1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: SATCA 1 Métodos Eléctricos Ingeniería Petrolera PED-1020 2-3 - 5 2.- PRESENTACIÓN Caracterización de la Asignatura. En la actualidad los conocimientos de la ingeniería eléctrica en el campo de la ingeniería petrolera son de gran importancia, debido a que la tecnología viene avanzando y trae cambios radicales en los estudios para la perforación y obtención de crudo y gas. El uso de satélites y de las computadoras con su variedad en programas facilitan los estudios y hacen que el personal profesional del ramo pueda ser competitivo a nivel global ya que en muchos países existe la perforación tanto en tierra como en diferentes profundidades del mar. La asignatura proporciona los conocimientos necesarios para elaborar modelos de algunos componentes de los sistemas eléctricos ó electromecánicos con lo que se usan paquetes computacionales, para poder realizar el análisis, cálculo, simulación y la operación de circuitos en corriente alterna ó directa. Intención Didáctica. La asignatura está organizada en tres unidades. En la primera unidad se analiza el campo eléctrico en diferentes tipos de materiales con lo que se describe metodologías de las líneas equipotenciales para electrodos, así como los tipos de electrodos que existen y la instrumentación que se utiliza para ellos. En la segunda unidad se analizan los tipos de conductores, las condiciones que se requieren para aplicar la metodología adecuada, el comportamiento que presentan las líneas equipotenciales de un cuerpo cargado y la determinación de la equipotencial de la forma de un cuerpo cargado. Finalmente, en la tercera unidad se analizan las propiedades eléctricas de las rocas y se estudia los fundamentos de sondeos eléctricos verticales, así como el trabajo de campo de circuitos de medición y la interpretación cuantitativa. 1 Sistema de asignación y transferencia de créditos académicos 1
3.- COMPETENCIAS A DESARROLLAR Competencias específicas Conocer y aplicar las metodologías de exploración geofísica: líneas equipotenciales, cuerpos cargados y sondeo eléctrico vertical. Competencias genéricas Analizar y procesar la información. Uso de manuales de los fabricantes Trabajar en equipo. Resolver los problemas de manera individual y en equipo. Toma de decisiones. Actualización mediante el uso de las nuevas tecnologías. 2
4.- HISTORIA DEL PROGRAMA Lugar y fecha de elaboración o revisión Instituto Tecnológico Superior de Puerto Vallarta del 10 al 14 de agosto de 2009. Desarrollo de Programas en Competencias Profesionales por los Institutos Tecnológicos del 17 de agosto de 2009 al 19 de febrero de 2010. Instituto Tecnológico Superior de Poza Rica del 22 al 26 de febrero de 2010. Participantes Representantes de los Institutos Tecnológicos de: Superior de Coatzacoalcos, Minatitlán, Superior de Poza Rica y Superior de Venustiano Carranza. Academias de Ingeniería Petrolera de los Institutos Tecnológicos de: Superior de Coatzacoalcos, Minatitlán, Superior de Poza Rica, Superior de Tantoyuca y Superior de Venustiano Carranza. Representantes de los Institutos Tecnológicos de: Superior de Coatzacoalcos, Minatitlán, Superior de Poza Rica, Superior de Tantoyuca y Superior de Venustiano Carranza. Evento Reunión Nacional de Diseño e Innovación Curricular para el Desarrollo y Formación de Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería Petrolera. Elaboración del programa de estudio propuesto en la Reunión Nacional de Diseño Curricular de la Carrera de Ingeniería Petrolera. Reunión Nacional de Consolidación de los Programas en Competencias Profesionales de la Carrera de Ingeniería Petrolera. 3
