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ELECTROSTATICA4T

UNIDAD II 29/06/2015

TABLA DE CONTENIDO

Contenido

2.1. Electricidad Terrestre________________________________________________________________________________1

2.2 Compuestos Inorgánicos y sus Nomenclaturas_____________________________________________________2

2.3Causas de potencial espontaneo y usos del método_________________________________________________4

2.4 Fenómeno De Polarización Eléctrica En El Terreno_________________________________________________6

2.5 INSTRUMENTAL USADO______________________________________________________________________________9

2.6 trabajo de campo____________________________________________________________________________________10

2.7 Interpretación Cuantitativa Y Cualitativa__________________________________________________________11

METODOLOGIA DEL POTENCIAL ESPONTÁNEO

2.1. Electricidad TerrestreLa Tierra posee un poderoso campo magnético, como si el planeta tuviera un enorme imán en su interior cuyo polo sur estuviera cerca del polo norte geográfico y viceversa. Aunque los polos magnéticos terrestres reciben el nombre de polo norte magnético (próximo al polo norte geográfico) y polo sur magnético (próximo al polo sur geográfico), su magnetismo real es el opuesto al que indican sus nombres.

Se conocen tres sistemas eléctricos generados por procesos naturales. Uno está en la atmósfera. Otro está dentro de la Tierra, fluyendo paralelo a la superficie, y el tercero, que traslada carga eléctrica entre la atmósfera y la Tierra, fluye en vertical.

La electricidad atmosférica es el resultado de la ionización de la atmósfera por la radiación solar y a partir del movimiento de nubes de iones. Estas nubes son desplazadas por mareas atmosféricas, que se producen por la atracción del Sol y la Luna sobre la atmósfera. Suben y bajan a diario, como ocurre en el mar. La ionosfera constituye una capa esférica casi perfectamente conductora.

Las corrientes de la Tierra constituyen un sistema mundial de ocho circuitos cerrados de corriente eléctrica distribuidos de una forma bastante uniforme a ambos lados del ecuador, además de una serie de circuitos más pequeños cerca de los polos. La superficie de la Tierra tiene carga eléctrica negativa. La carga negativa se consumiría con rapidez si no se repusiera de alguna forma.

Se ha observado un flujo de electricidad positiva que se mueve hacia abajo desde la atmósfera hacia la Tierra. La causa es la carga negativa de la Tierra, que atrae iones positivos de la atmósfera. Al parecer, la carga negativa se traslada a la Tierra durante las tormentas y el flujo descendente de corriente positiva durante el buen tiempo se contrarresta con un flujo de regreso de la corriente positiva desde zonas de la Tierra con tormentas.

Página 1 INGENIERIA PETROLERA ITSLV


2.2 Compuestos Inorgánicos y sus NomenclaturasSe denomina compuesto químico inorgánico a todos aquellos compuestos que están formados por distintos elementos, pero en los que su componente principal no siempre es el carbono, siendo el agua el más abundante. En los compuestos inorgánicos se podría decir que participan casi la totalidad de elementos conocidos.

ECUACIONES QUÍMICAS:Se emplean para describir las reacciones químicas e indican:

• 1. Reactivos: sustancias que reaccionan

• 2. Productos: sustancias que se forman

• 3. Las cantidades relativas de las sustancias que participan en la reacción

Ejemplo:

Reacciona con para producir y

CH 4+O 2⏟⟶CO2+2H 2O⏟

Reactivos Productos

No se produce cambio detectable en la cantidad de materia durante una reacción química ordinaria

• Informe de posición financiera

• Equidad de propiedad

NOMENCLATURA DE COMPUESTOS INORGÁNICOS:Aplicaremos tres nomenclaturas:

• Nomenclatura tradicional: es la que más información requiere para poder nombrar un compuesto inorgánico (estados de oxidación y si se trata del mayor o menor de los estados de oxidación, además en ocasiones necesitamos conocer la raíz del nombre del elemento en latín). Tiene la limitación de distinguir solamente dos estados de oxidación posible para los metales.



• Nomenclatura de numerales de Stock: surge cuando comienzan a identificarse metales que actúan con más de dos estados de oxidación (por ejemplo manganeso) para aplicar esta nomenclatura debo conocer los estados de oxidación con los que actúan los elementos que forman parte de los compuestos inorgánicos y poder expresar ese estado de oxidación con números romanos.

