Parte 01 - Memoria Chonta (Modificado)

POR: JORGE BARRIGA GAMARRA ING. GEOFISICO AMBIENTAL 1

INVESTIGACION GEOFISICA POR:

REFRACCION SÍSMICA, TOMOGRAFÍAS ELECTRICAS POLO DIPOLO Y SONDEOS ELECTRICOS VERTICALES REPRESA CHONTA

CONTENIDO 1.0 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................................................... 4

1.1 OBJETIVOS .............................................................................................................................................................. 4

1.2 EQUIPO PROFESIONAL ..................................................................................................................................... 5

1.3 EQUIPO GEOFISICO UTILIZADO .................................................................................................................... 5

1.4 DIFICULTADES ....................................................................................................................................................... 5

2.0 TRABAJOS DE CAMPO ............................................................................................................................................. 6

2.1 METODO GEOFÍSICO DE REFRACCIÓN SÍSMICA. ........................................................................... 6

2.1.1 INTERPRETACION DE RESULTADOS GEOSÍSMICOS ............................................................... 8

2.2 METODO GEOFISICO DE TOMOGRAFÍA ELÉCTRICA O SPD ......................................................... 8

2.2.1 INTERPRETACION DE RESULTADOS ........................................................................................... 10

MODELO DE BLOQUES .................................................................................................................... 11

MODELO DE INVERSION ................................................................................................................. 11

INVERSION POR TOPOGRAFIA ...................................................................................................... 12

2.3 MÉTODO GEOFÍSICO DE SONDAJE ELÉCTRICO VERTICAL .................................................... 13

2.3.1 POCESAMIENTO E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS ...................................................... 14

INTERPRETACION CUALITATIVA .................................................................................................... 14

INTERPRETACION CUANTITATIVA ................................................................................................. 14

3.0 INTERPRETACION GEOLÓGICA DE LOS RESULTADOS GEOFISICOS ......................................... 15

3.1 INTERPRETACIÓN GEOSÍSMICA ...................................................................................................... 15

CONCLUSIÓN ............................................................................................................................................ 15

3.2 INTERPRETACIÓN GEOELECTRICA DE LAS TOMOGRAFIAS ELECTRICAS ......................... 16

3.3 INTERPRETACIÓN GEOLELECTRICA DE LOS SEV .................................................................... 17

CONCLUCIONES ......................................................................................................................................... 17

4.0 RESULTADOS DE LA PROSPECCIÓN SÍSMICA, POLO DIPOLO Y SEV ................................... 19

5.0 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................. 20

CONSORCIO RIO CHONTA INVESTIGACION GEOFISICA POR REFRACCIÓN SÍSMICA, TOMOGRAFIAS POLO DIPOLO

Y SONDEOS ELECTRICOS VERTICALES EN LA REPRESA CHONTA – CAJAMARCA


RELACIÓN DE ILUSTRACIONES

1. UBICACIÓN DE L PROYECTO

2. UBICACIÓN DE LA ZONA DE INVESTIGACIÓN GEOFÍSICA

3. LÍNEAS GEOSÍSMICAS , TOMOGRÁFICAS Y SEV

3.1 UBICACIÓN DE LAS SECCIONES SISMICAS 3.1. A.- SECCIONES GEOSÍSMICAS 1 - 2 3.1. B.- SECCIONES GEOSÍSMICAS 3 - 4 3.1. C.- SECCIONES GEOSÍSMICAS 5 - 7 3.1. D.- SECCIONES GEOSÍSMICAS 6 3.2 UBICACIÓN DE LAS SECCIONES DE TOMOGRAFÍA ELECTRICA 3.2. A.- SECCIONES TOMOGRÁFICAS 1 - 2 3.2. B.- SECCIONES TOMOGRÁFICAS 3 - 4 3.2. C.- SECCIONES TOMOGRÁFICAS 5 3.2. D.- SECCIONES TOMOGRÁFICAS 6 - 7 3.3 UBICACIÓN DE LAS SECCIONES GEORESISTIVAS POR SEV 3.3. A.- SECCIONES GEOELÉCTRICAS POR SEVs A-A’ ,B-B’, C-C’, D-D’ 3.3. B.- SECCIONES GEOELÉCTRICAS POR SEVs E-E’, F-F’, G-G’, H-H’

4. RESULTADOS DEL ESTUDIO GEOFÍSICO REALIZADO

4.1 UBICACIONES DE SECCIONES RESULTADOS

4.1. A.- RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN DE TOMOGRAFÍA, REFRACCIÓN Y SEVs 4.2. B.- SECCIONES RESULTANTES DEL ESTUDIO GEOFÍSICO




