Caracterización de Zonas Fracturadas en Macizos Rocosos Mediante el Método Electromagnético de Prospección

Abstract

El presente trabajo aborda un procedimiento para la problemática de la determinación de la geometría y extensión de las zonas de fracturamiento inducido en un macizo rocoso de origen ígneo considerando los estados previo y posterior a la realización de tronaduras con el objeto de aumentar el fracturamiento del macizo. Lo anterior permite el aumento de la porosidad, mejorando así la conductividad hidráulica de la roca necesario para el proceso de Lixiviación In Situ Confinada (LISC). El interés principal es evaluar el efecto de la intervención con explosivos mediante un método no invasivo y determinar variables claves para la LISC como lo son la existencia de acuíferos y dispersividad de los fluidos inyectados, lo que permitiría evaluar de mejor manera los mejores sitios para la realización de LISC en una futura etapa de extracción de cobre a escala industrial en yacimientos marginales de CODELCO-Chile como lo es la División El Salvador, lugar donde se realizó el estudio.

Con el fin de elaborar la caracterización geofísica del macizo rocoso se realizaron mediciones de resistividad eléctrica mediante un método electromagnético de alta frecuencia usando el instrumento GEM-2 que genera un campo electromagnético primario, compuesto por la suma de campos sinusoidales a distintas frecuencias entre los 300[Hz] y 47[kHz]. Este campo magnético primario induce corrientes de Focault en el terreno que generan un campo secundario, que a su vez es medido por el instrumento. Con la información de los campos primario y secundario se procede a determinar los valores de conductividad aparente (σa) y susceptibilidad aparente (χa) del subsuelo para cada frecuencia y punto de medición. Para la determinación de la profundidad de medición se propone la utilización de la profundidad referencial que se define a partir de la idea del centroide de la capa en un modelo de tierra estratificada por capas horizontales y que se basa en la determinación del skin depth. Debido al ruido de alta frecuencia existente en los datos se procedió a realizar un filtrado pasabajos con un filtro gaussiano de longitud de onda de corte igual a 5[m] de los datos de línea, luego se procedió a realizar un filtrado de los datos en planta por medio de un filtro gaussiano pasabajos 2D con la misma longitud de onda de corte que el filtro de datos en línea, lo que permite eliminar los lineamientos ocacionados por la interpolación. Con los resultados de conductividad y profundidad se pudieron realizar modelos de conductividad en 3D de las celdas de prueba para cada uno de los registros realizados. Los modelos 3D de conductividad permiten caracterizar las zonas estudiadas hasta una profundidad de aproximadamente 40[m] en promedio.

Entre los aportes del presente trabajo se puede destacar la caracterización exitosa de la geometría de las zonas fracturadas, la identificación de las zonas preferenciales del desplazamiento de fluidos y la evaluación del efecto del uso de los explosivos, que pueden considerarse metodologías válidas para zonas de baja conductividad hidráulica. Sin embargo el mayor aporte lo constituye el hecho de proponer una metodología para el tratamiento de datos en el método de prospección electromagnética, que puede ser extrapolable para su uso en cualquier problema geofísico atingente.