Geoeléctrica -Clase 1-

Alrededor del 1600, el primer estudio del magnetismo fue de Tales de Mileto. También describió por primera vez fenómenos electroestáticos. Tales de Mileto: filósofo griego. 624ac-547ac

Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio VOLTA 18 de Febrero de 1745: Nace en Como, Lombardía, Italia 5 de Marzo de 1827: Muere en Como Inventor de la primera batería eléctrica: 20 de marzo de 1880 Volt: unidad de medida de la f.e.m. Volta descubre el efecto electroquímico. En 1800 inventa la celda galvánica (pila) que permite disponer de energía eléctrica controlada, primera fuente de corriente continua.

Hans Crhistian Oersted ( 1777 Langelang, Dinamarca – 1851 Copenhague ): observó el fenémeno, 1819: Cuando l >> R Pila de VOLTA B = cte. 2. I / R(radio)

Biot & Savart (1820) dio una expresión general al descubrimiento de Oersted André Marie Ampère ( ) encuentra las fuerzas que aparecen entre dos conductores cuando circula corriente eléctrica. Ley de Ampère-Motor eléctrico.

Faraday (1831): generador eléctrico Ley de Ohm (1827) –Georg Simon Ohm: Baviera 16/03/1789 –6/07/1854 –La corriente es proporcional a la fem aplicada –Unidades R [Ω] ρ [Ωm] б [Ω -1 m -1 ] Ley de Ohm generalizada μ = Densidad de corriente (I / S)

Conductores: Buenos ρ (Ω.m) < Intermedios 1 < ρ < 10 7 Malos 10 8 < ρ ρ = R*S / l б = 1/ ρ = conductividad V = I. R Ley de Ohm en el elemento de volumen V = potencial eléctrico

Unidades

Métodos Eléctricos El grupo más numeroso en tipos de métodos de exploración Fuente Natural –Autopotencial –Corrientes Telúricas Fuente Artificial –Resistivos –Polarización Inducida –Electromagnéticos

Propiedades eléctricas de las rocas Tres tipos de conducción eléctrica: –Electrónica Metales (menas) –Iónica Soluciones (rocas en general) –Dieléctricas No conductores (menos significativa) Resistividad eléctrica: función del electrolito (porosidad, porosidad efectiva, concentración, movilidad, grado de disociación iónica, etc). –La resistividad de las rocas varía en un rango de 10 13

Métodos eléctricos La prospección eléctrica hace uso de las diferentes propiedades eléctricas de las rocas para deducir la estructura presente en el subsuelo. Luego, su aplicación para la resolución de un determinado problema geológico depende exclusivamente de que estén en relación formaciones de distinto comportamiento eléctrico, de modo que generen diferencias observables en alguna de las componentes del campo eléctrico. La aplicación de estos métodos de prospección es principalmente en los estudios de búsqueda de ciertos minerales y de agua. Asimismo se los utiliza ampliamente para determinar la profundidad a la que se halla la roca consolidada que sirve de base para construcciones ingeñeriles. Tiene también aplicaciones como detección de puntos o zonas de corrosión de oleoductos, estructuras, etc. Se aplica en la búsqueda de yacimientos arqueológicos, aplicación en ciencias ambientales. La principal limitación (a excepción de corrientes telúricas) es su bajo poder de penetración.

Si bien existen diferencias entre las resistividades eléctricas de las rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias, con frecuencia no son tan netas que permitan su individualización. Sin embargo, ciertos minerales como la calcopirita, la pirrotita, la pirita, la galena, presentan notables características de conductibilidad de la electricidad y esto hace posible su localización por estos métodos. Otros minerales tales como la magnetita también pueden detectarse pues por lo general tienen una resistividad menor que la roca de caja. La conductividad de las rocas depende fuertemente de los fluidos que contenga. En efecto puede demostrarse que rocas constituídas por minerales semi-aislantes como el cuarzo y feldespato, se tornan conductores cuando sus poros están saturados de humedad. En las arenas, conglomerados, barros, gravas, etc., depende mas del fluido (electrolito) que llena sus poros que de los minerales que la constituyen. Métodos eléctricos

Resistividad de rocas y minerales

Resistividad de disoluciones en función de su concentración

Constantes eléctricas

Actividad Electroquímica Se conoce con el nombre de actividad electroquímica al fenómeno por el cual se genera un fuerza electromotriz al ponerse en contacto sólidos y fluidos o fluidos con fluidos de distinta composición química.Tanto el signo como la magnitud de esta fem es función de la composición química de la roca y del tipo y concentración de los fluidos en contacto. Así, por ejemplo, cuando una barra de metal (electrodo) se clava en el suelo, se origina entre la barra y éste un potencial eléctrico de contacto debido a la humedad y sales presentes en el terreno en las inmediaciones del electrodo. La magnitud de este potencial (o polarización) es función del tipo de metal, de la concentración electrolítica y de la temperatura.

Variación de la resistividad de una roca con el contenido de agua

Método del Autopotencial (AP) La disolución de sales en el fluido en contacto con el cuerpo y la presión de disolución por encima del nivel freático son diferentes en las presentes por debajo de la zona de oxidación, originándose una diferencia de potencial eléctrico. Como resultado de este fenómeno físico-químico, la masa de sulfuros se convierte en una celda galvánica de grandes dimensiones, en la que el polo positivo está situado en la parte del cuerpo ubicado dentro de la zona de oxidación y el electrolito lo constituye el ácido débil originado durante el proceso de oxidación. Como consecuencia de esta diferencia de potencial, se origina una corriente eléctrica.. -Cuerpos de sulfuros próximos a la superficie, magnetita, pirrotita, pegamtitas  Centro negativo -Grafito y carbón de antracita  centro positivo Cañerías, poliductos, estructuras metálicas enterradas cuando se rompe la protección se produce la oxidación (corrosión) y pueden ser detectadas por el método AP.

Método del Autopotencial (AP)

Instrumental Un operador práctico en 1h de labor perfora los pozos para los electrodos no polarizados (de 8 a 15 cm de profundidad) y transporta el cable a un ritmo tal que permite observar de 10 a 14 estaciones separadas entre sí.

Técnicas de operación de campo Técnica de operación para determinar líneas de igual potencial Técnica de operación utilizada para medir potenciales relativos en perfiles o redes Principales fuentes de errores en las mediciones: –Por las variaciones propias de las corrientes eléctricas naturales de la Tierra (corrientes telúricas) –Por las lluvias –Por los cambios de temperatura –Por distinto grado de insolación

Casos Históricos Corrimiento del Centro –Negativo por efecto topográfico –Vena de pirita en Arizona

Casos Históricos

Método de las líneas equipotenciales

Equipos y técnicas de campo

Casos Históricos: estudio realizado en Arizona (USA). Jakosky (1951) Afloran: diabasas, porfirita, hornblenda y esquistos cuarzosos. Presencia de fracturas N-S: fallas rellenadas con cuarzo asociado con galena, mineral éste muy buen conductor. Determinación dentro de las zonas de fracturas de los lugares de mayor conductibilidad. Ubicación de los electrodos de corriente Ay B de manera tal que facilite el flujo de la corriente eléctrica hacia las zonas de fractura