INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CIUDAD MADERO

MÉTODOS ELÉCTRICOS IINGENIERÍA EN GEOCIENCIAS

CONTENIDO

REPORTE PRÁCTICA DE CAMPO: POTENCIAL ESPONTANEO

CATEDRÁTICO

MARTINEZ FLORES MIGUEL

PRESENTADO POR:

ULISES DE JESUS OROZCO CUERVO

HORARIO: 15:00-16-00 MIERCOLES 4 DE DICIEMBRE DE 2013 CIUDAD MADERO, TAMAULIPAS

OBJETIVO

Adentrarnos en el estudio del subsuelo con métodos eléctricos, en este caso, mediante la medición de las diferencias de potencial eléctrico distintos terrenos.

INTRODUCCIÓN

Sabemos que la geofísica es una rama importante de las geociencias ya

que se encarga de todas las prospecciones del subsuelo que la geología no

puede interpretar.

La geofísica tiene sus distintas ramas como las magnetometría, la

gravimetría, sismología, métodos eléctricos entre otras ramas más; pero en la

que nos enfocaremos será a los métodos eléctricos y para ser más específicos

en el potencial espontáneo que es de lo que se tratara el reporte.

Este reporte se hablará de la práctica del potencial espontáneo, en

donde se desarrollaran todos los punto, definiciones, y características de este

tema; como se mide un potencial espontáneo en el subsuelo, que

características presenta el subsuelo, cuales son los materiales que se ocupan,

que pasos tenemos que seguir, cual o cuales son los beneficios de esta

prospección, en donde la podemos aplicar y posteriormente un graficado de

todos los voltajes que presento el subsuelo y a su vez darle una interpretación

MARCO TEÓRICO

DEFINICIÓN

Se conoce como potencial eléctrico al trabajo que un campo electrostático tiene que llevar a cabo para movilizar una carga positiva unitaria de un punto hacia otro. Puede decirse, por lo tanto, que el trabajo a concretar por una fuerza externa para mover una carga desde un punto referente hasta otro es el potencial eléctrico.

Como fórmula, se indica que el potencial eléctrico de un punto X a un punto Y es el trabajo necesario para mover la carga positiva unitaria q desde X a Y. Se unas los voltios y los Joules (o julios) como unidades para expresar el potencial eléctrico.

Es importante considerar que el concepto de potencial eléctrico parte de la idea de lo que se conoce como campo conservativo, donde existe una fuerza con tendencia a compensar la propia fuerza del campo para que la partícula con carga se mantenga en equilibrio estático.

En el marco de un circuito eléctrico, el potencial eléctrico existente en un punto refleja la energía que tienen las unidades de carga al pasar por el punto en cuestión. La unidad de diferencia de potencial en el Sistema Internacional es el voltio, definido como la diferencia de potencial existente entre dos puntos tales. Su relación con la uee es:

J 107 erg 1v = ð = ðððð = ððueeC 3 · 109 uee 300

En el seno de un campo eléctrico, se denomina superficie equipotencial al lugar geométrico de los puntos cuyos valores de potencial eléctrico son iguales. Ejemplo: Se reproducen las superficies equipotenciales y la trayectoria de las líneas de fuerza de una carga puntual y de un sistema integrado por cuatro cargas de signo alternado que constituyen dos dipolos eléctricos. En ambos casos, siendo ð el ángulo que forma el campo con la superficie en un punto determinado, las líneas del campo eléctrico han de ser, en todos sus puntos, perpendiculares a las superficies equipotenciales, como se deduce de la expresión:

VA - VB =ð r2r1 E drcos ð

APLICACIÓN GEOFÍSICA (MÉTODO DEL POTENCIAL ESPONTANEO)

El método del Potencial o Polarización espontánea es de campo natural por lo que no precisa de circuito de emisión alguno.  Destaca también este método por ser el más antiguo, ya que su origen remonta a 1815 descubierto por el Ingles Robert Fox quien sugirió el uso de este fenómeno para la prospección de yacimientos minerales, por lo que se le ha considerado (Kunetz, 1966) como “el abuelo de los Geofísicos”, aunque los primeros resultados positivos no se obtuvieron hasta 1913.

