Esta fue mi primera presentación científica, en formato de poster, para el 7° Congreso de Ingeniería agrícola, del año 2006, efectuado en Chillán. Corresponde a los primeros avances en la exploración de agua subterránea sobre un sustrato principalmente granítico, con técnicas geofísicas y perforación de sondajes. Lo encontré desempolvando CDs...

1. Avances en la exploración de agua subterráneas en el
secano mediterráneo de Chile, en el marco de un
proyecto participativo de desarrollo agrícola.
Daniel Páez D, Hamil Uribe C, Yukio Okuda (*)
INIA Quilamapu, Departamento de Recursos Naturales y Medio Ambiente. dpaezz@yahoo.com
1 Introducción:
La zona, perteneciente al secano interior de Chile, es una zona caracterizada por
poseer suelos graníticos y un clima mediterráneo, donde la escasez de agua es la
principal limitante para el desarrollo local. La principal fuente de agua corresponde a
recursos subterráneos captados mediante pozos noria, los que son utilizados
principalmente para consumo doméstico. En estudios realizados en el marco del
Proyecto CADEPA se han realizado estimaciones de recarga de aguas subterráneas
en base a balances hidrológicos mensuales y por variación del nivel de pozos en las
zonas de acumulación, los que varían entre 3 y 4% de la precipitación anual,
Mientras según ensayos y modelos se ha establecido que sólo un 20% de los pozos
actuales superan un Caudal de explotación de 5 L/min.
-Curvas de Respuesta Electromagnética: Es un método indirecto, en la
medida en que se obtiene una estimación de la resistividad del
subsuelo en base a la transmisión de un campo electromagnético
generado por una bobina en el espacio aéreo sobre el terreno.
8
IP (%)
6
4
2
0
-2
-4
4
En el presente estudio se planteó la posibilidad de encontrar sectores favorables
para la captación (acuíferos) en zonas fracturadas de las rocas subyacentes al
manto meteorizado o en la zona de transición entre ambas, para ser captadas por
medio de pozos profundos o semi-profundos.
Q (%)
2
0
0
Figura 3: Georesistivimetro
AGI: Consola y unidad
almacenadora de datos
(Izquierda), electrodo y estaca
de inyección de corriente
(derecha)
50
100
150
200
250
300
Conductores externos
Figura 6: Comparación entre las respuestas equialente ante una
probable zona de fractura entre ambas técnicas geofísicas. Otras
anomalías en las curvas de respuesta electromagnéticas están
directamente relacionadas a conductores externos
-Relativos a las unidades hidrogeológicas y su potencial para captaciones
y riego:
Figura 4: Bobina de transmisión
multifrecuencia (a) y antena receptora (b)
del sistema electromagnético APEX
Maxmin
- Perforación de Sondeos exploratorios mediante técnicas de rotación
con recuperación de testigo, lográndose a la fecha un testeo en el
sector de San José, de tres sondeos con profundidades entre 35 a 45
m.
Figura 1: Ubicación de los tres Sectores en los que se
llevó a cabo la exploración de aguas subterráneas en
la Comuna de Ninhue
Unidad Manto Meteorizado: Es una unidad hidrogeológica que ha sido
carcaterizada mediante ensayos de recuperación en pozos noria (Huribe y otros.
2005), los que en su mayoría corresponden a captaciones que no superan los 5
m, aunque los hay de hasta 20 m en la zona, y que presentan conductividades
hidráulicas que promedian los 104 cm/día, mientras en ensayos de caudal cte
(22 pozos del sector san José), promedian los 5 l/min, aunque sólo 5 superan
este valor.
En los estudios recientes de sondeos y pozos semi-profundos ubicados
mediantes técnicas geofísicas, se han obtenido rendimientos que si bien superan
a los anteriores, siguen siendo considerados como muy precarios para el
desarrollo del riego y se mantiene un margen de erratividad en los resultados
como se observa en el sondeo I. Acevedo.
Tabla 1: Resultado de ensayos en sondeos y Pozos semi-profundos del
sector San José.
Unidad Roca Fracturada: La profundidad a la que se ha encontrado la roca
fresca varía entre los 9.5 hasta los 25 m.
