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Las propiedades geohidráulicas de acuíferos y suelos naturales actualmente son de gran interés para aplicaciones ambientales y geotécnicas, sus parámetros son utilizados principalmente para modelar flujos de agua, migración de contaminantes, evaluación de vulnerabilidad de acuíferos, determinación de profundidad y gradiente de nivel freático, cambios en calidad de aguas y confluencia de aguas alteradas y aguas naturales. Además, comparado con la aplicación de otros métodos directos convencionales la adquisición de datos geofísicos es no invasivo, y tienen el potencial de predecir parámetros de distribución más realistas y con una mejor relación costo-beneficio.

Por esta razón, los estudios geoeléctricos se han convertido en una importante herramienta para aplicaciones de hidrogeología de suelos. Básicamente el principio consiste en inducir una corriente eléctrica al suelo y medir en superficie la diferencia de potencial (voltaje) producido entre los puntos determinados, a partir de lo cual es posible medir valores de resistividad eléctrica en el subsuelo término inverso a la conductividad eléctrica. Dicha distribución espacial de parámetros eléctricos permite caracterizar la heterogeneidad de zonas sólidas y bajo el agua.

No obstante, las propiedades eléctricas de las rocas pueden variar de acuerdo con otros factores petrofísicos, por lo que muchas veces, convertir conductividad eléctrica a parámetros geohidráulicos de interés podría generar resultados ambiguos, por lo que vale la pena preguntarse ¿Son concluyentes una gran cantidad de datos geoléctricos sin un buen análisis, integración, interpretación? Definitivamente no. Por tanto, AguaEx con casi 500 proyectos desarrollados en el área, cuenta no sólo con metodologías vanguardistas al momento de adquirir datos, sino con la expertiz de geofísicos especialistas en hidrogeología que garantizan procesos de calidad y eficientes para obtener el mayor provecho de los datos adquiridos en terreno, generar integraciones óptimas con los otros datos disponibles y lograr dar solución a cada objetivo planteado por nuestros clientes.

La tomografía es un tipo específico de proceso de inversión en el que se emplean matemáticas para simular un objeto basado en observaciones o mediciones que están asociadas con dicho objeto. En el caso de la tomografía de tiempos de viaje, lo que se intenta es determinar la distribución de velocidades en el subsuelo a partir de datos de refracción sísmica. Sin embargo, ésta tiene algunas limitaciones, ya que toma en consideración únicamente los tiempos de viaje de las ondas sísmicas para arreglos dados de fuente y receptores. El método de tomografía de onda completa por su parte integra en el proceso de inversión algunas propiedades de las ondas sísmicas, como por ejemplo amplitud y fase en búsqueda de reconstruir un modelo detallado de velocidades del subsuelo combinando atributos de la onda sísmica con tiempos de viaje de reflexiones y refracciones generadas en las discontinuidades físicas del subsuelo.

En la figura se observa (a) la tomografía de tiempos de viaje, donde se evidencia un modelo de capas aproximadamente planas y sub-paralelas con un incremento de velocidades en profundidad hacia la izquierda y (b) el resultado de la inversión de onda completa para la misma sección, donde puede observarse hacia la izquierda una clara inversión de velocidades dentro de una compleja zona de fallas y fracturas que fue interpretada a partir de una sección sísmica de reflexión ajustándose este modelo de mejor manera a la realidad.

Desde el 2019, en AguaEx contamos con la tecnología, softwares y profesionales calificados para realizar este tipo de estudios para nuestros clientes en el marco de sus proyectos de sísmica híbrida y de refracción.

La caracterización de fallas y patrones de fractura es un proceso fundamental en los estudios geofísicos debido al impacto económico que genera, ya que estos patrones están relacionado a aumentos de porosidades en las rocas y en la permeabilidad, permitiendo no solo mayor espacio de acumulación en los yacimientos si no también mayor movimiento de fluidos en los mismos.

