Teoría básica de los Sondeos de Resonancia Magnética

Resumen

Cuando se transmite por el subsuelo un campo electromagnético generado en la superficie con una frecuencia específica, igual a la de Larmor de los protones de hidrógeno, parte de su energía es absorbida exclusivamente por las moléculas de agua. Finalizada la excitación, la energía absorbida es devuelta como un nuevo campo electromagnético que puede ser detectado por un receptor en la superficie. Esta respuesta sólo puede deberse a la existencia de agua, y tiene unas características distintivas: su frecuencia es la de Larmor de los protones de hidrógeno, y da lugar a una f.e.m. e(t) cuya amplitud disminuye exponencialmente con el tiempo, con una velocidad de decaimiento que depende del tamaño medio de los poros. La máxima amplitud de esta señal es directamente proporcional a la cantidad de agua. Aumentando la intensidad de la excitación se obtienen señales que provienen de mayor profundidad, lo que permite la realización de un sondeo (Sondeo de Resonancia Magnética, SRM). Los principales factores que afectan a la amplitud de la señal medida son la profundidad y potencia del acuífero, la conductividad eléctrica de las rocas, la amplitud e inclinación del campo magnético terrestre, el tipo de rocas que constituyen el acuífero, el tamaño de la antena utilizada y el ruido electromagnético existente. La norma general es que la máxima amplitud disminuye al aumentar la profundidad del acuífero. La alta conductividad de las rocas actúa como pantalla, disminuyendo la amplitud de la señal y disminuyendo la profundidad de investigación. Las rocas magnéticas provocan una variación espacial de la intensidad y gradiente del campo geomagnético, que da lugar a una variación espacial de la frecuencia de Larmor, lo que impide la medición. Las mejores condiciones se dan en rocas no magnéticas y resistivas, latitudes altas y rocas de grano grueso. A través de la formulación de un modelo matemático del fenómeno físico y de su medición, se puede calcular la señal teórica para un modelo dado del subsuelo (modelado o problema directo), así como deducir la distribución del contenido en agua y tiempo de decaimiento en función de la profundidad a partir de las mediciones SRM realmente efectuadas (inversión o problema inverso). La exactitud de los resultados depende de la calidad de la señal, así como de las hipótesis y simplificaciones establecidas en el modelo teórico utilizado.