Prospección electromagnética y su aplicación a la hidrogeología Resumen La prospección electromagnética se basa en que un campo magnético alterno inducirá una corriente en un material conductor. Si no existe material conductor, un campo electromagnético electromagnético dado tendrá ciertas característi c aracterísticas, cas, pero si s i existe material conductor, conductor, será diferente y esta diferencia puede reconocerse y medirse. Desde el punto de vista de la Geofísica esto quiere decir que existe una anomalía en el subsuelo cuando el campo se aparta de las características que debe cumplir un campo normal. Los métodos electromagnéticos o métodos eléctricos en corriente alterna se basan en el estudio del subsuelo a través de los cambios en las propiedades eléctricas eléctricas y magnéticas de los materiales que lo componen. Los métodos EM pueden ser de campo natural o artificial, pueden estudiar con detalle los primeros metros o alcanzar varios kilómetros de profundidad con menor resolución, pueden proporcionar información 1D, 2D o 3D del medio, son, por lo tanto, muy diversos y capaces de definir objetivos muy diferentes. Los denominados electromagnéticos ligeros emplean aparatos relativamente sencillos que permiten realizar calicatas electromagnéticas de zonas grandes en relativamente poco tiempo. Proporcionan información en planta de conductividad eléctrica que permite definir cambios laterales de materiales hasta unas pocas decenas de metros de profundidad. Se aplican principalmente en arqueología y geotecnia. Se presentan los beneficios de la prospección geofísica en dos dimensiones, pues permite obtener una visión más clara de las variaciones laterales laterales y a profundidad. Para ello se ha introducido la aplicación de los métodos eléctricos y electromagnéticos con dos ejemplos realizados en acuíferos costeros de Costa Rica.
Antecedentes El método de los Sondeos Electromagnéticos en Dominio del Tiempos (TDEM) constituyó a principio de los años ochenta una innovación muy relevante en el ámbito de la Geofísica aplicada. Se utilizó por primera vez en Venezuela en los años 80, con carácter de ensayo en proyectos de exploración profunda de PDVSA en áreas donde se necesitaba investigar la secuencia sedimentaria por debajo de “thrusts” vulcanicos (Furrial-Tejero). (Furrial -Tejero). Desde entonces el método de los TDEM no ha sido utilizado para los diferentes campos de posibles aplicaciones en Ciencias de la Tierra. La aplicación del método ha permitido acumular una notable experiencia respecto a la capacidad real de esta técnica en aplicaciones aplicaciones hidrológicas, sus ventajas respecto a los SEV (sondeos eléctricos verticales), limitaciones limitaciones y ámbitos de aplicación, lo que contribuye un empleo más eficaz del mismo en nuestros días. Mediante la descripción del mismo y algunos ejemplos que se presentan en esta comunicación se analiza
la capacidad resolutiva del método de los TDEM haciendo un particular énfasis en la exploración de recursos hídricos. Los métodos geoeléctricos han sido y son utilizados como práctica común en la investigación hidrogeológica para obtener información de las propiedades del subsuelo. Se han empleado métodos que operan por corriente continua y utilizando un dispositivo de cuatro electrodos que se sitúan sobre el terreno en contacto eléctrico con el medio rocoso a estudiar. Respecto al arreglo de electrodos existe una notable variedad de dispositivos de medida, lo cual confiere a este tipo de medidas una gran flexibilidad para investigar variaciones en la distribución de la resistividad del subsuelo. Tradicionalmente en nuestro país, la aplicación de la prospección geofísica con fines hidrogeológicos se ha enfocado al uso de los métodos eléctricos en una dimensión (1D), principalmente sondeos eléctricos verticales (SEV) con dispositivos del tipo Schlumberger y Wenner. En los últimos años, el surgimiento de nuevas técnicas geofísicas, especialmente en dos dimensiones (2D), está ayudando a resolver problemas que se presentan con gran frecuencia al hidrogeólogo, como son la caracterización de la contaminación, su evolución temporal y espacial y origen del problema del deterioro de las aguas subterráneas. Los métodos electromagnéticos responden a las propiedades eléctricas del subsuelo, cuya propiedad principal es la resistividad. Los equipos son muy diferentes en virtud de los distintos tipos de dispositivos que se utilizan y las profundidades de investigación y la metodología de trabajo, pero en todos es similar el principio de actuación: todos se componen de un transmisor y un receptor. De entre los métodos electromagnéticos se van a comentar las características principales de los dos siguientes: Sondeos Electromagnéticos en la modalidad del Dominio de Tiempos (SEDT) y VLF (Very Low Frecuency) ya que son los de más frecuente utilización en trabajos de prospección hidrogeológica.
