Consideraciones sobre el método de potencial espontáneo (sp) para la detección de fugas y circulación de agua en el subsuelo y presas

CONSIDERACIONES SOBRE EL MÉTODO DE POTENCIAL ESPONTÁNEO (SP) PARA LA DETECCIÓN DE FUGAS Y CIRCULACIÓN DE AGUA EN EL SUBSUELO Y PRESAS

Adolfo Vázquez C.
Depto. Geofísica

1. Objetivo


A raíz de los problemas de filtración de agua a través del vaso y posiblemente la cortina de la presa de Valle de Bravo se ha planteado la posibilidad de utilizar el método geofísico de potencialespontáneo (self potential o SP) para la detección de dichas fugas, adicionalmente a los estudios de resistividad eléctrica que se han llevado a cabo desde abril de este año. El presente reporte da una visión general del método y se discute la factibilidad de utilizarlo para el problema mencionado.


En algunos embalses se han presentad filtraciones considerables que han provocado severasconsecuencias, algunas de las causas han sido por subestimar la permeabilidad de las rocas o de los materiales con los cuales esta construida la cortina, lo que ha conducido a que el embalse nunca este lleno. Son mas funestas las consecuencias cuando las filtraciones se concentran en materiales, naturales o artificiales, que no están consolidados. Cada vez que la velocidad de la filtración alcanzavalores críticos, se acelera la erosión provocando colapsos en la cortina, por ello generalmente para sellar estas fugas se instalan cortinas impermeables.

2. El Método SP.


El método geofísico más ampliamente adoptado y generalmente efectivo en geohidrología es el de prospección eléctrica con campos artificiales. Sin embargo, este método no puede determinar el movimiento del flujo delagua presente algunas veces en el acuífero.

1. Definición.- El método SP es un método geoeléctrico de fuente natural en el que se miden las variaciones espaciales del potencial eléctrico entre dos electrodos a lo largo de uno o más perfiles.

La utilización del método del potencial espontáneo data de principios de 1900 con los trabajos de Schlumberger, desde entonces se ha aplicadoextensivamente en varias partes del mundo principalmente en ciertas estructuras geológicas y en la búsqueda de metales básicos y grafito.

2.3 Origen

Los potenciales espontáneos se generan por el flujo de fuidos, calor y iones en el subsuelo, pueden clasificarse de la siguiente manera:
a) Electrocinéticos.- El movimiento de agua en el subsuelo genera una fuerza electromotriz por elarrastre de los iones positivos aguas abajo, los valores del potencial son del orden de fracciones de mV hasta varias decenas de mV de signo positivo o negativo.
b) Electroquímicos: por contacto entre 2 formaciones que se comportan como soluciones de distinta concentración, como por ejemplo por el contacto de arenas y arcillas, alcanzando valores de hasta centenas de mV. En zonas mineralizadascomo sulfuros se tienen anomalías de algunos cientos de mV cuando la zona de mineralización se encuentra solo parcialmente abajo del nivel freático (Telford et al 1990).

2.4 Ventajas: Debido a su liga con el flujo de agua a través del fenómeno electrocinético, el método del potencial espontáneo eléctrico (SP) puede ser utilizado con efectividad, su adquisición es relativamente rápida ypor otro lado es barato para estudios de reconocimiento o investigaciones iniciales pero requiere un análisis cuidadoso por las múltiples fuentes de potencial espontáneo.

3. Control de calidad en las mediciones.


De acuerdo a Corwin (1992) a diferencia de otros métodos geofísicos no hay estándares ampliamente aceptados para el control de calidad y procedimientos para el método SP, los queaquí se comentan son los propuestos por el mismo autor. De acuerdo a los objetivos del estudio los potenciales electrocinéticos, relacionados con el flujo de agua son los que nos interesan, mientras que los electroquímicos (que de existir son de mucha mayor magnitud) se considerarían en este caso como ruido que hay que eliminar. Además existen otras fuentes de ruido que podemos clasificar asi:...