INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA

UNIDAD TICOMAN CIENCIAS DE LA TIERRA

GONZÁLEZ PEDRAZA ÁNGELA MARÍA

GRUPO: 1FM1

INSTRUMENTAL MÉTODOS POTENCIALES

“PRIMERA PRÁCTICA (GRAVÍMETRO)”

ING. IRAIS MARÍA LIZETTE ORTIZ PRIETO

2014

ÍNDICE:

Introducción.

Marco teórico.

Localización de la zona.

Procedimiento.

Tabla con datos adquiridos.

Evidencia fotográfica.

Conclusión.

Bibliografía.

INTRODUCCIÓN

Aprender a usar el gravímetro es uno de los conocimientos básicos que como Geofisicos debemos adquirir. El gravímetro, como ya lo sabemos, mide fracciones de gravedad debido al contraste de las densidades del subsuelo, este mide en unidades de Miligales.

Como inducción al correcto manejo del gravímetro, realizamos una práctica en la zona que corresponde a unos metros de las canchas de Basquetbol ubicadas en las instalaciones de la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura ESIA TICOMÁN; en donde medimos las variaciones de la gravedad en distintas estaciones de nuestra zona a valorar.

Como resultado de esta práctica, aprendimos el correcto manejo desde el desplazamiento, nivelación, análisis de resultados y observación de las variaciones de la gravedad en distintas estaciones que podemos obtener gracias al gravímetro.

MARCO TEÓRICO

1.GRAVIMETRÍA

Ciencia que estudia la atracción entre los cuerpos especialmente relacionada con la Tierra, Geofísica, Geodesia y Geodinámica. También la medida del peso de un cuerpo, un campo gravitacional o densidad.

La gravimetría consiste en la medición del campo de gravedad. Se suele emplear cuando el objeto de estudio es el campo de gravedad o las variaciones de densidad responsables de su variación. La gravedad se suele medir en unidades de aceleración. En el SI la unidad de aceleración corresponde a 1 metro por segundo al cuadrado. También puede expresarse en las unidades propias del campo gravitatorio, es decir, en Newton por kilogramo. Otra unidad empleada, sobre todo en gravimetría, es le gal que equivale a 1 cm por segundo al cuadrado.

2. ¿CÓMO VARÍA LA GRAVEDAD O POR EL CONTRARIO ES CONSTANTE EN TODA LA TIERRA?

La aproximación habitual del valor de la gravedad es 9.8 m/s2 . Pero esto solamente es una aproximación al valor real. La gravedad realmente varía principalmente con el tiempo, con la latitud y con la longitud.

Entre los Polos y el Ecuador la variación es entre 9,83 y 9,78 m2, respectivamente. Esta variación nos indica que la Tierra está achatada por los Polos.

Con la altura la gravedad disminuye en la proporción aproximada de 1 miliGal cada tres metros o 300 micro Gales por metro.

3. ¿PARA QUÉ SIRVE LA MEDIDA DE LA GRAVEDAD?

Para determinar la altitud dinámica y geopotencial de un punto de la superficie terrestre.

Para investigar la composición y propiedades (densidad, elasticidad, etc) de la Tierra.

Para detectar movimientos Geodinámicos en la Corteza, Manto y Núcleo de la Tierra.

Para determinar órbitas de los satélites.

Determinación de anomalías de la gravedad que intruducidas en la fórmula de Stokes permiten determinar el campo graviatatorio terrestre.

Para definir la unidad patrón de masa. Para prospección geofísica (detección de yacimientos de minerales,

petróleo, gas, arqueológicos, etc).

4.¿QUÉ INSTRUMENTOS MIDEN LA GRAVEDAD?

Los instrumentos que miden la gravedad absoluta y relativa son los péndulos y los gravímetros. Los instrumentos empleados para realizar mediciones de la gravedad se denominan gravímetros o gradiómetros. La mayor parte de los gravímetros emplean resortes cuyo efecto se opone a la fuerza de gravedad que actúa sobre una masa.

