gravimetria informe finala
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GRAVIMETRIA GRUPO 1
INTRODUCCION
La Geofísica se vale para sus estudios de distintas metodologías como son :
Sismología, Gravimetría,
Magnetometría, Resistividad, Flujo de calor Terrestre, Radioactividad,
Magnetotelúricas y Autopotencial.
Todos los métodos están encaminados a localizar estructuras geológicas
favorables para depósitos de interés comercial pero estos métodos pueden no
ser capaces de encontrar directamente los depósitos.
Los estudios geofísicos se aplican a la Prospección Petrolera, P.
Hidrogeológica, P. Mineral y a la P. Ambiental.
El empleo de la Geofísica en la exploración petrolífera sólo tiene unos 35 años
de antigüedad, pero el volumen de su actividad en este campo supera con
mucho al de la Geofísica Minera.
En la prospección petrolera el método más empleado es el de reflexión
sísmica. Con una sola explosión se puede llegar hasta los 6000 metros de
profundidad, de manera que en la mayoría de las zonas puede determinarse la
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estructura geológica de toda la sección. Luego le sigue el método gravitacional,
el de refracción sísmica y los métodos magnéticos.
METODOS GEOFISICOS
MéTODOPARÁMETRO A
MEDIR
PROPIEDAD DEL
MEDIO
AREA DE
APLICACIÓN
GravimétricoAnomalías del
campo gravitatorioDensidad
Petróleo, arena-grava,
aguas subterráneas y
obras civiles
MagnéticoAnomalías del
campo magnético
Permeabilidad
magnética y
magnetización
residual
Petróleo, minería y
obras civiles
Sísmico
Tiempo de
propagación de
ondas sísmicas
Densidad y módulos
elásticos
petróleo, arena-grava,
agua subterránea
La gravimetría es un método muy importante en la búsqueda de depósitos
minerales. Este método aprovecha las diferencias de la gravedad en distintos
sectores. La gravitación es la aceleración (m/s2) de un objeto qué esta cayendo
a la superficie. La gravitación normal (promedia) en la tierra es 9,80665 m/s2.
Grandes cuerpos mineralizados pueden aumentar la gravitación en una región
determinada porque rocas de mayor densidad aumentan la aceleración.
OBJETIVO DE LA GRAVIMETRIA
El objetivo principal de los estudios de gravimetría es medir la atracción
gravitacional que ejerce la Tierra sobre un cuerpo de masa determinada. Pero
como la Tierra no es una esfera perfecta y no esta en reposo ni es homogénea
y tiene movimientos de rotación y de traslación, la fuerza de gravedad que
ejerce no es constante.
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Por tanto, las medidas gravimétrica en exploración son representación de
anomalías en las que entran la densidad de los diferentes tipos de rocas:
sedimentos no consolidados, areniscas, sal gema, calizas, granito, etc.
En representación esquemática, el instrumento consta de una masa
metálica que, suspendida de un resorte supersensible, registra la elongación
del resorte debido a la atracción producida por lo denso de la masa de las
rocas subterráneas. Las medidas son anotadas y posteriormente se
confeccionan mapas que representan la configuración lograda.
Aparatos como el gravímetro permiten estudiar las rocas que hay en el
subsuelo. Este aparato mide las diferencias de la fuerza de la gravedad en las
diferentes zonas de suelo, lo que permite determinar qué tipo de roca existe en
el subsuelo.
Con los datos obtenidos se elabora un "mapa" del subsuelo que
permitirá determinar en qué zonas es más probable que pueda existir petróleo.
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METODO GRAVIMETRICO
El método gravimétrico hace uso de campos de potencial natural igual al
método magnético y a algunos métodos eléctricos. El campo de potencial
natural observado se compone de los contribuyentes de las formaciones
geológicas, que construyen la corteza terrestre hasta cierta profundidad
determinada por el alcance del método gravimétrico (o magnético
respectivamente). Generalmente no se puede distinguir las contribuciones a
este campo proveniente de una formación o una estructura geológica de
aquellas de las otras formaciones o estructuras geológicas por el método
gravimétrico, solo en casos especiales se puede lograr una separación de los
efectos causados por una formación o estructura geológica individual. Se
realiza mediciones relativas o es decir se mide las variaciones laterales de la
atracción gravitatoria de un lugar al otro puesto que en estas mediciones se
pueden lograr una precisión satisfactoria más fácilmente en comparación con
las mediciones del campo gravitatorio absoluto. Los datos reducidos
apropiadamente entregan las variaciones en la gravedad, que solo dependen
de variaciones laterales en la densidad del material ubicado en la vecindad de
la estación de observación.
