Exploración de acuíferos y prospección de agua subterránea

Para planificar la construcción de un pozo, se requiere tener un buen diagnóstico de hasta que profundidad se encuentra el agua y su volumen o caudal, con esto podemos saber el diámetro a perforar y los metros de profundidad del pozo.

En Chile Pozos, tenemos la experiencia y capacidad técnica para diagnosticar cual alternativa de exploración puede ser la más asertiva en su campo (TOMO, RMN o TEM) para encontrar aguas subterráneas y así hacer una buena planificación estratégica de aguas en su campo.

Chilepozos realiza el proceso de investigar y evaluar la presencia, extensión y calidad de los cuerpos de agua subterránea conocidos como acuíferos, y localizar fuentes de agua subterránea de manera sistemática. Esto generalmente implica el análisis de información de la autoridad en materias de agua, uso de técnicas geofísicas, análisis de mapas geológicos, perforación de pozos de exploración y pruebas de bombeo. La información recopilada es crucial para la gestión adecuada de los recursos hídricos subterráneos y el diseño de proyectos de extracción de agua.

Cada proyecto, con su contexto geológico, presenta un desafío diferente, que debe ser abordado con distintas técnicas de prospección ya sea directas o indirectas, desde el simple análisis de la situación hídrica del sector y su geografía, hasta el estudio geológico ad-hoc y la utilización de resonancia magnética nuclear.

En Chilepozos, disponemos de todas las técnicas de prospección utilizadas, a través de alianzas con las mejores empresas de ingeniería, supervisando el proceso de manera integral y velando por los intereses de nuestros clientes, sin caer en sesgos técnicos.

 1. Método directo de prospección de agua: Resonancia Magnética Nuclear

La Resonancia Magnética Nuclear (RMN) es el único método de explotación geofísica permite detectar directamente la presencia de agua subterránea, de manera no invasiva y a bajo costo, al no tener que realizar perforaciones. Explicado de manera simple, con RMN, podemos excitar las moléculas de agua, para luego medir a que profundidad se encuentran, si son estáticas o móviles, y si son muchas o pocas, determinando así caudales estimativos.

Actualmente Chile Pozos es la única empresa del rubro que ofrece Resonancia Magnética Nuclear, a través de una alianza estratégica exclusiva con una empresa de ingeniería vinculada a la minería.

La RMN opera utilizando un fenómeno denominado Resonancia Magnética Nuclear del protón, midiendo la señal de RMN generada por los átomos de hidrogeno de agua en el subsuelo mediante el uso repetido del experimento de Decaimiento de Inducción Libre (FID) con pulsos de radio frecuencia (RF) con distintas amplitudes de corriente. Así es posible inferir la distribución espacial del agua en el subsuelo para determinar la cantidad agua y la porosidad, que a su vez puede permitir determinar la fracción de agua poco móvil o fija (por ejemplo asociada a arcilla) del agua móvil (acuíferos).

1.2 Métodos indirectos de exploración de acuíferos y prospección de agua subterránea:

Si bien la RMN es un método directo que permite detectar la presencia de agua con gran eficacia, su aplicación en grandes extensiones es compleja. Por esto, frecuentemente se realizan estudios geológicos que abarcan amplias extensiones, para detectar potenciales acuíferos, en base  la “porosidad” de los estratos del subsuelo.

Son numerosas las técnicas geofísicas que se aplican en investigaciones de aguas subterráneas, aunque no todas tienen la misma efectividad. Los métodos gravimétricos y magnéticos se utilizan para la cartografía para acuíferos regionales y de gran escala. También se emplean métodos sísmicos para delimitar grandes acuíferos. En general, los métodos eléctricos y electromagnéticos han demostrado ser particularmente útiles en estudios de aguas subterráneas ya que la resistividad eléctrica de las formaciones geológicas es un parámetro que está íntimamente relacionado con propiedades críticas en hidrogeología como son la porosidad y la permeabilidad de las rocas.

1.1.1. Tomografía de resistividad eléctrica

Por medio de la propiedad física de resistencia de las distintas rocas, podemos ver su porosidad, con esto identificamos sectores donde puede haber agua y a la profundidad en que se puede encontrar. Con un equipo de resistividad eléctrica podemos construir un corte de dos de 1.000 mt de largo por 150 mt de profundidad, y evaluar con él la probabilidad de existencia de agua en esa extensión.

El estudio de Tomografía de Resistividad Eléctrica (ERT por su nombre en inglés) es un método que permite investigar la variación de la resistividad del subsuelo a profundidad y lateralmente. Podremos determinar la presencia o no de filtraciones de agua en profundidad, mediante la localización de áreas en donde tengamos una disminución anómala del valor de la resistividad del terreno.

Se estudia a lo largo de líneas en una dirección determinada, donde se inyecta una corriente eléctrica y mediante un dispositivo receptor se observa la respuesta del subsuelo, siendo el resultado, datos de resistividades aparentes, las que son invertidas a través de un programa de inversión, obteniéndose la resistividad real.

1.2.2 Transiente electromagnético 

El Transiente Electromagnético (TEM) es un método de exploración geofísica, en que se induce un campo magnético, para detectar datos de conductividad y resistividad en el subsuelo, que están relacionadas directamente con las propiedades eléctricas de los minerales en las rocas.

Este método inductivo se diseñó originalmente para investigaciones minerales, pero es cada vez más popular para mapeos geológicos extensos en general y para propósitos hidrogeológicos donde la complejidad geológica es baja.

En la foto, un estudio a 700 metros usando un Sistema TEM de alta potencia. Logra identificar tres capas principales: una capa superior de arcillas y limos de baja resistividad, sustentada por el lecho rocoso local con una resistividad relativamente alta pero que dio paso a una zona de mayor conductividad una vez dentro del nivel freático

1.2.3 Refracción sísmica

La refracción sísmica es un método de exploración geofísica que se basa en el principio de la refracción que sufren las ondas sísmicas, generadas por golpes de maza, en el subsuelo y que se emplea para caracterizar las condiciones geológicas del subsuelo. 

La velocidad sísmica es una propiedad que está íntimamente relacionada con las características mecánicas del medio. Por lo tanto, las principales aplicaciones de este método son aquellas relacionadas con las propiedades elásticas del suelo: características geomecánicas para aplicaciones de ingeniería, ripabilidad, profundidad, exploración de aguas subterráneas, estructuras de la corteza o movimientos tectónicos.