitos, los cuales generan que la roca se comporte como un conductor 
iónico de resistividad muy variable. Es por esta razón que diferentes grados de humedad y 
salinidad, para un mismo terreno, tendrían resistividades diferentes. (Anaya, 2012). 
 
Son pocos los componentes geológicos no saturados o secos, que presentan bajas 
resistividades o altas conductividades; entre ellos se pueden mencionar minerales metálicos 
como plata, cobre, calcopirita, pirita. Por otro lado, la mayoría de minerales no metálicos 
presentan resistividades altas y baja conductividad como las rocas. 
 
En la Tabla 3-2 se expone de manera general los valores asociados a los tipos de rocas, 
cuando estos se encuentran semi-saturados y saturados. 
 
Tabla 3-2 
Rango de resistividades para rocas y minerales. 
 
Roca Resistividad Roca Resistividad 
Basamento > 10000 Arenas saturadas 100 - 200 
Basamento fractura 1500 - 5000 Limos semi-saturados 100 - 200 
Gravas no saturadas 500 - 2000 Limos saturados 20 - 100 
Gravas saturadas 300-500 Arcillas no saturadas 20 - 40 
Arenas no saturadas 400-700 Arcillas saturadas 5 - 20 
 
Fuente: Capilla, M. S. (2014). Técnicas geofísicas para determinación de contaminación de suelos agrícolas. 
Capítulo 3. Marco teórico 42 
 
 
3.1.1.3 Resistividad aparente. 
Considerar un semi-espacio homogéneo de resistividad ρ, es una idea utópica con relación 
a las características reales de un subsuelo. En la naturaleza el subsuelo no se compone de 
capas homogéneas verticales ni de homogeneidades laterales, por lo tanto, en la prospección 
geofísica se trabaja bajo el concepto de resistividad aparente ρa. Esta es la resistividad que 
todas las técnicas y equipos miden en el ejercicio de la geoeléctrica, ya que es el valor de 
medición individual que se asocia al punto inmediatamente debajo del centro del arreglo de 
electrodos y es función del espaciamiento de los mismos. 
 
Por lo anterior, el concepto más comúnmente aceptado es que la resistividad aparente es 
la resistividad medida en un semi-espacio homogéneo con heterogeneidades, donde las 
lecturas cambiaran de una posición a otra obteniendo una ρ diferente a la del semi-espacio 
homogéneo. Es decir, la resistividad de un terreno imaginario, homogéneo e isótropo, 
equivalente al terreno real heterogéneo (Anaya & Pamela, 2012). 
 
3.1.2 Método de polarización inducida. 
En las mediciones de resistividad, cuando se envía corriente al terreno, a menudo se 
observa un significativo retraso en el establecimiento del campo estable, por lo cual, para 
efectuar las mediciones se debe considerar un tiempo de espera que depende de la longitud 
de la línea y de la resistividad aparente. 
 
 
 
Figura 3-4. Variación del potencial observado. UPC (s.f) 
Capítulo 3. Marco teórico 43 
 
 
De igual modo, cuando se interrumpe la corriente abriendo el circuito externo, el voltaje 
observado en la superficie del terreno no cae inmediatamente a cero. Este efecto se conoce 
como polarización inducida o IP (Fcagpl, s.fb). 
 
 
3.1.2.1 Polarización de Membrana. 
Las rocas que habitualmente tienen poros con considerables cantidades de arcillas y por 
ende un exceso superficial de cargas negativas, tienden a que sus iones positivos (cationes) 
del electrolito inmediato formen una rígida capa adyacente alrededor de la partícula de 
arcilla, conocida como capa de Stern. 
 
Los Iones positivos adicionales también atraídos por la partícula de arcilla, pero 
rechazados por la capa de Stern, conforman una capa difusa alrededor de la partícula, lo que 
implica que la concentración de iones positivos disminuye gradualmente con la distancia 
hasta la zona de equilibrio con la concentración de cationes en el electrolito. Esto implica 
que en la capa difusa hay un déficit de iones negativos, cuya concentración aumenta 
gradualmente al alejarse de la partícula de arcilla, hasta la zona de equilibrio, de modo tal 
que la capa difusa puede ser considerada como una atmósfera cargada que rodea a la partícula 
de arcilla. 
 
En tales condiciones, una corriente eléctrica exterior alterará el equilibrio, desplazando 
gran parte de la capa difusa a lo largo de los capilares, lo que provocará un concentración 
anormal en la solución, tanto en la capa difusa de la capa binaria como en los extremos de 
los capilares, provocando la aparición de un potencial de difusión conocido como 
polarización de membrana (Fcagpl, s.fb). 
 
 
Capítulo 3. Marco teórico 44 
 
 
3.1.2.2 Polarización Electródica 
En el límite entre un electrolito y un mineral de conducción electrónica en equilibrio 
electrostático, existe también una capa binaria debida al exceso de cargas negativas de la 
superficie del mineral lo cual se da como consecuencia de la entrega de cationes al 
electrolito, por influencia de moléculas de agua fuertemente polarizadas (Fcagpl, s.fb). Al 
pasar por este sistema una corriente eléctrica el equilibrio se perturba; la capa limítrofe del 
electrolito del lado del electrodo de alimentación positiva adquiere un exceso de cargas 
positivas, mientras que del lado de alimentación negativa un defecto de ellas y hasta un 
exceso de cargas negativas. 
 
Al interrumpirse la corriente, se restablece lentamente el equilibrio original, hasta que al 
cabo de cierto tiempo el potencial remanente, o potencial de PI provocado por la aparición 
de la diferencia de potencial entre las caras opuestas del mineral, vuelve a cero. Este 
fenómeno se denomina polarización de electrodos o electródica. 
 
 
3.1.2.3 Mediciones en el dominio del tiempo. 
Dado que el fenómeno de PI se observa tanto en corriente continua (en el dominio del 
tiempo) como en corriente alterna (en el dominio de la frecuencia) sus efectos se pueden 
medir en ambos. No obstante, el presente trabajo realizara Polarización inducida partiendo 
de una corriente continua, es decir que, se trabajara en el dominio del tiempo. 
 
Para indicar la magnitud de los efectos de PI se pueden medir una o más característicasde la curva de decrecimiento transitorio y relacionarlas con la amplitud del voltaje primario 
estable, Uc, el cual se mide previo a la interrupción de la corriente. La comparación entre la 
tensión Uo y M y N en el instante en que se corta la corriente inductora, con la tensión de 
carga Uc sería el parámetro ideal para caracterizar la cargabilidad del medio: 
 
Capítulo 3. Marco teórico 45 
 
 
𝑃𝐼(𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙) =
𝑈𝑜 
𝑈𝑐
 
(3-17) 
 
Expresión que no puede ser utilizada debido a la imposibilidad de medir 𝑈𝑜 por los 
transitorios ligados a la interrupción de la corriente. 
 
 
Por lo que se recurre a medir una tensión residual Ut correspondiente a un instante t 
posterior a la interrupción de la corriente: Algunos instrumentos proporcionan valores 
normalizados de la PI en mV/V, midiendo la tensión residual Ut en mV y dividiéndola por el 
voltaje primario 𝑈𝑐 en V: 
 
𝑃𝐼 =
𝑈𝑡 (𝑚𝑉) 
𝑈𝑐 (𝑉)
 
(3-18) 
 
En otros casos, este cociente en V/V es multiplicado por 100, de modo que la cargabilidad 
quede expresada como un porcentaje: 
 
𝜂(%) =
𝑈𝑡 
𝑈𝑐 
∗ 100 
(3-19) 
 
Pero, la forma más común de medir PI en el dominio de tiempo es calculando la integral 
de la curva de caída entre dos instantes t1 y t2 según la ecuación siguiente en función de los 
parámetros especificados: 
 
𝑃𝐼(𝑚𝑠𝑒𝑔) =
∫ 𝑈(𝑡)𝑑
𝑡2
𝑡1
𝑡 
𝑈𝑐 
 
(3-20) 
 
 
Capítulo 3. Marco teórico 46 
 
 
 
 
Figura 3-5. Relación entre los parámetros para determinar PI. Fcagpl. (s.f). 
 
 
3.1.3 Clasificación de Técnicas Geoeléctricas. 
Para adquirir información sobre un parámetro físico característico (resistividad, 
cargabilidad, etc.), se pueden llevar a cabo diferentes técnicas de adquisición, la cuales 
varían según la distribución que se requiera del parámetro físico, siendo así que, si se desea 
tener una mejor resolución en sentido vertical, se podrían usar los sondeos eléctricos 
verticales (SEV), en sentido horizontal las Calicatas Eléctricas o en sentido bidimensional 
las Tomografías Geoeléctricas. Estas variaciones permiten ahondar de una manera práctica 
en la característica física que se vaya a estudiar. 
 
a. Calicata Eléctrica 
ⱡ Wenner 
ⱡ Schlumberger 
b. Sondeo Eléctrico Vertical 
ⱡ Wenner 
ⱡ Schlumberger 
c. Tomografía Geoeléctrica 
ⱡ Wenner 
ⱡ Wenner-Schlumberger 
ⱡ Dipolo-Dipolo 
Capítulo 3. Marco teórico 47 
 
 
3.1.3.1 Calicata Eléctrica. 
Esta técnica tiene por objeto representar la distribución de un parámetro físico en sentido 
horizontal, ya que las distancias entre los electrodos de corriente y los electrodos de potencial 
permanecen constantes, y lo único que se realiza es el movimiento de todo el dispositivo 
sobre la superficie del terreno; de manera que se efectúa una investigación horizontal a 
profundidad constante para detectar estructuras que presentan heterogeneidades laterales. 
 
Las calicatas eléctricas se pueden realizar con diferentes arreglos o configuraciones que 
resalten de una manera más específica las características del parámetro físico que se va a 
medir; en estos arreglos, las distancias entre los electrodos se mantienen constantes para 
poder permear el subsuelo lateralmente y obtener una profundidad invariable. 
 
3.1.3.1.1 Wenner. 
En este tipo de arreglo la separación entre los electrodos AM, MN y NB, denominada “a” 
permanece constante a lo largo de la calicata, ya que el arreglo completo es el que se mueve 
horizontalmente una distancia “a” en cada una de las estaciones que se desee hacer para 
adquirir datos horizontales. 
 
Constante geométrica: 
𝑘 = 2𝜋𝑎 
 
Disposición Electródica: 
 
 
Figura 3-6. Arreglo Wenner para calicata eléctrica. Elaboración propia. 
Capítulo 3. Marco teórico 48 
 
 
3.1.3.1.2 Schlumberger. 
En este tipo de arreglo la separación entre los electrodos MN denominada “a” y la 
distancia entre AM y NB denominada “na” permanecen constantes a lo largo de la calicata, 
ya que el arreglo completo es el que se mueve horizontalmente una distancia “a” en cada una 
de las estaciones que se desee hacer para adquirir datos horizontales. 
 
Constante geométrica: 
 
𝑘 =
𝜋
4𝑀𝑁
 (𝐴𝐵2 − 𝑀𝑁2) 
 
Disposición Electródica: 
 
 
 
Figura 3-7. Arreglo Schlumberger para calicata eléctrica. Elaboración propia. 
 
 
3.1.3.2 Sondeo Eléctrico Vertical. 
Esta técnica representa la distribución de un parámetro físico en sentido vertical bajo el 
punto sondeado, ya que al mover en diferentes oportunidades los electrodos de corriente a 
una distancia mayor, la profundidad del sondeo aumentará. En esta técnica las mediciones 
del parámetro físico serán aparentes ya que se asume que las capas del subsuelo son 
homogéneas, lo cual dista mucho de la realidad. 
Capítulo 3. Marco teórico 49 
 
 
Los sondeos eléctricos verticales se pueden realizar con diferentes arreglos o 
configuraciones que resalten de una manera más específica las características del parámetro 
físico que se va a medir. Estas ventajas se dan sobre la profundidad que se requiera, la 
extensión o área que se deba cubrir, la resolución que amerite el sondeo, entre otras. 
 
3.1.3.2.1 Wenner 
En este tipo de arreglo la separación entre los electrodos AM, MN y NB es proporcional 
ya que varía por un factor “n”, es decir, si en el nivel 1 se tiene una abertura “a”, en el 
siguiente nivel el espaciamiento entre los electrodos será de 2a y así sucesivamente. Esta 
variación permitirá que a medida que se incremente “n” la profundidad del SEV aumentará 
(González & Viridiana, 2012). 
 
Constante geométrica: 
 
𝑘 = 2𝜋𝑎 
 
Disposición Electródica: 
 
 
 
Figura 3-8. Arreglo Wenner para SEV. 
Adaptado de González, D. L. T., & Viridiana, B. (2012). 
 
Capítulo 3. Marco teórico 50 
 
 
3.1.3.2.2 Schlumberger. 
La distancia entre los electrodos de potencial MN se mantiene constante, variando la 
distancia entre los electrodos de corriente AM y BN en un factor “na”, siendo ésta para el 
nivel 1 igual a “a”, en el nivel 2 igual a “2a” y así sucesivamente. Esta variación permitirá 
que a medida que se incremente “n” la profundidad del SEV aumentará. (González & 
Viridiana, 2012). 
 
Constante geométrica: 
 
𝑘 =
𝜋
4𝑀𝑁
 (𝐴𝐵2 − 𝑀𝑁2) 
 
Disposición Electródica: 
 
 
 
Figura 3-9. Arreglo Schlumberger para SEV. Adaptado de González, D. L. T., & Viridiana, B. (2012). 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 3. Marco teórico 51 
 
 
3.1.3.3 Tomografía Geoeléctrica. 
En los últimos años se han desarrollado nuevos métodos geofísicos con resoluciones muy 
altas, capaces de suministrar información puntual sobre la profundidad, espesor y 
continuidad lateral del subsuelo (Capilla, 2014). La tomografía geoeléctrica se puede 
considerar como una unión entre las técnicas de sondeo eléctrico vertical y la calicata 
eléctrica, ya que esta obtiene mediciones tanto verticales como horizontales a lo largo de la 
zona de estudio, para generar así la distribución real del subsuelo. Sin embargo, estas 
mediciones son afectadas por la distribución del arreglo empleado e incluso por el ruido 
antropogénico que se pueda infiltrar, es por esta razón que el parámetromedido se considera 
todavía un dato aparente que debe someterse al proceso de la inversión. 
 