RELACIÓN DE ANEXOS

• CURVA DE SEVs INTERPRETADAS

• PANEL FOTOGRÁFICO




INVESTIGACION GEOFISICA POR: REFRACCION SÍSMICA, TOMOGRAFÍAS ELECTRICAS POLO DIPOLO

Y SONDEOS ELECTRICOS VERTICALES REPRESA CHONTA

1.0 INTRODUCCIÓN

JORGE P. BARRIGA GAMARRA Consultor Geofísico especializado en la geofísica aplicada a la geotecnia, aguas subterráneas, minería, contaminación ambiental y a la industria en general, recibe el encargo del CONSORCIO RIO CHONTA, para la “INVESTIGACION GEOFISICA POR REFRACCIÓN SÍSMICA, LEVANTAMIENTO ELECTRICO POLO DIPOLO Y SONDEOS ELECTRICOS VERTICALES EN EL ENTORNO AL EJE DE LA REPRESA CHONTA”. La construcción de obras de envergadura como es la represa sobre el Río Chonta-Cajamarca, y en cumplimiento de los términos de referencia para el estudio definitivo del la Represa Río Chonta, El Consorcio Río Chonta viene realizando los estudios correspondientes, quien ha contratado los servicios profesionales al Consultor Geofísico Jorge Barriga Gamarra, para realizar la investigación geofísica en el entorno al eje de la represa.

El presente estudio consiste en realizar medidas de las velocidades de las ondas sísmicas, resistividad mediante el arreglo de electrodos Sondeos Polo – Dipolo (SPD) y Sondeos Eléctricos Verticales (SEV).

Las labores se iniciaron coordinando con los ingenieros Alex Núñez y Samuel Barriales Gamarra, sobre el programa de la investigación geofísica. Una vez proporcionada la información de estudios anteriores y la cartografía tipográfica, iniciamos los trabajos de campo el 17 de Diciembre 2012, con las brigadas geofísicas de refracción símica y tomografías eléctricas, luego continuamos con los SEV. Esta fase de trabajo fue interrumpida por los comuneros de la zona el 22 de los corrientes.

Resuelto los conflictos sociales, reiniciamos las labores el 06 de Febrero 2013, donde recibimos la orden de priorizar los trabajos en el entorno a la segunda alternativa de represa, concluyendo con los trabajos de campo el 17 de Febrero 2013. Para poder desarrollar el estudio fue necesario realizar las siguientes actividades:

I. Revisión de la información existente sobre los estudios anteriores. II. Prospección Sísmica por Refracción III. Prospección Eléctrica por Sondeos Polo-Dipolo o Tomografías Eléctricas Polo-Dipolo - SPD. IV. Prospección Eléctrica por Sondeos Eléctricos Verticales - SEV V. Procesamiento de la información de los datos Geofísicos. VI. Elaboración de las secciones geofísicas VII. Interpretación Geofísica y correlación Geológica de los datos procesados. VIII. Informe Final.

1.1 OBJETIVOS

* Determinar el espesor de las formaciones cuaternarias y el espesor de los depósitos aluviales en el cause del río.

* Identificar la profundidad y morfología del macizo rocoso




* Identificar las zonas de anomalías o de movimientos tectónicos o fallas geológicas. 1.2 EQUIPO PROFESIONAL

El trabajo ha sido desarrollado con el equipo profesional siguiente: • Responsable del Proyecto, Geofísico Sénior : Ing. Geofìsico Jorge Barriga. Reg. CIP. 22969 • Especialista Electrónico : Ing. Electrónico Abel Argume Reg. CIP. 76234 • Interpretación de las Tomografías Electricas : Bch. Yoan Barriga Berrios • Soporte Geológico y Geotecnia : Ing. Geólogo Ing. Jonathan Zavaleta • Operador Geofísico I Equipo de resistividad : Bch. Geologo Beny Pacco Mamani • Operador Geofísico II Refracción sísmica : Bch. Geólogo Rogger Quispe Nina • Soporte en Auto CAD y SIG : Bch. Arquitecta Maribel Quispe Nina • Piloto de la Movil : Angelo Ford Molina Lostanao

1.3 INSTRUMENTOS GEOFISICO S UTILIZADOS

• Sismógrafo Geometrics ES – 3000 • 26 Geófonos de 14 Hz • Un Martillo de 15 libras, al golpear en plancha metálica generan ondas sísmicas. • Equipo Completo Syscal Pro de 10 Canales de fabricación francesa. • Equipo completo de GDD de 10 canales de Fabricación canadiense • Equipo Geotrade, Resistivímetro de fabricación suiza. • Carretes con 2000m de cable para SEV. • Tres rollos de cables con 10 líneas de mediciones, espaciamiento 10m. • Fuente de poder del Syscal Pro 1000 W. • Fuente de poder de 3000 W con grupo electrógeno. • 25 estacas de acero inoxidables (Dipolos) y de Acero común para los electrodos AB • 25 electrodos impolarizables de PVC con sulfato de cobre disuelto. • 02 Gps marca Garmin. • 02 Cámaras fotográficas marca Sony. • Radios intercomunicadores con 10 Km de alcance en área libres. • 02 Laptop y 02 PC de escritorio. • Impresoras HP CP 3525 y Design Jet 110plus.

