Anexo 9: Fundamentos técnicos de la Medida de Mitigación y PAT Puquios del Salar de Llamara
4425-2000-GH-INF-009_0 INFORME SEMESTRAL N°9 ACTUALIZADO A JUNIO DE 2015
Diciembre 2015
PROYECTO Nº 4440ATO
SQM
PROYECTO PAMPA HERMOSA
N° 4440-0000-GH-INF-001_0
Rev. C
Nombre Firma Fecha
D
Nombre Firma Fecha
E
Nombre Firma Fecha
F
Nombre Firma Fecha
0
Nombre Firma Fecha
Ejecutor
Revisor
Aprobador
Nicolás Ramírez
Andrés Pucheu
Cristián Ortiz
28.12.15
29.12.15
31.12.15
Andrés Pucheu
Nicolás Ramírez
Cristián Ortiz
26.01.16
03.02.16
04.02.16
Andrés Pucheu
Nicolás Ramírez
Cristián Ortiz
15.04.16
15.04.16
15.04.16
Andrés Pucheu
Nicolás Ramírez
Cristián Ortiz
18.04.16
18.04.16
18.04.16
Andrés Pucheu
Nicolás Ramírez
Cristián Ortiz
21.04.16
21.04.16
21.04.16
Descripción Revisión Cliente
Revisión Cliente
Revisión Cliente
Revisión Cliente
Aprobado Cliente
ARCADIS Antonio Varas 621, Providencia, Santiago Teléfono: +56 2 2381 6000 Fax: +56 2 2381 6001 CP: 750 0966 www.arcadis.cl
PROYECTO PAMPA HERMOSA FUNDAMENTOS TÉCNICOS DE LA MEDIDA DE MITIGACIÓN Y PAT PUQUÍOS DEL SALAR DE LLAMARA ÍNDICE 1
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 5
2
MEDIDA DE MITIGACIÓN ........................................................................................... 7 2.1
IMPLEMENTACIÓN DE LA MEDIDA DE MITIGACIÓN Y PLAN DE SEGUIMIENTO AMBIENTAL .......................................................................... 7
2.2
PUESTA EN MARCHA Y MARCHA BLANCA DE LA MEDIDA DE MITIGACIÓN,................................................................................................ 11
2.2.1 2.2.2 2.2.3
Bombeo y puesta en marcha de las operaciones en el Salar de Llamara ...................................................................................................................... 11 Marcha blanca de la medida de mitigación ............................................... 12 Análisis de las pruebas de inyección y su período de marcha blanca ... 14
2.3
ANTECEDENTES HIDROGEOLÓGICOS..................................................... 33
2.3.1 2.3.2 2.3.3
Geología local y Unidades hidrogeológicas ............................................. 34 Piezometría .................................................................................................. 37 Hidroquímica ............................................................................................... 43
3
PLAN DE ALERTA TEMPRANA PUQUIOS DEL SALAR DE LLAMARA ................. 50
4
REFERENCIAS .......................................................................................................... 53
LISTADO DE TABLAS Tabla 2-1. Coordenadas pozos de inyección operativos. ....................................................... 7 Tabla 2-2. Resumen de parámetros utilizados para estimación de transmisividad y conductividad hidráulica en pozos de observación cercanos a la inyección en N1-N2, según solución de Thiem. ............................................................................................................... 25 Tabla 2-3. Resumen de parámetros utilizados para estimación de en pozos de observación cercanos a la inyección en N4, según solución de Thiem. ................................................... 32 Tabla 2-4. Concentración de parámetros físico-químicos principales de pozos de bombeo en sector Llamara e inyección en sector puquíos. Registro trimestral desde mayo 2010 hasta mayo 2015. .......................................................................................................................... 45 Tabla 3-1: Distancia entre pozos, inyección y puquio N3 ..................................................... 51
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Tabla 3-2: Distancia entre pozos, inyección y puquio N2 ..................................................... 51 Tabla 3-3: Distancia entre pozos, inyección y puquio N4 ..................................................... 52 Tabla 3-4: Correlación entre nivel de pozo e inyecciones para puquío N4 ........................... 52 LISTADO DE FIGURAS Figura 1-1: Salar de Llamara ................................................................................................. 6 Figura 2-1: Detalle pozos de inyección sector puquios Salar de Llamara............................... 8 Figura 2-2: Detalle sector puquios Salar de Llamara ............................................................. 9 Figura 2-3: Pozos de inyección RN4A y RN4C destinados al puquío N4 ............................... 9 Figura 2-4: Pozos de inyección RN2B y RN2D destinados a los puquíos N1 y N2. ............. 10 Figura 2-5: Caudal medio mensual bombeado en todos los pozos de bombeo.................... 11 Figura 2-6: Niveles del agua superficial en las regletas de los puquíos ............................... 13 Figura 2-7: Caudales de inyección en todos los pozos de la Medida de Mitigación ............. 13 Figura 2-8: Ubicación de pozos de inyección y monitoreo en las inmediaciones del puquío N3. ............................................................................................................................................ 14 Figura 2-9: Caudales de inyección y niveles piezómetricos en pozos de observación ubicados en las inmediaciones de puquío N3. .................................................................................... 15 Figura 2-10: Niveles en pozos de monitoreo para el puquío N3 ........................................... 16 Figura 2-11: Caudales de inyección y niveles piezométricos en red de monitoreo sector puquíos. ............................................................................................................................... 17 Figura 2-12: Nivel y tendencia de puquío N3 ....................................................................... 18 Figura 2-13: Comparación de ascensos corregidos en puquío N3 y pozos de monitoreo .... 19 Figura 2-14: Ubicación pozos de inyección y monitoreo en torno al puquio N1-N2. ............. 20 Figura 2-15: Caudales de Inyección en puquío N1-N2. ........................................................ 20 Figura 2-16: Caudales de inyección y niveles piezométricos en pozos de observación ubicados en las inmediaciones de puquío N1-N2................................................................................ 22 Figura 2-17: Caudales de inyección y nivel en las regletas instaladas en N1-N2. ................ 22 Figura 2-18. Caudales de inyección y ascenso en pozos de observación cercanos a pozos de inyección y sin información topográfica. ............................................................................... 23 Figura 2-19: Nivel y descenso histórico de puquío N1-N2 .................................................... 24 Figura 2-20: Mapa con ubicación de pozos y dominios hidrogeológicos en sector N4. En contornos se muestra la sectorización de dominios hidrogeológicos locales (occidental y oriental)................................................................................................................................ 27 Figura 2-21: Caudales de inyección y niveles piezómetricos en pozos de observación ubicados en las inmediaciones de puquío N4. Arriba se presentan todos juntos y para un período más amplio. Abajo se dividen en dominio oriental y occidental. ................................................... 28 Figura 2-22: Nivel y descenso histórico de puquío N4 ......................................................... 29 Figura 2-23: Niveles en pozos de monitoreo para el puquío N4 ........................................... 30
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Figura 2-24: Comparación de ascensos en puquío N4, pozos de monitoreo ....................... 31 Figura 2-25:Discretización de inyección en N4 en períodos de caudal constante. ............... 32 Figura 2-26. Red de pozos de inyección y puntos de monitoreo del sector de puquíos del Salar de Llamara........................................................................................................................... 34 Figura 2-27. Modelo hidrogeológico conceptual simplificado, mostrando las unidades hidrogeológicas, ubicación de pozos y punteras, diagramas de Stiff (modificados) y direcciones de flujo principal. ............................................................................................... 35 Figura 2-28. Cuencas que drenan hacia el sector norte del acuífero del Salar de Llamara y dirección de flujo del agua subterránea................................................................................ 39 Figura 2-29. Tasas de descenso anuales de pozos de observación en sector Llamara Norte (cercano a pozos de bombeo) y puquíos (previo a la medida de mitigación). ...................... 40 Figura 2-30. Mapa de isopiezas del acuífero local en el sector de puquíos con antecedentes de agosto de 2012. .............................................................................................................. 42 Figura 2-31. Mapa de isopiezas en los puquios N4 y N3 con antecedentes de diciembre de 2013. ................................................................................................................................... 43 Figura 2-32. Ubicación de pozos donde se obtuvo muestras de agua para análisis químicos en marzo de 2012. ............................................................................................................... 44 Figura 2-33. Valores de sólidos totales disueltos obtenido de una campaña de muestreo de marzo de 2012. .................................................................................................................... 45 Figura 2-34. Curvas de iso-conductividad eléctrica en el sector N1-N2 ............................... 47 Figura 2-35: Mapa de distribución de la conductividad eléctrica (mS/cm) en los puquios N3 y N4 a partir de levantamiento realizado en agosto de 2013................................................... 48 Figura 2-36. Composición isotópica en 18O y 2H de muestras de agua del Salar de Llamara. En cuadrados se muestran los pozos del sector Norte (sector de bombeo e inmediatamente al Sur), en círculos los pozos del sector de puquíos y triángulos las aguas superficiales de los puquíos. ............................................................................................................................... 49 Figura 3-1: Detalle pozos PAT puquios Fase Alerta I ........................................................... 53
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1
INTRODUCCIÓN
SQM adquirió una serie de compromisos ambientales durante la tramitación del proyecto Pampa Hermosa, ubicado en la Región de Tarapacá, que quedaron refrendados en la RCA 890/2010. Parte de los compromisos se relacionan con los potenciales efectos del proyecto sobre los puquios del Salar de Llamara. El proyecto contempla el bombeo desde 7 pozos ubicados en la zona norte del Salar de Llamara, aproximadamente a 11 km del sector de puquios. Los pozos de monitoreo se encuentran repartidos principalmente en 3 sectores: a) sector norte ubicados en las inmediaciones de los pozos de bombeo (al norte de PO-1), b) zona intermedia (CLL-29, A y B) y c) sector puquios. Uno de los compromisos más relevantes dice relación con la mantención del nivel de agua en los puquios en un valor establecido, junto con la definición de rangos de salinidad estacional por puquio. Para el cumplimiento de dicho compromiso, durante la tramitación del EIA, se diseñó una medida de mitigación que consiste en pozos de inyección que permiten asegurar que los puquios se mantengan sobre los niveles definidos. Junto con lo anterior y como una manera de dar completa seguridad de la mantención de los niveles en los puquios se diseñó un Plan de Alerta Temprana (PAT), que busca adelantarse a potenciales impactos sobre el objeto de protección. La Figura 1-1 presenta la ubicación de los pozos de monitoreo y bombeo además de los pozos de inyección, regletas y límite del acuífero. Luego de la implementación de la infraestructura de mitigación y de monitoreo, se desarrolló un período de puesta en marcha y marcha blanca que permitió mejorar el entendimiento del funcionamiento de los puquios en relación a la componente hidrogeológica y el sistema de mitigación. Lo anterior, permitió actualizar los diseños tanto de la operación de la medida de mitigación así como el PAT. En este contexto, se desarrolló el presente documento que es una descripción hidrogeológica y el análisis de resultados de la implementación de la medida de mitigación. Esta información sustenta tanto el diseño implementado como el PAT, y resume el trabajo desarrollado durante los últimos años para mejorar el entendimiento conceptual que se tiene del funcionamiento de los puquios con información actualizada a diciembre de 2014. El documento contiene una descripción de la infraestructura de mitigación y seguimiento ambiental, se describen y analizan los principales hitos de la marcha blanca de la medida de mitigación y los antecedentes que respaldan su implementación (antecedentes hidrogeológicos) y funcionamiento, así como los fundamentos considerados para modificar el PAT (Fase Alerta I), indicando los criterios utilizados y sus umbrales, en síntesis, en este documento se presentan los fundamentos técnicos de ambos planes.
