Prospección Geofísica

GEOFISICA | GEOPHYSICS 

INDICE

1. ¿QUÉ PROCEDIMIENTOS DEBEMOS TOMAR PARA INICIAR UN TRABAJO DE PROSPECCIÓN GEOFÍSICA?
2. RESISTIVIDAD ELÉCTRICA DE LOS MATERIALES.
3. MEDIDA DE LA RESISTIVIDAD ELÉCTRICA DEL SUBSUELO.
4. DISPOSITIVO WENNER.
5. LEY DE OHM

5. LEY  DE OHM.  

Modelo gráfico de distribución de elementos para la Ley de Ohm

Es natural que cuando estudiamos el subsuelo inyectando corriente, debemos medir con equipos especializados la diferencia de potencial entre los electrodos que estamos utilizando, para determinar nuestra resistividad aparente. Para poder determinar todo ésto, debemos de hacer uso de matemáticas y física elemental, lo cual el geofísico debe tener siempre presente a la hora de empezar un estudio geofísico utilizando cualquier método geoeléctrico.

Una de las consideraciones que debemos tener presente antes de inyectar corriente al terreno, es que tenemos que tener bien definida nuestras fórmulas físicas teóricas, la cual una de ellas corresponde a la ley de Ohm, ya que el método de resistividad eléctrica en corriente continua está regida por esta misma ley.

Entonces, ¿Qué determina la Ley de Ohm cuando un flujo de corriente eléctrica atraviesa las rocas o los sedimentos?

La Ley General de Ohm establece que la caída de potencial ΔV entre dos puntos por los que circula una corriente eléctrica de intensidad "I", es proporcional a ésta y a la resistencia "R" que ofrece el medio al pasaje de la corriente (1) como lo expresa la siguiente ecuación:

Las unidades de éstos valores corresponden a ohmios, voltios y amperios. Donde determinamos los voltios para la diferencia de potencial. Amperios la intensidad de corriente y ohmios para la resistencia.

¿Cómo se demuestra ésta ecuación?

Experimentalmente se demuestra, que la intensidad de corriente que atraviesa un cuerpo por unidad de sección es linealmente proporcional al gradiente del potencial (ΔV/Δl). Por tanto, para una sección cualquiera, será:

donde C, es la conductividad del material, la cual es una constante de proporcionalidad.

La Resistencia "R" que opone un cuerpo al paso de la corriente eléctrica es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional a la sección. La constante de proporcionalidad lineal ρ (ro) es la resistividad, la cual es un parámetro característico de cada material.

despejando y reemplazando tenemos la definición de la ley de ohm.

En el caso de estudios de prospección eléctrica, como el caso de los Sondajes  Eléctricos Verticales,  y teniendo en consideración un medio isótropo podemos usar la Ley de Ohm para calcular la resistencia, a lo que lo multiplicamos por el factor geométrico del dispositivo tetraelectródico. Ya que que estamos inyectando corriente al subsuelo a través de nuestros polos que hemos instalado en el suelo y a determinadas distancias de la fuente de inyección de corriente. Así mismo, podemos medir, la Intensidad de corriente que está arrojando el equipo, la resistencia que ofrece el terreno y su diferencia de potencial. De esta manera, podemos calcular con ayuda de nuestro factor geométrico la resistividad aparente por donde circula la corriente eléctrica en el subsuelo, para poder determinar el tipo de material que existe en determinadas profundidades de estudio.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

(1) http://tierra.rediris.es/hidrored/ebooks/miguel/ProspeccGeoelec.pdf

MATERIAL DE ESTUDIO/APOYO

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4. DISPOSITIVO WENNER.

Este es un dispositivo utilizado en Prospección Eléctrica en estudios de Sondajes Eléctricos Verticales o Calicatas Eléctricas. La características de este dispositivo tetraelectródico es que las distancias entre los electrodos de corriente y de polarización son equidistantes. Es decir, mantienen la misma distancia entre electrodo y electrodo; por lo que si se tiene que mover el dispositivo no tendrá que variar las distancias.