Importancia del agua subterránea En la actualidad, las cuatro quintas partes del agua consumida provienen de los ríos y lagos. Aún así, la importancia económica que supone el aprovechamiento del agua subterránea en el mundo es enorme, pues el agua subterránea es preferida generalmente al agua superficial por las siguientes razones: 1. El agua subterránea no posee organismos patógenos y por ello no necesita ser tratada previamente, con el consiguiente menor coste al no pasar por depuradoras. 2. Su temperatura es constante, lo cual es una gran ventaja si se ha de utilizar para intercambios térmicos o como termorregulador. 3. No posee ni turbidez ni color. 4. Su composición química es generalmente constante.
5. Los volúmenes de agua subterránea almacenada son por lo general mayores que los volúmenes almacenados en superficie, por lo que el abastecimiento a partir de aguas subterráneas no suele verse afectado por las sequías prolongadas. 6. La contaminación de la mayor parte de las aguas subterráneas es difícil, por actuar de filtro las mismas rocas del subsuelo. 7. El agua subterránea, acumulada durante largas series de años de recarga, constituye el único recurso en muchas regiones donde no es posible asegurar su abastecimiento a partir de la explotación de las aguas superficiales. Dos grandes inconvenientes suelen impedir la utilización más intensiva de las aguas subterráneas:
Sondeos Electromagnéticos Los SEDT son una modalidad de prospección geofísica que guarda parecidos muy importantes con el de los SEV y, por lo tanto, la explicación del mismo va a hacer continuadas referencias al método de prospección eléctrica. Se denominan sondeos electromagnéticos porque se basan en la lectura de la resistividad eléctrica de los materiales en base al comportamiento de los materiales a la presencia de un campo magnético generado. En la modalidad del dominio de tiempos se controlan los tiempos en los que se realizan las medidas y recibe este nombre para diferenciarlos de los sondeos electromagnéticos que trabajan en la modalidad del dominio de las frecuencias. El equipo es un sistema transmisor y receptor al que se une un cable que se dispone en superficie con forma de bucle cuadrado. Por este cable se hace pasar la corriente de intensidad constante que crea un campo magnético primario. Al cortar bruscamente esta corriente se inducen unas corrientes en el terreno que crean un campo magnético secundario que, al actuar sobre el cable del bucle, que funciona también como receptor, induce un voltaje que es medible. Este voltaje dependerá de la resistividad de las formaciones del subsuelo y, por tanto, de las características del subsuelo. La realización del SEDT consiste en medir el voltaje inducido en cada instante (denominado transitorio). Las medidas las toma el aparato en unos tiempos determinados, desde la generación del campo magnético secundario hasta la extinción del mismo (1 ó 2 segundos después). Estos tiempos de medida son las ventanas de tiempo en las que se produce la lectura y se consigue abriendo y cerrando el circuito emisor varios centenares de veces, promediando las lecturas de cada ventana para minimizar el error que pueda producir el ruido. Sus características más importantes son:
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Respuesta muy focalizada, lo que evita los no deseados efectos laterales de los SEV.
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Penetración a través de materiales de alta resistividad insalvables o poco operativos para los SEV. Tal es el caso de las arenas eólicas dunares, las capas de sal de gran espesor, etc.
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Operatividad. Este método suele tener una mayor la facilidad operativa que los SEV.
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Señal más pura: las lecturas de resistividad de cada ventana de tiempo son representativas de esa capa, actuando el resto de la sección como medio “transparente”.
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Fiabilidad de la medida. Cada ventana de medida en un SEDT da una gran fiabilidad a los resultados ya que opera por repetición del proceso un mínimo de 256 veces.