La tomografía consiste en extender un equipo con la mayor cantidad de canales o 
electrodos, los cuales permitan generar iteraciones que activen y desactiven los electrodos 
de corriente y potencial a lo largo del arreglo, para que de esta manera se evite mover los 
electrodos manualmente y se optimice la adquisición de datos. Esta técnica depende del 
número y de la distribución de las mediciones en el área de estudio, para poder obtener 
resoluciones y profundidades muy elevadas (Capilla, 2014). 
 
Como en los sondeos eléctricos verticales, las tomografías geoeléctricas también se 
pueden realizar con diferentes arreglos o configuraciones que se adecuen al objeto de la 
prospección o que por otra parte, optimicen la adquisición de los datos. 
 
3.1.3.3.1 Wenner. 
La configuración inicial del arreglo es igual al usado para la obtención de sondeos 
eléctricos verticales, sólo que en este caso se recreará una estación nueva cada vez que el 
arreglo se corra horizontalmente; la primera de ellas registrará todos los valores (producto 
del movimiento lateral) de resistividad aparente correspondiente al “nivel 1”, la segunda 
estación registrará los valores del “nivel 2” y así sucesivamente. 
Capítulo 3. Marco teórico 52 
 
 
Las distancias de los electrodos variarán proporcionalmente en cada estación en un factor 
“na”; esto permitirá que a medida que se incremente “n” la profundidad de la tomografía 
aumente. 
 
Constante geométrica: 
 
𝑘 = 2𝜋𝑎 
 
Disposición Electródica: 
 
 
 
Figura 3-10. Arreglo Wenner para tomografía geoeléctrica. 
Adaptado de González, D. L. T., & Viridiana, B. 
 
 
3.1.3.3.2 Wenner - Schlumberger 
Es llamado así por el movimiento lateral que se le aplica al arreglo clásico Schlumberger 
usado para generar sondeos eléctricos verticales. En este caso se recreará una estación nueva 
cada vez que el arreglo se corra horizontalmente; la primera de ellas registrará todos los 
valores (producto del movimiento lateral) de resistividad aparente correspondiente al “nivel 
1”, la segunda estación registrará los valores del “nivel 2” y así sucesivamente. 
 
Capítulo 3. Marco teórico 53 
 
 
La distancia de los electrodos MN será constante para todas las estaciones, mientras que 
las distancias AM y BN variarán en un factor “na” en cada estación; esto permitirá que a 
medida que se incremente “n” la profundidad de la tomografía aumente. 
 
Constante geométrica: 
 
𝑘 = 𝜋𝑛(𝑛 + 1)𝑎 
 
Disposición Electródica: 
 
 
 
Figura 3-11.Arreglo Wenner-Schlumberger para tomografía geoeléctrica. 
Adaptado de González, D. L. T., & Viridiana, B. (2012). 
 
 
3.1.3.3.3 Dipolo-Dipolo 
En este arreglo la distancia entre MN y AB será de “a” en cada una de las estaciones, 
mientras que la distancia entre BN irá aumentando en cada una de las mismas en un factor 
de “na”. De manera que la estación 1 generará la línea diagonal “L1”, la estación 2 la línea 
diagonal “L2” y así sucesivamente hasta que AB lleguen al final de la zona de estudio. 
 
Constante geométrica: 
𝑘 = 𝜋𝑛(𝑛 + 1)(𝑛 + 2)𝑎 
 
Capítulo 3. Marco teórico 54 
 
 
Disposición Electródica: 
 
 
 
Figura 3-12. Arreglo Dipolo-Dipolo para tomografía geoeléctrica. Elaboración propia. 
 
 
3.1.4 Problema inverso y directo. 
Se ha establecido anteriormente que la medición de la resistividad aparente en la 
superficie mediante diversos arreglos de electrodos permite esclarecer la naturaleza de 
diversas estructuras. Sin embargo esta tarea formidable no es tan simple, ya que se trata de 
medir aquello con lo que no se está en contacto. La metodología empleada en geofísica para 
lograr deducir mediante métodos indirectos la naturaleza de nuestro entorno está orientada a 
resolver dos problemas (Sanín, 2000): 
 
1. Problema Directo 
2. Problema Inverso 
 
El problema directo, es el que calcula los efectos de la distribución del campo producido 
por alguna propiedad física (carga eléctrica, masa, etc). El segundo, el problema inverso, en 
el cual se conoce el campo o distribución de datos producidos por la propiedad física, 
pretende obtener un modelo, o más concretamente, los parámetros que lo definen (Sanín, 
2000). 
 
Capítulo 3. Marco teórico 55 
 
 
La inversión de datos de tomografía eléctrica está basada en el método de mínimos 
cuadrados. La resistividad aparente se expresa como una serie de Taylor, con el objetivo de 
obtener valores de resistividades aparentes en la vecindad de los datos capturados durante el 
trabajo de campo, con lo cual se conforma la pseudo sección de resistividades aparentes que 
posteriormente será empleada para el cálculo del modelo 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 4 
 
 
Metodología 
 
 
“Equipado con sus cinco sentidos, el hombre explora el 
universo que lo rodea y a sus aventuras las llama Ciencia” 
 Edwin Hubble 
 
 
La metodología que se implementa en este trabajo se deriva de la característica que 
tipifica a un proyecto de investigación, ya que su evaluación y su empleo parten de una 
intervención, y la existencia de una intención cognoscitiva prevalece sobre cualquier otro 
propósito (Meléndrez, 2006). Es por esto que a lo largo del proyecto de investigación 
“Prospección geofísica ambiental aplicada a la detección de plumas contaminantes 
debidas a la infiltración de lixiviados en un relleno sanitario, bajo la adaptación de 
sondeos eléctricos verticales de resistividad y polarización inducida, para obtener 
tomografías geoeléctricas profundas y modelos 3D.” se sigue un conducto regular que 
ayuda a seleccionar, reunir y analizar la información; notificar, implementar y aprobar la 
práctica en campo y procesar, modelar y analizar los resultados obtenidos. 
 
A continuación se representa la estructura metodológica en un cuadro sinóptico, el cual 
ilustra de manera detallada, cada uno de los conductos regulares que se llevan a cabo en el 
trabajo de investigación para cumplir a cabalidad con todos los objetivos propuestos. 
Capítulo 4. Metodología 57 
 
 
 
 
 
Figura 4-1. Diagrama metodológico. 
Elaboración propia. 
 
 
 
 
 
Capítulo 4. Metodología 58 
 
 
4.1 Estado del arte. 
La fase básica de la investigación se inicia recopilando el material bibliográfico más 
relevante, donde se registran tópicos geológicos, geoeléctricos y cartográficos relacionados 
con el área de estudio o con el ámbito nacional e internacional, donde la aplicación de los 
métodos geofísicos haya sido la respuesta a problemas medioambientales causados por 
rellenos sanitarios. Esta recopilación de precedentes teórico-prácticos, brinda claridad en los 
parámetros necesarios para el inicio, desarrollo y cumplimiento del proyecto propuesto. 
 
Los antecedentes geológicos, geoeléctricos y cartograficos que fueron encontrados a lo 
largo de la fase investigativa, se situaron de manera concreta y ordenada en cada uno de los 
marcos que componen el presente trabajo. 
 
 
4.1.1 Antecedentes Geológicos 
La descripción de la geología ha estado referenciada por el Servicio Geológico 
Colombiano a partir de la cartografía geológica detallada (plancha 190 - Chiquinquirá, 
cuadrículas 8B- 9B)y por la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC), 
la cual partir de proyectos de grado ha realizado la caracterización de la formación Areniscas 
de Chiquinquirá (K1K2chi) que aflora en el área de estudio. 
 
4.1.1.1 Locales 
Moreno & Barrera (2013). En “Estabilidad de taludes de un relleno sanitario: Caso 
Carapacho, Chiquinquirá, Boyacá” de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de 
Colombia (UPTC), hacen una recopilación muy somera de las condiciones geológicas del 
relleno sanitario, acompañada de sondeos mecánicos los cuales permiten generar un perfil 
estratigráfico más específico. Posteriormente calculan las fuerzas y momentos que actúan 
sobre secciones ubicadas dentro del relleno sanitario y determinan el factor de seguridad 
mediante la integración de la condición sísmica y parámetros resistentes de los taludes. 
Capítulo 4. Metodología 59 
 
 
4.1.1.2 Nacionales 
Terraza (2012). En “Estratigrafía y ambientes de depósito de la arenisca de Chiquinquirá 
en los alrededores de la localidad tipo” de la Universidad Industrial de Santander, aportan 
datos que contribuyen al entendimiento de la paleogeografía e historia geológica del 
intervalo de tiempo Albiano tardío bajo - Cenomaniano, y realizan un estudio estratigráfico, 
sedimentológico y de cartografía geológica detallada de la Arenisca de Chiquinquirá, la cual 
tiene su sección tipo en los alrededores del relleno sanitario Carapacho. 
 
 
4.1.2 Antecedentes Geoeléctricos 
Hasta la fecha, las empresas que han adquirido la administración, operación y 
mantenimiento del relleno sanitario Carapacho, han usado los métodos geofísicos 
geoeléctricos para la evaluación geotécnica de las zonas de disposición, más no para la 
caracterización de plumas contaminantes como son las infiltraciones de lixiviados en el 
subsuelo, no obstante, se han hecho algunos estudios académicos en el contexto nacional e 
internacional, donde la aplicación de la geoeléctrica ha sido orientada a la detección y 
análisis de penachos contaminantes sobre vertederos y rellenos sanitarios. 
 
4.1.2.1 Locales 
Cydep (2013). En “Elaboración de los estudios y diseños para la implementación del 
plan de clausura y restauración ambiental de relleno sanitario de Chiquinquirá”, realiza un 
diagnóstico geotécnico y ambiental para el relleno sanitario Carapacho, en el cual se utiliza 
cinco sondeos eléctricos verticales en diferentes zonas del relleno y una tomografía 
geoeléctrica en la zona más alta. Estas técnicas permitieron determinar características 
geotécnicas e identificar los estratos del subsuelo in situ, los cuales fueron clasificados como 
areniscas, arcillas y residuos sólidos con presencia de humedad. 
 
Capítulo 4. Metodología 60 
 
 
4.1.2.2 Nacionales 
Angulo (2014). A través de su tesis: “Caracterización del relleno sanitario del municipio 
de Chocontá mediante tomografía geoeléctrica” de la Universidad Nacional de Colombia, 
realizó una prospección a partir de sondeos eléctricos verticales y tomografías geoeléctricas, 
los cuales permitieron detectar la caracterización litológica del subsuelo y la infiltración de 
plumas contaminantes encontradas a 10 metros de profundidad. 
 
4.1.2.3 Internacionales 
Shi (1998). En su tesis doctoral: “Advanced modeling and inversion techniques for three-
dimensional geoelectrical surveys” [Técnicas de modelado e inversión avanzadas para 
encuestas geoeléctricas tridimensionales] del Instituto Tecnológico de Massachusetts, 
desarrolla técnicas de inversión para resistividades subterráneas, en un esfuerzo por detectar 
contaminantes derivados del curtido de pieles, limpieza de metales y vertido de residuos en 
la ronda del río Aberjona ubicado en Massachusetts. 
 
Samsudin, Rahim, Yaacob, & Hamzah (2006). En su tesis de maestría: “Mapping of 
contamination plumes at municipal solid waste disposal sites using geoelectric imaging 
technique” [Mapeo de las plumas de contaminación en vertederos municipales, mediante 
técnicas de imagen geoeléctricas] de la Universidad de Malasia, delimitan la extensión de 
los penachos contaminados por lixiviados, y prueban la eficacia de la resistividad para el 
seguimiento de los residuos en el relleno Bukit Kemuning ubicado en Selangor, Malasia. 
 
Kloos (2009). En su tesis doctoral: “Einsatz der geoelektrischen Impedanztomografie zur 
Untersuchung der” [El uso de la tomografía de impedancia geoeléctricas para estudiar la 
distribución de agua en un vertedero] de la Universidad de Tréveris, utiliza los métodos 
geoeléctricos para realizar un análisis temporal de las mutaciones obtenidas en la 
resistividad, cuando los lixiviados son sometidos a infiltraciones de agua derivadas de lluvias 
en el relleno sanitario Leppe ubicado en Engelskirchen, Alemania. 
Capítulo 4. Metodología 61 
 
 
Bacellar & Catapreta (2010). En su tesis: de maestría “Emprego de eletrorresistividade 
para delimitação de pluma de contaminação por líquidos lixiviados no aterro sanitário” [El 
uso de estudios de resistividad para delimitar la pluma de contaminación de los lixiviados en 
un vertedero] de la Universidad Federal de Ouro Preto, realizaron un estudio geoeléctrico en 
el relleno SLU ubicado en Belo Horizonte, Brasil, para demostrar que el método 
seleccionado detectaba plumas de contaminación con resistividades eléctricas bajas, las 
cuales mostraron un patrón irregular debido a las heterogeneidades del sustrato geológico. 
 
 
4.1.3 Antecedentes Cartográficos. 
La cartografía temática fue tomada de estudios anteriores realizados por la Empresa de 
Servicios Públicos de Chiquinquirá, por estudios geológicos de la Universidad Tecnológica 
de Colombia y digitalizada a partir de recursos tales como Google Earth. La cartografía 
general se obtuvo de los servicios web geográficos WMS (Web Map Service) del Instituto 
Geográfico Agustín Codazzi. 
 