Dispositivo Wenner

Entonces AM = MN = BN,

El factor geométrico de este dispositivo es

,

la cual se determina a partir de la constante geométrica

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ENGLISH VERSION

This is a device used in Electrical Prospecting Vertical Electrical Soundings studies or Electric pits. The characteristics of this device is that tetra-electrode distances between the current electrodes and polarization are equidistant. That is, maintaining the same distance between electrode and electrode; so if you have to move the device does not have to vary the distances.

Dispositivo Wenner

So, AM = MN = BN,

The geometric factor of this device is 

which is determined from the geometric constant

You can purchase the resolution of this problem by buying in our store.

3. MEDIDA DE LA RESISTIVIDAD ELÉCTRICA DEL SUBSUELO.

Cuando estudiamos Prospección Eléctrica a menudo vamos a necesitar aplicar nuestro concepto de resistividad, ya que con esas medidas vamos a poder realizar las interpretaciones, ya sean cualitativas o cuantitativas, de nuestros estudios.




Para ello la resistividad eléctrica del subsuelo se calcula usando relaciones matemáticas que en Pre-Grado se estudian. Recordaremos el desarrollo de esos cálculos en nuestro blog. Antes de iniciar nuestros trabajos de campo debemos tener presente la distribución de nuestros electrodos cuando inyectamos corriente y cómo calculamos nuestras resistividades.

Debemos primero determinar la diferencia de potencial de los electrodos M y N con los electrodos A y B., y tener presente de la ecuación del potencial de un punto la cual es -dV = R*I, donde R es la resistencia de un material e I la intensidad de coprriente. Esta ecuación viene a ser la base de nuestros cálculos previos para determinar matemáticamente la resistividad.

Ahora bien, haciendo algunos reemplazos con otras fórmulas determinaremos que

E integrando esta ecuación obtendremos que

Hallando la diferencia de potencial ∆V = VM - VN, donde VM es el potencial en el electrodo M y VN el potencial en el electrodo N con respecto a los electrodos A y B obtendremos lo siguiente:

Y para hallar la resistividad despejaremos la variable ρ quedándonos de esta manera

Donde la variable K es nuestro factor geométrico que dependerá de las características del terreno, cuyo valor geométrico es la que se encuentra entre paréntesis unto con 2π.

Puedes tener el desarrollo completo de los cálculos para determinar la resistividad haciendo clic en DESARROLLO MATEMATICO DE LA RESISTIVIDAD ELECTRICA DEL SUBSUELO.

2. RESISTIVIDAD ELÉCTRICA DE LOS MATERIALES.

Para el Geofísico es muy importante estudiar las resistividades de los materiales que se encuentran en el subsuelo ya que a diferencia de los Geólogos, los Geofísicos se encargan de analizar y calcular estas resistividades a partir de instrumentos inyectando directamente corriente al terreno, permitindo de esta manera por medio de ábacos y tablas determinar las resistividades aparentes de los diversos materiales que se encuentran debajo de la superficie.

Para ello existen tablas de resistividades de los materiales que nos ayudan en la interpretación a la hora de realizar estudios de prospección eléctrica. Gracias a estas tablas y al conocimiento de las resistividades podemos determinar la existencia de aguas subterráneas o minerales que puedan ser explotables para diversas empresas que lo requieran. Pero para empezar a estudiar este tema hay que tener presente varias condiciones y propiedades de los materiales eléctricos.

