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Estudio Geofísico Sismo-eléctrico. Sector Cuesta Quilicura Comuna de Las Cabras, Región del Maule

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 cuesta Quilicura Ubicación puntos de sondajes. Figura 2 Detalle ubicación transecta 1, puntos LC-06, LC-07 y LC-08. Figura 3 Transecta 2 incluye puntos LC-10 y LC-12. Se incluye punto asociado con evaluación preliminar LC-11 Figura 4 Detalle ubicación transecta 3 puntos LC-013, LC-14, y LC-15 Figura 5 Fotografía referencial con detalle del tipo de marca de posición asociada a cada punto de prospección. Figura 6 Localización de los principales acuíferos de la Sexta Región 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 P en profundidad. Figura 12 Serie representativa de curvas sismoeléctrica. Figura 13 Perfil 2D de conductividad hidráulica Transecta 1. Puntos LC-06, LC-07 y LC-08. Figura 14 Perfil 2D de conductividad hidráulica Transecta 2. Puntos LC10 y LC-12. Figura 15 Perfil 2D de conductividad hidráulica Transecta 2. Puntos LC15, LC-13 y LC-14.

ANEXOS

Anexo 1 Curvas sismoeléctricas representativas por sectores Anexo 2 Conductividad hidráulica 2D transecta 1, 2 y 3

Estudio Geofísico Sismo-eléctrico.

Sector Cuesta Quilicura Comuna de Las Cabras, Región del Maule

I. INTRODUCCIÓN

El estudio geofísico sismoeléctrico fue conducido el día 12 de octubre de 2017, en el sector denominado Cuesta Quilicura, Comuna de Las Cabras, 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 15 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, el cual tiene el potencial para proveer la profundidad aproximada y rendimiento del acuífero. La localización general del sitio de estudio, ubicación de sondajes individuales, se muestran en las Figura 1 a 4.



Figura 1. Vista General zona de prospección sector cuesta Quilicura. Transecta 1 asociada con

puntos LC-06, LC-07 y LC-08. Transecta 2 asociada con puntos LC-10 y LC-12. Transecta 3 asociada con puntos LC-15, LC-13 y LC-14 punto SEV asociado con punto LC-10. Resto de puntos no se asocia con transectas por estar asociado con una evaluación preliminar de la

condición del sitio de estudio.



Figura 2. Detalle ubicación transecta 1, Puntos LC-06, LC-07 y LC-08. Se incluye transecta

compuesta por dichos puntos.



Figura 3. Transecta 2 incluye puntos LC-10 y LC-12 . Se incluye punto asociado con evaluación

preliminar LC-11



Figura 4. Transecta 3, incluye puntos LC-15, LC-13 y LC-14


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 15 puntos. Se realizó además un sondaje eléctrico vertical (SEV) en sector. El detalle se muestra en el anexo respectivo. 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, y 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 una cuenca sedimentaria controlada por el Estero Quilicura, comuna de Las Cabras, Sexta Región, Chile. La evolución morfológica de la cuenca tiene una gran influencia fluvial y otro tectónico producto de la orogénesis andina. Las unidades geológicas delimitadas son compatibilizadas por distintas fuentes de información descritas más adelante. Según SERNAGEOMIN son dos las unidades geológicas las dominantes en Quebrada Quilicura. En el “Mapa geológico de Chile” se observa que el dominio geológico está dado por secuencias volcánicas y sedimentarias marinas hacia las alas Este y Oeste de la cuenca, representadas por los cerros presentes en el sector y hacia la parte central de la cuenca, por depósitos aluviales, coluviales y remoción en masa. La geometría de la cuenca tiene un dominio nor-oeste con relleno sedimentarios, las capas de origen sedimentarias se encuentran en posición horizontal con distintas potencias, estas capas en su mayoría son arcillas, arenas y gravas. En detalle la unidad Volcánica, se emplaza en la serranía presente en el predio. La componen rocas volcánicas, principalmente andesitas, tobas, basaltos y según bibliografía calizas. En la depresión central del sector, está la segunda unidad, descrita en la literatura como depósitos aluviales, coluviales y remoción en masa, según el trabajo en terreno, en su mayoría se aprecian sedimentos de relleno, como arenas y arcillas, producto de la erosión de la cuenca. La cuenca del Estero Quilicura pertenece a una macro cuenca definida como Cuenca Estero Las Palmas y esta, a su vez, pertenece al Acuífero Alhué. Dicho acuífero (ver Figura 6) ubicado en la parte norte de la Sexta Región, el aporte del acuífero está



dado por: Borde Embalse Rapel. Cuenca estero Las Palmas: Estero Quilicura y Estero Las Palmas. Y Cuenca estero Alhué

Figura 6. Localización de los principales acuíferos de la Sexta Región (Imagen tomada de

DIAGNÓSTICO DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS DE LA REGIÓN LIB. BERNARDO O’HIGGINS, DCPRH)

Según la geología descrita, se presentan las condiciones para la presencia de acuíferos en el área de estudio. La existencia de dichas fuentes de agua dependerá de factores externos a la geología, principalmente a la recarga del por precipitaciones históricas, el caudal del estero Quilicura, etc.