4.1.3.1 Estructura. 
El material cartográfico reunido y elaborado permitió la correcta identificación de la 
estructura y extensión del terreno en el relleno sanitario, como también de los estudios de 
suelos preliminares allí desarrollados; permitiendo así identificar las zonas más óptimas para 
el desarrollo de las tomografías y la posibilidad de comparar los resultados obtenidos en 
estudios anteriores con las mediciones que se efectúan en el proyecto. 
 
En la Figura 4-2 se puede observar la distribución de las fases antiguas y vigentes, la 
disposición de las vías principales, la posición de los cuatro pondajes usados para el 
almacenamiento de lixiviados y la ubicación puntual de los estudios de suelos realizados a 
partir de: cinco (5) sondeos eléctricos verticales (SEV), 0cho (8) sondeos mecánicos y una 
(1) tomografía geoeléctrica de resistividad. 
Capítulo 4. Metodología 62 
 
 
 
 
Figura 4-2. Estructura general del RS Carapacho (Ver Apéndice C). Elaboración propia. 
 
 
4.1.3.2 Modelo Digital de Elevación. 
Para tener una visión más cercana de la forma del terreno donde se sitúa la zona de 
estudio, se generó un modelo digital a partir de las capas de elevación derivadas de la 
cartografía general. Este modelo permitió conocer grosso modo la visual de inclinación de 
las áreas de interés y corroborar si esta permitía el buen desarrollo del estudio geoeléctrico 
antes de la visita de campo. Lo anterior teniendo en cuenta que las prácticas geofísicas tienen 
una mejor ejecución sobre pendientes planas a levemente inclinadas. 
 
Capítulo 4. Metodología63 
 
 
Como era de esperarse, se lograron identificar las fases o terrazas que conforman el 
relleno sanitario y las vías de acceso que las circundan. No obstante, la idea del terreno que 
da el Modelo Digital de Elevación no es del todo precisa, ya que este fue generado en el año 
2013 y al ser un relleno sanitario, las fases están en constante intervención, por lo cual se 
tomó como un precedente que permitiera conocer someramente la distribución y variación 
topográfica de las fases al momento de la visita de campo. 
 
 
 
 
Figura 4-3. Modelo digital de elevación RS Carapacho. 
Adaptado de Cydep. (2013). Elaboración de los estudios y diseños para la implementación del plan de 
clausura y restauración ambiental de relleno sanitario de Chiquinquirá. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 4. Metodología 64 
 
 
4.2 Planeación de la Campaña de Adquisición. 
De acuerdo a la confrontaciòn realizada en campo despuès de la visita al RS Carapacho, 
se observó que las condiciones del terreno, como se dijo anteriormente, habían estado en 
constante variación y por ende este presentaba una mejor adaptación, comparada con la 
presentación que arrojó Modelo Digital de Elevación del 2013. Lo anterior debido a que el 
relleno se encuentra en proceso de cierre y clausura, y por ende todas las fases a excepción 
de la vigente, se encuentran clausuradas y empadrizadas. Por otro lado, se observó que las 
zonas más propicias para realizar las lineas geofísicas no tenian una pendiente mayor al 12%, 
por lo cual eran zonas optimas para realizar el estudio geoeléctrico. 
 
4.2.1 Diseño de Lineas Geofísicas. 
Para estimar la distribución y longitud de los perfiles en la zona de estudio, se tuvo en 
cuenta que estos permitieran captar información sobre cada fase que se encuentra en el 
relleno, con el objetivo de permear sectores con diferentes etapas de maduración de residuos 
y que a su vez fueran perpendiculares a las pendientes de las terrazas, lo cual posibilita la 
detección del flujo de lixiviados. Otra carácterística tenida en cuenta fue la longitud del 
terreno con la que se contaba para poder abrir los electrodos a distancias considerables. 
 
Tabla 4-1 
Características de las líneas geofísicas. 
 
Línea Orientación 
Punto Inicial Punto Final Longitud 
(m) x y x y 
1 SSW-NNE 1038268,09 1113953,34 1038343,21 1114003,32 90 
2 WSW-ENE 1038276,52 1114020,69 1038271,00 1114049,81 90 
3 SSE-NNW 1038207,58 1113949,52 1038246,59 1114032,72 30 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Capítulo 4. Metodología 65 
 
 
 
 
Figura 4-4. Localización de líneas geofísicas sobre el RS Carapacho (Ver Apéndice D). Elaboración propia. 
 
 
4.2.1.1 Línea 1. 
Esta línea está ubicada sobre la Fase III y Cárcava S44, las cuales contienen residuos 
medianamente jóvenes debido a que su clausura se realizó en el año 2014. La ubicación de 
esta línea se definió en ese sector ya que se encuentra perpendicular a la pendiente de la fase 
vigente y por ende el flujo de lixiviados posiblemente circule por esta zona. 
 
4.2.1.2 Línea 2. 
Esta línea está ubicada a lo largo de la Fase II, la cual contiene residuos maduros debido 
a que su clausura se efectuó hace más de cinco años. La línea se ubica en dicho sector ya que 
por el sector circulan los filtros y tanques de lixiviados que llevan el percolado a los pondajes. 
Capítulo 4. Metodología 66 
 
 
4.2.1.3 Línea 3. 
Esta línea está ubicada sobre la Fase III y a nivel de la Fase vigente, en las cuales se puede 
encontrar residuos medianamente jóvenes y residuos recientemente dispuestos. La ubicación 
de la línea se definió en este sector ya que se encuentra en el frente de trabajo del relleno 
sanitario y por ende sobre lixiviados muy superficiales. 
 
Debido a que en el area se encuentra actualmente la disposición de residuos diaria del 
relleno sanitario, la longitud de la linea geofísica no pudo ser superior a los 30 metros. 
 
 
 
 
Figura 4-5. Localización de líneas geofísicas sobre fases del RS Carapacho. 
Elaboración propia 
Capítulo 4. Metodología 67 
 
 
4.2.2 Diseño de Sondeos Electricos Verticales. 
El sondeo electrico vertical es la primera técnica geoeléctrica que se usa en el proyecto 
ya que esta permite obtener información profunda de las capas del subsuelo y es sensible a 
las variaciones verticales y horizontales de resistividad y cargabilidad de los materiales in 
situ. A demás los sondeos electricos verticales permiten adaptar sus datos para obtener 
tomografías geoeléctricas más profundas y sin perdida de datos laterales, como se verá en 
los siguientes apartados. 
 
La tomografía geoeléctrica es la segunda técnica que se ejecuta en el proyecto ya que esta 
permite conocer las resistividades y cargabilidades reales del subsuelo y por ende faculta la 
realización de una interpretación más precisa y acertada de las condiciones del subsuelo. 
 
4.2.2.1 Configuración Electrodica. 
La elección del tipo de sondeo más adecuado debe tener en cuenta factores tales como el 
corte geoeléctrico esperado, las características de la zona de trabajo y la clase de prospección, 
de aquí que el arreglo Schlumberger o también llamado Wenner-Schlumberger (para el caso 
de tomografía geoeléctrica) es moderadamente sensible tanto para variaciones horizontales 
como verticales. La profundidad media de investigación es 10% mayor que la del arreglo 
Wenner para una misma distancia entre electrodos M y N (Estudillo & Guadalupe, 2014). 
 
La diferencia de potencial 𝑉𝑀−𝑁 representa la integral del gradiente de potencial entre los 
electrodos M y N, cuanto más separados estén los electrodos M y N más suavizada será la 
curva de la resistividad aparente, lo que provocará que objetos pequeños y cercanos se 
confundan en uno solo. Cuanto más pequeña sea la distancia MN se tiene mayor resolución 
y amplitud de cambio de resistividad aparente debido a un objeto. 
 
 
 
Capítulo 4. Metodología 68 
 
 
 
Figura 4-6. Modelo sintético de una falla y bloque horizontal. Anaya & Pamela (2012, octubre 29). 
 
 
Anaya & Pamela (2012), generaron modelos sintéticos que semejan diversos tipos de 
estructuras sencillas que se pueden encontrar en el subsuelo, entre ellos uno que consiste de 
dos bloques rectangulares horizontales de diferentes dimensiones (Figura 4-6) con valores 
de resistividad de 30 Ohm-m (izquierda) y 10 Ohm-m (derecha), situados en un medio de 
100 Ohm-m los cuales se pueden comparar con los residuos, lixiviados y material de de 
relleno que su puede encontrar en el relleno sanitario. 
 
 
Figura 4-7. Modelo sintético de una falla y un bloque horizontal para las modalidades a) Wenner, b) Wenner-
Schlumberger y c) Dipolo-Dipolo. Anaya & Pamela (2012, octubre 29). 
Capítulo 4. Metodología 69 
 
 
Por lo anterior, la configuración electrodica que se definió para usar en los SEV es 
Schlumberger y Wenner-Schlumberger en el caso de las tomografías geoeléctricas, ya que 
esta permite identificar las variaciones que se encuentran debajo de los electrodos de 
potencial y describen las formas o estratos de una manera más concreta y definida. 
 
 
 
Figura 4-8. Ubicación de Sondeos Eléctricos Verticales en RS Carapacho. Elaboración propia. 
 
 
Encada una de las lineas se optó por realizar sondeos electricos verticales cada 10 metros, 
con lo cual se obtiene una buena resolución para generar y grafícar las pseudosecciones. La 
disposición de los sondeos es simetrica para cada una de las lineas como se puede observar 
en la Figura 4.9, con lo cual se obtiene un total de 24 sondeos electricos verticales con 
configuración Schlumberger. 
Capítulo 4. Metodología 70 
 
 
a) Linea 1 
 
 
b) Linea 2 
 
 
c) Linea 3 
 
 
Figura 4-9. Disposición de sondeos eléctricos verticales por línea geofísica. Elaboración propia. 
 
 
4.2.2.2 Aberturas para toma de datos. 
Teniendo en cuenta que en la configuración Schlumberger los electrodos de potencial 
(MN) permanecen constantes mientras los electrodos de corriente (AB) se abren a lo largo 
del terreno, en la Tabla 4-2 se especifican cada una de las aberturas realizadas para AB y los 
traslapes para MN según la disposición y la longitud del terreno en cada línea. 
 
 
 
Figura 4-10. Aberturas de electrodos para SEV. Elaboración propia. 
Capítulo 4. Metodología 71 
 
 
Para las Líneas 1 y 2 dada la extensión del terreno, cada sondeo electrico vertical tomará 
18 mediciones o niveles (n=18) y realizará 3 traslapes con MN, para asegurar la resolución 
de las mediciones más extensas. Por lo anterior, cada sondeo electrico vertical de las líneas 
1 y 2 tendrá una extensión de 240 metros. 
 
Tabla 4-2 
Aberturas electródicas para línea 1 y 2. 
 
No 
Abertura 
MN (m) AB (m) 
1 0,4 2,0 
2 0,4 2,8 
3 0,4 3,8 
4 0,4 5,4 
5 0,4 7,4 
6 0,4 10,4 
7 0,4 14,4 
8 2,0 14,4 
9 2,0 20,0 
10 2,0 28,0 
11 2,0 38,0 
12 2,0 54,0 
13 2,0 74,0 
14 10,4 74,0 
15 10,4 104,0 
16 10,4 144,0 
17 10,4 200,0 
18 10,4 240,0 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Capítulo 4. Metodología 72 
 
 
Para la Línea 3 dada la extensión tan reducida del terreno, cada sondeo electrico vertical 
tomará 16 mediciones o niveles (n=16) y realizará 3 traslapes con MN, para asegurar la 
resolución de las mediciones más extensas. Por lo anterior, cada sondeo electrico vertical de 
la línea 3 tendrá una extensión de 144 metros. 
 
Tabla 4-3 
Aberturas electródicas para línea 3. 
 
No 
Abertura 
MN (m) AB (m) 
1 0,4 2,0 
2 0,4 2,8 
3 0,4 3,8 
4 0,4 5,4 
5 0,4 7,4 
6 0,4 10,4 
7 0,4 14,4 
8 2,0 14,4 
9 2,0 20,0 
10 2,0 28,0 
11 2,0 38,0 
12 2,0 54,0 
13 2,0 74,0 
14 10,4 74,0 
15 10,4 104,0 
16 10,4 144,0 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
 
Capítulo 4. Metodología 73 
 
 
Dado lo anterior, se tienen dos modelos de sondeos electricos verticales: 
 
ⱡ Modelo 1: Usado en la línea 1 y dos, el cual realizará 18 mediciones (n=18) y 
tendra una extensión de 240 metros (L=240m). 
 
ⱡ Modelo 2: Usado en la línea 3, el cual realizará 16 mediciones (n=16) y tendrá 
una extensión de 144 metros (L=144m). 
 
Cada medición anteriormente explicada se realiza dos veces, teniendo en cuenta que los 
parámetros geofísicos que se miden en el relleno sanitario para satisfacer los objetivos del 
proyecto son Resistividad y Cargabilidad, por ende las mediciones generales serán 
especificadas por la siguiente aproximación: 
 
 Tabla 4-4 
Mediciones generales de resistividad y cargabilidad. 
 
Linea Parámetro 
No. 
Sondeos 
No. 
Mediciones 
3 Rep * 
Medición 
Mediciones 
Línea*Parámetr 
1 
Resistividad 
10 
18 54 540 
Cargabilidad 18 54 540 
2 
Resistividad 
10 
18 54 540 
Cargabilidad 18 54 540 
3 
Resistividad 
4 
16 48 192 
Cargabilidad 16 48 192 
Total Datos 2544 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Capítulo 4. Metodología 74 
 
 
4.2.2.3 Factor de profundidad. 
La profundidad de permeabilidad que suministra cada una de las técnicas geoeléctricas 
no es un factor que se pueda definir o calcular exactamente, ya que este no solo depende de 
la configuración electródica que se emplee al momento de la adquisición, sino también de la 
heterogeneidad que presente el subsuelo de la zona de estudio. 
 
