Geólogo / El presente trabajo corresponde al estudio hidrogeoquímico realizado durante los años 2013 y 2014, en el acuífero de la Pampa del Tamarugal, I región, norte de Chile. Específicamente, el acuífero está ubicado, en la Depresión Central, conocida como la Pampa del Tamarugal entre los 19° y 20°S. La Pampa, con una extensión de más de 4800 km2, está limitada por el oeste con la Cordillera de la Costa, y por la Precordillera por el este. Está situada a unos 40 km de la línea de costa, se encuentra entre los 900 y 2000 m s.n.m y corresponde a una cuenca sedimentaria endorreica, cuya litología principal son rocas sedimentarias continentales alcalinas. El trabajo de esta memoria de grado, está basado en 28 muestras que fueron analizadas para comprender los procesos fisicoquímicos de las aguas de esta zona. Los resultados fueron que las aguas del acuífero en su zona norte presentan 2 tipos de aguas cloruradas sódicas y aguas sulfatadas cálcicas. Las concentraciones de elementos mayores tuvieron los siguientes rangos: sodio (Na+; 5,13-285 meq/l), potasio (K+; 0,47-13,88 meq/l), magnesio (Mg2+; 0,05-10,93 meq/l), calcio (Ca2+; 3,46-51,39 meq/l), cloruro (Cl-; 6,40-182,62 meq/l), sulfato (SO42-; 2,6-211 meq/l), bicarbonato (HCO3-; 0,56-3,16 meq/l). Se analizaron además los elementos menores: hierro (Fetotal; 0,04-42,6 mg/l), manganeso (Mntotal; 0,01-1,8 mg/l), nitrato (NO3-; 0,02-403 mg/l), y el elementos traza arsénico (Astotal; 0,006-2,052 mg/l). Los rangos de conductividad eléctrica (CE) en las aguas subterráneas varían entre 955 y 22300 µS/cm, lo cual indica aguas salinas. En general, las aguas están duras y son incrustantes, teniendo mayor Ca2+ que Mg2+. Luego del análisis de concentraciones y ratios se llegó a la conclusión que los principales procesos hidrogeoquímicos en el acuífero son: interacción agua-roca, evaporación y mezcla de aguas. El ratio rHCO3/rCl fue usado como indicador de flujo, esto debido al aumento del contenido del anión conservativo Cl- y la ausencia de material carbonatado en la litología del acuífero, lo que hace que la concentración de HCO3- no aumente en el recorrido del agua a través del acuífero. La calidad de las aguas del acuífero fue comparada con aguas de riego (NCh1333 1978) y aguas de consumo humano (NCh409-2004) según las normativas vigente en Chile. Su composición química, se evaluó como peligrosa para agua de riego por su alta salinidad y peligrosa también para agua potable por la alta salinidad y concentración de As (>0,01 mg/l).

Geólogo / La cuenca de la Depresión Central a lo largo del norte de Chile fue rellenada por sedimentos detríticos y depósitos volcánicos explosivos predominantemente durante el Oligoceno y Plioceno. Dicho relleno consiste principalmente en depósitos de conglomerados gruesos y tobas, al este, gradando a limos y evaporitas, al oeste. Esta cobertura se encuentra formada principalmente por las Formaciones Altos de Pica y El Diablo, las Ignimbritas Tambillo y Huasco, y los Depósitos de Piedemonte. Se han realizado trabajos que definen la configuración del relleno de la cuenca, sin embargo, una nueva metodología permite precisar dicha configuración. Mediante la interpretación de 8 perfiles sísmicos de reflexión y la información de 2 pozos petroleros, en este trabajo, se determinó la profundidad del contacto basamento-cobertura y la configuración de la cuenca, en la parte sur de la Pampa del Tamarugal (20°45 21°30 S/69°00 69°30 O). Además se definieron 4 horizontes sísmicos dentro de la Cobertura y se correlacionaron con las unidades geológicas del área. Se observaron dos discordancias angulares: una, entre el Basamento el Miembro 1 Fm. Altos de Pica, y otra, entre el Miembro 2 Fm. Altos de Pica y la Fm. El Diablo. En general, la posición de la interfaz basamento-cobertura, se inclina abruptamente al oeste en la porción oriental de la mayoría de los perfiles. Se midió una velocidad de onda p de 1.497 [m/s] en la Formación El Diablo, 3.007 [m/s] en el Miembros 1 de la Formación Altos de Pica, y de 6.007 y 6.494 [m/s] en