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Estudio Geofísico Sismo-eléctrico. Sector Las Maitas, Comuna de Arica, Región de Arica y Parinacota

INFORME PROSPECCIÓN

MAYO, 2018


TABLA DE CONTENIDOS

I. IntroducciónII. Adquisición de información y procesamientoIII. Resultados e interpretaciónIV. Resumen y conclusionesV. Recomendaciones

TABLAS

Tabla 1 Coordenadas UTM WGS-84 19K de cada punto prospectado. Tabla 2 Datos de resistividad recolectados. Tabla 3 Relación entre categoría y rango de rendimiento estimado. Tabla 4 Resultados prospección con indicación del piso del acuífero y categorización del rendimiento estimado en cada sondaje.

FIGURAS

Figura 1 Vista General zona de prospección sitio de estudio. Ubicación puntos de sondajes. Figura 2 Detalle ubicación transectas de potencial espontáneo. Figura 3 Fotografía referencial con detalle del tipo de marca de posición asociada a cada punto de prospección Figura 4 Esquema de perfil transversal sector Maitas, Fuente: AC ingenieros1, 2010, modificado de JICA, 1995 2 Figura 5 Perfil potencial espontáneo transecta L28. Figura 6 Perfil potencial espontáneo transecta L29. Figura 7 Perfil potencial espontáneo transecta L30. Figura 8 Serie representativa de curvas sismoeléctrica prospección sitio de estudio. puntos asociados a transectas 1, 2 y 3 Figura 9 Conductividad Hidráulica transecta 1 compuesta por puntos AR-03, AR-09 y AR-10. Punto AR-03 corresponde a inicio de la transecta. Figura 10 Conductividad Hidráulica transecta 2 compuesta por puntos AR-04, AR-01, AR-05 y AR-06. Punto AR-04 corresponde a inicio de la transecta. Figura 11 Conductividad Hidráulica transecta 3 compuesta por puntos AR-07, AR-01, AR-02 y AR-11. Punto AR-07 corresponde a inicio de la transecta

ANEXO

Anexo 1 Curvas sismoeléctricas representativas por sectores Anexo 2 Perfil 2D Conductividad Hidráulica

Estudio Geofísico Sismo-eléctrico.

Sector Las Maitas, Comuna de Arica, Región de Arica y Parinacota

I. INTRODUCCIÓN

El estudio geofísico sismoeléctrico fue conducido el día 05 de mayo de 2018, en el sector denominado predio agrícola de 0.5 hectáreas ubicado en sector Las Maitas, comuna de Arica, Región de Arica y Parinacota, llamado en adelante sitio de estudio en este informe. El objetivo de este estudio fue evaluar alternativas de ubicación de un nuevo pozo, debido a la disminución del nivel estático del actual pozo existente que ocasionó la baja en su rendimiento en el tiempo, pasando desde los 45 l/s a los actuales 0 l/s. Se prospectó un total de 11 puntos sismos eléctricos, y 03 perfiles de potencial espontáneo multifrecuencia en sector identificado con más potencialidad y de acuerdo con las posibilidades del terreno. Los sectores fueron definidos de acuerdo con criterios basados en factibilidad para toma de registros en terreno. A partir de la información colectada, se interpretó la profundidad y en lo posible, se estimó la permeabilidad (rendimiento) de cada punto analizado. El estudio fue conducido usando el método sismoeléctrico como técnica geofísica principal, el cual tiene el potencial para proveer la profundidad aproximada y rendimiento del acuífero en el punto medido. La localización general del sitio de estudio, ubicación de sondajes individuales, se muestran en las figuras 1 y 2



Figura 1. Vista General zona de prospección. Puntos morados con rótulos color blanco indica lugar de realización de prospección sismoeléctrica. Línea color verde asociadas a

transectas 2D de conductividad hidráulica derivadas del análisis de puntos sismo eléctricos



Figura 2. Detalle ubicación transectas de potencial espontáneo. Líneas color amarillo indica ubicación

de mediciones de cada transecta.


II. ADQUISICIÓN DE INFORMACIÓN Y PROCESAMIENTO

La información fue adquirida a través de un equipo de geosensores acoplados a un georeceptor sismoeléctrico. El fundamento del método se basa en que señales eléctricas son producidas por una compresión sísmica diferencial de las ondas al encontrarse con estratos hidrosaturados.