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Figura 1-1: Salar de Llamara
Fuente: Elaboración propia
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MEDIDA DE MITIGACIÓN
A continuación se describe la medida de mitigación actual y los antecedentes que respaldan su implementación y funcionamiento (tales como el análisis de la inyección en el periodo de marcha blanca e información hidrogeológica), lo cual ha permitido actualizar la manera de operar la medida de mitigación y ser efectiva en mantener los niveles de los puquios sobre los umbrales establecidos en la RCA 890/2010. Se considera el análisis de la inyección en el periodo de marcha blanca 2.1
IMPLEMENTACIÓN DE LA MEDIDA DE MITIGACIÓN Y PLAN DE SEGUIMIENTO AMBIENTAL
La medida de mitigación opera con 8 pozos de inyección, los cuales demuestran ser efectivos para mantener los niveles de los puquíos por sobre los umbrales establecidos. Originalmente, se construyeron 11 pozos de inyección, sin embargo dos de ellos (RN4B y RN4D) no se encuentran operativos y un tercer pozo (RN2e) no resultó ser efectivo en ayudar a mantener el nivel del puquio N2, por lo tanto los pozos de inyección que habitualmente son operados son 8. El periodo en que los pozos de inyección fueron construidos fue de 3 años, en tres etapas: la primera de ellas fue entre octubre de 2010 y abril de 2011, la segunda fue entre octubre y noviembre de 2012, y la última entre octubre y noviembre de 2013. En la Figura 2-1 muestra la ubicación de los 8 pozos de inyección que son los que se operan habitualmente, individualizando las etapas en las que se construyeron. En la Tabla 2-1 se muestran las coordenadas de los pozos operativos. Tabla 2-1. Coordenadas pozos de inyección operativos. Pozo RN2A RN2B RN2C RN2D RN3a RN3e RN4A RN4C
Coordenadas UTM PSAD 56 Norte (m) Este (m) 7648209,26 435637,02 7.647.924,05 435.545,69 7.647.986,03 435.540,31 7.647.975,94 435.573,48 7.648.641,63 434.962,34 7.648.588,20 434.983,86 7.648.279,00 433.967,00 7.648.260,00 433.965,00
Coordenadas UTM Norte (m) 7647834,21 7647549,00 7647610,98 7647600,89 7648266,57 7648213,15 7647903,95 7647884,95
WGS 84 Este (m) 435452,96 435361,64 435356,26 435389,43 434778,29 434799,81 433782,95 433780,95
Fuente: Elaboración propia
Junto con los pozos de inyección, se cuenta con una red de monitoreo constituida por 32 pozos de observación, 5 reglillas que miden la altura de agua superficial y 24 barrenos realizados en el sector de salar activo, los que se encuentran topografiados mediante un levantamiento topográfico de precisión. Además se cuenta con un modelo digital de elevación (DEM) de detalle con una resolución de 0,5x0,5 m. En la Figura 2-2 se presenta la red de monitoreo en conjunto con los pozos de inyección mencionados anteriormente. Como se observa el sistema se encuentra debidamente monitoreado. Cabe señalar que durante la perforación de los pozos y barrenos se obtuvo importante información, especialmente de la estratigrafía, toma de muestras de agua y toma
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de muestras de suelo para análisis de refracción de rayos X en algunos casos, información de gran valor para la actualización del modelo geológico de la zona. Es importante mencionar que los puntos pertenecientes al PSAH se monitorea periódicamente y el resto por campañas realizadas por SQM donde se mide nivel y parámetros físico-químicos, información que es utilizada para actualizar el modelo conceptual del sector de los puquios. La Figura 2-4 muestra una fotografía donde se presenta la instalación de los pozos de inyección, en particular se muestra la cubierta y el manifold de inyección donde se aprecia la válvula de paso para regular el caudal, una línea de aire que permite medir la profundidad del pozo cuando no está en presión y un manómetro que permite medir la presión de pozo en caso de que este funcione de esta manera. Figura 2-1: Detalle pozos de inyección sector puquios Salar de Llamara
Fuente: Elaboración propia
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Figura 2-2: Detalle sector puquios Salar de Llamara
Fuente: Elaboración propia
Figura 2-3: Pozos de inyección RN4A y RN4C destinados al puquío N4
Fuente: Fotografía de terreno
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Figura 2-4: Pozos de inyección RN2B y RN2D destinados a los puquíos N1 y N2.
Fuente: Fotografía de terreno
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2.2 2.2.1
PUESTA EN MARCHA Y MARCHA BLANCA DE LA MEDIDA DE MITIGACIÓN, Bombeo y puesta en marcha de las operaciones en el Salar de Llamara
Respecto de las extracciones se debe indicar que en el acuífero del Salar de Llamara existen 120 L/s de derechos subterráneos de propiedad de SQM asociados al proyecto Lagunas aprobado ambientalmente mediante Resolución Exenta Nº 058/1997 de la Comisión Regional del Medio Ambiente I Región, los que son extraídos desde los pozos 2HENOC, 3X-16A y X17A. A lo anterior, el proyecto Pampa Hermosa suma 124,7 L/s de derechos subterráneos de manera escalonada, 49 L/s para el primer escalón, extracción que se hizo efectiva en octubre de 2011, luego se suman 31 L/s adicionales (80 L/s en total) para el segundo escalón, el que se hizo efectivo en agosto del 2012 y finalmente se suman 44,7 L/s (totalizando 124,7 L/s adicionales al proyecto Lagunas) para el tercer escalón, el que se hizo efectivo en noviembre de 2013. Cabe señalar que a diciembre del 2014 la extracción del tercer escalón sólo supera a la del segundo escalón en los meses de noviembre 2013, febrero y marzo 2014 y agosto 2014 con un máximo de 11,7 L/s en este último periodo. En la Figura 2-5 se presenta el caudal bombeado en el acuífero del Salar de Llamara de manera consolidada hasta diciembre de 2014 (para mayor detalle referirse a informes semestrales del PSAH del proyecto Pampa Hermosa). Figura 2-5: Caudal medio mensual bombeado en todos los pozos de bombeo
Fuente: Informe Semestral N°8 PSAH PH
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2.2.2
Marcha blanca de la medida de mitigación
Entre mayo de 2012 y diciembre de 2014 se realizó la marcha blanca de la Medida de Mitigación, la que ha permanecido en funcionamiento de manera constante tal como se describió en la conceptualización del proyecto, y que ha permitido mantener los puquios dentro del rango definido como nivel umbral RCA. Es importante señalar que tal como se indica en el Anexo II de la Adenda III: itigación en el periodo de marcha blanca se realizará una evaluación de los umbrales y del funcionamiento del sistema de inyección y de la respuesta del acuífero y de los puquios frente a la inyección. La Figura 2-6 presenta el comportamiento del nivel del agua en los puquios donde se puede observar claramente el efecto de la inyección en el acuífero. En particular se puede observar que los niveles se han mantenido sobre el nivel umbral definido desde febrero de 2014, dos meses después de que se completó la implementación de la medida de mitigación. Para el Puquío N3 la operación comienza en mayo de 2012, en tanto que para el Puquío N1-N2 el comienzo se produce en febrero de 2013. El último en comenzar su inyección es el sistema de N4 con el inicio de la inyección en diciembre de 2013. La Figura 2-7 presenta la inyección de la Medida de Mitigación, donde se aprecia la variación en la inyección en los pozos, presentando caudales menores en el periodo invernal y mayores durante el periodo estival, como es de esperar, para contrarrestar el efecto del aumento en la tasa de evaporación y mantener el nivel de los puquíos sobre el nivel comprometido en la RCA. Durante todo este periodo se ha estado monitoreando el nivel en todos los pozos de observación junto con los niveles en los puquios. Junto con lo anterior, se mide el comportamiento físico-químico (Conductividad Eléctrica y Sólidos Disueltos Totales), como unas variables integradoras y de medición continua/diaria. Junto con lo anterior, se toman muestras donde se analizan parámetros mayores y menores. Toda esta información junto a la información estratigráfica ha permitido mejorar y actualizar el funcionamiento conceptual del sistema de puquios, frente a la inyección.