el Basamento. Los valores de velocidad de onda, el tiempo de viaje, el gradiente vertical de la velocidad (k) y la posición inicial permiten la conversión de la variable vertical (temporal) en profundidad de los perfiles sísmicos. Aplicando dicha conversión, las capas superiores de la Cobertura disminuyen su espesor, mientras que las inferiores, lo aumentan. Asimismo, en profundidad las fallas aumentan su inclinación. El análisis de sensibilidad del parámetro k, indica un error promedio para la posición de la interfaz basamento-cobertura de 48 ± 17 m. Una vez realizada la conversión se interpoló el contacto Basamento-Cobertura, a partir de los espesores de cada perfil, de los pozos y de la ubicación en planta de dicho contacto. El relleno alcanza un espesor máximo de 1.310 m, al este del cerro Chipana. Existen 3 sub-cuencas: A, B y C, en las cuales se preservan ambos miembros de la Formación Altos de Pica, junto a las unidades superiores. Al oeste del cerro Raúl, el espesor presenta una menor variabilidad, entre 500 y 700 m. Existe una franja N-S a NO-SE de alto de basamento, desde el cerro Chipana, pasando por el cerro Challacollo, los cerros Raúl y Antena, hasta la Sierra Moreno. En la porción norte de esta franja, el alto de basamento separa las sub-cuencas A y B y se explicaría por la presencia de un sistema de fallas inversas, de edad neógena, con vergencia al oeste. En las secciones sísmicas, se interpretaron o se infirieron estructuras, generando una solución a las geometrías presentes. La configuración del relleno de la cuenca puede explicarse por sedimentación pasiva y en parte por la actividad pre y syn-sedimentaria de las fallas inversas reconocidas. La forma asimétrica de las sub cuencas A y B, estaría determinada principalmente por dichas estructuras, que habrían acentuado el paleorelieve de la cuenca de la Pampa del Tamarugal, al reactivarse entre el Oligoceno y el Mioceno.

Ingeniero Civil / En la I Región, uno de los acuíferos más importantes es el de la Pampa del Tamarugal, y de él dependen el agua potable de la ciudad de Iquique, la minería no metálica, la agricultura y los recursos naturales protegidos. La recarga de este acuífero es alóctona (Viguier, 2013), pues viene dada por la circulación de agua desde la zona altiplánica y precordillerana y uno de los mayores aportes hídricos viene dado por la cuenca de la Quebrada de Tarapacá. El presente trabajo consiste en el estudio de esos aportes hídricos mediante la implementación del modelo hidrológico GSSHA, el cual permite realizar simulaciones hidrológicas tanto de procesos superficiales como subterráneos y corresponde a un modelo de carácter distribuido y base física. Para cumplir con el objetivo principal del trabajo, se construyó y adecuó el set de forzantes hidrometeorológicas a escala horaria requerido por el modelo para el periodo 2004-2015. Ahora bien, debido a la inexistencia de una estación fluviométrica a la salida de la cuenca Quebrada de Tarapacá se procedió a calibrar y validar la modelación en la estación Quebrada de Tarapacá en Sibaya, obteniendo métricas de eficiencia NSE=0,66 y NSElog=0,63 para la calibración y NSE=0,62 y NSElog= 0,61 para la validación a nivel mensual. Analizando los resultados de la modelación se estima un aporte de escurrimiento superficial promedio a la salida de la cuenca Quebrada de Tarapacá del orden de 586 (l/s) en que la mayoría de éste sucede durante eventos lluviosos del invierno Altiplánico, específicamente durante los meses de enero a marzo, mientras que el resto del año se aprecia una clara disminución de este flujo promediando el resto de los meses un monto de 127 (l/s). Por otro lado, también se estima la circulación profunda del sistema o bien flujo subterráneo permanente promedio de 99 (l/s), valor cercano a lo entregado por DGA (2014) cuyo valor es de 90 (l/s). Ambos aportes representarían los mecanismos mediante el cual se recarga la Pampa, el primero por la infiltración que ocurriría en el abanico aluvial de la cuenca y el otro por una circulación profunda.