Teniendo en cuenta la ecuación 4-1 que hace referencia a la ecuación de sensibilidad de 
Frechet, y sus respectivos coeficientes de profundidad (Cn) válidos para un modelo de tierra 
homogéneo, se puede hacer una aproximación de la profundidad media (𝑍𝑒) de 
investigación, que se lograría en un modelo de tierra heterogénea (relleno sanitario), 
conociendo el arreglo a usar, el nivel o número de mediciones que efectuará cada modelo de 
SEV y su abertura máxima correspondiente (L). 
 
𝑍𝑒=𝐶𝑛 ∗ 𝐿 
(4-1) 
 
Tabla 4-5 
Coeficientes de profundidad para Wenner- Schlumberger. 
 
Arreglo Nivel Cn 
Wenner- Schlumberger 
2 0.186 
4 0.19 
6 0.191 
8 0.191 
>10 0.191 
 
Fuente: M. H. Loke. (2000). Electrical Imaging Surveys for Environmental and Engineering Studies. 
 
Capítulo 4. Metodología 75 
 
 
ⱡ Profundidad aproximada para modelo 1: Teniendo en cuenta que el nivel de 
medición para este modelo de sondeos electricos verticales es 18, se adopta el 
coeficiente Cn=0.191, para un n= >10. 
 
Cn = 0.191 
L = 240 m 
𝑍𝑒=𝐶𝑛 ∗ 𝐿 
 
𝑍𝑒=45,8 𝑚 
 
ⱡ Profundidad aproximada para modelo 2: Teniendo en cuenta que el nivel de 
medición para este modelo de sondeos electricos verticales es 16, se adopta el 
coeficiente Cn=0.191, para un n= >10. 
 
Cn = 0.191 
L = 144 m 
𝑍𝑒=𝐶𝑛 ∗ 𝐿 
 
𝑍𝑒=27,50 𝑚 
 
 
Las ecuaciones anteriores dan una aproximación de la profundidad que se puede alcanzar 
al ejecutar los 20 sondeos electricos verticales de la linea 1 y 2 (45, 8 m) y los 4 restantes de 
la línea 3 (27,50 m). Estos valores aproximados seran corroborados con la adquisición y el 
analisis de los datos obtenidos en campo, en los siguientes capítulos. 
 
 
 
Capítulo 4. Metodología 76 
 
 
4.2.3 Adaptación de SEV para generación de tomografías geoeléctricas. 
Cuando se van a adquirir sondeos eléctricos verticales, se realizan mediciones de los 
puntos de atribución los cuales están situados en el centro del sondeo y van aumentando de 
manera vertical a medida que los electrodos de corriente se van expandiendo (AB). De esta 
manera se obtienen mediciones verticales a muy buena profundidad. 
 
 
 
Figura 4-11. Adquisición de datos con SEV. Elaboración propia. 
 
En una tomografía geoeléctrica, los datos se adquieren de manera horizontal y para 
ahondar en niveles más profundos, un electrodo se deja como base y se corre el arreglo en 
un factor n, no obstante, ya que el punto de atribución siempre está debajo de los electrodos 
de potencial, se genera una pérdida de datos por nivel, y es por esta razón que las tomografías 
geoeléctricas se van tornando a profundidad como una imagen trapezoidal poco profunda. 
 
 
 
Figura 4-12. Adquisición de datos con tomografía. Elaboración propia. 
Capítulo 4. Metodología 77 
 
 
Es por dicha razón que Estudillo & Guadalupe (2014), proponen adaptar sondeos 
eléctricos verticales para obtener tomografías geoeléctricas2D, las cuales no contengan 
perdida de datos laterales por nivel, sino que su presentación abarque de manera rectangular 
el área de estudio y de esta manera asegurar que la profundidad sea duplicada con respecto 
a las profundidades que se obtienen haciendo tomografías convencionales. 
 
 
 
Figura 4-13. Tomografía convencional trapezoidal. 
 Adaptado de Estudillo, V., & Guadalupe, O. E. (2014). 
 
 
Como se observa en la Figura 4-13, las tomografías obtenidas con técnicas 
convencionales, a medida que se van haciendo mediciones a mayor profundidad, sufren una 
pérdida de datos laterales que generan una tomografía trapezoidal y a muy bajas 
profundidades. 
 
Partiendo de lo anterior, la técnica para generar tomografías a partir de sondeos eléctricos 
verticales consiste en diseñar una matriz conformada horizontalmente por los SEV y 
verticalmente por los puntos de atribución de cada sondeo eléctrico, de la siguiente manera: 
 
Capítulo 4. Metodología 78 
 
 
 
 
Figura 4-14. Sondeos eléctricos adaptados para obtener tomografía geoléctrica. 
 Adaptado de Estudillo, V., & Guadalupe, O. E. (2014). 
 
 
Como se puede observar en la Figura 4-14, los sondeos eléctricos verticales se sitúan a lo 
largo de una línea geofísica a cierta distancia uno del otro; esto permite obtener datos o 
puntos de atribución a muy buenas profundidades debajo de cada uno de los sondeos, y evita 
perder datos horizontales a medida que se toman mediciones a mayores profundidades, lo 
cual da como resultado, tomografías rectangulares profundas con mayor completitud 
espacial debajo de la línea geofísica planteada. 
 
Por consiguiente, en este proyecto las 3 líneas geofísicas se planearon y adecuaron para 
facilitar la elaboración de la matriz de sondeos eléctricos y obtener así las tomografías 
geoeléctricas de resistividad y cargabilidad: 3 tomografías de resistividad y 3 tomografías de 
cargabilidad. 
 
 
.
 
 
 
Capítulo 5 
 
Adquisición de Datos 
 
“La ciencia será siempre una búsqueda, jamás un 
descubrimiento real. Es un viaje, nunca una llegada” 
Karl Popper 
 
 
En esta etapa del proyecto se realiza el reconocimiento de campo, validación de la 
información recopilada y finalmente la toma de datos. Dicho conducto regular permite 
dar inicio una serie de procesos que implican la caracterización, evaluación y el análisis 
de la información obtenida. La adquisición de datos se realiza a lo largo de 4 días 
consecutivos, en los cuales se tomaron las mediciones de resistividad y cargabilidad para 
los 24 sondeos eléctricos verticales, pertenecientes a las 3 líneas geofísicas planteadas. 
 
 
5.1 Reconocimiento de Campo 
Al momento de realizar la visita de campo se observa que la disposición del terreno es 
diferente a la planteada en el capítulo anterior, ya que como era de esperarse, la 
descripción que arrojaba el modelo digital de elevación pertenecía a información del año 
2013 y debido a la actividad del área de estudio como relleno sanitario, las terrazas y fases 
estaban consolidadas y adecuadas de una manera diferente. 
 
Pese a que en este proyecto no se abarca el levantamiento topográfico del relleno 
sanitario, se han generado varios modelos a partir de la información de elevación obtenida, 
que simulen la disposición del terreno visualizada en el reconocimiento de campo y de 
esta manera, representar y facilitar la comprensión de la ubicación de las líneas geofísicas. 
Capítulo 5: Adquisición de datos 80 
 
 
a) b) 
 
 
Figura 5-1. Simulación de disposición del terreno del RS Carapacho actualmente. Elaboración propia. 
 
 
En la figura 5-1 se realiza una representación 3D en el software ArcScene, del modelo 
digital de elevación del año 2013 con sus respectivas fases (a) y una exageración del 
anterior modelo, la cual permite representar grosso modo la disposición y forma del 
relleno sanitario actualmente (b). 
 
 
Imagen 5-1. Perfil de fase II y fase III. 
[Elaboración propia]. (Relleno Sanitario Carapacho. 2016). Chiquinquirá, Boyacá. 
 
 
Como se puede observar en el modelo y en la Imagen 5-1, las fases se encuentran 
marcadas y con una topografía más plana a comparación de lo estimado, lo que facilita la 
realización las líneas geofísicas geoeléctricas que se habían planeado anteriormente. 
Capítulo 5: Adquisición de datos 81 
 
 
 
 
Figura 5-2. Ubicación de líneas geofísicas en modelo de simulación. Elaboración propia. 
 
 
5.2 Descripción de Equipo Geoeléctrico. 
El ABEM TERRAMETER SAS 1000, es un equipo digital geoeléctrico de última 
generación utilizado para mediciones de resistividad, polarización inducida (IP) y auto 
potencial o potencial espontáneo (SP). Este equipo de prospección es propiedad de la 
Universidad Distrital Francisco José de Caldas, la cual lo utiliza para sus respectivas 
prácticas académicas y proyectos de grado orientados a la geoeléctrica. 
 
 
 
Figura 5-3. Abem Terrameter SAS 1000. Sandox Cientifica (s.f) 
Capítulo 5: Adquisición de datos 82 
 
 
El equipo de geoeléctrica cuenta con los siguientes componentes: 
 
a) Consola. Unidad central básica llamada Terrametro SAS 4000/1000. 
 
b) Electrodos: Cuatro (4) barras metálicas de acero inoxidable. 
 
c) Carretes: Cuatro (4) carretes, de los cuales 2 son para mediciones de potencial (M-
N) y los restantes son para la inducción de corriente (A-B); la extensión de estos 
es de 250 y 750 m respectivamente. 
 
d) Cables conectores: Cuatro (4) cables conectores, encargados de unir la consola 
con cada uno de los carretes. 
 
e) Conectores: Cuatro (4) pinzas metálicas con pinzas en los extremos, los cuales se 
encargan de conectar los electrodos a los carretes. 
 
f) Batería: Una fuente de alimentación de 12 V. 
 
 
5.2.1 Configuración. 
El Abem Terrameter SAS 1000 utiliza un método de medición mediante el cual se 
toman automáticamente lecturas consecutivas en un intervalo de tiempo, lo que le permite 
promediar los resultados que este arroja finalmente. 
 
A continuación se describirá la configuración utilizada para la adquisición de cada uno 
de los parámetros geofísicos (resistividad y cargabilidad) en el relleno sanitario 
Carapacho. 
 
Capítulo 5: Adquisición de datos 83 
 
 
5.2.1.1 Resistividad 
La relación V/I la calcula automáticamente el equipo y se muestra digitalmente en 
Ohmios, los cuales representa al parámetro de resistencia (Ω). Si se dispone de los datos 
geométricos de la distribución, los cuales hacen alusión a la configuración electródica y a 
las distancias entre los electrodos, se puede mostrar la resistividad aparente. 
 
Para este estudio, se decidió tomar la medición de resistencia para evitar estar 
ingresando los parámetros geométricos cada vez que se realizara una abertura, teniendo 
en cuenta la cantidad de sondeos eléctricos y las mediciones planeadas para cada uno. En 
la etapa de procesamiento se multiplicará este parámetro por el factor geométrico y se 
obtendrá así la resistividad. 
 
En cuanto a la amplitud de la corriente, se usó un valor 50 mA, no obstante, se activó 
la opción de AUTO setting (determinación automática) que implica que el equipo puede 
colocar el valor que él considere óptimo, teniendo en cuenta que se van a realizar 
mediciones a longitudes medianamente extensas. 
 
 
5.2.1.2 Polarización Inducida (Cargabilidad). 
Cuando se mide la caída transitoria de la tensiónal cortar la corriente transmitida, la 
tensión es integrada sobre cierto número de intervalos o ciclos temporales. La magnitud 
de estos ciclos para el proyecto, fueron tomados de la Nota técnica de ABEM para 
polarización inducida, la cual explica que un ciclo completo consta de una parte positiva 
de longitud T y una parte negativa de la misma longitud T. De tal manera el efecto PI es 
medido en términos de capacidad de carga, parámetro llamado cargabilidad el cual es 
presentado de manera digital en milisegundos (ms). Por consiguiente se adaptaron los 
siguientes parámetros: 
 
Capítulo 5: Adquisición de datos 84 
 
 
Tiempo on - Tiempo off: 1 s para cada uno. 
El retardo temporal: 0,4 s. 
Longitud de la primera ventana temporal: Por defecto es 100 ms. 
Número de ventanas temporales: Por defecto es 1. 
 
 
5.3 Carteras de Campo 
Las carteras de campo se realizaron por el tipo de SEV que se va a medir, ya sea el 
modelo 1 o modelo 2 (variación en mediciones). Dichas carteras se realizaron y se 
imprimieron en papel ya que por las condiciones de la zona de estudio, es muy complejo 
usar ordenadores portátiles. En cada cartera se tomaron 3 datos de resistividad y 3 de 
cargabilidad por abertura AB, para tener datos más precisos. Además se tomaron las 
desviaciones estándar que hace el equipo por medición, para tener un control de los datos 
más acertados al momento de procesar. 
 
 
 
Figura 5-4. Cartera de campo para SEV Modelo 1. Elaboración propia. 
Capítulo 5: Adquisición de datos 85 
 
 
 
 
Figura 5-5. Cartera de campo para SEV Modelo 2. Elaboración propia. 
 
 
5.4 Sondeos Eléctricos Verticales 
Los sondeos eléctricos verticales fueron adquiridos en el orden en el que estos están 
dispuestos en las líneas geofísicas propuestas. De tal manera que se inició adquiriendo la 
línea geofísica 1, paso seguido la línea 2 y por último la línea 3. Cada una fue realizada 
con la configuración del equipo anteriormente descrita y con la configuración electródica 
de Wenner- Schlumberger explicada en capítulos anteriores. 
 
