Método de Resistividad eléctrica

Las medidas de resistividad eléctrica son adecuadas para ciertos tipos de contrastes del suelo que comprenden diferentes retenciones de agua o concentraciones de iones disueltos (Weymouth, 1986). El estado en que el suelo se encuentra y su composición también están directamente relacionados con la resistividad que este pueda ofrecer.
En la práctica, los factores que debemos observar en campo son: el grado de compactación del suelo, distribución de la humedad en la superficie investigada, presencia de vegetación, tendencia del suelo a ser más arcilloso o arenoso, etc. Además, se deben tener en cuenta las condiciones climáticas en que las prospecciones se realizan, ya que una estación lluviosa puede proporcionar resultados muy distintos a los de una estación seca.

Las estructuras más indicadas para ser prospectadas por métodos eléctricos son: estructuras constructivas de piedra (muros, fundaciones de casas u otras estructuras urbanas), estructuras de excavación y relleno (fosos y trincheras previamente excavadas que fueron posteriormente rellenados por sedimento en el transcurso de los años), suelos compactados (antiguas vías, suelos de casas, etc.).
En arqueología, la separación de los electrodos generalmente varía entre 0,5 y 2 metros. Para la típica
configuración en el modo Twin, una separación de electrodos de 0,5 metros proporciona una investigación eficaz aproximadamente a un metro de profundidad (English Heritage, 1995; Gaffney y Gater, 2003).

En prospecciones eléctricas se utilizó el Resistance Meter RM 15 de GeoScan, que tiene la posibilidad de incorporar un MPX15 Multiplexer, con el cual es posible realizar tres medidas simultáneas a tres profundidades distintas en un mismo punto. Para esto son necesarios tres pares de electrodos separados en 0,5, 1 y 1,5 metros, y combinados en la configuración denominada Twin Probe (o Twin Electrode). A pesar de la clara ventaja de la realización de tres medidas simultáneas
en un mismo punto, la utilización del accesorio Multiplexer tiene el inconveniente de que la penetración de los electrodos en el suelo es más difícil, ya que la barra transversal donde originalmente están fijados dos electrodos tiene su tamaño aumentado por el Multiplexer.
Entonces, los electrodos de las extremidades suelen sufrir una penetración irregular o deficiente, y
esto hace que la adquisición de datos sea más lenta.
Por lo tanto, este accesorio es indicado para yacimientos planos y suelos más bien blandos.

Magnetómetro

El reconocimiento magnético es por mucho la técnica de prospección más ampliamente usada en arqueología, quizá debido a su confiabilidad y fácil uso. Se basa en la medición de pequeños cambios en las propiedades magnéticas del terreno; está considerada como una técnica geofísica pasiva (figura 12).

Aun cuando se midieron estas propiedades y se hicieron algunas prospecciones magnéticas a principios de siglo, no fue sino hasta 1958 cuando Aitken (1958) aplicó el magnetómetro de protones a la arqueología. El objetivo era detectar el magnetismo termorremanente producido por hornos y fuego, pero esos primeros experimentos mostraron nuevas posibilidades de aplicación para descubrir otros rasgos arqueológicos con menos diferencias en su susceptibilidad magnética.

La teoría puede ser explicada en forma sencilla. El campo magnético total en cualquier punto de la superficie de la Tierra es la suma de variaciones locales (características geológicas o arqueológicas), sumadas a las variaciones en la intensidad del campo magnético terrestre. Esto significa que el campo magnético total es distinto para cada punto geográfico y que puede ser medido con el magnetómetro.

En arqueología, los magnetómetros más comunes son los de protones, capaces de medir pequeñas variaciones en la intensidad del campo magnético total. Con este equipo es posible registrar lecturas en distintos puntos de un sitio arqueológico; el recorrido sistemático de la superficie permitirá la interpretación final. 

Figura 12. Uso del magnetómetro en Teotihuacan (Barba y Manzanill, 1988).

El magnetómetro detecta fácilmente los hornos debido al gran cambio de propiedades magnéticas que el fuego produce por la combinación de temperatura, minerales de hierro, tiempo y condiciones reductoras durante la combustión, que ocasionan cambios importantes en las partículas de hierro. Éstas modifican su estructura atómica, adquieren fuertes propiedades magnéticas, y alinean los dipolos que las forman en la dirección del campo magnético notarial.

Estas huellas son fácilmente reconocibles debido a que están concentradas y el contraste magnético con sus alrededores es muy alto (Tite y Mullins, 1971).