Geólogo / La región de Tarapacá se caracteriza por sus cuencas endorreicas, ya sea en el Altiplano (cuencas altiplánicas) como en la Depresión Central (cuenca Pampa del Tamarugal). Estas cuencas endorreicas limitan al norte y al sur con cuencas exorreicas que tienen su desembocadura en el mar (Camiña y Río Loa). Sumado a esta característica, también destaca la condición de clima árido, cuya evaporación supera con creces a la precipitación, condicionando el funcionamiento hidrológico e hidrogeológico de esta zona, en la cual dominan los ambientes evaporíticos y napas subterráneas con recarga lateral. En el presente trabajo se realiza un análisis geológico, hidrológico e hidrogeológico para estudiar la interacción entre dos sistemas de importancia hidrogeológica en la región de Tarapacá, estos son el acuífero Pampa del Tamarugal y la cuenca de la Quebrada de Tarapacá. El área de estudio comprende la cuenca de la quebrada de Tarapacá, y también el abanico aluvial situado a la salida de la cuenca, dentro del cual se localiza el sondaje Huara de la Dirección General de Aguas (DGA). Este organismo del Estado es el que ha solicitado el estudio sedimentológico y estratigráfico de este sondaje. Desde el punto de vista geológico se realizó una descripción sedimentológica y estratigráfica del sondaje, cuya interpretación sedimentaria es complementada con los valores de conductividad hidráulica en distintos tramos del sondaje, obtenidos a partir de ensayos realizados por el IDIEM. Mediante una caracterización hidrogeológica, se definen unidades de importancia hidrogeológica en el área de la cuenca, considerando la geología, la hidrografía y usando métodos de SIG y teledetección. A partir de la caracterización hidrogeológica, se estudia y analiza hidrológicamente la cuenca, lo cual conduce a la estimación la recarga natural hacia el acuífero Pampa del Tamarugal mediante el método de la Curva Número. Con este método y con una caracterización de los parámetros morfométricos de la cuenca, se hace una estimación de caudales máximos líquidos a la salida de la cuenca, con los cuales se calculan caudales y volúmenes mínimos y máximos detríticos que permiten desarrollar modelos flujos de detritos para el abanico aluvial, para una escenario de caudales con períodos de retorno de 100 años y otro escenario que reproduce el evento de crecidas de 2012 que ocurrió en la región de Tarapacá. Como conclusiones generales de este trabajo se obtiene que la interacción que existe entre el acuífero de la Pampa del Tamarugal y la Quebrada de Tarapacá se ve reflejada en la sedimentología y estratigrafía de los depósitos de flujos de detritos y de inundación del sondaje Huara.

Geólogo / La cuenca Pampa del Tamarugal, ubicada en la Depresión Central, entre los 20°20 -20°50 S, posee un relleno que se configura en superficie como un extenso pediplano interrumpido por cerros islas alineados en donde el substrato pre-oligoceno aflora. La cuenca ha sido rellenada con material sedimentario-volcánico desde el Oligoceno, cubriendo la ocurrencia de altos del substrato, los cuales, local y espacialmente, se encuentran asociados a pórfidos cupríferos del Cretácico Superior y de la franja Paleocena-Eocena. Debido a lo anterior, la determinación del espesor de la cobertura post-mineral por sobre el substrato pre-oligoceno resulta de gran importancia para la exploración minera. El espesor de la cobertura oligocena-holocena en la zona de estudio fue interpolado, anteriormente, en base a la interpretación y conversión a profundidad teórica de perfiles sísmicos. Sin embargo, la baja densidad de puntos, y la falta de puntos de control del substrato en superficie, no permitieron definir claramente el espesor del relleno en la cuenca y localizar altos del substrato. En este trabajo, se reinterpretaron, y convirtieron a profundidad usando un modelo empírico de velocidades, seis perfiles sísmicos de la Empresa Nacional del Petróleo (ENAP), y luego se interpolaron en conjunto a la actual información catastrada del Servicio Nacional de Geología y Minería (SNGM) de la zona de estudio. Posteriormente, se generó un nuevo mapa isópaco de la cobertura, un modelo tridimensional de la superficie del substrato y, finalmente, integrando la distribución de la cobertura interpolada entre los 20°45 -21°30 S, se construyó un modelo ampliado de la cuenca Pampa del Tamarugal. En el mapa isópaco de la cobertura, y en la superficie tridimensional del substrato, se reconocieron tres depresiones, o sub-cuencas, llamadas A, B y C. Las tres sub-cuencas están delimitadas por altos de substrato con orientaciones NNE-SSO, E-O y NNO-SSE. Los altos de substrato se asociaron en sub-superficie a dos fallas inversas de alto ángulo: la falla Challacollo controló el relleno de la sub-cuenca A y C; mientras que la falla Longacho lo hizo, además, con la geometría de la sub-cuenca B. Estas fallas estuvieron activas principalmente durante el Oligoceno Superior-Mioceno Inferior y hasta al menos el Mioceno Medio en el sur, mientras que al norte se observó escasa deformación asociada a esta edad, lo cual sugiere que la sedimentación ocurrió bajo un mayor control climático que estructural. Se lograron reconocer al menos tres áreas favorables para la exploración en sub-superficie ubicadas, al sur del Cerro Longacho, al este de la quebrada Chacarillas, y en el cordón de cerros islas Challacollo-Antena. Las principales fuentes de errores analizadas, y asociadas a la metodología, corresponden al error de interpretación, ajuste topográfico y del modelo de velocidades.