ETKİSEL KUTUPLAŞMA (IP)

Sevgili ziyaretçilerimiz, 1959 yılında Madden tarafından geliştirilmiş bir yöntem olan İnduced Polarization (IP) yöntemi yeraltının elektrokimyasal ve fizikokimyasal özelliklerinin tespiti aşamasında kullanılan bir özdirenç yöntemidir. Yeraltı katmanlarının özdirenç farklılığının düşük olduğu durumlarda analitik olarak yorumlanması ve özdirenç sondasına kalitatif tanım geliştirmekle bizlere uygun şartları sağlayan IP yöntemi değişen frekans tekniği ile sülfürlü maden yatağı tespitinde ilk olarak Kanada’da MC Phar isimli bir şirket tarafından kullanıldı. Yine değişken frekans tekniği ile yeraltı suyu ve kaçakların tespit edilmesinde de etkin bir biçimde halen kullanılmaktadır.

Elektrokimyasal aktivitelerin yoğun olduğu konut ve sanayi atıklarının kirlettiği ortamları, iyon içeren yeraltı suyu kirliliği mevkileri, ıslak kil-kum-çakıl karışımlı ortamlar, akiferler, bozulmuş kayaç vs. tespiti konusunda başarılı bir yöntemdir.

Peki bu yöntem nasıl çalışır ?

Sevgili ziyaretçiler,  bu tür ortamlarda kayaç gözeneklerinin dar geçit önlerinde ve farklı birimlerin ara yüzeylerinde pozitif ve negatif yüklü olan iyonların yığılması elektrik akımı uygulanırken meydana gelmesi nedeniyle fizikokimyasal bir olay gerçekleşir. Bu olaya etkisel kutuplaşma yani IP yöntemi denir.

Modern birçok ölçüm cihazları sistemleri elektrik özdirenç ve IP yöntemini birlikte uygular. Yeraltına akan elektrik akımı kayaçların litolojik ve fiziksel özellikleri nedeniyle zar polarizasyonu ve elektrot polarizasyonu olmak üzere iki çeşit etkisel iyon kutuplaşması veya polarizasyonu oluşturur.(Madden 1959) Bu iki çeşit elektriksel iyon kutuplaşmalarını şu şekilde açabiliriz :

• Zar Polarizasyonu: Elektrik akımı yeraltında ıslak veya sıvı ortamda iyonlar vasıtasıyla akarken doğal olarak pozitif yüklü anyonlar ve negatif yüklü katyonlar zıt yönlerde hareket eder. Gözenekli kayaçların kılcal gözeneklerinden anyonlar katyonlara göre daha küçük hacimli olduğu için kolay geçerler. Katyonlar hacimleri nedeniyle rahat geçemezler. Bu durum katyon yığılmasına neden olur. Buna Membrane yani zar polarizasyonu denir.
• Elektrot Polarizasyonu: Metalik maden yataklarında bulunan örneğin kalkopirit, pirit, protit gibi sülfürlü ve klorürlü metalik mineraller zamanla yeraltı suyu ile temas ettiklerinde kimyasal reaksiyona girerek çözünürler ve iyon içeren yeraltı ortamlarını oluştururlar. Elektrik akımının uygulanmadığı normal koşullarda su içindeki bir kısım iyonlar kayaç gözeneği veya metalik mineral ana yüzeyinin elektrik potansiyel çekim türüne çekilerek (Absorbtion) yüzeye yapışık pozisyon alırlar. Sıvı içindeki iyon konsantrasyonu kalınlığına difüzyon denir. Bu tabakayı karşılıklı yığılan iyonlar oluşturur. Bu tabaka IP etkisini artırır. Elektrik akımı iyonlarla taşınırken metalik mineral önüne gelen anyon ve katyonlar elektrik akımının gerçekleşebilmesi için metalik mineralin iç yüzeyindeki elektronlarla enerji alış verişinde bulunur. Ancak bu işlem yeterince hızlı olmaz ve metalik mineral önünde iyonların yığılmalarına sebep olur. Biz buna elektrot kutuplaşması diyoruz.

Satın okurlarım, kısaca yukarıda belirttiğim her iki olay nedeniyle iyonların elektrik akımı etkisiyle yığılarak kutuplaştırma oluşturmasına etkisel kutuplaştırma (IP) Induced Polarization denir. IP ölçü sistemi özdirenç ölçü sistemiyle aynıdır. Başka bir deyişle IP ölçü cihazı aynı zamanda gelişmiş bir özdirenç cihazıdır.  Zaman bölgesi (aşırı voltaj), frekans bölgesi, karmaşık özdirenç (Complex Resistivity)

diğer adıyla Spektral IP, faz açısı ve IP’de akım etkisi gibi beş farklı teknikle yapılır.

Sayın okurum, eğer temiz içme suyu yada berrak tarımsal sulama suyu arıyorsanız sizlere NMR yöntemini öneririm. Ancak katmanları ortaya çıkaracaksanız IO metodu sınıfının en iyi yöntemidir diyebilirim.

Sağlıcakla.