2.1 ELECTRICIDAD TERRESTRESe conocen tres sistemas elctricos generados por procesos naturales: Uno est en la atmsfera El tercero, que traslada carga elctrica entre la atmsfera y la Tierra, fluye en vertical.Otro est dentro de la Tierra, fluyendo paralelo a la superficie.

La electricidad atmosfrica es el resultado de la ionizacin de la atmsfera por la radiacin solar y a partir del movimiento de nubes de iones. Estas nubes son desplazadas por mareas atmosfricas, que se producen por la atraccin del Sol y la Luna sobre la atmsfera. Suben y bajan a diario, como ocurre en el mar. La ionosfera constituye una capa esfrica casi perfectamente conductora.El calor latente liberado en la condensacin del vapor de agua, suministra gran cantidad de energa para la formacin de las nubes convectivas productoras de chubascos y tormentas elctricas.Estas nubes que se llaman cumulonimbus, son nubes precipitantes caracterizadas por un gran desarrollo vertical que a menudo superan los 10 km de altura y dentro de las cuales es frecuente encontrar fuertes corrientes de aire, turbulencia, regiones con temperaturas muy inferiores a la de congelacin, cristales de hielo y granizo.

Mediante algn tipo de interaccin, sobre la cual no existe an opinin unnime, se produce un proceso de separacin de cargas elctricas, cuyo resultado, es una representacin muy simplificada del problema, parece ser laacumulacin de cargas positivas en la cima de la nube y de cargas negativas en la base de la misma, lo que hace que la nube se comporte como un dipolo elctrico. Al establecerse una diferencia de potencial superior a los 105 voltios/metro entre dos nubes o entre una nube y la tierra se origina la tormenta elctrica.Cuando es ms grande la diferencia de potencial elctrico entre la parte superior de la nube y la parte inferior; o entre una nube y la prxima o entre una nube y la superficie de la tierra; y sta excede a la diferencia de potencial de ruptura, se produce una descarga elctrica, que es el rayo.Las flechas indican los movimientos del aire, que influyen decisivamente en la ocurrencia del rayo 1) Del frente de la turbonada a la parte posterior; 2) de las nubes superiores a las inferiores; 3) descarga luminosa en el aire; 4) de las nubes de lluvia, bajas, a la tierra (son las ms peligrosas); 5) de las nubes de chubasco a la tierra (poco frecuente).

Las corrientes de la Tierra constituyen un sistema mundial de ocho circuitos cerrados de corriente elctrica distribuidos de una forma bastante uniforme a ambos lados del ecuador, adems de una serie de circuitos ms pequeos cerca de los polos. La superficie de la Tierra tiene carga elctrica negativa. La carga negativa se consumira con rapidez si no se repusiera de alguna forma.Se ha observado un flujo de electricidad positiva que se mueve hacia abajo desde la atmsfera hacia la Tierra. La causa es la carga negativa de la Tierra, que atrae iones positivos de la atmsfera. Al parecer, la carga negativa se traslada ala Tierra durante las tormentas y el flujo descendente de corriente positiva durante el buen tiempo se contrarresta con un flujo de regreso de la corriente positiva desde zonas de la Tierra con tormentas.2.2 COMPUESTOS INORGNICOS Y SUS NOMENCLATURASSe denominacompuesto qumico inorgnicoa todos aquelloscompuestosque estn formados por distintoselementos, pero en los que su componente principal no siempre es elcarbono, siendo el agua el ms abundante. En los compuestos inorgnicos se podra decir que participan casi la totalidad de elementos conocidos.Mientras que uncompuesto orgnicose forma de manera natural tanto enanimalescomo envegetales, uno inorgnico se forma de manera ordinaria por la accin de varios fenmenos fsicos y qumicos:electrlisis,fusin, etc.Tambin podran considerarse agentes de la creacin de estas sustancias a laenerga solar, el agua, eloxgeno. Losenlacesque forman los compuestos inorgnicos suelen serinicosocovalentes.Ejemplos de compuestos inorgnicos:Cada molcula de cloruro de sodio (NaCl) est compuesta por un tomo de sodio y otro cloro.CompuestoNomenclatura sistemticaNomenclatura StockNomenclatura tradicionalNaClcloruro de sodiocloruro de sodio (I) o cloruro de sodiocloruro sdico o cloruro de sodioCaF2difluoruro de calciofluoruro de calcio (II)fluoruro clcicoFeCl3tricloruro de hierrocloruro de hierro (III)cloruro frricoCoSmonosulfuro de cobaltosulfuro de cobalto (II)sulfuro cobaltoso