El resultado final lo constituyen las curvas de SEDT, parecidas a las de los SEV pues se trata de una representación en papel logarítmico de valores de resistividad medidos frente a la ventana de tiempo de las lecturas (en el caso de los SEV, la resistividad se representa con respecto a la separación de electrodos). La introducción de los datos en un ordenador y su posterior procesado, partiendo de un premodelo geológico, dará lugar, por cada SEDT, a una columna de capas caracterizadas por una resistividad y un espesor. Las ventajas de este método con respecto a los SEV ya se han visto al describir las características de los SEDT, pero también hay inconvenientes, destacando entre ellos, la menor resolución de este método en los sectores más superficiales del subsuelo. Se puede generalizar que, por encima de 50-75 m de profundidad y para objetivos de potencia inferior a 10-20 m, es más aconsejable el empleo de los SEV ya que sus posibilidades resolutivas son mayores.
VLF El denominado VLF (de las iniciales de Very Low Frecuency) es otro método geofísico basado en la prospección electromagnética. Tiene un campo de actuación más limitado en el sentido de que su empleo se reduce a la detección de fracturas, su caracterización y orientación y siempre en materiales competentes y homogéneos (por ejemplo granitos) a ser posible localizados bajo una capa fina de materiales conductores (por ejemplo arcillas). Esto no quiere decir que sólo funciona en estas condiciones sino que si se dan éstas, las probabilidades de éxito son mucho más grandes. Los aparatos de medida utilizan los componentes magnéticos del campo electromagnético generado por transmisores de larga distancia en la banda de muy baja frecuencia (de ahí el nombre very low frecuency), que operan a 10-30 kHz. Hay una serie de antenas distribuidas por el mundo (Francia, Inglaterra, Noruega, Canadá, Japón, Estados Unidos, Alemania,etc) que emiten ondas de radio de manera continuada y que llegan a las antenas de los receptores de estos equipos en forma de una señal constante. Sólo en presencia de estructuras conductoras
cercanas a superficie es afectada su dirección generándose un campo secundario que da lugar a un “pico” en la lectura. La detección del mismo y su distorsión es lo que permite localizar estas estructuras, sus características y orientación. La metodología de trabajo es sencilla pues el aparato también lo es. Las operaciones aconsejan realizar una serie de perfiles paralelos para detectar en varios las anomalías. De esta manera, con la identificación de la anomalía en más de un perfil se le da más peso a la misma y, al mismo tiempo, se puede definir su dirección.
La técnica de la tomografía eléctrica El desarrollo de la tomografía eléctrica y su efectiva inversión e interpretación con la ayuda de programas de cómputo hace de esta técnica una herramienta muy útil en las prospecciones superficiales con fines de evaluación espacial y temporal del flujo de agua subterránea. La tomografía eléctrica pretende obtener una imagen de las propiedades eléctricas del subsuelo y para ello se utilizan una serie de electrodos hincados en el suelo a un intervalo igual de separación a lo largo de una línea de perfil. En las prospecciones superficiales los electrodos se encuentran separados a una distancia entre 1 y 15 m en función de la profundidad de investigación deseada. Un cable multicanal conecta cada electrodo al sistema central que mide y almacena la resistividad del subsuelo. La información es procesada e interpretada con la ayuda de programas de cómputo que permiten una inversión correcta de los datos, evitando efectos de borde. Sin embargo, debido al alto costo económico de los programas muchas veces solamente se obtiene una imagen formada por curvas de igual resistividad, denominada pseudosección eléctrica. En esta metodología, se dibujan los datos de resistividad en función de la profundidad de la sección; los datos de resistividad aparente son considerados como el valor de resistividad real en el punto al aplomo del centro del dispositivo de medición, a una profundidad proporcional a la separación entre los electrodos. Para obtener la resistividad del subsuelo, se inyecta una corriente por un par de electrodos (A y B) y se mide el voltaje generado en otros dos electrodos (M y N). Para construir una imagen que muestre las variaciones de la resistividad del subsuelo a lo largo de un sector, es necesario realizar un perfil de mediciones en las cuales la separación de los electrodos esté definida por una distancia a, el espacio entre los electrodos debe incrementarse en 2a para el nuevo perfil. El proceso se repite incrementando la separación de los electrodos cada vez en múltiplos N de la separación a (Fig. 1). Conforme la separación de los electrodos es mayor; la profundidad de investigación se incrementa.