Se basa este método en que, en determinadas condiciones, ciertas heterogeneidades conductoras del subsuelo se polarizan, convirtiéndose en verdaderas pilas eléctricas, que originan en el subsuelo corrientes eléctricas. Estas corrientes producen una distribución de potenciales observable en la superficie del terreno, y que delata la presencia del cuerpo polarizado (Ernesto Orellana, 1992).   Si se clavan en el terreno dos electrodos impolarizables, y se conectan a los terminales de un voltímetro sensible, se observará que entre ellos existe una diferencia de potencial.

A pesar de su antigüedad este método sigue siendo utilizado en la actualidad  por ser simple en equipamiento y de fácil ejecución en el campo.  Se utiliza para el descubrimiento de cuerpos conductores, especialmente de yacimientos de sulfuros.

La herramienta del SP es una de las herramientas más simples y es generalmente tomada como estándar al momento de sondear un pozo, junto con rayos gamma. Los datos dados por el SP pueden ser usados para saber:

Donde están las formaciones permeables Los limites de estas formaciones La correlación de formaciones Valores de resistividad del agua de la formación

METODOLOGÍA

MATERIAl

1. Varillas2. Cables 3. Voltímetro 4. Pala5. Cinta métrica6. Martillo7. Electrodos.

PROCEDIMIENTO

1. Se ubicó el terreno en donde se iban hacer las mediciones.2. Después se analizó las dimensiones del mallado de cómo se iban

hacer las lecturas.3. Se acomodó el equipo conectando los electrodos al punto de

referencia, al voltímetro, tomando en cuenta que las lecturas se iban a medir en millivolts.

4. Se sacó la orientación de las líneas y coordenadas geográficas del lugar.

5. Se colocó una varilla en el punto de referencia mientras que la otra se movía de lugar para medir el potencial de forma ascendente en el eje y forma descendente en el eje x o viceversa.

6. Se capturaron loa datos en la libreta de campo.7. Posteriormente se procesaron los datos en el programa surfer 9 8. Se mostraron una gráficas y se interpretaron los diferentes

potenciales u anomalías.

RESULTADOS

MEDICIÓN CAMPO DE ATLETSMO (LINEAL)

Ubicación:

Fi 1.1 Grafico de la medición lineal con Excel g

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

Series1Axis Title

LINEAL 0.2

0.210.140.210.180.180.2

0.230.160.150.06-0.6

MEDICIÓN CAMPO DE FUTBOL

Ubicación:

Fig 2.1. Mapa de contornos en Surfer

0 1 2 3 4 5 60

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

-1.25

-1.15

-1.05

-0.95

-0.85

-0.75

-0.65

-0.55

-0.45

-0.35

-0.25

-0.15

-0.05

0.05

0.15

Fig 2.3. 3D Wireframe en Surfer

X Y VOLTAJE 0 0 0.10 1 -0.70 2 -0.210 3 -0.30 4 -0.260 5 -0.230 6 -0.520 7 -0.490 8 -0.650 9 -0.550 10 -0.430 11 -0.591 0 -0.51 1 -0.291 2 -0.621 3 -0.771 4 -0.771 5 -0.621 6 -0.81 7 -0.811 8 -0.851 9 -0.611 10 -0.71 11 -0.42 0 -0.72 1 -0.552 2 -0.262 3 -0.542 4 -0.752 5 -0.72 6 -0.62 7 -0.752 8 -0.832 9 -1.122 10 -0.922 11 -0.733 0 -0.73 1 -0.963 2 -0.883 3 -0.793 4 -0.693 5 -0.623 6 -0.853 7 -0.683 8 -0.613 9 -0.633 10 -0.73 11 -0.54 0 -0.534 1 -0.54 2 -0.444 3 -0.56

