Multifrequency electromagnetic induction systems, composed by two small coils separated by a fixed distance (EMI or SLEM, EMI stands for frequency-domain electromagnetic induction and SLEM stands for small-loop frequency-domain electromagnetic induction), are very useful for the prospection of the first tens of meters of the subsoil, and can be employed to detect quickly and efficiently a great variety of buried structures. One coil generates a known inductive magnetic field and another detects the variations of the induced field as the whole system is displaced over the ground, along acquisition lines which are generally parallel to each other. Usually, these data are interpreted by direct visualization of the plan-views of the responses measured at each frequency. Besides, to obtain quantitative information, 1D inversion methods are applied and then, their results are stitched together to generate 2D and 3D images. However, due to the lack of correlation between the 1D inversion results corresponding to neighboring points, these images usually present numerous undesirable lateral effects that deteriorate the visualization of the target structures and even can prevent their detection. The importance of this problem is higher for studies of resistive electrical anomalies and with poor signal-to-noise ratio. In this work, we present the results of two EMI studies carried out in a site contaminated by a recent hydrocarbon spill. The first one was performed two weeks after the spill and the second three months later, once the remediation works had started. The second time, three dipole-dipole geoelectric lines were also acquired, for comparison. We applied to the EMI data a conventional 1D inversion method, in combination with novel lateral filtering techniques that allowed for strongly reducing the spurious lateral variations previously mentioned. Besides, in this work we propose a method to estimate the real investigation depth achieved in EMI surveys, through the calculation of an index that determines the reliability of the electrical conductivity values obtained for each point of the subsoil. The application of this method confirmed that the depth of investigation achieved in both cases was effectively enough for the aim of the studies. We obtained quite good characterizations of the contaminant plume, which appeared as a clearly delimited resistive zone that began somewhat above the phreatic zone and continued toward its interior. From the second study, we also detected a spreading of the most contaminated volume in the direction of the hydraulic flow. The results are consistent with the information obtained from the monitoring wells performed in the site.
Los sistemas de inducción electromagnética multifrecuencial, formados por dos pequeñas espiras coplanares separadas entre sí una distancia fija (EMI, del inglés electromagnetic induction, o SLEM, del inglés small loop electromagnetic induction), son de gran utilidad para la prospección de las primeras decenas de metros del subsuelo y permiten detectar de manera rápida y eficiente una gran variedad de estructuras enterradas. Una de las espiras genera un campo magnético inductor conocido y la otra registra las variaciones del campo inducido mientras el sistema se va desplazando sobre el área estudiada, a lo largo de líneas de adquisición, generalmente paralelas entre sí. Usualmente, la interpretación se basa en la visualización directa de los gráficos en planta de los datos medidos a cada frecuencia. Además, para obtener información cuantitativa se aplican métodos de inversión 1D y luego, combinando esos resultados se obtienen imágenes del subsuelo 2D y 3D. Sin embargo, debido a la falta de correlación entre las inversiones 1D correspondientes a puntos vecinos, estas imágenes suelen presentar numerosas variaciones laterales espurias que dificultan la visualización de las estructuras de interés e inclusive pueden llegar a impedir su detección. La importancia de este problema generalmente es mayor cuando lo que se busca caracterizar son anomalías resistivas y cuando la relación señal-ruido es pobre. En este trabajo se presentan los resultados de dos estudios EMI realizados en un sitio contaminado por un derrame de hidrocarburos. El primero tuvo lugar dos semanas después del derrame y el segundo tres meses después del primero, una vez comenzadas las tareas de remediación. En la segunda ocasión se adquirieron además tres líneas geoeléctricas dipolo-dipolo, para comparar. A los datos EMI se les aplicó un método de inversión 1D convencional, en combinación con técnicas novedosas de filtrado lateral que permitieron reducir notablemente las variaciones laterales espurias antes mencionadas. Aquí se propone, además, un método para estimar la profundidad real de investigación alcanzada en las prospecciones EMI, a través del cálculo de un índice que determina el grado de bondad del valor de conductividad eléctrica obtenido para cada punto del subsuelo. La aplicación de este método permitió confirmar que las profundidades de investigación alcanzadas en ambos casos, efectivamente, resultaron suficientes respecto del interés de los estudios. Se obtuvieron muy buenas caracterizaciones de la pluma contaminante que se evidenció como una zona resistiva claramente delimitada, que comenzaba algo por encima de la zona freática y se extendía hacia el interior de la misma. A partir del segundo estudio se detectó además una dispersión del volumen más contaminado, en la dirección del flujo hidráulico. Los resultados son consistentes con la información obtenida a partir de pozos freáticos realizados in situ.