Potenciómetro para sondeos eléctricos, Mod. FH 46-03

Este modelo ha sido preparado para el estudio geofísico de los terrenos por métodos eléctricos con corriente continua. Va provisto de miliamperímetro, shunt de clavija, resistencia variable y tomas para crear el campo artificial en el terreno; y de un galvanómetro de gran sensibilidad, con mV., shunt de clavija, divisor de tensión y resistencia variable de doble mando concéntrico que permiten medir pequeñas caídas de tensión entre puntos del terreno.

Como el aparato ha sido preparado para actuar con corriente continua, se le ha dotado de piquetas antipolarizables robustas y de fácil manejo. Para proteger al galvanómetro de sacudidas peligrosas se ha dotado al aparato de un interrupotr doble sincrono.

El modelo se puede montar sobre un trípode de patas extensibles para su manejo.

Otros accesorios del aparato como las bobinas, piquetas, pilas secas y herramental diverso, van acondicionados en una caja de madera forrada de chapa.

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Extracto del documento “Informe de la labor realizada por el Instituto “L. Torres Quevedo” de instrumental científico durante el tercer trimestre del año 1947", páginas 6 a 10. A partir de la página 10, el documento contiene información sobre las prácticas de campo realizadas y descripción detallada y manejo del aparato

El equipo que presentamos de los llamados potenciométricos y cuya descripción y manejo insertamos, se utiliza en los métodos geofísicos siguientes.

Método de autopotencial. El método autopotencial es el único método eléctrico, en el cual se observa un campo natural; sus causas son fenómenos electroquímicos espontáneos. Estos fenómenos se producen en cuerpos minerales y yacimientos metálicos  y se manifiestan, en la corrosión de las conducciones por tubería, contactos de formaciones, así como en las perforaciones mecánicas a causa de diferencias de conductibilidad entre los lodos circulantes y las aguas de la formación. Cuerpos metalíferos compuestos de substancias con presiones de disolución distintas y que se encuentran en contacto con soluciones de concentración diferentes de iones, pueden actuar como células húmedas y producir un campo eléctrico, el cual se puede detectar observando las líneas equipotenciales o perfiles de potencial.

De naturaleza análoga a las anteriores es el fenómeno de polarización que se produce al introducir una piqueta metálica en el terreno. Con objeto de eliminar esta causa de error en las medidas se utilizan electrodos impolarizables. Estos consisten en una piqueta sumergida en vaso poroso conteniendo una sal en disolución concentrada del mismo metal que aquella. Para el levantamiento de las líneas equipotenciales un miliamperímetro de gran resistencia se conecta con dos electrodos impolarizables. Uno se mantiene fijo mientras que se mueve el otro hasta que desaparezca la corriente. En este punto los electrodos se hallan sobre una línea equipotencial.

Perfiles de potencial se obtienen mediante la medición de diferencias de potencial entre posiciones sucesivas del electrodo móvil, a lo largo de una línea. La interpretación de observaciones de autopotencial es cualitativa; el centro del potencial negativo puede interpretarse con exactitud suficiente, como el punto culminante de una masa metalífera. Consideraciones aproximadas sobre la profundidad de la masa pueden hacerse observando la distancia entre el punto de potencial máximo hasta el punto de valor medio en la curva de potenciales. Conviene para la interpretación señalar los resultados en forma de curvas de densidad de corriente, lo que se obtiene de la curva de potenciales mediante diferenciación gráfica.

Métodos de equipotencial y de perfiles de potencial. Cuando se conecta una fuente de energía eléctrica entre dos puntos del terreno, se produce un campo eléctrico. La presencia de cuerpos de conductividad diferente causan anomalías en las distribución regular de este campo; los buenos conductores condensarán las líneas de fuerza y al revés. Como resulta difícil observar estas líneas de fuerza, se registra en su lugar las líneas equipotenciales, es decir, líneas a lo largo de las cuales no circula ninguna corriente. En la práctica se suministra la energía a dos electrodos puestos a tierra desde un generador de corriente continua o alterna. Se pueden utilizar dos tipos de electrodos primarios: (1) electrodos puntiformes colocados de tal manera que su línea de base se encuentra en la dirección del rumbo, (2) electrodos lineares colocados en posición ortogonal con el rumbo. Las líneas equipotenciales se observan como una sonda fija y otra que se desplaza. La interpretación de los métodos de líneas equipotenciales es en gran parte empírica y se apoya en la desviación de las líneas de su posición normal. La interpretación cuantitativa es posible mediante comparación de los resultados obtenidos en el campo con experimentos de laboratorio realizados en modelos de escala reducida. Por causa del hecho de que en un subsuelo estratificado la conductibilidad es generalmente mejor en la dirección de los planos de estratificación que en la posición rectangular con ellos, resulta posible utilizar métodos de líneas de potencial para investigaciones estructurales y estratigráficas. Cuando una línea equipotencial cerca de un electrodo sea elíptica en vez de circular, la dirección del eje mayor indicará la dirección del rumbo.

Métodos de resistencia específica. Los métodos de líneas equipotenciales son apropiados para registrar cuerpos geológicos verticales o de buzamiento agudo, pero no para la investigación de un subsuelo estratificado horizontalmente. Por el contrario, los métodos llamados de resistividad se pueden aplicar en la determinación de profundidad de capas horizontales y para registrar formaciones inclinadas.

En los procedimientos de resistividad se observa no solamente la diferencia de potencial entre dos puntos sino también la corriente en el circuito primario (la relación de la diferencia de potencial entre dos puntos sino también la corriente en el circuito primario). La relación de la diferencia de potencial y corriente multiplicada por un factor que depende de la separación de los electrodos, da la resistencia específica del subsuelo. Resistividades verdaderas sólo se observan en un subsuelo homogéneo; la presencia de varios horizontes en el alcance del Instrumento da lo que se llama la resistividad “aparente”. El artificio que se utiliza con más frecuencia es el método Wenner-Gish-Rooney de 4 puntos. Los métodos de resistividad se pueden emplear de dos maneras: (1) con separación constante de electrodos (lo que significa penetración a una profundidad constante); llamado sondeo horizontal: (2) con un punto central fijo y separación progresiva de electrodos, llamado sondeo vertical, con el cual se observa la resistividad aparente en función de la separación de los electrodos y por consiguiente de la profundidad.

La interpretación de los resultados puede ser cualitativa y cuantitativa. El método cualitativo utiliza la apariencia de las curvas y se aplica principalmente en el sondeo horizontal, donde una caída de la resistividad aparente indica la cercanía de cuerpos de mayor conductibilidad, e inversamente. En el sondeo vertical, la variación horizontal de la resistividad aparente se interpreta en función de la variación vertical equivalente de resistividad; sin embargo, las curvas no tienen codos agudos en los límites de formaciones. Correlaciones estructurales son posibles algunas veces mediante comparación de curvas a través de una serie de posiciones. Cuando solo existen dos o tres formaciones distintas, resulta posible determinar directamente la profundidad mediante comparación de los resultados de campo con curvas modelo calculadas para relaciones de conductividad dadas y para varias profundidades posibles.