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DISEÑO DE SISTEMAS DE POZOS PARA LA CAPTACIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA: CASO DE ESTUDIO LA MOJANA.

JEISSON ANDRES IBAÑEZ ARDILA CAMILA ANDREA SANDOVAL RODRÍGUEZ

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL ALTERNATIVA TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

BOGOTÁ 2015

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DISEÑO DE SISTEMAS DE POZOS PARA LA CAPTACIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA: CASO DE ESTUDIO LA MOJANA.

JEISSON ANDRES IBAÑEZ ARDILA CAMILA ANDREA SANDOVAL RODRÍGUEZ

Trabajo de Grado para Optar al Título de Ingeniero (a) Civil

Directora Paula Andrea Villegas González

Ingeniera Civil

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL ALTERNATIVA TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

BOGOTÁ 2015

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Le doy gracias a Dios por permitirme cumplir mi sueño, por la fortaleza y sabiduría que me ha brindado, por ser mi motor y mi guía.

A mis padres Luis y Margarita por su ayuda, su amor incondicional, por confiar en mí, por ser mis amigos, por escucharme y por darme la motivación para seguir adelante a lo largo de mi carrera, mis hermanos Daniel y Alejandro

por su apoyo y cariño, mi novio

Jeisson y mi amiga Luisa por estar conmigo siempre.

A mi abuela María del Carmen, mi tío Gustavo, mi tío Jaime por su amor y por su gran apoyo, a mi tío y Sargento Omar Rodríguez por su ayuda y contribución con este documento, a la ing. Paula Villegas por su orientación y por brindarnos su conocimientos durante este proceso y a las personas que me apoyaron y estuvieron conmigo durante mi formación como profesional.

Gracias.

Camila Andrea Sandoval Rodríguez

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Con estas líneas quiero agradecer aquellas personas que me han apoyado en este tiempo de preparación para una carrera profesional. Primero a Dios que ha sido mi motivación y mi impulso para ser cada día mejor, que me ha ayudado a tener claros los aspectos de mi vida para poder afrontar una carrera excelente como lo es la Ingeniería Civil.

A mi familia por ser ese apoyo incondicional que se encuentra presente en los buenos y los malos momentos que se me han presentado. A mis padres (Tulio Ibáñez Y Elizabeth Ardila) que han sido esa fortaleza que me ha levantado en aquellos momentos de debilidad.

A Camila Sandoval que además de ser una novia cariñosa, es una amiga completa que siempre estuvo allí donde siempre la necesitaba, dándome consejos para poder tomar las decisiones correctas. A la ingeniera Paula Villegas una orientadora en todos los aspectos que me permitió ver con claridad los objetivos de este trabajo.

Gracias.

Jeisson Andrés Ibáñez Ardila.

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CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 12

1. ANTECEDENTES ........................................................................................... 13

2. OBJETIVOS .................................................................................................... 14

2.1 OBJETIVO GENERAL ................................................................................ 14

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................... 14

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................. 15

4. CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO ........................................ 16

4.1 UBICACIÓN .............................................................................................. 16

4.2 HIDROGRAFÍA ......................................................................................... 18

4.3 CLIMA ....................................................................................................... 19

4.4 TOPOGRAFIA .......................................................................................... 19

4.5 POBLACIÓN ............................................................................................. 19

4.6 LOCALIZACIÓN DE POZOS .................................................................... 21

4.7 MOJANA – MORROA ............................................................................... 24

4.8 COMPONENTES DEL AGUA PARA EL DISEÑO DE POZOS DE AGUA

SUBTERRANEA EN LA REGION DE LA MOJANA ........................................... 30

4.8.1 DIAGNÓSTICO TOXICOLÓGICO ......................................................... 30

4.8.2 CRITERIOS DE CALIDAD DE AGUA PARA EL DISEÑO DE POZOS .. 31

4.6.4 ANÁLISIS DE LA CALIDAD DEL AGUA RESPECTO A LOS CRITERIOS

DE CALIDAD .................................................................................................. 42

5. MODELOS Y TECNOLOGÍAS A NIVEL MUNDIAL RELACIONADAS CON EL

MANEJO DE POZOS DE AGUA SUBTERRÁNEA ................................................ 45

5.1 METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN DE UN MAPA PIEZOMÉTRICO

........................................................................................................................... 45

