Prospección electromagnetica

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA CIENCIAS DE LA TIERRA

PROSPECCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

APUNTES DEL CURSO

PROFESOR: MARIO MANUEL LOZADA ZUMAETA

Viernes, 04 de junio de 2010

PROSPECCION ELECTROMAGNETICA Los métodos electromagnéticos EM, en principio son muy numerosos, con distintos dispositivos de campo y técnicas de evaluación einterpretación de datos. Los métodos EM se fundamentan en los fenómenos de inducción electromagnética. En los fenómenos de inducción EM el tiempo es una variable determinante conjuntamente con las coordenadas espaciales x, y, z. En común y desde un punto de vista general, podemos apuntar que los métodos EM tienen un transmisor y un receptor que en principio no están en contacto con la superficie. El transmisory el receptor son espiras, loops o solenoides. En una fuente o transmisor 3D corresponderá a un dipolo magnético (espira de radio a y corriente i). Las líneas de campo de inducción o campo primario, en principio son de la misma frecuencia de la corriente alterna asociada con el dipolo magnético. El campo primario por variar en el tiempo y penetrar al medio, por las leyes de inducción generaralas corrientes de arrastre (Eddy current), estas corrientes que en principio recorren los conductores en su superficie generarán un campo de inducción secundario que emerge del medio al exterior y que es detectado y medido por el dipolo magnético receptor. El estudio, evaluación e interpretación del campo secundario respecto al primario o sus cambios de fase permitirán la localización de losconductores eventualmente localizados en el subsuelo. Se resuelve de esta forma el PI.

Felipe López Mara Guadalupe

Lo anterior describe el modelo de inducción electromagnética que se asocia a los problemas de Geoelectricidad. Los métodos EM pueden operar en el dominio de las frecuencias FEM y en el del tiempo TEM. En el tiempo, se trata de pulsos de duración infinitamente corta que perturban elmedio y de los que se observa el proceso de restitución a las condiciones iniciales. Los métodos EM se relacionan con la propagación de la energía electromagnética (ondas electromagnéticas). La profundidad de un sondeo se relaciona con la propagación de energía EM (anchura de penetración δ, skin depth). En principio la anchura de penetración δ será tanto mayor cuanto más baja sea la frecuencia ymayor se la resistividad. Para una misma frecuencia, δ será más grande en un resistivo que en un conductor, roca metamórfica, roca sedimentaria porosa con fluidos. Se dice que la operación de FEM son sondeos paramétricos ya que la frecuencia es el parámetro regulador de la profundidad del sondeo. A frecuencias altas, en teoría, registros superficiales y a bajas registros profundos. El rango deaplicaciones de los métodos EM comprende desde la búsqueda y localización de objetos metálicos superficiales a problemas de estructura cortical.

La energía EM en su fenómeno de propagación está asociada con la transmisión irreversible de energía calor (propagación de calor). Cada vez que una onda electromagnética se propaga una distancia equivalente a la anchura de penetración δ, la amplitudoriginal de la onda decae por un factor (1 ) esto es aproximadamente 36%. Los fenómenos de inducción electromagnética

Felipe López Mara Guadalupe

quedan sintetizados en las ecuaciones de Maxwell, las que finalmente predicen la propagación de ondas EM. Las ecuaciones de Maxwell son un conjunto de ecuaciones en derivadas parciales que se relacionan con los vectores de campo , y de las denominadasecuaciones constitutivas, ecuación de continuidad y ley de Ohm. Las ecuaciones de Maxwell predicen la propagación de ondas EM en conductores y resistivos o dieléctricos. Diferenciamos según sea el caso un régimen conductor y otro radar, el conductor es para el caso de frecuencias bajas y en los que la conductividad es la variable física predominante respecto a la permitividad dieléctrica ε...