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Introducción a CSAMT
CSAMT es una técnica geofísica no-intrusiva
de bajo impacto utilizada ampliamente en la
exploración de minerales, geotermia y agua
subterránea desde 1978, año en el cual
Zonge International introdujo comercialmente
el equipo de adquisición de datos disponible
para la industria.
El método Audiomagnetotelurico de fuente
controlada (CSAMT) es un método geofísico
de investigación con el cual se obtiene
información acerca de la resistividad del
subsuelo. Los valores de resistividad
calculados por medio del método de CSAMT
están relacionados a la geología. Los
principales factores que influyen en la
resistividad de las rocas y/o sedimentos son
la porosidad, el contenido de fluidos y la
presencia de cierto tipo de asociaciones
minerales.
La aplicación de CSAMT en la exploración
de minerales, minería, hidrogeología y
petróleo arroja información crítica acerca de
la geología, estructura, litología, tendencias
en el nivel freático, salinidad del fluido en los
poros y concentraciones de contaminantes.
La resistividad puede ser obtenida por medio
de los métodos de IP y CSAMT, sin embargo
cada una de las técnicas tienen distintas
ventajas. CSAMT proporciona mejor resolución,
mayor profundidad de investigación y un uso
más eficiente de los tiempos de producción;
el método de IP puede agregar valor a la
interpretación y priorización de objetivos. El
método de CSAMT es comúnmente utilizado
como método de reconocimiento en áreas
extensas para determinar la profundidad del
basamento, localización de estructuras y
anomalías de resistividad a las cuales se les
da seguimiento posterior con el método de IP.
El método de CSAMT consiste en la
transmisión, desde un punto (sitio del
transmisor), de una señal controlada en la
tierra a través de diferentes frecuencias, y la
medición de los campos eléctricos y
magnéticos en el área de interés (sitio del
receptor). La relación orthogonal del campo
eléctrico horizontal y las magnitudes del
campo magnético (Ex y Hy) son utilizadas
para calcular la resistividad de la tierra.
Modelo de resistividad en 2D (ohm-m) del distrito minero de cobre Silver Bell
en el suroeste de Norte América.
CSAMT es una
técnica de
resistividad
utilizada
comúnmente en
la exploración de
agua subterránea,
geotermia,
hidrocarburos
y minerales.
Logística
Transmisor
y
generador en el sitio
de transmisión.
El grupo de CSAMT usualmente consta de tres
o cuatro personas, un vehículo para el sitio del
transmisor y otro en el sitio del receptor. Una
vez en el sitio del receptor, el equipo puede ser
transportado sin la necesidad de vehículos y
que es portátil. La separación entre el sitio del
receptor y el sitio del transmisor dependerá de
la profundidad de investigación deseada,
usualmente esta distancia es de 5 a 10
kilómetros.
Las mediciones de campo eléctrico y
magnético se realizan simultáneamente en
varias estaciones reduciendo el tiempo de
adquisición de datos en campo, dichos campos
se adquieren utilizando un receptor multifuncional marca Zonge (GDP3224).
Sitio del transmisor
Operador y receptor
multifuncional
GDP3224 durante la
adquisición de datos.
En el sitio del transmisor se utiliza un dipolo con
el cual se genera la señal electromagnética.
Dicho dipolo se construye sobre el terreno al
inicio del levantamiento de CSAMT, las
conexiones entre los electrodos de corriente
que forman el dipolo se realizan con cable de
cobre, usualmente calibre 14. La distancia
entre los electrodos que forman el dipolo
transmisor es de 1500 metros, dichos
electrodos pueden ser construidos utilizando
múltiples estacas de tubo galvanizado
clavadas en el suelo, o zanjas recubiertas con
papel aluminio y lodo. Cualquiera que sea el
tipo de electrodo de corriente es importante
agregar agua con sal para asegurar que exista
buen contacto entre el electrodo y el terreno.
La ubicación del transmisor y el cableado de
este, a cada uno de los electrodos de corriente,
dependerán de las condiciones de acceso, sin
embargo es común colocar el transmisor al
centro del dipolo o en donde sea posible,
siempre y cuando exista una distancia
razonable. Cuando se emplea alto voltaje, el
transmisor y generador vienen montados en un
vehículo.
Sitio del receptor
Las señales adquiridas en cada una de las
estaciones de medición son procesadas y
almacenadas por medio de un receptor portátil
controlado por microprocesadores, amplifycadores y filtros. La señal transmitida es
detectada por medio de pares de electrodos o
dipolos receptores los cuales se colocan sobre
el terreno y por sensores magnéticos. Los
electrodos receptores son pequeños cilindros
de cerámica y base porosa colocados sobre el
terreno y sepultados media pulgada, los cuales
están ligados al receptor por medio de cable de
cobre. Los sensores magnéticos son antenas
cilíndricas de 1 a 1.20 metros enterradas
parcialmente en el terreno.
Usualmente la adquisición de datos de
CSAMT se lleva a cabo en “tendidos” o
“spreads” de 7 estaciones y 6 dipolos simultáneamente, sin embargo esto depende de las
condiciones de acceso al área. Una vez que la
adquisición de datos se ha completado en un
“tendido” o “spread”, el personal de campo
mueve el receptor, electrodos, sensor
magnético y cableado al siguiente grupo de
estaciones.
