En Chile, las aguas subterráneas son una fuente de gran explotación, principalmente en las zonas áridas del norte, donde prácticamente no existen aguas superficiales. Por este motivo, su buen manejo juega un rol fundamental para un desarrollo sustentable. El trabajo de Título propuesto tiene como objetivo principal analizar la factibilidad de uso de un trazador biológico, apoyado del análisis de un trazador químico. Este estudio se realizó en el Sistema Pampa Peineta, ubicado aproximadamente a 100 kilómetros al noreste de la ciudad de Calama. Con los resultados obtenidos se estimaron velocidades y direcciones de los flujos de aguas subterráneas; datos que permitieron reafirmar hipótesis de direcciones de flujo determinadas previamente por métodos clásicos, e indirectos, de la hidrogeología. Para este estudio se utilizó un trazador biológico (Bacteriófago MS2) y un trazador químico (NaCl), describiendo los procedimientos de terreno, análisis, resultados, ventajas, desventajas y costos. Los resultados obtenidos fueron muy acordes al comportamiento que posee el acuífero, presentando pequeñas variabilidades en los resultados producidos por detalles que se mencionan en los capítulos de este informe. Finalmente, a partir de la experiencia adquirida, se proponen una serie de pasos para realizar ensayos de similares características, que permita reforzar de manera más potente las hipótesis planteadas con resultados concretos, teniendo en cuenta todos los pormenores ocurridos en esta primera campaña. De este modo, con este trabajo se cuenta con antecedentes certeros para abordar un tema no muy recurrido en Chile, el uso de trazadores biológicos en aguas subterráneas.

Magíster en Ciencias, Mención Geología / Geólogo / En la minería del cobre existen minerales de ganga que afectan la recuperación de la mena, disminuyendo la eficiencia del proceso extractivo, por lo que predecir la presencia de estos minerales es fundamental para formular una planificación minera que optimice la recuperación de la mena. Con el objetivo de crear una herramienta que permita predecir la presencia de alteraciones hidrotermales a partir de datos geoquímicos, se caracteriza cada una de las zonas de alteración cruzando información de mapeo geológico, geoquímica y mineralogía Qemscan. Debido a que el método de disolución por agua regia fue utilizado en la obtención de la base de datos, se definen las zonas de alteración hidrotermal en función de la mineralogía que es capaz de disolver este ácido. La metodología para la clasificación consta de la definición de centroides para cada alteración hidrotermal en un espacio definido por las concentraciones de elementos químicos, para luego calcular un grado de pertenencia a cada uno de las alteraciones predefinidas. De esta manera, el grupo de elementos que mejor discrimina entre alteraciones hidrotermales es Al-Mg-K-Ca-Na, logrando definir hasta 3 zonas de alteración en donde predominan algunos minerales como biotita, clorita y pirita. La clasificación de los datos Qemscan indica que el modelo replica las razones de minerales que caracterizan las alteraciones, a pesar de que el mapeo no sea consistente con la mineralogía. Así, el modelo de clasificación tiene como aplicación directa ayudar al mapeo de alteraciones sugiriendo las clases e indicando los principales controles minerales. Además, es posible utilizar la correlación entre los porcentajes de clasificación y los grados de pertenencia para indicar si una muestra se encuentra mapeada correctamente según sus patrones geoquímicos. El algoritmo utilizado puede ser implementado en trabajos futuros que incorporen el análisis de otras variables de interés con el objetivo de integrar la mayor cantidad de información valiosa para la planificación.

