Polarizacion inducida

1.- Introducción


Abreviado PI (IP, Induced Polarization en inglés) fue observado por Schlumberger hacia 1920 y estudiado por Müller en 1937. Es el fenómeno que se verifica al desconectar una batería colocada entre dos electrodos conectados al terreno. Se trata de un decrecimiento gradual de la tensión una vez desconectada la batería, fenómeno análogo al de un condensador eléctrico. Implicaque algún movimiento de iones se vea impedido y la PI aparece como una posterior difusión de iones. Alternativamente se verifica una variación de resistividad cuando ésta es medida en un medio dado utilizando corrientes de distinta frecuencia.

2.- Fenómeno físico y su explicación

El fenómeno de la PI se observa cuando se hace pasar corriente eléctrica a través de un electrolito que contienecuerpos o partículas de conducción electrónica.

La explicación comúnmente aceptada de este fenómeno es: que en la superficie limite del cuerpo o partícula tiene lugar un paso de la conducción iónica a la electrónica e inversamente. Esto hace que en dos superficies opuestas del cuerpo se produzca una acumulación de iones, que no han cedido todavía sus cargas al cuerpo o, dicho de otro modo, nohan tomado electrones de él ni los han cedido. Si se suprime la corriente, la distribución de los iones se modifica y vuelve a su estado inicial, en lo que se invierte cierto tiempo, durante el cual existe una polarización en el cuerpo a la que se atribuyen los efectos observados. Como dicha polarización se ha producido por el paso de la corriente, se le denomina polarización inducida.

Estefenómeno puede utilizarse, en la práctica para la búsqueda y detección de las sustancias dotadas de conductividad electrónica que puedan existir en el subsuelo. Para ello basta, la aplicación al terreno de un dispositivo tetraelectródico. La presencia de una tensión residual de polarización ∆V indicará la presencia de conductores electrónicos dentro del volumen de terreno afectado por lacorriente.

Existen dos modos de crear este fenómeno:

a) Polarización de electrodos:

Cargas iónicas acumuladas en el limite electrolito-partícula metálica, las cuales crean una tensión que se opone al flujo, por lo que, cuando la corriente se interrumpe, queda un potencial residual debido a las cargas iónicas allí retenidas. Este potencial luego decrece continuamente al difundirse las cargasen los electrolitos de los poros. Abajo el análogo eléctrico de este proceso.

b) Polarización de membrana:

Se produce debido a la presencia de partículas de arcilla, cuya superficie está cargada negativamente y por lo tanto atrae iones positivos de los electrolitos. Cuando se hace pasar una corriente los iones positivos se desplazan, y al interrumpirse se redistribuyen generando unatensión decreciente entre los dos electrodos en contacto con la arcilla. El resultado es que siempre se observa una sobre tensión débil, o efecto normal, sobre cuyo fondo destaca la polarización debida a sustancias metálicas, en el caso en que éstas existan en el subsuelo. El fenómeno parece ser debido a una diferencia de movilidad entre los aniones y los cationes, producida por la presencia departículas de arcilla. Tales partículas se cargan negativamente, atrayendo una nube catiónica que permite el paso de los portadores positivos. Se producen así gradientes de concentración, que tardan en desaparecer un cierto tiempo después de suprimida la tensión exterior, y originan por lo tanto una sobretensión residual.

3.- Campo de aplicación

La PI se utiliza principalmente para la detección deminerales de conductividad electrónica, entre los que figuran la calcopirita, pirita, calcosina, galena, magnetita, pirrotita, molibdenita, cobres grises, grafito, metacinabrio, etc. Ciertos minerales raros, no detectables directamente en razón de sus bajas concentraciones, pueden localizarse si están asociados con otros mas abundantes y que presenten conductividad electrónica, como la pirita...