1.4 DIFICULTADES

• La topografía bastante empinada con afloramientos rocosos muy agreste para su acceso. • Los problemas sociales, donde los propietarios de los terrenos no permitían ingresar a sus

dominios, salvo un pago con montos muy caprichosos, inconveniente que ha obligado retirarnos del campo; reiniciando las labores de campo el 03 de Febrero del 2013.

• Durante la segunda campaña de trabajos geofísicos, las lluvias también limitaron nuestra actividad, pese a ello la actividad de las medidas fueron las más correctas.




2.0 TRABAJOS DE CAMPO

El presente item corresponde a toda la fase de mediciones de los parámetros geofísicos, como las velocidades de la ondas sísmicas, resistividades medidas mediante las tomografías eléctricas y los SEV; trabajos realizados en la etapa de campo y pre procesamiento de los dato., Las investigaciones fueron ejecutadas a escala razonable, con los cuales se pretenden encontrar algunas de las propiedades físicas del subsuelo que ayuden a definir patrones de rocas sanas, alteradas y/o suelos. REFRACCIÓN SÍSMICA Se ha investigado 2730 metros lineales, distribuidos en 13 líneas sísmicas, con geófonos de 14 Hz de frecuencia , un sismógrafo de 24 canales y un digitalizador Geometrics; como fuente sísmica se ha utilizado un martillo de 16 libras, con impactos de uno a dos golpes en zonas donde la roca se encuentra a flor de tierra, y hasta 8 golpes en suelos blandos, solo así se ha tenido señales nítidas de las ondas sísmica en los geófonos más alejados de la fuente sísmica. El Cuadro N° 2.1 presenta el resumen de las 13 líneas sísmicas efectuadas en la zona de la futura Represa Chonta y en planta se tiene en la ilustración Nº 3.1. TOMOGRAFÍA ELÉCTRICA Con finalidad de tener una información lo más aproximado a la realidad geológica, las líneas tomográficas fueron realizadas sobre las de refracción sísmica, por esta razón tienen también 13 líneas tomográficas. El Cuadro N° 2.2 presenta el resumen de las 13 secciones tomográficas o secciónes SPD realizadas, y en planta se tiene en la ilustración Nº 3.2. SONDEL ELÉCTRICO VERTICAL Los SEV fueron realizados para complementar con información las líneas tomográficas, en aquellas zonas donde no fue posible el acceso para el tendido de los cables de STP, de esa manera se ha realizado 100 SEV, que complementan de manera eficaz a la información de los dos métodos anteriores. Los SEV fueron ejecutados con espaciamiento para los electrodos de corriente de 3, 5, 7, 10, 10, 15, 20, 30, 30, 40, 50. 70 y 100, para los electrodos de potencial fueron 1.5, 7.5 y 25 metros En el Cuadro N° 2.3 se presentan el cuadro resumen de los 100 Sondeos Eléctricos Verticales, distribuidos en 08 secciones de SEV, también complementando la información a las tomografías eléctricas, en planta se tiene en la ilustración Nº 3.3

2.1 METODO GEOFÍSICO DE REFRACCIÓN SÍSMICA.

EL presente método permite conocer la secuencia estratigráfica del subsuelo, en base a la velocidad de las ondas símicas, para lo cual el comportamiento elástico de las rocas depende de la dureza del medio físico, a mayor dureza de las rocas mayor es la frecuencia y mayor la velocidad de las ondas sísmicas, y viceversa para suelo blandos menor es la frecuencia y mayor la amplitud de los ondas sísmicas y menor velocidad.

La sísmica de refracción se basa en la medida de los tiempos de viaje de la ondas sísmicas desde la fuente a los sensores o geófonos, dispuestos linealmente en el suelo como muestra la figura Nº 2.1.1 A partir de los tiempos de llegada de las ondas P y de las distancias existentes entre geófonos se obtiene las dromocronas sobre la que se interpreta la estructura geológica existente a lo largo de la línea investigada.

.




Fig. 2.1 Esquema del método de refracción sísmica.

En el Cuadro Nº 2.1 se muestra las velocidades características de las ondas sísmicas de las rocas sedimentarias, ígneas y metamórficas.