5.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO Conocer y aplicar las metodologías de exploración geofísica: líneas equipotenciales, cuerpos cargados y sondeo eléctrico vertical. 6.- COMPETENCIAS PREVIAS Cinemática. Cinética. Trabajo y Energía. Electrostática. Calculo Integral y Diferencial de varias variables. Limite de una Función. Derivada de una Función. Integral de una Función. Álgebra vectorial. Capas sedimentarias. Clasificación de las rocas. Estructuras geológicas. 7.- TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1 2 Metodología de las líneas equipotenciales. Metodología del cuerpo cargado 1.1. Introducción y usos del método. 1.2. Electrodos puntuales y lineales. 1.2.1. Campo producido por un Electrodo puntual. 1.2.2. Campo producido por un Electrodo lineal. 1.2.3. Líneas de Corriente. 1.2.4. Líneas equipotenciales. 1.3. Comportamiento de un cuerpo resistivo. 1.4. Comportamiento de un cuerpo conductor. 1.5. Instrumental usado. 1.5.1. Electrodos de corriente y de Potencial. 1.5.2. Multímetros. 1.5.3. Cables. 1.5.4. Fuentes de poder. 1.6. Trabajo de campo. 1.6.1. Consideraciones sobre el punto de referencia. 1.6.2. Circuitos de medición. 1.6.3. Corrección por Potencial Espontáneo. 1.6.4. Área efectiva de los electrodos Lineales. 1.6.5. Método de potenciales. 1.6.6. Método de gradientes de Potencial. 1.7. Interpretación. 1.7.1. Configuración de datos de Campo. 1.7.2. Determinación de gradientes de Potencial máximo y mínimo. 2.1. Adición de carga a un conductor. 2.1.1. Conductores con fronteras Suaves. 2.1.2. Conductores con fronteras con picos. 2.2. Condiciones para aplicar la Metodología. 2.2.1. Condiciones teóricas. 4
3 Metodología de los Sondeos Eléctricos Verticales. 2.2.2. Condiciones Geológicas. 2.3. Comportamiento de las Líneas Equipotenciales de un cuerpo Cargado. 2.4. Trabajo de campo. 2.4.1. Consideraciones sobre el punto de Referencia. 2.4.2. Corrección por Potencial Espontáneo. 2.4.3. Método de potenciales. 2.4.4. Método de Gradientes de Potencial. 2.5. Interpretación cualitativa y cuantitativa. 2.5.1. Configuración de los datos de Campo. 2.5.2. Determinación de la equipotencial que nos da la forma del cuerpo. 2.5.3. Estimación de la longitud del cuerpo. 3.1. Propiedades eléctricas de las rocas. 3.2 Potencial de un electrodo puntual de corriente. 3.3. Fundamentos de los Sondeos Eléctricos Verticales. 3.3.1. Metodología Wenner. 3.3.2. Metodología Schlumberger. 3.3.2.1 Registros Eléctricos 3.3.2.2 Registros Sónicos 3.3.2.3 Registros Radioactivos 3.3.3. Sondeos Dipolares. 3.4. Instrumental usado. 3.4.1. Electrodos de corriente y de Potencial. 3.4.2. Multímetros. 3.4.3. Cables. 3.4.4. Fuentes de poder. 3.5. Trabajo de Campo. 3.5.1. Circuitos de medición. 3.5.2. Corrección por Potencial Espontáneo. 3.5.3. Tabla de toma de datos. 3.5.4. Elaboración de la curva de Campo. 3.6. Interpretación Cuantitativa. 3.6.1. Análisis de curvas de 1, 2, 3 y 4 capas. 3.6.2. Curvas de Orellana 3.6.3. Interpretación usando las curvas De Orellana. 3.6.4. Elaboración del Corte Electro estratigráfico. 3.6.5. Elaboración del modelo geológico. 3.6.6. Software de interpretación. 5
8.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Propiciar actividades de búsqueda, selección y análisis de información en distintas fuentes. Propiciar el uso de las nuevas tecnologías en el desarrollo de los contenidos de la asignatura. Fomentar actividades grupales que propicien la comunicación, el intercambio argumentado de ideas, la reflexión, la integración y la colaboración de y entre los estudiantes. Propiciar, en el estudiante, el desarrollo de actividades intelectuales de induccióndeducción y análisis-síntesis, las cuales lo encaminan hacia la investigación, la aplicación de conocimientos y la solución de