Memoria para optar al título de Geólogo / Aluvial Consultores / 11/04/2020

Ingeniero Civil / En la región de Antofagasta, ubicada en el extremo norte de Chile, se encuentra una de las zonas más áridas de Sudamérica. La cantidad de ríos y lagos que se ubican en la zona son escasos, y es por esto que la recolección y utilización de aguas no saladas es dificultosa, a la vez que cualquier tipo de proyecto que tenga que ver con hidráulica el recurso hídrico. Sumado a lo anterior, la información hidrológica de la zona es escasa, debido a la baja cantidad de estaciones de medición disponible, con un extenso período continuo de tiempo, ya los pocos estudios actualizados realizados en la zona, siendo el Atlas de "Precipitaciones máximas 1, 2 y 3 días" (DGA 1991) el más actualizado en curvas IDF, lo cual no es adecuado para el diseño de obras hidráulicas en el año 2016, debido a que no incorpora los últimos 25 años de la historia climática de la zona. Por ello, los objetivos del trabajo de título aquí presente serán actualizar los coeficientes de duración y frecuencia, curvas IDF (Intensidad-Duración-Frecuencia) de Antofagasta y presentar isoyetas actualizadas de la II región de Chile. Se realizaron todos los procesos normales en el análisis de datos hidrológicos para distribuciones extremas, conducentes a obtener proyecciones acertadas de la precipitación en escalas de tiempo de 1 a 72 horas, para períodos de retorno entre 2 a 100 años. El proceso realizado se divide en 3 grandes secciones. Primero, la obtención de datos, la cual se realizó a partir de la información de precipitaciones diarias disponible en el Banco Nacional de Aguas y la Dirección Meteorológica de Chile (DMC) y, se incorpora la información de datos horarios de reanálisis de la NASA, y CISL RDA. . Segundo, Análisis de Frecuencia, donde se encontraron las distribuciones que mejor representaban a los datos obtenidos y a partir de estas, se obtuvieron los coeficientes de duración y frecuencia para cada estación. Tercero, la generación de isoyetas correspondientes a la precipitación de período de retorno de 10 años y duración de 1 día, y las curvas Intensidad-Duración-Frecuencia para cada localidad. Los resultados demuestran la utilidad del uso de datos de reanálisis, y que las tormentas en el extremo norte del país han variado entre un 3 a un 15% (tanto para coeficientes de duración como de frecuencia) para algunas zonas, e, incluso, hasta variaciones superiores al 30% (positivas o negativas) para otras en su intensidad promedio para sus diferentes duraciones y períodos de retorno, al igual que en sus valores de cantidad total precipitada por tormenta extrema. Se concluye que los resultados antiguos ya no son adecuados para el diseño de obras hidráulicas actuales Las curvas IDF y las isoyetas presentadas son suficientes por tanto para proyectos que utilicen de las precipitaciones en la región de Antofagasta.

Memoria para optar al título de Geólogo / La caída de material extraterrestre es un hecho constante, que se da en lugares y momentos aleatorios alrededor de todo el mundo y cuyas características pueden variar notoriamente entre ellos. El desierto de Atacama debido a su muy bajo nivel de humedad y presencia de agua líquida, entre otras cosas, es un lugar destacado para la búsqueda y recolección de estas rocas, cuyo momento de llegada a nuestra superficie pudo ser hace un par de días como hace miles de años. Los condritos son el tipo de meteorito más común, petrológicamente con varias similitudes con las rocas ultramáficas terrestres, sin embargo, su proceso de formación sería más complejo y a día de hoy mayormente incierto. Los modelos de formación planteados hasta hoy están basados en estudios centrados en un tipo particular de condrito (carbonáceo), cuyas dataciones entregan una edad levemente mayor que la de los condritos ordinarios, lo cual, sumado a sus diferencias de abundancias elementales, puede poner en cuestionamiento hasta qué punto el origen es compartido. El estudio detallado aquí entrega toda la información petrográfica y químico-mineralógica que permite clasificar un conjunto de meteoritos hallados en el desierto de Atacama, que serán añadidos al repositorio chileno de meteoritos. Estos datos permiten corroborar que corresponden a dos grupos distintos de condrito ordinario (H y L), con distintos estados de choque en sus cuerpos parentales y sufrido distintos grados de meteorización. MIAs fueron encontradas en algunos cóndrulos y fragmentos de olivino. Fases hijas como glóbulos de sulfuro cuyo contenido de azufre es mayor que los sulfuros externos son asociados a cambios post atrapamiento y fases entrampadas como cromita, reflejan la composición y condiciones del fundido que dio origen al mineral. La coexistencia de fases y abundancias químicas apoyan un régimen de formación tranquilo, dentro de una nebulosa solar en enfriamiento en la cual cada componente se mantiene dentro del sistema disponible para futuras reacciones. El desequilibrio entre la fase vítrea y el huésped correspondería a un intercambio Ca-Na, posible solo bajos ciertas condiciones de temperatura. Se plantea finalmente un proceso de condensación en equilibrio en un gas enriquecido 100 veces en composición solar y con una tasa de enfriamiento distinta a la del reservorio de condritos carbonáceos.