Para este caso se ha provocado sismos artificiales con un golpe fuerte de martillo con 16 libras de peso, en la mayoría de los casos fue necesario más de 3 golpes, para tener una buena señal fundamentalmente en los geófonos lejos de la fuente sísmica. Los geófonos están conectados a un cable flauta que conduce las señales de los geófonos al sismógrafo, donde las señales de corriente se amplifican hasta niveles donde las ondas sísmicas de arribo se observen adecuadamente. La información es almacenada en el equipo para luego ser procesado, en los registros o sismogramas se identifican las ondas primarias, sobre las que se hacen lecturas de los tiempos de arribo con las que se construyen las dromocronas, para luego definir el número de estratos o capas geosísmicas existentes en la zona investigada. Para el presente caso se han distribuido los geófonos cada 10 metros

Velocidad de las ondas elásticas en diferentes medios.

VALORES PROMEDIOS de Vp SEGÚN LA NORMA ASTM-D5777

Descripción

Velocidad Vp

Pie/s m/s

Suelo intemperizado 800 a 2000 240 a 610

Grava o arena seca 1500 a 3000 460 a 915

Arena saturada 4000 a 6000 1220 a 1830

Arcilla saturada 3000 a 9000 910 a 2750




Agua 4700 a 5500 1430 a 1665

Agua de mar 4800 a 5000 1460 a 1525

Arenisca 6000 a 13000 1830 a 3960

Esquisto, arcilla esquistosa

9000 a 14000 2750 a 4270

Tiza 6000 a 13000 1830 a 3960

Caliza 7000 a 20000 2134 a 6100

Granito 15000 a 19000 4575 a 5800

Roca metamórfica 10000 a 23000 3050 a 7000

2.1.1 INTERPRETACION DE RESULTADOS GEOSÍSMICOS

Las líneas sísmicas están representadas en secciones Geosísmicas, que ayudan a una mejor interpretación del área de la Represa Río Chonta, utilizando el software seis Imager, para cuyo fin la llegada de las primeras ondas se ha definido en forma manual.

2.2 METODO GEOFISICO DE TOMOGRAFÍA ELÉCTRICA O SPD

Permiten investigar en forma horizontal y vertical el subsuelo, información de mucha importancia para definir las características geotécnicas de la zona en estudio. La configuración y distribución utilizada con el método Polo Dipolo en los trabajos de campo, se muestra en la Fig. N° 2.2.1. Estas medidas se realizan con equipos sofisticados diseñados para este propósito, como el Resistivímetro Syscal Pro de 10 canales, que nos permite realizar 10 lecturas continuadas en menos de 30 segundos, y los datos son almacenados o registrados por el equipo, para luego descargar en un CPU y proceder a su procesamiento.




PARAMETROS DE MEDICIÓN CON LAS TOMOGRAFIAS POLODIPOLO

Configuración Polo-Dipolo Separación del dipolo 50 metros

Parámetros Medidos Voltaje primario Vp (mV) e Intensidad Primaria (Ip) (mA).

Parámetros Calculados Resistividad Voltaje de Operación 0-800Vdc Intensidad de Operación 2.5 A Ciclo de Operación 0.5 a 2 Segundos

Esta configuración de los dispositivos geoeléctricos, permitieron registrar las variaciones laterales y verticales de dichos parámetros (modelo 2D), los cuales permiten construir gráficamente lo que se denomina una “pseudosección”. La pseudosección representativa construida a través de los datos registrados, para nuestro proyecto es como se observa en la Fig. N° 2.2.2.

Fig. N° 2.2.1 Configuración Polo Dipolo

C2C1 P1 P250 50 50

a = 50 m.

n=1

n=2

n=3

n=4

2a = 100 m.

3a = 150 m.

4a = 200 m.

Estación I

Estación II

Estación III

Estación IV

ARREGLO DE CAMPO POLO DIPOLO

Dirección de Avance

n=5

n=6

n=7

n=8

n=9

n=10

Esta configuración de los dispositivos geo eléctricos, permitieron registrar las variaciones laterales y verticales de dichos parámetros (modelo 2D), los cuales permiten construir gráficamente lo que se denomina una “Pseudosección”. La Pseudosección representativa construida a través de los datos registrados, para nuestro proyecto es como se observa en la Fig. N° 2.2.2.




Fig. N° 2.2.2 Representación de los seudoperfiles con dispositivo Polo Dipolo

Se hace una descripción de la metodología empleada en campo de la toma de datos mediante este método y su pre procesamiento de las mismas. Para realizar la primera medición los electrodos de corriente se posicionan en primer lugar en las posiciones 1-2 del esquema, mientras que los de potencial ocupan las posiciones 3-4, de manera que el factor de separación de los dipolos del dispositivo será n=1. Se realiza la medición la intensidad I y el potencial ΔV, y se introduce en la expresión:

De este modo se obtiene el valor de ρa correspondiente a la pareja de posiciones 1-2 y 3-4. Desde el centro de estas posiciones se trazan sendas líneas a 45º, de manera que en el punto en el que se corten, se asigna el valor de la resistividad aparente medida. A continuación se realiza la medición para la pareja de posiciones 1-2 y 4-5, trazando el punto correspondiente. Siguiendo este proceso se traza una pseudosección de resistividad de todo el subsuelo, cuya representación tiene generalmente la forma de un trapecio. Es muy importante enfatizar que este procedimiento de trazado de pseudosecciones es tan sólo una convención gráfica, y en ningún caso implica que la profundidad de investigación del dispositivo sea la dada por la intersección de las dos líneas a 45º. Las pseudosecciones dan una imagen muy aproximada de la distribución de resistividades en el subsuelo. Sin embargo, la imagen que proporcionan está distorsionada.

