Sismica y Agua Subterranea_Carlos Molano

5/25/2018 Sismica y Agua Subterranea_Carlos Molano

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Septiembre de 2011

Carlos E. Molano C.Profesor de la Universidad de los AndesSocio de Hidrogeocol Ltda

Departmento de Ingeniera

Civil y Ambiental

Universidad de los Andes

HIDROGEO OLAgua Subterrnea e

Hidrogeologa Ambiental


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EXPLORACIN SSMICA Y ASPECTOSHIDROGEOLOGICOS

Objetivos de la Presentacin.Antecedentes (Marco tcnico, Legal y Ambiental.

Regulaciones Existentes)

Exploracin Ssmica Conceptos de Hidrogeologa. Causas del

agotamiento de fuentes de agua subterrnea

Investigaciones realizadas sobre el efecto de lasdetonaciones ssmicas en cuerpos de agua

Resultados de Investigaciones Anteriores yConclusiones


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OBJETIVO DE LA PRESENTACIN

Dar a conocer al auditorio sobre la incidencia de losprogramas de exploracin ssmica en las fuentes de

agua subterrnea (pozos, aljibes y manantiales)

Presentar aspectos sobre la regulacin existente, ymitigacin de sus efectos.


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ANTECEDENTES

Marco Tcnico, Legal y AmbientalRegulacin Existente


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EXPLORACION SISMICA


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EXPLORACION SISMICA


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El petrleo est bajo la superficie o sub-suelo, en reas en las que hay rocas

con caractersticas especiales (porosidad, permeabilidad, almacenamiento). Lasola existen-cia de esas rocas no prueba que all haya un yacimiento que lo

contenga. Es nece-sario hacer una exploracin del subsuelo con los trabajos de

ssmica, para saber con mayor certeza dnde puede haber petrleo y dnde no,

y as descartar los lugares en los que no lo hay, antes de invertir recursos en unpozo petrolero no productor.

EXPLORACION GEOLOGICA


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Luego de ubicar los lugares en los cuales se realizarn los trabajos y de obtenerel aval de la entidad (Ministerio del Medio Ambiente, Corporaciones, etc.) se

contrata a una empresa especializada con la supervisin del operador, que es la

encargada de solicitar los per-misos a los dueos de las tierras para desarrollar

la exploracin en sus propieda-des.

REQUISITOS


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Las detonaciones se hacen a lo largo de las trochas. As se producen lasondas necesarias para obtener la "radiografa" del subsuelo.

LA DETONACION


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A lo largo de la lnea tambin se instalan los gefonos, que son los aparatos que

captan las ondas que produce la de-tonacin en el subsuelo, y la graban por

medio de equipos especiales conocidos como sismgrafos. Esa informacin es

procesada despus por expertos, que sern los encargados de hacer la

"radiografa", para luego ser interpretada por especialistas

OBTENCION DE LA INFORMACION


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CONCEPTOS DE HIDROGEOLOGIA

Ciclo Hidrolgico y Balance de agua. Interaccin delAgua Subterrnea con el resto del medio Ambiente

(Ecosistema) Efectos de la deforestacin y cambio climtico sobre

el Agua Subterrnea

Tipos de manantiales Relacin de cauces superficiales con el Agua

Subterrnea


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Ciclo Hidrolgico y

Balance de Agua

ECOSISTEMA


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=0

i = 200 mm/ao

Efectos de la Deforestacin y/o

Cambio climtico


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i = 180 mm/ao

=0

Afectacin de manantialesDisminu cin d e f lu jo base

Afectacin de humedales


Cambio climtico


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i = 180 mm/ao

=0


Afectacin de hum edales (desaparicin)

Afectacin de vegetacin


Cambio climtico


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i = 100 mm/ao

=0


Afectacin de hum edales (desaparicin, cont amin acin)

Afectacin de vegetacin

Contaminacin

Intrusin de agua salada


Cambio climtico


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i = 200 mm/ao

=3.4


Cambio climtico


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i = 180 mm/ao

=3.4


Cambio climtico


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HIDROGEOCOL Efectos de la Deforestacin y/o

Cambio climtico

Tipos de Manantiales


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Tipos de Manantiales


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ROCA FRAGIL IMPERMEABLE

ROCA FRAGIL IMPERMEABLE

MANANTIAL

ZONA MILONITIZADA PERMEABLE

TABLADEAGUA

ROCA GRANITICA O CALIZAS

INFILTRACION DE AGUA

MANANTIAL


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MANANTIALES

INFILTRACION DE AGUA


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ACUIFEROS COLGADOS

FLUJOBASE

TABLADEAGUAREGIONAL

MANANTIAL

TABLADEAGUAREGIONAL

Sel lam iento de Perfo raciones


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Sel lam iento de Perfo raciones

