Gravimetro Worden

 

Gravímetro Worden

 

CONCEPTO: 

Un gravímetro es un instrumento utilizado en gravimetría para medir el campo gravitatorio local de la Tierra. Un gravímetro un tipo acelerómetro, especializado paraes medir la de aceleración constante hacia abajo de la gravedad.

 2 los gravímetros La de unidad de medida es un miligal: 10−3usual /de , generalmente contando con una precisión de 0.01 mgal. Existen micro gravímetros de precisión de incluso 0.001 mgal.

 

HISTORIA: 

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A partir de la aparición de los primeros gravímetros por los años 30, se dieron grandes avances en el campo de los estudios geofísicos. En 1937 se estima (Mott-Smith 1937) que el noventa y ocho por ciento de los levantamientos gravimétricos realizados hasta la fecha, se habían obtenido mediante balanzas de torsión. El gravímetro era un gigantesco paso adelante, sin embargo, el nuevo gravímetro era delicado y voluminoso y requería dos hombres y un vehículo especial para el manejo de campo.

 

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Otro espectacular avance llego pronto. Este fue un gravímetro construido enteramente de cuarzo fundido y encerrado en una cámara parcialmente evacuada que se sumergía en agua para un control de temperatura muy estable.

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Este instrumento, diseñado por el Dr. Mott-Smith, a pesar de la gran mejora que presentaba seguía siendo muy difícil de transportar

 

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Años más tarde, Sam P. Worden, un ex alumno del Dr. Mott-Smith, dándose cuenta de la necesidad de portabilidad de los instrumentos de medición de la gravedad, se dispuso a crear una versión mas eficiente y practica. Empezó a experimentar con sistemas de cuarzo fundidos con compensación de temperatura para reemplazar los grandes instrumentos termostáticos que consumen energía. El resultado fue que el medidor Worden, Worden, que pesaba poco más de cinco libras y no necesitaba baterías externas.

 

PARTES Y CARACTERIS CARA CTERISTICAS: TICAS: 

El gravímetro Worden, es un instrumento extremadamente extremadamente preciso que mide la gravedad de la tierra en un lugar específico.

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Se halla construido íntegramente por barras de cristal de cuarzo, fibras y muelles.

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Su funcionamiento está basado en la Astatización.

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Po Posee see un sistema de compensación de temperatura cuarzo fundido y unas dimensiones muy reducidas. realizado en 

Hoy en día, este es el más utilizado en el campo de la prospección.

 

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Por su gran precisión (0,01 mgal), poco peso Por (2,45 kg) y su dispositivo de composición térmica que lo hace prácticamente inalterable a las variaciones de temperatura, constituye en su clase, el gravímetro más apropiado para las prospecciones gravimétricas.

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En la nivelación y lectura de este gravímetro solo se emplean unos 5 minutos.

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El gravímetro de Worden, es un gravímetro de muelle de longitud cero, cuyo precursor fue Romberg, que en sus principios desarrollo la teoría del equilibrio neutral (LaFher, 1980).

 

Esquema del gravímetro Worden:

 

MARCO TEORICO: 

El fundamento de los gravímetros es muy simple. En esencia consiste en una masa (m) suspendida de un muelle o sistema de muelles o fibras f ibras de torsión. Las pequeñas variaciones de la gravedad se traducirán en variaciones del peso (mg), o lo que es lo mismo en pequeños alargamientos o acortamientos del muelle de suspensión.

 

Según el sistema de medida de los cambios de la longitud del muelle se clasifican en:  A.

Gravímetros Gravímetr os Absolutos o Estáticos: permiten conocer el valor de gravedad mediante la determinación de una longitud y/o undirectamente tiempo.

B.

Gravímetros Relativos o Astáticos: Aquellos que únicamente Gravímetros permiten conocer la diferencia relativa de gravedad entre dos puntos o entre dos tiempos.

Al ser el gravímetro graví metro Worden Worden un gravímetro Astático, este emplea como elemento sensible el denominado muelle de longitud cero.

 

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El principio para medir la gravedad consiste en medir la fuerza empleada por un dispositivo mecánico para restaurar la masa a su posición de equilibrio, el incremento desiendo gravedad equivalente a esta fuerza.

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El mecanismo que usa es el gravímetro Worden, es el mostrado en la imagen a continuación:

 

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El muelle de longitud cero y los muelles invertidos soportan la viga, en este caso es muy pequeña.

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Todas las lecturas se realizan con la viga en la misma posición. El observador ajusta dicha viga mediante el ajuste de un

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tornillo micrométrico al cual va unido a un muelle de ajuste. La posición de equilibrio se alcanza cuando la viga se halla en equilibrio. El dial muestra el número de vueltas del tornillo micrométrico, hasta que el muelle de longitud cero ha alcanzado la posición de equilibrio.

 

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Las diferencias diferencias de lecturas lecturas de este microgravíme microgravímetro tro son convertidas en incrementos de los valores de la gravedad, a través de la constante del gravímetro, pudiéndose llegar a medir diferencias de hasta 5200 mgal.

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Este sistema tiene una gran ventaja, y es el reducido espacio necesario para su ubicación.

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Este, al igual que los gravímetros de este tipo, se halla ubicado dentro de un recipiente con un alto aislamiento térmico para reducir en ladetemperatura para compensarlos selas le  fluctuaciones dota de un resorte fibra el cual, y actúa como compensador térmico.

 

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El sistema medidor , se compone de un brazo (a) con una masa (m) en su extremo formando un cuerpo único de Cuarzo fundido, con un peso total de 1mg. aproximadamente. A este brazo van unidos rígidamente el índice de lectura 1 (que se observa mediante un microscopio M) y un brazo inclinado (b) de cuyo extremo sale el muelle CD (de longitud cero).

 

USOS: 

Los gravímetros son utilizados frecuentemente para localizar depósitos subterráneos de valiosos recursos naturales (principalmente petróleo).

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También se emplean para el reconocimiento general de hidrología subterránea y lograr la delimitación de acuíferos.

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Los geodistas los emplean para estudiar la forma de la tierra y su campo gravitatorio.

 

Un típico levantamiento gravimétrico, consistirá en los siguientes puntos:

 A) Fase de terreno 

Definir una malla y en cada nodo medir la aceleración de gravedad.

B) Correcciones 

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Deriva del instrumento: El gravímetro no es perfecto, razón por la cual se utiliza una estación de amarre para cuantificar la deriva del cero (se asume lineal). Corrección topográfica: Un cerro incrementa la aceleración de la gravedad, mientras que una cuenca la hace disminuir. todos los datos deben llevarse a topografía plana.

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Otras correcciones: por latitud, de faye, de bouguer, etc. C) Mapa final: final: Isoanóma Isoanómalas las de gravedad  gravedad  

El mapa resultante muestra las variaciones sufridas por la aceleración de gravedad como resultado exclusivo de las diferentes densidades de las rocas.

 

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Ejemplo de Mapa de Anomalías Gravitatorias