Introducción a PI -...
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Introducción a PI Los estudios de Resistividad y Polarización Inducida (PI) son métodos geofísicos de superficie que proveen información sobre las propiedades eléctricas del subsuelo. Dichas propie- dades eléctricas proveen información acerca de fallas, fracturas, geología, mineralización porosidad. Ambas, Resistividad e PI son adquiridas simul- táneamente con equipo Zonge. Las mediciones de Resistividad y Polarización Inducida se realizan intro- duciendo corriente eléctrica al terreno por medio de dos electrodos de corriente, y realizando las lecturas correspondientes de los voltajes inducidos por medio de dipolos formados por electrodos de potencial. Las propiedades eléctricas del terreno pueden ser calculadas comparando la señal transmitida y la señal recibida. Los cambios en la resistividad del terreno (disposición de la tierra para conducir la corriente eléctrica) afectan la intensidad o magnitud de la señal recibida. Los cambios en PI (disposición de los materiales en la tierra a polarizarse) afectan la forma o tiempo de la longitud de onda recibida. Las variaciones en el contenido de humedad, porosidad, permeabilidad y tipo de roca o suelo pueden afectar la resistividad. También elementos antro- pogénicos (objetos fabricados por el hombre) tales como cercos, líneas eléctricas, construcciones y tuberías pueden afectar la resistividad del terreno. En contraste con la resistividad, las condiciones o factores en el terreno los cuales pueden crear una respuesta de PI es relativamente mínima. Minerales metálicos, particularmente sulfuros disemi-nados, provocan un aumento en los valores de PI. Ciertos solidos disueltos en el agua subterránea, y en algunos ambientes, cierto tipo de arcillas pueden provocar un incremento en la respuesta de PI, si la abundancia de la arcilla está dentro de rangos específicos. Al igual que la resistividad, los valores de PI pueden ser influenciados por elementos antropogénicos. Los estudios de PI son comúnmente utilizados en la exploración de minerales y estudios ambientales. Los estudios de Resistividad son ampliamente utilizados en la exploración de minerals, agua subterránea, geotermia e hidrocarburos. Ambos conjuntos de datos se adquieren simultáneamente utilizando el mismo equipo y arreglo.
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Introducción a PI Los estudios de Resistividad y
Polarización Inducida (PI) son métodos
geofísicos de superficie que proveen
información sobre las propiedades
eléctricas del subsuelo. Dichas propie-
dades eléctricas proveen información
acerca de fallas, fracturas, geología,
mineralización porosidad. Ambas,
Resistividad e PI son adquiridas simul-
táneamente con equipo Zonge.
Las mediciones de Resistividad y
Polarización Inducida se realizan intro-
duciendo corriente eléctrica al terreno por
medio de dos electrodos de corriente, y
realizando las lecturas correspondientes
de los voltajes inducidos por medio de
dipolos formados por electrodos de
potencial. Las propiedades eléctricas del
terreno pueden ser calculadas
comparando la señal transmitida y la
señal recibida. Los cambios en la
resistividad del terreno (disposición de la
tierra para conducir la corriente eléctrica)
afectan la intensidad o magnitud de la
señal recibida. Los cambios en PI
(disposición de los materiales en la tierra
a polarizarse) afectan la forma o tiempo
de la longitud de onda recibida.
Las variaciones en el contenido de
humedad, porosidad, permeabilidad y
tipo de roca o suelo pueden afectar la
resistividad. También elementos antro-
pogénicos (objetos fabricados por el
hombre) tales como cercos, líneas
eléctricas, construcciones y tuberías
pueden afectar la resistividad del terreno.
En contraste con la resistividad, las
condiciones o factores en el terreno los
cuales pueden crear una respuesta de PI
es relativamente mínima. Minerales
metálicos, particularmente sulfuros
disemi-nados, provocan un aumento en
los valores de PI. Ciertos solidos
disueltos en el agua subterránea, y en
algunos ambientes, cierto tipo de arcillas
pueden provocar un incremento en la
respuesta de PI, si la abundancia de la
arcilla está dentro de rangos específicos.
Al igual que la resistividad, los valores de
PI pueden ser influenciados por
elementos antropogénicos.
Los estudios de PI
son comúnmente
utilizados en la
exploración de
minerales y estudios
ambientales. Los
estudios de
Resistividad son
ampliamente
utilizados en la
exploración de
minerals, agua
subterránea,
geotermia e
hidrocarburos.
Ambos conjuntos de
datos se adquieren
simultáneamente
utilizando el mismo
equipo y arreglo.
Logística
El grupo de PI usualmente consta de tres
a cinco personas y un vehículo. En su
mayoría los levantamientos de PI se
llevan a cabo caminando y utilizando
equipo portátil por lo que no hay
necesidad de excavar trincheras, hacer
perforaciones o realizar voladuras.
El dipolo transmisor consiste de dos
electrodos de corriente ligados al
transmisor con cable de cobre aislado
calibre 14 colocado sobre el terreno. En
cada uno de los extremos el cable se
conecta al terreno por medio de múltiples
estacas de tubo galvanizado o cobre,
cada grupo de estacas se denomina
electrodo. Para asegurar que exista buen
contacto entre el electrodo y el terreno,
es importante agregar agua con sal
(figura de abajo).
Se construyen múltiples electrodos sobre
la línea y se conectan por medio de cable
de cobre al transmisor el cual se coloca
al centro del arreglo. El tendido de cable
sobre el terreno se realiza caminando.