HISTORIA DEL MÉTODO GRAVIMETRICO
El método gravimétrico fue aplicado inicialmente en la prospección petrolífera
en los Estados Unidos y en el golfo de México con el objetivo de localizar
domos de sales, que potencialmente albergan petróleo. Luego se buscaron
estructuras anticlinales con este método.
El fin del siglo 19 el húngaro Roland von EÖTVÖS desarrolló la balanza de
torsión llamada según él, que mide las distorsiones del campo gravitatorio
causadas de cuerpos de densidades anómalas enterrados en el subsuelo como
de domos de sal o cuerpos de cromita por ejemplo.
En 1915 y 1916 se emplearon la balanza de torsión de EÖTVÖS en el
levantamiento de la estructura de un campo petrolífero ubicado en Egbell en la
Checoslovaquia antigua. En 1917 SCHWEIDAR levantó un domo de sal ya
conocido ubicado cerca de Hanigsen en Alemania por medio de una balanza
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de torsión y la estructura deducida y predicha a partir de esos estudios fue
confirmada luego por sondeos.
En la industria petrolera y minera se utiliza este método geofísico como
complemento a otros métodos (sísmica, magnetometría) para la obtención de
información del subsuelo y desarrollo de aplicaciones en:
Investigación estructural de áreas de depositación de desechos
industriales y mineros.
Obtención de la estructura y espesor de sedimentos no consolidados.
Subdivisión litológica subsuperficial, particularmente en áreas con
rocas no consolidadas.
Detección de cambios litológicos y estructurales en rocas
consolidadas.
Detección de cavidades
Detección de zonas heterogéneas en el subsuelo.
Uso de los datos de gravedad para limitar la interpretación de los
datos sísmicos.
Subsidencia de cuencas energéticas y zonas mineras.
Recuperación de oro aluvial.
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INSTRUMENTOS PARA MEDIR LA GRAVEDAD
En la prospección por gravedad se han utilizado instrumentos como lo son: el
péndulo, la balanza de torsión y el gravímetro.
Las mediciones pueden ser absolutas: péndulo y caída libre de un cuerpo, y
relativas como : el gravímetro.
El gravímetro de los tipos de balanza de torsión y de péndulo se empezó a
utilizar en la industria petrolera a principios del siglo XX para la detección de
domos salinos, fallas, intrusiones, estructuras de tipo anticlinal, rumbo y
continuidad de las estructuras.
Aprovechando la fuerza de atracción que tiene el campo magnético de la
Tierra, es posible medir esa fuerza por medio de aparatos especialmente
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constituidos que portan magnetos o agujas magnéticas, magnetómetros, para
detectar las propiedades magnéticas de las rocas.
PÉNDULOS
Son los gravímetros más antiguos y pueden ser tanto relativos como
absolutos.Análisis gravimétrico.
Es una varilla con una masa que oscila. Tiene un soporte de ágata y de
acuerdo a la longitud y a la gravedad que tengo será la oscilación. El valor
de g lo hago poniendo en sincronización dos péndulos a la vez.
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BALANZA DE TORSIÓN
Aunque la precisión de una balanza de torsión en terrenos favorables es tan
grande como la de los gravímetros más modernos, este instrumento ha sido
completamente sustituido, por el gravímetro. Esto se debe a dos causas:
1.La rapidez operatoria mucho mayor de l gravímetro; la gran cantidad de
tiempo que requiere situar en estación la balanza de torsión, nivelarla y esperar
que las barras almacenen su posición de equilibrio, hace que sólo se puedan
realizar con ella unas pocas estaciones al día, mientras con el gravímetro se
pueden hacer 50 ó más estaciones al día.
2. Es la gran sensibilidad de la balanza de torsión a los efectos gravitatorios
debidos a las irregularidades topográficas; es tan difícil corregir exactamente
los efectos de los montículos y valles próximos, que tal precisión real que
alcanza el instrumento solamente se logra en terrenos muy llanos.
GRAVIMETRO
Los instrumentos empleados para realizar mediciones de la gravedad se
denominan gravímetros o gradiómetros. La mayor parte de los gravímetros
emplean resortes cuyo efecto se opone a la fuerza de gravedad que actúa
sobre una masa. Existen dos clases de gravímetros:
Gravímetro con ese nombre conocemos a un equipo que tiene la propiedad de
realizar una medición de las diferencias sumamente sutiles que presenta la
gravedad, es decir es el instrumento por excelencia de la gravimetría. En
primera medida, es importante mencionar que cada una de las balanzas es
considerada como gravímetro, justamente porque las básculas son las
encargadas del procedimiento de medición del peso de un objeto determinado.