No todos los rasgos arqueológicos tienen magnetización remanente; otra importante propiedad es la susceptibilidad magnética, característica de cada material, que puede definirse como la capacidad para magnetizarse. Según esta propiedad, si se miden las pequeñas diferencias en susceptibilidad magnética entre el rasgo arqueológico y su contexto, se descubren los rasgos arqueológicos (Linington, s.f.). Normalmente se presentan como rasgos concentrados, como los hornos y los hoyos, o rasgos lineales como los muros y las trincheras.

Interpretar las anomalías (figura 13) es quizá el paso más importante en la prospección magnética; por lo tanto, es necesario considerar algunas influencias perturbadoras. Estas anomalías se desplazan un poco hacia el sur con respecto a su origen. En una curva de perfil normal existen dos aspectos asociados: un valor magnético mínimo hacia el norte junto con un valor máximo hacia el sur. 

Georadar (GPR)

La investigación con georadar es utilizada para la búsqueda y la reconstrucción geométrica de redes subterráneas, tanques, manufactura subterránea, restos arqueológicos y estructuras en general.

El principio se basa en la propagación de ondas electromagnéticas de la superficie a través de una antena transmisora y en su reflexión sobre las interfacies presentes en el subsuelo; para que ocurra la reflexión es necesario que exista una diferencia en términos de permeabilidad dieléctrica y conductibilidad eléctrica entre el objeto enterrado y la matriz circundante. Las antenas transmisoras y receptoras son de frecuencia variada, y generalmente están comprendidas en el intervalo de 40 MHz a 2 GHz.

De modo particular, la metodología georadar permite localizar, con buena precisión y detalle, cualquier tipo de anomalía presente en los primeros metros del subsuelo del sitio en análisis, garantizando, al mismo tiempo, costos contenidos y rapidez de intervención. De este modo es posible también indagar áreas de dimensiones notables y localizar las zonas en donde concentrar eventuales investigaciones dirigidas (excavaciones sondeos y similares).

La investigación con georadar es utilizado para:

• Localización y reconstrucción servicios subterráneos, para evitar daños en caso de excavaciones o perforación de sondeos.
• Localización de cisternas y fustes enterrados.
• Localización de restos arqueológicos (muros) cuevas, tumbas, etcétera).
• Caracterización de estructuras en cemento armado o construcciones, localización de hierros o armadura, cimbras de, espesor de muros o losas de cemento, presencia de vacíos detrás de la estructura, grado de destrucción, etcétera).
• 
  

Introducción

 Los estudios arqueológicos con GPR están siendo cada vez más utilizados en los últimos años especialmente en el aspecto 3D debido a la capacidad de obtener información tridimensional de restos arqueológicos enterrados (Neubauer et al. 2002; Leckebusch 2003;Linford 2004; Grasmueck et al. 2004; Grasmueck et al. 2005; Leucciand Negri, 2005). Estudios recientes han demostrado la posibilidad de obtener imágenes de alta resolución (Grasmueck et al. 2004); en este trabajo los autores ponen de manifiesto la importancia de diseñar una malla de perfiles separados una distancia menor que un cuarto de la longitud de onda de la frecuencia central de la antena empleada, así como la necesidad de procesar los resultados mediante una migración 3D con el fin de obtener un volumen tridimensional de alta resolución y precisión submétrica.Para la localización y dimensionamiento de la muralla se han empleado antenas de 500 y 800 MHz, ensayando diversas polaridades y modificando el espaciado de malla a partir de los criterios de Grasmueck et al (2004), tal y como se expondrá en apartados posteriores. En este estudio se muestran los trabajos llevados a cabo para el posicionamiento preciso de los restos de la muralla histórica de la ciudad de Pontevedra en una zona en la cual su presencia desconocida. Se trata de los restos de una muralla derribada en el siglo XIX formada por piedras grandes e irregulares de granito. La muralla fue excavada, documentada, parcialmente restaurada y cubierta con un geotextil antes de volver a enterrarla, por lo que constituye una zona de pruebas óptima para ensayar diversas metodologías de trabajo que puedan aplicarse a otras zonas donde la posición de la muralla sigue siendo una incógnita.

(Alexandre Novo, Metodología GPR para estudios 3D en arqueología).

Biblioteca Virtual

Archivos relacionados: Para complementar el aprendizaje:

TEMA 1.1. Introducción a las técnicas geofísicas. 

