INTERPRETACIÓN Y ANOMALÍAS DE LA PROSPECCIÓN CON RESONANCIA MAGNÉTICA (MRS)

Transcripción

1 1 Geologia, geotècnia i serveis científico-tècnics INTERPRETACIÓN Y ANOMALÍAS DE LA PROSPECCIÓN CON RESONANCIA MAGNÉTICA (MRS) INTERPRETACIÓN DE LOS DATOS ANOMALÍAS Y PARTICULARIDADES DEL MÉTODO REGISTRO DE LA SEÑAL DEL APARATO DE MEDIDA NUMIS TM PROCESAMIENTO DE LA SEÑAL CON RUIDO EM INVERSIÓN DE LA SEÑAL MRS Dirección: Valentí TURU i MICHELS Av. Príncep Benlloch Edificio Interceus, despacho 407 Teléfono y fax: igeotest@myp.ad

2 2.1 INTERPRETACIÓN DE LA RESONANCIA MAGNÉTICA Anomalías y particularidades del método MRS 2 * Es un método de detección directa del agua subterránea, ya que mide directamente la respuesta del agua misma (protones de H 2 ). Contrariamente a muchos métodos geofísicos, la señal no puede ser amplificada incrementando la potencia del transmisor. Habitualmente la resonancia magnética puede ser utilizada sin grandes problemas en el rango de frecuencias entre los 800 Hz y los Hz, que es la frecuencia de Larmor en todo el mundo, ya que el ruido natural acostumbra a ser bajo, solamente las tormentas magnéticas y meteorológicas así como las corrientes telúricas afectan a la señal MRS. No obstante, en áreas con ruido industrial, éste acostumbra a ser mucho más grande que el natural (líneas eléctricas, generadores eléctricos, transmisores de ondas de radio, aparatos eléctricos, transporte, depósitos de hidrocarburos, tuberías de gas con protección eléctrica). El ruido más frecuente es el debido a las líneas eléctricas, estas pueden crear una importante interferencia cuando la frecuencia de Larmor está cerca de uno de los armónicos de la frecuencia fundamental (50 Hz o 60 Hz). * Las profundidades determinadas por este método están influenciadas por las reglas de equivalencia (ídem SEV), ya que es un método integrante. En el MRS el parámetro que queda constante para todas las soluciones equivalentes encontradas es el producto del contenido en agua por el espesor de la capa (figura 6 a, b, c). Es decir, el volumen total de agua queda bien determinado y no pueden existir errores de interpretación en este sentido (figura 6 d). Figura 6: Se observa que la interpretación de una misma señal MRS puede dar lugar a diversas interpretaciones equivalentes (6a - 6c), pero el valor de la transmisividad será igual en todas ellas.

3 3 Por otro lado, hay que mencionar que si la relación entre el ruido y la señal es mala, el número de equivalencias aumenta dado que existe un gran número de datos a ajustar. * Existe una relación no lineal entre la señal emitida y la intensidad del pulso del campo magnético, lo que significa que doblar la intensidad de la corriente no comporta doblar la amplitud de la señal, únicamente se profundiza más. Por otro lado, la profundidad de investigación está en función de la resistividad del subsuelo, donde por norma general para una misma configuración de antena se alcanza menos profundidad en los terrenos conductores que en los resistivos, siendo el valor de Ωm el punto de inflexión de esta relación (figura 7a). También la relación entre la señal y el ruido (S/N ratio) determina la precisión de la capa detectada (figura 7b) Figura 7: Influencia de la magnitud de la señal en función de la resistividad y latitud. Figura 7a, se observa como la amplitud aumenta con la latitud mientras que la resistividad influye antes en latitudes elevadas, aunque la inflexión es más importante en las latitudes bajas. Figura 7b, se observa como la relación entre la señal y el ruido influye en la detección de una capa de agua de espesor variable a una profundidad creciente. Por ejemplo una capa de 5 metres de espesor deja de ser detectable a los 25 m de profundidad por una baja relación S/N.

4 4 * La orientación de la antena respecto al Norte magnético y la pendiente topográfica influyen en la señal MRS. A continuación se puede observar la influencia de este condicionante topográfico en la señal MRS teórica al cambiar la antena (Figura 8). A grandes rasgos la influencia de este cambio topográfico se detecta en el eje N-S mientras que en el eje E-W permanece invariable (Figura 9). Figura 8: El nuevo modelo presupone una topografía inclinada y un nivel freático horizontal Figura 9: En la presente imagen se puede observar como la mayor parte del agua detectada en una antena cuadrada se sitúa al Sur, mientras que al Este y Oeste el contenido en agua es simétrico.

5 5 Figura 10: Las orientaciones W-E de la antena no influencian en la señal, existe una simetría en todas las orientaciones. El efecto es máximo en la orientación N-S, más amplitud si la antena está orientada hacia el Sur, mientras que si está orientada hacia el Norte el efecto puede ser importante. Figura 11: Efecto de la pendiente y orientación en la señal MRS para un acuífero superficial.

6 6 Figura 12: Efecto de la pendiente y orientación para un acuífero profundo. En general para 60º de latitud se observa que el efecto de la orientación es importante en la dirección N-S (Figuras 11 y 12) tanto para un acuífero superficial como para uno profundo. También los efectos topográficos están influenciados para antenas grandes y acuíferos superficiales. En cambio a latitudes bajas, cerca del Ecuador, no hay efectos destacados de este tipo.

7 7 * Los terrenos muy conductores hidráulicamente pueden tener tiempos de relajación muy largos, superiores a la del tiempo de la ventana de adquisición de datos estándar, hecho que puede sobreestimar sus propiedades. Este puede ser el caso de las calcáreas karstificadas, mientras que para los yesos fisurados el decrecimiento puede ser muy rápido. Figura 13: Datos de la amplitud de un impulso MRS y la respuesta recibida por terrenos antagónicos desde el punto de vista de la permeabilidad.

8 8 * La presencia de un acuífero superficial, si el subsuelo es conductor, puede enmascarar la existencia de un acuífero más profundo en función de la resistividad que presente el terreno. Figura 14: Curvas Eo(q) para un MRS generado por un acuífero formado por dos capas situadas a m y m respectivamente, con un 10% de contenido en agua en medios de diferente conductividad (Plata & Rubio, 2007). No es hasta una resistividad de 100 Ωm que se observa la presencia de un acuífero más profundo. Figura 15: Curvas MRS medidas en dos lugares diferentes, donde únicamente existe un acuífero superficial. La forma de las curvas de inversión son análogas a la que se mediría en el supuesto de existir un segundo acuífero. (Plata & Rubio, 2007). En estos casos hay que tener una información adicional para afirmar la existencia de un acuífero más profundo.