Relacin de los cauces superficiales con el Agua subterrnea


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EL RIO RECARGA AL ACUIFERO

TABLA

DEAGUA

EL ACUIFERO RECERGA AL RIO

TABLADEAGUA

RECARGA LIMITADA DEL RIO AL ACUIFERO

TABLADE

AGUA

NO HAY RECARGA

NIVEL PIEZOMETRICO

Relacin de los cauces superficiales con el Agua subterrnea


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INVESTIGACIONES REALIZADAS SOBRE EL

EFECTO DE LAS DETONACIONES SISMICASEN CUERPOS DE AGUA

ESTUDIOS ANTERIORES


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SARRIA, A. 1998. Bases de normas para evitar daos producidos por efectos de

explosiones de Exploracin geofsica en fuentes de agua y edificaciones cercanas.

Ministerio del Medio Ambiente, Departamento de Ingeniera Civil, Universidad de

Los Andes. Santaf de Bogot D.C

BRITISH PETROLEUMHIDROGEOCOL 1997. Plan Piloto de Pozos de Monitoreo en

Programas Ssmicos. BP, Santaf de Bogot D.C

SARRIA, A. 1996. Estudio de Posibles Efectos de Cargas de Dinamita paraExploracin Geofsica. Sobre Nacederos de Agua cercanos a las Explosiones en la

Regin de Palermo. Huila. HOCOL - Nimir Petroleum Company, Centro de

Investigaciones de la Facultad de Ingeniera, Universidad de Los Andes. Santaf de

Bogot D.C

MARTINEZ, CARLOS A. 2002. Evaluacin del Impacto Producido en Medios Porosos

Por Efecto de los Mtodos de Exploracin Ssmica. Tesis de Magister MIC-2002-I-26.

Facultad de Ingeniera. Universidad de los Amdes, Bogot, D.C.

BEAVER, F.W., 1984. The Effects of Seismic Blasting on Shaliow Water Wells andAquifers in Western North Dakota. Thesis, Univ. of North Dakota.

ESTUDIOS ANTERIORES

ESTUDIOS ANTERIORES (continuacin)


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VOGWILL, R.I.J., 1979. An Evaluation of The Effects of Seismic Detonations on

Water Wells. Alberta Research Council. Groundwater Divisin

BOND, E.W. 1975. A Study of the Influence of Seismic Shotholes on Ground Waterand Aquifers in Eastern Montana. Montana Bureau Of Mines Ad Geology, Butte.

Montana. U.S.A.

M.S. Garber and L. E. Wollitz, 1969. Measuring Underground-Explosion Effects on

water levels in surrounding Aquifers, Ground Water; V7 N4; P3-7

Berger, P.R., 1980, Survey of Blasting effects on Groundwater suppies in

Appalachia: U.S. Departament of the Interior, Bureau of mines, Washington, D.C.

Sneddon, D.T., 1981, Effects of Seismic Blasting on water Wells, Masters Thesis:University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada.

Rinck Woodward, 1989. The effects of Seismic Shothole Detonations near springs in

the Carter Creek Area of Southwestern Wyoming. CGG American Services, Inc.

ESTUDIOS ANTERIORES (continuacin)


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RESULTADOS DE INVESTIGACIONESANTERIORES

CONCLUSIONES

PLAN PILOTO DE POZOS DE


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PLAN PILOTO DE POZOS DEMONITOREO PARA

PROGRAMAS SSMICOS

Localizacin


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VARIACION DE NIVELES


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VARIACION DE NIVELES


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Aa: Aceleracin pico efectiva (% g)

ESCALA DE RICHTER (ML)

0 3

PROFUNDIDAD (Km)


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0 - 3

3 - 4

4 - 5

5 - 6

> 6

0 - 30

30 - 70

70 - 120

120 - 180

> 180

RESULTADOS DEL PLAN PILOTO DE POZOS DE MONITOREO


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1. El efecto de la detonacin de la carga ssmica en un acufero tpico

de la Formacin Guayabo, no alter sus caractersticasgeohidrulicas, calidad fisico qumica y tampoco produjo impactoalguno sobre los pozos de monitoreo, ni siquiera sobre el

piezmetro ms cercano (ubicado a 2 metros de distancia del punto

de detonacin, que no registr da en su estructura fsica).Tampoco se observ cambio alguno en el cauce de aguassuperficiales localizado a 10 metros del punto de impacto.