2 BREVE MODELO CONCEPTUAL
El análisis de la unidad se realizó de carácter visual (control geológico, índice de
fracturamiento) en los tres sondeos realizados por el método de recuperación de
testigo, dando por resultados un macizo medianamente fracturado. En dos de
ellos se acompañó con análisis geofísico interior de sondeo y, por último, en uno
de los sondeos (I. Acevedo, de 63 mm de diámetro entubado) se ensayó
mediante inyección de aire comprimido y aislamiento de las unidades (sello
externo del entubado a los 9 m de prof.) dando resultados negativos: no hay
aporte de agua.
Las condiciones en las que se encuentra el Agua subterránea en el subsuelo, depende
principalmente de las formaciones geológicas que las albergan. En la zona de estudio
(sureste de la Comuna de Ninhue), así como en gran parte del secano Interior de la
Octava Región, las rocas que conforman el sustrato geológico son principalmente rocas
graníticas, las cuales no poseen porosidad “primaria”
Existen dos mecanismos generales para que se genere una porosidad “secundaria” en
estos tipos de rocas:
- por alteración generalizada de los minerales constituyentes de las rocas, dentro del
proceso de meteorización.
- por fracturamiento de las rocas debido al ajuste a nuevas condiciones de esfuerzos
imperantes en el medio.
Figura 7:
Aumento
progresivo de la
resistividad
eléctrica con la
profundidad,
con algunas
evidencias
aporte
localizados. El
inicio de la
unidad rocosa
de marca a los
26 m de prof.
(Pozo Peca 2,
Q ~ 15 l/min)
Resultados:
Dentro de un modelo simplificado,
llamaremos Manto Meteorizado a la
unidad hidrogeológica semi-cohesiva
generada por meteorización y que
cubre en superficie a las rocas
graníticas subyacentes, las cuales
constituyen el material que le dio
origen, y Zona rocosa fracturada a
la unidad de rocas no meteorizadas,
cohesiva afectada por algún grado de
fracturamiento
Figura 2: Esquema conceptual de las
unidades hidrogeológicas en la zona
de estudio
3 Técnicas de Exploración
-Perfiles de Electro-Resistividad: Consiste en la inyección de corriente continua por
medio de un par de electrodos y la consiguiente recepción de una señal de voltaje
por medio de otro par de electrodos a una distancia que se aumenta en forma
progresiva, para conseguir una mayor profundidad de observación
(*) Experto en Recursos Hídricos de la Agencia de Cooperación Internacional del
Japón (JICA)
- Relativos a la calibración de la instrumentación en la zona: En dos
pozos conocidos de la zona se ha logrado una buena calibración de la
técnica de perfilaje eléctrico-resistivo, con una profundidad de
observación máxima de 55 m.
N75W
Figura 5: Perfil eléctrico de calibración muestra un horizonte saturado
el cual es explotado con un caudal de 2 l/seg. en una unidad
geológica de mixta entre relleno fluvio-coluvial y parte superior del
manto meteorizado de rocas graníticas.
En cuanto a la técnica de Prospección electromagnética, las lecturas se
han visto ensuciadas por la abundancia de “conductores externos” ya sean
éstos tendidos de cables eléctricos, cercos de alambre o cursos de agua.
Sin embargo se han leído anomalías congruentes entre ambas técnicas,
algunas de las cuales están en proceso de verificación mediante sondeos.
(al menos 2 zonas con probabilidad de fracturas en la zona rocosa, más 2
zonas de horizontes meteorizados profundos están en proceso de ser
evaluadas mediante perforación y ensayos hidráulicos)
4 Conclusiones
Entre los avances en la definición de las unidades hidrogeológicas se encuentra un
leve aumento en la potencialidad de la Unidad Manto meteorizado, la cual presenta
las mejores condiciones mientras mayor es su espesor y mayor sea su
diferenciación textural. Según los datos recopilados a la fecha, captaciones del tipo
pozos semi-profundos (10 a 25 m, con bomba inyectora) sólo han tenido
rendimientos superiores marginales a los conocidos (8 l/min en promedio) lo cual sin
embargo serviría para regar cultivo del orden de 0.5 ha.
La Unidad Roca fracturada, si bien permanece definida como una unidad acuifuga,
dentro de la zona testeada (hasta los 45 m) el estudio es aún incipiente en cuanto a
la cantidad de sondeos y profundidad de observación como para descartarla
completamente.