- Augustus Pitt Rivers : La importancia del método. HISTORIA, (Página web) 
Pitt Rivers, militar, arqueólogo y etnógrafo, ingresó en la Real Academia de Sandhurst en 1841. Tuvo una larga carrera militar, principalmente como oficial de Estado Mayor. Luchó en la guerra de Crimea y sirvió en Malta, Canadá e Irlanda. Se retiró en 1882 con el rango honorario de Teniente General, pero será su faceta como arqueólogo y etnógrafo la que le otorgue fama internacional... (más)

- Prospección Geofísica: Sondeos eléctricos Verticales (PDF)
Todas las técnicas geofísicas intentan distinguir o reconocer las formaciones geológicas que se encuentran en profundidad mediante algún parámetetro físico, por ejemplo en sísmica por la velocidad de transmisión de las ondas o en prospección eléctrica por la resistividad... (más)

- Ejemplo: Ejercicios de los Métodos: 
Ejercicios de los Métodos Magnético, gravimétrico, de resistividad, Sísmico... (más)


- Metodología para la prospección geofíscia en arqueología: Apuntes apartir de los trabajos de IESSO, CANTACÓ, MOLINS, NOUS Y EL GOLERÓ. 
Las prospecciones geofisicas aplicadas a la arqueología han tenido un importante desarrollo desde la década de los 80, y actualmente es cada vez más común su aplicación en yacimientos arqueológicos. La razón es bien simple, se trata de técnicas no destructivas que pueden proporcionar información pertinente sin que los registros sean perturbados... (más)



TEMA 1.2. Prospección Arqueológica por reconocimiento electromagnético (GPR)

- Ejemplo: Prospecciones electromagnéticas en el yacimiento arqueológico de Japoto, Manabí, Ecuador: Prospección Arqueológica (PDF)
En el año 2007 se encontró en el yacimiento arqueológico de Japoto, provincia de Manabí, Ecuador,
una estructura prehispánica de adobe y quincha bajo uno de los montículos del sitio. Dos años
más tarde, una vez realizada la excavación parcial de dicha estructura, Carlos Mayo realizó una
prospección electromagnética en este yacimiento con el objeto de establecer, en lo posible, los límites de la estructura en la parte no excavada y determinar si ésta forma parte de un edificio aislado o de un  complejo arquitectónico de mayor envergadura... (más)


- Ejemplo: Aplicación del GPR: Metodologías GPR para estudios 3D en arqueología (Archivo de descarga)
Los estudios arqueológicos con GPR están siendo cada vez más utilizados en los últimos años especialmente en el aspecto 3D debido a la capacidad de obtener información tridimensional de restos arqueológicos enterrados... (más)

- Ejemplo: Prospección con GPR:  Prospeccion con GPR en el cementerio de la Misión Salesiana (PDF)
Se describen las tareas de prospección realizadas con GPR (Ground Penetrating Radar, o radar 
de penetración terrestre) en el Cementerio de La Misión Salesiana “La Candelaria”, próximo a la 
localidad de Río Grande (Tierra del Fuego, Argentina)... (más)



TEMA 1.3. Prospección Arqueológica por reconocimiento Magnético (Magnetómetro)

- Estudio realizado utilizando magnetometría: La magnetometría revela estructuras ocultas (Blog de divulgación)
El yacimiento de El Castillón, situado en Santa Eulalia de Tábara (Zamora), guarda estructuras aún no descubiertas por los arqueólogos que han trabajado en la zona durante cinco campañas según los estudios de magnetometría realizados en los últimos días. La Asociación Zamora Protohistórica reanudará las excavaciones en el castro zamorano de época tardoantigua con 45 participantes de seis países... (más)

- Ejemplo: Reporte de Prospección Magnética: Prospección Magnética y Rádar de subsuelo (3D) en el poblado ibérico de la Escuera 
Próximo a la desembocadura del Río Segura, en el término municipal de San Fulgencio (Alicante) se localiza el poblado Ibérico de la Escuera, el cual viene excavándose desde la década de los 60 hasta la actualidad. Las prospecciones arqueológicas que hasta la fecha se han llevado a cabo se sitúan fundamentalmente en el primer y más bajos de los bancales del yacimiento... (más)

- Ejemplo: Aplicaciónes e interpretación del uso del Magnetómetro: Medición con magnetómetro protónico e interpretación de los datos. (PDF).
Entre las aplicaciones para las cuales este manual fue escrito, están la exploración de petróleo 
y minerales, mapeo geológico, búsqueda de objetos enterrados, investigación geofísica, uso en 
observatorios magnéticos, medición de las propiedades magnéticas de las rocas o de objetos 
ferromagnéticos, paleomagnetismo, prospección arqueológica, mapeos de conductividad, 
mediciones gradiométricas y modelado magnético... (más)


