EL MÉTODO ELÉCTRICO

INTRODUCCION.

La prospección eléctrica consiste en la detección de efectos superficiales producidos por corrientes eléctricas en el subsuelo, existiendo una gran cantidad de métodos y difusión amplia de los mismos.

EL PRIMER REGISTRO ELÉCTRICO

PROPIEDADES ELÉCTRICAS DE LOS MIN. Y ROCAS

En la prospección se emplean tres propiedades de los minerales y rocas: los potenciales naturales, conductividad eléctrica o resistividad y constante dieléctrica.

Potenciales eléctricos.

Ciertos potenciales espontáneos o naturales son causados en el subsuelo por actividad mecánica o electroquímica. El agua del subsuelo es el factor controlante en ambos casos.

a) Potencial electrocinético: también conocido como potencial de corriente, éste se observa cuando una solución de resistividad eléctrica “ρ” y viscosidad “µ” es forzada a pasar a través de una capilaridad o medio poroso.

b) Potencial de difusión: éste es debido a la diferencia de movilidades de varios iones en soluciones de concentraciones diferentes.

c) Potencial de mineralización: cuando dos electrodos metálicos desiguales son introducidos en una solución homogénea, existirá una diferencia de potencial entre ellos (potencial de contacto electrolítico).

Conductividad eléctrica.

La corriente puede ser propagada a través de los minerales y rocas en tres formas:

a) Conducción eléctrica, Flujo de corriente en materiales contentivos de electrones libres, como los metales.

La conductividad del agua depende y varía con la cantidad de sales y minerales disueltos en ella.

La disposición de los materiales provoca que la resistividad sea anisotrópica, diferencia de flujo de corriente en diferentes direcciones.

La anisotropía es característica de las rocas estratificadas que generalmente suelen ser más conductivas en los planos de estratificación

b) Conducción electrolítica, la corriente es transportada por iones a una tasa comparativamente más lenta.

c) Conducción dieléctrica se lleva a cabo en conductores pobres o aislantes, los cuales tienen muy pocas o más bien, ninguna carga libre.

Constante dieléctrica.

La constante dieléctrica (k), que es equivalente a la susceptibilidad en materiales magnéticos, es una medida de la capacidad de polarización de un material que se encuentre bajo la influencia de un campo eléctrico.

De las propiedades físicas de las rocas y minerales la resistividad es la que muestras las mayores variaciones-

Conductor material de resistividades menores a 10-5 Ωm.

Aislante resistividades mayores a 107 Ωm.

Semi-conductores se encuentran entre los límites anteriores

No existen valores de resistividad específicos para las rocas y minerales en cambio están se encuentran en rangos de valores, y también pueden sufrir variaciones de acuerdo a las condiciones del material.

Las rocas ígneas tienen las resistividades más altas, resistividades intermedias en rocas metamórficas y resistividades bajas en rocas sedimentarias

CLASIFICACIÓN DE LOS MÉTODOS ELÉCTRICOS.

Método geofísico

Tipo Sub-Clasificación

METODOELECTRICO

Natural Potencial espontaneo, Telúricas, Magnetoteluricas

ProvocadoBaja frecuencia -Equipotencial

-SEVAlta Frecuencia -Electromagnéticos

Polarización inducidaMétodo de Potencial Espontáneo (o Auto–Potencial).

Implica la medición en la superficie de los potenciales eléctricos desarrollados en la tierra por la acción electroquímica entre los minerales y las soluciones con las cuales están en contacto. Ningún campo eléctrico externo se necesita con esta técnica.

Operaciones de campo e interpretación:

Se emplean electrodos porosos no polarizantes, a lo largo de perfiles con parejas de electrodos separados de manera uniforme

Las líneas equipotenciales son determinadas conservando un electrodo en una posición fija, y se busca en la superficie la línea en la que no se observe diferencia de potencial entre dicho electrodo y otro de prueba.

Las labores de interpretación son similares a las empleadas en los trabajos magnetométricos, puesto que en ambos casos entran en juego, campos dipolos de potencial.

La elaboración de líneas equipotenciales se realiza conservando un electrodo en posición fija, buscando la diferencia de potencial entre este y uno de prueba, interpretación similar al de magnetometría.

Como resultado se obtendrán mapas de contornos equipotenciales.

Método Telúrico.

Mediciones de resistividad en las cuales los electrodos de corriente fueron reemplazados por corrientes telúricas naturales que circulan en grandes mantos en cualquier lugar, a lo largo de la superficie de la tierra.

Aunque el mecanismo por el cual son generadas estas corrientes, no se ha establecido con precisión, se ha definido que la fuente de éstas se encuentra fuera de nuestro planeta. Las fluctuaciones periódicas y transitorias pueden ser correlacionadas con variaciones diurnas del campo magnético terrestre, causadas por emisiones solares, auroras, etc.

