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PROSPECCIÓN GRAVIMÉTRICA
ING. LAUDEN BENAVIDES ANTELO

INTRODUCCIÓN
El método gravimétrico se
emplea normalmente en la
industria petrolera y minera para la
caracterización y estudio de
estructuras en el subsuelo. Es
importante en la búsqueda de
depósitos minerales, ya que los
cuerpos mineralizados aumentan
o disminuyen la atracción de
gravedad en una región
determinada, debido a que poseen
densidades mayores o menores a
las de las rocas circundantes
respectivamente.

“CAMPO GRAVITATORIO TERRESTRE”
Es la fuerza de atracción producida
por la masa terrestre.
CONCEPTO

producto de sus masas
inversamente proporcional
Atraen con una fuerza que es
directamente proporcional al
e
al
cuadrado de las distancias que
las separan” - Ley de Newton
BASE TEORICA
Ley de Gravitación Universal

Unidades de la Gravedad
El valor numérico de Constante Gravitacional:
El valor de g en el Sistema
Internacional vendría dado en m/seg2,
pero en honor a Galileo se definió el
Gal = 1cm/seg2. Como dijimos,
necesitaremos valores tan pequeños
como el miligal
1mgal = 0,001 Gal o la unidad
gravimétrica ug = 0,1 mgal. Para
trabajos de microgravimetría se utiliza el
centésimo de miligal, es decir 0,01
mgal.
G = 6.6732 x10-11 Nm2/kg2
BASE TEORICA

El campo gravífico terrestre
consta de dos partes
fundamentales:
• La primera y principal debida a
la atracción producida por la
tierra de acuerdo con la ley de
Newton:
g = K
𝑴
𝑹
(M =masa de la tierra; R =radio).
• La segunda es la debida a la
rotación de la tierra.
BASE TEORICA

La gravedad se puede medir de manera absoluta o relativa.
Absoluta: En el primer caso su valor se determina
normalmente midiendo la aceleración de una masa en caída
libre.
Relativa: Es cuantificar el cambio en la longitud de un resorte
que sujeta en su extremo una masa de prueba.
Podemos tener los gravímetros relativos de los cuales existen
varios modelos, y uno de los más avanzados es el gravímetro
Scintrex modelo CG-5.
MEDICIÓN DE LA GRAVEDAD

El gravímetro es un instrumento que mide directamente las
pequeñas variaciones de la componente vertical de la
gravedad, es decir, los valores relativos de dicha
componente.
L
mg
GRAVÍMETRO

• Es una superficie de nivel
que representa al nivel medio
del mar, la cual se prolonga
por debajo de los continentes
y cubre a la Tierra en su
totalidad.
• El geoide es un modelo físico
que busca representar la
verdadera forma de la Tierra.
• Es utilizada como referencia
para determinar la elevación
del terreno.
• Superficie terrestre tiene el
mismo valor
GEOIDE

Los factores que pueden afectar a la gravedad sobre la
superficie terrestre son:
 LATITUD
 ALTITUD
 TIEMPO
VARIACIONES DE LA GRAVEDAD
SOBRE LA SUPERFICIE TERRESTRE

SISTEMA DE COORDENADAS
UTM-ZONAS

Si la Tierra fuera
esférica y no rotara, la
gravedad sería la
misma en cualquier
lugar de la superficie.
Como esto no es así, la
gravedad varía de
aproximadamente 978
gal en el Ecuador a
983,2 gal en los
Polos.
VARIACIONES DE LA GRAVEDAD CON
LA LATITUD

Como la Tierra es matemáticamente un elipsoide de revolución,
tiene diferentes radios y un exceso de masa en el Ecuador
respecto de los polos.
LA LATITUD

mediante deducciones se conoce como Fórmula Internacional
de la Gravedad, adoptada por la Asociación Internacional de
Geodesia en 1.967, que permite conocer la gravedad teórica o
normal a cualquier latitud:
• A=0.005
• B=0.00002
• gE=978.094
gj = gn = g = gE(1+Asen2j - Bsen22j)
LA LATITUD

LA LATITUD

Por lo tanto hay tres aspectos que hacen variar la gravedad:
Fuerza Centrífuga: desde w2R (3,4 gal) en el Ecuador hasta
cero en los polos.
Elipsoide (Radios diferentes): del Ecuador a los polos aumenta
6,6 gal.
Exceso de masa en el Ecuador: disminuye 4,8 gal del Ecuador
a los polos.
ASPECTOS QUE AFECTAN LA
GRAVEDAD CON LA LATITUD

