Prospección geofísica

La prospección geofísica es el conjunto de técnicas que, desde la superficie y sin perforar, miden una propiedad física del subsuelo para inferir su estructura. Aplicada a aguas subterráneas, responde las dos preguntas que se hace cualquier dueño de terreno antes de invertir: dónde conviene perforar dentro del predio y hasta qué profundidad hay que llegar. La ejecuta un geofísico o un hidrogeólogo con equipo especializado, es un trabajo independiente de la perforación, y su producto es un modelo del subsuelo —no un pozo ni una garantía de caudal—. Cruzat Ingeniería no realiza estudios geofísicos: entra en la etapa siguiente, cuando el punto ya está definido y hay que perforar, habilitar y comprobar el rendimiento real con una prueba de bombeo.

La propiedad que se mide casi siempre es la resistividad eléctrica. Su utilidad viene de que, en una roca o un sedimento, la resistividad depende mucho más del agua que contiene —de la porosidad y de la salinidad de esa agua— que de su composición mineral. De ahí se deriva la regla de lectura, que es contraintuitiva porque se invierte según el terreno: en materiales detríticos (arenas, gravas) se buscan resistividades altas, porque el grano grueso y permeable resiste más que la arcilla; en cambio, en roca compacta se buscan las zonas de resistividad baja, porque señalan fracturación y alteración, que es por donde circula el agua. Y ahí mismo aparece la trampa: esas fracturas pueden estar colmatadas de arcilla y no dar una gota.

Esa ambigüedad es la limitación central del método y conviene entenderla antes de contratar un estudio. Los rangos de resistividad se solapan: una arcilla saturada, un acuífero de agua salina y una arena con agua salobre pueden marcar valores parecidos, y los dos últimos son justamente lo que no se quiere perforar. Un programa de terreno que documentó sus propios fracasos lo resume sin adornos: los valores de resistividad permiten identificar reservorios con agua muy mineralizada, pero no señalan por sí solos la simple presencia de agua. En el mismo sentido, un estudio publicado sobre el acuífero del río Ñuble advierte que el basamento hidrogeológico puede aparecer con valores altos o bajos de resistividad, y que identificarlo bien exige conocimiento estratigráfico previo de la zona. La ambigüedad no se resuelve comprando un instrumento mejor: se resuelve con datos de pozos reales.

Los tres métodos habituales resuelven problemas distintos y no compiten entre sí. El sondeo eléctrico vertical (SEV) inyecta corriente por electrodos clavados y va abriendo la separación entre ellos: cada apertura muestrea más profundo, y el resultado es un modelo de capas horizontales bajo un solo punto. Es económico y probado, pero exige espacio lineal despejado —para investigar unos 150 metros hay que llegar a separaciones del orden de 300 metros a cada lado del centro— y arrastra dos ambigüedades con nombre propio: por equivalencia, una capa delgada y conductora produce la misma curva que otra más gruesa y menos conductora; por supresión, una capa delgada de resistividad intermedia simplemente no aparece en la interpretación. La tomografía de resistividad eléctrica (ERT) usa el mismo principio con decenas de electrodos y conmutación automática, y entrega una sección continua en dos dimensiones: ve los cambios laterales —un paleocauce, una cuña de arcilla, un contacto— que el SEV, por ser unidimensional, promedia o pierde. Su costo es logístico: la profundidad de investigación ronda un quinto o un sexto de la longitud del tendido, así que una línea de 300 metros alcanza del orden de 50 metros.

El transiente electromagnético (TEM) funciona con otra física: un loop de cable en el suelo corta bruscamente una corriente, eso induce corrientes en el terreno, y el decaimiento de esas corrientes se mide en superficie. Como las corrientes penetran más hondo a medida que pasa el tiempo, la profundidad se muestrea con el reloj y no con la geometría del arreglo. Eso le da dos ventajas prácticas: no necesita clavar electrodos ni lograr buen contacto eléctrico con el suelo, y alcanza más profundidad con mucha menos huella en terreno —del orden de 300 a 400 metros con un loop de 200 metros de lado, mientras que un loop de 50 metros se queda en los primeros 50 a 100 metros—. A cambio tiene tres límites que conviene conocer: no resuelve bien los primeros metros, porque hay una zona ciega superficial que crece con el tamaño del loop y con el tiempo de corte del transmisor; en terrenos muy resistivos las corrientes inducidas se atenúan rápido y la señal decae antes, de modo que se gana penetración pero se pierde resolución para asignar valores de resistividad; y es sensible al ruido eléctrico de líneas de alta tensión y cercos aterrizados, algo común en el campo chileno. Como orientación de elección, el estudio de Aguirre y coautores (Andean Geology, 2022) sobre el acuífero del río Ñuble sugiere métodos de corriente continua (SEV, ERT) cuando el objetivo está sobre los 100 a 150 metros y TEM con loop grande en el rango de los 100 a 400 o 500 metros, reservando la magnetotelúrica para objetivos más profundos; alcanzar esas profundidades con corriente continua exigiría tendidos de más de dos kilómetros.

