Propiedades eléctricas de las rocas

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La resistividad es una de las propiedades de las rocas que han sido y son usadas comúnmente para la interpretación de registros geofísicos de pozos, pues por medio de esta propiedad se logran determinar ciertos parámetros de los yacimientos como, la porosidad y la saturación de fluidos, los cuales son considerados los más representativos durante la interpretación de un registro. En general se puede mencionar que la mayoría de las rocas no conductoras son rocas secas, pero cabe aclarar que existen algunas excepciones. A diferencia de las que contienen fluidos como el agua salada se consideran rocas conductoras. En cada formación su resistividad in situ dependerá de la cantidad de agua que está contenida en la formación, así como también se encuentre distribuido el fluido dentro de la roca que se encuentre en estudio.

Los factores que intervienen en la variación de la resistividad eléctrica de este agregado son:

- Resistividad de los minerales que conforman la roca.

- Porosidad.

- Grado de humedad.

- Resistividad de los fluidos contenidos en los poros de las rocas.

- Doble Capa Eléctrica y Capacidad de Intercambio Catiónico.

- Temperatura.

Las rocas ígneas y metamórficas típicamente tienen valores altos de resistividad. La resistividad de estas rocas depende mucho del grado de fracturación que poseen, y el porcentaje de agua que rellena las fracturas del terreno. Las rocas sedimentarias comúnmente son más porosas y tienen un alto contenido de agua, lo que normalmente hace disminuir los valores de resistividad.

La resistividad de los minerales es muy alta en comparación con la resistividad de las rocas que los contienen, esto es debido a la influencia de la porosidad, humedad y la resistividad de los fluidos que rellenan los poros, en la resistividad de la roca.

Se podría esperar un incremento de la resistividad relativamente uniforme con mayor edad geológica de una roca sedimentaria debido a la mayor compactación asociada con el mayor espesor de las rocas situadas encima de las rocas más antiguas. Pero los valores de resistividad de la mayoría de las rocas sedimentarias de la Terciaria son anormalmente altos. Este fenómeno se interpreta con la deposición de grandes cantidades de rocas sedimentarias en agua dulce en la Terciaria. Las rocas sedimentarias del Mesozoico se caracterizan por valores de resistividad más bajos en comparación a aquellos de las rocas sedimentarias de la Terciaria puesto que se depositaron mayoritariamente en las aguas saladas de las cuencas marinas.

Conductividad: La conductividad puede ser definida como lo contrario o inverso de la resistividad. La conductividad es una propiedad física que permite el paso de las corrientes eléctricas en las rocas. La conductividad eléctrica es la capacidad de algunos materiales para transmitir corriente eléctrica cuando es aplicado un voltaje. La unidad de conductividad en el Sistema Internacional es el siemens (S).

En rocas y minerales la conductividad eléctrica puede darse de las siguientes maneras:

- Electrónica: Es la forma normal de flujo de corriente en materiales que poseen electrones libres, como en el caso de los metales.

- Electrolítica: Cuando el agua presente en los poros tiene alguna sal en solución, los iones constituyentes se separan, por lo que son libres para moverse independientemente en la solución.

- Conducción dieléctrica: Se lleva a cabo en conductores pobres o aislados bajo la presencia de un campo eléctrico variable.

La mayoría de las rocas no son buenas conductoras de electricidad debido a que los minerales que la constituyen no lo son, pero, la presencia de poros y fracturas aumentan o incrementan los valores de conductividad.

En una roca la conductividad dependerá de la permeabilidad, lo que incluye el número de poros, dimensión e interconexiones, el grado de humedad, la concentración de electrolitos disueltos, así como la temperatura y fase en que se encuentra el agua de poro.

Existe una relación indirecta entre la conductividad y la edad geológica de una roca debido a que ambas están relacionadas con la porosidad. Las rocas más antiguas son por lo general menos porosas ya que se encuentran a una mayor profundidad, lo que ocasiona que por presión los espacios porosos sean cerrados. Sin embargo, pueden darse excepciones por factores como la presencia de fallas en las rocas que normalmente no son porosas o altas concentraciones de minerales conductores, lo que en ambos casos podría dar un incremento en la conductividad eléctrica.

Actividad electroquímica: La actividad electroquímica en las rocas depende de su composición química y de la composición y de la concentración de los electrolitos disueltos en el agua subterránea, que está en contacto con las rocas.

La actividad electroquímica determina la magnitud y el signo del voltaje desarrollado cuando la roca está en equilibrio con el electrolito. La actividad electroquímica en la profundidad es responsable para los potenciales propios medidos en la superficie.

Constante dieléctrica: La constante dieléctrica es una medida para la capacidad de un material situado en un campo eléctrico de ser polarizado o es decir una medida de la polarizabilidad P de un material situado en un campo eléctrico E. La polarizabilidad P o el momento eléctrico por unidad de volumen es proporcional al campo eléctrico E. La constante de proporcionalidad es la susceptibilidad c . El flujo eléctrico total por unidad de área. La constante dieléctrica determina la capacidad inductiva efectiva de una roca y su repuesta estática con respecto a un campo eléctrico directo o alterno aplicado.

A frecuencias menores a 100Hz la constante dieléctrica no depende de la frecuencia, altas frecuencias influyen la constante dieléctrica. La constante dieléctrica es sensible a la temperatura, con temperaturas mayores el valor de la constante dieléctrica sube.

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Bibliografía.

http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/8073/A5.pdf?sequence=5

https://www.geovirtual2.cl/EXPLORAC/TEXT/070elect.htm

https://www.geovirtual2.cl/EXPLORAC/TEXT/05001magnet.html