PROSPECCION GEOFISICAMETODO ELECTRICO.

CAPITULO IVMgt. Carlos Barrientos Guzmán

Semestre2016-I

Método de Resistividades Método de Polarización Inducida Método de Potencial Espontâneo

METODOS GEOELETRICOS APLICADOS

246810121416182022242628303234363840COTA DO EMBASAMENTO CRISTALINO (m)

MÉTODO DE RESISTIVIDADTÉCNICA DE SONDEOELÉCTRICO VERTICAL

LEY DE OHM

• La ley de Ohm, postulada por el físico Matem. alemán Georg Simon Ohm, es una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente que circula por el citado conductor. La ley de Ohm dice que la intensidad de la corriente que circula entre dos puntos de un circuito eléctrico es proporcional a la tensión eléctrica entre dichos puntos. Esta constante es la conductancia eléctrica, que es la inversa de la resistencia eléctrica. V= R * I

METODO DE RESISTIVIDAD

Ley de Ohm: en un cilindró Ley de Ohm: en un cilindró conductor, la corriente (I) es conductor, la corriente (I) es proporcional al voltaje (V) * la proporcional al voltaje (V) * la resistencia resistencia (). V = R . IV = R . I

Por lo tanto:Por lo tanto:Si se comprime al conductor: la Si se comprime al conductor: la resistencia aumenta resistencia aumenta Si el diámetro del conductor Si el diámetro del conductor disminuye: la resistencia disminuye: la resistencia aumentaaumenta

R = constante de proporcionalidad -resistencia del material -voltaje (voltios)/corriente (amperios) - y ohmios ().

Es una característica que describe la propiedad de los materiales en transmitir la corriente eléctrica, independientemente de los factores geométricos.

La resistividad, esta representada por .

AI R

Ley de Ohm:

r 2

I V

LR.S

SL.R

I.RV

I

R

A m p er ím etro

B a ter ia. A

C o m p rim en to = L Á rea = S

IVr2

No semi-espaço:

Como podemos Como podemos aplicar este aplicar este experimento, experimento, relativamente simples, relativamente simples, para determinar las para determinar las propiedades eléctricas propiedades eléctricas de los materiales de los materiales geológicos de la Tierra?geológicos de la Tierra?

Dimensionando la resistividad: producto de una resistencia eléctrica por una longitud - unidad de la resistividad en el SI será ohm*m.

Resistividad en un Campo Magnetico:

BN1

AN1

BM1

AM1

2IVMN

IV.Ka

1

BN1

AN1

BM1

AM1.2K

Medio Heterogeneo: Medio Heterogeneo: Resistividad Aparente

BM

1AM

12IVM

BN1

AN1

2IVN

NMMN VVV

Potencial en M:

Potencial en N:

Por tanto:Por tanto:

Configuracion usual: cuatro electrodos en la superfície del terreno

r 2I V

??

Métodos eléctricos-ResistividadLos métodos eléctricos son un tipo de método geofísico, y constituyen pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico.Permiten evaluar la resistividad media del subsuelo mediante la medición de una diferencia de potencial entre dos electrodos situados en la superficie.El flujo de corriente a través del terreno discurre gracias a fenómenos electrolíticos, por lo que la resistividad depende básicamente de la humedad del terreno y de la concentración de sales en el agua intersticial. Por ello existe una gran variabilidad de valores de la resistividad para cada tipo de terreno, con rangos muy amplios.El método consiste en colocar cuatro electrodos alineados a igual distancia entre sí (d). Se conecta una batería a los electrodos exteriores midiendo la intensidad que circula entre ellos, así como el voltaje entre los electrodos intermedios. La resistividad viene definida por el cociente entre el voltaje y la intensidad de la corriente medidos, multiplicado por 2 Π d.

SONDEO ELECTRICO VERTICAL• Los Sondeos Eléctricos Verticales corresponden a una serie de medidas realizadas

alrededor de un punto, en donde se aplica corriente eléctrica a cierta distancia para obtener lecturas de resistividad. Estas diferentes medidas que se van realizando, permiten crear una curva que luego de analizada, se interpreta para identificar las profundidades a las cuales se puede encontrar el objetivo de exploración. Este método permite identificar zonas con potencial de agua subterránea e intercalaciones de sedimentos.

• Los Sondeos Eléctricos Verticales también pueden ser utilizados, en conjunto, para identificar cuerpos de interés hidrogeológico y establecer direcciones de flujo de agua subterránea, espesores de unidades y geometría de cuerpos en el subsuelo.

• Usos:• Exploración de Agua Subterránea.• Medición de Resistividades Eléctricas del Subsuelo.• Medición de espesores de aluviones (Depósitos de tipo aluvial), tales como gravas y arenas de río.• Exploración de interfases Aluvión – Roca (Depósitos de tipo aluvial), para depósitos auríferos de tipo aluvial.• Ubicación de la superficie de corte en deslizamientos.

RESISTIVIDAD DE LAS ROCAS• Si la resistividad de las rocas dependiese únicamente de los

minerales que la forman, habrían de considerarse a las rocas aislantes en la inmensa mayoría de los casos. Afortunadamente todas las rocas tienen poros en mayor o menor proporción, los cuales están ocupados parcial o totalmente por electrolitos por lo que las rocas se comportan como conductores iónicos de resistividad muy variables según los casos. Se hace necesario estudiar la resistividad de medios heterogéneos, las que se compondrán en los casos más sencillos de 2 materiales, uno de los cuales tiene una resistividad ρ2 y sirve de matriz a otro de resistividad ρ1 que está disperso en el interior del primero.

