La escasez de tesis sobre geofísica en hidrocarburos ha sido uno de los motivos más fuertes que me han motivo a desarrollar esta tesis sobre las implicancias de la física en la geofísica–sísmica. Esta ciencia ha avanzado tanto en los últimos años que es difícil reflejar en una tesis de carácter introductorio, aunque sea de modo conciso, todos sus últimos adelantos. La tesis está dividida en 4 capítulos, de los que el primero se dedica a repasar brevemente los métodos sísmicos, el segundo capítulo hace referencia a las nociones fundamentales de la teoría de ondas, el tercer capítulo nos explica la sísmica de reflexión, el cuarto capítulo nos específica sobre los equipos para la exploración terrestre. Introducción La exploración sismológica utiliza ondas elásticas generadas artificialmente para localizar depósitos de minerales (incluyendo hidrocarburos, yacimientos minerales, agua, depósitos geotérmicos, etc.). Mediante la exploración sismológica se obtienen datos correlacionados con otros datos geofísicos, obtenidos de pozos de sondeos y geológicos, y con conceptos de física y geología, pueden proporcionar información sobre la estructura y distribución de diversos tipos de rocas. Los métodos de exploración sísmica se sustentan básicamente de la misma forma que las mediciones de los terremotos. A diferencia de los terremotos, las fuentes de energía de la exploración sísmica están controladas y son móviles; las distancias entre la fuente y los puntos de registro son relativamente pequeñas. Gran parte del trabajo sísmico consiste en la cobertura continua, en donde la respuesta de porciones sucesivas de tierra se muestra a lo largo de líneas de perfilaje. Los explosivos y otras fuentes de energía se usan para generar ondas sísmicas, y los tendidos de sismómetros o geófonos para detectar el movimiento de tierra resultante.

La escasez de tesis sobre geofísica en hidrocarburos ha sido uno de los motivos más fuertes que me han motivo a desarrollar esta tesis sobre las implicancias de la física en la geofísica–sísmica. Esta ciencia ha avanzado tanto en los últimos años que es difícil reflejar en una tesis de carácter introductorio, aunque sea de modo conciso, todos sus últimos adelantos. La tesis está dividida en 4 capítulos, de los que el primero se dedica a repasar brevemente los métodos sísmicos, el segundo capítulo hace referencia a las nociones fundamentales de la teoría de ondas, el tercer capítulo nos explica la sísmica de reflexión, el cuarto capítulo nos específica sobre los equipos para la exploración terrestre. Introducción La exploración sismológica utiliza ondas elásticas generadas artificialmente para localizar depósitos de minerales (incluyendo hidrocarburos, yacimientos minerales, agua, depósitos geotérmicos, etc.). Mediante la exploración sismológica se obtienen datos correlacionados con otros datos geofísicos, obtenidos de pozos de sondeos y geológicos, y con conceptos de física y geología, pueden proporcionar información sobre la estructura y distribución de diversos tipos de rocas. Los métodos de exploración sísmica se sustentan básicamente de la misma forma que las mediciones de los terremotos. A diferencia de los terremotos, las fuentes de energía de la exploración sísmica están controladas y son móviles; las distancias entre la fuente y los puntos de registro son relativamente pequeñas. Gran parte del trabajo sísmico consiste en la cobertura continua, en donde la respuesta de porciones sucesivas de tierra se muestra a lo largo de líneas de perfilaje. Los explosivos y otras fuentes de energía se usan para generar ondas sísmicas, y los tendidos de sismómetros o geófonos para detectar el movimiento de tierra resultante. / Tesis

El principal problema que afronta el valle Nasca, es la falta del recurso hídrico superficial, motivado por la escasa precipitación pluvial y el pésimo manejo del recurso hídrico existente, este último provocado por el desorden en la distribución del recurso y las condiciones precarias de la infraestructura de riego, lo cual produce una alta pérdida por infiltración, lo que trae como consecuencia la salinización de los suelos en la parte baja del valle. La principal actividad productiva de la provincia de Nasca es la agricultura, y ante la carencia del agua superficial los agricultores recurren como alternativa de solución, a la explotación de las aguas subterráneas, sin el conocimiento técnico necesario. Teniendo la necesidad del recurso hídrico se realizo el estudio de prospección geofísica con la finalidad de obtener áreas favorables, para las posibles perforaciones de pozos tubulares profundos, la cual la población serán los mas beneficiados. En la actualidad, la prospección geofísica ha aumentado su aplicación en la hidrogeología ayudando a solucionar lo siguiente: - Estimar la profundidad del basamento. - Determinar la extensión lateral, espesor y volumen del acuífero. - Determinar la salinidad de las aguas. - Determinar las reservas de un acuífero