2.2.1 INTERPRETACION DE RESULTADOS

El procesamiento de la inversión empezó con el ordenamiento de la misma, luego se realiza rápidamente la visualización de los datos tomados con el software X2IPI, como muestra la ilustración Nº 2.2.1




Fig. 2.2.1 Visualización de datos X2IPI (Moscow University & IRD)

MODELO DE BLOQUES Luego de la verificación de la información así como de su data se ha procedido a la exportación de la información al software Res2dinv y en el cual pudimos observar el diagrama de bloques para las 13 secciones.

Fig. 2.2.2 Diagrama de bloques

MODELO DE INVERSION Para realizar el modelo de inversión se escogió el método de elementos finitos como método para la solución de ecuaciones y la inversión por los mínimos cuadrados, resultados que se tienen como la imagen que se observa a continuación.




Fig. 2.2. 3 Modelo de inversión

INVERSION POR TOPOGRAFIA El modelo de inversión por topografía ha sido aplicado a los 10 perfiles usando el software Res2dinv, para el mismo usamos el método de elementos finitos para la aproximación de la data observada con la invertida. En la Fig. N° 2.2.4 se observa el modelo de inversión por topografía aplicado al perfil 4 como muestra la siguiente imagen

Fig. 2.2.4 Modelo de inversión por topografía




2.3 MÉTODO GEOFÍSICO DE SONDAJE ELÉCTRICO VERTICAL

Es un método indirecto para conocer la geología subterránea, con resultados bastante próximos a la realidad del campo. Consisten en enviar corriente eléctrica al suelo mediante electrodos de acero y recepcionados en otros electrodos impolarizables, la configuración electródica puede ser simétrica lineal tetraelectródica (AMNB), trielectródico o bielectródico, el más utilizado en Perú es el Dispositivo Tetraelectródico Schlumberger como muestra la Fig. Nº 2.3.1. Las medidas de la intensidad de corriente enviada a tierra (I) por los electrodos externos y la diferencia de potencial medidos en los electrodos internos (∆V), permiten calcular la resistividad aparente ρa,

estos valores versus espaciamiento de electrodos se grafican en papel logarítmico, la curva resultante es denominada Sondeo Eléctrico Vertical o SEV, cuya curva representa prácticamente la columna georesistiva del punto en investigación. El paso de la corriente eléctrica enviada a tierra está condicionada por las características físico-químicas del medio, como son: Litología de las rocas o suelos, su granulometría, grado de mineralización, textura de las rocas, compacidad de las capas, temperatura, grado de humedad, mineralización y/o salinización, de las aguas subterráneas. Para los fines del presente caso las resistividades varía en función del tipo de roca o suelo, grado de fracturamiento y relleno de arcillas o limos de la fracturas.

FIG. Nº 2.3.1 Dispositivo Tetraelectródico Schlumberger

En la zona de estudio se proyectó y se realizó 67 Sondajes Eléctricos Verticales con espaciamientos entre A-B comprendidos entre 500 y 700m.




2.3.1 POCESAMIENTO E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS

INTERPRETACION CUALITATIVA Las curvas obtenidas en campo se han agrupado en las cuatro familias de curvas conocidas como A, H, K y Q establecida por Orellana y Mooney, Con la finalidad de facilitar la interpretación de los SEVs de acuerdo a las características morfológicas que son respuesta de igual formación geológica.

INTERPRETACION CUANTITATIVA Se ha interpretado cada inflexión de la curva de SEVs, en términos de resistividades verdaderas y espesores, utilizando ábacos elaborados por Orellana – Money y otras instituciones de exploración geofísica; posteriormente los resultados fueron reajustados mediante el software IP2WIN, de iteración automática. Estos resultados se encuentran en el cuadro N° 2.3.1. La interpretación y salida de software se encuentra en el Anexo N° 1.1 Método de Sondaje Eléctrico Vertical. El cuadro de resultados refleja prácticamente la columna georesistiva de la zona en estudio, posteriormente se correlacionarán estos valores con las características geológicas del área investigada.