RESISTIVIDAD APARENTE

• Casi todos los principales métodos geoléctricos usan 4 electrodos clavados en el suelo. Por medio de un par introducimos una corriente eléctrica al terreno, mientras que el segundo par se utiliza para medir la diferencia de potencial que se establece entre ellos a medida que pasa la corriente eléctrica. Los distintos dispositivos difieren solo en la posición relativa de los cuatro electrodos.

El método consiste en colocar cuatro electrodos alineados a igual distancia entre sí (d). Se conecta una batería a los electrodos exteriores midiendo la intensidad que circula entre ellos, así como el voltaje entre los electrodos intermedios. La resistividad viene definida por el cociente entre el voltaje y la intensidad de la corriente medidos, multiplicado por 2πd.El valor obtenido representa la resistividad media de un gran volumen de suelo, ya que la red de corriente se extiende en profundidad, aunque tienen mayor peso las características eléctricas de los terrenos más superficiales. En cualquier caso, la presencia de un estrato de alta resistividad cercano a la superficie bajo otro de gran resistividad, eleva el valor resultante del ensayo, al contrario de lo que sucede si existe un material de baja resistividad bajo un estrato de alta.El ensayo puede realizarse en forma de sondeo eléctrico, buscando la variación de la resistividad con la profundidad. Para ello se hacen diferentes medidas variando la distancia "d" entre los electrodos y manteniendo el centro de la alineación de los cuatro electrodos en un punto fijo.

Al incrementar la distancia aumenta la profundidad alcanzada por las líneas de corriente, englobando, por tanto, una mayor profundidad de suelo. Si la resistividad crece, puede concluirse que hay un estrato profundo de mayor resistividad, sucediendo lo contrario si la resistividad decrece al aumentar la separación. La profundidad hasta la que puede aplicarse es de unos 20 metros.Otro procedimiento utilizado es el de perfil eléctrico, en el que se investiga la variación lateral del tipo de terreno. Se mantiene la misma distancia entre electrodos, desplazando el punto central de la alineación. De esta forma se obtienen datos en un área determinada para un espesor constante del terreno.La amplitud de los rangos de la resistividad aparente para un determinado terreno, da lugar a que exista solape entre los rangos de diferentes tipos de terreno. Esto hace muy difícil la identificación de un determinado suelo o roca, y la profundidad de su localización. Además, hay una pobre correlación entre la resistividad y las condiciones mecánicas de un terreno.

• La técnica de sondeos eléctricos verticales es una de las herramientas geofísicas más antiguas, contando ya con decenas de años de existencia. Su mayor potencial corresponde a la detección de las capas o estratos horizontales en que pudiera encontrarse el subsuelo.

• Por su bajo costo relativo, facilidad de interpretación y la usual diferenciación en la resistividad eléctrica de los cuerpos que componen el subsuelo, es una técnica muy utilizada, en particular para la búsqueda de agua subterránea.

• Por sus características, la mayor aplicabilidad corresponde a sectores sedimentarios, con suaves variaciones geológicas laterales, lo cual se debe a que basa sus hipótesis en un modelo de capas planas paralelas.

• En contraposición, su aplicabilidad se ve limitada en sectores de gran variación geológica, e inclusive, en áreas de presencia de rocas fisuradas su utilidad resulta prácticamente nula por el no cumplimiento de sus hipotesis de base. La técnica adecuada para la detección de fracturas portadoras de agua es VLF.

Factores que influyen en la resistividad de las rocas:

Una roca conductora de corriente eléctrica puede ser considerada como un agregado con estructura de minerales sólidos, líquidos y gases, con lo cual la resistividad es influenciada por los siguientes factores1) resistividad de los minerales que forman la roca.

2) resistividad de líquidos y gases que se encuentran en sus poros.

3) Humedad de la roca. 4) porosidad de la roca.

5) Textura de la roca y la forma de la distribucion de sus poros.

6) Procesos ocurridos sin contar con los líquidos contenidos en los poros y en la estructura mineral, tales como: proceso de adsorción de iones en la superficie del esqueleto mineral, disminuyendo la resistividad total de estas rocas.

Funciones y Parametros

1 E1

2 E2

3 E3

4 E4

T S

1 m

.

.

.

.

resistencia transversal unitária T

iii E.T

condutividad longitudinal unitária S

i

ii

ES

En un medio estratificado la corriente fluye:

La Hidrogeologia:

Puede ser correlacionado com a transmisividad del acuifero.

Puede ser correlacionado con la capacidad de protecion de un medio superpuesta al acuifero.

LongitudinalmenteLongitudinalmenteperpendicularmente perpendicularmente

= resistividad (ohm.m)

E = espesor (m)

ohm.m2 mhos

A los cambios del medio.

La salinidad del agua basada en sales disueltas

Agua dulce Agua salobre Agua salada Salmuera

< 0,05 % 0,05 %-3 % 3 %-5 % > 5 %

Agua dulce es agua que se encuentra naturalmente en la superficie de la Tierra en capas de hielo, campos de hielo, glaciares,  icebergs,  pantanos,  lagunas,  lagos,  ríos y arroyos, y bajo la superficie como agua subterránea en acuíferos y corrientes de agua subterránea. El agua dulce se caracteriza generalmente por tener una baja concentración de sales disueltas y un bajo total de sólidos disueltos. El término excluye específicamente agua de mar y agua salobre, aunque sí incluye las aguas ricas en minerales, tales como las fuentes de agua ferruginosa. El término «agua dulce» se originó de la descripción del agua en contraste con agua salada.