5. ¿QUÉ ES UN GRAVÍMETRO?

Dispositivo que mide el valor absoluto o relativo de la gravedad. Normalmente se mide la componente vertical del valor de la gravedad. Están basados en la variación de una magnitud física con la gravedad. Los más extendidos son los gravímetros absolutos de caída libre y los relativos de muelle de metal. Existen dos clases de gravímetros.

*GRAVÍMETROS ABSOLUTOS: Permiten conocer el valor de la gravedad directamente mediante la determinación de una longitud y/o un tiempo. Los primeros instrumentos absolutos fueron de tipo pendular, actualmente son de caída libre.

*GRAVÍMETROS RELATIVOS: Estos instrumentos únicamente permiten conocer la diferencia relativa de la gravedad entre dos puntos o entre dos tiempos.

6. ¿CUÁL ES EL LA TEORÍA Y EL PRINCIPIO DEL GRAVÍMETRO?

Para el estudio de la gravimetría la ley fundamental utilizada es la Ley de Gravitación Universal propuesta por Sir Isaac Newton, la cual nos dice que la fuerza es directamente proporcional a la multiplicación de una masa Mayor (que puede ser tomada como la masa de la Tierra), y una masa menor; e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las masas. La constante de gravedad que se da tiene una medida de 6.67*10-11 Nm2kg-2. En el caso del gravímetro la ley que se utiliza es la de Hooke, que dice que el cambio de gravedad es igual a la constante del resorte por la extorsión de este mismo, entre la masa.

7. ¿CÓMO FUNCIONA EL GRAVÍMETRO CG-5?

El mecanismo interno del CG-5 consta de un resorte de cuarzo fundido, el cual en un extremo tiene una masa, esta masa de acuerdo con la ley de gravitación universal al ser afectada por una masa mayor se elonga el resorte y esta distancia que existen de la posición inicial del resorte y la posición final del mismo son la que determinan el cambio de gravedad que existe en ese punto del geoide.

LOCALIZACIÓN DE LA ZONA

LOCALIZACIÓN: A unos metros de las canchas de Basquetbol que se encuentran en las instalaciones de la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura ESIA TICOMÁN, del Instituto Politécnico Nacional.

DIRECCIÓN: Calzada Ticomán 643

La Laguna Ticomán, Gustavo A. Madero, 07340 México D.F

SE ENCUENTRA A: 19.5082°N 99.1332°W

ZONA EN DONDE SE REALIZÓ LA PRÁCTICA.

GRAVÍMETRO UTILIZADO EN ESTA PRÁCTICA

El gravímetro utilizado en esta práctica fue el modelo: CG5-SCINTREX

PROCEDIMIENTO

1) Se delimito el área a estudiar usando una malla de 2 filas con 6 estaciones, distanciadas por 10 m cada una de ellas.

2) Con ayuda de un flexómetro de 5m se ubicaron 6 estacas en cada una de las estaciones a medir.

3) Nos dirigimos hacia la primera estación en donde se colocó el trípode de nivelación.

4) Se niveló el trípode con ayuda de los tornillos en sus extensiones, asegurándose que la burbúja de aceite se encontrara en el balance correcto.

5) Con extremo cuidado, se coloca el gravímetro sobre el trípode palpando asegurándose que los seguros queden alineados correctamente con el gravímetro.

6) Se enciende el gravímetro.7) En el menú, “SURVEY ID” editamos presionando F3, aquí le dimos nombre

a nuestro archivo (ESIA-FEL); grupo (1FM1) y operador (Equipo 2). Ya que no contábamos con un GPS no colocamos los valores de la referencia de rejilla.