Fuentes antropogénicas tales como antenas
de radio-transmisiones, cercos metálicos y
líneas eléctricas pueden afectar las lecturas de
resistividad, por ello es importante considerar
dichos elementos para el diseño adecuado del
levantamiento y tratar de disminuir y prevenir
sus efectos.
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Resolución Lateral y Vertical
La resolución lateral es determinada por el
espaciamiento entre estaciones, dicho
espaciamiento comúnmente varía de 10 a
200 metros. La magnitud de la señal
recibida es proporcional al espaciamiento
entre estaciones. Por ejemplo, si reducimos
el espaciamiento entre estaciones en un
50%, entonces la magnitud de la señal es
reducida en la misma proporción. Es muy
importante tomar en cuenta la anterior
consideración a la hora de realizar el diseño
del levantamiento, ya que la magnitud de la
señal puede ser un factor limitante para la
profundidad de investigación.
La profundidad de investigación con la
técnica de CSAMT depende de la
frecuencia de transmisión y la resistividad
del subsuelo. En general a menor
frecuencia y mayor resistividad del terreno,
mayor será la profundidad de investigación.
El método de CSAMT ha comprobado ser
una herramienta de gran ayuda para el
mapeo de la corteza terrestre en el rango de
los 20 a los 1000 metros de profundidad. La
resolución vertical es de 5 a 20% de la
profundidad.
Considerando las ventajas de cada uno,
Zonge proporciona modelos de inversión en
1D y 2D con interpretación. Las rutinas de
modelado en 1D y 2D utilizan diferentes
suposiciones y componentes de datos, lo
que contribuye con diferente información a
la interpretación. El modelado en 2D corrige
el efecto del terreno en los datos, utiliza
información de las estaciones adyacentes y
asume que las variaciones de la resistividad
en superficie ocurren en ambas direcciones.
Además, el modelado en 2D provee una
mejor representación de la complejidad de
la geología a profundidad. Los modelos en
herramienta muy
útil para el
mapeo de la
corteza terrestre
en el rango de
los 20 a los 1000
metros de
profundidad.
Modelos de Inversión
Los programas de modelado y suavizado de
perfiles se utilizan para convertir los
resultados del levantamiento a perfiles de
resistividad contra profundidad. Durante el
proceso de suavizado de perfiles los datos
de CSAMT adquiridos son matemáticamente invertidos y se determina la
ubicación, tamaño y profundidad probable
de la fuente o fuentes las cuales provocan
variaciones en la resistividad. Los resultados
de los modelos suavizados de inversión
muestran cambios gradacionales de la
resistividad.
CSAMT es una
1D preservan más los detalles en superficie
y revelan mejor los cambios laterales tales
como capas delgadas y estructuras de bajo
ángulo.
Sección de resistividad en 1D para
exploración de agua subterránea.
Producto Final
Zonge International es
una empresa propiedad
de sus empleados y que
Los resultados obtenidos a partir del
procesamiento y modelado de datos de
CSAMT pueden ser presentados en
diferentes formas: secciones-perfiles, vistas
en planta y diagramas de cerco en un context
tridimensional. Cuando las estaciones son
recolectadas a lo largo de múltiples líneas en
una misma área, los datos pueden ser
presentados en vistas en planta a diferentes
elevaciones o profundidades. Las vistas en
planta pueden ayudar a resaltar patrones o
tendencias entre líneas. Los diagramas de
cerco muestran modelos de inversión de
resistividad en 2D en un espacio o contexto
3D. Las líneas punteadas en el diagrama de
cerco que se muestra en la figura de abajo
representan estructuras identificadas en
superficie.
provee servicios de
geofísica terrestre,
consultoría y venta de
equipo alrededor del
mundo.
Nuestra empresa es
reconocida por su
experiencia en el
desarrollo y aplicación
de métodos electromagnéticos de banda
ancha.
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Vista en planta a 200 pies a partir de
modelos de inversión en 2D.
Modelos de inversión, diagrama de
cerco en contexto 3D.
Reference
Cagniard, L., “Basic Theory of the magnetotelluric method of geophysical
prospecting.” Geophysics, 18, pp. 605-635, 1953.
Goldstein, M.A. and Strangway, D.W., “Audio-frequency magnetotellurics with a
grounded electric dipole source.” Geophysics, 40, pp. 669-683, 1975.
Zonge, K.L. and Hughes, L.J., “Controlled source audio-frequency magnetotellurics.”
Electromagnetic Methods in Applied Geophysics, Vol. 2, edited by Nabighian, M.N.,
pp. 713-809. Society of Exploration Geophysicists, 1991.
Zonge, K. L., “Broad Band Electromagnetic Systems.” Practical Geophysics II for the
Exploration Geologist, edited by Richard Van Blaricom, pp. 439-523. Northwest
Mining Association, 1992.
Para mayor información consulte, www.zonge.com/geophysical-methods/
2015-02