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Estudio Geofísico Sismo-eléctrico. Sector Estero El Cuzco, Comuna de Litueche, Región del Libertador Bernardo O'Higgins

INFORME PROSPECCIÓN

OCTUBRE 2017


TABLA DE CONTENIDOS

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

TABLAS

Tabla 1 Coordenadas UTM WGS-84 19H 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, techo del acuífero, y categorización del rendimiento estimado en cada sondaje.

FIGURAS

Figura 1 Vista General zona de prospección sector predio El Cuzco. Ubicación puntos de sondajes. Figura 2 Detalle ubicación sector oeste del predio, transecta 1, puntos CU-05, CU-02, CU-03 y CU-04. Figura 3 Detalle ubicación sector central del predio, incluye puntos CU-06, CU-07, CU-08 y CU-09. Figura 4 Detalle ubicación sector este del predio, transecta 2. Incluye puntos CU-011, CU-10, CU-12 y CU-13. Figura 5 Fotografía referencial con detalle del tipo de marca de posición asociada a cada punto de prospección. Figura 7 Perímetro predio junto con la zona del SEV Figura 8 Ajuste programa IPI2Win de curva resistiva Figura 9 Detalle resistividades y profundidades resueltas por IPI2Win Figura 10 Sección resistividad generalizada Figura 11 Izq. Columna estratigráfica simplificada y ajusta a modelo de Vp. Der. Esquema cambio de velocidades Vp en profundidad. Figura 12 Serie representativa de curvas sismoeléctricas. Figura 13 Perfil 2D de conductividad hidráulica Transecta 1. Puntos CU-05, CU-02, CU-03 y CU-04. Figura 14 Perfil 2D de conductividad hidráulica Transecta 2. Incluye puntos CU-011, CU-10, CU-12 y CU-13

ANEXOS

Anexo 1 Curvas sismoeléctricas representativas por sectores Anexo 2 Conductividad hidráulica 2D transecta 1 y 2

Estudio Geofísico Sismo-eléctrico.

Sector Estero El Cuzco, Comuna de Litueche, Región del Libertador Bernardo O'Higgins

I. INTRODUCCIÓN

El estudio geofísico sismoeléctrico fue conducido el día 18 de octubre de 2017, en el sector denominado sector El Cuzco, Comuna de Litueche, Región del Libertador Bernardo O'Higgins, llamado en adelante sitio de estudio en este informe. El objetivo de este estudio fue evaluar potenciales fuentes de agua subterránea en el predio agrícola previamente identificado. Se prospectó un total de 13 puntos en sectores previamente identificados con más potencialidad. Se realiza además 01 sondaje eléctrico vertical (SEV) con la finalidad de adquirir información geofísica de interés para el proceso de interpretación de las curvas sismoeléctricas Los Sectores fueron definidos de acuerdo con criterios basados en información geológica y geofísica obtenida previamente, accesibilidad para toma de registros en terreno y propuesta del ejecutor derivada de condiciones evaluadas previamente A partir de la información colectada, se interpretó la profundidad y en lo posible, se estimó la permeabilidad (rendimiento) de la formación estratigráfica permeable. El estudio fue conducido usando el método sismoeléctrico como herramienta tecnológica 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 a la 4.



Figura 1. Vista General zona de prospección. Puntos amarillos indican lugar de realización de prospección. Puntos CU-01 al CU-05 en zona oeste. Puntos CU-06 al CU-09 en zona central del

predio y Puntos CU-10 al CU-13 en zona este del predio.



Figura 2. Detalle ubicación transecta 1, PuntosCU-05, CU-02, CU-03 y LCU-04. Se incluye

transecta compuesta por los puntos respectivos.



Figura 3. Ubicación puntos sector central del predio incluye puntos CU-06, CU-07, CU-08 y CU-

09.



Figura 4. Transecta 2, incluye puntos CU-11, CU-10, CU-12 y CU-13. Se incluye ubicación del

Sondaje Eléctrico Vertical (SEV)


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 un equipo geo-receptor para señal sismoeléctrica.

Los electrodos son de 1 m de longitud y construidos en acero inoxidable de alta pureza. Las señales sismoeléctricas fueron registradas en 13 puntos. Se realizó además un sondaje eléctrico vertical (SEV) en sector. 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 H, 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 5. Fotografía referencial con detalle del tipo de marca de posición asociada a cada punto de

prospección.