Para iniciar hay que tener en cuenta la diferencia en lo que es resistividad y conductividad. La resistividad eléctrica r de un material describe la dificultad que encuentra la corriente a su paso por él. De igual manera se puede definir la conductividad s como la facilidad que encuentra la corriente eléctrica al atravesar el material. (1)

Entonces hay que tener presente, que en la naturaleza existen materiales que son resistivos como materiales que son conductivos. Pero también hay que tener la idea que todos los cuerpos son eléctricamente conductores en mayor o menor medida al paso de las cargas eléctricas. Ahora, esta conductividad puede ser electrónica o iónica. Todo cuerpo que presenta una conductividad electrónica son los metales y semiconductores.

Mientras que los de conductividad iónica son los electrolitos si no presentan forma gaseosa. (1)

La facilidad de movimiento de los electrones y su gran número redundan en una conductividad muy elevada. Su resistencia aumenta con la temperatura y con el contenido de impurezas. (1) Los minerales semiconductores son muchos y de gran importancia práctica. Su resistividad depende de su contenido en impurezas.

La resistividad de una especie mineralógica no necesariamente la podemos determinar por un solo valor, sino que la calcularemos dentro de un rango de valores. Es por eso que cuando nos encontramos en el campo nos toparemos en superficie con materiales que son altamente resistivos que nos impedirán poder enviar corriente al subsuelo, por lo que tendremos que ver la manera de darle más conductividad a la zona de nuestro estudio; agua con sal puede ser la solución a este inconveniente.

Los sulfuros suelen entrar también entre los conductores buenos, con excepciones como la blenda y el cinabrio. Los óxidos, y los compuestos de antimonio suelen ser malos conductores, con la excepción de la magnetita. Ahora bien, estos minerales no suelen aparecer en la naturaleza de forma individual, sino en asociaciones, y junto con una ganga frecuentemente aislante (cuarzo, calcita, etc.), por lo que la resistividad conjunta del filón puede variar mucho de unos casos a otros. (1)

En los cuerpos dieléctricos o aisladores, los electrones están fuertemente ligados a los átomos. Esto puede deberse a que existan enlaces covalentes o iónicos. A temperaturas normales las resistividades son muy altas. Algunos minerales pueden ser el azufre, la blenda, la calcita, el cinabrio, el cuarzo, las micas, el petróleo entre otros. (1)

Gracias al conocimiento de estas resistividades, no solo podríamos encontrar minerales, sino también agua.

El agua pura es muy poco conductora a causa de su muy reducida disociación. (1) Por lo que cuando llueve, por lo general es necesario postergar un momento el estudio. Ahora, cuando existen aguas subterráneas podemos determinarlas por su presencia de sales disueltas.

Y para facilitarnos las cosas, existen tablas en forma de gráficos que nos ayudan en la determinación de los materiales del subsuelo. Como la tabla de valores que mostramos a continuación.

Referencias Bibliográficas.

(1) Medida de la resistividad eléctrica del subsuelo. PDF, 2-1.

2. ELECTRICAL RESISTIVITY OF MATERIALS.

For Geophysical is very important to study the resistivities of the materials found in the ground as opposed to geologists, geophysicists are responsible for analyzing and calculating from these instruments resistivities directly injecting current to ground, thereby allowing through abacus and tables determine apparent resistivities of various materials that are below the surface.

For this there are tables resistivities of materials that help us interpret when studies of electrical prospecting. Thanks to these tables and knowledge of the resistivities can determine the existence of underground water or minerals that may be exploitable for various companies that require it. But to start studying this issue to keep in mind several conditions and properties of electrical equipment.

To start we must take into account the difference in what is resistivity and conductivity. The electrical resistivity r of a material describes the difficulties encountered by the current passing through it. Similarly conductivity can be defined as the ease s is the electrical current to pass through the material. (1)

Then it must be remembered that in nature there are resistive materials as materials that are conductive. But we must also have the idea that all bodies are electrically conductive to a greater or lesser extent to the passage of electrical charges. Now, this conductivity can be electronic or ionic. All body having an electronic conductivity as metals and semiconductors.

