Caracterización de zonas contaminadas por derrames recientes de hidrocarburos mediante métodos geofísicos

Abstract

Los sistemas de inducción electromagnética multifrecuencial, formados por dos pequeñas espiras coplanares separadas entre sí una distancia fija (EMI, del inglés electromagnetic induction, o SLEM, del inglés small loop electromagnetic induction), son de gran utilidad para la prospección de las primeras decenas de metros del subsuelo y permiten detectar de manera rápida y eficiente una gran variedad de estructuras enterradas. Una de las espiras genera un campo magnético inductor conocido y la otra registra las variaciones del campo inducido mientras el sistema se va desplazando sobre el área estudiada, a lo largo de líneas de adquisición, generalmente paralelas entre sí. Usualmente, la interpretación se basa en la visualización directa de los gráficos en planta de los datos medidos a cada frecuencia. Además, para obtener información cuantitativa se aplican métodos de inversión 1D y luego, combinando esos resultados se obtienen imágenes del subsuelo 2D y 3D. Sin embargo, debido a la falta de correlación entre las inversiones 1D correspondientes a puntos vecinos, estas imágenes suelen presentar numerosas variaciones laterales espurias que dificultan la visualización de las estructuras de interés e inclusive pueden llegar a impedir su detección. La importancia de este problema generalmente es mayor cuando lo que se busca caracterizar son anomalías resistivas y cuando la relación señal-ruido es pobre. En este trabajo se presentan los resultados de dos estudios EMI realizados en un sitio contaminado por un derrame de hidrocarburos. El primero tuvo lugar dos semanas después del derrame y el segundo tres meses después del primero, una vez comenzadas las tareas de remediación. En la segunda ocasión se adquirieron además tres líneas geoeléctricas dipolo-dipolo, para comparar. A los datos EMI se les aplicó un método de inversión 1D convencional, en combinación con técnicas novedosas de filtrado lateral que permitieron reducir notablemente las variaciones laterales espurias antes mencionadas. Aquí se propone, además, un método para estimar la profundidad real de investigación alcanzada en las prospecciones EMI, a través del cálculo de un índice que determina el grado de bondad del valor de conductividad eléctrica obtenido para cada punto del subsuelo. La aplicación de este método permitió confirmar que las profundidades de investigación alcanzadas en ambos casos, efectivamente, resultaron suficientes respecto del interés de los estudios. Se obtuvieron muy buenas caracterizaciones de la pluma contaminante que se evidenció como una zona resistiva claramente delimitada, que comenzaba algo por encima de la zona freática y se extendía hacia el interior de la misma. A partir del segundo estudio se detectó además una dispersión del volumen más contaminado, en la dirección del flujo hidráulico. Los resultados son consistentes con la información obtenida a partir de pozos freáticos realizados in situ.