5.2 DIAGNÓSTICO DE LA CALIDAD DEL AGUA SUBTERRÁNEA .............. 46

5.3 INSTRUMENTACIÓN PARA AGUAS SUBTERRÁNEAS ......................... 46

5.4 LA IDENTIFICACIÓN DE LA UBICACIÓN Y LA POBLACIÓN ATENDIDA

POR LOS POZOS DOMÉSTICOS EN CALIFORNIA ........................................ 47

5.5 GESTIÓN DEL AGUA SUBTERRÁNEA EN EL BARRIO CERRO LOS

LEONES DE TANDIL (ARGENTINA) ................................................................. 49

7

5.6 CONOCIMIENTO Y ESTUDIOS SOBRE EL AGUA SUBTERRÁNEA EN LA

COSTA DE HERMOSILLO................................................................................. 50

5.7 OPCIONES DE GESTIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS EN UN

AMBIENTE ÁRIDO: EL SISTEMA ACUÍFERO NUBIO ARENISCA, SAHARA

ORIENTAL ......................................................................................................... 51

5.8 MATRIZ DE SELECCIÓN ......................................................................... 52

6. PROPUESTA PRELIMINAR DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE POZOS PARA

CAPTACIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA ............................................................. 56

6.1 GEOLOGÍA .................................................................................................. 56

6.2 UNIDADES HIDROGEOLÓGICAS PRESENTES EN LA ZONA DE ESTUDIO

........................................................................................................................... 57

6.3 DISEÑO PRELIMINAR DEL POZO ............................................................ 59

6.3.1 LOCALIZACIÓN PRELIMINAR DEL POZO: .......................................... 59

6.3.2 CRITERIOS DE DISEÑO ....................................................................... 60

6.4. DISEÑO DE POZO PRELIMINAR FINAL EN EL ACUÍFERO DE MORROA

65

7. CONCLUSIONES .............................................................................................. 66

BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 68

8

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Localización de la Región de la Mojana.................................................. 16

Figura 2. Ubicación Geográfica de la Región de la Mojana. .................................. 17

Figura 3. Desplazamiento en la Mojana. ................................................................ 21

Figura 4. Ubicación de los 22 pozos en el acuífero Morroa. .................................. 23

Figura 5. Estudios hidrogeológicos en Colombia. .................................................. 24

Figura 6. Localización del acuífero Morroa. ........................................................... 26

Figura 7. Clasificación de los pozos del Morroa según su profundidad. ................ 57

Figura 8. Ubicación de la prospección geoeléctrica. .............................................. 58

Figura 9. Ubicación diseño preliminar del Pozo. .................................................... 59

Figura 10. Equipo de perforación de pozos. .......................................................... 64

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LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Parámetros fisicoquímicos del agua del subsuelo de la región de la Mojana.

............................................................................................................................... 18

Tabla 2. Población del área de desarrollo rural de la Mojana. ............................... 20

Tabla 3. Identificación de Acuíferos en la región de la Mojana. ............................. 25

Tabla 4. Sistema Acuífero Morroa. ........................................................................ 27

Tabla 5.Parámetros del acuífero Morroa. .............................................................. 28

Tabla 6. Análisis Bacteriológico. ............................................................................ 28

Tabla 7.Sistema Acuífero La Mojana. .................................................................... 29

Tabla 8. Diagnóstico General Toxicológico de mercurio en agua superficial de la

Mojana. .................................................................................................................. 30

Tabla 9. Parámetros mínimos para consumo humano de acuerdo a la RAS – 2000.

............................................................................................................................... 32

Tabla 10. Valores máximos admisibles para uso doméstico y tratamiento

convencional. ......................................................................................................... 33

Tabla 11. Valores máximos admisibles para consumo humano, doméstico y

desinfección. .......................................................................................................... 34

Tabla 12. Valores máximos admisibles para usos agrícolas. ................................ 35

Tabla 13. Valores máximos admisibles para uso pecuario o ganadería. ............... 36

Tabla 14. Valores máximos admisibles para fines recreativos, contacto primario y/o

secundario. ............................................................................................................ 36

Tabla 15. Parámetros Microbiológicos dictados por el real decreto 140/2003

(España), para consumo humano. ......................................................................... 37