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Figura 2-6: Niveles del agua superficial en las regletas de los puquíos
Fuente: Elaboración propia
Figura 2-7: Caudales de inyección en todos los pozos de la Medida de Mitigación
Fuente: Informe Semestral N°8 PSAH PH
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2.2.3
Análisis de las pruebas de inyección y su período de marcha blanca
2.2.3.1 Inyección en N3 Los pozos de inyección ubicados al Norte del puquío N3 (RN3a y RN3e, Figura 2-8), habilitados en el acuífero regional, se construyeron el primer semestre de 2011 y segundo semestre de 2012, respectivamente. En el pozo RN3e se realizaron pruebas de inyección de caudal variable y constante, durante julio y diciembre de 2011, respectivamente. El día 5 de mayo de 2012 se inició la marcha blanca de la Medida de Mitigación mediante la inyección de agua en RN3e y en enero de 2013 en RN3a, funcionando de forma ininterrumpida hasta la actualidad, en ciertos períodos ambos de forma conjunta y en otros de manera individual, tal como se muestra en la Figura 2-9. Figura 2-8: Ubicación de pozos de inyección y monitoreo en las inmediaciones del puquío N3.
Fuente: Elaboración propia
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Figura 2-9: Caudales de inyección y niveles piezómetricos en pozos de observación ubicados en las inmediaciones de puquío N3.
Fuente: Elaboración propia
2.2.3.1.1 Comportamiento del nivel piezométrico Los pozos de observación cercanos a los pozos de inyección muestran un efecto inmediato en el ascenso del nivel, lo que se aprecia claramente en los períodos donde los caudales se han incrementado (meses de verano) en la Figura 2-9. Esta respuesta se debe a que la mayor parte de los pozos de observación se encuentran monitoreando el acuífero regional, que es donde se efectúa la inyección. Asimismo, se aprecian los efectos en el aumento del nivel del puquio N3 (R4N3). Si bien existen efectos ajenos a la inyección que inciden directamente en el comportamiento de los niveles más someros, como por ejemplo la evaporación, principalmente en el puquío, el máximo caudal de 25 L/s alcanzado el 22-12-2012 se puede correlacionar con el máximo nivel del puquío, que ocurre 8 días después. A modo de referencia, en el pozo de observación S1 este máximo en el caudal inyectado se correlaciona con un máximo en el nivel que ocurre 2 a 3 días después de la inyección, es decir este efecto se percibe antes en el pozo S1 que en el puquío N3. Este desfase, del orden de algunos días, refleja el recorrido de la onda de agua generada desde el sector de inyección en el acuífero regional, su ascenso a través del acuitardo y/o sectores de flujo preferencial, su recorrido a través del acuífero local, y su efecto en el nivel del puquío.
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Un antecedente importante a destacar en los hidrogramas de los pozos de la red de monitoreo corresponde al período comprendido entre mayo de 2012 y enero de 2013 donde la inyección proviene exclusivamente desde RN3a y RN3e. En la Figura 2-10 se muestra la tendencia descendente con que venían los niveles de los pozos de observación más lejanos a los pozos de infiltración y previo al inicio de la inyección, en todos ellos es posible apreciar cómo cambia esta tendencia, produciéndose un ascenso en el nivel. Figura 2-10: Niveles en pozos de monitoreo para el puquío N3
Fuente: Elaboración propia
Asimismo, tal como se observa en la Figura 2-11, se evidencia que el efecto de la inyección en los pozos de N3 tiene a lo menos un radio de influencia de 1.300 m. En el acuífero inferior o regional este efecto es menor en S13, más cercano al puquío N4, sugiriendo una menor conexión hidráulica hacia el Oeste en comparación a los pozos XT-8 y M3N2 ubicados al Este de N3.
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Figura 2-11: Caudales de inyección y niveles piezométricos en red de monitoreo sector puquíos.
Fuente: Elaboración propia
Con el objetivo de realizar una predicción de la evolución de los niveles en el puquío, se graficaron los datos de niveles obtenidos en la regleta R4N3 y se ajustó una curva sinusoidal con pendiente decreciente que obedece a la periodicidad anual y amplitud característica de este cuerpo de agua tal como se observa en la Figura 2-12. Al extender la curva de evolución entre el 5 de mayo de 2012 y el 31 de diciembre de 2014 se puede apreciar el real efecto de las inyecciones realizadas durante este último lapso, en donde se puede estimar que el ascenso producto de la inyección está por sobre los 15 cm hacia el final del periodo.
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Figura 2-12: Nivel y tendencia de puquío N3
Fuente: Elaboración propia
Los niveles registrados en el puquío N3 muestran ascensos directamente relacionados a la inyección efectuada, sin embargo, al mismo tiempo los niveles están condicionados por la estacionalidad de la evaporación, con niveles naturales máximos en invierno y mínimos en verano. Los niveles registrados en los pozos de monitoreo en los últimos meses antes de comenzar la inyección, muestran una tasa de descenso de 2,8 cm/año. Se ha proyectado la profundidad esperada del nivel freático manteniendo la tendencia de descenso del acuífero para el periodo de inyección (Figura 2-10). Con esta proyección se estimaron los pozos, restando los valores de niveles medidos y los calculados para la recta de descensos (Figura 2-10), y las respuestas de los niveles a las inyecciones realizadas en N3 y N1-N2, los que se muestran en la Figura 2-13. Los ascensos varían entre 0 y 30 cm y los valores mayores corresponden a los meses de verano cuando la inyección es más intensa. Por otro lado, los menores ascensos corresponden a los meses de invierno. El mismo procedimiento se aplicó para los niveles del puquio N3 considerando el descenso estimado sin inyección y la variación de la evaporación, curva que también se muestra en la Figura 2-12. Con la corrección realizada (extrayendo el efecto de la variación estacional), el nivel del puquío N3, muestra el efecto de la inyección, alcanzando 15 cm de ascenso en enero de 2013 la que se condice con el comportamiento del nivel observado en los pozos.
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Figura 2-13: Comparación de ascensos corregidos en puquío N3 y pozos de monitoreo
Fuente: Elaboración propia
2.2.3.2 Inyección en N1-N2 La segunda etapa de implementación de la Medida de Mitigación se ejecutó durante el segundo semestre de 2012 e incluyó la construcción de 5 pozos de inyección; RN2A, RN2B, RN2C y RN2D para el sector N1-N2 (Figura 2-14), además de RN3a para el sector N3, como ya fue mencionado. Estas pruebas se realizan a raíz de que las inyecciones realizadas en el pozo RN2e no produjeron el efecto esperado, por lo que se realizaron estudios adicionales y se implementó la inyección en estos pozos que no fueron contemplados inicialmente en esta localización. Los pozos RN2A y RN2B se encuentran ranurados en el acuífero local, mientras que RN2C y RN2D, en el acuífero regional. Las pruebas de inyección se realizaron entre enero y marzo del 2013, comenzando por el pozo RN2A (23-01 al 24-02-13) y luego RN2B (25-02 al 5-03-13) y finalmente las pruebas de inyección en los pozos RN2C y RN2D se realizaron entre el 20 de octubre y 18 de diciembre de 2014. La inyección en este sector se efectuó durante el periodo de marcha blanca exclusivamente durante los meses de primavera y verano, tal como se aprecia en la Figura 2-15.
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Figura 2-14: Ubicación pozos de inyección y monitoreo en torno al puquio N1-N2.
Fuente: Elaboración propia
Figura 2-15: Caudales de Inyección en puquío N1-N2.
