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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
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 hum edales (desaparicin)
Afectacin de vegetacin
Efectos de la Deforestacin y/o
Cambio climtico
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i = 100 mm/ao
=0
Afectacin de manantialesDisminu cin d e f lu jo base
Afectacin de hum edales (desaparicin, cont amin acin)
Afectacin de vegetacin
Contaminacin
Intrusin de agua salada
Efectos de la Deforestacin y/o
Cambio climtico
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i = 200 mm/ao
=3.4
Efectos de la Deforestacin y/o
Cambio climtico
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i = 180 mm/ao
=3.4
Efectos de la Deforestacin y/o
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)
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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