While the ionic conductivity of the electrolyte are not present if gaseous form. (1)

The ease of movement of electrons and many result in a very high conductivity. Its resistance increases with temperature and with the content of impurities. (1) The semiconductor minerals are many and of great practical importance. Resistivity depends on its content of impurities.

The resistivity of a mineral species can not necessarily be determined by a single value, but within the calculate a range of values. That's why when we are in the field we will run on surface with materials that are highly resistive to prevent us to send power to the ground, so we'll have to see how to give more conductive to the area of our study; salt water can be the solution to this problem.

The sulfides are usually also come from good drivers, with exceptions such as sphalerite and cinnabar. Oxides, and antimony compounds are often poor conductors, except for the magnetite. Now these minerals did not show up in the nature of an individual, but associations, and together with insulating often bargain (quartz, calcite, etc.), so that the joint resistivity Reef can vary greatly from case to case other. (1)

In the dielectric or insulator bodies, electrons are tightly bound to atoms. This may be because there covalent or ionic bonds. At normal temperatures are very high resistivities. Some minerals can be sulfur, sphalerite, calcite, cinnabar, quartz, mica, oil among others. (1)

With the knowledge of these resistivities, not only we could find minerals but also water.

Pure water is very conductive because of its very low dissociation. (1) So when it rains, it is usually necessary to postpone a time study. Now when we are groundwater determine them by their presence of dissolved salts.

And to make things easier, there are tables in graphs that help us in determining subsurface materials. As the value table shown below.

2. RESISTIVITÀ ELETTRICA DEI MATERIALI.

Per geofisici è molto importante studiare le resistività dei materiali trovati nel terreno al contrario di geologi, geofisici sono responsabili per l'analisi e il calcolo di questi strumenti resistività iniettare direttamente corrente a terra, così permitindo attraverso abaco e tabelle determinano resistività apparente di vari materiali che sono sotto la superficie.

Per questo ci sono tavoli resistività di materiali che aiutano a interpretare quando gli studi di prospezione elettrica. Grazie a queste tabelle e conoscenza delle resistività in grado di determinare l'esistenza di acqua sotterranea o di sali minerali che possono essere sfruttati per le varie aziende che lo richiedono. Ma per iniziare a studiare la questione da tenere a mente una serie di condizioni e le proprietà di apparecchiature elettriche.

Per iniziare bisogna tener conto della differenza di ciò che è resistività e conducibilità. La resistività r elettrica di un materiale descrive le difficoltà incontrate dalla corrente che passa attraverso di esso. Analogamente conducibilità può essere definita come la facilità s è la corrente elettrica di passare attraverso il materiale. (1)

Poi si deve ricordare che in natura esistono materiali resistivi da materiali che sono conduttivi. Ma dobbiamo anche avere l'idea che tutti i corpi sono elettricamente conduttivo per una maggiore o minore al passaggio di cariche elettriche. Ora, questa conduttività può essere elettronico o ionica. Tutto il corpo con una conduttività elettronica come i metalli e semiconduttori.

Mentre la conducibilità ionica dell'elettrolita non è presente se forma gassosa. (1)

La facilità di movimento di elettroni e molti risultati molto elevata conducibilità. La sua resistenza aumenta con la temperatura e con il contenuto di impurità. (1) I minerali semiconduttori sono molte e di grande importanza pratica. Resistività dipende dal suo contenuto di impurezze.

La resistività di una specie minerali non può necessariamente essere determinata da un singolo valore, ma nel calcolare un intervallo di valori. Ecco perché quando siamo in campo che verrà eseguito sulla superficie con materiali altamente resistente per impedirci di inviare potenza a terra, quindi dovremo vedere come dare più conduttivo per l'area del nostro studio; acqua salata può essere la soluzione a questo problema.