Con la finalidad de registrar la señal eléctrica, los sensores eléctricos son insertados verticalmente en el suelo y conectados a un equipo geo-receptor para señal sismoeléctrica.

Los electrodos miden 1 m de longitud y construidos en acero inoxidable de alta pureza. Las señales sismoeléctricas fueron registradas en 11 puntos. Complementariamente se realizaron 03 transectas de potencial espontáneo multifrecuencia dentro del sitio de estudio. El detalle se muestra en la figura respectiva.

La ubicación de los sitios fueron elegidos basados en antecedentes de condiciones observadas en terreno proporcionados por el cliente y posibilidades de instalación y operación en el lugar.

Las coordenadas se proyectaron UTM 19 K, Datum WGS 84, fueron obtenidas en el campo con un GPS manual marca Garmin etrex 30. Posteriormente, contrastadas y corregidas usando un Sistema de Información Geográfica (ARCGIS) y transportadas a formato Google Earth para una más fácil lectura e interpretación.


Figura 3 Fotografía referencial con detalle del tipo de marca de posición asociada a cada punto de prospección. (Imagen solo referencial). En cada marca se encuentra rotulado el código del punto prospectado.



III. RESULTADOS E INTERPRETACIÓN En el anexo 1 del presente informe se presenta una selección de información gráfica sismo-eléctrica (sondajes individuales) registrado durante el estudio. Un elemento considerado en el análisis relacionado con estimaciones de profundidad en el presente informe, se relaciona con velocidades sísmicas de las capas geológicas bajo el sitio de sondeo. Al respecto, es necesario considerar que aún, para un bien definido tipo de roca tales como granito o andesitas, las velocidades sísmicas pueden variar dependiendo de muchos factores, incluyendo el grado de saturación de agua de la roca, fracturas, y para rocas sedimentarías, su grado de consolidación o con la edad geológica de la roca. A modo de ejemplo, con rocas más viejas, generalmente se tienen velocidades mayores. El modelo utilizado para el presente estudio es de 3.2-1.6-0.8 km/s con cortes verticales a los 5 y 30 m

HIDROGEOLOGÍA El valle de Azapa está formado principalmente por sedimentos de origen fluvial. En su desembocadura alcanza un ancho de aproximadamente 3500 [m], disminuyendo gradualmente al interior hasta los 1000 [m] en el sector de Pampa Grande. Los principales acuíferos se encuentran a profundidades de entre 0 y 70 [m] dando origen a napas libres y semiconfinadas (AC-Ingenieros, 2010). La geología del valle está dominada por depósitos recientes de diferente origen que cubren las rocas consolidadas que forman el basamento de la cuenca. Basamento Rocoso: Corresponden a las rocas consolidadas que afloran en el Valle de Azapa y se consideran el basamento desde el punto de vista hidrogeológico por su impermeabilidad. La matriz de las rocas sedimentarias del basamento generalmente está rellena con materiales como limo, arcilla, y ceniza volcánica. No hay gran desarrollo de fisuras y/o diaclasas en las rocas sedimentarias e ígneas. Algunas fracturas se desarrollan y meteorizan cerca de la superficie de las rocas (JICA, 1995). Depósitos marinos: Formados en la planicie costera por continuos movimientos eustáticos. Los depósitos fueron acumulados en terrazas y se componen principalmente por arenas y gravas intercaladas con limo. Esta unidad es uno de los acuíferos en la ciudad de Arica (JICA, 1995). 1 AC-Ingenieros. (2010). Definición de estrategias de manejo sustentable para el acuífero de Azapa, XV Región. Ministério de Obras Públicas, República de Chile, Dirección General de Aguas.

2 ICA. (1995). Estudio sobre el desarrollo de los recursos de agua en la parte norte de Chile. Japan International Cooperating Agency.



Depósitos fluviales: El río San José formó terrazas fluviales a lo largo de las riberas del río. Los depósitos se componen de gravas, arenas y limos, constituyendo el acuífero más importante del Valle de Azapa por su alta permeabilidad. La litología de los depósitos fluviales ha sido estudiada en diversos trabajos, en especial destacan los perfiles transversales en diferentes sectores de este generados a partir de la estratigrafía de pozos antiguos (JICA, 19952), y mediante la técnica del transiente electromagnético TEM (AC-Ingenieros, 20101). En la Figura 4 se muestra la ubicación de est3 perfil dentro del Valle de Azapa, sector Maita.