Fuente: Elaboración propia
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2.2.3.2.1 Comportamiento del nivel piezométrico Como se mencionó en el capítulo anterior, el efecto de la inyección en N3 se extiende a la totalidad de los pozos de observación (a excepción de los cercanos a N4) y por lo tanto requiere ser considerada al momento de analizar el comportamiento de los niveles en los pozos de observación cercanos a N1-N2. En la Figura 2-16 y Figura 2-17 se muestra el registro histórico del nivel piezométrico en los pozos de observación ubicados en los alrededores de N1-N2 y en las tres regletas ubicadas en los puquíos (Re-1, R3N2 y R2N2), respectivamente. Se incluye además el caudal total inyectado en los pozos RN3a y RN3e (sector N3) y la suma de caudales inyectados en los pozos de N1-N2. Los hidrogramas de los pozos S19, S20 y S21, se muestran en función del ascenso en cada pozo en la Figura 2-18, ya que no se dispone de información topográfica de detalle para éstos (no son parte del Plan de Seguimiento Ambiental). Previo al inicio del proyecto Pampa Hermosa en la que se desarrollan los bombeos en el sector Norte e inicio de la medida de mitigación en los puquíos, el nivel de todos los pozos de observación, muestran una tendencia descendente, al igual que en todos los puquíos estudiados. En particular los Puquíos R3N2, R2N2 y regleta Re-1, también dan cuenta de este descenso con una tasa de 2,1 cm/año. Una vez iniciada la medida de mitigación, los niveles de todos los pozos de observación cercanos a la inyección en los pozos RN2A, RN2B, RN2C y RN2D, se muestran influenciados por los distintos períodos de inyección. Las variaciones en el nivel durante los meses de primavera y verano obedecen en conjunto a los caudales inyectados en los pozos de N1-N2 y N3, mientras que en el resto del año la inyección es efectuada exclusivamente en los pozos de N3, tal como se aprecia en la Figura 2-16 y Figura 2-18. Los pozos de observación representativos del acuífero regional corresponden a S19, S1, S3 y S15, del acuífero local S20 y S21, mientras que S2 monitorea a ambos acuíferos. Si bien todos los pozos ascienden, independiente de donde se inyecte el agua, la magnitud en el ascenso del nivel y comportamiento dependen de la distancia al pozo de inyección y de la profundidad donde se esté inyectando. Respecto a la respuesta del nivel en las lagunas, en la Figura 2-17 se observa que el nivel en la regleta Re-1 asciende, con un desfase de unos pocos días, producto de la inyección en el mismo acuífero en enero de 2013. En las regletas instaladas en el puquío N2 (R3N2 y R2N2) también se observa un ascenso en el nivel, aunque más amortiguado y de menor magnitud respecto a Re-1. La tendencia descendente que registran los niveles de las lagunas previo al inicio de la medida de mitigación ha sido revertida, aumentando los niveles mínimos durante los meses de verano, así como los máximos en invierno. A diferencia del nivel en el puquío N3, en N1-N2 la ciclicidad en el nivel del agua se ha mantenido, reflejando un efecto menor de la inyección, probablemente debido a factores como el mayor recorrido que debe efectuar el agua hasta el puquío y la evaporación a la que se ve sometida.
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Figura 2-16: Caudales de inyección y niveles piezométricos en pozos de observación ubicados en las inmediaciones de puquío N1-N2.
Fuente: Elaboración propia
Figura 2-17: Caudales de inyección y nivel en las regletas instaladas en N1-N2.
Fuente: Elaboración propia
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Figura 2-18. Caudales de inyección y ascenso en pozos de observación cercanos a pozos de inyección y sin información topográfica.
Fuente: Elaboración propia
Del mismo modo que en N3 y con el objetivo de realizar una predicción de la evolución de los niveles en el puquío, se graficaron los datos de niveles obtenidos en la regleta R3N2 y se ajustó una curva sinusoidal con pendiente decreciente que obedece a la periodicidad anual y amplitud característica de este cuerpo de agua tal como se observa en la Figura 2-19. Al extender la curva de evolución entre el 5 de mayo de 2012 y el 31 de diciembre de 2014 se puede apreciar el real efecto de las inyecciones realizadas durante este último periodo, en donde se puede estimar que el ascenso producto de la inyección alcanza los 25 cm aproximadamente (efecto combinado de las inyecciones).
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Figura 2-19: Nivel y descenso histórico de puquío N1-N2
Fuente: Elaboración propia
De la misma manera que en N3, l los valores de niveles medidos y los calculados para la recta de descensos, y las respuestas de los pozos de observación a las inyecciones realizadas en N3 y N1-N2. Los ascensos varían entre 0 y 20 cm aprox. y los valores mayores corresponden a los meses de verano cuando la inyección es más intensa. Por otro lado, los menores ascensos corresponden a los meses de invierno. 2.2.3.2.2 Interpretación prueba inyección en N1-N2 Durante la ejecución de las pruebas de inyección en los pozos de N1-N2, la inyección de agua se realizó de forma intermitente, poniendo en marcha las bombas durante el día y siendo apagadas durante la noche, precaución que se tomó al no conocer como reaccionaba el acuífero y los pozos de inyección para lo cual sólo se tenía supervisión durante el día. Si bien posterior a este periodo la inyección ha sido continua, tal como se muestra en la Figura 2-15, la inyección en estos pozos se ha efectuado por periodos de tiempo más reducidos si se compara con N3. Esta forma de operar durante las pruebas de inyección, afecta sustancialmente los ascensos, ya que hay un período de recuperación durante la noche, y no permite conocer de manera óptima los efectos de los caudales inyectados sobre el nivel piezométrico de los pozos de observación. Por lo tanto la interpretación de las pruebas de
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inyección a través de soluciones analíticas en régimen transitorio (Cooper- Jacob, Theis u otra) se ve restringida. Alternativamente y considerando la limitancia operacional antes descrita, para obtener información de los parámetros hidráulicos del acuífero, se realizó un análisis en ciertos pozos cercanos a la inyección, que tienden a la estabilización del nivel ante ciertos caudales constantes. Utilizando la solución analítica de Thiem para un acuífero confinado en régimen permanente.
Se obtuvieron valores de transmisividad para el acuífero local entre 80 y 1.000 m2/d y para el acuífero regional entre 1.300 y 9.700 m2/d, valores dentro del mismo rango de aquellos obtenidos del análisis de la inyección en N3 conforme a lo presentado en el informe GeoHidrología 2013. Los parámetros utilizados se muestran en la Tabla 2-2. Tabla 2-2. Resumen de parámetros utilizados para estimación de transmisividad y conductividad hidráulica en pozos de observación cercanos a la inyección en N1-N2, según solución de Thiem. Pozo Observación S21 S21 S21 S20 S20 S19 S1 S3
Pozo Inyección RN2A RN2B RN2B RN2B RN2B RN2CRN2D RN2CRN2D RN2CRN2D
14-02-13 16-04-14 31-03-14 04-03-13 17-03-13
Q (L/s) 4.7 3.8 4.8 5.1 2.4
0.25 0.2 0.35 0.187 0.082
50 325 325 34 34
Regional 29-11-14 15-12-14
12.6
0.46
Regional 07-12-14 15-12-14
12.6
Regional 10-12-14 16-12-14
12.4
Acuífero
Desde
Hasta
Local Local Local Local Local
10-02-13 04-04-14 15-03-14 01-03-13 14-03-13
500* 500* 500* 500* 500*
T (m2/d) 595 113 81 1008 1082
b (m) 5 5 5 5 5
k (m/d) 119 23 16 202 216
45
1500*
1321
10
132
0.034
45
300**
9668
10
967
0.05
45
560**
8598
10
860
s (m) r1 (m) r2 (m)
Se consideró r2 como el radio de influencia (500 m para acuífero local y 1.500 m para acuífero regional).**Se considera r2 como distancia hasta S19. Q: Caudal inyección; s: ascenso; r1:distancia al pozo de inyección; b: espesor acuífero; T:Transmisividad; k: conductividad hidráulica.
Fuente: Elaboración propia
2.2.3.3 Inyección en N4 Como parte de la tercera etapa de implementación de la Medida de Mitigación, durante los meses de octubre y noviembre de 2013, se construyeron 4 pozos de inyección destinados a la mantención del nivel de agua en el puquío N4, quedando sólo dos de estos pozos operativos (RN4A y RN4C), los que se muestran en la Figura 2-20, junto a los pozos de observación y punteras del sector. Los trabajos destinados al levantamiento de información en el sector del puquío N4, se deben a la necesidad de contar con una caracterización local detallada de forma de comprender el funcionamiento hidrogeológico en este sector particular. Esto último debido a que durante la inyección desde los pozos cercanos al puquío N3 se detectaron dificultades en el control del nivel del puquío N4, particularmente en los meses de verano. A partir del 11
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de diciembre de 2013 comenzaron las pruebas en los pozos RN4A y RN4C, inyección que se mantiene a la fecha, tal como se muestra en la Figura 2-21. 2.2.3.3.1 Comportamiento del nivel piezométrico Los caudales de inyección e hidrogramas de pozos de observación y punteras ubicados en los alrededores del puquío N4, además del nivel de este último, se muestran en la Figura 2-21. Se puede apreciar que los pozos con registro más amplio presentan una tendencia descendente, con una tasa de 2,5 cm/año, la que cambia una vez que comienza la inyección. Existen dos tipos de comportamiento del nivel frente a la inyección. Primero se reconocen aquellos pozos y punteras que reaccionan de forma inmediata y en magnitudes acordes a los caudales inyectados, dentro de los cuales se encuentran los pozos S7, S13, S17, S8 (ubicados al norte de los pozos de inyección de N4) y punteras Z8C, Z10, Z8A, Z8B, Z9, Z7, Z16, Z3, Z13 y Z18 (ubicados al sur de los pozos de inyección y del puquio N4), los que han sido delimitados en contorno naranjo en la Figura 2-20. Independiente de la profundidad del punto de monitoreo, dentro de este grupo, las respuestas a la inyección son similares y no se aprecia una diferencia entre el comportamiento del nivel piezométrico de los pozos más profundos, respecto a las punteras someras, lo que se debe a la continuidad entre el acuífero regional y local. Un segundo comportamiento corresponde a las punteras que reaccionan más lentamente, en menor magnitud, de forma gradual y retardadamente respecto a la inyección y las variaciones en el caudal. Dentro de este grupo se encuentran las punteras Z1, Z2, Z14, Z17, Z19, Z15 y Z12 (grupo ubicado al este y sur este del puquio N4 y pozos de inyección), además del puquío N4, y se han delimitado en contorno verde en la Figura 2-20. El nivel piezométrico de estas punteras se encuentra en su totalidad por debajo del nivel de los pozos y punteras antes descritos. A partir de estas diferencias, además de consideraciones respecto a la salinidad y permeabilidad (aspectos abordados más adelante) se han definido dos dominios hidrogeológicos locales en el sector del puquío N4 y alrededores, que para efectos de este mapa de la Figura 2-20.