5.4.1 Línea 1. 
El estado de la vía sobre la cual se generaron los sondeos eléctricos verticales, ameritó 
que en muy pocas mediciones se excavara un hueco para introducir los electrodos, ya que 
el material superficial pertenecía a un tipo de recebo y por ende era muy dificultosa la 
instalación de estos. A demás, la hidratación del terreno fue realizada con salmuera, la 
cual permitía una mejor conducción de la corriente en este tipo de suelo superficial. 
Capítulo 5: Adquisición de datos 86 
 
 
Ubicación de SEV sobre Línea geofísica 1: 
 
 
 
 
 
 
Imagen 5-2. Zona de perfilaje para la línea 1. 
[Elaboración propia]. (Relleno Sanitario Carapacho. 2016). Chiquinquirá, Boyacá 
 
 
Sin embargo, debido a la ubicación de la línea 1, justo debajo de la zona de disposición 
de residuos vigente, como se observa en la imagen 5-2, se encontraron empozamientos de 
lixiviados superficiales en las zonas donde se desarrollaron los sondeos 1 y 7 de la línea 
1, como se observa en la imagen 5-3. 
 
 
Imagen 5-3. Afloramiento de lixiviados SEV 7- Línea 1. 
[Elaboración propia]. (Relleno Sanitario Carapacho. 2016). Chiquinquirá, Boyacá 
Capítulo 5: Adquisición de datos 87 
 
 
5.4.2 Línea 2. 
La adquisición de esta línea geofísica se desarrolló sobre una de las vías principales 
del relleno sanitario, por lo que el material de superficie pertenecía un recebo muy 
resistivo y comprimido, lo cual generó que las mediciones se tornaran negativas para la 
resistividad, es por esta razón que en todas las aberturas, se excavó un hueco para 
introducir los electrodos y se realizó la hidratación del terreno con salmuera para asegurar 
una mejor conducción de la corriente. 
 
Ubicación de SEV sobre Línea geofísica 2: 
 
 
 
 
 
 
Imagen 5-4. Zona de perfilaje para línea 2. 
[Elaboración propia]. (Relleno Sanitario Carapacho. 2016). Chiquinquirá, Boyacá. 
 
 
Al costado derecho de la línea se encuentran los tanques que reúnen el lixiviado de las 
fases vigente y III, y a su costado izquierdo se encuentran los pondajes que los evaporan 
y recirculan. Por esta razón en el sondeo 4 y 5 de esta línea se encuentra un empozamiento 
y infiltración a superficie de lixiviado, el cual se acrecentó por las lluvias que se 
presentaron al momento de la toma de los datos. 
Capítulo 5: Adquisición de datos 88 
 
 
 
 
Imagen 5-5. Empozamiento de lixiviados en suelo impermeable línea 2, 
[Elaboración propia]. (Relleno Sanitario Carapacho. 2016). Chiquinquirá, Boyacá. 
 
 
5.4.3 Línea 3 
La adquisición de esta línea geofísica se desarrolló sobre el frente de trabajo, es decir 
en la fase donde se estaban disponiendo los residuos sólidos. El material presente en esta 
fase fue mucho más amigable y por ende, no fue necesario excavar para enterrar los 
electrodos. 
 
Ubicación de SEV sobre Línea geofísica 3: 
 
 
 
 
 
Imagen 5-6. Zona de perfilaje para línea 3. 
[Elaboración propia]. (Relleno Sanitario Carapacho. 2016). Chiquinquirá, Boyacá. 
Capítulo 5: Adquisición de datos 89 
 
 
En esta línea se encontraron los filtros y zanjas realizadas para la captación y 
conducción de lixiviados a los tanques, no obstante, se observó que no poseían ningún 
material de barrera como geomembrana o geotextil para evitar posibles infiltraciones. En 
cambio se observaron infiltraciones o manchas de lixiviados a lo largo de la zona. 
 
 
 
Imagen 5-7. Manchas de lixiviados y filtros sin barrera en línea 3. 
[Elaboración propia]. (Relleno Sanitario Carapacho. 2016). Chiquinquirá, Boyacá. 
 
 
 
 
 
Capítulo 6 
 
Procesamiento de Datos 
 
“Las teorías no son verdaderas o falsas, son fértiles o estériles” 
Claude Bernard 
 
 
6.1 Sondeos Eléctricos Verticales 
En cuanto a las mediciones de resistividad y cargabilidad obtenidas a partir del método 
Wenner- Schlumberger, el cual posee un gran poder resolutivo ante la presencia de 
cambios geológicos verticales, serán sometidas a una inversión y a ciertas correcciones 
que permiten obtener la distribución geoeléctrica real del subsuelo. Los sondeos eléctricos 
verticales al ser tratados permiten la obtención de un modelo de resistividades, las cuales 
están en función de la profundidad permeada; dicho método permite visualizar la 
distribución de las capas geoeléctricas, al asumir que estas se encuentran dispuestas en el 
subsuelo de manera homogénea. 
 
6.1.1 Tratamiento previo. 
Los datos obtenidos en campo fueron sometidos a un trabajo de oficina previo a la 
inversión de estos. En primer caso se convirtieron en Ohmios todas las resistencias, debido 
a que se obtuvieron valores de mili Ohmios. En segundo plano, se realizaron los 
promedios de las mediciones elaboradas ya que se obtuvieron 3 datos por medición con 
su respectiva desviación estándar y esto permitió seleccionar los datos más acertados y 
promediarlos para tener una resistencia promedio. Al obtener las resistencias promedio se 
procedió a obtener las mediciones de resistividad promedio, así que se multiplicó cada 
valor de resistencia promedio por el factor geométrico asignado para Schlumberger. 
Capítulo 6: Procesamiento de datos 91 
 
 
6.1.2 Ipi2Win. 
Cada SEV se procesó por aparte, y se logró el ajuste entre la losdatos observados y 
calculados, lo cual se indica por medio del valor de error medio cuadrático. Por último se 
unieron todos los SEV pertenecientes a una misma línea geofísica de tal manera que se 
formara el perfil en el software Ipi2win, el cual es el encargado de ajustar las curvas 
utilizando el algoritmo de O ‘Neil (1975) para el cálculo de la resistividad real en medios 
estratificados. 
 
En general para obtener los perfiles de la línea 1, 2 y 3, se presentaron sondeos con 
errores de ajuste medianamente altos (21 a 30%) debido al considerable ruido que se 
presenta en las zonas de disposición, dado que entran los camiones de basura, y hay 
constante movimiento de las basuras efectuada por los buldócer. Estos errores también se 
deben a la poca naturalidad de los estratos del subsuelo, los cuales presentan diferentes 
condiciones litológicas al ser intervenidas para estructurar el relleno sanitario. Los errores 
se mitigaron omitiendo valores de resistividad anómalos o poco homogéneos y 
modelando el espesor de las capas obtenidas. 
 
Se siguieron los conductos generales de interpretación para este tipo de datos, teniendo 
en cuenta aspectos, como el contexto espacial y geológico, análisis cuantitativo, las 
magnitudes asociadas a las rocas y objetos que se encuentran o se presumen, se encuentran 
en el lugar. En todos los sondeos se encontraron curvas tipo QH, la cual se caracteriza por 
presentar una disminución de los valores de resistividad hasta hacer contacto con estratos 
con resistividades altas. 
 
 
 
 
 
Capítulo 6: Procesamiento de datos 92 
 
 
6.2 Tomografías Geoeléctricas 
Cuando se realiza un estudio de tomografía eléctrica con equipos multielectródicos, 
los datos adquiridos son transferidos hacia una computadora. Estos datos poseen el orden 
de las mediciones con el número del electrodo utilizado, posición sobre el perfil de cada 
electrodo, el valor de resistividad aparente medido, etcétera. Para poder invertir estos 
datos en software con Res2DInv o EarthImager, es necesario crear un archivo con el 
formato de entrada adecuado (Estudillo & Guadalupe, 2014) 
 
6.2.1 Matriz de adaptación. 
.Para poder convertir una sección de sondeos eléctricos verticales en una tomografía 
geoeléctrica, se generó una matriz por línea geofísica que contenía cada uno de los niveles 
que se midieron, es decir, en la primera fila están todas las mediciones del nivel 1, en la 
segunda fila están todas las mediciones del nivel 2, y así consecutivamente hasta 
completar los niveles totales de cada una de las líneas. 
 
 
 
Figura 6-1. Matriz de adaptación para Linea1. Elaboración propia. 
Capítulo 6: Procesamiento de datos 93 
 
 
6.2.2 Res2inv. 
Para la obtención de las tomografías, después de su adaptación con base en los sondeos 
realizados, se utilizó el software RES2DINV para la inversión de las resistividades leídas 
durante los sondeos. Este programa permite antes de aplicar los procesos de inversión 
realizar una limpieza de los datos, es decir eliminar los datos erróneos. El programa 
despliega los datos de resistividad en forma de perfiles, por niveles (figura 6-2), generada 
a partir de la opción, Edit>Exterminate bad points. 
 
Los datos erróneos pueden ser ocasionados por algún problema con el contacto del 
electrodo con el suelo, problemas con el cable debido a un corto circuito o a la presencia 
de un objeto extraño en el subsuelo. La eliminación de datos no implica necesariamente 
un cambio en la información, ya que las anomalías se seguirán presentando, simplemente 
los puntos identificados como incongruentes modifican los resultados en cuanto a su 
semejanza con el modelo buscado. 
 
 
 
 
Figura 6-2. Filtro de datos atípicos en Res2Dinv. Elaboración propia. 
 
Capítulo 6: Procesamiento de datos 94 
 
 
Una vez aplicados los parámetros necesarios, se inicia la inversión. El programa 
despliega una pseudosección de resistividades aparentes medidas, otra pseudosección de 
resistividades aparentes calculadas y la sección de resistividades producto del modelo 
inverso. La versión demo o semidemo del programa utiliza 3 iteraciones para generar el 
modelo, para el programa completo, con la llave física USB, se pueden realizar hasta 20 
iteraciones. La figura 6-3 muestra un ejemplo de las tomografías obtenidas desde 
RES2DINV, correspondiente a los datos de resistividad de la línea 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Una vez obtenidos los modelos geoeléctricos se procedió a exportarlos a un programa 
de visualización. En este caso se utilizó el programa Surfer de Golden Software Inc., para 
utilizar una escala de colores adecuada y tener más control sobre la interpolación de los 
datos, además que nos permite tener un control sobre la posición horizontal de la 
tomografía y mostrar con más tamaño y resolución los datos obtenidos. Se hizo el mismo 
trabajo para los datos de polarización inducida.
 
Figura 6-3. Pseudo secciones en Res2Dinv. Elaboración propia. 
 
 
 
Capítulo 7 
 
Análisis de Datos 
 
“La naturaleza es siempre demasiado fuerte para la teoría” 
David Hume 
 
Esta última fase del presente proyecto, se evaluaran los datos obtenidos mediante el 
modelo de resistividades obtenido por el programa Ipi2Win, lo cual permitirá caracterizar 
a partir de los valores de resistividad encontrados en cada una de las capas que debido a 
su comportamiento geoeléctrico proporcionen información litoestatigrafica; esto, con el 
objetivo de diagnosticar los posibles concentraciones de lixiviados en el área de estudio. 
 
Por otro lado, se detallaran las tomografías obtenidas a partir de la inversión de las 
resistividades y cargabilidades, con lo cual se pretende observar la infiltración y 
distribución de las plumas contaminantes en el subsuelo de área de estudio, al comparar 
las tomografías de resistividad y cargabilidad. 
 
 
7.1 Sondeos Eléctricos Verticales 
Para el análisis de los SEV se usó el programa Ipi2Win, el cual permite unir los SEV 
que componen cada una de las líneas geofísicas y comparar la curva de resistividad 
observada en campo, con una curva teórica. De esta manera, el programa calcula las capas 
necesarias con unos valores de resistividad, profundidad y espesor, los cuales deben 
generar una curva muy similar a la obtenida en campo. Por relevancia, no se procesaron 
datos de IP en este software ya que esta propiedad es mucho más útil en la comparación 
entre tomografías que se realizará en los siguientes apartados. .
Capítulo 7: Análisis de datos 96 
 
 
7.1.1 Línea 1. 
En el programa Ipi2Win se unieron los 10 SEV que componen la Linea 1, pasó seguido, 
se generó por cada uno de los SEV, un modelo que permitiera hacer el mejor acercamiento 
de las curvas teóricas, las cuales se basan en litologías naturales o suelos no intervenidos, 
a las curvas obtenidas en campo. En la Figura 7-1 se puede observar el modelo de 5 capas 
obtenido para el SEV 1 – Linea 1. 
 
 
 
Figura 7-1. Modelo de curva teórica Ipi2Win para SEV 1- Línea 1. Elaboración propia. 
 
 
Los modelos arrojaron 5 capas para cada uno de los SEV y valores de error que 
estuvieron en el rango de 3 – 7% el cual no se consideró muy elevado, teniendo en cuenta 
que el subsuelo se encuentra totalmente intervenido y compuesto por materiales inusuales 
como residuos sólidos y lixiviados. Basado en el modelo obtenido, en la geología local y 
en la tabla de resistividades asociadas a rocas, se realizó la descripción de las 5 capas.Capa 1: Arcillolitas con intercalaciones de areniscas arcillosas. 
Capa 2: Areniscas arcillosas con residuos sólidos no saturados. 
Capa 3: Residuos sólidos saturados con presencia de líquidos lixiviados. 
Capa 4: Residuos sólidos no saturados acompañados de arcillolitas o lutitas. 
Capa 5: Areniscas cuarzosas derivadas de la formación Areniscas de Chiquinquirá. 
Capítulo 7: Análisis de datos 97 
 
 
 
 
Figura 7-2. Perfil de sondeos eléctricos verticales línea 1. Elaboración propia. 
 