Sondaje Electro Vertical (SEV) Una herramienta para determinar profundidades y litologías asociada 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 1) 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 central de la cuenca, se realizó el SEV (Imagen 1. Sector SEV), tienen 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

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

Figura 10 Sección resistividad generalizada.

Interpretación SEV Según los resultados anteriores de resistividad se distinguen varias capas resitivas. Una primera capa, que corresponde al suelo orgánico, esta capa es de baja resistividad por lo que puede haber acumulación de agua hasta los 3m. Le sigue una segunda capa de sedimentos de relleno, en su mayoría arenas y arcillas, esta capa resistiva es de 8 metros y una resistividad de 13.4 Ωm, la baja resistividad se puede asociar a una alta humedad. Como tercera capa tenemos 9 metros con una mayor resistividad de 91.9 Ωm, lo que se asocia a material sedimentario con menor humedad en la gama de arenas y arcillas, la capa siguiente de 47 metros aproximadamente, donde baja la resistividad, este cambio se puede asociar a un estrato con techo impermeable, sedimentos volcánicos, este estrato de baja resistividad (5.07 Ωm). En la última capa, sube la resistividad a 153 Ωm, aun se asocia a sedimentos, posiblemente en los siguientes metros fuera de la prospección exista un basamento rocoso andesíticos.



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). Cabe destacar, que, en el último segmento al llegar a una velocidad de 4 m/ms puede asociarse a un basamento rocoso.

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 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 Tzp1 Pzp1 Tzp2 Pzp2 CATEGORÍA RANGO (l/s) 1 LC-01 20 50 F 1.1-2.2 2 LC-02 ND ND A 0.0-0.2 3 LC-03 20 50 F 1.1-2.2 4 LC-04 20 50 D 0.5-0.9 5 LC-05 23 55 E 0.8-1.6 6 LC-06 1 4 18 32 50 F 1.1-2.2 7 LC-07 1 4 18 30 50 G 1.6-3.2 8 LC-08 1 4 18 30 50 F 1.1-2.2 9 LC-09 4 40 F 1.1-2.2 10 LC-10 2 4 55 L 8.9-15.8 11 LC-11 4 55 J 4.4-8.2 12 LC-12 2 4 55 K 6.3-11.4 13 LC-13 3 4 55 M 12.7-22.2 14 LC-14 3 4 70 M 12.7-22.2 15 LC-15 3 4 55 M 12.7-22.2

Nota: Transecta solo generadas en puntos LC-06, LC-07 y LC-08 (transecta 1), LC-10 y LC-12 (transecta 2) y LC-13, LC14 y LC15 (transecta 3). El resto de los puntos se distancian más de 30 m por lo que no es posible generar transectas con mayor capacidad interpretativa y de confirmación de patrones generados entre puntos. Por lo que deben ser tomados como una referencia inicial de la potencial condición del sector analizado, pero que deben ser confirmadas con patrones de puntos con distanciamiento no mayor a 30 m entre puntos.



IV. RESÚMEN Y CONCLUSIONES

Dada las características exploratorias iniciales del diseño inicial del muestreo, destinado a evaluar la potencialidad del predio desde el punto de vista hidrogeológico, es solo posible establecer las siguientes conclusiones: 1.- Existe una zona con elevado potencial hidrogeológico (transectas 2 y 3 con un piso del acuífero definido en torno a los 60 m) 2.-Dada la características del diseño con la información colectada no es posible definir la total extensión de la zona de interés hidrogeológico pero se presume puede sustentar un número importante de pozos en la medida de que se pueda conocer y dimensionar adecudamente los limites horizontales y verticales de la zona permeable 3.- El resto de la zona explorada presenta un potencial hidrogeológico bajo. (Transecta 1) junto con puntos exploratorios LC-01, LC-02, LC-03, LC-04. LC-05 y LC-08



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 sector asociado con el punto LC-14

(transecta 3), parece tener mejor condición para realizar perforación. Lo anterior sin perjuicio de que la zona en general (medida en tres puntos de la transecta) presenta condiciones favorables

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

puntos LC-13, LC-15 (transecta 3) y LC-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 LC-10, LC-12 ( transecta 2) y puntos LC-13, LC-14 y LC-15 (transecta 3).



ANEXO 2

MAPAS 2D DE CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA



Figura 13 Perfil 2D de conductividad hidráulica transecta 1, Puntos LC-06, LC-07 y LC-08. El

punto 0 eje inferior del perfil corresponde al punto LC-06.



Figura 14 Perfil 2D de conductividad hidráulica transecta 2, Puntos LC-10 y LC12. El punto 0

eje inferior del perfil corresponde al punto LC-10.



Figura 15 Perfil 2D de conductividad hidráulica transecta 3, Puntos LC-15, LC-13 y LC14. El

punto 0 eje inferior del perfil corresponde al punto LC-15.



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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