Memoria para optar al título de Geóloga / La presente investigación tiene por objetivo establecer un modelo conceptual del comportamiento de los fluidos geotermales en su recorrido por la planta geotérmica Cerro Pabellón ubicada en la región de Antofagasta. La planta está compuesta por dos unidades de una potencia instalada bruta de 24 MW cada una por un total de 48 MW de capacidad y en operación es capaz de producir alrededor de 340 GWh al año. Con el modelo conceptual se pretende poder predecir la precipitación de diversas fases minerales procedentes de los fluidos extraídos de los pozos de producción e identificar los puntos en que se concentrarían los precipitados. Para esto se analizaron muestras de los precipitados extraídos de las tuberías de la planta Cerro Pabellón caracterizando la morfología y mineralogía con el fin de identificar las fases minerales predominantes del precipitado formado a partir de los fluidos geotermales. Al mismo tiempo, a partir de la composición promedio del fluido otorgada por Geotermica del Norte S.A. (Grupo Enel Green Power), se implementaron simulaciones geoquímicas usando el software PHREEQC. Este predice la variación de las concentraciones de los elementos en función parámetros termodinámicos, calculando las fases minerales predominantes y los cambios de pH y temperatura. Este trabajo inició con una campaña de terreno para entender el funcionamiento de la planta Cerro Pabellón. Por otra parte, se llevaron a cabo diversos análisis de las muestras de los precipitados, otorgadas por ENEL Green Power utilizando microscopio electrónico de barrido (SEM), para determinar la morfología y la mineralogía presente de las muestras de solidos encontradas dentro de la tubería de la planta. Además, se modeló el comportamiento del fluido geotérmico a partir de las variaciones termodinámicas existentes dentro de las tuberías de la planta de Cerro Pabellón. Las dos muestras de los sólidos encontrados en las tuberías que dirigen el fluido hacia los pozos de reinyección, presentan minerales como el oropimente (As2S3), estibina (Sb2S3), hematita (Fe2O3), óxidos de hierro, pirita (FeS2) y oro nativo (Au). Considerando esta mineralogía, se reprodujeron las condiciones termodinámicas de los fluidos en su recorrido por la planta. Los resultados obtenidos permitieron elaborar un modelo conceptual que representa el comportamiento del fluido geotérmico de la planta, ilustrando los cambios de pH y la variación de los índices de saturación de la pirita, oropimente, estibina, hematita y sílice dentro de la planta. Las simulaciones indican que, oropimente, sílice, estibina, hematita y pirita son los minerales con índice de saturación positivo, los cuales serían los precipitados predominantes dentro de la planta Cerro Pabellón.

Memoria para optar al título de Geógrafa

Geólogo / El Campo Geotermal el Tatio es un laboratorio natural para el estudio de geysers. Es el tercer campo de geysers más grande del mundo, y el más grande del hemisferio sur, y presenta un clima y accesibilidad excelentes para realizar mediciones. A pesar de la gran cantidad de estudios geológicos en El Tatio, no existen trabajos específicos que intenten dilucidar el comportamiento eruptivo de los geysers. Esta memoria comprende la aplicación de una metodología para medir descarga de forma indirecta en los canales de flujo de tres geysers en El Tatio. Tiene como objetivo principal validar la metodología, discutir sobre los resultados y entregar las primeras pistas sobre el comportamiento eruptivo de estos tres geysers. Incluye además una revisión bibliográfica de los estudios sobre geysers en el mundo. El Tatio presenta dos geysers en su Cuenca Media que hacen erupción de manera continua y caótica. Un tercer geyser estudiado se encuentra en la Cuenca Superior y presenta erupciones periódicas. La metodología aplicada es válida para medir variaciones de descarga en geysers cuando se busca encontrar una relación entre la descarga, y variaciones en el ciclo eruptivo. Siempre es conveniente contrastar las mediciones con estimaciones de descarga teóricas con el fin de controlarlas, ya que estas tienden a sobre-estimar la descarga. Los geysers en la Cuenca Media tiene características que implican que su comportamiento se debe a una mecánica controlada por una zona de fractura asociada al Sistema de Falla de Tucle. Los ciclos eruptivos estarían controlados por la porosidad y la geometría de la zona de falla. El geyser en la Cuenca Superior presenta dos fases eruptivas bien marcadas, la primera es explosiva y la nucleación de burbujas juega un rol importante en esta, luego la descarga es principalmente líquida sin fase vapor generando un estado de explosividad menor, se propone a éste geyser como un buen análogo de erupciones volcánicas. Este trabajo abre la puerta a futuros desafíos relacionados principalmente con el estudio de la mecánica de geysers, su comportamiento eruptivo y la fragilidad de sus sistemas. Además esta memoria propone la aplicación de una metodología que junto a otras mediciones pueden llegar a ser una herramienta importante en dilucidar el cómo funcionan los geysers y como podemos preservarlos.