 
Con base en los modelos y la distribución de las pseudo-secciones en el perfil de la 
línea 1 (Figura 7-2); en la Tabla 7-1 se establecieron rangos de resistividades asociadas al 
material y a la profundidad de cada una de las capas. 
 
 
Tabla 7-1 
Análisis perfil de SEV Línea 1. 
 
Profundidad (m) Resistividad Material 
0 - 1,4 80 a 100 Arcillolitas y areniscas arcillosas 
1,4 - 3 25 a 80 Areniscas arcillosas y residuos no saturados 
3 - 25 3 a 25 Residuos sólidos saturados con lixiviados 
30 - 70 25 a 90 Residuos sólidos no saturados y arcillolitas 
>80 > 100 Areniscas cuarzosas 
 
Fuente: Elaboración Propia. 
Capítulo 7: Análisis de datos 98 
 
 
7.1.2 Línea 2. 
En el programa Ipi2Win se unieron los 10 SEV que componen la Línea 2, pasó seguido, 
se generó por cada uno de los SEV un modelo que permitiera hacer el mejor acercamiento 
de las curvas teóricas, las cuales se basan en litologías naturales o suelos no intervenidos, 
a las curvas obtenidas en campo. En la Figura 7-3 se puede observar el modelo de 5 capas 
obtenido para el SEV 1 - Línea 2. 
 
 
 
Figura 7-3. Modelo de curva teórica Ipi2Win para SEV 1- Línea 2. Elaboración propia. 
 
 
Los modelos arrojaron 5 capas para cada uno de los SEV y valores de error que 
estuvieron en el rango de 2 – 6% el cual no se consideró muy elevado, teniendo en cuenta 
que el subsuelo se encuentra totalmente intervenido y compuesto por materiales inusuales 
como residuos sólidos y lixiviados. Basado en el modelo obtenido, en la geología local y 
en la tabla de resistividades asociadas a rocas, se realizó la descripción de las 5 capas. 
 
Capa 1: Recebo para vía compuesto por a areniscas arcillosas saturadas con agua lluvia. 
Capa 2: Areniscas arcillosas con residuos sólidos no saturados. 
Capa 3: Residuos sólidos saturados con presencia de líquidos lixiviados. 
Capa 4: Residuos sólidos no saturados acompañados de arcillolitas o lutitas. 
Capa 5: Areniscas cuarzosas derivadas de la formación Areniscas de Chiquinquirá. 
Capítulo 7: Análisis de datos 99 
 
 
 
 
Figura 7-4. Perfil de sondeos eléctricos verticales línea 2. Elaboración propia 
 
 
Con base en los modelos, en la distribución de las pseudo-secciones en el perfil de la 
línea 2 (Figura 7-4), y en el estado de la zona al encontrarse un empozamiento de agua 
lluvia superficial; en la Tabla 7-2 se establecieron rangos de resistividades asociadas al 
material y a la profundidad de cada una de las capas. 
 
 
Tabla 7-2 
Análisis perfil de SEV Linea 2 
 
Profundidad (m) Resistividad Material 
0 - 1,4 40 a 100 Recebo de areniscas saturadas con agua lluvia 
1,4 - 3 40 a 80 Areniscas arcillosas y residuos no saturados 
3 - 25 2 a 25 Residuos sólidos saturados con lixiviados 
30 - 70 25 a 90 Residuos sólidos no saturados y arcillolitas 
>80 > 100 Areniscas cuarzosas 
 
Fuente: Elaboración Propia. 
Capítulo 7: Análisis de datos 100 
 
 
7.1.3 Línea 3. 
En el programa Ipi2Win se unieron los 10 SEV que componen la Linea 3, pasó seguido, 
se generó por cada uno de los SEV un modelo que permitiera hacer el mejor acercamiento 
de las curvas teóricas, las cuales se basan en litologías naturales o suelos no intervenidos, 
a las curvas obtenidas en campo. En la Figura 7-5 se puede observar el modelo de 5 capas 
obtenido para el SEV 1 - Linea 3. 
 
 
 
Figura 7-5. Modelo de curva teórica Ipi2Win para SEV 1- Línea 3. Elaboración propia 
 
 
Los modelos arrojaron 5 capas para cada uno de los SEV y valores de error que 
estuvieron en el rango de 9 – 12% el cual no se consideró muy elevado, teniendo en cuenta 
que el subsuelo se encuentra totalmente intervenido y compuesto por materiales inusuales 
como residuos sólidos y lixiviados. Basado en el modelo obtenido, en la geología local y 
en la tabla de resistividades asociadas a rocas, se realizó la descripción de las 5 capas. 
 
Capa 1: Arcillolitas saturadas con lixiviados. 
Capa 2: Areniscas arcillosas con residuos sólidos saturados. 
Capa 3: Residuos sólidos saturados con presencia de líquidos lixiviados. 
Capa 4: Residuos sólidos no saturados acompañados de arcillolitas o lutitas. 
Capa 5: Areniscas cuarzosas derivadas de la formación Areniscas de Chiquinquirá. 
Capítulo 7: Análisis de datos 101 
 
 
 
 
Figura 7-6. Perfil de sondeos eléctricos verticales línea 2. Elaboración propia. 
 
 
Con base en los modelos, en la distribución de las pseudo-secciones en el perfil de la 
línea 3 (Figura 7-6), y en el estado de la zona al encontrarse justo en el frente de trabajo; 
en la Tabla 7-3 se establecieron rangos de resistividades asociadas al material y a la 
profundidad de cada una de las capas. 
 
 
Tabla 7-3 
Análisis perfil de SEV Linea 3. 
 
Profundidad (m) Resistividad Material 
0 - 1,4 40 a 80 Arcillolitas saturadas con lixiviados 
1,4 - 3 25 a 40 Areniscas arcillosas y residuos saturados 
3 - 25 2 a 25 Residuos sólidos saturados con lixiviados 
25 - 50 25 a 60 Residuos sólidos no saturados y arcillolitas 
>50 > 60 Areniscas arcillosas y cuarzosas 
 
Fuente: Elaboración Propia. 
Capítulo 7: Análisis de datos 102 
 
 
7.1.4 Modelos de distribución. 
Para representar cada una de las capas obtenidas a partir de los modelos anteriores, se 
decidió elaborar un modelo de distribución de capas, que explicara de una manera más 
gráfica el espesor y tipo de capa que se obtuvo anteriormente. Este modelo, asume que las 
capas son homogéneas dado que por ahora se tienen solo valores de resistividad aparente. 
 
En este caso, se tomaron los valores de las coordenadas y las cotas de cada uno de los 
SEV, a las cuales se les resto el espesor de cada una de las capas hallado en el modelo 
obtenido por Ipi2Win; paso seguido se interpolaron los datos de cada capa y de esta 
manera se obtuvo el siguiente modelo. 
 
a) Capa 5: Areniscas arcillosas – Cuarzosas. 
 
 
b) Capa 4: Residuos sólidos no saturados y arcillolitas. 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 103 
 
 
c) Capa 3: Residuos sólidos saturados con lixiviados. 
 
 
d) Capa 2: Areniscas arcillosas con residuos sólidos saturados. 
 
 
e) Capa 1: Arcillolitas y areniscas arcillosas. 
 
 
Figura 7-7. Modelo de distribución de capas para Resistividad aparente. Elaboración propia. 
Capítulo 7: Análisis de datos 104 
 
 
7.2 Tomografías Geoeléctricas 
Para el análisis de las tomografías se usó el programa RES2DINV, el cual permite 
encontrar la distribución real de la resistividad y cargabilidad en el subsuelo. En este 
apartadose realizó el análisis de cada una de las tomografías y la relación entre las 
imágenes geoeléctricas de resistividad y cargabilidad. Las tomografías adquiridas con la 
técnica empleada, lograron alcanzar profundidades de hasta 67 m con una distancia 
horizontal de menos de 100 m, a diferencia de las tomografías usuales o convencionales, 
se logró triplicar el factor de profundidad, y obtener imágenes eléctricas rectangulares. 
 
7.2.1 Línea 1. 
Esta línea se encuentra ubicada en la Fase III clausurada hace menos de 3 años y a una 
cota más baja de la zona activa de disposición. Su ubicación se ve afectada por la 
escorrentía superficial, la cual desplaza flujos de agua lluvia con lixiviado. 
 
 
 
Figura 7-8. Descripción del material superficial en la Línea 1. Elaboración propia. 
Capítulo 7: Análisis de datos 105 
 
 
La tomografía de resistividad obtenida en RES2DINV muestra un patrón muy parecido al 
obtenido con los sondeos eléctricos verticales en Ipi2Win, a diferencia de los rangos de 
profundidad de cada una de las capas. En el análisis se detallan capas superficiales 
pertenecientes a suelos residuales, arenosos con muestras someras de humedad debido a 
escorrentía superficial; capas de residuos sólidos con mezcla de material de cobertura y 
algunas saturaciones de lixiviados; y capas de contactos litológicos con segmentos 
infrayacentes de la formación areniscas de Chiquinquirá. 
 
La tomografía de cargabilidad obtenida en RES2DINV, señala un punto anómalo a una 
profundidad de entre 30 metros correspondiente a un alto de cargabilidad, que según la 
teoría, podría corresponder a un desecho con presencia de lixiviado altamente conductivo 
que no se ha filtrado hacia el fondo, debido al carácter muy poco permeable del segmento 
areniscas cuarzosas encontrado a profundidad. 
 
En la Tabla 7-4 se realizó una comparación entre los valores de resistividad y 
cargabilidad, la cual genera una relación inversamente proporcional entre las propiedades. 
 
Tabla 7-4 
Relación resistividad – cargabilidad para la Línea 1. 
 
Cargabilidad 
(ms) 
Resistividad 
(ohm-m) 
Relación 
(-4) - 1 50 a 90 Material residual areniscas con empozamiento 
(-7) – (-6) 90 a 120 Material residual areniscas 
(-1,39) - 2 6 a 10 Residuos sólidos no saturados 
> 6 0 - 6 Infiltración de lixiviado 
 
Fuente: Elaboración Propia. 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 106 
 
 
 
 
 
 
Figura 7-9. Análisis de Tomografías (Resistividad – Cargabilidad) Línea 1. Elaboración propia. 
 
 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 107 
 
 
7.2.2 Línea 2. 
Esta línea se encuentra ubicada en la Fase II clausurada hace 4 años y en la cota más 
baja del relleno sanitario. Su ubicación se ve afectada por la escorrentía superficial, la cual 
desplaza flujos de agua lluvia con lixiviado y por el desplazamiento de los lixiviados hacia 
los pondajes, ya que es en este sector donde se encuentran la tubería de conexión. 
 
 
 
Figura 7-10. Descripción del material superficial en la Línea 2. Elaboración propia. 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 108 
 
 
La tomografía de resistividad obtenida en RES2DINV muestra menos similitud a la 
pseudo-sección obtenida con los sondeos eléctricos verticales en Ipi2Win, ya que no se 
observa una continuidad muy detallada de los residuos sólidos. Sin embargo, esta 
variación se puede justificar partiendo de la maduración de los residuos allí dispuestos, 
debido al tiempo de clausura de la fase. Por otra parte, se evidenció un empozamiento de 
agua lluvia con mezcla de lixiviado, el cual viene de tanques ubicados en cotas más altas 
y de la tubería que hace conexión hacia los pondajes; este encharcamiento se infiltra por 
hacia los residuos maduros como se puede observar en la tomografía entre el SEV 4 y 6. 
 
La tomografía de cargabilidad obtenida en RES2DINV, presume una infiltración de 
lixiviados provenientes del estancamiento de agua lluvia con mezcla de lixiviados en el 
nivel superficial, mostrando en ese sector un alto considerable de cargabilidad, el cual se 
puede asociar a presencia de lixiviados que se percolan sobre la zona. 
 
En la Tabla 7-4 se realizó una comparación entre los valores de resistividad y 
cargabilidad, la cual genera una relación inversamente proporcional entre las propiedades. 
 
Tabla 7-5 
Relación resistividad – cargabilidad para la Línea 2. 
 
Cargabilidad 
(ms) 
Resistividad 
(ohm-m) 
Relación 
0,17 – 0,4 20 a 40 Material residual con empozamiento de lixiviado 
0,06 – 0,17 109 a 200 Material residual areniscas 
2 - 8 40 a 80 Residuos sólidos no saturados 
> 22 0,57 - 3 Infiltración de lixiviado 
 
Fuente: Elaboración Propia. 
Capítulo 7: Análisis de datos 109 
 
 
 
 
 
 
Figura 7-11. Análisis de Tomografías (Resistividad – Cargabilidad) Línea 2. Elaboración propia. 
. 
 
 
 
 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 110 
 
 
7.2.3 Línea 3. 
Esta línea se encuentra ubicada en el Domo Fase II-III “La Hondada”, la cual se 
encuentra activa y en la cota más alta del relleno sanitario. Su ubicación se ve afectada 
por la producción de lixiviados en el frente de disposición, ya que es en esta zona donde 
se ubican los filtros y canaletas que conducen los lixiviados a los tanques de 
almacenamiento. 
 
 
 
Figura 7-12. Descripción del material superficial en la Línea 3. Elaboración propia. 
Capítulo 7: Análisis de datos 111 
 
 
La tomografía de resistividad obtenida en RES2DINV, muestra un patrón muy 
parecido al obtenido con los sondeos eléctricos verticales en Ipi2Win, a diferencia de los 
rangos de profundidad de cada una de las capas. Al realizarse la adquisición de esta línea 
sobre el frente de trabajo, se obtienen resistividades no muy altas en la capa superficial ya 
que el material de cobertura pertenece a arenisca arcillosa con infiltraciones de lixiviados. 
 