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Geólogo / Este trabajo presenta los resultados del estudio hidrogeológico e hidrogeoquímico de las aguas subterráneas de las cuencas Pampa Elvira y Pampa Mariposa, Región de Antofagasta, Chile. El objetivo es la aplicación y evaluación de la hidrogeoquímica como herramienta de exploración de cuerpos mineralizados de tipo pórfido cuprífero ocultos bajo cobertura post-mineral. La zona de estudio se ubica a 100 km al sur de la ciudad de Calama, sobre la cordillera de Domeyko, en una zona de aridez extrema. En este sector se encuentra el Sistema de Fallas de Domeyko, que corresponde al principal control de pórfidos cupríferos del Eoceno medio Oligoceno temprano, como Chuquicamata, La Escondida y Gaby. Las cuencas en el área de estudio se encuentran cubiertas en gran parte por gravas aluviales de edad miocena cuyo espesor varía entre 10 y más de 200 metros. Contenidos en estas gravas se reconocen acuíferos libres que fluyen de NE a SW, confluyendo en los puntos de descarga, que corresponden a los salares Elvira y los Morros. La información geoquímica analizada corresponde a muestras de aguas subterráneas tomadas en 25 pozos, entre 2013 y 2016, e incluye parámetros físico-químicos (pH y TDS) y concentraciones de cationes y aniones mayores, además de 13 elementos menores y trazas. Los resultados indican que el agua subterránea en la zona de estudio es preponderantemente salobre y de pH neutro a alcalino. Mediante la comparación con acuíferos similares del norte de Chile, se estima que las condiciones redox de los sistemas estudiados son oxidantes. Estas condiciones inciden en la especiación de elementos, precipitación mineral y procesos de adsorción, los cuales son los principales controles de la movilidad geoquímica. Los análisis geoquímicos de las aguas subterráneas indican en 5 pozos, altos contenidos los elementos As, Cu, Mo, Zn, y en algunos casos Pb, en comparación con las aguas superficiales regionales y las aguas subterráneas de los yacimientos de Spence e Inca de Oro. Estas altas concentraciones son consideradas anomalías geoquímicas (desde un punto de vista comparativo) que se generarían desde cuerpos mineralizados posiblemente de tipo pórfido cuprífero ocultos bajo coberturas que estarían siendo lixiviados por las aguas subterráneas. La posible ocurrencia de estos cuerpos mineralizados también es apoyada por los resultados del modelamiento hidrogeoquímico que indica saturación en minerales característicos de pórfidos cupríferos con alteración supergena (atacamita, brocantita, malaquita y tenorita). Por otro lado, estos pozos también presentan altos contenidos de Fe y sulfato, lo cual podría estar relacionado con procesos de oxidación de sulfuros. Los resultados indican que esta técnica es una herramienta útil a escala regional en la exploración minera de primer orden de pórfidos cupríferos bajo cobertura post-mineral. / 02/10/2020

La industria de los hidrocarburos se resume en tres fases dentro de la cadena de valor: exploración, producción y refinación. Las dos primeras fases corresponden al descubrimiento de los recursos y desarrollo de las reservas, conocidas como actividades upstream del negocio. La tercera fase corresponde a la comercialización de los productos, denominada en el sector como actividad downstream. El Perú está localizado dentro de una de las más prolíficas tendencias en hidrocarburos en América del Sur. En el Perú hay 18 cuencas sedimentarias con potencial de hidrocarburos, la mayoría de ellas en la selva. Las áreas productivas están localizadas en cuatro regiones de su territorio: Costa norte desde 1983, Selva central desde 1939, Selva norte desde 1971, Selva sur desde 2004. En las tres últimas décadas los contratos exploratorios se han incrementado considerablemente, un evidente y virtuoso nuevo ciclo de contratos en hidrocarburos, reservas de petróleo y gas natural, se inició en el 2005. El presente trabajo de tesis desarrolla el planeamiento y control de un proyecto de construcción de plataformas exploratorias en zonas remotas de la selva, como parte de la fase exploratoria donde se llevaran a cabo las perforaciones de prueba, así como las evaluaciones de muestras para comprobar la existencia de cantidades significativas de hidrocarburos potencialmente extraíbles de un yacimiento. En planeamiento y control del proyecto describimos las