MEDICIONES CANAL

Ubicación:

0 1 2 3 4 50

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

-0.85

-0.8

-0.75

-0.7

-0.65

-0.6

-0.55

-0.5

-0.45

-0.4

-0.35

-0.3

-0.25

-0.2

-0.15

X Y Voltaje0 0 -0.170 1 -0.160 2 -0.30 3 -0.430 4 -0.350 5 -0.240 6 -0.340 7 -0.520 8 -0.430 9 -0.430 10 -0.30 11 -0.41 0 -0.431 1 -0.551 2 -0.621 3 -0.521 4 -0.51 5 -0.461 6 -0.471 7 -0.41 8 -0.471 9 -0.41 10 -0.521 11 -0.462 0 -0.352 1 -0.332 2 -0.52 3 -0.632 4 -0.572 5 -0.472 6 -0.52 7 -0.822 8 -0.652 9 -0.542 10 -0.472 11 -0.43 0 -0.383 1 -0.493 2 -0.383 3 -0.613 4 -0.173 5 -0.313 6 -0.673 7 -0.263 8 -0.693 9 -0.653 10 -0.623 11 -0.264 0 -0.484 1 -0.664 2 -0.624 3 -0.65

Fig 3.2. Mapa de vectors en Surfer

Fig 3.1. Mapa de contornos en Surfer

Fig 3.3. 3D Wireframe en Surfer

Fig 3.4. Superficie 3D en Surfer

MEDICIONES TERRENO FUERA DEL ITCM

Ubicación:

Fig 4.1. Mapa de contornos en Surfer

X Y Voltaje0 0 -0.070 1 -0.050 2 -0.20 3 -0.180 4 0.290 5 0.330 6 0.380 7 0.360 8 0.420 9 -0.080 10 0.31 0 0.251 1 0.281 2 0.361 3 0.211 4 0.461 5 0.391 6 0.421 7 0.451 8 0.31 9 0.291 10 0.352 0 0.442 1 0.292 2 0.172 3 0.152 4 0.282 5 0.22 6 0.342 7 0.22 8 0.32 9 0.482 10 0.353 0 0.443 1 0.073 2 0.483 3 0.473 4 0.323 5 0.523 6 0.253 7 0.13 8 0.343 9 0.243 10 0.234 0 0.114 1 0.354 2 0.284 3 0.284 4 0.34 5 0.244 6 0.264 7 0.42

Fig 4.2. Mapa de vectors en Surfer

Fig 4.4. Superficie 3D en Surfer

Fig 4.3. 3D Wireframe en Surfer

FOTOGRAFIAS.

CONCLUSIÓN

El uso del método del potencial eléctrico ofrece una solución sencilla y relativamente económica al momento de hacer sondeos en el subsuelo. Sin

embargo, conlleva también a ciertas desventajas: debido a que se necesita de “fluidos conductivos” para su uso.

Pero, es esta desventaja la que también le da uno de sus usos más fuertes: los esquistos bituminosos no suelen dar lectura o representación alguna en el método del potencial espontaneo, lo que ha hecho del SP una prueba estándar en la exploración petrolera.

Ya dicho todo lo anterior solo se puede agregar que este método traspuesto a pequeña escala y en un ambiente apenas de aprendizaje tiene bastantes formas de mejorarse. Por ejemplo: las practicas se pueden hacer temprano en la mañana (o ya en la noche), podríamos comparar las curvas de nivel dadas entre dos sondeos de la misma área pero con el doble de definición (lecturas) para así checar que tanta información nos estamos perdiendo o buscar una distancia ideal entre lectura y lectura que nos de un punto de equilibrio entre número de lecturas y calidad de la gráfica.

BIBLIOGRAFÍA

"Definicion.de." Definicion.de. N.p., n.d. Web. 28 Nov. 2013.

"Potencial Eléctrico." Potencial Eléctrico. N.p., n.d. Web. 28 Nov. 2013.

Surfer. Golden, CO: Golden Software, 1989. Computer software.