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Figura 2-20: Mapa con ubicación de pozos y dominios hidrogeológicos en sector N4. En contornos se muestra la sectorización de dominios hidrogeológicos locales (occidental y oriental).
Fuente: Elaboración propia
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Figura 2-21: Caudales de inyección y niveles piezómetricos en pozos de observación ubicados en las inmediaciones de puquío N4. Arriba se presentan todos juntos y para un período más amplio. Abajo se dividen en dominio oriental y occidental.
Dominio occidental
Dominio oriental
Fuente: Elaboración propia
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Del mismo modo que en los puquíos anteriores, se analiza la evolución temporal del puquío N4, la que evidencia una tendencia decreciente en el tiempo, con una oscilación estacional bien marcada (Figura 2-22). Adicionalmente, en esta figura se ha incluido una recta con pendiente negativa, que representa la tasa de descenso (2,5 cm/año) que tuvo el puquío entre el 2009 y el 2012, previo a la inyección. Figura 2-22: Nivel y descenso histórico de puquío N4
Fuente: Elaboración propia
Con el objetivo de realizar una predicción de la evolución de los niveles en el puquío, se graficaron los datos de niveles obtenidos en la regleta R5N4 y se ajustó una curva sinusoidal con pendiente decreciente que obedece a la periodicidad anual y amplitud característica de este cuerpo de agua (Figura 2-22). Al observar la extensión de la curva del puquío entre el 5 de mayo de 2012 y el 31 de diciembre de 2014, se aprecia el real efecto de las inyecciones sobre el cuerpo de agua. Para el período en que se realiza la inyección únicamente en el sector acuífero regional, se tiene un leve incremento de los niveles del puquío llegando a un ascenso máximo de 5 cm. Por otro lado, cuando se comienza la inyección de manera local, se tiene un efecto notorio en los niveles de la laguna N4, comenzando la recuperación del nivel antes del mes de enero, contrario a la periodicidad natural que había presentado el puquío en sus registros históricos.
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De modo de caracterizar el real efecto que producen las inyecciones en los niveles de los pozos de monitoreo hasta fines de 2014, se calculó la tasa de descenso que presentan los pozos en los últimos meses antes de comenzar la inyección, obteniéndose un descenso aproximado de 2,5 cm/año, valor que debe ser considerado dentro de la medida de mitigación a largo plazo y recalcularse a medida que se poseen nuevos registros. Con esto se representa la profundidad a la que debiese estar la napa subterránea en el caso que no existiera inyección. En la Figura 2-23 se presenta lo descrito anteriormente, donde además se puede apreciar que los valores de ascenso varían entre 0 y 20 cm y los valores mayores corresponden al período después de comenzar la inyección de manera local. Figura 2-23: Niveles en pozos de monitoreo para el puquío N4
Fuente: Elaboración propia
Con el objetivo de poder estimar los niveles en el puquío se buscó un pozo que se relacionara de la mejor manera posible con los ascensos que presenta el puquío en el periodo de análisis y la forma en que ambos obedecen a las inyecciones realizadas en los sectores N1-N2, N3 y N4. Tal como se observa en la Figura 2-24, una vez iniciada la inyección local el 12-12-2013, los niveles de los pozos de monitoreo S7, S8, S13 y S17 presentan un ascenso notorio, el cual es concordante con el aumento del nivel del agua superficial en el puquio N4.
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Figura 2-24: Comparación de ascensos en puquío N4, pozos de monitoreo
Fuente: Elaboración propia
2.2.3.3.2 Interpretación prueba de inyección Para la interpretación de la prueba de inyección en los pozos RN4A y RN4C y estimación de constantes elásticas del acuífero se discretizó la inyección en períodos donde el caudal se mantuvo relativamente constante, tal como se muestra en la Figura 2-25. Con la información del nivel estabilizado para estos caudales se utilizó la solución analítica de Thiem, considerando un acuífero confinado en régimen permanente, según la siguiente expresión:
Donde s es el descenso, Q el caudal de inyección, T la transmisividad. Se consideró r1 como la distancia desde el pozo de inyección hasta el pozo S7 y r2 como la distancia desde el pozo de inyección hasta el pozo de observación correspondiente. Las estimaciones se realizaron sólo para los pozos de características similares a aquellos donde se produce la inyección, considerando la geología, profundidad y sección ranurada, por lo tanto las punteras de menor profundidad quedan fuera del análisis. Se obtuvieron valores de T para cada período de caudal estabilizado y el promedio de estos en los pozos Z8C, S13, S17, S8 y S18 entrega valores entre 2.000 y 2.500 m2/d para el acuífero, en este caso de
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forma indiferenciada entre local y regional al tener una continuidad vertical entre ambos. El detalle de parámetros utilizados se muestra en la Tabla 2-3. Tabla 2-3. Resumen de parámetros utilizados para estimación de en pozos de observación cercanos a la inyección en N4, según solución de Thiem. Pozo Observación
Pozo Inyección
Acuífero
r1 (m)
r2 (m)
T (m2/d)
Z8C
RN4A y RN4C
Local
11
44
2.962
S8
RN4A y RN4C
Regional
11
189
2.874
S13
RN4A y RN4C
Regional
11
120
5.511
S17
RN4A y RN4C
Regional
11
327
4.027
S18
RN4A y RN4C
Regional
11
499
2.060
Fuente: Elaboración propia
Figura 2-25:Discretización de inyección en N4 en períodos de caudal constante.
Fuente: Elaboración propia
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2.3
ANTECEDENTES HIDROGEOLÓGICOS
En este capítulo se hace referencia a los principales trabajos hidrogeológicos que se han efectuado en torno a los puquíos del Salar de Llamara, destinados a comprender el funcionamiento hidrogeológico local y como parte de la implementación de la medida de mitigación comprometida en el EIA. Tal como se señaló anteriormente, a la fecha se han realizado una serie de trabajos con este fin, tales como campañas de implementación de nueva infraestructura, pruebas de inyección en terreno, levantamiento topográfico de detalle mediante GPS diferencial, medición de niveles y parámetros fisicoquímicos, entre otros. Con estos antecedentes, se pretende entregar una visión de la condición natural del sistema geológico, hidrogeológico e hidroquímico del sector de puquíos, para posteriormente presentar y caracterizar la respuesta del sistema ante la marcha blanca de la medida de mitigación. Las diversas campañas de implementación de la medida de mitigación han sido presentadas en los informes del plan de seguimiento ambiental hidrogeológico (PSAH) del proyecto Pampa Hermosa (para mayor detalle ver capítulo 3.1 del informe N°8 del PSAH). Gran parte de los resultados de todos estos levantamientos se han traducido en una completa red de pozos de inyección, pozos de monitoreo de los distintos acuíferos, punteras de monitoreo (pozos cortos perforados manualmente) y puntos de monitoreo en los mismos puquíos, los cuales se presentan en la Figura 2-26. En los siguientes capítulos del documento y para una mayor claridad de los sectores citados, se hace referencia a la ubicación de los puntos de monitoreo presentados en la figura. Cabe señalar que esta red de monitoreo contiene a los puntos de monitoreo del PSAH del proyecto Pampa Hermosa.
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Figura 2-26. Red de pozos de inyección y puntos de monitoreo del sector de puquíos del Salar de Llamara.
Fuente: Elaboración propia
2.3.1
Geología local y Unidades hidrogeológicas
En la Figura 2-27 se muestra un mapa con la distribución en planta y perfil de las unidades hidrogeológicas del sector de puquíos. Además se incluye información hidrogeológica e hidroquímica que es tratada en los siguientes capítulos del presente informe.
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Figura 2-27. Modelo hidrogeológico conceptual simplificado, mostrando las unidades hidrogeológicas, ubicación de pozos y punteras, diagramas de Stiff (modificados) y direcciones de flujo principal.
