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CAUSAS DEL POTENCIAL ESPONTANEO & USOS DEL MÉTODO
EQUIPO #2
METODOS ELECTRICOS I
CATEDRATICO: MIGUEL MARTINEZ FLORES
ING. GEOCIENCIAS
INTRODUCCION
El método del Potencial espontáneo (Self-potencial o Spontaneous potential) es un
método de prospección eléctrica que tuvo sus orígenes en la búsqueda de recursos
minerales, si bien su uso se amplió al mundo de la ingeniería civil y
medioambiental, resultando ser una herramienta eficaz en el análisis de problemas
de filtración de aguas en el subsuelo.
Técnica de aplicación generalizada en la década de los 80 y principios de los 90,
hoy en día es una técnica en desuso dadas las prestaciones que nos ofrecen otros
métodos en este ámbito (i.e. Tomografía eléctrica).
Sin embargo la sencillez del equipo que precisa así como la facilidad de
implementación en el campo, justifican la descripción de este método. El potencial espontáneo es
un tipo de registro
geofísico, también se usa
como sondeo eléctrico
vertical.
El origen de estos campos eléctricos naturales (potenciales espontáneos) está asociado a diferentes fenómenos como por ejemplo a las variaciones de las propiedades del terreno (cambios de humedad, de su química, etc.), la presencia de cuerpos metálicos, actividad biológica de la materia orgánica, etc..
Sin embargo de todo el conjunto de potenciales espontáneos, el que nos i interesa es el denominado Potencial electrocinético (Electrokinetic potential o o Streaming potential) dado que su génesis está ligada al paso de un f fluido a través de un medio poroso.
Por consiguiente, el objetivo de este método se reduce simplemente a d detectar en nuestro registro de campo, las variaciones espaciales del p potencial electrocinético.
Objetivo del método.
El método del Potencial espontáneo se basa en medir entre dos puntos del terreno, cual es la diferencia de potencial eléctrica generada de forma natural en el subsuelo.
Los primeros registros de potencial espontáneo (PE) fueron realizados por Fox en 1830, quien utilizando dos placas de cobre como electrodos, conectadas a un galvanómetro, detectó la existencia de yacimientos subterráneos de sulfuro de cobre en Cornwall, Inglaterra.
La técnica se utilizó como un complemento para la prospección de yacimientos metalíferos hasta la década de 1920, especialmente para la detección de cuerposmasivos, en contraste con la polarización inducida, empleada en la exploración de yacimientos diseminados.
En años recientes el PE se extendió a algunas investigaciones hidrogeológicas y geotérmicas y también a las geológicas, en especial para la ubicación de zonas de fracturación cercanas a la superficie. Los registros de potencial espontáneo, tanto
por el equipamiento requerido como por el costo, son los más sencillos y accesibles de todos los métodos de prospección geofísica aplicados desde la superficie.
La mayor utilidad del método radica en la identificación de yacimientos minerales, especialmente los metalíferos como pirita, calcopirita, pirrotina, galena y magnetita, que generan potenciales negativos de algunos cientos de mV. Los diques de cuarzo y las pegmatitas producen PE positivos de algunas decenas de mV
DATOS
El PE se mide en forma rutinaria, junto con la resistividad y frecuentemente con rayos
gamma, en las perforaciones hidrogeológicas. En las
perforaciones de exploración y explotación petrolíferas, el perfilaje mencionado se acompaña
con otros registros más sofisticados como el sónico, el de inducción, el de buzamiento, etc.
REGISTRO SONICO
Es una herramienta sónica consiste de un trasmisor que emite impulsos sónicos y un receptor que capta y registra los impulsos.
REGISTRO DE INDUCCION
Relativo a un registro de resistividad de formación adquirido con herramientas operadas con cable, basado en el principio de inducción de lazos de corriente alterna en la formación y la medición de la señal resultante en un receptor.
REGISTRO DE BUZAMIENTO
Es una herramienta que posee cuatro brazos a 90º, los cuales registran los cambios de buzamientos de los estratos, por medio de lecturas de resistividad. Debe utilizarse junto con un GR, debido a que los buzamientos estructurales se miden sobre los planos de estratificación de las lutítas, ya que las arenas poseen buzamientos estratigráficos dentro de los paquetes, dentro de los cuales pueden haber estratificación cruzada.
ORIGEN DEL POTENCIAL ESPONTANEO
El agua subterránea es la principal responsable de la existencia del potencial espontáneo, debido a que actúa como un electrolito disolviendo y transportando minerales al estado iónico. Existen 3 procesos por los cuales se puede transmitir la corriente a través de rocas y sedimentos:
De éstos el más importante es el electrolítico.
Dieléctrico ElectrocinéticoElectrolítico
EL PE TAMBIÉN SE ORIGINA POR CAUSA 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.
MEDICION
• Es muy sencilla, se requieren 2 electrodos impolarizables de cobre, sumergidos en una solución saturada de sulfato de cobre, contenida en un recipiente poroso para permitir la filtración y su contacto con el suelo. Para los registros se pueden emplear los electrodos utilizados en los SEV. En definitiva lo que se mide son diferencias de potencial mediante un milivoltímetro.
EJEMPLO
La anomalía en la curva de PE, se debe a procesos electroquímicos, por la diferencia en la concentración entre el agua afectada por el lixiviado y la que no lo está.
El PE ha dado buenos resultados para detectar la extensión de la pluma de contaminación generada por basurales con lixiviados de elevada salinidad, en un acuífero con agua dulce.
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 por que 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.