I solfuri sono di solito provengono anche da buoni piloti, con eccezioni come sfalerite e cinabro. Ossidi e composti di antimonio sono spesso cattivi conduttori, tranne per la magnetite. Ora questi minerali non si sono presentati nella natura di un individuo, ma associazioni, e insieme con isolante spesso affare (quarzo, calcite, ecc), in modo che la resistività Reef giunto può variare notevolmente da caso a caso altro. (1)

Nei corpi dielettrici o isolanti, gli elettroni sono strettamente legati agli atomi. Questo può essere perché non covalenti o legami ionici. A temperature normali sono molto elevate resistività. Alcuni minerali possono essere di zolfo, sfalerite, calcite, cinabro, quarzo, mica, olio tra gli altri. (1)

Con la conoscenza di questi resistività, non solo siamo riusciti a trovare i minerali, ma anche l'acqua.

L'acqua pura è molto conduttivo a causa della sua bassa dissociazione. (1) Così, quando piove, è di solito necessario rinviare uno studio tempo. Ora, quando siamo sotterranee li determinano con la loro presenza di sali disciolti.

E per rendere le cose più facili, ci sono tavoli in grafici che ci aiutano a determinare i materiali del sottosuolo. Come risulta dalla tabella valore indicato di seguito.

2. RESISTIVIDADE ELETRICA DE MATERIAIS

Para geofisico é muito importante estudar as resistividade dos materiais encontrados no chão ao invés de geólogos, geofísicos são responsáveis pela análise e cálculo destes instrumentos resistividade diretamente injetáveis atual para a terra, assim permitindo através ábaco e tabelas determinar resistividades aparentes de vários materiais que se encontram abaixo da superfície.

Para isso existem mesas de resistividade dos materiais que nos ajudam a interpretar quando os estudos de prospecção elétrica. Graças a estas tabelas e conhecimento das resistividades pode determinar a existência de água subterrânea ou minerais que podem ser exploradas por várias empresas que necessitam dele. Mas, para começar a estudar esta questão a ter em mente várias condições e propriedades dos equipamentos elétricos.

Para começar, devemos levar em conta a diferença de que é resistividade e condutividade. A resistividade elétrica r de um material descreve as dificuldades encontradas pela passagem de corrente através dele. Da mesma forma condutividade pode ser definida como a facilidade s é a corrente eléctrica passar através do material. (1)

Em seguida, deve-se lembrar que na natureza existem materiais resistentes como materiais que são condutores. Mas também temos de ter a idéia de que todos os corpos são eletricamente condutivo, em maior ou menor grau, para a passagem de cargas elétricas. Agora, esta condutividade pode ser iónico ou electrónico. Todo o corpo de ter uma condutividade eletrônica como metais e semicondutores.

Enquanto a condutividade iónica do electrólito não estão presentes se forma gasosa. (1)

A facilidade de movimento de electrões e muitos resultam em uma condutividade muito alta. A sua resistência aumenta com a temperatura e com o teor de impurezas. (1) Os minerais semicondutores são muitas e de grande importância prática. Resistividade depende do seu teor de impurezas.

A resistividade de uma espécie mineral não pode necessariamente ser determinada por um único valor, mas dentro da calcular um intervalo de valores. É por isso que quando estamos no campo que será executado em superfície com materiais que são altamente resistentes para impedir-nos de enviar energia para o chão, por isso vamos ter que ver como dar mais condutora para a área do nosso estudo; a água salgada pode ser a solução para este problema.

Os sulfetos são normalmente também vêm de bons motoristas, com exceções, como sphalerite e cinábrio. Óxidos e compostos de antimónio são frequentemente maus condutores, excepto para a magnetite. Agora estes minerais não apareceu na natureza de um indivíduo, mas também as associações e, juntamente com isolante frequentemente pechincha (quartzo, calcita, etc.), de modo que o Reef resistividade conjunta pode variar muito de caso para caso outro. (1)

Nos corpos dielétrico ou isolante, os elétrons estão firmemente presos a átomos. Isso pode ser porque não covalentes ou ligações iônicas. A temperaturas normais são muito elevada resistividade. Alguns minerais pode ser enxofre, sphalerite, calcite, cinábrio, quartzo, mica, óleo entre outros. (1)

Com o conhecimento desses resistividade, não só nós poderíamos encontrar minerais, mas também de água.