TEMA 1.4. Prospección Arqueológica por resistividad eléctrica


- Ejemplo: Resultados de prospecciones: magnética y eléctrica del yacimiento arqueológica. (PDF).
En arqueología los métodos de prospección geofísica son usados como una herramienta de apoyo en la detección y el establecimiento de los parámetros de estructuras enterradas de origen cultural... (más)

Reconocimiento Magnético

El reconocimiento magnético es, por mucho, la técnica de prospección más ampliamente usada en arqueología debido a su confiabilidad y fácil uso. Se basa en la medición de pequeños cambios en la intensidad magnética del terreno. Está considerada como una técnica geofísica pasiva.
Aun cuando se hicieron algunas prospecciones magnéticas a principios del siglo, no fue sino hasta 1958 que Aitken aplicó por primera vez el magnetómetro de protones a la arqueología (Aitken, 1958). En ese momento el objetivo de la aplicación era detectar el magnetismo termorremanente producido por hornos, pero esos primeros experimentos mostraron nuevas posibilidades de aplicación en la detección de otros rasgos arqueológicos de menores diferencias en sus susceptibilidad magnética. 

La teoría que sustenta esta aplicación puede ser explicada en forma simple. El campo magnético total en cualquier punto de la superficie de la tierra consiste de la suma de las variaciones locales (características geológicas y arqueológicas) más las variaciones en la intensidad del campo magnético terrestre. Esto significa que el campo magnético total es distinto para cada punto geográfico y puede ser medido con el equipo adecuado. 
El equipo usado para medir estas variaciones en el campo magnético se llama magnetómetro. En arqueología los más comunes son los magnetómetros de protones. Estos equipos son capaces de medir pequeñas variaciones en la intensidad del campo magnético total en un sitio arqueológico y registrar lecturas en distintos puntos del sitio. El recorrido sistemático de la superficie permitirá la interpretación de estos datos en términos arqueológicos. 

Gráfico del subsuelo resultado de un estudio de magnetometría.
Foto: Arbotante. (La bitácora de Jenri)

Uno de los rasgos más fáciles de detectar a través del uso de magnetómetros de protones son los hornos. Esto es debido al gran cambio de propiedades magnéticas que el fuego produce por la combinación de temperatura, minerales de hierro presentes, tiempo, y condiciones reductoras durante la combustión, lo que ocasiona transformaciones importantes en las partículas de hierro. Dichas partículas modifican su estructura atómica y adquieren fuertes propiedades magnéticas, alineando sus dipolos constituyentes en la dirección del campo magnético bajo el que están. 

Este tipo de rasgos son facilmente reconocibles debido a que son concentrados, y el contraste magnético con sus alrededores es muy alto. Entre más veces ocurre la combustión, más intenso será el campo magnético remanente (Tite y Mullins, 1971).

Por otro lado, no todos los rasgos arqueológicos tienen magnetización remanente. Otra importante propiedad es la susceptibilidad magnética, que es característcia de cada material, y que puede definirse como la capacidad de un materialdado a magnetizarse. Atendiendo a esta propiedad es posible detectar rasgos enterrados midiendo las pequeñas diferencias en susceptibilidad magnética entre el rasgo arqueológico y su contexto. De nuevo, si el contrate magnético es suficientemente grande el rasgo será detectable (Linington, s.a.).

Vídeo el uso del GeoRadar (GPR)

El Radar de Penetración Terrestre Detector Duo es fácil de instalar y requiere algunos ajustes en el campo. Se detectará a una profundidad de 3 m. Con su antena de doble frecuencia 250-700 MHz, lo que mejora la precisión de la detección, se evitará el riesgo de quedar excluidos de un objeto enterrado.

Reconocimiento electromagnético

Éste es un ejemplo de una técnica desarrollada con propósitos militares que encontró otras interesantes aplicaciones. En la arqueología se ha intentado usar como sustituto de los métodos eléctricos para evitar la tediosa actividad de insertar los electrodos en el terreno. Desafortunadamente los primeros experimentos mostraron que, aunque teóricamente posible, los resultados prácticos son, hasta el momento pobres.

Debido a su capacidad para detectar metales conductores, su más importante aplicación ha sido la detección de monedas y otros artefactos metálicos. Sin embrago, dado que los metales en Mesoamérica son escasos es muy limitada su aplicación arqueológica en esta región.

Existe una cierta aversión para usar los detectores de metal en la arqueología, quizá debida a la asociación de este equipo con buscadores de tesoros, pero creemos que puede tener aplicaciones arqueológicas reales.