Tabla 16. Parámetros Químicos dictados por el real decreto 140/2003 (España),

para consumo humano. ......................................................................................... 38

Tabla 17. Parámetros que afectan la calidad estética y organoléptica apta para

consumo humano. ................................................................................................. 39

Tabla 18. Parámetros que afectan a la salud......................................................... 40

Tabla 19. Parámetros bacteriológicos. ................................................................... 41

Tabla 20. Análisis de Exploración de Aguas del acuífero de Morroa pozo 44-IV-D-

PP-38. .................................................................................................................... 42

Tabla 21. Matriz de selección de metodologías. .................................................... 53

Tabla 22. Sondeos eléctricos del acuífero Morroa realizados en el año 2002. ..... 56

Tabla 23. Costos de la construcción del pozo. ...................................................... 62

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GLOSARIO

ACUÍFERO: cualquier formación geológica o conjunto de formaciones geológicas hidráulicamente conectados entre sí, por las que circulan o se almacenan aguas del subsuelo que pueden ser extraídas para su explotación, uso o aprovechamiento y cuyos límites laterales y verticales se definen convencionalmente para fines de evaluación, manejo y administración de las aguas nacionales del subsuelo.

AGUA SUBTERRÁNEA: es agua que se filtra a través de grietas y poros de las rocas y sedimentos que yacen debajo de la superficie de la tierra, acumulándose en las capas arenosas o rocas porosas del subsuelo. El agua se almacena y mueve en las formaciones geológicas que tienen poros o vacíos.

CALIDAD DEL AGUA: la calidad del agua se determina comparando las características físicas y químicas de una muestra de agua con unas directrices de calidad del agua o estándares. En el caso del agua potable, estas normas se establecen para asegurar un suministro de agua limpia y saludable para el consumo humano y, de este modo, proteger la salud de las personas.

CAPTACIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA: una captación de agua subterránea es toda aquella obra destinada a obtener un cierto volumen de agua de una formación acuífera concreta, para satisfacer una determinada demanda.

POZO: un pozo es un agujero, excavación o túnel vertical que perfora la tierra, hasta una profundidad suficiente para alcanzar lo que se busca, sea hallar agua subterránea o petróleo.

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RESUMEN

El contenido de esta investigación consta de la caracterización de la región de la Mojana, recopilación de información con respecto a métodos y tecnologías para la captación de agua subterránea y finalmente de un diseño de un pozo para la captación de agua subterránea en el acuífero del Morroa. En este documento se presentan algunas metodologías aplicadas en otros países para la extracción de agua del subsuelo, teniendo en cuenta la zona de estudio, la calidad del agua y los técnicas preliminares a la aplicación de método.

El método escogido fue el de Buenos Argentina teniendo una similitud con las aplicaciones relacionadas con el Ejército Nacional de Colombia con el método Geoeléctrico, usando la resistividad eléctrica para conocer las capas del suelo permeables e impermeables y la profundidad a la que se encuentra el nivel freático de la zona.

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INTRODUCCIÓN

En este documento se presenta el trabajo de grado para optar al título de ingenieros

civiles. De esta manera se diseña un sistema de pozos de captación de agua

subterránea tomando como caso de estudio La eco – región de la Mojana. El fin de

este trabajo es realizar el diseño de un pozo para la extracción de agua subterránea

tomando como base el acuífero Morroa de la eco – región de la Mojana, por tal

motivo se definen los lineamientos y las características básicas del método de

diseño.

En la primera parte se abordará la caracterización de la zona de estudio comprendiendo en este capítulo aspectos que permitan un conocimiento general de la ubicación del proyecto, así mismo haciendo una selección de la información de la zona y de parámetros nacionales e internacionales sobre la calidad del agua, se logra establecer el tipo de uso que adquirirá el agua subterránea explotada. Posteriormente en el segundo capítulo se recopilan los métodos y tecnologías para el diseño y captación del agua subterránea, empleando una matriz de selección y comparación de procedimientos con el fin de elegir el sistema más apropiado de acuerdo a las necesidades de la región. Finalmente se origina un diseño adaptándolo a las condiciones del acuífero.

