Las tecnologías Time-domain electromagnetic (TDEM) o Sondeo Electro Magnético en el Dominio del Tiempo (SEDT) son efectivas en la determinación de la conductividad eléctrica en suelos desde pocos metros hasta 1000 y mas metros de profundidad. Desde el momento que la conductividad esta fuertemente correlacionada a las propiedades del suelo, el TDEM representa una herramienta importante por el mapeo de suelos y cambios verticales y laterales de las propiedades en los mismos. Este método, que puede ser usado en diseño de sondeos o perfilaje, es una herramienta importante en la investigación hidrológica en ambiente sedimentario / aluvial y en la caracterización de secuencias con presencia de lentes de aguas salobres en ambiente costero.

El método puede ser también usado en estudios de agregados, caracterización de zona contaminada, aplicaciones mineras y otras que involucren la cartografía geológica.

El principio operativo del método TDEM-SEDT consiste en hacer circular cíclicamente, en cortos periodos de tiempo, un campo eléctrico alterno alrededor de una bobina transmisora o de un cable largo, puesto a tierra (LOTEM). Durante el periodo de conexión se origina un campo magnético primario estable en el subsuelo. Cuando se corta de forma instantánea la corriente que circula por la bobina transmisora (y por tanto cesa el campo magnético primario), el campo Electro Magnético (EM) inducido en el subsuelo causa corrientes parásitas (EMF), que se propagan tanto a través del terreno como en los conductores próximos. Como consecuencia de pérdidas de resistencia calórica estas corrientes disminuyen con el tiempo, provocando un campo magnético secundario decreciente en la superficie.

Como el campo magnético secundario se genera cuando el campo primario está desconectado, éste puede medirse con relativa facilidad. Cuando en el subsuelo hay cuerpos de conductividad eléctrica elevada, la atenuación de las corrientes parásitas es significativamente menor que en los malos conductores. Por tanto, la medida de la relación de decrecimiento del campo secundario proporciona una forma de detectar la presencia de cuerpos conductores en el subsuelo y estimar su conductividad.

El dispositivo de medida común consiste en situar la bobina receptora en el centro de la bobina emisora (generalmente cuadrada), e incluso utilizar la misma bobina para las dos funciones. En esta configuración, la medida del campo decreciente en el centro de la bobina es equivalente a la medida de la resistividad en función de la profundidad (análoga al método de SEV en corriente continua).

La profundidad de investigación esta en función del retardo (delay time) del campo decreciente y es independiente de la separación entre las bobinas emisora y receptora. Al aumentar el tiempo, la intensidad de corriente se propaga a mayores profundidades. El método es rápido (pocos minutos de medida por cada sondeo) y permite alcanzar, en función de las dimensiones/geometría de las bobinas (bucles) usadas y de la potencia del transmisor, desde pocas decenas de metros (NanoTEM para estudios de alta resolución) a algunos km de profundidad (LoTEM donde se utiliza un gran dipolo transmisor y un generador de alta potencia).

El proceso de medición se repite varias veces, almacenando rápidamente las medidas con un proceso sumatorio (stacking), que destaca los voltajes creados y tiende a anular el ruido de fondo de la zona. Aumentando el período de la señal del emisor y/o el tiempo de medida, las corrientes inducidas alcanzan terrenos más profundos, y proporcionan así una información sobre mayores profundidades. El método TDEM puede ser utilizado con diferentes configuraciones. Las configuraciones más comunes son con bucles del emisor y del receptor en modo central (bucles cuyo centro es el mismo), en modo coincidente (mismo bucle) y en modo “offset” (bucles cuyo centro no es el mismo), igualmente se puede utilizar como transmisor un cable largo puesto a tierra. Cuando la antena receptora se instala en el centro del bucle, en las cercanías de un sondeo mecánico o perforación, se denomina SEDT paramétrico.

Los valores de un sondeo TDEM se representan en forma de curvas de variación de la resistividad aparente en función del tiempo, y su interpretación se lleva a cabo mediante secciones de conductividad y secciones 2D de resistividad, que pueden ser compiladas para la caracterización y definición geométrica de la secuencia electro estratigráfica.

Las principales ventajas del TDEM son:

• Una gran sensibilidad a los terrenos conductores.
• Un excelente poder de resolución vertical (elemento importante en ambiente geológico con variaciones de resistividad verticales como las estratificaciones en ambiente sedimentario/aluvial),
• Una buena detección de las anomalías de baja resistividad en un terreno conductor, y,
• Una ejecución práctica debida a la ausencia de contacto con el suelo y, por lo tanto, rápida en un terreno despejado.

Las aplicaciones del método TDEM estan en función de las características del instrumento y pueden variar desde aplicaciones superficiales (NanoTem) a profundas (Long Offset Transient Domain).

Para el campo de la hidrogeología, investigación geológica, geotermia, etc., el método más usado es el TDEM (aplicaciones comunes hasta 1000 m de profundidad).

La profundidad de investigación es función de la dimensión/numero de vueltas en la bobina o largo del dipolo de transmisión (y geometría del arreglo transmisor) y de la potencia del transmisor. Ésta puede llegar y superar los 500 - 1000m, con instrumentación diseñada para investigaciones superficiales e intermedias, y a algunos km con instrumentación tipo LOTEM (Long Offset Transient Domain). La penetración depende de la resistividad superficial y secuencia electro-estratigráfica investigada. Con el equipo de TRX se puede investigar hasta 300-400 m en función de la secuencia electroestratigráfica.

La logística es práctica y rápida si se usan bucles reducidos (5-10 m) con mayor número de vueltas en la bobina (8). En este caso, cada set-up y medida (sondeo) podría tomar un máximo de 20-30 minutos. En el caso de bucles más grandes (100m) la operación podría ser más lenta y tomar un 30 % de tiempo adicional. Un promedio de 10 sondeos TDEM diarios es común en áreas sin mayores limitaciones que las asociadas a vegetación y topografía.

Se trata de un método robusto y ampliamente aceptado. Como todos los métodos electromagnéticos resulta menos sensible a ruido de tipo geológico que otros métodos. Es también un método activo, la general alta relación señal / ruido permite adquirir datos confiables en cualquier ambiente. Excelente en la caracterización de variaciones eléctricas verticales en medios sub horizontales estratificados (secuencias sedimentarias y aluviales) y en caracterización de cunas salobres en ambiente costeros.