• Nomenclatura sistemática: nombra lo que ve, de atrás para adelante. Nombra a los elementos que forman parte del compuesto inorgánico e indica los subíndices como prefijos. Muy útil para nombrar compuestos binarios, se complica cuando se aplica a moléculas poli atómicas.

Clasificación de los compuestos inorgánicos:



2.3Causas de potencial espontaneo y usos del método¿QUÉ ES POTENCIAL ESPONTANEO?Potencial espontaneo (SP) es una natural diferencia de potencial eléctrico en la Tierra, medido por un electrodo en un pozo, en relación con un electrodo de referencia fijo en la superficie. El potencial espontaneo se reconoció por primera vez por Conrad Schlumberger, Marcel Schlumberger, y EG Leonardon en 1931, y lo que público por primera vez fueron ejemplos de campo de petróleo de Rusia. El potencial espontaneo es un tipo de registro geofísico, también se usa como sondeo eléctrico vertical.

¿CÓMO SE ORIGINA?El potencial espontaneo se origina por casusa de:

1. Potencial de electro filtración, por el lodo en un medio poroso.2. Potencial de membrana, en caso de arcillas o margas.3. Potencial de difusión, debido a la existencia de diferentes concentraciones de

electrolito en el terreno.4. Potencial electroquímico: la existencia de menas metálicas en el subsuelo.

Otra fuente que origina el potencial espontaneo el "potencial que fluye" (o potencial electro cinético) que se presenta del flujo del líquido cargado de minerales disueltas (agua subterránea) con un medio poroso y fisuras del terreno. El potencial electro cinético o zeta, es el potencial cae a través de la parte móvil de la doble capa que es responsable de los fenómenos electro cinéticos como la electroforesis (movimiento de partículas en un campo eléctrico a través de una solución estacionaria). El potencial zeta se mide por mediciones de electroforesis. El potencial zeta refleja la diferencia de potencial entre el plano de corte y la fase gruesa. La distancia entre la superficie y el plano de corte no puede precisarse rigurosamente. El potencial zeta es como ya se dijo una medida para determinar la carga del coloide. Para coloides en fuentes de agua natural con un pH de 5 a 8, el potencial zeta se encuentra entre los -14 y -30 milis volts; cuanto más negativo sea el número, tanto mayores será la carga de la partícula. A medida que disminuye el potencial zeta, las partículas pueden aproximarse cada vez más aumentando la posibilidad de una colisión. El fenómeno del potencial espontaneo está asociado a corrientes naturales que



son provocadas por diferentes fenómenos, en articular a la interacción geoquímica con minerales metálicos, a los gradientes de temperatura existentes y a la filtración del agua en el suelo.

MÉTODOS PARA MEDIR EL POTENCIAL ESPONTANEO Y TECNOLOGÍAS APLICADAS A ESTA ÁREA.El potencial espontáneo es un voltaje de DC.(corriente directa por sus siglas en inglés) es lo que genera el flujo de electricidad (el movimiento de electrones o corriente eléctrica) a través de un material conductivo, en las actividades a realizarse en un equipo diseñado para medir los pequeños voltajes de DC y tener la capacidad de filtro de ruido de baja frecuencia se utilizan para medir el SP. Las sondas especializadas que se utilizan para conectar los instrumentos a la superficie de la tierra deben ser no polarizantes, de lo contrario se puede producir un "contacto" de voltaje a través de la acción electroquímica de la sonda en sí. No polarizar sondas utilizando una "olla porosa" que contiene la sal de metal (sulfato de cobre) se utilizan para la solución de superficie SP.

En entornos de pozo, de material inerte, se utilizan electrodos metálicos. Una forma de usar el potencial espontáneo es unir las curvas de resistividad eléctrica, y se comparan las dos. (O tres porque casi siempre se usan dos de resistividad y una de potencial espontáneo), y si la curva de potencial espontáneo varia al mismo tiempo que las curvas de resistividad se están separando eso significa que en ese estrato se tiene alta porosidad y permeabilidad



2.4 Fenómeno De Polarización Eléctrica En El TerrenoEl fenómeno de polarización eléctrica de un material, se ha clasificado en:

1. Polarización electrónica2. Polarización iónica3. Polarización molecular

POLARIZACIÓN ELECTRÓNICASucede, cuando se aplica un campo magnético a un material y genera la formación y el movimiento de dipolos contenidos en el material. Estos dipolos son átomos o grupos de átomos que tienen carga desequilibrada. Dentro de un campo eléctrico aplicado los dipolos se alinean causando polarización.