El uso que proponemos para los detectores de metal es el de una herramienta que minimiza las interferencias magnéticas causadas por la presencia de objetos metálicos próximos a la superficie. Así puede ser una ayuda para desechar anomalías indeseables y evitar errores de interpretación en la prospección magnética. Hasta hoy, su uso ha sido para sustituir equipo costoso, como los magnetómetros, o bien para evitar métodos tediosos como la resistividad eléctrica. En el primer caso, aun cuando detectan cambios en la susceptibilidad magnética, tiene una penetración extremadamente limitada. En el segundo, estos equipos no son sensibles a pequeños cambios en la resistencia eléctrica.





















El principio de la operación de este equipo se basa en campos electromagnéticos que producen o reciben sus bobinas. Durante su operación normal la bobina de transmisión produce un campo electromagnético que penetra el suelo. Sí un metal o cualquier conductor está presente allí el campo electromagnético genera corrientes parásitas, que a su vez producen un campo electromagnético secundario que emerge desde el suelo y que detecta la bobina de recepción. La señal se transforma en un indicación analógica o digital que permite las lecturas (Legal y Garret, 1982).

Ninguno de los equipos diseñados hasta el momento ha sido capaz de sustituir los magnetómetros o los equipos de resistividad, excepto bajo condiciones muy especiales. Será necesario el desarrollo futuro de nuevo equipo que supere las presentes limitaciones.


(Luis Barba, Radiografía de un sitio Arqueológico. México, 1990. Universidad Nacional Autónoma de México).

Prospección arqueológica por resistividad eléctrica

Las técnicas geofísicas se dividen en dos grupos: técnicas pasivas que sólo miden la variación de las propiedades, y las técnicas activas que producen alteración y miden el comportamiento del terreno en estas condiciones. 
La resistencia eléctrica que se definirá más adelante, es una técnica geofísica activa. Se basa en el contraste de las propiedades eléctricas del suelo. En este caso el contraste de las propiedades entre los restos arqueológicos y su contexto depende de la naturaleza de los materiales involucrado, la profundidad y la forma de los restos, la proximidad entre ellos y el contenido de humedad del suelo. Si éste contraste es suficientemente grande los rasgos arqueológicos serán detectables. 

La primera prospección arqueológica en la que se utilizó la resistividad eléctrica fue en el año de 1946 en el sitio de Dorchester-on-Thames por Richard Atkinson usando un Megger Earth Tester con ciertas modificaciones para operarlo como un dispositivo wenner (Aitken 1961: Atkinson 1952, 1953; Clark 1990). El Megger Earth Tester de Atkinson fue el primer equipo geofísico diseñado especifícamente para el uso en la arqueología (Aitken 1961).

En las mediciones eléctricas la propiedad medida es la resistencia presenciada por el suelo al paso de la corriente eléctrica. Debido a que esta resistencia es presentada por una porción específica del suelo, con dimensiones deficinidas, es necesario involucrar un factor dimensional. De esta forma la resistividad eléctrica puede ser definida como la resistencia ofrecida por un cubo de tierra de dimensiones unitarias. Hasta este momento se ha considerado que el material tratado es homegéneo, pero éste no es el caso en ningún terreno. Por ello se ha introducido el concepto de resistividad eléctrica aparente, para tratar con la resistividad eléctrica de un suelo que no es necesariamente homogéneo.  

La forma más común de medir esta propiedad es utilizando electrodos que se colocan en el terreno en arreglos que dependerán de las necesidades específicas del estudio. Todos estos arreglos introducen corriente eléctrica en el terreno utilizando dos electrodos que miden la diferencia de potencial producida por el flujo de la corriente a través del terreno con otro par de electrodos. (Carabelli, s.a.)

Uno de los arreglos más utilizados en el Wenner, donde cuatro electrodos metálicos se alinean simétricamente con respecto al centro del arreglo. Los electrodos externos introducen la corriente eléctrica, mientras que los internos miden el voltaje. En este arreglo la forma del campo eléctrico producido es similar a la mitad de una sandía, con los electrodos externos en sus extremos. La profundidad máxima es aproximadamente igual a la distancia entre los electrodos externos. La distancia entre electrodos es una de las mayores diferencias entre la aplicaciones geológicas y las arqueológicas, con la consecuente simplificación en la interpretación. En el trabajo arqueológico la distancia entre electrodos es pequeña pues los rasgos normalmente se encuentran cerca de la superficie. 