3.0 INTERPRETACION GEOLÓGICA DE LOS RESULTADOS GEOFISICOS

3.1 INTERPRETACIÓN GEOSÍSMICA

El entorno de la Represa Chonta se ha investigado con 2740 metros lineales de refracción sísmica, distribuidos en 13 secciones como muestra la ilustración 3.1. EL resultado del procesamiento se muestra en las ilustraciones 3.1.A a la 3.1.D. Las velocidades de las ondas sísmicas están supeditadas al grado de compactación o dureza de las rocas por donde viajan las ondas sísmicas, las bajas velocidades es comportamiento de un medio físico blando como las arenas sueltas o suelos movidos, a medida aumentan la compactación o dureza del medio físico, las velocidades también van aumentando; para la zona en estudio las velocidades encontradas varían desde 300 a 5000 metros/segundo, que se presentan en las ilustraciones 3.1.A al 3.1.D en escala adecuada para su respectiva interpretación geosísmica. La interpretación de las velocidades sísmicas representadas en colores, reflejan el grado de consolidación y/o alteración de las calizas presentes en la zona investigada. Los valores bajos es el comportamiento de suelos sueltos blandos, y/o rocas muy fracturadas, como muestran las ilustraciones adjuntas. A continuación se describen las características geosísmicas de las velocidades sísmicas.

COVERTOR SUPERFICIAL ≤ 1000 m/s Es el estrato superficial conformado por suelos muy heterogéneos, que puede corresponder a arenas de origen aluvial en el lecho del río, suelos con materia orgánica en las quebradas, terrazas y laderas con velocidades menores de 500 m/s; superiores al indicado y menores de 1500 m/s corresponderían a rocas calizas muy alteradas, como muestra la escala de colores en las ilustraciones 3.1 - A al 3.1 - D.

ROCAS CALIZAS = 1000 a 2000 m/s

MACIZO ROCOSO ≥ 2000 m/s

3.1.1 CONCLUSIÓN DE LA REFRACCIÓN SÍSMICA

• En la zona del proyecto investigado se presenta tres estratos geosísmicas marcadamente diferenciados por sus velocidades. Para la descripción de sus litologías correspondientes se ha obtenido, comparado las velocidades con la columna litológica y RQD obtenida con las perforaciones diamantinas Nº PRCH-02, PRCH-06, PRCH-07 y PRCH-08.

• 1º VELOCIDAD MENOR DE 1000 m/s.- Estas velocidades corresponderían a un medio geológico muy heterogéneo, conformado desde suelos sueltos o blandos a ligeramente compactos con espesor de 8 metros en promedio.

VELOCIDAD DE 1000 A 2000 m/s Corresponderían a las calizas fracturadas y rellenadas con margas, arcillas muy compactas, que globalmente se comportan como un macizo rocoso, su espesor en promedio es 20 metros. (Las características litológicas fueron observadas en la columna litológica de las perforaciones).




VELOCIDAD MAYOR DE 2000 m/s Esta velocidades de las ondas sísmicas corresponden a formaciones geológicas del macizo rocoso de calizas, ubicado en las 13 líneas sísmicas como muestran las ilustraciones 3.1-A a 3.1- D. Se encuentran a profundidades desde 4 metros en la parte alta de la sección 4 B’ a 50 metros en la parte alta de la sección 3A, encontrándose en su generalidad entre 25 a 30 metros de profundidad.

3.2 INTERPRETACIÓN GEOELECTRICA DE LAS TOMOGRAFIAS ELECTRICAS

El entorno de la Represa Chonta, se ha investigado con 2740 metros lineales de tomografía eléctrica distribuidos en 13 secciones como muestra la ilustración 3.2. El resultado de la interpretación y correlación geoeléctrica se muestra en las ilustraciones 3.2-A a 3.2-D.