Ningún resultado geofísico se interpreta solo. La conversión del modelo de resistividades en un corte geológico útil exige calibrar contra terreno conocido: sondeos hechos sobre pozos con columna litológica documentada —los llamados sondeos paramétricos— y afloramientos visibles, y la calibración hay que rehacerla en cada zona geológica nueva. En Chile ese anclaje es posible sin costo porque hay datos públicos: el Catastro Público de Aguas y el Registro Público de Derechos de Aprovechamiento de la DGA, los reportes de pozos del Sistema Nacional de Información del Agua con niveles de agua subterránea, los expedientes de solicitudes —que contienen perfiles estratigráficos y pruebas de bombeo de pozos vecinos y se pueden pedir por Ley de Transparencia— y las cartas geológicas de SERNAGEOMIN. El estudio publicado sobre el acuífero del río Ñuble hizo exactamente eso: calibró sus perfiles geofísicos con estratigrafías de expedientes de pozos de la DGA.

Un punto que se confunde seguido: la prospección geofísica no es un requisito legal en Chile. El artículo 140 del Código de Aguas enumera en siete numerales lo que debe contener una solicitud de derecho de aprovechamiento subterráneo —identificación del solicitante, acuífero y sector hidrogeológico, comuna y área de protección, uso que se dará a las aguas, caudal máximo instantáneo y volumen total anual, coordenadas UTM del punto de captación, modo de extracción, naturaleza del derecho y memoria explicativa— y no menciona ningún estudio geofísico. La palabra tampoco aparece en la lista de antecedentes técnicos que pide el manual de procedimientos de la DGA, que son pruebas de bombeo, características de la obra, perfil estratigráfico y habilitación: todos posteriores a la perforación. La razón de fondo está en el artículo 60: la existencia del agua se comprueba con la obra de captación que llega al nivel del acuífero. Dicho de otro modo, la prueba legal de que hay agua es el pozo, no el estudio. Hay un matiz que sí conviene saber: si el solicitante decide presentar voluntariamente un estudio hidrogeológico de apoyo, ese estudio debe incluir perfiles geofísicos orientados a definir la geometría del basamento. Es condicional, no una exigencia de entrada.

Sobre explorar, el artículo 58 es claro: cualquier persona puede hacerlo para alumbrar aguas subterráneas sujetándose a las normas de la DGA; en terreno ajeno se requiere acuerdo con el dueño y en bienes nacionales, autorización del Servicio. Existe una restricción territorial que conviene revisar antes en el norte: no se puede explorar sin autorización fundada de la DGA en zonas que alimenten vegas, pajonales y bofedales en las regiones de Arica y Parinacota, Tarapacá, Antofagasta, Atacama y Coquimbo, ni en sectores acuíferos que alimenten humedales que el Ministerio del Medio Ambiente haya declarado ecosistemas amenazados, ecosistemas degradados o sitios prioritarios, siempre que esa declaración —coordinada con la DGA— se funde en que el humedal se sostiene por esas aguas subterráneas.

¿Cuánto mejora realmente las probabilidades? Conviene ser honesto. No conocemos ninguna serie estadística oficial chilena que consolide cuántas perforaciones terminan sin caudal aprovechable —ni la DGA ni la DOH publican esa cifra—, ni ningún estudio público nacional que mida cuánto sube la tasa de éxito con una prospección geofísica previa. Los informes oficiales documentan pozos secos caso a caso, pero nadie lleva el agregado, así que cualquier porcentaje que circule sin fuente conviene mirarlo con desconfianza. El dato auditable más citado viene de un programa humanitario en Mozambique de comienzos de los 2000, donde introducir sondeos eléctricos verticales subió la tasa de pozos exitosos de 29 % a 54 % —pero los propios autores aclaran que la mejora vino casi toda de evitar pozos salados, no de encontrar más agua, y que la cantidad de pozos secos apenas bajó—. Es otro país, otra geología y otra época, así que no se puede trasladar el número a Chile. Lo que sí es trasladable es el marco de decisión: la geofísica se justifica cuando su costo es menor que el costo de un pozo fallido multiplicado por la mejora esperada. Donde perforar es barato y el agua abundante, aporta poco; donde el pozo es profundo, caro y el acuífero irregular, se paga sola. Y hay algo que ningún estudio geofísico entrega y que sigue siendo indispensable: el caudal sostenible y la calidad del agua, que solo se conocen perforando y haciendo una prueba de bombeo.