La tomografía de resistividad muestra nuevamente la distribución de los desechos a 
profundidad con una resistividad muy baja, la cual se puede justificar partiendo del grado 
de maduración de los residuos, los cuales son medianamente jóvenes, y también a partir 
de la constante infiltración de lixiviados hacia estas capas. La tomografía de polarización, 
detalla un alto contraste de cargabilidad sobre la zona donde se encuentran los residuos 
saturados con lixiviado joven, y una baja cargabilidad en las zonas donde se encuentra el 
material de cobertura compuesto por areniscas arcillosas. 
 
En la Tabla 7-4 se realizó una comparación entre los valores de resistividad y 
cargabilidad, la cual genera una relación inversamente proporcional entre las propiedades. 
 
 
Tabla 7-6 
Relación resistividad – cargabilidad para la Línea 3. 
 
Cargabilidad 
(ms) 
Resistividad 
(ohm-m) 
Relación 
0,05 – 0,2 20 a 35 Material arenisca arcillosa 
0,2 – 0,4 10 a 20 Material arenisca arcillosa saturada 
> 3 5 a 10 Residuos sólidos saturados 
 
Fuente: Elaboración Propia. 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 112 
 
 
 
 
 
 
 
Figura7-13. Análisis de Tomografías (Resistividad – Cargabilidad) Línea 3. Elaboración propia. 
. 
 
 
 
 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 113 
 
 
7.3 Modelo Pseudo-3D 
Para la generación del modelo pseudo-3D se utilizó el programa de interpolación 
bidimensional Surfer 8.0, de Golden Software, el cual permitió interpolar los datos 
obtenidos en cada uno de los SEV a profundidades diferentes. Es decir que se creó una 
superficie que contiene las mediciones de las tres líneas geofísicas obtenidas a una misma 
profundidad. 
 
Las profundidades no fueron tomadas de las pseudo secciones adquiridas en Ipi2Win, 
ya que allí no se generaron secciones cargabilidad y los datos de resistividades obtenidos 
son aparentes y no reales. Es por esta razón que los datos asociados a cada capa fueron 
obtenidos de las tomografías generadas en el software RES2DINV, ya que estos valores 
sí contienen las resistividades y cargabilidades reales del subsuelo asociadas a una 
distribución real en el mismo. 
 
7.3.1 Capas significativas. 
RES2DINV permite exportar los datos de las tomografías en un formato .xyz el cual 
contiene valores de resistividad y cargabilidad asociados a ciertas profundidades; dichas 
capas arrojadas por el software corresponden a las siguientes profundidades: 2,5 - 7,5 - 
12,7 - 18,5 - 24,8 - 31,8 - 39,5 – 48 - 57,3 - 67,5. 
 
Basado en los análisis que se han desarrollado de cada una de las tomografías, se 
decidió seleccionar las capas más significativas, o las capas que mostraran un cambio más 
abrupto en el comportamiento de la cargabilidad y la resistividad. Por esta razón, se 
escogieron las capas: 
 
- 2,5. 
- 24,8. 
- 57,3. 
Capítulo 7: Análisis de datos 114 
 
 
7.3.1.1 Interpolación a 2,5 metros. 
En este modelo se puede observar la distribución de la capa perteneciente a material 
residual compuesto por areniscas con algunos empozamientos de lixiviados. También se 
observan areniscas no saturadas con resistividades altas como se observa en la línea 2, la 
cual contiene el material de recebo o placa huella instalado para la adecuación de la vía. 
 
 
 
 
Figura 7-14. Interpolación de resistividad y cargabilidad 2,5 metros. Elaboración propia. 
Capítulo 7: Análisis de datos 115 
 
 
7.3.1.2 Interpolación a 24,8 metros. 
En este modelo se puede detallar la distribución de la capa perteneciente a residuos 
sólidos no saturados, como en la zona media de la línea 2 y a lo largo de la línea 1 y 3, no 
obstante, en la línea 2 la resistividad es un poco más alta debido a la maduración del 
residuo. También se puede detallar la distribución del material referente a residuos sólidos 
saturados con infiltraciones marcadas de lixiviados, como se observa en la parte inferior 
de la línea 2; resistividades muy bajas asociadas a un punto anómalo de cargabilidad alta. 
 
 
 
 
Figura 7-15. Interpolación de resistividad y cargabilidad 24,8 metros. Elaboración propia. 
Capítulo 7: Análisis de datos 116 
 
 
7.3.1.3 Interpolación a 57,3 metros. 
En este modelo se puede observar la distribución del material compuesto por residuos 
sólidos no saturados mezclados con areniscas arcillosas, como los detectados en la sección 
media de la línea 1. También se visualiza la distribución del contacto litológico con 
areniscas cuarzosas, las cuales pertenecen a uno de los segmentos infrayacentes 
encontrados en la formación areniscas de Chiquinquirá y por ende poseen resistividades 
muy altas, contrastadas con cargabilidades muy cercanas a cero. 
 
 
 
 
Figura 7-16. Interpolación de resistividad y cargabilidad 57,3 metros. Elaboración propia. 
Capítulo 7: Análisis de datos 117 
 
 
7.3.2 Modelo de capas. 
Para generar el modelo de capas, se utilizó el programa Voxler 4, de Golden Software, 
el cual permite generar interpolaciones de datos en 3D, tomando variables tales como X, 
Y, Z, C, siendo X, Y y Z la posición o coordenada del punto en 3D y C la característica 
que se desea detallar (resistividad y cargabilidad). 
 
Este modelo de capas ilustra de manera minuciosa y real la distribución de los 
materiales en el subsuelo del relleno sanitario carapacho, la cual fue generada por la 
interpolación de tres líneas geofísicas compuestas por 24 sondeos eléctricos verticales. 
 
Como se puede observar, se tiene la capa de material areniscas arcillosas con algunos 
empozamientos, seguida de la capa de residuos sólidos saturados, y por último, se ilustra 
la capa donde se encuentra el contacto litológico con el segmento areniscas cuarzosas de 
la formación areniscas de Chiquinquirá. 
 
 
 
 
Figura 7-17. Modelo de capas de resistividad. Elaboración propia. 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 118 
 
 
Como se puede observar, se tiene un contraste con la resistividad de la capa areniscas 
arcillosas con algunos empozamientos, dado que la cargabilidad es muy baja para este 
tipo de material. En la segunda capa se puede observar una variación más significativa en 
la cargabilidad, dada la heterogeneidad de la capa de residuos, ya que algunos se 
encuentran saturados, otros mezclados con material de cobertura y también se da lugar a 
infiltraciones muy puntuales de líquidos lixiviados con puntos anómalos de cargabilidad. 
Finalmente se encuentra la capa que hace contacto con el material litológico areniscas 
cuarzosas, el cual tiene una cargabilidad demasiado baja. 
 
 
 
 
Figura 7-18. Modelo de capas de cargabilidad. Elaboración propia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 119 
 
 
7.4 Modelo 3D 
Para la elaboración del modelo 3D se utilizó el programa Voxler 4, de Golden 
Software, donde se interpolaron todas las capas que se obtuvieron al momento de realizar 
al inversión en el software RED2DINV (2,5 - 7,5 - 12,7 - 18,5 - 24,8 - 31,8 - 39,5 – 48 - 
57,3 - 67,5). De esta manera se obtuvieron cortes 3D de las capas más significativas. 
 
7.4.1 Interpolación de resistividad. 
El modelo 3D de resistividad muestra que las resistividades altas se sitúan en las zonas 
que han sido clausuradas y que por ende han adecuadas para el paso de vehículos. No 
obstante, se observa que hay sectores con humedades muy significativas, como la Línea 
3, la cual se encuentra justo en el frente de trabajo y es afectada directamente por 
lixiviados muy jóvenes. Por otro lado, también se observa el empozamiento de la línea 2 
avanzar con percolación hacia capas menos superficiales. 
 
 
Figura 7-19. Modelo 3D de resistividad. Elaboración propia. 
Capítulo 7: Análisis de datos 120 
 
 
 
 
 
 
Figura 7-20. Modelo de capas resistividad 3D. Elaboración propia. 
 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 121 
 
 
7.4.2 Interpolación de cargabilidad. 
El modelo 3D de polarización inducida muestra que las cargabilidades altas se sitúan 
en las cotas más bajas del relleno sanitario, ya que en estas zonas (Línea2) es por donde 
se circulan a través de filtros y canaletas, los lixiviados que se generan en las cotas más 
altas (frente de trabajo), hacia los pondajes o tanques masivos de almacenamiento, donde 
se realiza la evaporación y recirculación del mismo. 
 
 
 
 
Figura 7-21. Modelo 3D de Polarización inducida (cargabilidad). Elaboración propia. 
 
 
 
 
 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 122 
 
 
 
 
 
 
Figura 7-22. Modelo de capas cargabilidad 3D. Elaboración propia. 
 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 123 
 
 
7.4.3 Isosuperficies de resistividad y cargabilidad. 
A partir del modelo 3D anteriormente descrito, para cada una de las propiedades 
(resistividad y cargabilidad), se generaron modelos de isosuperficies que representaran 
los valores de cada uno de los materiales asociados a los valores encontrados en las 
tomografías de resistividad y cargabilidad. 
 
7.4.3.1 Isosuperficies de resistividad. 
En las isosuperficies de resistividad, se puede observar la distribución de la pluma 
contaminante perteneciente a la capa de lixiviados y de residuos sólidos saturados, los 
cuales se encuentran en un rango entre 2 Ωm a 25 Ωm. 
 
 
 
Figura 7-23. Isosuperficies para resistividad. Elaboración propia. 
Capítulo 7: Análisis de datos 124 
 
 
 
 
 
Figura 7-24. Modelo de distribución de la pluma contaminante con Resistividad. Elaboración propia. 
 
 
En la Figura 7-24 se observa la distribución de la pluma contaminante, perteneciente a 
materiales tales como lixiviados, representados por valores de resistividad entre 2 y 5 Ωm, 
y residuos sólidos saturados 5 y 25 Ωm. La dirección obedece a la topografía del terreno, 
y a las canaletas dispuestas para la recolección superficial de los liquidos lixiviados hasta 
las cotas más bajas de relleno, donde estos se almacenan y procesan. 
 
Por otra parte se observa que debajo de la pluma contaminante se encuentra un contacto 
con la litología asociada a areniscas cuarzosas, las cuales podrían estar impidiendo la 
infiltración de los lixiviados a capas más profundas. 
 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 125 
 
 
7.4.3.2 Isosuperficies de cargabilidad. 
En las isosuperficies de cargabilidad, se puede observar la distribución de la anomalía 
de cargabilidad que se encuentra hacia la línea 2, perteneciente a filtraciones de lixiviados 
por escorrentía superficial y a residuos sólidos muy saturados con valores de cargabilidad 
mayores a 20 ms. 
 
 
 
 
Figura 7-25. Isosuperficies para cargabilidad. Elaboración propia. 
 
 
 
Capítulo 7: Análisis de datos 126 
 
 
 
 
 
Figura 7-26. Modelo de distribución de la pluma contaminante con Cargabilidad. Elaboración propia 
 
 
En la Figura 7-26 se observa la distribución de la pluma contaminante, perteneciente a 
materiales tales como lixiviados, representados por valores de cargabilidad mayores a 30 
ms, y residuos sólidos saturados entre 20 y 30 ms. La dirección obedece a la topografía 
del terreno, y a las canaletas dispuestas para la recolección superficial de los liquidos 
lixiviados hasta las cotas más bajas de relleno, donde estos se almacenan y procesan. 
 
 
 
 
 127 
 
 
Conclusiones 
 
 
A nivel metodológico y práctico, la adquisición de tomografías geoeléctricas a partir de 
la adaptación de sondeos eléctricos verticales, fue un muy buen aparejo para realizar 
prospecciones detalladas no invasivas, en zonas donde se requería permear profundidades 
considerables. Si bien es cierto que la adquisición de los datos usando esta técnica fue 
mucho más engorrosa y demorada, cabe anotar que en este caso se logró dulicar la 
profundidad que se obtiene usualmente al adquir una tomografía de manera convencional, 
aun usando equipos automatizados multielectrodicos. 
 
Las tomografías rectangulares que se obtuvieron al adaptar los sondeos eléctricos 
verticales de una manera matricial, ayudaron mediante la resolución de sus datos, a tener 
una mejor comprensión y dominio sobre la estructura que subyace en el relleno sanitario. 
Esto, teniendo en cuenta que al realizar tomografías convencionales, se genera una 
pérdida de datos por nivel, lo origina una tomografía muy poco global a profundidad. 
 
Una de las ventajas al obtener tomografías geoeléctricas a partir de líneas de SEV, fue 
que cada uno de los sondeos se pudo estudiar individualmente, lo cual aumentó la 
capacidad de control e interpretación que se tuvo sobre los datos. En este caso, las pseudo-
secciones que se adquirieron con el programa Ipi2Win, pese a no ser resistividades reales 
con distribuciones reales en el subsuelo, arrojaron datos muy acertados que se lograron 
confirmar al momento de adquirir la inversión de las tomografías, las cuales no solo 
describieron una composición litoestratigrafica, sino que permitieron detectar 
puntualmente alteraciones antrópicas en el subsuelo. 
 
La resistividad per sé, permitió conocer e identificar materiales asociados a litologías muy 
convencionales, sin embargo, la asociación de la resistividad con la cargabilidad o 
polarización inducida, ayudó a solucionar dudas respecto a materiales que tenían los 
 128 
 
 
mismos valores de resistividad pero su composición no era la misma. De tal manera que, 
algunos cambios en la resistividad, fueron causados por variación litológica, pero también 
por diferencias en la concentración de sales contenidas en el flujo presente. Por esta razón 
la cargabilidad fue necesaria y esclarecedora al desarrollar el análisis geoeléctrico y al 
discriminar cada uno de los materiales presentes. 
 