Los métodos de prospección eléctrica, responden a las características físico químicas de las formaciones geológicas existentes en el entorno de la futura represa Chonta, es decir que la resistividad de las rocas está supeditada a la litología, granulometría, grado de compactación, grado de saturación y tipo de arcillas que rellenan las fisuras de las calizas fracturadas, grado de alteración de las rocas calizas. Las resistividades en la zona de estudio disminuyen, a medida aumenta el contenido de sedimentos finos y grado humedad en las fisuras de las rocas calizas, pueden disminuir hasta valores menores 10 ohmios metro y viceversa en ausencia de agua. En la zona del proyecto los valores resistivos encontrados varían desde unidades a miles de Ohmios metro; variaciones agrupadas en tres grupos como las que se describen. RESISTIVIDADES MUY BAJAS.- Corresponden a formaciones geológicas recientes, conformadas por arcillas, arenas con arcillas, gravas en el lecho del río; suelos orgánicos y/o calizas muy alteradas, fracturadas y rellenadas con sedimentos finos, se encuentran en las laderas del eje de represa, el factor de importancia en estas resistividades es el grado de humedad, a mayor humedad o saturamiento las resistividades disminuyen, pudiendo llegar a menos de 10 Ω-Metro donde se presentan arcillas, y viceversa cuando los sedimentos son gruesos. RESISTIVIDADES BAJAS.- Corresponden a formaciones geológicas recientes, conformadas por arcillas, arenas con arcillas, gravas en el lecho del río; suelos orgánicos y/o calizas muy alteradas o fracturadas rellenadas con sedimentos finos, se encuentran en las laderas del eje de represa, con resistividades menores de 50 Ω-Metro. Para las resistividades de 50 a 100 Ω-Metro, corresponderían a calizas alteradas con fisuras y/o fracturas moderadas y llenas de arcillas, margas o lutitas calcarías, como las encontradas en los Sondajes Diamantinos Nº PRCH-02 o PRCH-07, con RQD de 42 a 60% RESISTIVIDADES ALTAS.- Se ha tipificado con estos valores a los macizos rocosos con fracturas llenadas y litificados con arcillas, margas o lutitas calcarías, como las encontradas en los Sondajes Diamantinos Nº PRCH-02 o PRCH-06, PRCH-07, PRCH-08 (ver las ilustraciones 4.1-A y 4.1-B). En estas rocas las velocidades de las ondas sísmicas también son altas 3000 m/s en promedio, zonas donde las resistividades son mayores de 200 a 500 Ω-Metro.




CONCLUSIÓN. • Las tomografías eléctricas responden a las características físicas y químicas del medio geológico,

por esta razón no presenta un patrón de estratificación horizontal como muestra la refracción sísmica. La disposición de los isocolores reflejan la forma de la estratificación que tiene la formación geológica a lo largo de las secciones trazadas.

• El presente método permite diferenciar las rocas por su grado de humedad a saturación, composición mineralógica y o litológica. Considerando el logueo de las perforaciones diamantinas sin mineralización metálica (suponemos de existir son insignificantes), las bajas resistividades (menores de 100 Ω-metro) corresponden a suelos con arenas finas a gruesas y/o gravas, arcillas o rocas fracturadas rellenadas con sedimentos finos con humedad a saturadas, como las que se encuentran en las secciones georesistivas, y viceversa para los macizos rocosos, a medida aumentan los valores son cada menos alteradas y/o más compactos.

3.3 INTERPRETACIÓN GEOLELECTRICA DE LOS SEV El entorno a la Represa Chonta, fue investigado con 100 SEVs alineados en 08 secciones, los demás SEVs fueron alineados para complementar con información las secciones de las líneas de tomografías eléctricas y símicas, en la ilustración 2.3 se presenta la distribución de los SEVs. La información de campo se ha procesado mediante ábacos elaborados para este fin, los resultados fueron ajustado mediante el Software IP2WIN, de esa manera esperamos haber ajustado los valores a la realidad geológica. La estratigrafía georesistiva normalmente se asemeja a la columna estratigráfica de una perforación de pozo vertical, por esta razón algunos geofísicos lo denominan pozo de SEV. Se ha identificado hasta 5 estratos georesistivos como muestra el cuadro de valores Nº 3.3.1, en base a esta información se ha elaborado 08 secciones georesistivas. Las secciones georesistivas muestran claramente la forma como se encuentran los estratos georesistivos, que guardan relación con la estratificación geológica observada en campo. Las ilustraciones 3.3.A y 3.3.B muestran claramente la orientación de los paquetes resistivos que son semejables a la estratigrafía plegada en la zona de proyecto. Los valores resistivos contratando con las muestras de las perforaciones de los pozos 6, 7 y 8, han permitido trazar los niveles freáticos en las secciones correspondientes que se describirán más adelante. CONCLUCIONES • El presente método permite diferenciar las rocas por su grado de humedad a saturado,

composición mineralógica y o litológica. Considerando el logueo de las perforaciones diamantinas sin mineralización metálica (suponemos de existir son insignificantes), las bajas resistividades (menores de 100 Ω-metro) corresponden a suelos con arenas finas a gruesas y/o gravas, arcillas o rocas fracturadas rellenadas con sedimentos finos y húmedas a saturadas, y a medida aumentan los valores resistivos, la rocas son menos alteradas como las que muestran las secciones georesistivas.




• Las Secciones Geoeléctricas permiten indicar la presencia de una capa cobertor conformado por suelos, arcillas rocas muy fracturadas con espesor en promedio 2 metros, por debajo se espera encontrar rocas calizas alteradas húmedas a saturadas como muestran las secciones 3.3 A y 3.3-B’ en color azul, fracturas rellenadas con arcillas calcáreas que físicamente compactan o cementan a las calizas, características verificadas con los SEV paramétricos efectuados sobre las perforaciones diamantinas Nº PRCH-02 o PRCH-06, PRCH-07, PRCH-08. Las bajas resistividades es correlacionable con zonas húmedas a saturadas, que guardan relación con el tipo estratificación de las formaciones geológicas observadas en campo. Los niveles freáticos se ilustrarán en las secciones integradas.