Cada molcula de agua (H2O) est compuesta por dos tomos de hidrgeno y uno de oxgeno:H2O.- Oxido de dihidrgeno.- monxido de dihidrgeno.Cada molcula de amonaco (NH3) est compuesta por un tomo de nitrgeno y tres de hidrgeno:NH3 = amoniaco - nitruro de hidrgeno - nitruro de trihidrgenoEl anhdrido carbnico se encuentra en la atmsfera en estado gaseoso y los seres vivos aerobios lo liberan hacia ella al realizar la respiracin. Su frmula qumica, CO2, indica que cada molcula de este compuesto est formada por un tomo de carbono y dos de oxgeno. El CO2 es utilizado por algunos seres vivos auttrofos como las plantas en el proceso de fotosntesis para fabricar glucosa. Aunque el CO2 contiene carbono, no se considera como un compuesto orgnico porque no contiene hidrgeno:CO2= xido de carbono (IV) Dixido de carbono.

2.3 CAUSAS DEL POTENCIAL ESPONTANEO Y USO DEL MTODOSe basa en la medicin de las diferencias naturales de potencial elctrico entre 2 puntos sobre la superficie o a poca profundidad.

Los primeros registros de potencial espontneo (PE) fueron realizados por Fox en 1830, quien utilizando dos placas de cobre como electrodos, conectadas a un galvanmetro, detect la existencia de yacimientos subterrneos de sulfuro de cobre en Cornwall, Inglaterra. La tcnica se utiliz como un complemento para la prospeccin de yacimientos metalferos hasta la dcada de 1920, especialmente para la deteccin de cuerpos masivos, en contraste con la polarizacin inducida, empleada en la exploracin de yacimientos diseminados.

En aos recientes el PE se extendi a algunas investigaciones hidrogeolgicas y geotrmicas y tambin a lasgeolgicas, en especial para la ubicacin de zonas de fracturacin cercanas a la superficie.Los registros de potencial espontneo, tanto por el equipamiento requerido como por el costo, son los ms sencillos y accesibles de todos los mtodos de prospeccin geofsica aplicados desde la superficie.La mayor utilidad del mtodo radica en la identificacin de yacimientos minerales, especialmente los metalferos como pirita, calcopirita, pirrotina, galena y magnetita, que generan potenciales negativos de algunos cientos de mV. Los diques de cuarzo y las pegmatitas producen PE positivos de algunas decenas de mV. El PE se mide en forma rutinaria, junto con la resistividad y frecuentemente con rayos gamma, en las perforaciones hidrogeolgicas. En las perforaciones de exploracin y explotacin petrolferas, el perfilaje mencionado se acompaa con otros registros ms sofisticados como el snico, el de induccin, el de buzamiento, etc.

Origen del potencial espontneo y uso del mtodoEl agua subterrnea es la principal responsable de la existencia del potencial espontneo, debido a que acta como un electrolito disolviendo y transportando minerales al estado inico. Existen 3 procesos por los cuales se puede transmitir la corriente a travs de rocas y sedimentos: dielctrico, electroltico y electrocintico; de stos el ms importante es el electroltico.

El origen del fenmeno de potencial espontneo en pozos fue estudiado en 1944 en Estados Unidos por Mounce y Rust mediante un recipiente circular con arcilla, agua dulce, una membrana permeable y agua salada.El potencialespontneo frente a las arcillitas o lutitas generalmente tiende a seguir una secuencia de valores ms o menos constante que define la llamada lnea de arcillas o lutitas, y frente a formaciones permeables la curva de SP se aparta de dicha lnea base. Cuando las capas de arenas tienen suficiente espesor, alcanzan una desviacin pareja definiendo una lnea de arenas. La deflexin de la curva frente a las capas permeables puede ser hacia la derecha o izquierda, dependiendo de las salinidades relativas de lodo y agua de formacin.

Cuando el filtrado del lodo es ms dulce que el fluido formacional, la deflexin es hacia la izquierda (SP negativo, el ms habitual), caso contrario hacia la derecha o positivo. No es importante el valor absoluto del potencial espontneo sino el valor relativo respecto a la lnea base de lutitas, cuya posicin es fijada arbitrariamente por el ingeniero de perfilaje para que las desviaciones permanezcan dentro de la escala de graficacin.MedicinEs muy sencilla, se requieren 2 electrodos impolarizables de cobre, sumergidos en una solucin saturada de sulfato de cobre, contenida en un recipiente poroso para permitir la filtracin y su contacto con el suelo (figura 12). Para los registros se pueden emplear los electrodos utilizados en los SEV. En definitiva lo que se mide son diferencias de potencial mediante un milivoltmetro.

2.4 FENMENO DE POLARIZACIN ELCTRICA EN EL TERRENOEl fenmeno de polarizacin elctrica de un material, se ha clasificado en:Polarizacin electrnicaPolarizacin inicaPolarizacin molecular

Con este enfoque, sepuede describir que la POLARIZACIN ELECTRNICA sucede, cuando se aplica un campo magntico a un material y genera la formacin y el movimiento de dipolos contenidos en el material.Estos dipolos son tomos o grupos de tomos que tienen carga desequilibrada. Dentro de un campo elctrico aplicado los dipolos se alinean causando polarizacin.