problemas. Llevar a cabo actividades prácticas que promuevan el desarrollo de habilidades para la experimentación, tales como: observación, identificación manejo y control de variables y datos relevantes, planteamiento de hipótesis, de trabajo en equipo. Desarrollar actividades de aprendizaje que propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van aprendiendo en el desarrollo de la asignatura. Propiciar el uso adecuado de conceptos, y de terminología científico-tecnológica Proponer problemas que permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. Relacionar los contenidos de la asignatura con el cuidado del medio ambiente; así como con las prácticas de una ingeniería con enfoque sustentable. Observar y analizar fenómenos y problemáticas propias del campo ocupacional. Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante. 6
9.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN Reporte de prácticas Reporte de investigaciones Análisis de las investigaciones y conclusiones. Realizar proyecto de campo de aplicación eléctrica en campo 10.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: Metodología de las líneas equipotenciales Competencia específica a Actividades de Aprendizaje desarrollar Propiciar, en el estudiante, el Desarrollar actividades de aprendizaje que desarrollo de actividades intelectuales de inducción-deducción y análisissíntesis, propicien la aplicación de los conceptos, modelos y metodologías que se van las cuales lo encaminan hacia aprendiendo en el desarrollo de la la investigación, la aplicación de asignatura. conocimientos y la solución de problemas Unidad 2: Metodología de los Sondeos Eléctricos Verticales Competencia específica a Actividades de Aprendizaje desarrollar Observar y analizar fenómenos y Asistir a conferencias y elaborar reporte. problemáticas propias del campo Asistir a brigadas de exploración y elaborar ocupacional. reporte Relacionar los contenidos de esta asignatura con las demás del plan de estudios para desarrollar una visión interdisciplinaria en el estudiante Unidad 3: Metodología de los Sondeos Eléctricos Verticales. Competencia específica a Actividades de Aprendizaje desarrollar Propiciar el uso adecuado de Uso de fuentes dependientes e conceptos, y de terminología independientes de voltaje y corriente. científico-tecnológica Aplicación de análisis de circuitos de c.a. y Proponer problemas que c.d. permitan al estudiante la integración de contenidos de la asignatura y entre distintas asignaturas, para su análisis y solución. 7
11.- FUENTES DE INFORMACIÓN. 1. Serway, R.A., Física para ciencias e Ingeniería Vol. 02, 1ª edición, Ed. Cengage Learning. 2. Onahian, H., Física parte 2: para ingeniería y ciencias, 3ª edición, Ed. McGraw-Hill. 3. Sears F. W., Física universitaria con física moderna Vol. 02, 12ª edición, Ed. Pearson Educación. 4. Serway, R.A., Fundamentos de física Vol. 02, 8ª edición, Ed. Cengage Learning. 5. Tipler, P.A., Física para la ciencia y la tecnología. Vol. 02: electricidad y magnetismo, 5ª edición, Ed. Reverté. 12.- PRÁCTICAS PROPUESTAS Conexión de elementos eléctricos en serie y paralelo Uso de fuentes dependientes e independientes de voltaje y corriente. Aplicación de análisis de circuitos de c.a. y c.d. Realizar levantamientos de campo de líneas equipotenciales Realizar levantamientos de campo de cuerpos cargados Análisis de los sistemas de tierras y las protecciones eléctricas. Realizar levantamientos de campo de sondeos eléctricos vertical Determinar la resistencia, inductancia, capacitancia e impedancia de los circuitos eléctricos. Medición de la potencia eléctrica monofásica y trifásica. Simulación de los circuitos eléctricos mediante el uso de software. 8