LA ALTITUD

Como las observaciones las haremos sobre la
superficie terrestre a una altura h sobre dicho nivel,
conviene estudiar las variaciones de la gravedad con
la altitud. Estas nos darán lugar a tres correcciones:
 Corrección de aire libre o de Faye.
 Corrección de Bouguer.
 Corrección topográfica
Estas correcciones nos permitirán reducir la
gravedad observada al nivel del mar.
LA ALTITUD

• Esta corrección es debida
simplemente a la altura h
de la estación.
• Para este análisis basta
suponer la Tierra como
esférica y no rotacional, por
lo tanto g = GM/R2. Si la
altura sobre el nivel del mar
cambia (por la topografía),
la gravedad será distinta
porque cambia la distancia
al centro de la Tierra por
(R+h).
• Para un valor medio de g y
R resulta que la corrección
será:
dg = - 0,3086mgal/m * h
CORRECCIÓN DE AIRE LIBRE

La corrección de
Bouguer toma en cuenta
la atracción gravitacional
de la masa rocosa que
existe entre la estación y
el datum. Esta corrección
es dada en metros, y
comúnmente es calculada
asumiendo que cada
masa rocosa que se
encuentra entre el datum
y la estación, puede ser
representada por una
capa infinita horizontal
con la siguiente ecuación:
gz = 2π.G.d.h
CORRECCIÓN POR BOUGUER

gz = 2π.G.d.h
Donde gz es la corrección de Bouguer, G es la
constante de Gravitación Universal (6.673*10-11
Nm2/kg2). La d es la densidad de la capa horizontal en
kg /m3 y h es la altura con respecto al nivel del mar, la
cual esta dada en metros.
Las densidades que se utilizan para el cálculo de la
corrección por Bouguer dependen del material de la
capa esférica, y son de 2.670 g/cm3 para tierra sólida,
1.027 g/cm3 para el agua de mar, 1,000 g/cm3 para el
agua dulce y 0.917 g/cm3 para el hielo.
Esta corrección será negativa porque la placa bajo la
estación aumenta el valor de la gravedad, y para llegar
al nivel del mar debemos eliminarla.

Esta corrección viene a considerar los valles y las
montañas que la placa de Bouguer no tuvo en
cuenta. Las montañas no fueron consideradas en la
corrección de Bouguer.
Como estas disminuyen el valor medido, debe
calcularse la atracción y sumar su efecto.
Es decir que tratándose de montañas o valles, esta
corrección será siempre positiva.
CORRECCIÓN POR TOPOGRAFIA

Efecto de las mareas
• Las atracciones gravíficas del sol y de la luna causan el efecto de las
mareas que depende de la posición astronómica de ambos y de la
latitud, siendo variable con el tiempo.
• Estas fuerzas producen una pequeña deformación de la superficie
marina. Este efecto influye también sobre los gravímetros y da lugar
al efecto luni-solar o de las mareas.
• Su amplitud máxima puede llegar en total a 0,3 miligales, pero su
variación máxima es solamente de unos 0,05 mgal/hora.
EL TIEMPO

Deriva instrumental
El gravímetro, como todo instrumento de precisión, da lugar a lo que
se llama deriva instrumental (o variación con el tiempo de la lectura
de una estación); es decir, que si efectuamos medidas sobre una
misma estación a diversos intervalos de tiempo obtenemos valores
ligeramente distintos. Esta deriva está producida principalmente por
la fatiga del sistema de muelles, o por las variaciones de temperatura,
aunque también existen razones incontroladas y otras calculables
como es el efecto luni-solar o de las mareas.
EL TIEMPO

Mediante la prospección
gravimétrica se detecta anomalías
de gravedad que se traducen en
diferencias de densidad del
terreno.
Ejemplo, un déficit de gravedad
(baja densidad) puede
corresponder a domos de sal e
hidrocarburos,
exceso de
mientras que un
gravedad (alta
densidad) puede corresponder a
un cuerpo altamente
mineralizado.
PROSPECCIÓN GRAVIMETRICA