Fig.1: Secuencia de medición de la resistividad del suelo para la construcción de una pseudosección eléctrica.
Con la utilización de un dispositivo Wenner, Polo-Polo o Dipolo-Dipolo, el valor de la resistividad eléctrica corresponde con la parte central de los cuatro electrodos, y su profundidad es usualmente a/2. Los datos pueden ser interpolados y unidos por medio de líneas de isoresistividad obteniendo una pseudosección en 2D, que refleja la distribución de la resistividad en función de la profundidad y de la distancia horizontal. Barker (1992) ha desarrollado un algoritmo para la inversión de los datos de tomografía a partir de la pseudosección eléctrica; para ello se utiliza el valor de la resistividad aparente como el modelo inicial para la integración con modelo finito de dos dimensiones. Las diferencias observadas entre las imágenes procesadas por el computador y la medida en el campo son usadas para aplicar correcciones al modelo. La técnica de inversión automatizada, generalmente está basada en el método de suavizado de mínimos cuadrados, que produce un modelo de dos dimensiones a partir de los valores de resistividad aparente de la pseudosección. Este modelo presentará la profundidad y resistividad real del subsuelo. En la actualidad, los dos programas más utilizados para realizar esta inversión y convertir la pseudosección en una imagen de tomografía eléctrica son el RESIXIP2D o el RES2DINV.
La pseudosección es una aproximación del subsuelo, ya que cada valor es afectado por la resistividad aparente que incluye una porción de suelo sobre y debajo del punto de medición. Por lo tanto refleja la geología superficial pero debido a la geometría de los electrodos presenta cierto grado de distorsión; tanto es así que investigaciones realizadas con diferentes dispositivos eléctricos sobre el mismo sitio, pueden brindar resultados diferentes. Esta es una limitación importante en este tipo de representaciones que se puede corregir con una inversión apropiada de los datos (Olmo & López, 1999).
Perfilaje electromagnético Los métodos electromagnéticos (EM), tal como los eléctricos, permiten una mejor comprensión del subsuelo gracias al estudio de la resistividad o, de su valor inverso, la conductividad de las formaciones que lo componen. En el caso de los métodos electromagnéticos la corriente es oscilante y por lo tanto asociada a ondas electromagnéticas y en este caso específico es por inducción y no por medio de electrodos que se inyecta al suelo. Para que este método sea eficiente, tres premisas se deben cumplir en toda prospección: a)
Algunas formaciones del subsuelo deben presentar características conductoras para que las corrientes eléctricas inducidas puedan ser detectadas.
b)
El campo magnético primario proveniente del emisor debe penetrar suficiente en el subsuelo.
c)
El campo secundario desarrollado en las formaciones conductoras del subsuelo debe ser percibido en superficie.
La metodología de trabajo en el campo consiste en la realización de perfiles a diferente profundidad, en función de la separación de las bobinas y de la posición de las mismas. Así es posible obtener hasta seis datos en cada punto de medición de un perfíl, lo cual permite realizar interpretaciones en función de la profundidad y de las variaciones laterales. Para la realización de un perfil se requiere de dos personas y en condiciones ideales se podría prospectar hasta 5 km diarios. En la literatura, se reportan gran cantidad de aplicaciones, entre las que destacan (Geonics, 1992): determinación de zonas fracturadas que favorecen la porosidad secundaria en acuíferos; cartografiado de zonas altamente conductoras dentro del mismo acuífero, que en la mayoría de los casos son relacionadas con plumas de contaminación; determinación de la extensión de la intrusión salina en acuíferos costeros; identificación de cavidades en rocas carbonatadas y caracterización de tipos de suelo, entre otros.
Registros Geofísicos A continuación se describen los registros geofísicos más comunes para la Hidrogeología.
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Radiactividad Gamma Natural.
