Causas Del Potencial Espontaneo y Usos Del Método

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Equipo Σ Σ Rojas Tolentino Itzel Araceli Σ Del Ángel Ortega Gabriel Σ Nájera Sarazúa José Carlos Σ Navarro Márquez Edwin Alberto Σ Sánchez Hernández Juan Emiliano Σ Cruz García Carlos Omar

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en estas diapositivas se explica el origen del potencial espontaneo y algunos usos que tiene este método en la geología.

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  • Equipo Rojas Tolentino Itzel Araceli

    Del ngel Ortega Gabriel Njera Saraza Jos Carlos

    Navarro Mrquez Edwin Alberto Snchez Hernndez Juan Emiliano

    Cruz Garca Carlos Omar

  • Causas Del Potencial

    Espontaneo y Usos Del

    Mtodo

  • Introduccin

    El mtodo del Potencial espontneo (Self-potencial o Spontaneous potential) es un mtodo de prospeccin elctrica que tuvo sus orgenes en la bsqueda de recursos minerales.

    Itzel

  • Origen Del Potencial Espontaneo

    Dentro de un pozo se originan potenciales elctricos espontneos en las interfaces entre las rocas permeables e impermeables, as como en la interface de la entre la zona virgen y la zona lavada.

  • Objetivo del mtodo.

    El mtodo del Potencial espontneo se basa en medir entre dos puntos del terreno, cual es la diferencia de potencial elctrica generada de forma natural en el subsuelo.

  • se basa en el estudio de campos de potencial elctrico, tanto en lo

    referente a los naturalmente existentes en la corteza terrestre, como a los

    artificialmente provocados en la misma.

  • Potencial electrocintico

    El paso de una solucin de resistividad elctrica y viscosidad a travs de un medio capilar o poroso, puede generar un gradiente de potencial elctrico a lo largo de la trayectoria del flujo. Este potencial es lo que se conoce como Potencial electrocintico.

  • Estudio del potencial en terrenos no

    consolidados

    En este estudio se realiza un profundo anlisis de la influencia que tienen sobre el valor del potencial, factores como el gradiente hidrulico, el tamao de grano, la permeabilidad, as como la concentracin de sal en un fluido.

  • A medida que aumentamos el gradiente de presin del fluido, la amplitud del potencial tambin incrementa su valor, pero siempre en valores negativos.

    Dado un gradiente hidrulico, las mayores amplitudes del potencial electrocintico se obtienen para terrenos de permeabilidad entre 60-70 Darcy (corresponden a arenas de tamao de grano medio).

    Fijado un gradiente hidrulico y una permeabilidad, un aumento de la concentracin de sal del fluido conlleva una disminucin significativa del valor del potencial.

  • Estudio del potencial en medios

    fisurados

    A diferencia de los terrenos no consolidados, el estudio del potencial en medios fisurados no ha sido tan amplio.

    Emiliano

  • Para distintas aperturas de fisuras sin relleno, se observ que cuanto menor sea la apertura mayor ser la magnitud del potencial electrocintico (en valores negativos).

    Dada una apertura de fisura de 3mm y diferentes cantidades de relleno arenoso se observo que:

    1.

    2.

    dada una apertura de fisura de 3mm y rellena al 100% con diferentes mezclas de arena y arcilla, se observ que fijado el gradiente hidrulico, a medida que aumenta la proporcin de arcilla en el relleno, el valor del potencial electrocinticodisminuye.

  • Curva Del Potencial Espontaneo

    (SP)

  • Perfil Elctrico

    Convencional

    Resistividad Normal Corta (SN) de 16 (Esta mide la resistividad en la zona lavada (Rxo), es decir, la zona que fue invadida por el filtrado del lodo.)

    Resistividad Normal Larga (NL) de 64 (Esta mide la resistividad en la zona virgen (Rt))

    Resistividad Lateral de 18" // - 8 (Es utilizada para medir la resistividad verdadera de la formacin cuando no es posible obtener un valor preciso de la curva Normal Larga (NL).)

    Por lo general el Perfil Elctrico Convencional contiene cuatro curvas, siendo estas:

  • Factores Que Afectan A La Curva

    Del Sp

    El lodo o fluido de perforacin

    Saturacin

    Inclusin o alternancia de arcillas/lutitas en la formacin

    Fallas

    Temperatura

    Dimetro del pozo

  • Equipo requerido

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

    unos electrodos

    cable elctrico

    un carrete para recoger el cable

    un milivoltmetro con el que medir el potencial

  • Esquema de un electrodo no polarizable de Cu CuSO4

  • Metodologa de campo

    Tipos de configuraciones en la captura de los datos:

    Configuracin del gradiente

    Configuracin de base fija (o campo total)

    Configuracin multielectrdica

    Carlos

  • Configuracin del gradiente

    Esta tcnica solo precisa 2 electrodos, y se basa en medir mediante el milivoltmetro, cual es la diferencia de potencial entre los dos electrodos, siendo la distancia entre ambos invariable.

  • Ventajas

    La utilizacin

    La rapidez

    Reconocimiento de problemas

    Desventajas

    Calidad de datos

  • Configuracin de base fija (o campo

    total)

    Este dispositivo, en el que solo se precisan tambin 2 electrodos, se basa en colocar estaciones fijas de medida a lo largo del perfil que previamente hallamos definido.