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 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. Geología y geofísica del sitio de estudio

Geología

El sector de estudio está ubicado en la Cordillera de la Costa, al noroeste del Lago Rapel, comuna de Litueche, Sexta Región, Chile. La evolución morfológica tiene una influencia climatológica (erosión del suelo) y principalmente tectónica producto de la orogénesis andina. Las unidades geológicas delimitadas son compatibilizadas por distintas fuentes de información descritas más adelante. Según SERNAGEOMIN es una la unidad geológica presente en el predio. En el “Mapa geológico de Chile” se observa que el dominio geológico está dado por granitos, granodioritas, tonalitas y dioritas, que afloran en distintos lados del predio. Estas rocas su vez, generan sedimentos producto de la erosión. En algunos sectores se logra apreciar la potencia de estos sedimentos que puede ser centimétrica hasta un par de metros dependiendo del lugar. La geometría del predio está representada por los altos topográficos propios de la tectónica del lugar y pequeñas depresiones producto de erosión por escorrentías de aguas. A nivel sedimentario lo más representativos son arenas cuarcíferas y arcillas producto de la meteorización de las rocas graníticas. Las rocas graníticas presenten en el sector pertenecen al batolito costero paleozoico (Muñoz Cristi, 1964; Parada, 1990). El batolito de la costa de Chile Central de edad carbonífera superior-pérmica, se extiende entre los 33ºS y los 38ºS. Dada la antigüedad de las rocas (cerca de 300 millones de años) la probabilidad de fracturamiento y fallamientos de estas es alto, lo que genera condiciones para almacenar agua en estos espacios.



Según la geología descrita, las condiciones no son adecuadas para la presencia de acuíferos de gran tamaño o altos rendimientos. La posible presencia de napas estan asociadas con acuíferos de tipo fisural (figura 6), donde el agua se aloja en fracturas producto de fallamiento, diaclasas o espacios producto de la meteorización de la roca.

Figura 6. Representación acuífero de fisura.

Sondaje Electro Vertical (SEV) Una herramienta para determinar profundidades y litologías asociadas en profundidad es el SEV, se realiza en base a la medición de resistividad del suelo donde se determinan dichos parámetros. La información recolectada (Tabla 2) por el SEV se cruza con el equipo sismoeléctrico, donde, se relacionan velocidades sísmicas de las capas geológicas bajo el sitio de sondeo. Al respecto, es necesario considerar que, para un tipo de roca tales como granitos las velocidades sísmicas pueden variar dependiendo de múltiples factores, incluyendo el grado de saturación de agua de la roca y fracturas. Para rocas sedimentarías, su grado de consolidación, porosidad, humedad, etc. En el sector este del predio, se realizó el SEV (Figura 7 ), con una longitud de 240 metros, lo que permite tener una prospección de 70 a 80 metros de profundidad. Se establece en base al trabajo de terreno que el lugar idóneo para realizar en SEV es en dicho sector.



Figura 7. Perímetro predio junto con la zona del SEV ( transecta color rojo)

El uso del SEV es fundamental para entender la geología en profundidad entregándonos información importante de la estratigrafía del área de estudia, a partir de los datos recolectados en terreno se obtiene lo siguientes gráficos y tabla:



Tabla 2 Datos de resistividad recolectados.

Figura 8. Ajuste programa IPI2Win de curva resistiva.



Figura 9 Detalle resistividades y profundidades resueltas por IPI2Win

Figura10. Sección resistividad generalizada.

Interpretación SEV Según los resultados anteriores de resistividad se distinguen varias capas resitivas:

Una primera capa, corresponde a suelo orgánico, esta capa es de baja resistividad, contiene arcillas y arenas con humedad, potencia 1m.

Le sigue una segunda capa, se mantiene la continuidad litológica de sedimentos tipo arenas y arcillas, pero con menor humedad, esta capa resistiva es de 3 metros y una resistividad de 35.5 Ωm.

Como tercera capa tenemos 23 metros con una baja resistividad de 15 Ωm, lo que se asocia a material sedimentario con humedad en la gama de arenas y arcillas

En esta capa, cerca de los 30 metros de profundidad, se genera un pick de resistividad, lo que indica un cambio abrupto en la litología, asociado a roca dura. Según lo descrito anteriormente posibles rocas graníticas.



Modelo Velocidad Según la información recolectada en el SEV y la geología expuesta en el sector prospectado, se genera el siguiente modelo de velocidades P (Figura 11) representativo de la zona de estudio. Cabe destacar, que, en el último segmento, done la velocidad de onda sísmica llega a 4,4 m/ms, es asociado con rocas duras tipo granito.

Figura 11. Izq. Columna estratigráfica simplificada y ajusta a modelo de Vp. Der.

Esquema cambio de velocidades P en profundidad.