Este registro refleja el valor de radiación gamma que, de forma natural, emiten las distintas litologías. Litologías diferentes emitirán intensidades diferentes de radiación lo que permitirá diferenciar capas de distinta radiactividad natural y, por atribución, capas de distinta litología (Rider, 1986). Este registro es el más común y el más relacionado con la litología. Entre las aplicaciones principales de este registro se pueden resumir en dos: la identificación litológica y la determinación del porcentaje de contenido en arcillas. Con respecto a la identificación litológica este registro permite hacer una reconstrucción litológica de la columna de materiales atravesados por el sondeo en tanto que las distintas litologías tienen un diferente comportamiento desde el punto de vista de radiación emitida de manera natural. Parece pues lógico pensar que a partir de un registro geofísico de este tipo se va a poder generar una columna litológica. Si bien esto es cierto, siempre hay que hacerlo con reservas. Es muy importante disponer de los datos aportado por las muestras de la perforación (ripios o testigos) pues muchas veces hay litologías que pueden dar valores de radiactividad parecidos. Una serie en la que alternan capas de caliza con capas de marga puede confundirse con una serie detrítica de alternancia de arenas cuarcíticas con arcillas. Tanto las calizas como las cuarzoarenitas tienen bajos valores de radiactividad y tanto las margas como las arcillas presentan valores altos. La otra aplicación de este registro geofísico, la estimación del porcentaje de contenido en arcillas de una formación detrítica, es menos importante para la hidrogeología ya que es más útil para la estimación del porcentaje de arcillas que pueden tener las unidades de áridos explotables (gravas, arenas).
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Potencial Espontáneo
Este registro refleja las medidas de la diferencia de potencial natural entre un electrodo localizado en el sondeo y otro emplazado en superficie. Estas diferencias de potencial se generan a partir del desequilibrio eléctrico creado al poner en contacto, mediante un sondeo, formaciones litológicas que naturalmente están desconectadas. Para que se produzcan estas diferencias de potencial se hace necesaria la coexistencia de tres factores: existencia de un fluido conductor en el sondeo, presencia de una capa permeable rodeada por una formación impermeable y una diferencia de salinidad (o presión) entre el fluido del sondeo y el agua de formación. Con todo ello se producen las corrientes potenciales al entrar en contacto los fluidos correspondientes a partir de un medio poroso o de un medio semipermeable (en función de que sea uno u otro medio la polaridad va a ser opuesta, positiva o negativa, respectivamente). Entre las aplicaciones más importantes de este registro destaca la determinación de la permeabilidad o impermeabilidad de las capas, es decir, que permite diferenciar las capas que contienen agua y son permeables de las capas que son impermeables (o que están
cementadas) y, por otro lado, diferenciar las capas permeables con agua dulce de las que contienen agua salinizada.
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Resistividad
Es el registro que refleja la propiedad intrínseca de cada material para oponerse al flujo de la corriente eléctrica. Este parámetro, opuesto a la conductividad, es muy elevado en los materiales que forman la roca (cuarzo, calcita, dolomita), del orden de 100 x 106 ohmxm, pero el agua de los poros y la capacidad del cambio catiónico de los minerales arcillosos reducen su valor en gran medida. Al final, la resistividad de una formación va a depender de diversos aspectos, como:
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La salinidad del agua de formación
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El volumen de saturación de agua en los poros
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La geometría de los poros
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La temperatura de la zona
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La morfología y tipos de minerales arcillosos
La resistividad va a ser, por tanto, función de la litología y su textura (porosidad, fracturación, etc). En términos generales, calizas, dolomías, areniscas y granitos, por ejemplo, van a presentar mayores resistividades que arcillas, margas o calizas fracturadas, dolomías fracturadas o granitos fracturados o alterados. Esta fracturación y/o alteración va a ser uno de los condicionantes del descenso de valor de resistividad de dicha formación. Teniendo en cuenta que una formación porosa o fracturada va a sufrir invasión por el lodo, esta invasión a condicionar que la resistividad varíe entre la zona invadida y la zona virgen. Si la resistividad somera y la profunda son iguales implica que la invasión es muy penetrante (poca porosidad o fracturación). Si es mayor la profunda, implica que el agua de la formación es más dulce que el lodo de perforación. Si, por el contrario, es menor la resistividad de la formación, es indicativo que el agua de la formación es más salina que el lodo. Dada la importante relación entre resistividad y litología, este registro es uno de los más empleados para cuestiones dirigidas a la interpretación litológica y de la textura. Así, una formación calcárea presentará una determinada resistividad alta y los descensos en dicho valor van a indicar tramos de mayor porosidad, relacionados con presencia de fracturas.