Cuando se produce la Polarización Electrónica en el material, en los dipolos se produce la concentración de los electrones en el lado del núcleo más cercano al extremo positivo del campo. Esto implica una distorsión del arreglo electrónico, en la que el átomo actúa como un dipolo temporal inducido. Este efecto, que ocurre en todos los materiales es pequeño y temporal.

POLARIZACIÓN IÓNICALos enlaces iónicos tienden a deformarse elásticamente cuando se colocan en un campo eléctrico. En consecuencia la carga se redistribuye minúsculamente dentro del material. Los cationes y aniones se acercan o se alejan dependiendo de la dirección de campo. Estos dipolos temporalmente inducidos causan polarización y también pueden modificar las dimensiones generales del material.

POLARIZACIÓN MOLECULARAlgunos materiales contienen dipolos naturales, que, al aplicárseles un campo giran, hasta alinearse con él. En algunos materiales, como el titanito de bario, los dipolos se mantienen alineados a pesar de haberse eliminado la influencia del campo externo.



Anteriormente, al hablar de polarización iónica, mencionamos la posibilidad de que hubiera modificación de las dimensiones del material. Este efecto se conoce como electrostricción, además de darse por cambios en la longitud de los enlaces entre iones, puede ser resultado de la actuación de los átomos como partículas en forma oval en vez de esférica o por distorsión debida a la orientación de los dipolos permanentes del material

Sin embargo, existen materiales que muestran una propiedad adicional: cuando se les impone un cambio dimensional, ocurre polarización, lo que crea un voltaje o un campo. Los materiales que presentan este comportamiento son piezoeléctricos.

Los métodos eléctricos se basan en tres fenómenos y propiedades asociadas con rocas.

La resistividad o es decir el reciproco de la conductividad determina la 'cantidad' de la corriente, que pasa por una roca al aplicar una diferencia potencial específica.

La actividad electroquímica causada por los electrolitos, que circulan en el subsuelo la base para los métodos magnéticos, de potencial propio y de polarización inducida.

La constante dieléctrica indica la capacidad de material rocoso de guardar carga eléctrica y determina parcialmente la repuesta de formaciones rocosas a las corrientes alternas de alta frecuencia introducida en la tierra a través de los métodos inductivos o conductivos.

Algunas rocas y depósitos minerales no exhiben un potencial propio. Solo al dejar pasar una corriente por las rocas a través de un par de electrodos de corriente se genera una polarización inducida en ellos, un proceso comparable a la carga de un acumulador. Después de la interrupción de la corriente el potencial generado se puede medir un cierto intervalo de tiempo todavía, mientras que se disminuye lentamente.

Se puede demostrar el voltaje inducido midiendo la diferencia de potencial entre dos electrodos colocados en la superficie un intervalo de tiempo definido después de la interrupción de la corriente.

Cuando una corriente pasa por material terrestre, que no lleva minerales metálicos la cantidad de la corriente se relaciona con el potencial solo por la resistencia óhmica de las formaciones rocosas penetradas. Si las formaciones albergan minerales metálicas las corrientes provocan un intercambio de iones, que ocurre en la superficie de contacto entre los minerales y los electrolitos disueltos en los fluidos, que llenan los espacios de poros situados entre los granos.



Tal intercambio electroquímico genera un voltaje opuesto al flujo de corriente, que pasa por el material. Un voltaje adicional es necesario para superar esta barrera creada por el intercambio electroquímico. Este voltaje adicional necesario para dejar pasar la corriente por la barrera se denomina sobre voltaje. Al apagar la corriente introducida en el subsuelo los voltajes electroquímicos se diseminan paulatinamente. Los voltajes desintegrándose paulatinamente se pueden medir un cierto intervalo de tiempo después de haber apagado la corriente introducida en el subsuelo.



2.5 Instrumental UsadoIndependientemente de la configuración de medida empleada, el equipo básico requerido es bastante sencillo y consta de:En el caso de utilizar la configuración multielectródica se precisa un sistema multicanal de adquisición de datos, y que el cable eléctrico sea multiconductor. Por otro lado, y dado que en general tendremos la presencia de cierto nivel de “ruido” en nuestra señal de campo, es prácticamente habitual el uso de un monitor telúrico con el que medir las variaciones temporales del potencial espontáneo, y evitar de esta forma confundirlas con las variaciones espaciales de potencial electro cinético.En cuanto al tipo de electrodos a utilizar, si bien durante muchos años se han estado empleando electrodos metálicos, diversos estudios revelaron la conveniencia de utilizar electrodos no polarizables, ya a que este tipo de electrodos reduce los fenómenos de polarización y de deriva.