herramientas utilizadas para el seguimiento al cumplimiento integral de los plazos para la entrega del proyecto, logrando una pronta entrega (fast track de 15 días como mínimo), lo cual permitió el inicio anticipado del ingreso del armado del taladro. En la selección y verificación de la maquinaria se describe los criterios de tal manera de contar con la maquinaria idónea para desarrollar el proyecto, incidiendo en las siguientes áreas: Campamento (grupos electrógenos), Movimiento de tierras (tractores, excavadoras, cargadores frontales, etc., incluye desarme necesario para movilización vía aérea) y Pruebas exploratorias (verificación de cálculo del sistema de enfriamiento de la poza de quema). En la evaluación de los impactos al medio ambiente que se producirán con el desarrollo del proyecto, se definen las medidas de mitigación necesarias y se propone la forma óptima y eficiente que permite la viabilidad económica del proyecto y la protección necesaria del entorno ambiental. / Tesis

Doctor en Ciencias, Mención Geología / En exploraciones mineras se han desarrollado técnicas indirectas de detección de yacimientos bajo cobertura, entre estas geoquímicas, que se basan en procesos de generación de patrones geoquímicos en superficie a partir de yacimientos de minerales sulfurados bajo cobertura. Procesos de oxidación y lixiviación natural generan iones y diferentes tipos de gases en profundidad, que pueden ascender a través de la cobertura hasta la superficie para ser fijados en partículas de suelo. En esta tesis se presentan los resultados de estudios experimentales y de terreno orientados a comprender los procesos que llevan a la generación de evidencias geoquímicas de contraste en superficie desde un yacimiento bajo cobertura. La investigación experimental fue realizada con el objetivo de comprender y caracterizar los procesos que ocurren a nivel de una fuente en términos de generación de iones libres y compuestos gaseosos. Por otra parte se realizaron estudios en terreno con el fin de evaluar un caso natural de desarrollo de anomalías de contraste geoquímico en superficie a partir de un yacimiento bajo cobertura, con énfasis en mecanismos de generación y migración a través de cobertura. En la fase experimental se emularon condiciones ambientales de yacimientos expuestos a procesos de oxidación y lixiviación química y biológica, estos en columnas experimentales con roca de mena sulfurada bajo una cobertura no consolidada. La roca de mena se obtuvo de la Mina El Teniente (1% Cu) y se colocó en la base de 5 columnas de 1 m de alto, la que fue cubierta con diferentes tipos de materiales. Una columna adicional se llenó solo con material no consolidado, utilizada como control. En cada columna se circuló agua a través de la cobertura y roca de mena durante 3 años. La solución fue monitoreada por pH, Eh, Cu2+, Cl-, I- y cultivo bacterial. En paralelo se realizaron experimentos in vitro con concentrados de pirita y calcopirita, y con roca de mena de El Teniente, expuestos a un cultivo de A. ferrooxidans o comunidades bacterianas naturales. Estos fueron sellados por 90 días, con circulación de un flujo de aire analítico. Los gases generados en los procesos de oxidación y lixiviación fueron acumulados al pasar a través de material adsorbente. En estos experimentos se analizó pH, Eh, FeTotal, FeII, Cu2+, cultivo bacterial y compuestos gaseosos de hidrocarburos (SGH) en el material adsorbente. Para el estudio de caso se seleccionó el yacimiento pórfido cuprífero (Cu-Au-Mo) Inca de Oro, ubicado en la región de Atacama, Chile. Este yacimiento se encuentra bajo una cobertura transportada de unos 30 a 130 m. El estudio de la cobertura se realizó sobre 10 sondajes, con análisis de pH, electro-conductividad (EC), sólidos totales disueltos (TDS), geoquímica ICP-AES por 35 elementos (digestión 4 ácidos) y difracción de rayos X, todo en muestras de gravas. Adicionalmente se analizaron compuestos gaseosos de hidrocarburos (SGH) en colectores pasivos OreHound GOCC ® insertos en superficie. Los resultados de las experiencias de laboratorio detectaron liberación de Cu2+ a la solución, disminución de pH, aumento de actividad microbiótica y detección, quizás por primara vez en forma directa, de compuestos de gases de hidrocarburos generados por estos procesos en experimentos in - vitro. Estos resultados demuestran que los procesos de oxidación y biolixiviación de rocas con minerales sulfurados son capaces de generar aumentos de concentración de metales en solución, incrementos de actividad microbiótica, generación de gases y gradientes de redox, que llevan a migración de iones y gases a superficie, a través de una cobertura transportada. En