Nueva Unidad de Petrofísica en Michoacán

El nuevo laboratorio de petrofísica en el estado de Michoacán ayudará al estudio de las propiedades de la roca. La unidad ha sido diseñada e implementada con la colaboración de la Escuela Nacional de Estudios Superiores (ENES), unidad Morelia, el Instituto de Geofísica de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), unidad Michoacán y el Instituto de Investigaciones en Ciencias de la Tierra de la Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMSNH).

Financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y la Secretaría de Energía (Sener), la Unidad de Petrofísica pertenece a una serie de laboratorios nacionales que se distribuyen en toda la república. Como responsables técnicos se encuentran el doctor en ciencias de la Tierra, Antonio Pola Villaseñor, quien se encarga de la implementación de los equipos, y los doctores Víctor Hugo Garduño Monroy y José Luis Macías Vázquez, investigadores reconocidos por su trayectoria y proyectos relacionados con la vulcanología, geología estructural y exploración geotérmica.

“La petrofísica es una rama de la geología que permite estudiar las propiedades físicas, mecánicas, hídricas, pétreas y mineralógicas de la roca. En general, el conocimiento de las propiedades de las rocas puede servir para hacer el diseño de una cimentación profunda, estudiar la estabilidad de una ladera o talud, diseñar un túnel y saber cómo se distribuye un fluido a través de una roca, entre otras cosas”, señala Antonio Pola.

La Unidad de Petrofísica cuenta con las siguientes áreas:

• Corte y preparación de muestras

En esta área y con base en estándares internacionales se obtienen especímenes de diferentes geometrías (cilindros, cubos, etcétera) necesarios para realizar pruebas físicas, hídricas y mecánicas de laboratorio.

• Propiedades físicas

Aquí se cuenta con equipos especializados, menciona el investigador, para obtener propiedades como la densidad, porosidad, mineralogía y forma y distribución de los componentes. Esto se debe a que las rocas heredan las propiedades del depósito donde se formaron, por lo que al estudiar una muestra se pueden conocer las condiciones generales.

“Cuando hace erupción cualquier volcán, muchas veces se forman columnas de ceniza y rocas, a lo largo del proceso llega un punto que la columna se hace esbelta y pierde estabilidad y cae a lo largo de la ladera del volcán arrastrando materiales que encuentra en su camino, una vez depositado el material se consolida y enfría y es así como las características del depósito se relacionan directamente con la forma de emplazamiento”.

Además de ese ejemplo, sobre la forma en que las rocas adquieren las características de su formación, mencionó la cantera rosa de la ciudad de Morelia, cuyas características como el color, la porosidad y la densidad han sido heredados desde su formación.

“En particular, la densidad se obtiene mediante el uso del picnómetro de helio, el cual, de manera general, funciona a través de la inyección de gas dentro de la muestra de roca, que se introduce a través de los poros y permite conocer la densidad”.

• Propiedades hídricas

Una de las características hídricas es la permeabilidad, este procedimiento permite conocer la trayectoria y velocidad de un fluido a través de la roca. En esa área se puede obtener la permeabilidad mediante el uso del permeámetro de nitrógeno. La prueba se basa en la ley de Darcy, la cual describe con base en experimentos de laboratorio, las características del movimiento del agua a través de un medio poroso, afirma.

“Se coloca un cilindro de roca y se hace pasar gas por uno de sus extremos con la finalidad de medir, del otro lado, cuánto gas está pasando a través del núcleo. Sus unidades de medida son los darcys”.

• Propiedades mecánicas

En esta área se encargan de evaluar cuánto resiste y cómo se deforma la roca ante fuerzas externas. Para hacerlo, utilizan una prensa de carga GDS, que es un marco donde se coloca el espécimen y a través de un pistón se aplica un desplazamiento que deforma la roca. A lo largo de la prueba se mide cuánto esfuerzo se aplica y cuánta deformación sufre el espécimen. Entre otras cosas, se pueden conocer los cambios de volumen de la roca ante una carga, explica el doctor.

“Tenemos medidores locales de deformación mediante un campo magnético. Se pasa una onda sísmica a través de la roca para saber cómo se transmite. Este procedimiento es muy importante en términos de investigación sobre sismos porque permite entender el comportamiento que tienen y sus efectos en la roca. Es una máquina muy compleja de manipular debido a sus características de peso y altura (pesa más de tres toneladas y mide más de tres metros)”.

Esa máquina fue traída desde Inglaterra y para poder manipularla dentro del laboratorio, tuvieron que diseñar una grúa especial que les permitió moverla en el espacio ya construido. La unidad también cuenta con una celda triaxial, dentro de la cual se coloca un espécimen envuelto en una membrana plástica que no deja que se filtre un silicón, a través del cual se le aplica un esfuerzo de confinamiento.

Comenzaron este proyecto en 2014. Ahora en 2018, ya tienen todos los equipos en funcionamiento. Actualmente se implementan proyectos nacionales e internacionales como el proyecto Bilateral GEMEX con académicos europeos y proyectos institucionales como los proyectos PAPIIT  UNAM, para estudiar la roca de los edificios históricos de Morelia y obtener herramientas para su adecuada restauración.

Fuente: CONACYT.