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Conductividad y Temperatura del Agua
Este registro geofísico refleja el valor de conductividad del agua contenida en el pozo. Las sondas pueden medir o la conductividad o la resistividad o ambas. La conductividad del agua es un parámetro que, en cierta medida, indica la mayor o menor concentración de sales en la
misma, es decir, su salinidad dado que los incrementos en la concentración de sales en un fluido van a facilitar la conducción de la corriente eléctrica. Esta característica que presentan los fluidos puede variar en función de la temperatura. Para una misma concentración, a mayor temperatura, la conductividad va a ser también mayor y, a menor temperatura, la conductividad disminuye. Por esta razón, de forma combinada a la resistividad, se mide la temperatura del fluido con la misma sonda para observar dos aspectos: por un lado, comprobar que las posibles variaciones de conductividad son debidas a variaciones en la concentración de sales y no a variaciones de temperatura y, por otro lado, para corregir en el registro de la conductividad el efecto que produce la temperatura. Entre las ventajas de este registro destaca la posibilidad de ver de forma continua el valor y la variación en la vertical de este parámetro, continuidad que no pueden ofrecer ni el conductivímetro ni la sonda tomamuestras. Es esta continuidad la que permite identificar los aportes de agua de las diferentes capas, la posición de interfases de agua e, incluso, inferir la existencia de flujos dentro del sondeo.
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Flowmeter
Con la sonda medidora de flujo lo que se pretende es realizar una medición de un registro continuo que señala la velocidad de flujo vertical en el interior del sondeo. Se trata, en definitiva, de localizar las capas productivas atravesadas y calcular su porcentaje de aporte al sondeo. Hay dos tipos de herramientas medidoras de flujo: la sonda Heat Pulse Flowmeter y la sonda Flowmeter. L sonda Heat Pulse se emplea para determinar flujos pequeños. Su mecanismo está diseñado para descender por el pozo y detenerse en diferentes cotas y realizar la medición. Dispone de una resistencia eléctrica que calienta el agua en la cota donde se detiene y mide el tiempo que la onda de calor recorre la distancia entre ésta y los termistores localizados por encima y por debajo de ésta. El sentido del flujo se determina por el orden de calientamiento de los sensores: si el flujo es descendente, se calentará primero el termistor inferior y si es ascendente, el superior. En la sonda Flowmeter el principio de medida es similar al de los molinetes empleados en los ríos. Es una sonda dotada de “una hélice muy sensible que gira a una velocidad variable en función de la velocidad del flujo y de la velocidad de ascenso y descenso de la sonda por el sondeo” (Aracil, 1998).
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Verticalidad y Desviación
La sonda que mide la verticalidad del sondeo proporciona, con dos inclinómetros que definen los ejes menores de la sonda (Plata el al., 1986), un registro continuo de la desviación del pozo con respecto a la vertical. Así, si el sondeo es vertical, su desviación será de 0° y los grados que mida serán aquellos que se desvíe de la vertical. Del mismo modo, con una brújula, registra de forma continua la orientación de cada profundidad del pozo con respecto al Norte Geográfico.
Estos registros, fundamentalmente el de verticalidad, son muy importantes para definir la calidad constructiva del sondeo lo cual está muy relacionado con la fase inmediatamente siguiente a la perforación y testificación geofísica del sondeo que es la entubación del mismo. Considerado un sondeo hidrogeológico, si está vertical ni la entubación ni el engravillado van a acarrear, en principio, problemas. Pero si tiene una cierta desviación pueden surgir problemas a la hora de entubar y, sobre todo, a la hora de engravillar el sondeo ya que, en determinados puntos apoyará la tubería en la formación y, si en esos puntos de apoyo la litología es arcillosa o limosa, puede entrar material fino por los filtros al pozo. En definitiva, se trata de un registro geofísico de calidad de la perforación que debe registrarse con el sondeo desnudo o entubado con PVC ya que la tubería de hierro impide la determinación de la orientación del mismo.