Las imágenes eléctricas obtenidas mediante este trabajo, fueron correlacionadas con la 
geología local que aflora en el relleno sanitario, la cual corresponde a la formación 
areniscas de Chiquinquirá y a sus segmento E, al cual pertenecen las arcillolitas, areniscas 
arcillosas, y areniscas cuarzosas; materiales que según los rangos de resistividades 
asociados teóricamente, se detallan en cada una de las tomografías. 
 
Los datos obtenidos en esta adquisición no solo permitieron obtener un modelo 2D y uno 
pseudo-3D, los cuales eran los únicos estimados en los objetivos, sino que permitieron 
realizar un modelo tridimensional de resistividad y cargabilidad, en conjunto con 
isosuperficies de resistividad y cargabilidad asociadas a lixiviados y a residuos saturados, 
las cuales permitieron rastrear la pluma contaminante y su conducción en favor de la 
topografía, al favorecer la escorrentía superficial y subsuperficial hacia los pondajes y 
canales de almacenamiento. 
 
Según los resultados obtenidos, el segmento areniscas cuarzosas que subyace a una 
profundidad de aproximadamente 60 metros, es óptimo para evitar infiltraciones de 
lixiviados, ya que en los resultados de las tomografías se pudo observar que no se 
encontraban saturadas, ni siquiera en las zonas de flujo activo. Sin embargo, esto no quiere 
decir, que el lixiviado no pueda canalizar hacia un acuífero, cuando se pueden dar algunas 
fallas en el material que cause la percolación. Es poresta razón, que pese a que un material 
impermeable subyace en el relleno, se deben realizan filtros y conducciones de lixiviados 
eficientes, que no permitan la percolación o el encharcamiento de las capas superficiales. 
 
129 
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132 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apéndices 
 
 
 
 
 
 
 
133 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apéndice A: Mapa de localización de zona de estudio RS Carapacho 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RÍO SUAREZ
RÍO SUAREZ
Canal Río Madrón
Quebrada El Charco
Quebrada San Pablo
Que
bra
da L
a La
ja
Quebrada Becerros
Quebrada de
Sasa
Que
brad
a Lo
s H
oyo
s
Q uebrada Sinas
Queb
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El R
osa
l
Quebrada La Laja (Quebrada Morisco)
Rio
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Laj
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Quebrada Alis
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Moriser
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Q. El Juco
Quebrada La Jabonera
Q. El Salitre
Qu
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l Es
pino
Qu
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rso
biz
po
Quebrada Andes
Quebrada Yerbabuena
Quebrada Horquitonas
Quebrada Martiño
Q. Piñuenal
Quebrada Peña de Mendez
Que
brad
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ech
icho
nas
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Ant
añit
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s
Que
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rad
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gua
 Bl
an
ca
Quebrada Piedras
RS CARAPACHO
SASA
MOYAVITA
LA BALSA
CARAPACHO 
ARBOLEDAS
SABOYÁ
CHIQUINQUIRÁ
TINJACÁ
1035000
1035000
1037500
1037500
1040000
1040000
1042500
1042500
11
12
50
0
11
12
50
0
11
15
00
0
11
15
00
0
11
17
50
0
11
17
50
0
RELLENO SANITARIO 
CARAPACHO
Dibujó: Dayana Marín - Daniel Avendaño 
Escala:
Fecha: Octubre - 2016
Proyecto:
Mapa:
INFORMACIÓN DE REFERENCIA
Base Cartográfica Nacional:
IGAC 1:100.000 - Google Earth (2016)
®
Ubicación general del área de estudio 
(Relleno Sanitario Carapacho)
Un centímetro en el mapa equivale a 500 metros en el terreno
ESCALA GRÁFICA
0 0,5 1 1,5 2 2,50,25
Km
Coordinate System: MAGNA Colombia Bogota
Projection: Transverse Mercator
False Northing: 1000000,00000000
False Easting: 1000000,00000000
Central_Meridian: -74,07750792
Latitude Of Origin: -4,59620042
Scale Factor: 1,00000000
Linear Unit: Meter
2016
VEREDADEPARTAMENTO
UBICACIÓN GENERAL
MUNICIPIO
1:50.000
Boyacá Chiquinquirá Carapacho
LEYENDA
Administrativo
Limite Municipal
Chiquinquirá
Limite Veredal
RS Carapacho
Vias
Tipo 1
Tipo 2
Tipo 3
Carreteable
Camino
Cuerpos de Agua
Canal Sencillo
Drenaje Sencillo
Drenaje Doble
"Prospección geofísica ambiental aplicada a la detección de plumas 
contaminantes debidas a la infiltración de lixiviados en un relleno 
sanitario, bajo la adaptación de sondeos eléctricos verticales de 
resistividad y polarización inducida, para la obtención de 
tomografías geoeléctricas profundas y modelos 3D"
 
134 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apéndice B: Mapa geológico regional de Chiquinquirá 
 
 
 
K1K2chi
Q2l
K2c
K2s
Q2l
K2c
K2f
K1s
K2c
K2f
K2f
K2s
K2f
K2s
Q2c
RÍO SUAREZ
Canal Río Madrón
Quebrada San Pablo
Quebrada de S asa
Que
brad
a Lo
s H
oyo
s
Qu
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ada
La L
aja
Rio
La
Laj
a
Que
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a Don
ato
Quebrada La Laja (Quebrada Morisco)
Qu
eb
rad
a P
iñue
la
Quebrada Alisal
Qu
ebr
ada
El Ro
sal
Que
bra
da
de R
iesgos
Qu
eb
rad
a E
l Es
pino
Quebrada Becerros
Quebrada A ndes
Quebrada Quinches
Quebrada Horquitonas
Quebrada El Moriser
Q. El Salitre Quebrada LaJabonera
Quebrada YerbabuenaQue
brad
a P
ech
icho
nas
Que
bra
da E
l Sa
litre
Quebrada Martiño
RELLENO SANITARIO CARAPACHO
SASA
MOYAVITA
CARAPACHO 
LA BALSA
ARBOLEDAS
1036000
1036000
1038000
1038000
1040000
1040000
1042000
1042000
11
12
00
0
11
12
00
0
11
14
00
0
11
14
00
0
11
16
00
0
11
16
00
0
11
18
00
0
11
18
00
0
RELLENO SANITARIO 
CARAPACHO
Dibujó: Dayana Marín - Daniel Avendaño 
Escala:
Fecha: Noviembre - 2016
Proyecto:
Mapa:
INFORMACIÓN DE REFERENCIA
Base Geológica:
Servicio Geologico 
Colombiano 2005
Plancha 190 Chiquinquirá
®
Geología General Plancha 190 Chiquinquirá 
(Adaptada a RS Carapacho)
Un centímetro en el mapa equivale a 400 metros en el terreno
ESCALA GRÁFICA
0 0,4 0,8 1,2 1,6 20,2
Km
Coordinate System: MAGNA Colombia Bogota
Projection: Transverse Mercator
False Northing: 1000000,00000000
False Easting: 1000000,00000000
Central_Meridian: -74,07750792
Latitude Of Origin: -4,59620042
Scale Factor: 1,00000000
Linear Unit: Meter
2016
1:40.000
Base Cartográfica:
IGAC 1:100.000
Google Earth 2016
LEYENDA CARTOGRÁFICA
Cuerpos de Agua
Canal Sencillo
Drenaje Sencillo
Drenaje Doble
Vias
Tipo 1
Tipo 3
Carreteable
Camino
Administrativo
RS Carapacho
Limite Veredal
LEYENDA GEOLÓGICA
NEÓGENO
PALEÓGENO
CU
AT
ER
NA
RI
O
CU
AT
ER
NA
RI
O
SU
PE
RI
OR
IN
FE
RI
OR
K2c
FORMACIÓN CONEJO
Lodolitas negras laminadas con intercalaciones de 
capas gruesas de cuarzoarenitas y mieritas con fósiles.
K2f
FORMACIÓN FRONTERA
Lodolitas siliceas y chert gris oscuro en estratos 
delgados tabulares, estratificación plano paralela continua.
K2s
FORMACIÓN SIMIJACA
Secuencia monótona de lodolitas gris oscuro con 
intercalaciones delgadas de cuarzoarenitas de textura fina.
K1K2chi
FORMACIÓN ARENISCAS DE CHIQUINQUIRÁ
Arcillolitas negro a gris oscuro finamente laminadas
 con intercalaciones asperas de cuarzoarenitas gris claro.
K1s
FORMACIÓN SIMITÍ
Secuencia monótona de lodolitas gris oscuro con
intercalaciones delgadas de cuarzoarenitas de textura fina. 
Q2al
Depósitos Aluviales Recientes.
Q2l Q2c
Depósitos Lacustres. Depósitos Coluviales.
K1K2chi
K1K2chi
"Prospección geofísica ambiental aplicada a la detección de plumas 
contaminantes debidas a la infiltración de lixiviados en un relleno 
sanitario, bajo la adaptación de sondeos eléctricos verticales de 
resistividad y polarización inducida, para la obtención de 
tomografías geoeléctricas profundas y modelos 3D"
 
135 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apéndice C: Estructura general del RS Carapacho 
 
 
 
!.
!.
!.
!.
!.
!.
!.
$8
$8
$8
$8
$8
$8
Son 8
Son 7
Son 6
Son 5
Son 4
Son 3
Sev 5
Sev 4
Sev 3
Sev 2
Sev 1
Tomo Final
Tomo Inicio
266226612660
26592658
26
66
26
74
26
72
26
73
266
4
266
7
266
9
26
70
266
8
26
71
2663
2687
26
65
2676 2
675
2686
2681
2682
2683
2679
2678
2680
2684
268
8
267
7
268
9
26
85
269
0
I
II
IV
III
Fase II
Fase I
Fase III
Carcava S44
Fase Vigente
1038100
1038100
1038200
1038200
1038300
1038300
11
13
90
0
11
13
90
0
11
14
00
0
11
14
00
0
11
14
10
0
11
14
10
0
RELLENO SANITARIO 
CARAPACHO
Dibujó: Dayana Marín - Daniel Avendaño 
Escala:
Fecha: Octubre - 2016
Proyecto:
Mapa:
INFORMACIÓN DE REFERENCIA
Base Cartográfica:
Google Earth (2016)
®
Estructura General
(Relleno Sanitario Carapacho)
Un centímetro en el mapa equivale a 15 metros en el terreno
ESCALA GRÁFICA
0 0,015 0,03 0,045 0,06 0,0750,0075
Km
Coordinate System: MAGNA Colombia Bogota
Projection: Transverse Mercator
False Northing: 1000000,00000000
False Easting: 1000000,00000000
Central_Meridian: -74,07750792
Latitude Of Origin: -4,59620042
Scale Factor: 1,00000000
Linear Unit: Meter
2016
1:1.500
LEYENDA CARTOGRÁFICA
Administrativo
Limite Predial
Malla Víal
Camino
Carreteable
Suelos
Bosque
Pasto
Descubierto
LEYENDA TEMÁTICA
Fases
Fase I
Fase II
Fase III
Carcava S44
Fase Vigente
Almacenamiento
"/ Pozo
Pondajes
Curvas
Intermedia
Índice
Geofísica Base
$8 Sondeos Mec
!. Sevs
!. Tomo Final
!. Tomo Inicio
Base Temática
Cydep SAS, 2013
Elaboración propia
"Prospección geofísica ambiental aplicada a la detección de plumas 
contaminantes debidas a la infiltración de lixiviados en un relleno 
sanitario, bajo la adaptación de sondeos eléctricos verticales de 
resistividad y polarización inducida, para la obtención de 
tomografías geoeléctricas profundas y modelos 3D"
 
136 
 
 
 
 
 
 
 
 
Apéndice D: Localización de líneas geofísicas sobre el RS Carapacho
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!.Sev 2.1
Sev 2.2
Sev 2.3
Sev 2.4
Sev 2.5
Sev 2.6
Sev 2.7
Sev 3.3
Sev 3.2
Sev 1.4
Sev 1.8
Sev 1.9
Sev 1.6
Sev 1.7
Sev 1.5
Sev 3.4
Sev 3.1
Sev 1.3
Sev 1.2
Sev 1.1
Sev 2.9
Sev 2.8
Sev 2.10
Sev 1.10
1038100
1038100
1038200
1038200
1038300
1038300
11
13
90
0
11
13
90
0
11
14
00
0
11
14
00
0
11
14
10
0
11
14
10
0
RELLENO SANITARIO 
CARAPACHO
Dibujó: Dayana Marín - Daniel Avendaño 
Escala:
Fecha: Octubre - 2016
Proyecto:
Mapa:
INFORMACIÓN DE REFERENCIA
Base Cartográfica:
Google Earth (2016)
®
Campaña de adquisición de datos geofísicos
(Relleno Sanitario Carapacho)
Un centímetro en el mapa equivale a 15 metros en el terreno
ESCALA GRÁFICA
0 0,015 0,03 0,045 0,06 0,0750,0075
Km
Coordinate System: MAGNA Colombia Bogota
Projection: Transverse Mercator
False Northing: 1000000,00000000
False Easting: 1000000,00000000
Central_Meridian: -74,07750792
Latitude Of Origin: -4,59620042
Scale Factor: 1,00000000
Linear Unit: Meter
2016
1:1.500
LEYENDA CARTOGRÁFICA
Administrativo
Limite Predial
Malla Víal
Camino
Carreteable
LEYENDA TEMÁTICA
Sondeos Eléctricos Verticales
!. SEVS
Linea Geofísica
1
2
3
Base Temática
Elaboración propia
"Prospección geofísica ambiental aplicada a la detección de plumas 
contaminantes debidas a la infiltración de lixiviados en un relleno 
sanitario, bajo la adaptación de sondeos eléctricos verticales de 
resistividad y polarización inducida, para la obtención de 
tomografías geoeléctricas profundas y modelos 3D"