La sísmica de reflexión es una herramienta fundamental para la identificación de dichos patrones, ya que permite una interpretación regional de estos patrones, pudiendo interpretar la densidad y continuidad de estos. Las fallas y fracturas se presentan en los datos sísmicos como reflexiones discontinuas, teniendo generalmente comportamientos geométricos particulares en el dato.

Debido a este comportamiento, los atributos sísmicos tienen una aplicación fundamental, ya que, al poder extraer información de la traza completa, permite destacar rasgos geológicos y morfológicos presentes en el dato sísmico. Adicionalmente, los atributos geométricos son atributos multitraza que permiten obtener información relacionada a buzamiento, azimut y continuidad, siendo aplicados generalmente para la detección de estos patrones.

Generalmente, los atributos mayormente aplicados son los atributos de coherencia, semblanza y curvatura, ya que permiten resaltar elementos lineales y curvos en los datos sísmicos, tanto en datos 2D como 3D. Sin embargo, técnicas más especializadas como cálculo de volúmenes de buzamiento y azimut permiten definir la naturaleza y continuidad de estos patrones.

AguaEx Geociencias es especialista en el mercado nacional en sísmica híbrida de alta resolución, encargada de cada una de las fases involucradas de la manipulación del dato, desde la campaña en terreno hasta la interpretación de resultados, dedicando parte de sus análisis geofísicos al cálculo e interpretación de atributos sísmicos, con el objetivo de generar modelos geológicos robustos, incrementando así el conocimiento del subsuelo para nuestros clientes.

Los botaderos, alimentados por ripios provenientes de las pilas dinámicas de lixiviación de óxidos, juegan un papel fundamental en el proceso minero.  Por esta razón, es indispensable conocer el comportamiento de migración de humedades en el interior del botadero, sus cambios en el tiempo, y posibles filtraciones a terreno natural, con miras a un cierre adecuado del mismo una vez que alcanzan su capacidad máxima.

De acuerdo con la experiencia de AguaEx, comúnmente los botaderos generan filtraciones de solución PLS provenientes de los ripios húmedos, lo cual genera impactos al medio ambiente y consecuencias operativas asociadas a inestabilidad geotécnica producto de la humedad dentro de la parte de mayor potencia. Pero, por la gran extensión de los botaderos, ¿Es posible realizar estudios de manera eficiente, segura, repetibles en el tiempo y con una buena relación costo-beneficio?

Como respuesta a los requerimientos de nuestros clientes, en AguaEx se realizan constantemente monitoreos del subsuelo de botaderos mediante estudios de resistividad que, transformados a humedades en profundidad utilizando curvas de calibración definidas, logra abarcar toda el área de estudio de manera sencilla y no invasiva, para identificar las zonas de acumulación de humedad en el interior y aguas afuera del botadero, en dirección de la migración de las aguas, con la finalidad de verificar si hay un aporte de humedad proveniente del botadero, o si la acumulación de humedad se mantiene sólo dentro de los ripios más recientes.

Los resultados se muestran en sistemas 3D para fácil visualización, y con el aporte de información geológica e hidrogeológica disponible, se genera una óptima interpretación y determinación filtraciones. Además, se sugiere recopilar datos a largo del tiempo, para verificar los comportamientos y cauces de las filtraciones, además de calcular la disminución de humedad en profundidad en sectores al interior del botadero, y su tasa de desaturación total en el tiempo.

Para algunas aplicaciones como la determinación de estabilidad de taludes o la caracterización estructural geológica del subsuelo, el conocimiento de la anisotropía es primordial.

AguaEx Geociencias ha adaptado diversas metodologías geofísicas con el propósito de identificar anisotropía en el subsuelo somero y dar respuesta a problemas de drenajes e infiltración, cambios en las propiedades del medio en busca de posibles alteraciones y/o con el objetivo de mantener el factor seguridad en los proyectos de nuestros clientes en, al menos, el mínimo requerido.

Los métodos geofísicos conforman uno de los pilares fundamentales para la exploración y prospección minera dado que permiten una gran resolución lateral y vertical frente a otros métodos invasivos como las perforaciones, permitiendo encontrar y delimitar cuerpos de interés, como pórfidos, o detallar medios estratificados para el seguimiento adecuado de capas, mantos o incluso la identificación de vías de migración de fluidos.