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1. ANTECEDENTES

Este proyecto surge de la propuesta doctoral de la maestra e ingeniera Paula Andrea Villegas González, cuyo objetivo es desarrollar un modelo hídrico que contribuya a la gestión integrada del recurso, a partir de la incorporación de elementos que den cuenta de las dinámicas socio-económicas, ambientales y de infraestructura para la región de la Mojana. Específicamente este trabajo contribuye al estudio del acceso de agua potable a la región, cuya problemática radica en la contaminación de este recurso por diferentes aspectos como son: explotación minera, inapropiado manejo de las cuencas y el manejo inadecuado de los sistemas de saneamiento básico. La captación del agua para potabilización se espera estudiar desde el análisis de las aguas subterráneas. Teniendo en cuenta que la región cuanta con pozos artesanales y se ha demostrado que requieren inversiones pequeñas si se comparan con las de las aguas superficiales. Además son fáciles de explotar, y proporcionan un caudal que puede mantenerse constante aún en periodos secos conservando el flujo de los ríos permanentes. Con todo esto se espera que la captación del agua sea un acceso directo para la población necesitada y que este recurso mejore las condiciones de vida de los habitantes de la región de la Mojana. Cabe resaltar que este tipo de infraestructura será un avance y aprovechamiento de los recursos naturales de la región.

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2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Diseñar el sistema de pozos para la captación de agua subterránea: caso de estudio La Mojana. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Realizar un diagnóstico de las características y componentes del agua para

el diseño de pozos de agua subterránea en la región de la Mojana.

• Investigar metodologías para el diseño de pozos de agua subterránea y seleccionar un proceso de diseño que se adapte a las características de esta región.

• Presentar una propuesta preliminar de diseño del sistema de pozos para la captación de agua subterránea que se adecúe a la eco-región de la Mojana.

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3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

“La explotación artesanal del oro en el cual se utiliza mercurio, está contaminando los cuerpos de agua de la región de la Mojana afectando aproximadamente 200.000 personas. Según estudios realizados por la Universidad de Cartagena y la Universidad Jorge Tadeo Lozano de Bogotá, señalan que en el periodo de lluvias de 1999, la concentración total de mercurio en sedimentos fluctuó entre el 37 y 667 partes por billón (ppb)”1. Según el informe realizado por Oxfam en el año 2010, donde se evalúa las condiciones en las que se encuentra la región de la Mojana y las zonas afectadas por las inundaciones, esta región solo cuenta con sistemas de micro acueductos y el abastecimiento del agua potable se establece de la siguiente forma: “En el departamento de Sucre el 91.7% de los acueductos municipales se proveen de pozos profundos que captan el agua de los acuíferos Betulia, Morrosquillo, la Mojana y Morroa, siendo este último el principal del departamento”2. Según la caracterización hidráulica del acuífero Morroa realizada por la Universidad Industrial de Santander y la Universidad Nacional de Colombia “única fuente de agua potable del note del departamento de Sucre y algunos municipios de Córdoba, abastece a más de 500 mil habitantes de centros urbanos y rurales sufre hoy en día de una explotación desorganizada y excesiva que lo está agotando”3. Se pretende realizar un análisis que abarca recopilación de información y tecnologías con el fin de establecer los parámetros que posee este recurso y así mismo presentar una propuesta inicial de diseño de pozos para la captación de agua potable en este delta hídrico

1 EL TIEMPO. El enemigo oculto de la Mojana. Octubre de 2001. [En línea]. [Consultado el 03 de agosto de

2015]. Disponible en internet: < URL: http://www.eltiempo.com/archivo/documento/MAM-670227.>

2 UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER. Caracterización hidráulica del acuífero Morroa (sucre)

mediante métodos geoestadísticos. [En línea]. [Citado el 21 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: <

URL: http://repositorio.uis.edu.co/jspui/bitstream/123456789/1972/2/129976.pdf.>




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4. CARACTERIZACIÓN DE LA ZONA DE ESTUDIO

En este capítulo se presenta la caracterización de la región de la Mojana en el que se encuentra la ubicación geográfica, población, análisis toxicológico del agua subterránea, la calidad, normativa y condiciones en las que se debe encontrar el agua y finalmente un análisis del agua subterránea encontrada en la Mojana y los usos que se le puede dar de acuerdo a las normativas en Colombia y en otros países.

