Geoeléctrica

POLARIZACIÓN INDUCIDA

-Clase 3-

Polarización del electrodoEste efecto aparece cuando hay presencia de componentes metálicos en la roca.

Cuando se aplica una ddp, el flujo de corriente eléctrica que se establece es en parte electrónica y en parte iónica (electrolítica). Esto da lugar a una

reacción química, la que ocurre en la interfase entre el mineral y la solución salina (Fig. d: amarillo). Consideremos los dos conductos porales de una roca mostrados en la Figura 9.2.c y d. En el conducto poral mostrado arriba (c) la

corriente que circula es por conducción electrolítica solamente. En el conducto poral inferior (d) la conducción de corriente en presencia de minerales

metálicos hace que aparezcan cargas eléctricas netas de signos opuestos en las superficies de contacto electrolito-metal contrapuestas, dando esto como resultado la acumulación de iones en el electrolito adyacente a cada una de estas superficies. Esta acción es la llamada electrólisis, cuando la corriente fluye y por lo tanto el intercambio de electrones tiene lugar en la interfase entre el metal y los iones de la solución. En fisicoquímica este efecto se lo

llama sobrevoltaje. Como consecuencia de que el fluir de la corriente iónica es mucho mas lento que la electrónica, el apilado de los iones en la superficie

interrumpe la fem (se interrumpe la corriente externa), el voltaje decae por la difusión de los iones apilados en la interfase hacia el estado de equilibrio

original. Como consecuencia de que el efecto de PI dependa de la superficie total de polarización del electrodo, el efecto de PI de un mineral diseminado

es mayor que el que presenta una vena o cuerpo masivo.

Polarización de electrodo

• Ej. de minerales que muestran conducción electrónica y exhiben PI como polarización de electrodo:– Casi todos los sulfuros (excepto esfalerita pura y posiblemente cinnabar y

estibenita)– Algunos óxidos como magnetita, ilmenita, pirolusita y casuterita, y

desafortunadamente grafito• Mineral diseminado vs cuerpos masivos o vetiformes PI (diseminado)>PI (masivo)• En general la PI decrece con el aumento de la frecuencia de la fuente de energía. El

decrecimiento es 2 ordenes mayor en la polarización de electrodos en comparación con la polarización de membrana.

Polarización de MembranaLa mayoría de los minerales de las rocas tiene una carga neta negativa en

la interfase superficie roca-fluido poral (en el poro). Consecuentemente los iones (+) son atraídos hacia ella y los (-) son repelidos. Esta

concentración de iones (+) puede extenderse dentro del fluido a un espesor de 10-6cm. En la fig. 9.2.a puede observarse la acumulación de iones (+) en la zona de arcillas donde la carga neta de estas es (-). El efecto de PI es más pronunciado en la presencia de arcillas en el cual

los poros son particularmente pequeños. Si 10-6cm es el orden de magnitud del tamaño propio de los poros, cuando se aplique una ddp

continua, entonces los iones (-) movilizados por esta ddp se acumularán en el extremo poral que le corresponde la menor ddp y los del otro extremo podrán viajar dejando entonces una carga neta (+) en

el otro extremo poral (fig. 9.2.b). Como resultado de esta polarización, la corriente disminuye drásticamente luego de un tiempo de aplicación de la ddp, manifestándose también como un incremento de la ddp (ley de

Ohm).Este efecto es en general el que da el valor de fondo (background) de los

relevamientos de PI y bajo ciertas condiciones, puede enmascarar valores de interés metálico en rocas del 1% o 2% de concentración de

minerales conductores.

Polarización de Membrana

• El almacenamiento de la energía electroquímica es el resultado de:

1. Variaciones en la movilidad de los iones en el fluido a través de la estructura de la roca (polarización de membrana).

2. Variaciones entre conductividad electrónica e iónica cuando están presentes minerales metálicos (polarización de electrodo).

Dominio de Tiempo y Dominio de Frecuencia

Pseudocorte Dipolo-Dipolo

Dipolo-Dipolo dominio del

tiempo