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 Hidrolocate S.A. 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 constató la existencia de pozos cercanos adecuados para realizar un proceso de calibración del equipo. Tampoco se constató la existencia de perfiles estratigráficos en el sitio de estudio Los valores estimados se realizan en base a una suposición de entubación del pozo en 200 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 TRANS Tzp1 Pzp1 Tzp2 Pzp2 CATEGORÍA RANGO (l/s) CATEGORÍA RANGO (l/s)

BAJA INTRCN ALTA INTRCN

1 CU-01 ND ND ND ND A 0.0-0.2

2 CU-02 1 30 70 H 2.2-4.1 K 6.3-11.4 3 CU-03 1 28 60 F 1.1-2.2 I 3.2-6.0 4 CU-04 1 ND ND ND ND A 0.0-0.2 5 CU-05 1 ND ND ND ND A 0.0-0.2 6 CU-06 ND ND ND ND A 0.0-0.2 7 CU-07 50 75 B 0.1-0.4 8 CU-08 ND ND ND ND A 0.0-0.2 9 CU-09 40 70 D 0.5-0.9 10 CU-10 2 4 14 30 60 F 1.1-2.2 I 3.2-6.0 11 CU-11 2 ND ND ND ND A 0.0-0.2 12 CU-12 2 4 14 E 0.8-1.6 H 2.2-4.1

13 CU-13 2 4 14 D 0.5-0.9 G 1.6-3.2

Nota: Transecta fueron únicamente generadas en puntos CU-05, CU-02, CU-03 y CU-04 (transecta 1), CU-11, CU-10, CU12 y CU-13 (transecta 2). El resto de los puntos se distancian más de 30 m por lo que no es posible generar información con mayor capacidad interpretativa de patrones generados entre puntos, por lo que deben ser tomados como una referencia inicial de la potencial condición del sector estudiado. Columnas de color indican diferencia entre interpretación con bajo y elevado nivel de interconexión entre fracturas.



IV. RESÚMEN Y CONCLUSIONES Dada las características exploratorias iniciales del muestreo, destinado a evaluar la potencialidad del predio desde el punto de vista hidrogeológico, es posible establecer las siguientes conclusiones: 1.- Se identifica una zona con potencial hidrogeológico el sector asociado con transecta 1 (sector oeste) y en menor intensidad el sector asociado con la transecta 2 (sector este) 2.- Dada las características geológicas de la zona de estudio y la potencialidad de encontrar agua subterránea asociadas con fracturas de la roca y/o procesos de meteorización, se hace complejo dimensionar la real capacidad de recarga de las zonas permeables detectadas. El potencial hidrogeológico dependerá de qué nivel de interconexión se encuentran las fracturas. 3.- Derivado del punto anterior, se presenta un problema más importante que es constatar la existencia de un patrón de fracturas y el dimensionamiento de la capacidad de almacenaje (lo que excede a las capacidades del presente estudio). En este aspecto, cualquier modelo predictivo pierde certeza, al no tener claridad de la existencia de sistema de fallas intersectadas en un área de rocas duras. 2.-Dada la característica del diseño, con la información colectada no es posible definir completamente el alcance, la potencia y extensión de la zona de interés hidrogeológico, por lo que el presente informe se evaluará en dos escenarios. Uno conservador que supone una baja interconexión entre fracturas y de reducido alcance espacial y otro optimista que supone un elevado nivel de interconexión entre fracturas y amplitud de las mismas



V.RECOMENDACIONES

1. La elección del lugar de búsqueda, así como el diseño del mismo depende de muchos factores que serán de decisión final del cliente.

2. Bajo el actual escenario, el punto CU-02 (transecta 1)

parece tener mejor condición para realizar una perforación. Lo anterior sin perjuicio de las conclusiones y salvedades generadas en el presente informe , que se relaciona con las particularidades hidrogeológicas del sitio de estudio

3. Alternativamente, y de requerir mayor cantidad de agua, se sugiere el punto

CU-10 (transecta 2)

Hidrolocate S.A. 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 Hidrolocate S.A.., 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 12 Serie representativa de curvas sismoeléctrica prospección sitio de estudio. Serie superior puntos CU-10, CU-11, CU-12 y CU-13 transecta 2) y serie inferior, puntos CU-02, CU-

03, CU-04 y CU-05 (transecta 1).



ANEXO 2

MAPAS 2D DE CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA

Figura 13 Perfil 2D de conductividad hidráulica transecta 1, Puntos CU-05, CU-02, CU-03 y CU-

04. El punto 0 eje inferior del perfil corresponde al punto CU-05



Figura 14 Perfil 2D de conductividad hidráulica transecta 2, Puntos CU-11, CU-10, CU-11 y CU-

12. El punto 0 eje inferior del perfil corresponde al punto CU-11.



La información recolectada, el análisis, interpretación y conclusiones de este informe han sido preparados por profesionales de Hidrolocate S.A., 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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