resonancia magnética nuclear superficial

La resonancia magnética nuclear superficial (RMN), también conocida como sondeo por resonancia magnética (MRS), es una técnica geofísica especialmente diseñada para la hidrogeología . Se basa en el principio de la resonancia magnética nuclear (RMN) y las mediciones pueden utilizarse para estimar indirectamente el contenido de agua de las zonas saturadas e insaturadas del subsuelo terrestre. ^{[ 1 ]} La RMN se utiliza para estimar las propiedades de los acuíferos, incluyendo la cantidad de agua contenida en ellos , la porosidad y la conductividad hidráulica .

La técnica MRS fue concebida originalmente en la década de 1960 por Russell H. Varian , uno de los inventores del magnetómetro de protones . ^{[ 2 ]} La SNMR es producto de un esfuerzo conjunto de muchos científicos e ingenieros que comenzaron a desarrollar este método en la URSS bajo la dirección de AG Semenov y continuaron este trabajo en todo el mundo. ^{[ 3 ]} El equipo de Semenov utilizó la resonancia magnética nuclear (RMN) para la detección no invasiva de líquidos que contienen protones (hidrocarburos o agua) en el subsuelo. El Instituto Voevodsky de Cinética Química y Combustión de la Rama Siberiana de la Academia Rusa de Ciencias fabricó la primera versión del instrumento para mediciones de señales de resonancia magnética de agua subterránea ("hidroscopio") en 1981.

El principio básico de funcionamiento de la prospección por resonancia magnética, hasta ahora conocida como resonancia magnética de protones superficial (PMR), es similar al del magnetómetro de protones . Ambos se basan en el registro de la señal de resonancia magnética de un líquido que contiene protones (por ejemplo, agua o hidrocarburos). Sin embargo, en el magnetómetro de protones, se coloca una muestra especial de líquido en la bobina receptora y solo interesa la frecuencia de la señal. En la prospección por resonancia magnética (MRS), se utiliza un bucle de alambre de 100 m de diámetro como antena transmisora/receptora para sondear el agua en el subsuelo. Por lo tanto, la principal ventaja del método MRS, en comparación con otros métodos geofísicos, es que la medición superficial de la señal PMR de las moléculas de agua garantiza que este método solo responda al agua del subsuelo.

Un estudio MRS típico se lleva a cabo en tres etapas. Primero, se mide el ruido electromagnético (EM) ambiental. Luego, se transmite un pulso de corriente eléctrica a través de un cable en la superficie del suelo, aplicando un campo EM externo al subsuelo. Finalmente, se interrumpe el campo EM externo y se mide la señal de resonancia magnética. ^{[ 4 ]}

Los tres parámetros de la señal MRS medida son:

• Amplitud (E0), que depende del número de protones y, por lo tanto, de la cantidad de agua.
• El tiempo de decaimiento (T*2) generalmente se correlaciona con el tamaño medio de los poros en rocas saturadas de agua. Esto es importante para la caracterización de acuíferos.
• Fase (j0), que se mide en el campo y se utiliza para una estimación cualitativa de la conductividad eléctrica de las rocas. ^{[ 4 ]}

Al igual que muchos otros métodos geofísicos, la espectroscopia de resonancia magnética (MRS) depende del sitio. Los resultados de la modelización muestran que el rendimiento de la MRS depende de la magnitud del campo geomagnético natural, la conductividad eléctrica de las rocas, el ruido electromagnético y otros factores.

La técnica SNMR puede utilizarse tanto en la exploración de petróleo como de agua, pero dado que el petróleo suele encontrarse a gran profundidad, su uso más común es en la exploración de agua. Con una resolución de profundidad de 200 metros, la técnica SNMR es la mejor manera de modelar acuíferos .

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