Ciencias de la tierra

Ingeniería en Geociencias

Métodos Eléctricos 1

ING. Miguel Martínez Flores

4523B

15:00-16:00

L-M-X-J

Unidad 4 Práctica Docente

Midiendo el Potencial Espontaneo en Laminas de Grafito

Equipo: Electromorfos

Coronado González Amado

Del Ángel Hernández Víctor Manuel

Gameros Chávez Javier

Hernández Goitortua Rebeca Carolinny

Rendón Ramírez Salvador Domingo

Reyes Gámez Antonio de Jesús

Ciudad Madero, Tamaulipas a 14 de Diciembre de 2015

Objetivo

Adentrarnos en el estudio y comprensión del tema sobre el Potencial Espontaneo, para su posterior aplicación a un terreno. En este caso, mediante la medición de las diferencias de potencial eléctrico en hojas de grafito.

Introducción

El método del Potencial o Polarización espontánea es de campo natural por lo que no precisa de circuito de emisión alguno.  Destaca también este método por ser el más antiguo, ya que su origen remonta a 1815 descubierto por el Ingles Robert Fox quien sugirió el uso de este fenómeno para la prospección de yacimientos minerales, por lo que se le ha considerado como “el abuelo de los Geofísicos”, aunque los primeros resultados positivos no se obtuvieron hasta 1913.

Pero, como podemos medir el potencial eléctrico de una superficie cualquiera, en este caso en una hoja de grafito, comúnmente aplicado a la superficies de la corteza terrestre, sin antes conocer claramente que es y cómo se mide el potencial eléctrico…

Metodología

Este método se basa en que, en determinadas condiciones, ciertas heterogeneidades conductoras del subsuelo se polarizan, convirtiéndose en verdaderas pilas eléctricas, que originan en el subsuelo corrientes eléctricas. Estas corrientes producen una distribución de potenciales observable en la superficie del terreno, y que delata la presencia del cuerpo polarizado.   Si se clavan en el terreno dos electrodos impolarizables, y se conectan a los terminales de un voltímetro sensible, se observará que entre ellos existe una diferencia de potencial.

El método del Potencial espontáneo se basa en medir entre dos puntos del terreno, cual es la diferencia de potencial eléctrica generada de forma natural en el subsuelo. El origen de estos campos eléctricos naturales (potenciales espontáneos) está asociado a diferentes fenómenos como por ejemplo a las variaciones de las propiedades del terreno (cambios de humedad, de su química, etc.), la presencia de cuerpos metálicos, actividad biológica de la materia orgánica, etc... Sin embargo de todo el conjunto de potenciales espontáneos, el que nos interesa es el denominado Potencial electrocinético (Electrokinetic potential o Streaming potential) dado que su génesis está ligada al paso de un fluido a través de un medio poroso. Por consiguiente, el objetivo de este método se reduce simplemente a detectar en nuestro registro de campo, las variaciones espaciales del potencial electrocinético

La herramienta del SP es una de las herramientas más simples y es generalmente tomada como estándar al momento de sondear un pozo, junto con rayos gamma. Los datos dados por el SP pueden ser usados para saber:

Donde están las formaciones permeables Los límites de estas formaciones La correlación de formaciones Valores de resistividad del agua de la formación

Ya que tenemos claro el concepto de Potencial eléctrico, se procede a realizar la práctica que aquí se describirá.

Material

Cartulinas tamaño carta Grafito pulverizado Voltímetro Cables de cobre del N.- 14 Cinta de aislar Dos tablillas de madera

Procedimiento

Para realizar la práctica, primero debemos llenar las hojas de cartulina con el grafito pulverizado, de manera irregular (con partes más llenas de grafito que otras), para que podamos apreciar las variaciones de voltaje, haciendo así mismo una parrilla (grid) de puntos en toda la superficie con una distancia considerable entre sí, en este caso de una pulgada. Después procedemos a hacer las mediciones con los instrumentos de corriente y el voltímetro, manteniendo un cable del voltímetro en un punto fijo y desplazando el otro extremo por todos los puntos de la hoja. Se toma nota del voltaje que arroja cada punto. Finalmente se pasan los datos a Excel y posteriormente a Surfer para visualizar en 2D y 3D las superficies que medimos y obtener los gráficos predeterminados.

Resultados de la Lamina N.- 1

x Y Z1 1 19.51 2 25.19

1 3 24.641 4 22.491 5 24.561 6 21.72 1 26.52 2 32.532 3 33.262 4 33.682 5 25.062 6 19.223 1 33.053 2 34.953 3 33.073 4 32.533 5 24.383 6 12.634 1 31.284 2 33.74 3 33.364 4 30.144 5 25.294 6 16.75 1 29.365 2 31.15 3 34.67

5 4 34.575 5 30.95 6 22.066 1 33.696 2 36.766 3 36.576 4 34.246 5 21.426 6 22.297 1 24.77 2 35.97 3 34.157 4 29.467 5 17.887 6 13.168 1 15.58 2 36.78 3 37.58 4 27.758 5 13.128 6 9.659 1 22.279 2 16.559 3 14.329 4 15.159 5 16.539 6 12.35

1 2 3 4 5 6 7 8 91

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5 6 7 8 91

2

3

4

5

6

Resultados de la Lamina N-. 2

X Y Z1 1 4.31 2 14.121 3 7.631 4 6.851 5 5.841 6 5.712 1 5.112 2 7.312 3 35.42 4 39.562 5 10.72 6 6.383 1 15.23

3 2 17.983 3 22.53 4 22.983 5 30.613 6 6.124 1 9.34 2 21.534 3 5.684 4 23.454 5 23.674 6 7.555 1 6.945 2 19.625 3 33.57

5 4 33.855 5 29.175 6 8.456 1 24.026 2 23.466 3 27.96 4 24.56 5 7.816 6 8.137 1 14.617 2 5.767 3 27.697 4 15.847 5 11.71

7 6 13.48 1 8.138 2 41.28 3 29.318 4 8.98 5 9.218 6 9.69 1 9.379 2 11.779 3 6.169 4 6.829 5 5.29 6 6.58

1 2 3 4 5 6 7 8 91

2

3

4

5

61 2 3 4 5 6 7 8 9

1

2

3

4

5

6

Conclusión

El uso del método del Potencial Espontaneo ofrece una alternativa simple y relativamente económica al momento de hacer sondeos en el subsuelo. Sin embargo, tiene también ciertas desventajas: debido a que se necesita de “fluidos conductivos” para su uso. Es esta ocasión el medio conductor fue el grafito, al no ser regular en toda la superficie, hubo variaciones en los voltajes, las cuales se ven claramente reflejadas en las gráficas que resultaron del software Surfer. De la misma manera se realizan las pruebas en el subsuelo, solo que el medio conductor seria el agua o los espacios vacíos (viento).

Anexo Fotográfico