Toate dispozitivele geoelectrice utilizate pentru determinarea rezistivității aparente se bazează, în esență, pe suprapunerea ecuației fundamentale a potențialului generat de o sursă de curent punctuală. Formulele rezistivității aparente rezultă din produsul dintre impedanța electrică V/I (Ohmi) și un factor geometric, exprimat în unități de lungime (metri), specific fiecărui tip de dispozitiv.
Pentru a corela distribuția rezistivității cu adâncimea (proces denumit sondare), dispozitivul este extins simetric în jurul unui punct central, iar rezistivitățile aparente sunt calculate în funcție de spațierea electrozilor. În cazul mai general, rezistivitățile aparente sunt determinate atât în funcție de spațierea electrozilor, cât și de poziția laterală a acestora, utilizând convenții standardizate specifice fiecărui tip de configurație.
Pol – Pol
Cel mai simplu dispozitiv geoelectric este configurația Pol–Pol, în care unul dintre electrozii de curent și unul dintre electrozii de potențial sunt plasați la o distanță foarte mare, astfel încât pot fi considerați la infinit.
Rezistivitatea aparentă este exprimată prin relația:
ρa = V / I · 2πa
Pol – Dipol
În cazul în care doar unul dintre electrozii de curent este plasat la infinit, configurația rezultată este cea Pol–Dipol.
Rezistivitatea aparentă este exprimată prin relația:
ρa = 2π · [b(a+b)/a] · V / I
Distanța dintre electrodul de curent și electrozii de potențial este un multiplu al distanței dintre electrozii de măsură, b = n·a.
Conform nomenclaturii standard, distanța dintre electrozii de potențial este notată cu „a”, iar expresia rezistivității aparente devine:
ρa = 2π · a · n(n+1) · V / I
Dipol – Dipol
Dispozitivul dipol–dipol este, din punct de vedere logistic, unul dintre cele mai convenabile de utilizat în teren, în special pentru investigații desfășurate pe suprafețe mari. Spre deosebire de alte configurații geoelectrice, care necesită cabluri foarte lungi pentru conectarea sursei de curent și a voltmetrului la electrozi, dispozitivul dipol–dipol permite o manipulare mai rapidă și mai eficientă în teren.
În cazul celorlalte dispozitive, cablurile trebuie repoziționate la fiecare modificare a spațierii electrozilor, fie atunci când dispozitivul este extins pentru realizarea unei sondări, fie când este deplasat de-a lungul unui profil. Configurația dipol–dipol reduce semnificativ aceste operațiuni.
Conform convenției standard, în dispozitivul dipol–dipol distanța dintre electrozii de curent și cei de potențial este aceeași și se notează cu a, iar spațierea dintre cei doi dipoli este un multiplu întreg al acestei distanțe (n·a).
Rezistivitatea aparentă este exprimată prin relația:
ρa = (V / I) · π · a · n(n + 1)(n + 2)
Wenner
Dispozitivul Wenner este o configurație geoelectrică clasică, alcătuită din patru electrozi aliniați, dispuși la distanțe egale între ei, notate convențional cu a. Caracteristica definitorie a acestui dispozitiv este faptul că spațierea dintre toți electrozii rămâne constantă pe durata
măsurătorilor.
Această geometrie simplă face ca dispozitivul Wenner să fie ușor de implementat în teren și să ofere rezultate stabile și ușor de interpretat, fiind frecvent utilizat în investigații geoelectrice de tip sondaj și profilare superficială.
Rezistivitatea aparentă este determinată cu relația:
ρa = 2 · π · a · (V / I)
Dispozitivul Wenner este utilizat în principal pentru sondaje geoelectrice, iar valorile rezistivității aparente sunt înregistrate în funcție de constanta a, care controlează atât adâncimea de investigație, cât și rezoluția rezultatelor obținute.
Schlumberger
Dispozitivul Schlumberger este unul dintre cele mai vechi dispozitive geoelectrice, utilizat încă din anii 1920, și rămâne foarte popular și în prezent. Acesta reprezintă o variantă a configurației pol–dipol, în care ambii electrozi de curent sunt plasați simetric față de centrul dispozitivului.
Datorită acestei dispuneri, diferența de potențial măsurată este dublată, iar rezistivitatea aparentă obținută este echivalentă cu cea a configurației generale pol–dipol, dar cu un factor geometric redus la jumătate.
Într-un sondaj electric vertical (SEV) de tip Schlumberger, electrozii de potențial (MN) sunt menținuți la o distanță mică și fixă, în timp ce distanța dintre electrozii de curent este mărită progresiv, ceea ce permite investigarea variației rezistivității în adâncime.
ρa = (V / I) · π · b (b + a) / a
În mod convențional, spațierea b este considerată distanța de la centrul dispozitivului până la cei mai îndepărtați electrozi de curent. În acest caz, b = AB / 2.
Pentru situațiile în care a ≪ b, expresia rezistivității aparente se simplifică la:
ρa = (V / I) · π · b2 / a
Datele obținute prin sondaje Schlumberger sunt reprezentate și interpretate în funcție de spațierea electrozilor, rezultând curbe SEV utilizate pentru determinarea grosimii și rezistivității stratelor geologice.
Hummel
Dispozitivul Hummel reprezintă o variantă mai practică și mai flexibilă a dispozitivului Schlumberger, fiind adaptat cu ușurință pentru condiții dificile de teren. Din punct de vedere geometric, configurația poate fi considerată o „jumătate” a dispozitivului Schlumberger, în care unul dintre electrozii de curent este amplasat la infinit, perpendicular pe direcția de desfășurare a profilului.
Această configurație permite simplificarea operațiunilor de teren, menținând în același timp sensibilitatea metodei la variațiile de rezistivitate în adâncime. Calculul rezistivității aparente se realizează utilizând aceeași relație de bază ca în cazul dispozitivului Schlumberger. Pentru corectitudine geometrică, valoarea obținută a rezistivității aparente este dublată, rezultând expresia:
ρa = 2 · (V / I) · π · b2 / a
Utilizarea dispozitivului Hummel permite reducerea numărului de electrozi, a personalului necesar și a timpului total de măsurare, ceea ce îl face eficient din punct de vedere logistic și economic.
Metoda este recomandată în special în zone cu strate relativ orizontale, unde ipotezele geometrice ale dispozitivului sunt respectate și interpretarea rezultatelor este robustă.