Fuente: Elaboración propia
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De acuerdo a la información recopilada, existe una diferenciación de unidades geológicas dentro y fuera del sector de puquíos, lo que se ha atribuido a un control estructural que habría condicionado la formación de los puquíos, así como los procesos hidrogeológicos y geoquímicos derivados de esto. El sector más deprimido comprende el salar activo, donde el nivel freático se encuentra cercano a la superficie y aflora en los puquíos, sometiéndose a intensos procesos de evaporación, concentración y precipitación de sales evaporíticas. La geología de este sector se caracteriza por la presencia de distintas unidades evaporíticas con intercalaciones de materiales aluviales arcillosos en algunos sectores y que condicionan el grado de confinamiento de las unidades inferiores. A continuación se presenta una revisión de las unidades hidrogeológicas reconocidas y definidas a la fecha. Unidad de evaporitas inferior- Acuífero Regional Corresponde a la base de la secuencia estratigráfica compuesta por depósitos evaporíticos correlacionables con la Formación Soledad de edad Plioceno a Pleistoceno. Se distribuye ampliamente en subsuperficie y aflora en el margen occidental y sur de la zona de estudio. Se caracteriza por una mineralogía compuesta por cristales de yeso, de colores blanco a amarillento, que van desde tamaño limo hasta 30 mm, con proporciones menores de arcilla marrón (menos de 10%). De acuerdo a análisis de difracción de rayos X indican además de yeso, menores proporciones de halita, calcita y silicatos. Si bien los pozos perforados en el área de estudio no la han atravesado por completo, se estima su potencia promedio en 35 m. Esta unidad se encuentra saturada en agua y comprende un acuífero de extensión regional, en su mayor parte confinado a semiconfinado, que se extiende desde el campo de pozos de bombeo del sector de Llamara hasta el sector de los puquíos. Dada su litología evaporítica y alta solubilidad de las sales que lo componen, se estima que su comportamiento se asemejaría al de un acuífero kárstico, con desarrollo de conductos preferenciales de flujo. Esto último queda reflejado en la variabilidad de la transmisividad, la que se ha estimado entre 600 y 5.200 m2/d. La conductividad hidráulica se ha estimado entre 60 y 1000 m/d y el coeficiente de almacenamiento entre 10-3 y 10-6, característico de acuíferos confinados. Unidades de depósitos aluviales-Acuitardos Existen distintos niveles de material aluvial fino que litológicamente se componen de limos arcillosos, arcillas a arcillas limosas de color marrón a beige, en algunos casos de alta plasticidad y con presencia variable de agregados de yeso y halita, así como de clastos retrabajados de estos mismos. Localmente, en el sector de pozos de inyección de N4 además se detectaron niveles más oscuros, de color negro, debido a un mayor contenido en materia orgánica. Superficialmente estos depósitos cubren toda la porción Norte y Este del sector de puquíos, tal como se ve en la Figura 2-27, y corresponden a la porción distal de los conos aluviales que nacen a los pies de la cordillera de Domeyko. Dada la predominante presencia de material fino en estas unidades aluviales y por ende una baja conductividad hidráulica, se comportan como acuitardos que confinan las unidades acuíferas inferiores.
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Considerando la presencia local de una unidad evaporítica (acuífero local), en algunos sectores sobre y bajo una unidad de depósitos aluviales, se ha optado por diferenciarlos en Depósitos Aluviales 1 y Depósitos Aluviales 2, los cuales en términos geológicos e hidrogeológicos no presentan diferencias importantes, salvo su posición estratigráfica. La unidad de Depósitos Aluviales 1 se ha reconocido en superficie y sobre el acuífero local (sector N4, Norte de N3 y entre ambos), donde alcanza una potencia máxima entre 9 y 11 m (pozos S17, S16 y S8). En el sector de los pozos de inyección de N4, tiene un potencia entre 2 a 4 m, en la parte superior de la columna, evidenciando un adelgazamiento desde el Norte. Por otra parte, en el sector de N3 y N1-N2, los Depósitos Aluviales 2 se ubican entre el acuífero evaporítico regional y local, donde alcanzan una potencia entre 1 y 8 m. Unidad de evaporitas 2- Acuífero local Corresponde a una unidad evaporítica que forma un acuífero local y que está relacionada más directamente al funcionamiento y recarga de los puquíos. En el sector oriental, principalmente en los alrededores de N3 y N1-N2, se encuentra sobre la unidad de depósitos aluviales 2 y en el sector de N4, donde no se ha reconocido el acuitardo intermedio, se dispone directamente sobre el acuífero regional. Dada la similitud litológica con los depósitos evaporíticos pertenecientes al acuífero regional, la distinción y contacto entre ambas unidades se hace compleja en el sector de los pozos de inyección de N4, donde se presentan de forma indiferenciada y conformando un solo acuífero. En el sector de pozos de inyección de N1-N2 se ha estimado una conductividad hidráulica entre 20 y 200 m/d. 2.3.2
Piezometría
2.3.2.1 Contexto Regional La recarga subterránea al Salar de Llamara proviene de las cuencas ubicadas al Este, que drenan la precipitación que cae en la ladera occidental de la cordillera de Domeyko. La Figura 2-28 muestra la delimitación de estas cuencas, donde se aprecia por el Norte la cuenca de Guatacondo, seguida hacia el Sur por la cuenca de Maní y otras. Se realizó una actualización de la estimación de la recarga del acuífero del Salar de Llamara a partir del modelo desarrollado por DICTUC (2006) y presentado en el EIA Pampa Hermosa. Esta actualización indica que la recarga subterránea de la cuenca de Guatacondo alcanza los 81 L/s, mientras que para la cuenca de Maní y otras la recarga es de 193 L/s. La recarga subterránea más directa al sector de puquíos proviene desde la cuenca de Maní y otras, ubicada inmediatamente al Este, además de una componente desde el Norte, donde se ubican los pozos de bombeo del Salar de Llamara, tal como se muestra en la Figura 2-27. Las curvas equipotenciales del acuífero regional se obtuvieron a partir de niveles de Junio de 2011. El gradiente hidráulico de este acuífero es bajo (0,018%) y se determinó con el nivel entre el pozo A y el punto más bajo al centro del salar activo que alberga a los puquíos N3 y N4. La curvas equipotenciales muestran que la zona del salar activo corresponde a un sumidero de toda el área, forzando el flujo subterráneo proveniente desde todas las direcciones hacia el centro del sector de puquíos.
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El bombeo de los pozos del Salar de Llamara (X-17A, 3X-14A, 3X-S7, 2 HENOC, 3X-16A, 2PL2 y 2PL3) ha ocasionado un descenso local, previo a las medidas de mitigación (mayo 2012), con tasas promedio anuales de 8,8 cm/año en el pozo de observación CLL-29, 6,3 cm/año en el pozo B y 1,6 cm/año en el pozo A, como se muestra en los hidrogramas de la Figura 2-29. Por otra parte las tasas de descenso en los puquíos, previo a la inicio de la medida de mitigación, son de 2,5 cm/año para N4, 2,8 cm/año para N3 y 2,1 cm/año para N1N2. Por lo tanto, si bien la tasa de descenso disminuye hacia el Sur, el descenso en el pozo A es menor a las tasas de los puquíos, posiblemente debido a que el descenso en estos últimos son un efecto combinado producto del bombeo y la disminución de la recarga que proviene desde el Este (quebrada Maní y otras).
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Figura 2-28. Cuencas que drenan hacia el sector norte del acuífero del Salar de Llamara y dirección de flujo del agua subterránea.
Fuente: Modificado de GeoHidrología 2013
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Figura 2-29. Tasas de descenso anuales de pozos de observación en sector Llamara Norte (cercano a pozos de bombeo) y puquíos (previo a la medida de mitigación).
Fuente: Elaboración propia
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2.3.2.2 Régimen de flujo local El acuífero local, en el sector de N1-N2, tiene una dirección de flujo hacia el Noreste, con un gradiente cercano a 0,6%, y que es completamente opuesto a la dirección de flujo del acuífero regional, tal como se muestra en la Figura 2-27 y Figura 2-30 (datos agosto 2012). Se ha interpretado que este cambio en la dirección de flujo se produciría por un ascenso del agua del acuífero regional en una zona ubicada a unos 200 m al Oeste de la regleta Re-1 y asociado a alguna falla o zona de fracturas. Por lo tanto, este rasgo geológico y el ascenso del agua genera una divisoria de aguas en el acuífero local, con una componente hacia el Este-Noreste (hacia N1-N2) y otra hacia el Oeste, tal como muestra en la Figura 2-27 y Figura 2-30. Para la construcción de las curvas equipotenciales en el sector de N4 y N3 se utilizaron los antecedentes de niveles entregados por las punteras perforadas en la zona del salar activo, con información de diciembre de 2013, justo antes del comienzo de la inyección en N4. Considerando la distribución de la vegetación, salinidades del agua y el comportamiento de los niveles frente a la inyección, aspecto que es abordado en detalle en los próximos capítulos, se determinó la existencia de dos dominios hidrogeológicos en los alrededores del puquío N4. El primero de ellos abarca el sector con mayor presencia de vegetación, principalmente al Oeste y Suroeste del puquío N4, mientras que el segundo sector queda determinado por los depósitos evaporíticos que rodean el puquío N4 y que se extienden principalmente hacia el Oriente. La dirección principal del flujo en el dominio occidental es de Oeste a Este, con un gradiente cercano al 0,05%, evidenciando que la principal zona de recarga al puquío N4 proviene desde el margen Oeste y Noroeste del salar activo. Este gradiente aumenta a valores cercanos al 1% en el borde Oeste del Puquio N4, tal como se muestra en la Figura 2-31, debido a algún rasgo geológico aún desconocido. En el sector del puquío N3 es difícil determinar una piezometría en régimen natural, ya que la mayor parte de los antecedentes levantados de niveles (agosto de 2012 y agosto de 2013) están ya influenciados por la inyección. Teniendo esto en consideración, en la Figura 2-31 se muestran las isopiezas de las cuales se reconoce que los principales sectores de recarga local se ubican al Este del salar activo, cercano al puquío N3, con un sentido de flujo hacia el Oeste, y al Norte del salar activo con un sentido de flujo hacia el Sur, Sureste y Suroeste. El gradiente hidráulico lineal entre N3 y N4 es cercano a 0,04%.