No obstante, al ser métodos indirectos, las consideraciones y adaptaciones que se hacen para su uso y simplificación de las técnicas obligan a acotar el rango de escenarios sobre los cuales trabajar y procesar los datos. Un ejemplo de ello se ve en sísmica de reflexión, donde las consideraciones de entrada al método son la existencia de un medio de capas planas, homogéneas e isotrópicas. En este sentido, cualquier característica residual después de las correcciones, puede ser considerado como un fenómeno intrínseco del medio. 

Es acá donde la anisotropía juega un papel importante sobre todo en prospección somera, ya que tal como es definida, la anisotropía se presenta como el cambio de las propiedades físicas de los medios en diferentes direcciones. Estos cambios en sus propiedades pueden estar influenciados por múltiples factores: estratificación, exfoliación, diaclasas, cambios de facies, discontinuidades (fallas o fracturas), alteraciones.

En un levantamiento sísmico, la anisotropía podría ser identificada en función de los tiempos de viaje relacionados con la dirección del levantamiento (azimut). Por ejemplo, un perfil 2D que tiene una imagen del subsuelo clara; frente a un perfil transversal a este, que en las mismas condiciones presenta amplitudes distintas y ocurrencia de eventos diferentes. En este caso se hablaría de cambios de las propiedades en una dirección particular o una dirección preferencial de la fracturación en función del sistema de esfuerzo local.

Otro ejemplo claro de anisotropía podría darse al realizar un análisis de estabilidad de taludes en los rajos, ya que en este caso es de vital importancia conocer si las discontinuidades (fallas y fracturas) son paralelas al talud. De darse esta condición, se pudiese desarrollar una superficie de ruptura a través de una familia de discontinuidades y provocar inestabilidad en el rajo y por ende deslizamientos de masa

La sísmica de refracción es método geofísico que permite medir el tiempo de viaje de una onda entre fuente y receptores, mientras se propaga en el subsuelo. Teniendo el registro de los tiempos de viaje, y escogiendo de estos la primera llegada (Onda P) en cada receptor, es posible realizar una inversión que permita estimar un modelo de velocidades del subsuelo, llamado TOMOGRAFÍA SÍSMICA DE REFRACCIÓN.

Una de las limitantes del método, es cuando nos encontramos en ambientes donde se tienen capas de baja velocidad, contrastes fuertes de velocidad o inversiones de velocidad, ya que para realizar una tomografía de refracción se supone un modelo de velocidad que siempre aumenta en profundidad.

La TOMOGRAFÍA DE ONDA COMPLETA, es una inversión sísmica que permite tener una mejor estimación de velocidades para los ambientes sedimentarios con las características descritas anteriormente, ya que no solo toma la información de las primeras llegadas, si no que adjunta información de los primeros segundos de grabación y de la firma de la fuente para realizar la estimación del modelo de velocidades.

AguaEx se especializa en el procesamiento de datos sísmicos de refracción que permite obtener los parámetros necesarios para realizar una INVERSIÓN TOMOGRÁFICA DE ONDA COMPLETA, obteniendo modelos de velocidades ajustados al subsuelo, siendo capaces de distinguir estructuras e inversiones de velocidades, presentes en zonas con ambientes depositacionales complejos.

A realizar un levantamiento símico, la energía de la onda que se propaga en el subsuelo se disipa por diferentes razones como divergencia esférica, transmisión, entre otras, lo que genera una pérdida irreversible en la energía y que se conoce como “atenuación sísmica”, la cual esta relacionada con litologías, propiedades petrofísicas y calidad de rocas presentes en el subsuelo. El Factor Q sísmico es un análisis de atenuación de la onda sísmica, que se basa en estudiar la diferencia en la amplitud de la onda entre dos puntos en profundidad, y que permite la generación de modelos de atenuación que proveen información importante en la interpretación del subsuelo.