Las técnicas resistivas miden la resistividad eléctrica del suelo y otros materiales debajo de la superficie (Garrison 2003). La técnica de resistividad trabaja bajo el concepto de las mediciones de las diferencias en la resistividad eléctrica entre los diferentes materiales presentes en el área de la prospección (Bevan 1998; Garrison 2003; Kvamme 2005; Somers 2006). La resistividad se calcula utilizando la Ley de Ohm.  La distancia entre los electrodos condiciona la profunidad de 50 centímetros y en otros casos a un metro, dependiendo del método utilizado (Bevan 1998; Garrison 2003).


(Luis Barba, Radiografía de un sitio Arqueológico. México 1990. Universidad Nacional Autóma de México.)

La geofísica de prospección

En su libro, Techniques of Archaeological Excavation, Peter Barker menciona que "El suelo es un documento histórico y como un testimonio escrito, tiene que ser descifrado, traducido e interpretado antes de que pueda usarse" (Barker 1995:12). Los métodos geofísicos son una manera bastante efectiva de aprovechar este "documento" para contestar algunas preguntas de investigación. Sin embargo para usar la geofísica como parte de un esquema de investigación, primero debe entenderse cómo funcionan los métodos. 
Desde el punto arqueológico, cada método tiene sus fortalezas y sus debilidades. A pesar de que ambos han tenido mucho éxito en el campo de la arqueología, la magnetometría de protones actualmente ha sido remplazada con métodos magnéticos más efectivos.

Al igual que mide las propiedades físicas del suelo, la geofísica también puede medir las propiedades físicas de los rasgos arqueológicos, por lo que algunos de los métodos existentes tiene mayor utilidad en el campo de la arqueología por la efectiva profundidad y los tipos de rasgos culturales que pueden detectar. 

Los métodos de prospección geofísica se clasifican en 2 grupos básicos; pasivos y activos. Los métodos pasivos realizan mediciones de las propiedades físicas intrínsecas del subsuelo sin introducir una señal artificial (Garrison 2003 y Kvamme 2005, 2006). Entre los métodos pasivos utilizados en la geofísicas, el que tiene un uso más extenso en la arqueología es la magnetometría. Por su parte, el grupo de de métodos geofísicos activos mide la respuesta del subsuelo a la excitación previa, como por ejemplo una corriente eléctrica o la generación de ondas sísmicas. 

Ejemplo de rasgos arqueológicos y su detección con la resistividad eléctrica y la magnetometría (basada en clark 1990: 125-127, figura 93).

Historia

 El primer método "Geofísico" utilizado en la arqueología fue en los años 1893 - 1895 por el teniente-general Augustus Pitt Rivers con la técnica de bosing en su trabajo en Handley Down en Dorset, Inglaterra (Clark 1990). En Costa  Rica se conoce una variacián de ese método como "tambores" (Ricardo Vázquez, comunicación personal, 2005).

Agustus Pitt Rivers

El uso de las técnicas geofísicas en el campo de la arqueología ganó fuerza en los años después de la Segunda Guerra Mundial (Clark 1990; Gaffeney y Gater 2003; Garrison 2003). Sin embargo, ya durante los años de la decáda de 1930 y principios de los años 1940. 

La integración de las técnicas geofísicas en la arqueología, por tanto, empezó en Europa para luego extenderse a las Américas (Garrison 2003). Hoy día la geofísica es utilizada en forma extensa en la arqueología en toda Europa (Barton y Fenwik 2005; Sarris et al. 2004; Von Der Osten-Woldenburg 2005), África (Gaffney et al. 2005; Odah et al. 2005) y más reciente en Suramérica (De la Vega et al. 2005; Lascano et al. 2003,).
Sin embargo el país que utiliza más las técnicas geofíscias en el cmapo de la arqueología es Inglaterra (Clark 1990; Gaffney y Gater 2003), se realizan más de 450 prospecciones por año conducidas por alrededor de 100 arqueogeofísicos en ese país. 

A pesar de un inicio medianamente lento, el uso en los Estados Unidos está ganando fuerza por ser más rápido, más bajo en costo que los estudios arqueológicos comunes y sobre todo por los avances en la tecnología de interpretación de los datos recolectados. Ese lento inicio se basa parcialmente en los tipos de hallazgo encontrados en Norteamérica versus las estructuras masivas de piedra que son normales en Europa. 

La primera prospección geofísica en los Estados Unidos con el fin de detectar rasgos arqueológicos fue conducida el 3 de noviembre de 1938 (Bevan 2000; Gaffney y Gater 2003). El estudio fue hecho en la ciudad colonial de Williamsburg por el geofísico canadiense Mark Malamphy.