Geóloga / En el presente trabajo se pretende desarrollar una metodología que permita modelar superficies cubiertas a partir de la geomorfología expuesta. Esto se desarrolló en la cuenca Toki, al oeste de la ciudad de Calama, zona que se caracteriza por tener un clima árido y ha permanecido así por al menos 25Ma, lo que ha favorecido la preservación de ciertas geoformas denominadas pediplanos (superficies de bajo relieve). Para lograr el objetivo de generar la superficie de contacto entre basamento-grava bajo un relleno posterior, se utilizaron distintos métodos de interpolación geoestadísticos usando el software ArcGis, tomando como datos de entrada las superficies geomorfológicas (Pediplanos) y superficies con distintos rangos de pendiente. Para poder cuantificar el error del modelo se utilizó como contacto real la información proveniente de 495 sondajes. Los resultados mostraron que los datos de entrada proveniente de las superficies de bajo relieve aportan información relevante que permiten crear un modelo cercano a lo que es la geometría de la superficie real. Una simple selección por pendiente entrega resultados similares a los obtenidos a partir de las geoformas lo que podría permitir automatizar la metodología. Además, una mínima cantidad de información extra (menos de un 10% de sondajes) entrega una buena estimación de dicho contacto minimizando drásticamente los errores. Asimismo, los resultados mostraron que existe una pendiente optima tal que su proyección pase cercana al contacto real. Existe una elección de sondajes basada en una ubicación a cierta distancia que sería óptima para minimizar el error y no existe una clara relación entre el error y la cantidad de datos de entrada, lo que quiere decir que el tipo de información de entrada es crucial para generar un buen modelo predictivo.

Geólogo / El proyecto Vicky corresponde a un depósito mineral de tipo exótico cuya mineralización está conformada por óxidos negros y, en menor medida, por minerales oxidados de cobre verdes como crisocola y arcillas con cobre, contenidos en la parte basal de gravas aluviales y en la roca subyacente. Este depósito se ubica en la Región de Antofagasta y su fuente, al menos en parte, corresponde al Pórfido Cuprífero Gaby. La exploración de este yacimiento fue desarrollada entre los años 2002-2006 por la Gerencia Corporativa de Exploraciones de CODELCO, mediante sucesivas campañas de sondajes que totalizan 67.283 m. Este trabajo se enmarca en el proyecto de Exploración Geológica de los Cuerpos Satélites de la División Gabriela Mistral de CODELCO CHILE, cuyo objetivo es mejorar el conocimiento geológico existente de acuerdo con los estándares actuales de CODELCO, para disponer de un soporte que permita evaluar en forma adecuada su real potencial de incorporación al Inventario de Recursos Divisional. De esta forma, para el depósito Vicky se planifica realizar el remapeo de los pozos históricos del proyecto, con el fin de validar la base de datos geológica histórica. Adicionalmente, durante este trabajo se obtienen muestras de los sondajes remapeados para caracterizar la mineralogía del depósito. A partir de esta información se relacionan, mediante un análisis estadístico, los datos metalúrgicos históricos del exótico con la base de datos geológica. El resultado del proceso de remapeo, además de permitir establecer una diferenciación preliminar de los óxidos negros en base a su forma de ocurrencia y respuesta a la lixiviación (ácido clorhídrico), logró validar la información geológica histórica. Dicha diferenciación no brinda información relevante ya que, con base en los resultados de mineralogía automatizada QEMSCAN en 5 muestras, no existiría una relación entre los grados de liberación de los silicatos de Cu-Mn y los tipos de óxidos negros diferenciados en muestras de mano, por lo cual no se trataría de diferentes fases de óxidos negros necesariamente, sino que se refiere a diferentes ocurrencias o, incluso, a distintas especies no diferenciables a la escala de mapeo. Si bien los análisis QEMSCAN dieron resultados relacionados al grado de liberación de dichos silicatos, debido a la granulometría de análisis, no permiten relacionar este parámetro con los porcentajes de solubilidad de Cu en un proceso de lixiviación. El análisis estadístico de los parámetros metalúrgicos permite llegar a 3 conclusiones principales. En primer lugar, al estudiar el contenido de manganeso en la base de datos metalúrgica (principalmente contenido en óxidos negros), se infiere que sus mayores niveles se encuentran en canalón Sur, mientras que los menores se observan en el canalón Norte-Este (concentrándose en las gravas). En segundo lugar, al analizar el contenido de Cu total, se observa que, al aumentar la intensidad de óxidos negros, éstos también aumentan, siendo similar el comportamiento del Cu en la roca y en las gravas. Finalmente, al estudiar la solubilidad de Cu, se aprecia una alta variabilidad al aumentar la intensidad de óxidos negros, mostrando las mayores diferencias en la zona rocosa. Además, si bien no se observa una relación directa entre el contenido de Mn y la solubilidad de Cu o el contenido de CuS, si se puede apreciar que existe una relación inversa entre el primero y los dos últimos en cada uno de los canalones. / Este trabajo ha sido financiado por Exploraciones Mineras S.A.