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Figura 2-30. Mapa de isopiezas del acuífero local en el sector de puquíos con antecedentes de agosto de 2012.
Fuente: GeoHidrología, 2013
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Figura 2-31. Mapa de isopiezas en los puquios N4 y N3 con antecedentes de diciembre de 2013.
Fuente: Elaboración propia
2.3.3
Hidroquímica
Un antecedente relevante en la conceptualización del sistema hidrogeológico de puquíos corresponde a la química del agua. La salinidad, expresada como conductividad eléctrica (CE) o sólidos disueltos totales (SDT) entregan información valiosa respecto a los gradientes existentes y por lo tanto, en conjunto con la información piezométrica, en la determinación de zonas de recarga, sentidos de flujo y sectores de descarga del agua, así como los procesos geoquímicos que la afectan. A continuación se hace referencia a la salinidad (SDT), obtenida de un levantamiento y muestreo realizado en marzo de 2012, de una serie de pozos ubicados en el campo de pozos de bombeo de Llamara, el sector inmediatamente al Sur de estos, y del sector de puquíos, los cuales se muestran en la Figura 2-32. Los SDT del agua en el pozo A, del acuífero regional ubicado 3.000 m al Norte de los puquíos son de 6.700 mg/L, concentración que aumenta
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naturalmente a valores entre 8.900 mg/L y 11.500 mg/L (promedio de 10.400 mg/L) en los pozos del acuífero regional ubicados en el borde norte y alrededores de los puquíos (S1, S7, S9, S12, M3N3, M3N2, XT-8), a excepción del pozo S8 (SDT: 22.660 mg/L). En los puquíos, para la misma fecha, los valores de SDT son de 32.480 mg/L para N1, 198.500 mg/L para N2, 64.200 mg/L en N3 y 202.700 mg/L para N4, valores que superan hasta en un orden de magnitud los del agua de recarga (4.800 mg/L) y que reflejan los procesos de salinización a los que se ve sometido el agua hasta llegar a los sectores terminales. Si bien son distintos procesos los que explican la química del agua terminal (en los mismos puquíos) y su salinización en su recorrido, se interpreta que el más importante de ellos corresponde a la evaporación del agua subterránea desde el acuífero local durante su recorrido hasta los puquíos, así como la evaporación desde la superficie de agua libre, aspecto que es tratado más adelante. Como antecedente complementario y de forma de conocer la química del agua bombeada y posteriormente inyectada en el sector de puquíos, en Tabla 2-4 se presentan los estadísticos principales de los iones mayores de los pozos 2HENOC, 3X-16A, 3X-S7, X-17A, 3X-14A, 2PL2 y 2PL3, con registro trimestral desde mayo de 2010 hasta mayo 2015. Figura 2-32. Ubicación de pozos donde se obtuvo muestras de agua para análisis químicos en marzo de 2012.
Fuente: GeoHidrología, 2013
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Figura 2-33. Valores de sólidos totales disueltos obtenido de una campaña de muestreo de marzo de 2012.
Fuente: GeoHidrología, 2013
Tabla 2-4. Concentración de parámetros físico-químicos principales de pozos de bombeo en sector Llamara e inyección en sector puquíos. Registro trimestral desde mayo 2010 hasta mayo 2015. pH
CE
SDT
SO4
Cl
HCO3
Ca
Na
Mg
K
µS/cm
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L CaCO3
mg/L
mg/L
mg/L
mg/L
2 HENOC
7,72
6260
5037
1647
1322
57
792
665
44
41
3X-16A
7,54
5027
4065
1761
824
59
706
549
30
32
3X-S7
7,99
7940
6237
1792
1989
44
749
1134
55
99
X-17A
7,61
5487
4181
1761
852
51
673
591
22
28
3X-14A
7,81
6868
5654
1582
1530
49
890
699
44
42
2PL2
7,51
5769
4574
1651
1141
54
768
607
35
35
2PL3
7,89
4993
3843
1651
819
40
654
523
32
39
Promedio
7,72
6049
4799
1692
1211
51
747
681
38
45
Mediana
7,72
5769
4574
1651
1141
51
749
607
35
39
Mínimo
7,51
4993
3843
1582
819
40
654
523
22
28
Máximo
7,99
7940
6237
1792 1989 59 Fuente: Elaboración propia
890
1134
55
99
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De forma de conocer la evolución química del agua en su recorrido, en la Figura 2-34 se muestran curvas de isoconductividad obtenidas de un levantamiento de medidas puntuales realizado al interior del puquio N1 y N2 en marzo de 2012. De la figura se aprecia un claro aumento de la conductividad en la misma dirección del flujo, en sentido Noreste, sugiriendo que la zona de recarga principal se ubica hacia el Suroeste. Por su parte, en la Figura 2-35 se muestran los valores de CE obtenidos en el momento en que se perforaron las punteras (agosto de 2013) dentro del salar activo, en los alrededores de N3 y N4. En las cercanías de N4 se aprecia que las menores conductividades se encuentran principalmente en el extremo Norte y Oeste del salar activo, así como al Sur del puquío, en los sectores con mayor presencia de vegetación. La CE aumenta considerablemente en los alrededores del puquío donde predominan los depósitos evaporíticos sin presencia de vegetación. Este antecedente, complementado con la respuesta de los niveles frente a la inyección, ha sido fundamental para la definición de un dominio occidental y uno oriental en los alrededores de N4. A su vez, en las cercanías de N3 las menores salinidades se encuentran en el extremo Norte del salar activo, entre N4 y N3, en la extensión Noreste, al Norte de N3, y al Sur-Sureste del puquío, acorde a las direcciones de flujo determinadas mediante la piezometría. Al considerar la distancia horizontal entre los sectores de recarga reconocidos para cada puquío y la ubicación de estos, es consistente que el agua de mayor salinidad corresponda a la de N1-N2 y N4, en comparación a la de N3.
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Figura 2-34. Curvas de iso-conductividad eléctrica en el sector N1-N2
Fuente: GeoHidrología, 2013
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Figura 2-35: Mapa de distribución de la conductividad eléctrica (mS/cm) en los puquios N3 y N4 a partir de levantamiento realizado en agosto de 2013.
Fuente: Elaboración propia
Las aguas en el sector de los pozos de bombeo e inmediatamente más al Sur (pozos 2HENOC, PO8, CLL-29 y A en Figura 2-32) son sulfatadas sódico-cálcicas. En su recorrido hacia el sector de puquíos, ubicado a ~3 km al Sur del Pozo A, las aguas aumentan su contenido en Na y Cl, modificando su composición a aguas cloruradas a cloruradas-sulfatadas sódicas, lo que queda en evidencia en los pozos ubicados en torno a los puquíos. Por último, una vez que estas aguas ascienden y recargan el acuífero local, desplazándose hasta los puquíos, aumentan las concentraciones en gran parte los elementos mayores, a excepción del Ca, caracterizándose por una composición clorurada sódica en los puntos terminales. La Figura 2-27 muestra un mapa con los diagramas de Stiff (modificados) correspondientes a muestras obtenidas en marzo de 2012 y donde se aprecian las composiciones químicas mencionadas. La composición isotópica en 18O y 2H de las muestras obtenidas en marzo de 2012 se muestran en la Figura 2-36, donde se compara con la línea de aguas meteóricas mundial (LAMM; 2H=8 18O+10). En ella se aprecia que el agua de los puquíos es isotópicamente
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más pesada que el agua de los pozos del acuífero regional. Todas las muestras más enriquecidas (de los puquíos) se ajustan de buena manera a una recta con pendiente 4, característica de fraccionamiento isotópico por evaporación. La composición isotópica, de más ligera a más pesada, es consistente con la salinidad (STD) de las aguas de cada puquío, en el siguiente orden (N1, N3, N4 y N2), de lo que se interpreta que la evaporación es la principal causa de la salinización de las aguas superficiales. Por otra parte, la mayor parte de las aguas del acuífero regional, tanto del sector de pozos de bombeo (2HENOC), como en la zona de pozos de observación inmediatamente al Sur (PO-8, CLL29, A), así como en los bordes de los puquíos (S1, S9, S12, XT-8, M3N2, M3N3) tienen una composición isotópica similar, evidenciando un mismo origen. Una excepción la constituyen las aguas de S7 y S8, que tienen una composición algo más enriquecida que el resto. Esto es posible que ocurra debido a que, a diferencia de los otros pozos, el ranurado de S7 y S8 comienza cercano a la superficie (1,6 m y 2,6 m, respectivamente) y por lo tanto monitorean agua de sectores del acuitardo ubicados a poca profundidad y donde aún ocurriría evaporación. Esto último además explica la mayor salinidad de S8, mencionada anteriormente. Figura 2-36. Composición isotópica en 18O y 2H de muestras de agua del Salar de Llamara. En cuadrados se muestran los pozos del sector Norte (sector de bombeo e inmediatamente al Sur), en círculos los pozos del sector de puquíos y triángulos las aguas superficiales de los puquíos.