En los últimos 10 años, el uso de métodos geofísicos en otras partes de América continúa aumentando. Varios proyectos, particularmente en Argentina, Perú y Brasil, están aprovechando la utilidad de dichos métodos como una herramienta de planificación de excavación y levantamiento de planos de sitios.

El uso de la geofísica en la Arqueología centroamericana

Hasta la fecha, existen muy pocos estudios realizados en América central. De hecho, sólo 26 sitios entre los 7 países centroamericanos han aplicado exploraciones geofísicas. Las razones más importantes de la falta de estudios geofísicos aplicados a la arqueología son los costos prohibitivos, la falta de disponibilidad del equipo y de conocimiento de la utilidad de dichas técnicas a nivel centroamerciano y de los Estados Unidos, a pesar de que la mayoría de los arqueólogos extranjerosque han utilizado los métodos geofísicos en Centroamerica son estadounidenses. 

Mapa de América Central con los sitios en los que se han realizado prospecciones geofísicas

En la arqueología tradicional, la zona de América Central está dividida en dos áreas culturales, utilizando el Río Ulua en Honduras como límite entre ellas. La zona norte de la región pertenece al área de Mesoamericana e incluye completamente a Belice y Guatemala y las zonas occidentales de Honduras y el Salvador (Joyce 2004). Nicaragua, Costa Rica, Panamá y las zonas orientales de Honduras y el Salvador forman la zona conocida como la Baja Centroaérica (Baudez 1963).

Monitorización de vibraciones

El estudio y control de las posibles afecciones a estructuras y a personas como consecuencia de su exposición a vibraciones inducidas generalmente por la actividad antrópica (circulación ferroviaria, voladuras, excavaciones, etc.) da lugar a la necesidad de la monitorización y control de dichas vibraciones y sus fuentes generadoras.

La monitorización de vibraciones se ejecuta mediante el registro de las velocidades pico o aceleraciones y la frecuencia de vibración asociada en un elemento estructura,l como consecuencia de su exposición a un tren de ondas o vibraciones inducidas por la actividad antrópica. Para ello, se emplean acelerómetros o geófonos de alta sensibilidad (capaces de registrar rangos de frecuencias de vibración comprendidas entre 1 y 300 Hz) y sismógrafos específicos.

El control de las vibraciones que afectan a estructuras, edificios, y personas, está normalmente regulado por diferentes normativas que establecen umbrales o límites máximos de vibración según normas nacionales e internacionales, tales como ISO 2631-2, ISO 4866, UNE 22381 o DIN 4150.

Acoustic Televiewer

La técnica del televiewer proporciona una imagen continua, detallada y orientada de las paredes de la perforación, lo que permite la determinación de la dimensión y orientación de fracturas, desprendimientos en la pared del sondeo  y el campo de deformaciones. El televiewer acústico registra la amplitud y el tiempo de recorrido de las ondas acústicas reflejadas, determinando además, el diámetro real del pozo.


EJEMPLO

Acoustic Televiewer - Ejemplo

Sonda de desviación de sondeos

Sonda específica para la evaluación de las desviaciones de los pozos o sondeos respecto de la vertical o trayectoria original deseada. Esta sonda está dotada de un sensor triaxial, capaz de registrar en modo continuo el azimut y la inclinación del sondeo con altísima resolución, de hasta < 0,1 grados para el azimut y de 0 a 70 grados para la inclinación.



EJEMPLO

Sondeo de Desviación de sondeos

Sonda Multiparamétrica

Sonda indicada para todo tipo de estudios en pozo que requieran de caracterizaciones eléctricas y radioactivas para la discretización de los materiales del subsuelo, y características de los fluidos (aguas subterráneas) contenidos en el macizo rocoso. Particularmente empleada en estudios hidrogeológicos, se trata de una sonda capaz de realizar el registro continuo de hasta ocho parámetros distintos en ascenso y descenso, tales como resistividad lateral, larga y corta, inclinación y azimut del pozo o sondeo (desviación del sondeo o pozo), Gamma natural, temperatura, resistencia, resistividad del fluido y potencial espontáneo.



EJEMPLO

Sonda Multiparamétrica - Ejemplo

Sondeo electromagnéticos en el dominio de tiempos.