En su mayoría, el trabajo de preparación
del terreno y la adquisición de datos se
realiza caminando por lo que el uso
de vehículos es mínimo. El equipo
transmisor usualmente se mantiene en
un vehículo tipo pick up, mientras que el
generador se coloca en un remolque
detrás del vehículo. El equipo transmite
cuidadosamente una señal controlada
en una frecuencia específica en el
terreno.
La adquisición de datos se realiza por
medio de un receptor portátil marca
Zonge (GDP3224) el cual está ligado a
múltiples dipolos formados por pares
de electrodos de potencial, dichos
electrodos receptores son pequeños
cilindros de cerámica y base porosa
colocados sobre el terreno y sepultados
una pulgada, los cuales están ligados al
receptor por medio de cable de cobre.
Usualmente el receptor es transportado
caminando a lo largo de la línea a
medida que se van adquiriendo datos en
diferentes localidades. Con la adquisición
de múltiples estaciones a lo largo de la
línea se producen perfiles o secciones de
las propiedades eléctricas del subsuelo,
cuyas variaciones representan cambios
geológicos, estructurales, mineralización
y agua subterránea.
En su mayoría los
levantamientos
de PI se llevan a
cabo caminando,
utilizando equipo
portátil por lo que
no hay necesidad
de excavar
trincheras, hacer
perforaciones o
realizer voladuras.
Electrodo de corriente utilizado para levantamientos de PI.
Receptor multicanal
Zonge GDP3224
.ZONGE.COM.ZONGE.COM.ZONGE.COM.ZONGE.COM
El arreglo dipolo-dipolo es utilizado más
frecuentemente, dicho arreglo consiste
en introducir corriente en el terreno a
través de un par de electrodos de
corriente (dipolo transmisor), lo que
genera un campo eléctrico el cual es
medido por medio de pares de
electrodos de potencial (dipolo receptor).
El espaciamiento entre los electrodos de
corriente y electrodos de potencial es el
mismo.
A medida que el espaciamiento de los
dos pares de electrodos aumenta, la
contribución relativa de la respuesta de
las rocas a profundidad incrementa,
proveyendo de esta manera información
de la variación de la resistividad y efectos
de PI con la profundidad. La profundidad
de investigación para cualquier confi-
guración es en función del contraste de
la resistividad relativa y el espaciamiento
entre electrodos.
Modelos de inversión
Los levantamientos de Resistividad-PI
miden resistividad y polarización aparentes
(cargabilidad en dominio tiempo). Los
valores medidos son en función de la
variación de la resistividad y polarización
dentro de un volumen de la tierra y no
representan los valores reales en un punto
específico. La distribución de los valores
intrínsecos para resistividad y el efecto de PI
son entonces interpretados de las
mediciones utilizando curvas teóricas y
programas de modelado.
Los programas de modelado son utilizados
para producir resultados que se asemejen
a la estructura del subsuelo. Los programas
de inversión de modelos suavizados son
métodos robustos que transforman los
datos de resistividad y PI en perfiles que
representan las propiedades del subsuelo
en una sección dada.
Cuando hablamos de Inversión nos
referimos a que, matemáticamente, los
datos son calculados de nuevo a partir de
los datos observados para determinar la
ubicación probable de la fuente, tamaño,
profundidad y cambios en resistividad y PI.
Durante la inversión, los valores de
resistividad y PI en secciones en 2D son
sometidos a varias iteraciones hasta que
los valores calculados se acercan o
empatan los más cercanamente posible a
los valores observados.
Los programas
de modelado
son utilizados
para convertir
los resultados
medidos a
perfiles de
resistividad y
PI contra
profundidad.
wwwwwwwwwwww....zzzzoooonnnnggggeeee....ccccoooommmm
Producto Final
Los resultados de procesamiento y
modelado de los datos se pueden
presentar de varias formas: modelos en
secciones transversales de resistividad y
PI, vistas en planta y vistas en 3D.
Cuando se adquieren datos en estaciones
a lo largo de varias líneas en la misma
zona, estos se pueden mostrar en vistas
en planta a elevación o profundidad
constante. Las vistas en planta pueden
ayudar a identificar tendencias entre las
líneas las cuales pueden obedecer a
cambios litológicos, estructurales y
mineralógicos.
Referencia
Coggon, J. H., “A comparison of IP electrode arrays.” Geophysics, 38, pp. 737-761, 1973.
Roy, A. and Apparao, A., “Depth of investigation in direct current methods.” Geophysics,
36, pp. 943-959, 1971.
Sumner, J. S., “Principles of induced polarization for geophysical prospecting.” Elsevier, 1976.
Tripp, A. C., Hohmann, G. W., and Swift, C. M., “Two-dimensional resistivity inversion.”
Geophysics, 49, pp. 1708-1717, 1984.
Zonge, K. L., Wynn, J., and Urquhart, S., “Resistivity, Induced Polarization, and Complex
Resistivity,” edited by Butler, D.K. Investigation in Geophysics, Vol. 13, pp. 265-300.
Society of Exploration Geophysicists, 2005.
2015-02
Modelo resultante de IP a 700 pies de
profundidad
El diagrama muestra secciones transversales 2D de los resultados de la
inversión de resistividad e IP en un contexto espacial en 3D.
Zonge International
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