Figura 4 Esquema de perfil transversal sector Maitas, Fuente: AC ingenieros1, 2010, modificado de

JICA, 1995 2 Potencial Espontáneo Los potenciales espontáneos son causados generalmente por la separación de la carga de sedimentos u otros minerales, por la presencia de una interface semipermeable que impide la difusión de los iones a través del espacio poroso de las rocas, o por el flujo natural de un fluido conductor (agua salada) a través de las rocas. Las variaciones del potencial espontaneo pueden ser medidas en el campo con un equipo geofísico especializado y así determinar las variaciones de la concentración iónica de los fluidos intersticiales de las rocas y así determinar zonas con mayor potencial hidrogeológico, como también, litología permeable y impermeable asociando a sedimentos o rocas volcánicas. 1 AC-Ingenieros. (2010). Definición de estrategias de manejo sustentable para el acuífero de Azapa, XV Región. Ministério de Obras Públicas, República de Chile, Dirección General de Aguas. 2 ICA. (1995). Estudio sobre el desarrollo de los recursos de agua en la parte norte de Chile. Japan International Cooperating Agency.



La metodología usada en terreno se basa en orientar la transecta al lugar más representativo del sector, la información se entrega en perfiles geofísicos, que se muestran más adelante, los perfiles muestran en tonalidades azules y celestes los lugares con mayor potencial de almacenar agua y en amarillos a rojos los lugares con menor potencial, ya sean capas impermeables o roca dura. Los perfiles se muestran en metros, ya sea en la horizontal como en la vertical. Perfiles Potencial Espontáneo Se realizó un perfil de potencial espontáneo (Figuras 5 a 7), cercano a los puntos de prospección sismoeléctrica para contrastar resultados. La ubicación se realizó en base a lugares donde el sector a prospectar es más representativo del subsuelo, factibilidad de aplicación de técnica sismoeléctrica y posibilidades de maniobra en terreno

Figura 5 Perfil potencial espontáneo transecta L28. Condición geológica interpretada asociada con una zona poco permeable a la izquierda (colores amarillos y anaranjados asociados a zonas de baja potencialidad como acuífero) y zona permeable a la derecha (asociada con colores celestes y verdes. Profundidad estimada en torno a los 90 m el basamento hidrogeológico)



Figura 6 Perfil potencial espontáneo transecta L29. Patrón similar a la figura 5, pero menos intenso. condiciones permeable en superficie más marcada que en la figura anterior



Figura 7 Perfil potencial espontáneo transecta L30. Condición geológica interpretada asociada como condición permeable débil en superficie



Método sismoeléctrico La información contenida en el presente informe considera el análisis de información sismoeléctrica hasta los 100 m de profundidad. Debido a que variados factores influencian la interpretación del rendimiento, incluidos el método usado para perforar el pozo, y con la finalidad de presentar los rendimientos interpretados con una precisión lo más real posible, la interpretación del rendimiento de cada sondaje es presentado como un rango probable de rendimientos que son asociados con un nivel alfabético (categoría) a definir en la siguiente tabla:

Tabla 3 Relación entre categoría y rango de rendimiento estimado Rendimento Interpretado

Rango (l/s) CATEGORÍA 0.0 0.2 A 0.1 0.4 B 0.3 0.6 C 0.5 0.9 D 0.8 1.6 E 1.1 2.2 F 1.6 3.2 G 2.2 4.1 H 3.2 6.0 I 4.4 8.2 J 6.3 11.4 K 8.9 15.8 L 12.7 22.2 M 19.0 34.8 N 28.5 53.8 O

Más de 53.8 P

Los rendimientos interpretados fueron primariamente obtenidos usando el software SE Signal Analyzer licencia propiedad de Hidrototal SpA. La estimación de rendimiento asume que el espesor completo del acuífero es usado hasta la base de la zona permeable detectada y especificada para cada lugar de muestreo. No se pudo realizar calibración de equipo con pozo en funcionamiento y habilitado. El pozo en el interior del predio se encuentra sin agua, por lo que no pudo ser utilizada para el proceso de calibración Los valores estimados se realizan en base a una suposición de entubación del pozo en 300 mm de diámetro.