4.1 UBICACIÓN

La región de la Mojana pertenece a la región fisiográfica del caribe, cuenta con “una extensión de aproximadamente 513.464 hectáreas. Está delimitada geográficamente al oriente por el río Cauca, al occidente por el río San Jorge y la ciénaga de Ayapel, al nororiente por el brazo de Loba del rio Magdalena y al sur por las tierras altas de Caucasia y la serranía de Ayapel”4. Según el informe emitido por el Departamento Nacional de Planeación en octubre de 2011.

El núcleo de La Mojana comprende 11 municipios en cuatro departamentos: Antioquia, Bolívar, Córdoba y Sucre. Debido a su topografía su paisaje está comprendido por ciénagas interconectadas por medio de caños.

Figura 1. Localización de la Región de la Mojana

Fuente: DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACIÓN. Revisión de las características

limnológicas de los sistemas acuáticos de la Región de la Mojana. Octubre de 2011. [En

4 DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACIÓN. Revisión de las características limnológicas de los sistemas

acuáticos de la Región de la Mojana. Octubre de 2011. [En línea]. [Citado el 04 de septiembre de 2015].

Disponible en internet: < URL: http://www.bdigital.unal.edu.co/6180/1/gabrielpinilla.2011.pdf.>

17

línea]. [Citado el 04 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL:

http://www.bdigital.unal.edu.co/6180/1/gabrielpinilla.2011.pdf.>

En la Figura 1 se puede observar el mapa con la localización de la región de la Mojana, subrayando el delta hídrico conjugando tres de los principales ríos de Colombia (el Cauca, Magdalena y San Jorge).

Figura 2. Ubicación Geográfica de la Región de la Mojana.

Fuente: CORPORACIÓN COLOMBIANA DE INVESTIGACIÓN AGROPECUARIA

CORPOICA. Caracterización socioeconómica de los sistemas de producción de la Mojana

en el Caribe de Colombia. 2013. [En línea]. [Citado el 11 de septiembre de 2015]. Disponible

en internet: < URL:

http://www.sci.unal.edu.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S012287062013000200005&

lng=en&nrm=iso.>

En la Figura 2 se observa la región de la Mojana y la distribución geográfica de los departamentos con sus respectivos municipios. En él se evidencian las vías y ríos más importantes que pasan por la región.

Rio San

Jorge

Rio Cauca

Rio

Magdalena

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4.2 HIDROGRAFÍA

De acuerdo al documento emitido por el banco de la república en octubre de 2004, los suelos de la Mojana están compuestos por arenas profundas que varían con arcilla y limo que salen a la superficie. Anualmente reciben los sedimentos acumulados por los ríos en donde predomina la fertilidad de moderada a alta, aunque en algunas épocas del año es baja por suelos anaeróbicos (sin oxígeno), por lluvias insuficientes.

Tabla 1. Parámetros fisicoquímicos del agua del subsuelo de la región de la Mojana.

Fuente: DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACIÓN. Revisión de las características

limnológicas de los sistemas acuáticos de la Región de la Mojana. Octubre de 2011. [En



En la Tabla 1 se muestran algunos parametros del agua del subuelo de la region de

la Mojana tales como transparencia, temperatura superficial, pH, oxígeno, dureza

total, dióxido de carbono, nitrógeno amoniacal y cloro. En donde se pueden observar

los valores e identificar algunas irregularidades.

La transparencia del agua en el complejo de Ayapel es muy alta lo que podria indicar una gran cantidad de sedimentos, la temperatura superficial se encuentra dentro de los parametros normales, el pH en algunas zonas es alto debido a la alta productividad en el caño la Mojana, la temperatura del agua en el bajo cauca tiene una gran influencia en el oxigeno disuelto, los datos indican que las aguas de la región son oxigenadas por lo tanto significa que estas son adecuadas para el desarrollo de las comunidades (Brazo de loba, bajo Cauca, caño Mojana, Ayapel) con respecto a la dureza total se muestra gran influencia de las aguas mas mineralizadas en el río Cauca. El dioxido de carbono y el nitrogeno anomiacal se presentan de una manera moderada, finalmente el cloro se observa un mayor promedio para el complejo de Ayapel indicando una gran influencia de aguas residuales.

