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Información de la asignatura
Curso académico: 2017/2018

Horario Calendario de exámenes

Código:
12361
Asignatura:
PETROFISICA
Plan de estudios:
Centro:
Tipo:
Optativa
Créditos totales:
6
Teóricos:
4
Prácticos:
2
Ciclo:
Curso:
Período:
CUATRI.1º
Profesores:
Objetivos:
Dar a conocer a los estudiantes las propiedades físicas de las rocas, qué condicionan su comportamiento, tanto a escala de macizo cómo de roca matriz. Falicitarle así mismo, el conocimiento de la instrumentación y de las técnicas utilizadas habitualmente para la determinación y estudio de las citadas propiedades, exponiendo mediante casos prácticos la correlación entre: características de la piedra - parámetros evaluados en relación con sus propiedades físicas y resultados obtenidos en cada caso.
Contenido:
PROGRAMA DE TEORÍA (4 créditos)

I. Introducción

1. Petrofísica. Concepto y marco de la Petrofísica. Escalas de estudio: macizo y roca matriz; discontinuidades en el medio geológico. Relación de la Petrofísica con otras Ciencias. Etapas generales en los estudios petrofísicos. Acceso a bases documentales. Petrofísica en Internet.

II. Petrografía y Petrofísica

2. Componentes petrográficos de significación petrofísica. Espacios vacíos; naturaleza: poros y fisuras. Textura. Uniones intergranulares. Mineralogía. Anisotropía e inhomogeneidad en rocas. Clasificación petrofísica en función de uniones intergranulares. Dificultad en la inter-pretación de las propiedades físicas de las rocas.
3. El espacio poroso en las rocas. Concepto de estructura del sistema poroso. Tipos principa-les de porosidad: su funcionalidad petrofísica. Características distintivas de la porosidad en rocas cementadas y cristalinas. Parámetros principales. Técnicas de caracterización in-situ y en laboratorio de la porosidad de las rocas. Porometría por inyección de mercurio. Evolución de la estructura del sistema poroso.

III. Propiedades físicas de las rocas

4. Consideraciones generales. Definición de las distintas propiedades. Ensayos normalizados y no normalizados. Preparación de probetas de ensayo. Factores extrínsecos condicionantes: tamaño de la probeta, temperatura y humedad ambiente. Aplicaciones.
5. Procedimientos para evaluar propiedades físicas de rocas. Ensayos destructivos y no des-tructivos, a escala reducida y real. Métodos directos e indirectos en sondeos: diagrafías. To-mografías en el terreno y en el laboratorio.
6. Densidad de la roca seca. Densidad aparente de la roca. Factores petrográficos condicio-nantes: mineralogía, grado de alteración mineral, fractografía. Valores en los principales tipos petrográficos. Densidad de los granos minerales. Evaluación de la densidad de las rocas en su yacimiento mediante diagrafías ("the density log").
7. Colorimetría. Medida del color en superficies rocosas. Parámetros de color. Escala Mun-sell. Monitorización de la evolución del color durante procesos de alteración rocosa.
8. Propiedades hidráulicas de la roca matriz. Vías de circulación del agua por el seno de las rocas. Absorción y desorción de agua. Succión capilar. Permeabilidad. Hinchamiento. Nor-mas y recomendaciones de ensayo. Ensayos no normalizados.
9. Propiedades dinámicas. Ondas elásticas. Conceptos generales. Tipos de ondas. Parámetros ultrasónicos: Tiempo de tránsito, análisis de frecuencias, atenuación; métodos de medida. Instrumentación. Factores extrínsecos condicionantes: estado tensional, contenido en hume-dad, temperatura. Factores petrográficos condicionantes: mineralogía, textura (anisotropías), fractografía y porosidad. Módulos de elasticidad dinámicos; su determinación. Relación entre módulos estáticos y dinámicos. Evaluación de las propiedades dinámicas de las rocas en su yacimiento mediante diagrafías ("the sonic or acoustic logs"). Caracterización preliminar de anisotropía e inhomogeneidad en rocas mediante técnicas no destructivas.
10. Emisión acústica / actividad microsísmica. Definición y conceptos básicos. Técnicas acús-ticas. Señales de emisión acústica; técnicas de captación y registro. Sistemas multicanal. Lo-calización de fuentes de emisión. Tipos de transductores. Parámetros de emisión acústica y análisis de datos. Emisión acústica bajo tensiones mecánicas y térmicas. Factores instrumen-tales, extrínsecos y petrográficos condicionantes. Umbral de microfisuración mecánica y tér-mica. Efecto Kaiser. Aplicaciones de la emisión acústica. Control de la estabilidad en obras civiles (taludes, minería, depósitos subterráneos presurizados, etc.).
11. Propiedades mecánicas. Conceptos generales sobre tensiones en roca y respuesta petrográ-fica. Resistencia a la compresión, tracción y flexotracción. Deformabilidad de las rocas: de-formación longitudinal, transversal y volumétrica; deformación elástica y plástica. Curva es-fuerzo-deformación: interpretación petrofísica. Módulos de Young y de Poisson. Dilatancia. Umbral de microfisuración mecánica. Factores condicionantes del comportamiento mecánico: extrínsecos (probeta, contenido en humedad, velocidad de aplicación de carga,) y petrográ-ficos (fractografía, porosidad, textura, mineralogía...). Determinación de propiedades mecáni-cas: normas de ensayo. Histéresis. Preparación de probetas: geometría y tamaño. Histéresis. Deformación longitudinal, transversal y volumétrica. Creep: características de la deformación mecánica en rocas bajo largos períodos de aplicación de una carga constante. Fatiga en rocas: variación de la resistencia en función de la aplicación de cargas cíclicas.
12. Propiedades térmicas. Conceptos generales. Calor específico. Capacidad térmica. Conduc-tividad térmica. Difusividad térmica. Expansión térmica lineal y volumétrica. Valores en mi-nerales y rocas. Factores condicionantes. Efectos inducidos por la temperatura en rocas y mi-nerales. Interpretación petrofísica.
13. Propiedades eléctricas y electromagnéticas. Conceptos generales. Normas de ensayo. Fac-tores extrínsecos. Conductividad eléctrica. Factores petrográficos condicionantes. Caracteri-zación no-destructiva de una roca o macizo rocoso mediante georadar. Evaluación de las pro-piedades eléctricas de las rocas en su yacimiento mediante diagrafías.
14. Propiedades magnéticas. Introducción. Tipos de magnetismo. Factores extrínsecos y pe-trográficos condicionantes. Magnetismo residual en rocas y minerales; su origen y factores condicionantes. Valores de las propiedades magnéticas en minerales y rocas. Interpretación del paleomagnetismo.