El Factor Q puede ser estimado de perfiles sísmicos, gathers o de registros sísmicos verticales o VSP, siendo este último una mejor aproximación ya que se estudia directamente la onda de bajada al sensor y no existe efectos adicionales de atenuación por la reflexión de la onda sísmica.

Como se dijo anteriormente, la atenuación de la onda sísmica está relacionada con litología y a la saturación de fluidos, ya que la onda compresional es sensible a cambios en la porosidad de la roca. En minería, el estudio de este factor no debería ser excluido ya que le Factor Q está relacionado a la pérdida de velocidad presente en zonas fracturadas, y a la variación de velocidades dentro de una misma formación rocosa por la presencia de intrusiones.

En AguaEx nos especializamos en la adquisición, procesamiento e interpretación de Perfiles Sísmicos Verticales, haciendo énfasis en el cálculo de Velocidades y estimación del Factor Q, con el propósito de realizar una interpretación completa y avanzada del subsuelo, generando beneficios a nuestros clientes

El propósito de una migración de datos a profundidad es el de obtener una imagen precisa y detallada del subsuelo, con posicionamiento de estructuras y reflectores lo mas ajustados posible a la “realidad”.

Obtener esta imagen conlleva horas hombre en gabinete para generar un modelo de velocidades apropiado y horas de cómputo para dar ajuste al modelo luego de varias iteraciones hasta lograr una solución estable.

El principal problema al que se enfrenta el analista de procesamiento es que la solución obtenida no es única, ya que muchos factores y, por ende, muchos modelos geológicos y de velocidades, pueden arrojar resultados aceptables.

Un modelo de velocidades interválicas provenientes de las velocidades de Migración Pre-apilamiento en tiempo pueden ser suficientes en los casos donde las complejidades estructurales sean relativamente pequeñas (estratificación horizontal o sub-horizontal sin fallamiento de gran desplazamiento), pero en el momento en que la geología se complica, el amarre y ajuste de este modelo con datos de pozo (sónico o VSP) se torna imperativo, ya que la ocurrencia de cambios laterales de litología y velocidades provocaría que los resultados tengan poca relación con la geología local, es decir, comportamientos anómalos de los reflectores que podrían calificarse como artefactos sísmicos.

En AguaEx nos comprometemos con la generación de un modelo integrado en conjunto con nuestros clientes, para la obtención de una imagen del subsuelo que se ajuste lo mejor posible a la realidad, incrementando el valor y beneficio para nuestros clientes.

Hoy en día muchas personas tienen la posibilidad de tener un drone, y la mayoría destinan su uso al entretenimiento, como capturar imágenes de eventos, filmar videos, etc., pero quienes se dedican a la exploración minera ven en este equipo una gran herramienta para la caracterización de minerales. Este método busca reemplazar las técnicas tradicionales usadas en geociencias, proporcionando información científica con altas resoluciones que permiten realizar trabajos detallados en diversos campos de la geología. Es un sistema menos costoso para las empresas y clientes que deseen adquirir este servicio.

Dentro de los estudios geofísicos, la magnetometría es una técnica que proporciona información de las propiedades magnéticas de las rocas, útil para prospectar hierro, cobre, oro, etc. La presencia de estos materiales magnetizables que se encuentren en el subsuelo puede alterar el campo magnético de la tierra, destacándose, por ejemplo, la presencia de magnetita, la cual está asociada a yacimientos de hierro. Estos yacimientos producen un campo magnético inducido (generan su propio campo magnético), y básicamente un magnetómetro va a determinar las anomalías magnéticas en la superficie terrestre que puedan ser producto de estos yacimientos.

Por esta razón, especialistas han medido estas propiedades a través de un magnetómetro aerotransportado por un drone, el cual vuela a baja altura sobre el área de interés. Los datos adquiridos en terreno son procesados y por último transformados en un modelo tridimensional que se utiliza para interpretar la geología y la mineralización en profundidad. Esta metodología de adquisición es mucho más rápida y rentable que la magnetometría terrestre, y por lo tanto representa un método más atractivo para la exploración.