Introducción

¿Qué es potencial espontáneo?

Potencial espontáneo (SP) es una natural diferencia de potencial eléctrico en la

Tierra, medido por un electrodo en un pozo, en relación con un electrodo de

referencia fijo en la superficie. El potencial espontáneo se reconoció por primera

vez por Conrad Schlumberger, Marcel Schlumberger, y EG Leonardon en 1931, y

lo que publicó por primera vez fueron ejemplos de campos de petróleo de Rusia.

El potencial espontáneo es un tipo de registro geofísico, también se usa como

sondeo eléctrico vertical.

Medición del potencial eléctrico del terreno. La circulación de agua subterránea

genera potenciales eléctricos detectables.

¿Cómo se origina?

El potencial espontaneo se origina por casusa de:

1. Potencial de electro filtración, por el lodo en un medio poroso.

2. Potencial de membrana, en caso de arcillas o margas.

3. Potencial de difusión, debido a la existencia de diferentes concentraciones de

electrolito en el terreno.

4. Potencial electroquímico: la existencia de menas metálicas en el subsuelo.

Otra fuente que origina el potencial espontaneo el "potencial que fluye" (o

potencial electro cinético) que se presenta del flujo del líquido cargado de

minerales disueltas (agua subterránea) con un medio poroso y fisuras del terreno.

El potencial electro cinético o zeta, es el potencial cae a través de la parte móvil de

la doble capa que es responsable de los fenómenos electro cinéticos como la

electroforesis (movimiento de partículas en un campo eléctrico a través de una

solución estacionaria). El potencial zeta se mide por mediciones de electroforesis.

El potencial zeta refleja la diferencia de potencial entre el plano de corte y la fase

gruesa. La distancia entre la superficie y el plano de corte no puede precisarse

rigurosamente.

El potencial zeta es como ya se dijo una medida para determinar la carga del

coloide. Para coloides en fuentes de agua natural con un pH de 5 a 8, el potencial

zeta se encuentra entre los -14 y -30 milis volts; cuanto más negativo sea el

número, tanto mayores será la carga de la partícula. A medida que disminuye el

potencial zeta, las partículas pueden aproximarse cada vez más aumentando la

posibilidad de una colisión.

El fenómeno del potencial espontaneo está asociado a corrientes naturales que

son provocadas por diferentes fenómenos, en particular a la interacción

geoquímica con minerales metálicos, a los gradientes de temperatura existentes y

a la filtración del agua en el suelo.

Métodos para medir el potencial espontaneo y tecnologías aplicadas a esta

área.

El potencial espontáneo es un voltaje de DC. (Corriente directa por sus siglas en

inglés) es lo que genera el flujo de electricidad (el movimiento de electrones o

corriente eléctrica) a través de un material conductivo, en las actividades a

realizarse en un equipo diseñado para medir los pequeños voltajes de DC y tener

la capacidad de filtro de ruido de baja frecuencia se utilizan para medir el SP. Las

sondas especializadas que se utilizan para conectar los instrumentos a la

superficie de la tierra deben ser no polarizantes, de lo contrario se puede producir

un "contacto" de voltaje a través de la acción electroquímica de la sonda en sí. No

polarizar sondas utilizando una "olla porosa" que contiene la sal de metal (sulfato

de cobre) se utilizan para la solución de superficie SP. En entornos de pozo, de

material inerte, se utilizan electrodos metálicos.

Una forma de usar el potencial espontáneo es unir las curvas de resistividad

eléctrica, y se comparan las dos. (O tres por que casi siempre se usan dos de

resistividad y una de potencial espontáneo), y si la curva de potencial espontáneo

varia al mismo tiempo que las curvas de resistividad se están separando eso

significa que en ese estrato se tiene alta porosidad y permeabilidad.

Desarrollo

Equipo Requerido

Dos electrodos de cobre

50 metros de cable (muchos hilos)

Multímetro

Guantes

Cinta métrica

Martillo

Cinta aislante

Procedimiento

Para llevar a cabo la práctica, primeramente lijamos los electrodos de cobre hasta que

quedaran brillantes, debido a que esto aseguraría una mejor conducción y unas lecturas

más acertadas. Se unieron las puntas de los cables con los extremos superi ores de los

electrodos y se añadió cinta de aislar a modo de sujetar los cables. En el otro extremo se

colocaron en las entradas del Multímetro y se dispuso a comenzar las mediciones.

1. Primer superficie (8x8)

Para tomar estas medidas, primeramente necesitábamos tener una superficie

cuadrangular de 8 x 8 puntos, cada uno con dos metros de separación entre sí. Para

lograr una escuadra, utilizamos el método topográfico de 3, 4, 5, con la cinta métrica,

tomando tramos de 3 metros, 4 metros y 5 metros y estirándolos, creando así un triángulo

rectángulo que nos sirvió para basarnos y realizar la cuadrícula. Se enterró un electrodo

en un punto de referencia, fuera de la cuadrícula, y comenzamos a tomar las mediciones

en todos los puntos, respecto a ese punto de referencia. Ya obtenidos los datos, se

presentan en la siguiente tabla. Y posteriormente, una gráfica que expone las diferencias

de potencial en la superficie.