A diferencia del Método Electromagnético basado en el dominio de frecuencias, esta metodología estudia la variación  de la resistividad eléctrica con la profundidad, en lugar de 
generar distribuciones horizontales. En general, los sondeos SEDT se realizan con un transmisor constituido por una espira metálica y un receptor en el centro de la espira. Se inyecta una corriente eléctrica primaria en la espira, la cual produce un campo magnético primario a su alrededor. Un corte rápido de esta corriente ocasiona la interrupción del campo magnético, lo que produce la inducción electromagnética de una corriente eléctrica secundaria en el subsuelo que, a su vez, genera un campo magnético secundario transitorio. Los cambios del campo magnético secundario con el tiempo inducen un voltaje en la bobina receptora conocido como transitorio. La forma de la curva de decaimiento de este voltaje contiene información sobre la distribución de la resistividad del terreno. La trayectoria en profundidad de la corriente se usa para estimar la profundidad, es decir, los voltajes de corta duración proveen información de la resistividad de las capas más superficial, mientras que los de mayor duración proporcionan la resistividad de las capas de terreno situadas a mayor profundidad.



EJEMPLO

Sondeos electromagnéticos - Ejemplo

Sondeos electromagnéticos en el dominio de frecuencias

Es un método que se emplea cuando se desea conocer la distribución de conductividad eléctrica de una zona de manera rápida. Existen distintas sensores dependiendo de la profundidad de investigación que varía entre 1,5 y 60 metros. Una vez definida la profundidad de investigación se define una malla de lecturas que cubra todo el área a investigar y se desplaza la sonda punto por punto realizando medidas en cada nodo de la malla. De este modo se obtienen mapas de distribución de la conductividad eléctrica promedio, que permiten detectar la presencia de estructuras enterradas, tanto de origen natural como antrópico. Es un método habitualmente empleado en prospecciones arqueológicas por su rapidez y precisión.

Microgravimetría

El método microgravimétrico consiste en determinar con elevada precisión la variación del campo gravitatorio en una determinada región. En lugar de los gravímetros tradicionales (con una resolución de 5-10 microgal) se emplean microgravímetros de última generación con la mayor sensibilidad disponible en el mercado hoy en día (1-2 microgal).

La campaña de campo se realiza ocupando estaciones de medida distribuidas en perfiles o mallas regulares que cubran toda la región de interés. Además es necesario obtener lecturas periódicas (cada media hora) en un punto de referencia (denominado base) para obtener la curva de deriva instrumental.

Una vez obtenidos los registros de campo, realizando las oportunas correcciones (deriva instrumental, mareas, topografía, etc) se generan modelos de densidad del subsuelo. Generalmente es un método empleado para la detección de galerías y cuevas que suponen un déficit de masa respecto al terreno circundante. Habitualmente es necesario la realización previa de un levantamiento topográfico de detalle para la correcta identificación de la señal que el relieve topográfico produce en las lecturas de campo.

EJEMPLO

Microgravimetria - Ejemplo

Geo-Radar 3D Multifrecuencia

En el ámbito de los geo-radares, los equipos 3D multifrecuencia representan la última generación. Las principales ventajas de estos equipos son:

1. Un ancho de banda muy superior.
2. Múltiples sensores en una sóla antena
3. Sin errores de paralelaje entre perfiles
4. Cálculo de velocidades
5. Mayor velocidad de captura de datos.
6. Modelos más detallados.

Este tipo de geo-radares suponen una revolución en el campo de la geofísica por su versatilidad, capacidad de definición y sobre todo por la reducción de los costes económicos asociados.

EJEMPLO

Geo-Radar 3D multifrecuencia - Ejemplo

Geo- Radar Monofrecuencia

El geo-radar convencional proporciona secciones bidimensionales del medio analizado. Una vez conocido el tamaño y la profundidad estimada de los objetivos del estudio se decide la frecuencia o frecuencias de las antenas a emplear. En general los estudios de geo-radar están restringidos a unos pocos metros desde la superficie de estudio.

Es una metodología muy demandada gracias a su gran resolución lateral, rapidez en la toma de datos y bajo coste.

El geo-radar es una herramienta muy útil que requiere de personal altamente cualificado para su correcta interpretación.

EJEMPLO

Geo-Radar Monofrecuencia - Ejemplo

Tomografía Eléctrica 3D

La naturaleza tridimensional de las estructuras analizadas puede hacer insuficiente su estudio desde un punto de vista bidimensional. La realización de múltiples perfiles se puede combinar en un procesado único para obtener una modelización de estructuas complejas.

Existen aplicaciones (cubicación de canteras, plumas de contaminación, karstificaciones...) que hacen necesario el estudio en las tres dimensiones espaciales.

EJEMPLO