A água pura é muito condutora por causa de sua baixa dissociação. (1) Por isso, quando chove, é geralmente necessário adiar um estudo de tempo. Agora quando estamos águas subterrâneas determiná-las com a sua presença de sais dissolvidos.

E para tornar as coisas mais fáceis, há mesas em gráficos que nos ajudam na determinação de materiais de subsuperfície. Como a tabela de valor mostrado abaixo.

1. ¿QUÉ PROCEDIMIENTOS DEBEMOS TOMAR PARA INICIAR UN TRABAJO DE PROSPECCIÓN GEOFÍSICA? (NUEVO ARTÍCULO) @CGeofisica2015

Prospección Sísmica

La Prospección Geofísica en general la utilizamos como una herramienta para todo tipo de trabajos relacionados con aguas subterráneas, búsqueda de minerales, búsqueda de yacimientos petrolíferos o en campos relacionados con el estudio del comportamiento del Campo Magnético Terrestre.  Y para realizar estos tipos de trabajos hay que tener esquematizados ciertos procedimientos generales que todo geofísico debe tener en cuenta. A continuación te enseñamos algunos de ellos que el  Ing. Deny Bayona, Gerente General de Deep Sounding, enseña. (1)

1. Organización. Establecer los objetivos de exploración, tener en cuenta la práctica convencional, y determinar cómo la geofísica puede contribuir.

2. Propiedades. Caracterización de materiales que se puedan esperar y establecer los contrastes probables de las propiedades físicas.

3. Estudios. Determinar un estudio geofísico adecuado, y el diseño de un estudio de campo eficaz y eficiente. Identificar posibles fuentes de error, ruido y la mala interpretación.

4. Datos. Llevar a cabo el estudio de campo, tomando todas las medidas necesarias para garantizar la calidad completa, alta, y al menor costo.

5. Procesamiento. Representación gráfica de los datos y aplicar el procesamiento y análisis adecuados.

6. Interpretación. De los resultados en términos de la distribución de las propiedades físicas, y luego en base a los objetivos originales.

Funciona muy bien como base general. ¿Podrías agregar alguno más?

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REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

(1) http://www.horizonteminero.com/articulos/amineria/477-el-metodo-mas-usado-es-la-polarizacion-inducidaq.html

GEOFISICA | GEOPHYSICS 

WHAT PROCEDURES SHOULD TAKE TO START A GEOPHYSICAL PROSPECTING WORK?

Seismic Prospecting

Geophysical Prospecting generally used as a tool for all kinds of work related to groundwater search of minerals, oil fields or search in fields related to the study of the behavior of the Earth's Magnetic Field. 

And for these types of jobs must be schematized certain general procedures that every geophysicist 

should consider. Below you will find some of them Eng. Deny Bayonne, General Manager of Deep 

Sounding teaches. (1)

1. Organization. Establish exploration targets, consider conventional practice, and determine how geophysics can contribute.

2. Properties. Characterization of materials that can be expected and establish the likely contrasting physical properties.

3. Education. Determine an appropriate geophysical survey and design of a study of effective and efficient field. Identify possible sources of error, noise and misinterpretation.

4. Data. Conduct field survey, taking all necessary steps to ensure complete, quality measures, and at less cost.

5. Processing. Graphical representation of the data and apply the processing and analysis.

6. Interpretation. The results in terms of the distribution of physical properties, and then based on the original objectives.

Works great as a general base. Could you add some more? Watch the video on the post in Spanish.

REFERENCES

(1) http://www.horizonteminero.com/articulos/amineria/477-el-metodo-mas-usado-es-la-polarizacion-inducidaq.html