• Las secciones georesistivas que pasan por el eje de la represa son:

Sección A-A’, Esta sección corre paralelo al río Chonta, ubicado aproximadamente por encima

de 2950 msnm y el eje del rio a 2750 msnm. El final de la sección intercepta a la parte alta del eje de represa en la zona donde la roca menos alterada se encuentra a 8 metros de profundidad. Considerando la gradiente hidráulica en dirección al río, las características georesistivas de las formaciones geológicas, con desnivel cerca de 80 metros en 120 metros de longitud (aproximado), es improbable la presencia de aguas subterráneas.

Sección C-C, En este sector se espera encontrar el nivel freático a 3 metros de profundidad con

un espesor de 5 metros, por debajo se presenta el macizo rocoso a menos de 10 metros de profundidad, el nivel freático se muestra en las ilustraciones integradas.

Sección G-G’, En este sector se tiene un estrato cobertor con espesor menor de 3 metros, por

debajo se espera encontrar el nivel freático con espesor 15 metros. El macizo rocoso se espera encontrar a menos de 20 metros de profundidad, el nivel freático se muestra en las ilustraciones integradas.

Sección H-H’, Las resistividades contrastando con los resultados de las perforaciones, el nivel

freático se encuentra como muestra la ilustración la sección VII-VII’.




4.0 RESULTADOS DE LA PROSPECCIÓN GEOFISICA INTEGRADA (sísmica, tomografía y SEV)

Con finalidad de tener un solo resultado de la prospección geofísica, se ha integrado los resultados de los tres métodos (Refracción Sísmica Tomografía Eléctrica y Sondeos Eléctricos Verticales) en uno solo, para presentar resumidamente en 8 secciones trazadas, fundamentalmente en el entorno al eje de la represa, como muestra la ilustración 4.1 con los resultados finales que se ilustran en las secciones I-I’ a VIII-VIII’.

La litología de la estratificación que se presentan en las secciones indicadas no es posible precisar con métodos geofísicos, por esta razón ajustamos con las medidas geofísicas de parametría, efectuadas en las proximidades a las perforaciones diamantinas Nº PRCH-02, PRCH-06, PRCH-07 y PRCH-08 proporcionadas por el Consorcio Río Chonta, estas correlaciones se observan en las secciones III, V, VI y VII, .

PRIMER ESTRATO.- Están conformadas por arenas gravas de origen aluvial en las proximidades del río, fuera del lecho de río hacia las laderas se esperan encontrar suelos de diferentes tipos en la que estaría predominado los componentes orgánicos, originado por la descomposición de la vegetación existente; por sectores también se espera encontrar las rocas calizas muy alteradas. El espesor de este estrato varían desde centímetros a 5 metros, como muestran las ilustraciones 4.1-A y 4.1-B.

SEGUNDO ESTRATO.- Correspondería a las rocas calizas alteras, con fracturas rellenadas con arcillas Limos, Lutitas calcáreas litificadas (observadas en las perforaciones), con espesor menor de 25 metros, las ondas sísmicas en este estrato tiene velocidades superior a 1500 m/s, característica de roca compactas, ver las ilustraciones Nº 4.1-A y 4.1-B.

TERCER ESTRATO.- Se caracteriza por sus valores altos de resistividad y velocidad de las ondas sísmicas, comportamiento físico de macizos rocosos. Se le ubica aproximadamente entre 25 a 40 metros de profundidad (ver ilustraciones Nº 4.1-A y 4.1-B).

NIVEL FREÁTICO.- Los niveles freáticos fueron graficados en base a los resultados de la prospección eléctrica, contrastados con los resultados de las perforaciones diamantinas en las que se midieron los niveles de agua, que fueron graficados como muestran las ilustraciones 4.1-A y 4.1- B.

EL nivel base del estrato saturado debería ser el macizo rocoso, sin embargo en las perforaciones PRH -06 y PRH – 09. Que si es posible encontrar agua en las fracturas de las rocas.




5.0 BIBLIOGRAFÍA

* Knodel, K. “Environmental Geology”. Springer Berlin Heidelberg New York. Berlin, 2007. * Kirsch, R. “Groundwater Geophysics”. Springer Berlin Heidelberg New York. Berlin, 2006. * Alvarez, A. “Geofísica Aplicada en los Proyectos de Ingeniería Civil”. Instituto Mexicano del Transporte. Queretaro, 2003.

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Parte 01 - Memoria Chonta (Modificado)