Cuando se produce la Polarizacin Electrnica en el material, en los dipolos se produce la concentracin de los electrones en el lado del ncleo ms cercano al extremo positivo del campo. Esto implica una distorsin del arreglo electrnico, en la que el tomo acta como un dipolo temporal inducido. Este efecto, que ocurre en todos los materiales es pequeo y temporal.

POLARIZACION IONICA. Los enlaces inicos tienden a deformarse elsticamente cuando se colocan en un campo elctrico. En consecuencia la carga se redistribuye minsculamente dentro del material. Los cationes y aniones se acercan o se alejan dependiendo de la direccin de campo. Estos dipolos temporalmente inducidos causan polarizacin y tambin pueden modificar las dimensiones generales del material.POLARIZACION MOLECULAR. Algunos materiales contienen dipolos naturales, que, al aplicrseles un campo giran, hasta alinearse con l. En algunos materiales, como el titanato de bario, los dipolos se mantienen alineados a pesar de haberse eliminado la influencia del campo externo.

Anteriormente, al hablar de polarizacin inica, mencionamos la posibilidad de que hubiera modificacin de las dimensiones del material. Este efecto se conoce como electrostriccin, adems de darse porcambios en la longitud de los enlaces entre iones, puede ser resultado de la actuacin de los tomos como partculas en forma oval en vez de esfrica o por distorsin debida a la orientacin de los dipolos permanentes del material

Sin embargo, existen materiales que muestran una propiedad adicional: cuando se les impone un cambio dimensional, ocurre polarizacin, lo que crea un voltaje o un campo. Los materiales que presentan este comportamiento son piezoelctricos.Los mtodos elctricos se basan en tres fenmenos y propiedades asociadas con rocas.La resistividad o es decir el reciproco de la conductividad determina la 'cantidad' de la corriente, que pasa por una roca al aplicar una diferencia potencial especfica. La actividad electroqumica causada por los electrolitos, que circulan en el subsuelo la base para los mtodos magnticos, de potencial propio y de polarizacin inducida.La constante dielctrica indica la capacidad de material rocoso de guardar carga elctrica y determina parcialmente la repuesta de formaciones rocosas a las corrientes alternas de alta frecuencia introducida en la tierra a travs de los mtodos inductivos o conductivos.Algunas rocas y depsitos minerales no exhiben un potencial propio. Solo al dejar pasar una corriente por las rocas a travs de un par de electrodos de corriente se genera una polarizacin inducida en ellos, un proceso comparable a la carga de un acumulador. Despus de la interrupcin de la corriente el potencial generado se puede medir un cierto intervalo de tiempo todava, mientras que se disminuye lentamente.

Se puededemostrar el voltaje inducido midiendo la diferencia de potencial entre dos electrodos colocados en la superficie un intervalo de tiempo definido despus de la interrupcin de la corriente.Cuando una corriente pasa por material terrestre, que no lleva minerales metlicos la cantidad de la corriente se relaciona con el potencial solo por la resistencia hmica de las formaciones rocosas penetradas. Si las formaciones albergan minerales metlicas las corrientes provocan un intercambio de iones, que ocurre en la superficie de contacto entre los minerales y los electrolitos disueltos en los fluidos, que llenan los espacios de poros situados entre los granos. Tal intercambio electroqumico genera un voltaje opuesto al flujo de corriente, que pasa por el material. Un voltaje adicional es necesario para superar esta barrera creada por el intercambio electroqumico. Este voltaje adicional necesario para dejar pasar la corriente por la barrera se denomina sobre voltaje. Al apagar la corriente introducida en el subsuelo los voltajes electroqumicos se diseminan paulatinamente. Los voltajes desintegrndose paulatinamente se pueden medir un cierto intervalo de tiempo despus de haber apagado la corriente introducida en el subsuelo.

2.5 INSTRUMENTAL USADO Independientemente de la configuracin de medida empleada, el equipo bsico requerido es bastante sencillo y consta de:

En el caso de utilizar la configuracin multielectrdica se precisa un sistema multicanal de adquisicin de datos, y que elcable elctrico sea multiconductor. Por otro lado, y dado que en general tendremos la presencia de cierto nivel de ruido en nuestra seal de campo, es prcticamente habitual el uso de un monitor telrico con el que medir las variaciones temporales del potencial espontneo, y evitar de esta forma confundirlas con las variaciones espaciales de potencial electrocintico.En cuanto al tipo de electrodos a utilizar, si bien durante muchos aos se han estado empleando electrodos metlicos, diversos estudios revelaron la conveniencia de utilizar electrodos no polarizables, ya a que este tipo de electrodos reduce los fenmenos de polarizacin y de deriva.