PROGRAMA DE CLASES PRÁCTICAS DE LABORATORIO (2 créditos)

Práctica 1.- Componentes petrográficos. Identificación de las características mineralógico- texturales más significativas en Petrofísica , en rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias.
Práctica 2.- Determinación de propiedades físicas elementales. Densidad. Porosidad accesible al agua.
Práctica 3.- Propiedades hídricas: Absorción de agua. Desorción de agua (Evaporación). Succión capilar. Hinchamiento.
Práctica 4.- Caracterización y cuantificación de los espacios vacíos en rocas , mediante porosimetría de inyección de mercurio: Interpretaciones.
Práctica 5.- La medida del color: Parámetros colorimétricos y técnicas para su medición.
Práctica 6.- Propiedades dinámicas. Determinación de la velocidad de propagación en rocas de ondas longitudinales y transversales. Módulos dinámicos de elasticidad. Determinación de anisotropías.
Práctica 7.- Presentación y discusión de los trabajos realizados en prácticas.
Bibliografía:
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

Esbert, R. M., Ordaz, J., Alonso, J. y Montoto, M. (1997).- Manual de diagnosis y tratamiento de materiales pétreos y cerámicos. Col-legi d'Aparelladors i Arquitectes Tècnics de Barcelona.

González de Vallejo, L. I., Ferrer, M., Ortu o, L., Oteo, C. (2002). Ingeniería Geológica. Prentice Hall, ISBN 84-205-3104-9.

Montoto, M. (2003). Petrophysics at the rock matrix scale: hydraulic properties and petrographic interpreta-tion. Publicación Técnica nº 11/03. ENRESA (Madrid). ISSN: 1134-380X

BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA

Guéguen, Y., Palciauskas, V., (1994). Introduction to the physics of rocks. Ed. Princenton. 294 p.

Hudson, J. A. (1989). "Rock Mechanics Principles in Engineering Practice". CIRIA, Ground Engineering Re-port: Underground Construction. Butterworths (London).

Kobranova, V. N. (1989). "Petrophysics". Mir Publ. (Moscow).

Montoto, M. (1999). Petrophysics: the petrographic interpretation of the physical properties of the intact rock En Textures and Physical Properties of Rocks. Leiss, B., Ullemeyer, K., Weber, K. (Eds.) Göttinger Arb. Geol. Paläont. Sb4. pp 132- 133.

Montoto, M. y Esbert, R. Mª. (1999). Petrofísica de la roca matriz. Trabajos de Geología. Vol. 21, pp 239-252.

Rider, M. H. (1986). "The Geological Interpretation of Well Logs". Blackie, (Glasgow, UK).
Metodología y Evaluación:
 Preguntas orales durante las clases.
 Participación en clases y seminarios.
 Trabajos personales.
 Examen escrito final.

Información ECTS
Código:
Créditos ECTS:
6
Teóricos:
4
Prácticos:
2
Método:
Sistemas de evaluación:

©2002 Universidad de Oviedo