  • Ventajas

    No hay Acumulacin del error

    La flexibilidad a la hora de colocar las bases

  • Desventajas

    La susceptibilidad del cable elctrico

    Ubicacin del fallo

  • Configuracin multielectrdica

    Esta configuracin es similar a la de base fija pero a diferencia de sta, ahora no vamos de estacin en estacin conectando el electrodo B con el de referencia, y luego medimos.

  • Ventajas

    La capacidad de realizar un gran nmero de medidas

    Desventajas

    El costo

  • Fenmenos que contaminan nuestras medidas de potencial

    Error seran todos aquellos errores irreproducibles asociados al propio proceso de adquisicin de datos.

    Ruido seran todos aquellos potenciales generados de forma natural (i.e. corrientes telricas) o artificial (i.e. actividad humana), y cuya gnesis no est ligada al movimiento del agua en el terreno.

    Gabriel

  • Dentro de los errores tenemos:

    Polarizacin y deriva: La polarizacin se define como el potencial medido por un par de electrodos en ausencia de un campo elctrico externo.

    Efecto debido al contacto suelo-electrodo: Si colocamos los electrodos en el terreno, medimos, los extraemos y volvemos a reintroducirlos para repetir la medicin, se observa que generalmente las mediciones han cambiado.

  • En el grupo de los ruidos:

    Corrientes telricas: Son aquellos cambios de potencial debidos a las variaciones temporales del campo magntico terrestre.

    Corrientes elctricas debido a la actividad humana:Las zonas industrializadas son fuente de grandes variaciones de potencial.

  • Efecto topogrfico: En bastantes casos el gradiente topogrfico es fcil de reconocer.

    Corrosin de elementos metlicos enterrados: La existencia de elementos metlicos enterrados en el terreno (i.e. tuberas metlicas).

  • Efecto Topogrfico

    Descomposicin de la seal de potencial espontneo en tres componentes: efecto topogrfico, efecto debido a la litologa (residual SP) y efecto debido a la actividad biolgica (noise SP)

  • Corrosin de elementos metlicos enterrados

    Anomalas del potencial espontneo debido a elementos metlicos enterrados en el terreno

  • Planificacin de la campaa de

    reconocimiento

    Omar

  • Dada la cantidad de fenmenos que pueden perturbar nuestra seal de campo, en la planificacin ser fundamental el garantizar la correcta adquisicin de los datos.

  • En este sentido, la calidad de la

    informacin obtenida depender de:

    1. La configuracin de reconocimiento utilizada.

    2. La seleccin del material adecuado as como de su mantenimiento.

    3. La capacidad de reconocer posibles fuentes de error en nuestras lecturas

    de campo.

    4. Las medidas adoptadas a fin de evitar incidentes (fortuitos o por vandalismo) con los equipos de medida.

  • Adems de estas cuestiones, otros aspectos que deberemos determinar en la planificacin de la campaa de campo son:

    Nmero, ubicacin y longitud de los perfiles en el terreno.

    2. Espaciado entre las estaciones de medida que conforman cada perfil.

    3. Localizacin de la base de referencia (en el caso de usar configuracindebase fija o multielectrdica).

    4. Periodicidad con la que se tomarn las medidas, a fin de intentar caracterizar y filtrar las variaciones temporales del potencial espontneo

  • La configuracin ms usual es la de base fija. Ello conlleva el determinar previamente la ubicacin idnea de nuestra base de referencia, siendo el lugar ms adecuado aquel en donde el valor del potencial espontneo sea lo ms estable posible.

  • La disposicin de las diferentes estaciones se disponen en perfiles de forma anloga a lo visto en Tomografa elctrica, siendo la separacin entre ellas generalmente pequea (de algunos metros), a fin de poder caracterizar correctamente incluso aquellas anomalas de longitud de onda pequea.

  • Plano del mapa de Clearwater Dam en el que se muestran la ubicacin de los 4 perfiles de electrodos del potencial espontneo.

  • Procesado e interpretacin de los

    datos

    A la hora de interpretar los resultados, la variacin exacta del potencial espontneo en zonas con presencia 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.

    Edwin

  • 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 descensorelativo del valor del potencial electrocintico.

  • aquellas zonas en donde se produzcan anomalas negativas, es decir un descenso relativo del valor del potencial electrocintico.

    Anomalas del potencial espontneo producto de un flujo de agua

  • El elevado nivel de ruido (gran actividada industrial) as como a la alta presencia de sal en el fluido, imposibilit el uso del mtodo del Potencial espontneo en Cardona. A fin de ilustrar grficamente algunos de los aspectos anteriormente comentados, procederemos a exponer de forma muy breve los resultados de un estudio de filtracin de agua en la presa de tierra de Clearwater, Missouri

  • Datos ya filtrados del perfil array 2A para nivel de agua mximo y mnimo

  • Ventajas y limitaciones del mtodo

    Las principales ventajas de este mtodo son:

    Es un mtodo muy econmico y robusto, dada la sencillez de los aparatos.

    Es un mtodo que no es agresivo con el medio.

  • En cuanto a las limitaciones que presenta

    este mtodo tenemos:

    Es un mtodo que no nos permite estimar la profundidad del flujo.

    No tenemos la capacidad de controlar la profundidad de investigacin.

    Nuestra seal de campo en general se ver afectada por niveles significativos de ruido.

  • Con objeto de solventar el problema anteriormente expuesto, se requiere que el responsable del proyecto tenga cierta experiencia.

    El rango de aplicabilidad del mtodo se ve restringido enormemente cuando trabajamos en medio fisurado, as como con fluidos de elevada salinidad.