La discrepancia entre el valor de gravedad observado o
medido, corregido o bajado al nivel del mar, geoide o
elipsoide, y el valor teórico calculado con la Fórmula
Internacional vista, es lo que se denomina anomalía
gravimétrica, que se expresa de la siguiente forma:
Anomalía de Bouguer = gravedad observada + corr.
aire libre - corr. Bouguer + corr. topográfica - grav
teórica (g0);
g0 es el valor de la gravedad a la latitud , de acuerdo con
la fórmula que se dió al principio.
Dg = gobs + Alcorr - Bcorr + Tcorr - gn
ANOMALÍA GRAVIMETRICA

Las grandes estructuras producen anomalías de
Bouguer que se caracterizan por ser ondas
amplias y suaves, llamadas Tendencia Regional
por su efecto o simplemente Anomalía Regional.
Sobre esta puede estar superpuesta una anomalía
local de extensión limitada y menor longitud de
onda llamada Anomalía Residual o Local.
Generalmente el interés de la interpretación está
en estas anomalías locales o residuales, para lo
que debe eliminarse primero el efecto regional.
ANOMALÍA REGIONAL Y RESIDUAL

Primeramente se realiza una malla en el área de estudio.
Levantamiento
Topográfico
• Planimetría (Posición Geográfica estacionesgravimétricas)
• Altimetría (Determinación de alturas estacionesgravimétricas)
LEVANTAMIENTO GRAVIMETRICO

Trabajo
Gravimétrico
• Campo (Mediciones gravimétricas)
• Gabinete (Elaboración del Plano de anomalíasBouguer)
LEVANTAMIENTO GRAVIMETRICO

Gráfica de la Deriva
Compensación de Bases
Cálculos Gravimétricos
Se debe realizar los siguientes paso:
Procesando
Información
PLANO DE ANOMALIA DE BOUGUER

Se debe realizar los siguientes paso:
Calculo del Valor Teórico de la Gravedad
Generalmente se usa la expresión que considera al
planeta tierra como un elipsoide de revolución, con
una densidad promedio.
Procesando
Información
Helmert (1910)
Gt = 9780300 [1 + 0.005302 sen2 (φ) - 0.000007 sen
(2φ)]
U. S. Coast and Geodetíc Survey (1917)
Gt = 9780390 [1 + 0.005294 sen2 (φ) - 0.000007 sen
(2φ)]

Internacional de la Gravedad (1930)
Gt = 978049 [1 + 0.0052884 sen2 (φ) - 0.0000059 sen
(2φ)]
Distribución Teórica de la Gravedad (1967)
Gt = 9780320 [1 + 0.0053024 sen2 (φ) - 0.0000058 sen
(2φ)]
Distribución Teórica de la Gravedad referida al elipsoide GRS1980
Gt = 9780327 [1 + 0.0053025 sen2 φ - 0.0000059 sen2
2φ]

Corrección de Aire Libre
Corrección de Bouguer
Alcorr = 0,3086 h
Bcorr= 0,0419 Ph
h=mts. P = densidad
Anomalía de Aire Libre
Anomalía de Bouguer
AAl = gobs - gn + Alcorr
AB = gobs - gn + Alcorr - Bcorr + Tcorr
CORRECCIONES Y ANOMALÍA

El producto es un Mapa de Anomalías
Gravimétricas, el mismo dan valiosa información a
cerca de las variaciones de densidad en la corteza
terrestre y en el manto superior.
PRODUCTO

VALORES DE ALTITUD Y LATITUD DE
LAS PRINCIPALES CIUDADES DE
BOLIVIA

DETERMINACION DE LA GRAVEDAD
Por convención internacional se considera el valor
normalizado de g0= 9.806650 m/seg2 el cual
corresponde a una latitud de 45.5º y 0 m.s.n.m (metros
sobre el nivel del mar)
Para determinar la aceleración de la gravedad usaremos
la siguiente ecuación:

EJEMPLO
Se realiza un ejemplo para determinar el calculo
de la aceleración de la gravedad local, factor de
corrección y % de desviación de la gravedad en el
laboratorio de presión METROLAB srl, ubicado en
la calle Jose Aguirre Achá Nº 108 de la ciudad de la
Paz, que tiene una latitud de 16º32`44`` y una
altura de 3441msnm, y ocupar el valor de Ge igual
a 9.780318m/seg
DETERMINACION DE LA GRAVEDAD
Distribución Teórica de la Gravedad (1967)
Gt = 9780320 [1 + 0.0053024 sen2 (φ) - 0.0000058 sen
(2φ)]

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