Por peso entendemos la potencia específica que aplica la aceleración a un
objeto. Lo que se genera es que el objeto quiere bajar, como el ejemplo de la
manzana. Es decir, la misma tiene un peso porque quiere caer el piso. Sin
embargo, la mano que funciona como sostén no va a permitir que esto ocurra.
Por sobre los sectores que poseen una gravedad mayor, las balanzas van a
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marcar a un valor elevado, debido a que el objeto ejerce o sufre una fuerza
mucho mayor para caerse al suelo. De esta forma, con la denominación
gravímetro se hace referencia a una balanza de gran sensibilidad que tiene un
peso definido y que es susceptible a padecer todas las diferencias de
gravedad.
Gravímetros absolutos: permiten conocer el valor de g directamente
mediante la determinación de una longitud y/o un tiempo. Los primeros
instrumentos absolutos fueron de tipo pendular, actualmente son de
caida libre.
Hoy en dia los gravímetros absolutos tienen una forma compacta para
facilitar su uso en exteriores. Trabajan midiendo la aceleración de una
masa en caída libre a través de un vacio mientras un acelerómetro esta
fijo en el suelo. La masa incluye un retro reflector el cual atraviesa el has
de un interferómetro Michelson. Se puede medir la velocidad de una
masa contando los tiempos de la interferencia. Un nuevo método consite
“levantar y tirar” el cual lanza la masa hacia ariba y mide la velocidades
del ascenso y descenso. Esto permite evitar algunos errores de lectura.
Los gravímetros absolutos se utilizan para calibrar los gravímetros
relativos y para establecer un red de control vertical
Gravímetros relativos: estos instrumentos únicamente permiten conocer
la diferencia relativa de g entre dos puntos o entre dos tiempos.
Los gravímetros mas comunes funcionan con resorte. Se utilizan en
análisis gravitacionales de areas grandes para establecer la figura del
geoide sobre las mismas. Un gravímetro de resorte, básicamente, una
pesa colgada de un resorte en el cual se mide el alargamiento del mismo
con el fin de conocer la gravedad local. La resistencia del resorte debe
ser calibrada ubicando el instrumento en un punto con una aceleración
gravitacional conocida. Los gravímetros relativos mas exactos son los
gravímetros superconductores, los cuales funcionan suspendiendo una
esfera super conductora diamagnética de niobio enfriada por elio liquido
en un campo magnetico extremadamente estable, la corriente necesaria
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para generar el campo magnetico en el cual esta suspendida la esfera
de niobio es proporcional al campo gravitacional terrestre. El gravímetro
super conductor alcanza niveles extraordinarios de exactitud hasta de
una nogal, es decir la milésima parte de una mil millonésima de la
gravedad terrestre.
También existen los gravimetros transportables, emplean una plataforma
de inersia sumamente estable para compensar los efectos del
movimiento y la vibración, todo un logro de ingeniería
UNIDADES USADAS
Se adoptará el sistema Internacional (SI) que es una extensión del sistema
racionalizado MKSA (metro-kilogramo-segundo-ampere).
El valor de g en el Sistema Internacional viene dado en m/seg2, pero en honor a
Galileo se definió el Gal = 1cm/seg2. Como necesitaremos valores muy pequeños,
definimos el miligal = 1mgal = 0,001 Gal y la unidad gravimétrica ug = 0,1 miligal.
En microgravimetría se usa el centésimo de miligal.
Unidades gravitatorias: gal, miligal , u.g.
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G=980 cm seg –2,9,80 m seg –2
1cm/seg2 = gal ,
1 miligal = 0,001 cm/seg2 ,
1.u.g. = 0,1 miligal
magnitudes C.G.S. M.K.S. Técnico
LONGITUD centimetro x10-2 metro metro
MASA gramo x10-3 kilogramo x 9.8 u.t.m.
TIEMPO segundo segundo segundo
VELOCIDAD cm/s x10-2 m/s m/s
ACELERACIÓN cm/s2 x10-2 m/s2 m/s2
FUERZA dina x10-5 newton x 9.8 kilopondio
TRABAJO(energía) ergio x10-7 julio x 9.8 kilopondímetro
PRESIÓN dina/cm2 x10-1 pascal .......
DENSIDAD g/cm3 x103 kg/m3 ........
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL ÁREA.