Tabla 4. Resultados prospección con indicación del piso, techo del acuífero, y categorización del rendimiento estimado en cada sondaje. EL: error de lectura debido acondiciones del subsuelo ND:

No Detectada zona permeable. Tzp : Techo zona permeable Pzp: Piso zona permeable

N SONDEO CÓDIGO TRANSECTA Piso ZP CATEGORÍA RANGO (l/s) 1 AR-01 2-3 90 L 8.9-15.8 2 AR-02 3 70 H 2.2-4.1 3 AR-03 1 65 L 8.9-15.8 4 AR-04 2 50 A 0.0-0.2 5 AR-05 2 80 J 4.4-8.2 6 AR-06 2 60 J 4.4-8.2 7 AR-07 3 80 L 8.9-15.8 8 AR-08 30 C 0.3-0.6 9 AR-09 1 70 L 8.5-15.8 10 AR-10 1 90 M 12.7-22.2 11 AR-11 3 55 G 1.6-3.2



IV. RESÚMEN Y CONCLUSIONES

Después de realizado estudio prospectivo sobre el sitio de estudio previamente individualizado, es posible establecer las siguientes conclusiones: 1.- En la zona de estudio se detecta una zona permeable hasta los 90 m con niveles variables de potencia y profundidad del basamento hidrogeológico, dependiendo del punto estudiado. 2.- Debido al elevado nivel de intervención del sitio en capas superficiales se generaron algunas curvas con cierto nivel de interferencia que complicaron el proceso de análisis. Particularmente importante fue el efecto de una capa de relleno de bolones los puntos AR-04 y AR-08. 3.- Los tipos de perfiles detectados, tanto mediante sismoeléctrica como potencial espontáneo son coincidentes con una condición de relleno fluvial, y con información previa registrada en la literatura respecto de profundidad del basamento y nivel estático

V. RECOMENDACIONES

1. De acuerdo con los análisis realizados, el punto AR-10 parece tener una mejor

condición para realizar una perforación con un piso en torno a los 90 m.

2. Sin perjuicio de lo indicado en el punto 2 de las recomendaciones, Hidrototal SpA no puede recomendar perforar en un área con una interpretación de rendimiento de menos que 0.5 l/s debido a factores en el proceso de perforado que puede en ocasiones de manera significativa perjudicar el rendimiento final de un acuífero de bajo rendimiento. En este mismo sentido, y de optar por realizar una perforación en el lugar señalado se recomienda tomar la mayor cantidad de previsiones referidas a la técnica constructiva del pozo, objeto evitar sellar zonas permeables durante el proceso constructivo.

.



ANEXO 1

CURVAS SISMO-ELÉCTRICAS Las figuras que se presentan en el siguiente anexo son una muestra representativa de la información colectada en cada punto de muestreo. La precisa interpretación de la información requiere de entrenamiento, experiencia y acceso al software propiedad de Hidrototal SpA, no disponible para público. La inclusión de estas imágenes en el informe pretende entregar una ilustración básica del tipo de información recopilada en el lugar de prospección.



Figura 8 Serie representativa de curvas sismoeléctrica prospección sitio de estudio.

puntos asociados a transectas 1, 2 y 3



ANEXO 2

PERFIL 2D CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA



Figura 9 Conductividad Hidráulica transecta 1 compuesta por puntos AR-03, AR-09 y AR-

10. Punto AR-03 corresponde a inicio de la transecta.



Figura 10 Conductividad Hidráulica transecta 2 compuesta por puntos AR-04, AR-01, AR-05 y AR-06. Punto AR-04 corresponde a inicio de la transecta.



Figura 11 Conductividad Hidráulica transecta 3 compuesta por puntos. AR-07, AR-01,

AR-02 y AR-11. Punto AR-07 corresponde a inicio de la transecta.



La información recolectada, el análisis, interpretación y conclusiones de este informe han sido preparados por profesionales de Hidrototal SpA., con el respaldo tecnológico de la empresa proveedora de la tecnología Aqualocate: Hernán Joost Wolff, Biólogo Marino, Master en Gestión Recursos Hídricos, Training in Seismo-electric prospecting

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