el pórfido Inca de Oro los valores de pH, EC y TDS de la cobertura presentan variaciones sutiles respecto de la proyección superficial del yacimiento bajo cobertura. Sobre la zona central de mineralización, respecto de los bordes, los valores de pH son levemente más bajos mientras que EC y TDS son levemente más altos. La concentración de Cu, Pb y Zn son mayores sobre el yacimiento, respecto de la cobertura hacia los bordes. El elemento Ca muestra una disminución de valores en la zona central, asociada con valores menores de pH, como también correlación positiva con la ocurrencia de calcita (DRX). Los compuestos gaseosos de hidrocarburos sobre el yacimiento Inca de Oro destacan concentraciones elevadas individuales en colectores sobre la proyección del yacimiento. Se demuestra en este estudio de caso que los procesos de oxidación y biolixiviación ocurren en tiempo presente, ocurrieron en el pasado, y han llevado a la generación de contrastes geoquímicos en la cobertura y superficie, si bien sutiles, detectables. La generación de las anomalías de contraste en la cobertura sobre el yacimiento Inca de Oro sería respuesta de distintos mecanismos de movilización de iones desde la fuente mineralizada a superficie, entre estos: evaporación/condensación de aguas subterráneas; generación de gases inorgánicos y orgánicos; capilaridad; bombeo tectónico, y gradientes electroquímicos. Los estudios experimentales, de columnas e in vitro, conjuntamente con el estudio de caso, confirman la ocurrencia de procesos de dispersión de iones y gases a partir de yacimientos de minerales sulfuros bajo cobertura transportada, con generación de improntas geoquímicas de contraste en superficie, conceptos que son aplicables a exploraciones mineras en zonas cubiertas.

Geólogo / En el presente trabajo se analiza la espectrometría de reflectancia de los sedimentos activos de los principales ríos que forman la cuenca del río Limarí (Región de Coquimbo, Chile). El objetivo es determinar el vínculo existente entre la espectrometría de reflectancia de los sedimentos y su geoquímica, para de esta forma, lograr generar una herramienta de prospección que anticipe los resultados químicos y que sea una guía para prospección geoquímica. Se determinó el espectro de reflectancia de la fracción fina (<180µm) de las muestra de sedimentos fluviales activos de los principales afluentes de la cuenca y con ello la composición mineralógica. Los datos espectrales fueron procesados mediante herramientas estadísticas tales como redes neuronales artificiales y análisis de componentes principales. Estas herramientas permitieron agrupar los datos en familias con respuestas espectrales similares, algunas de las cuales se correlacionaron geográficamente con las signaturas geoquímicas encontradas por Astudillo (Astudillo, 2011). Con imágenes satelitales Aster se intentó ubicar la procedencia geográfica de los sedimentos muestreados. Además se utilizó matemática de bandas para determinar la expresión en superficie de algunas mineralogías. Los resultados obtenidos, indican que la respuesta espectral de reflectancia de los sedimentos permite identificar algunas zonas con alteración hidrotermal. En particular la zona de mayor interés encontrada, corresponde al tramo superior del río Hurtado, en el cual existe un vínculo entre las signaturas geoquímicas y las signaturas espectrales de los sedimentos, los cuales presentan altas concentraciones de Cu, Cd, As, Zn, Y, Co, Ni, Se, Bi, Tl, Be, U, MnO, Mo, Sn y HREE asociados a una zona de alteración en la cordillera de los Andes, los sedimentos de este tramo muestran una signatura espectral fuertemente marcada por drenajes ácidos y la presencia de illita. Además, los resultados indican la nula influencia de factores antrópicos, como relaves y agricultura, sobre la respuesta espectral de los sedimentos muestreados.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / El objetivo de esta tesis consistió en desarrollar y fundamentar herramientas metodológicas que, al utilizarse a futuro, posibilitarán y generarán una significativa reducción de los costos y tiempos de evaluación de los yacimientos minerales, especialmente en su etapa de reconocimiento básica. Como resultado, la presente tesis aporta, entonces, herramientas novedosas para lograr una mejor asignación de los recursos humanos, técnicos y económicos aportados por las empresas mineras o compañías, de cualquier tamaño, durante la etapa de exploración temprana de los yacimientos mineros. El costo y la oportunidad de la inversión en un yacimiento, el que por su naturaleza puede llegar a presentar fuertes variaciones en la calidad de sus recursos geológicos, representan