2. El acufero en ningn momento durante el periodo de pruebas

(entre agosto de 1995 y agosto de 1996) perdi sus caractersticasgeohidrulicas. Se registraron cambios en los niveles de agua,atribuidos directamente con las lluvias que se registraron duranteel periodo durante el cual se realiz una de las detonaciones.

PARA PROGRAMAS SSMICOS

3 Los resultados de los anlisis fsico qumicos mostraron nicamente


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3. Los resultados de los anlisis fsico-qumicos mostraron nicamentevariaciones temporales en las concentraciones de algunos iones(aumentos y descensos), comportamiento que est directamenterelacionado con la hidrologa del rea y la capacidad de infiltracindel terreno, ya que los pozos de control alejados del pozo dedetonacin mostraron comportamientos similares.

4. De acuerdo con los resultados de los anlisis fsico-qumicos de losiones y parmetros evaluados en los diferentes monitoreos deagua subterrneas y superficiales del rea, no se present impactoqumico por efecto de las detonaciones.

5. nicamente se registr en el pozo de monitoreo ms cercano alpunto de detonacin un aumento temporal del contenido deslidos en suspensin (turbidez), por efecto de la explosin queocasiona la liberacin de sedimentos del suelo, fenmeno que senormaliz, a medida que transcurri el tiempo, por el lavado de

flujo natural, y la remocin del material fino durante las pruebas

hidrulicas.

6 Tomando como caracterstica geohidrulica la conductividad hi


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6. Tomando como caracterstica geohidrulica la conductividad hi-drulica, se concluy que la zona impactada por efecto de las detona-ciones es menor de dos (2) metros alrededor del punto de detonacin

7. Considerando los niveles de agua tambin se concluy que no hayimpacto sobre el acufero. Inmediatamente despus de la detonaciny durante un lapso de tiempo corto, de aproximadamente 10 minutos,se registr un incremento en los niveles piezomtricos de los pozosms cercanos al punto de detonacin, fenmeno que corresponde a larespuesta del acufero a la detonacin de la carga explosiva, quegenera una expansin en el punto de detonacin y a la propagacinmisma de las ondas ssmicas generadas. Despus de los 10 minutosno se tiene ningn nivel anmalo residual ya que se vuelven a tener

los mismos que niveles registrados antes de la detonacin.

8. En el cauce aledao al sitio de investigacin, localizado a diez (10)metros de uno de los puntos de detonacin, no se registraronmodificaciones fsicas ni variaciones en el caudal despus de las

detonaciones.

RESUMEN DE OTROS RESULTADOS DE INVESTIGACIONES EN


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1. La calidad del agua contenida dentro del hueco de detonacin ssmica,

se deterior durante la prueba, pero se restablecieron las condicionesde calidad naturales en un lapso de tiempo breve.

2. No se presentaron cambios mecnicos en la estructura del acufero que

alteraran las caractersticas hidrulicas e hidrogeolgicas del mismo.

3. Las detonaciones ssmicas no afectaron los caudales de produccin de

los pozos ni tampoco las profundidades de los niveles estticos

4. Se observaron durante la detonacin fluctuaciones mximas de los

niveles de agua de 2.5 cm en el pozo localizado a 5 mts del punto de

detonacin.

5. El estado mecnico de los pozos se mantuvo an con detonaciones

efectuadas a una distancia de 3.30 mts del pozo, y ubicando la carga

frente a los filtros

ALBERTA (CANADA), MONTANA Y DAKOTA (EEUU)

SARRIA, A. 1998. Bases de normas para evitar daos producidos por efectos de explosiones de

Exploracin geofsica en fuentes de agua y edificaciones cercanas Ministerio del Medio Ambiente


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Exploracin geofsica en fuentes de agua y edificaciones cercanas. Ministerio del Medio Ambiente,

Departamento de Ingeniera Civil, Universidad de Los Andes. Santaf de Bogot D.C


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CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES

Profundidad mnima de disparo 10 m*

Distancia horizontal mnima entre el disparo y lafuente de agua: 30 m*

Inventario de cuerpos de agua, seguimiento

Inventario de estabilidad de suelos y laderas

* Estas restricciones son mas desde el punto de vista de estabilidad delos suelos, que afectacin a cuerpos de agua

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