Método Magnetotelúrico.

Aplicación de las corrientes telúricas en la cual los campos electromagnéticos inducidos por la alternancia de las corrientes telúricas, podrían ser medidos simultáneamente con las fluctuaciones de voltaje entre los electrodos situados en la superficie

Métodos Resistivos.

Método de las líneas equipotenciales

Los levantamientos en superficie de resistividad eléctrica están basados en el principio de que la distribución del potencial eléctrico en el subsuelo, entre electrodos de corriente, dependerá de la distribución y resistividades eléctricas de los suelos y rocas adyacentes, las técnicas de líneas equipotenciales es la más sencilla, por el flujo de corriente a través del suelo de un electrodo a otro.

Basado en la distorsión las líneas de flujo por heterogeneidad del material, perturbaciones por la existencia de materiales conductivos que atraen las líneas de flujo.

Métodos por resistividad.

El método por resistividad está basado, en el mismo principio del método de las líneas equipotenciales, pero es mucho más valioso porque proporciona una medida cuantitativa de las propiedades conductoras del subsuelo.

Resistividad aparente:

Como la mayoría de las mediciones se hacen sobre medios heterogéneos reales, entonces la resistividad denotada como “ρ” se reemplaza por lo que se conoce como resistividad aparente “ρa”.

Dispositivo de Schlumberger.

Para este arreglo se acostumbra aumentar la separación entre electrodos aumentando la distancia entre los electrodos de corriente, o entre los de potencial, pero solo una vez en el curso de la medición.

El espaciamiento “l ” nunca debe ser mayor que 0.4 x L/2, de lo contrario los gradientes de potencial asumidos no serán válidos.

Dispositivo de Wenner.

Este arreglo consiste de cuatro electrodos en línea, separados por intervalos iguales, denotados por “a”.

Dispositivo Dipolo – Dipolo.

El arreglo Dipolo – Dipolo es miembro de una familia de configuraciones que usan dipolos (pares de electrodos de espaciamiento cercano), para medir la curvatura del campo potencial.

Métodos de polarización inducida.

Si una corriente eléctrica que penetra en el subsuelo a través de electrodos, es interrumpida repentinamente durante algún tiempo, después de cesar esta corriente aparece un potencial entre estos electrodos u otros cercanos, que puede ser medido y que decrece exponencialmente con el tiempo, después de la interrupción

Sondeo Eléctrico Vertical

Tanto el arreglo de Schlumberger como el de Wenner, son usados para este tipo de sondeo, partiendo del hecho de que los todos los métodos de interpretación disponibles se basan precisamente en estos dos arreglos.

Características del Sondeo Eléctrico Vertical.

- Cuando se aumenta la distancia entre los electrodos (A–B), se debe inyectar más corriente (I) y en consecuencia, se mide la diferencia de potencial (∆V), que debería aumentar al incrementar dicha distancia.

- Como consecuencia del incremento de la separación de los electrodos, la sensibilidad en las mediciones de los potenciales decrece, por lo que se debe tomar las siguientes medidas:

- Aumentar la corriente (I)

- Incrementar la separación de los electrodos de potencial (M–N).

- Regar los electrodos con una solución salina para mejorar la transmisión de la corriente en el subsuelo.

- Para cada apertura A–B se debe calcular una resistividad aparente (ρa).

- Finalmente, y posterior a los cálculos, se debe realizar una gráfica de la resistividad aparente en función de la distancia media entre los electrodos de corriente (AB/2; ρa).

Arrastre eléctrico:

La determinación de las variaciones laterales en la resistividad puede ser muy útil para la investigación de cualquier característica geológica que ofrezca contraste de resistividad con respecto a su entorno.

Por ejemplo, los depósitos de grava, no saturadas de agua, tienen resistividades muy altas y han sido prospectadas exitosamente a partir de métodos resistivos. También las fallas pueden ser

detectadas si existe suficiente contraste en las resistividades de las rocas en ambos lados del plano de falla.

En este sentido, los levantamientos eléctricos para investigaciones geológicas areales se hacen con un espaciamiento constante de los electrodos, moviendo el arreglo completo a sucesivas mediciones.

INTERPRETACION

Es por esta razón, que para la interpretación de los sondeos eléctricos se aplican principalmente dos métodos:

Método Directo: donde a partir de un modelo geológico se calculan curvas teóricas, con la ayuda de programas de computación, y se comparan con las curvas obtenidas a partir de datos reales (campo).

Método Inverso: en donde se analizan los datos obtenidos en campo para poder establecer un modelo geológico, partiendo del análisis de las gráficas de resistividad aparente versus espaciamiento de los electrodos.