serios obstáculos para empresas de pequeño capital, las que requieren que éste sea usado lo más adecuadamente posible, buscando entonces liberarse de casos exploratorios fallidos. Con ello se crean nuevas oportunidades de exploración en otros blancos o depósitos alternativos. Considerando las ventajas que presentan las herramientas generadas en el marco de esta tesis, se ha conformado una empresa que, mediante el uso de dichas técnicas y de las metodologías anexas a ellas, brindará a sus clientes consistentes ventajas derivadas del ahorro directo en los recursos invertidos para lograr las definiciones requeridas durante la etapa exploratoria temprana del reconocimiento de un yacimiento. Con ello, además, se disminuye el tiempo usado para fundamentar una decisión relacionada a aportar y/o redirigir recursos para el yacimiento a otras zonas en exploración o a otros de los proyectos avanzados de la compañía. Es así que las herramientas que se ponen ahora a disposición de los usuarios, vía una gestión de servicios generada bajo la modalidad spin off respecto de una conocida prestadora de servicios de ingeniería, Core Mining Studies, permiten definir adecuadamente, a menor costo y en un marco de tiempo reducido, las características del depósito que está siendo evaluado, en especial, aunque no únicamente, en las etapas tempranas de su reconocimiento, anticipando su calidad y variabilidad geológica. Las herramientas desarrolladas fueron probadas en un caso de estudio, en un yacimiento real pero modificado, para mantener la confidencialidad del depósito original. Se obtiene en este ejercicio (caso de estudio), la definición del potencial tonelaje/ley y evaluación económica temprana del depósito y finalmente se realiza un comparativo de los costos de las metodologías tradicionales vs las herramientas desarrolladas en esta tesis, consiguiéndose un ahorro significativo. Es posible concluir entonces, que las herramientas desarrolladas en el marco de esta tesis permiten a las compañías que destinan fuertes recursos a la exploración de depósitos minerales, anticipar los resultados técnicos de los proyectos en evaluación. Con ello pueden lograr una mejor distribución y aplicación de sus recursos financieros y establecer más claramente sus prioridades.

Magíster en Minería / La caracterización de la textura geológica presente en los testigos de sondajes de exploración es utilizada por las diferentes compañías mineras como un paso determinante a la hora de definir las características litológicas y de mineralización presentes en un proyecto, influyendo de forma directa en los procesos mineros y metalúrgicos relacionados con el negocio. Normalmente esta interpretación es realizada de forma visual por parte de profesionales del área, geólogos, quienes determinan la presencia de una textura o característica textural predominante en determinada longitud de sondaje, basándose en sus conocimientos previos y en su juicio experto. Desarrollos previos han demostrado que esta es una tarea factible de realizar utilizando un clasificador secuencial en cadena basado en técnicas estadísticas de procesamiento de señales. Después de haber establecido la utilidad de este desarrollo en laboratorio bajo condiciones ideales se hace necesario acercarlo a la realidad, es así que este estudio plantea la experimentación a escala piloto sobre una longitud de testigos de sondaje de un proceso exploratorio real, a fin de determinar el algoritmo de trabajo que genere el mayor porcentaje de acierto en la determinación de textura geológica sobre tamaños de soporte mayores a los ya utilizados en la librería de imágenes de entrenamiento. Finalmente se ha obtenido el porcentaje de acierto en la interpretación de texturas geológica sobre una base de datos de fotografías y se mapeó por parte de un especialista con el fin de establecer valores de acierto a partir de la comparación de resultados; al aplicar los procedimientos de interpretación automáticos propuestos se obtuvo un 84.8% de clasificación correcta sobre imágenes individuales. Paso seguido se determinó el aporte de la interpretación de cada muestra en la determinación de la textura presente sobre un soporte definido de longitud 5m obteniendo un máximo porcentaje de acierto de 76.7%, además se describen los procedimientos y mediciones llevados a cabo para lograr el mejor resultado. La importancia de la presente investigación radica en que es la finalización del primer paso en el proceso de modelamiento espacial de atributos geometalurgicos, teniendo como dominio la asignación automatizada de textura en muestras de un depósito mineral. Tal propuesta también se describe en el presente documento.