112.1 94.7 111.1 83.6 47.8 67.1 65.2 56.6

132.6 131.4 59.8 67.7 71.1 68 64.2 66.4

79.3 89.8 94.4 65.7 76.1 95.7 80.8 52.9

111.9 87.9 85.5 75.2 82.4 85.6 79 90

113.9 138.4 94.1 91.8 82.2 74 87.7 80.8

128.6 84 66 112.1 75.9 79.8 92.7 94.1

115 66.2 86.8 80.7 84.4 96 82.8 89

121.7 67.3 72.6 92.2 73.4 87.7 80.4 56.6

2. Segunda superficie (8x4)

Esta prueba se llevó a cabo en medio del campo de fútbol, el método fue el mismo de la

práctica anterior, sólo que ahora tomamos las mediciones respecto a dos puntos de

referencia, primero uno y después el otro. Obtenidos los datos, se muestran en la tabla

siguiente y se elaboró una gráfica representativa de los mismos.

Localización aproximada de la zona de medición:

Medición con el primer punto de referencia

26.1 25.2 41.3 28.1 80.6 35.6 42.2 53.5

5.5 26.1 41.3 36.4 79.5 45.3 22.2 24.7

7.6 35.4 36.4 41.2 25.6 25.2 38.3 54.3

2.7 35.6 10.6 27.5 24.7 25.5 34.6 51.9

Medición con el segundo punto de referencia

27.7 26.6 42.6 29.6 81.6 36.6 43.6 54.6

6.6 27.7 42.6 37.6 80.6 46.6 23.6 25.6

8.6 36.6 37.6 42.6 26.6 26.6 39.6 55.6

3.6 36.6 11.6 28.6 25.6 26.6 35.6 52.6

3. Tercer línea (Gradiente)

Esta prueba se realizó con un método distinto al de las anteriores. En este caso

enterramos un electrodo en el primer punto y tomamos una medición, después se enterró

un segundo electrodo y se tomó la medición con respecto al primer electrodo como

referencia, posteriormente se tomó la medición del tercer punto con respecto al segundo,

y así sucesivamente hasta haber obtenido 11 mediciones. Todas en línea recta. Las

cuales se muestran en la tabla siguiente.

26.5 19.7 13.5 3.2 31.4 7.2 50.1 9.3 26.4 2.5 22.6

El uso del método del potencial eléctrico ofrece una solución sencilla y relativamente económica al momento de hacer sondeos en el subsuelo. Sin embargo, conlleva también

a ciertas desventajas: debido a que se necesita de “fluidos conductivos” (agua) para su uso el método no puede ser utilizado en suelos secos con gran cantidad de espacios de aire, como en gravas y arenas. Pero, es esta desventaja la que también le da uno de sus usos más fuertes: los esquistos bituminosos (que son de gran intereses para la geología económica) no suelen dar lectura o representación alguna en el método del potencial espontaneo, lo que ha hecho del SP una prueba estándar en la exploración petrolera. Ya dicho todo lo anterior solo se puede agregar que este método traspuesto a pequeña escala y en un ambiente apenas de aprendizaje tiene bastantes formas de mejorarse. Por ejemplo: las practicas se pueden hacer temprano en la mañana (o ya en la noche), podríamos comparar las curvas de nivel dadas entre dos sondeos de la misma área pero con el doble de definición (lecturas) para así checar que tanta información nos estamos perdiendo o buscar una distancia ideal entre lectura y lectura que nos de un punto de equilibrio entre numero de lecturas y calidad de la grafica. También, se nos ocurre aumentar las distancias del método del 345 de trazo de una perpendicular perfecta para tener triángulos de 9 x 12 x 15 para evitar errores: sin embargo, se necesitaría de un longímetro más largo. Otras ideas para mejorar el desempeño en la práctica podrían ser: marcar 30 cm o lo acordado en las varillas de cobre, tal vez compactar el suelo, tratar de mojar el área lo más uniformemente que se pueda o tener varias varillas de cobre que se vayan clavando sucesivamente y paralelamente irse leyendo con caimanes. Para concluir, en nuestro 3er sondeo que fue llevado a cabo en un área rectangular (en la que hubo 32 posiciones de la estaca móvil) parece ser que encontramos una masa entre los dos campos de futbol, muy posiblemente una tubería, pero la tubería tendría que ser aproximadamente de 3 metros para concordar con nuestras lecturas.

Anexo Fotográfico