De electrodos no polarizables existen de diversos tipos siendo los de 4 Cu –CuSO los más utilizados. Estos electrodos están formados por una barra de metal inmersa en una solución saturada de sal de su propio metal, y todo ello dentro de un tubo de porcelana porosa que permite poner en contacto la solución con el terreno. En la figura 14 se muestra un esquema básico.



2.6 Trabajo De CampoEl trabajo de campo se reduce a la Medición de las diferencias de potencial de una serie de estaciones respecto un punto de referencia, el que puede hacerse de dos maneras denominadas:

MÉTODOS POTENCIALESLos métodos potenciales de prospección geofísica comprenden las técnicas que emplean campos potenciales, como el gravimétrico o el magnético, en el estudio del subsuelo. Como norma general con estos métodos se obtienen imágenes 2D en planta que permiten definir cambios laterales de los materiales asociados a cambios en las propiedades físicas de los mismos (densidad, susceptibilidad magnética).

Estos métodos geofísicos no precisan de ninguna fuente artificial sino que miden un campo natural presente en el medio mediante perfiles o mallas de datos. Los principales métodos potenciales son la prospección gravimétrica y la magnética.

La Gravimetría se basa en el estudio del campo gravimétrico terrestre con el fin de detectar cambios de materiales o variaciones en la densidad de los mismos. La prospección gravimétrica suele realizarse en forma de malla de forma que podemos definir un mapa 2D de gravedad resultado de aplicar distintas correcciones (topografía, deriva, mareas, etc.) a los datos originales. Una vez aplicadas estas correcciones obtendremos las imágenes de Bouguer y Residual en las que se pretenden definir o aislar los cambios locales, objetivo final del estudio. La gravimetría se aplica principalmente en minería metálica y geotecnia (detección de huecos y cavidades).

La Magnetometría se basa en el estudio del campo magnético terrestre con el fin de localizar cambios de materiales o variaciones en las propiedades magnéticas de los mismos. Al igual que la Gravimetría suele realizarse en forma de malla obteniéndose como resultado final un mapa 2D en el que se ha aplicado alguna corrección. La Magnetometría es un método bastante rápido y económico y se emplea principalmente en arqueología, minería metálica y geología estructural.



2.7 Interpretación Cuantitativa Y CualitativaINTERPRETACION CUANTITATIVALa interpretación cuantitativa se deriva de trabajos de modelado de cuerpos metálicos, en lo cual curiosamente hay mención del efecto de roca saturada y no saturada. Los estudios cuantitativos sobre el estudio de acuíferos (Fournier, 1985) tienden a basarse sobre la teoría del movimiento cinético en lugar de electroquímico; una omisión sería en mi opinión. Parte de la falta del progreso sobre mayores consensos de estudios de P.E. reside en una falta de estudio del campo eléctrico de la Tierra y sobre todo de la corteza de la Tierra. El efecto telúrico es sin duda un factor con mediciones de P.E. como lo son cambios meteóricos (todo esto también afecta las mediciones de magnetometría); por lo tanto, lo mejor es efectuar P.E. en condiciones parejas de meteorología y rápidas para minimizar efectos telúricos. Como estos métodos son sensibles a efectos externos no geológicos, no son aptos cerca de las líneas eléctricas.

INTERPRETACION CUALITATIVALa interpretación cualitativa es posible en casi toda línea. La topografía abrupta llega a causar dificultades, aunque se trabaja bien en terreno ondulante con gradientes hasta unos 20% (que sería problemática con un SEV). La gran ventaja sobre el SEV es la habilidad de P.E. de ocupar menos longitud en su línea, poder recibir la señal a través de arcillas conductivas y de ser más rápido y móvil (con menos gente) en el campo. P.E. está midiendo un señal causada por el agua; el agua en sí por su movimiento ionizo entre cationes y aniones disueltos (agua mineralizada da mejor señal que agua pura) y por su roca cinética contra su medio. No está uno interpretando formaciones saturadas contra formaciones secas o cerradas como en el SEV. La interpretación sencilla y cualitativa es a menudo obvia, y bien documentada en la literatura ( Ogilvy, y otros,1969)



INTEGRANTES:

MAYRALIZ HERNANDEZ PATATUCHI ANA YANCY SOLIS CASTILLO ALERY IZTLIXOCHILT SANCHEZ MAYO PAOLA VANESSA CUSTODIO GARCÍA FRANCISCO JAVIER GONZALES MÉNDEZ


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