La densidad media del área en consideración entra en las formulas, que
corrigen el efecto topográfico y el efecto de las masas ubicadas entre el nivel
de referencia y el nivel de observación (corrección con la losa de Bouguer). Por
consiguiente el conocimiento de la densidad media del área en consideración
contribuye a la reducción o eliminación de dichos efectos, además el
conocimiento de la distribución de la densidad en el área de interés es uno de
los fundamentos de la interpretación de los perfiles o mapas gravimétricos
resultantes de las mediciones. Los resultados de las mediciones gravimétricas
pueden ser ambiguos como muestra el ejemplo siguiente.
La determinación directa de la densidad de muestras representativas
provenientes de afloramientos, minas o sondeos se realiza en el laboratorio por
medio de un picnómetro o una balanza.
Estas determinaciones de densidad carecen de que las muestras de algunos
afloramientos puntuales no necesariamente son representativas para toda el
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área. Además las muestras superficiales pueden variar apreciadamente en su
humedad y en su grado de meteorización en comparación a las muestras
ubicadas en una profundidad más alta, en el caso de rocas sueltas como
arcillas, margas, depósitos de morrenas las rocas superficiales pueden ser
menos compactadas en comparación a aquellas ubicadas en una profundidad
más alta.
Un gravímetro especialmente apropiado para pozos permite realizar
mediciones de densidad versus la profundidad para un volumen rocoso mayor
en comparación al volumen rocoso cubierto por la sonda de rayos gamma. La
densidad se obtiene a través de la diferencia en gravedad medida en dos
niveles del pozo. En general el espaciamiento (distancia entre los dos niveles,
donde se toma la lectura) es alrededor de 3m. Las densidades obtenidas con
este método son representativas para un volumen rocoso mayor en
comparación con aquel captado por la sonda de rayos gamma y pueden ser
incorporados en mediciones gravimétricas realizadas en la superficie.
EMPRESAS DEDICADAS AL SERVICIO DE ESTUDIO Y
LOCALIZACIÓN CON TECNICAS GRAVIMETRICAS Y
MAGNETICAS
Utilizados para localizar depósitos sedimentarios, inferir la ubicación de la
sección sedimentaria más espesa, y para delinear los límites de los depósitos
LEVANTAMIENTOS MARINOS DE GRAVEDAD / MAGNETICOS
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Se ofrece técnicas que incluyen gravedad y magnetometría marina dinámica,
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marina de datos gravimétricos y magneto métricos por todo el mundo. Además,
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Registro convencional de gravedad por terrestre o por helicóptero con
levantamiento por GPSMicro-gravimetría práctica para aplicaciones en
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GRAVIMETRIA EN BOLIVIA
En gravimetría se ha explorado solo el 7%, en magnetometría el 3% y en sísmica el
12%, revela una investigación del geofísico de exploración y gerente general de
Prospektor, José Luis Telleria-Geiger, presentada en el marco del Primer Congreso
de Hidrocarburos y Energías, realizado en Cochabamba y organizado por la
Escuela Militar de Ingeniería (EMI).
De acuerdo a Tellería, la geofísica petrolera, es la ciencia dedicada al estudio del
subsuelo para encontrar estructuras favorables a la acumulación de hidrocarburos
(anticlinales, domos, fallas, etc.) con métodos físicos.
Acota que en el caso de los hidrocarburos se utiliza primero la magnetometría, que
sirve para definir la forma general del subsuelo y descartar las zonas no
interesantes; luego, la gravimetría para trabajar en las zonas dejadas por la
magnetometría y definir estructuras interesantes en 2D, 2.5 D y 3D y; finalmente, la
sísmica de reflexión que trabaja en las zonas determinadas por la gravimetría para
definir con claridad las estructuras favorables.
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CONCLUSIÓN
Los métodos de exploración ha tenido un gran impacto en la vida humana, ya
que esta ciencia ha permitido encontrar muchos recursos que son explotados por
el hombre para luego transformarlos y convertirlos en productos útiles y
provechosos para su desarrollo y bienestar.El desarrollo de los métodos de
exploración ha permitido crear nuevas y mejores técnicas he instrumentos,
facilitando el descubrimiento de materiales radiactivos de alto nivel productivo.El
auge alcanzado por los métodos de exploración y el perfeccionamiento en sus
métodos prospectivos, permitirán a la humanidad contar con yacimientos de gran
importancia ya que son estratégicos para el país.
Actualmente, cada ciencia se preocupa por presentar sus deducciones de los
fenómenos que estudia por medio de métodos o sistemas cada vez más precisos.
De allí que los métodos de exploración se perfila como una ciencia de gran
confiabilidad, debido a que cada instante se ve influenciada por los avances de
gran número de ciencias con las cuales se relaciona.
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