Ejemplos de aplicación A continuación se presentan los resultados parciales de dos estudios realizados en acuíferos costeros de Costa Rica aplicando la pseudosección eléctrica y el perfilaje EM-34. La instrumentación del tipo EM-34 mide la conductividad del suelo en miliSiemens/metro. Sus principales componentes son dos bobinas las cuales son conectadas por medio de un cable de referencia al transmisor y al receptor de la señal electromagnética. La separación de las bobinas determina la resolución lateral y la profundidad de penetración. Según el fabricante (Geonics, 1980) este instrumento está diseñado para operar bajo las siguientes características que se muestran en el cuadro 1.
Cuadro 1 Características de medición del EM-34 Separación entre bobinas (m)
Frecuencia de medición (Hz)
Profundidad de exploración (m) Dipolo horizontal Dip olo Vertical
10
6400
7,5
15
20
1600
15
30
40
400
30
60
Acuífero de Sámara Arias (2002a) realizó una pseudosección (Fig.2) en las proximidades del pozo que abastece de agua al acueducto de Sámara. En ella se puede observar, a partir de los 25 metros de iniciada, la existencia de cuerpos conductores de morfología un poco irregular, lo cual hace pensar en cuerpos lenticulares vistos desde una perspectiva transversal, que tienden a ser más prominentes al final de esta imagen. En la figura 2 la zona saturada está representada por valores de resistividad que varían entre los 250 y 450 Ohm*m; su morfología es muy singular
y hace pensar en al menos tres interpretaciones. La primera de ellas corresponde con la existencia de paleocanales, pues la morfología es típica de estas estructuras sedimentarias. La segunda interpretación tiene que ver con un control estructural, el cual estaría delimitando las características acuíferas del material aluvional existente.
Fig. 2: Pseudosección eléctrica utilizando un dispositivo Polo – Polo, ubicada en el pozo del acueducto de Sámara.
La última es una conjunción de las dos anteriores, en la cual la instalación de los paleocanales está controlada por la existencia de grábenes y horsts. Posiblemente esta interpretación es la que mejor explique la génesis del acuífero aluvial de Sámara, pues algo similar existe en otras secciones descritas.
Acuífero de Tamarindo Como parte del estudio en el acuífero de Tamarindo, la prospección geofísica realizada por Arias (2002b) incluyó entre otras cosas un perfil electromagnético de 700 metros de longitud a lo largo de la pista del aeropuerto de la localidad (Fig.3). La investigación electromagnética incluyó la elaboración de perfiles utilizando tanto el dipolo vertical como el horizontal, con separación entre las bobinas de 10, 20 y 40 m. En esta prospección se aprecia como el valor de la conductividad eléctrica varía lateralmente y en la profundidad, brindando información sobre las variaciones litológicas de la zona. La morfología de los perfiles es muy similar entre ellos; mostrando la existencia de sectores conductores con valores del orden de hasta 90 mS/m, equivalente a 11 Ohm*m y sectores resistivos con valores de 5 mS/m (200 Ohm*m). La interpretación está relacionada con los depósitos aluvionales del río San Andrés, el cual en este sector se caracteriza por la existencia de gran cantidad de meandros de reducido tamaño, lo cual hace pensar en procesos de depositación de materiales finos como limos y arcillas que caracterizan los sectores conductores y, por otra parte, la depositación de arenas y gravas que corresponden con los sectores resistivos.
Fig. 3: Perfiles electromagnéticos realizados en la pista del aeropuerto de Tamarindo. A) Separación entre bobinas de 10 m. B) Separación entre bobinas de 20 m. C) Separación entre bobinas de 40 m. Línea continua representa el dipolo horizontal y línea discontinua corresponde con el dipolo vertical.
La aplicación directa de esta prospección ha delimitado los sectores más apropiados para la instalación de nuevos pozos y ha brindado indicios para establecer un modelo conceptual del acuífero, pues la alternancia lateral de materiales conductores y resistivos limita y condiciona la productividad del mismo; por lo tanto, es una herramienta que orienta al hidrogeólogo en la interpretación y toma de decisiones.