De electrodos no polarizables existen de diversos tipos siendo los de 4 Cu CuSO los ms utilizados. Estos electrodos estn formados por una barra de metal inmersa en una solucin saturada de sal de su propio metal, y todo ello dentro de un tubo de porcelana porosa que permite poner en contacto la solucin con el terreno. En la figura 14 se muestra un esquema bsico.

Fig. 14 Esquema de un electrodo no polarizable de 4 Cu CuSO.

2.6 TRABAJO DE CAMPO Tipos de configuraciones en la captura de los datosA la hora de realizar las medidas de campo, que al igual que en Tomografa elctrica se disponen en forma de perfiles, podemos optar por diferentes procedimientos. Si bien todos ellos se han utilizado con xito en diferentes trabajos, la susceptibilidad a errores sistemticos hace que ciertos dispositivos sean ms idneos que otros.

Configuracin del gradienteEsta tcnica solo precisa 2 electrodos, y se basa en medirmediante el milivoltmetro, cual es la diferencia de potencial entre los dos electrodos, siendo la distancia entre ambos invariable.Para ello, en primer lugar definiremos quien es el electrodo A y B y los uniremos a la terminal positiva y negativa del milivoltmetro respectivamente. Realizada la primera medida, ahora sin cambiar la polaridad del dispositivo as como la distancia electrdica, procederemos a tomar el resto de medidas a lo largo del perfil, de forma que el electrodo A ocupe siempre la posicin que ocupaba el B en la anterior medida.Si la distancia fija entre los dos electrodos es relativamente pequea en comparacin con la longitud de onda de la anomala, este procedimiento representa esencialmente el gradiente del potencial espontneo en la direccin del perfil de reconocimiento. Para obtener la variacin espacial del valor total del potencial, basta con ir sumando cada uno de estos gradientes.VentajasLa utilizacin de poca longitud de cable elctrico, aspecto que supone que se minimice su exposicin a las mordeduras de los animales y a los actos de vandalismo.La rapidez con la que puede ser movido el dispositivo para evitar incidentes con los posibles vehculos que puedan aparecer en la zona.En caso de observar problemas con el cable elctrico, es ms fcil de encontrar el lugar donde tenemos el fallo elctrico.Desventajas La gran desventaja de esta configuracin reside en el tema de la calidad de los datos obtenidos. Esto se debe a que el propio proceso de adquisicin de datos lleva asociado unos errores (polarizacin, deriva y efecto contactosuelo, ver 4.5.2), que si bien pueden ser mnimos para cada medida puntual, a la hora de

sumar los gradientes a fin de obtener el potencial total, la magnitud de estos errores se puede magnificar significativamente.Es justamente este aspecto de la acumulacin del error, el que determina que la configuracin de reconocimiento ms habitual sea el de base fija, dejando la del gradiente para aquellas situaciones en las que debido a la orografa del terreno, o a la gran vulnerabilidad del cable elctrico a sufrir daos, haga inviable el empleo del mtodo de base fija.

2.7 INTERPRETACIN CUALITATIVA Y CUANTITATIVAPara cada perfil obtendremos una grfica, en donde en el eje de abscisas colocaremos cada una de las estaciones de medida que conformen el perfil, mientras que en el eje de ordenadas ubicaremos cada uno de los valores del potencial espontneo medido.Ahora, nuestro objetivo consiste en detectar y filtrar los diferentes ruidos y errores que puedan existir en nuestras medidas, a fin de quedarnos simplemente con las variaciones espaciales del potencial electrocintico. Su magnitud suele ser del orden de algunas decenas de mV. Este proceso puede ser muy complicado en zonas de elevado nivel de ruido.Adems de los perfiles, tambin es muy frecuente confeccionar mapas de isolneas de potencial electrocintico, en los que a partir del aumento o disminucin relativa del valor del potencial en el sentido del flujo, podremos caracterizar el problema de filtracin en el subsuelo.A la hora de interpretar los resultados, la variacin exacta del potencial espontneo en zonas conpresencia de flujos de agua, es una funcin compleja que depende de aspectos tales como la seccin geoelctrica, la intensidad del flujo, o la profundidad y geometra de ste. Sin embargo en la prctica, y como resultado de diversos estudios as como de la experiencia acumulada en casos reales, se han observado ciertas tendencias en el comportamiento del potencial que se usan a modo de reglas en la interpretacin.

En el caso de analizar los resultados obtenidos a travs de los perfiles, identificaremos como zonas susceptibles de presentar filtraciones, aquellas zonas en donde se produzcan anomalas negativas, es decir un descenso relativo del valor del potencial electrocintico.