Fuente: Elaboración propia
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3
PLAN DE ALERTA TEMPRANA PUQUIOS DEL SALAR DE LLAMARA
El PAT es una herramienta de gestión ambiental que es complementaria a la medida de mitigación del proyecto Pampa Hermosa y que considera que ésta se encuentra en funcionamiento y está diseñado para que se active en el caso de que durante la vida útil del proyecto, la medida de mitigación corra el riesgo de ser insuficiente para mantener los puquios dentro de los umbrales ambientales establecidos. El PAT para el Sistema Puquíos Salar de Llamara considera las siguientes 4 fases: a) operación normal, b) alerta acuífero, c) alerta I y d) recuperación. Para mayor detalle revisar el Anexo 10 del Informe Semestral N°9 del PSAH del proyecto Pampa Hermosa. De acuerdo a lo señalado en el informe semestral N°8 del PSAH y anteriores, el PAT para el Sistema Puquíos Salar de Llamara requiere ser actualizado ya que se corroboró que los umbrales de la fase Alerta I calculados como el gradiente entre pares de pozos no son indicadores tempranos de la suficiencia de la medida de mitigación para mantener los niveles de los puquios. Cabe señalar que en caso de activarse la fase Alerta I considera un análisis del diseño de la medida de mitigación, es decir, se evaluará el comportamiento del sistema de inyección, la capacidad de inyección disponible (sin usar) y en base a un análisis del comportamiento hidrogeológico histórico se realizará una proyección de los requerimientos de inyección. El resultado de este análisis será la evaluación de la necesidad de ampliar la capacidad del sistema de inyección de acuerdo a la estimación de los requerimientos futuros y necesidad de infraestructura requerida. Por lo anterior, y con el objetivo de contar con pozos de alerta temprana que permitan ser un indicador y anticipar de manera asertiva si la capacidad de inyección es suficiente, se buscaron pozos representativos del comportamiento del nivel en los puquios y su relación con el caudal inyectado en función de toda la información y antecedentes recopilados y analizados en los puquios del Salar de Llamara, tal como se describió en el capítulo 2. La selección de pozos indicadores consideró: - Disponibilidad de pozos de monitoreo en cada sector N1-N2, N3 y N4. - Ubicación espacial (cercanía al puquio, pero a la vez distancia a los pozos de inyección para que puedan representar el cono de inyección) - Comportamiento piezométrico - Correlación entre los niveles del puquio e inyección con respecto al pozo indicador Para el cado del puquio N3, en la Tabla 3-1 se presenta la distancia al puquio y a la inyección para los pozos disponibles en el sector de N3, tomando como criterio que la distancia del pozo indicador a la inyección sea del orden de la distancia del puquio N3 a la inyección (400 m) y se encuentre cercano al puquio. Con este criterio los pozos posibles de seleccionar son S1, S9 y S16.
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Tabla 3-1: Distancia entre pozos, inyección y puquio N3 Puquio/Pozo Puquio N3 RN3e S1 S9 S10 S16 N3E N3N N3S N3W M3N3
Distancia a la inyección (m) 422 0 593 473 308 411 195 127 105 311 240
Distancia al puquio N3 (m) 0 422 498 242 632 396 517 504 318 348 183
Cumple Criterio N/A N/A Sí Sí No Sí No No No No No
Fuente: Elaboración propia
Luego, con el objetivo de tener pozos indicadores tanto al oriente y poniente del puquio (respecto de los de inyección), de los tres pozos anteriores se seleccionaron los más cercanos al puquio, S1 ya que es el único al oriente del puquio y S9 ya que está más cerca que el pozo S16. Adicionalmente para estos pozos de analizó su comportamiento piezométrico (ver sección 2.2.3.1.1) y correlación con el nivel del Puquio N3, obteniéndose una correlación de 94% y 89% respectivamente. Para el caso del puquio N2, se calculó la distancia de los pozos disponibles para ser utilizados como pozo indicador a los sectores donde se realiza inyección y al puquio N2 (ver Tabla 3-2). Se tomó como primer criterio que los pozos indicadores se encontraran a una distancia similar a la que se encuentra el puquio a la inyección (600 a 800 m) y que éstos estuvieran a una distancia cercana al puquio N2 Tabla 3-2: Distancia entre pozos, inyección y puquio N2 Puquio/Pozo Puquio N2 Inyección RN2A Inyección RN2B RN2C RN2D N2N N2S N2E N2W M3N2 XT-8 S2 S3 S4 S11 S12 S19 S20 S21
Distancia a la inyección RN2A (m) 569 0
Distancia a la inyección RN2B-RN2C-RN2D (m) 750 -
Distancia al puquio N2 (m) 0 569
Cumple Criterio N/A N/A
-
0
750
N/A
932 781 1011 670 676 612 68 497 869 398 827 287 270 50
1169 1009 1229 912 894 718 288 341 627 637 1046 47 50 273
576 375 515 484 230 256 501 770 1335 533 912 796 745 519
No No No Sí Sí Sí No No No No No No No
Fuente: Elaboración propia
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De los tres pozos anteriores se seleccionaron los pozos más cercanos al puquio N2 y que se encontrarán al norte y sur del puquio, siendo: M3N2 y XT-8., Adicionalmente se corroboró que estos pozos son representativos del comportamiento del puquio y están ranurados en el acuífero regional (para mayor detalle del comportamiento piezométrico ver sección 2.2.3.1.1 y 2.2.3.2.1). En el caso del puquio N4, para seleccionar dos pozos indicadores entre los que presentan una buena relación con el puquío, se calcularon las distancias de los pozos a la inyección y al puquio N4, tomando como criterio que el pozo indicador se encuentre a una distancia mayor a 150 m de la inyección (considerando la distancia de la inyección al puquio) y cercano al puquio N4. Tabla 3-3: Distancia entre pozos, inyección y puquio N4 Puquio/Pozo Puquio N4 RN4C S7 S8 S13 S17 S18
Distancia a la inyección (m) 164 0 18 194 127 336 500
Distancia al puquio N4 (m) 0 164 156 134 272 330 343
Cumple Criterio N/A N/A No Sí No Sí Sí
Fuente: Elaboración propia
De los tres pozos anteriores se seleccionaron los pozos más cercanos al puquio N4, siendo S8 y S17, para los cuales se calcularon las correlaciones entre los ascensos de los pozos y los caudales inyectados en el acuífero regional únicamente (pozos RN3a, RN3e, RN2C y RN2D) y los caudales totales en todo el sector de los puquios, lo que incluye la inyección de los pozos RN4A y RN4C a los indicados anteriormente para así separar efectos. Los resultados se presentan en la Tabla 3-4. Tabla 3-4: Correlación entre nivel de pozo e inyecciones para puquío N4 Pozo
Inyección N1-N2-N3
Inyección Total
S8
36%
72%
31%
69%
S17
Fuente: Elaboración propia
Lo anterior implica que las variaciones en los ascensos de los pozos responden a la inyección local desde las cercanías al puquío N4. Del análisis anterior, se seleccionaron los pozos S8 y S17 como pozos indicadores, de acuerdo a su comportamiento piezométrico (para mayor detalle ver sección 2.2.3.3.1), baja correlación con la inyección regional por lo que representan la respuesta sólo a la inyección en N4 y a la posición que se encuentran con respecto a éste. Los pozos seleccionados serán utilizados en la propuesta de actualización de la Fase Alerta I del Plan de Alerta Temprana y su efectividad como indicador será revisada cada 2 años o antes en caso de ser necesario tal como se indica en el numeral 8.1 de la RCA 890/2010,
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cuyo objetivo es incorporar nueva información respecto del comportamiento de los puquios, mediciones de nivel, entre otros. En la Figura 3-1 se presenta la ubicación espacial de los pozos PAT en los puquios para la Fase Aleta I. Cabe señalar que la definición de umbrales se presenta en el Anexo 10 N°9 de PSAH del proyecto Pampa Hermosa. Figura 3-1: Detalle pozos PAT puquios Fase Alerta I
Fuente: Elaboración propia
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REFERENCIAS
DICTUC, 2006. Anexo VII.2 EIA Pampa Hermosa. Actualización de la estimación de la recarga acuíferos de Pampa del Tamarugal y Llamara. GeoHidrología, 2013. Modelo numérico Llamara. GeoHidrología, 2013. Modelo Hidrogeológico Conceptual del sector Puquíos del Salar de Llamara.
4440-0000-GH-INF-001_0 Fundamentos técnicos de la Medida de Mitigación y PAT Puquíos del Salar de Llamara
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![[35 ANIVERSARIO]](https://d.documentop.com/img/300x300/35-aniversario_598e90be1723dd0bfad05230.jpg)