8) Regresamos al menú del gravímetro y pasamos ahora a “AUTOGRAV” aquí seleccionamos que correciones queriamos hacer y cuales no; en este caso fueron:*CORRECCIÓN DE MAREA: (NO)*Cont. Tilt. Corr.: (YES)*AUTO REJECT: (YES)

*CORRECCIÓN DE TERRENO: (NO)*FILTRO SÍSMICO:(YES)*GUARDAR DATOS CRUDOS: (YES).

9) Regresamos al menú principal, y en el menú “OPTIONS” en donde los valores quedaron de la siguiente manera:READ TIME (Tiempo de lectura): 30 segundos.FACTORY FLAG (Valor de fábrica)# OF CYCLES(Número de ciclos, repeticiones por medición): 2 Ciclos.START DELAY(Tiempo de restraso entre medición y medición): 3 segundos.LINE SEPARATION (Distancia entre línea): 10m.STATION SEPARATION (Distancia entre estación): 10m.AUTO STATION INC.:No.CHART SCALE (Escala de la malla): 1:1 m.MEASUREMENT (medición): Gráfica.LCD HEATER: Off.READ AMP. TEMP (Lee la temperatura ambiente): YES.

10) Regresamos a menú principal, y en el menú “CLOCK” aquí rectificamos si los datos de fecha y hora estaban correctos, lo cual asi fue.

11)Y por último en el menú “MEMORY” se verificó cuanta capacidad de memoria tenía el gravímetro, esta se encontraba en un porcentaje de 88 de capacidad de memoria libre.

12) Una vez terminada la editación, editamos nuestra estación marcando la estación y línea correspondiente y procedemos a nivelar.

13)Con la ayuda de los tornillos de nivelación del trípode, giramos estos hasta que el gravímetro se encontrara centrado tanto en el eje x como en el eje y.

14)Una vez que la nivelación sea estable, procedemos a hacer la lectura.15)Los datos capturados aparecerán inmediatamente al terminar la medición.

TABLA CON DATOS ADQUIRIDOS

EST. 1 2 3 4 5 6

Grav. -1576.852 -1581.461 -1581.501 -1581.563 -1581.596 -1581.728

S.D. 3.802 0.835 0.789 0.528 0.867 1.132

Tilt X 13.7 0.3 -5.1 -2.2 -3.1 -3.5

Tilt Y -4.2 -0.6 -5.2 2.9 -6.1 -5.3

Temp 5.97 5.91 5.91 5.89 5.88 5.87

E.T.C. 0.049 0.056 0.06 0.065 0.069 0.073

Dur 30 30 30 30 30 30

#Rej. 18=12.0% 2=1.3% 0=0.0% 0=0.0% 0=0.0% 0=0.0%

Time 11:41:51 11:50:01 11:55:33 12:01:01 12:06:22 12:11:57

North 2 2 2 2 2 2

East 1 2 3 4 5 6

EVIDENCIA FOTOGRÁFICA

TOMA DE MEDIDA DE ESTACIÓN A ESTACIÓN.

DESPLAZAMIENTO DEL GRAVÍMETRO.

NIVELACIÓN DELGRAVÍMETRO.

OBTENCIÓN DE LAS LECTURAS DEL GRAVÍMETRO.

CONCLUSIÓN

Gracias a la obtención de distintos valores en las variaciones de la gravedad en cada una de las estaciones que medimos, pudimos concluir que estas variaciones, a la vez fueron consecuencia del ambiente que nos circundaba causando que algunos de nuestros valores obtenidos no se encontraran en lo que sería una medida normal de la gravedad y otros por la variedad de la composición de la Tierra. A su vez, aprendimos el correcto manejo del gravímetro como inducción a los métodos de prospección geofísica.

BIBLIOGRAFÍA

Manual operation CG-5, Scintrex, 2012. An Introduction Applied and Enviromental Geopghysics. John M.

Reynolds,1997 http://www.geofisica.cl/english/pics6/Introduccion_a_la_Geofisica.pdf http://www.hydrogeophysicsndt.com/wp-content/uploads/2012/11/

GRAVIMETRO-CG-5.pdf