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4.3 CLIMA

La región presenta un clima tropical cálido y húmedo con temperaturas constantes entre 28°C y 25ºC, los meses más lluviosos se presentan de agosto a octubre. “La precipitación anual varía entre 1.000 mm en Magangué y 4.500 mm en Nechí y Achí. La humedad relativa promedio anual es del 82% con variaciones entre el 78% en la zona nororiental y 88.9% al centro. El brillo solar en el área es del orden de 2.300 horas en el año”.5

4.4 TOPOGRAFIA

La topografía de la Mojana es plana, “con una cota superior hacia el sur, de cerca de 36 metros sobre el nivel del mar (msnm) y una inferior hacia el norte, de cerca de 16 msnm, formando una pendiente imperceptible en una distancia cercana a 115 kilómetros”.6

4.5 POBLACIÓN

El núcleo de La región de la Mojana la conforman 13 municipios, 4 en el departamento de Bolívar: Achí, Magangué, Montecristo, San Jacinto del Cauca, 7 en el departamento de Sucre: Caimito, Guaranda, La unión, Majagual, San Benito Abad, San Marcos y Sucre, uno en Antioquia: Nechí y uno en Córdoba Ayapel.

Según estudio del instituto colombiano de desarrollo rural, realizado en febrero de 2012, “La población que hace parte del Área de Desarrollo Rural de la Mojana, es de 420.575 habitantes, para el año 2011, ubicada en la cabecera municipal el 49% y en el sector rural 57%”.7

5 BANCO DE LA REPÚBLICA. La Mojana: riqueza natural y potencial económico. María Aguilera. Octubre de

2004. [En línea]. [Citado el 03 de septiembre de 2015].Disponible en internet: < URL:

http://www.banrep.gov.co/docum/Lectura_finanzas/pdf/DTSER-48.pdf.>

6 DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACIÓN. Revisión de las características limnológicas de los sistemas

acuáticos de la Región de la Mojana. Octubre de 2011. [En línea]. [Citado el 04 de septiembre de 2015].

Disponible en internet: < URL: http://www.bdigital.unal.edu.co/6180/1/gabrielpinilla.2011.pdf.>

7 INSTITUTO COLOMBIANO DE DESARROLLO RURAL. INCODER. Caracterización socio- demográfica del

área de desarrollo rural de la Mojana. Febrero de 2012. [En línea]. [Citado el 09 de septiembre de 2015].

Disponible en internet: < URL:

http://www.incoder.gov.co/documentos/Estrategia%20de%20Desarrollo%20Rural/Pertiles%20Territoriales/AD

R%20MOJANA/Perfil%20Territorial/CARACTERIZACION%20SOCIO-

DEMOGRAFICA%20LA%20MOJANA.pdf.>

20

Tabla 2. Población del área de desarrollo rural de la Mojana.

Fuente: INSTITUTO COLOMBIANO DE DESARROLLO RURAL. INCODER. Caracterización socio- demográfica del área de desarrollo rural de la Mojana. Febrero de 2012. [En línea]. [Citado el 09 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://www.incoder.gov.co/documentos/Estrategia%20de%20Desarrollo%20Rural/Pertiles%20Territoriales/ADR%20MOJANA/Perfil%20Territorial/CARACTERIZACION%20SOCIO-DEMOGRAFICA%20LA%20MOJANA.pdf.>

En la tabla anterior se encuentra la población de cada municipio del área de desarrollo rural. A partir de estos datos se puede observar que la mayoría de la población se encuentra en el municipio de Magangué, Ayapel, Majagual y San Marcos.

“La población del ADR asentada en departamento de Bolívar representa el 9% de la población total de este departamento, que es de 2.002.531 habitantes para el año 2011 y la población del ADR asentada en el departamento de Sucre representa el 21% de la población total de ese departamento”:8

8 INSTITUTO COLOMBIANO DE DESARROLLO RURAL. INCODER. Caracterización socio- demográfica del área de desarrollo rural de la Mojana. Febrero de 2012. [En línea]. [Citado el 09 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://www.incoder.gov.co/documentos/Estrategia%20de%20Desarrollo%20Rural/Pertiles%20Territoriales/ADR%20MOJANA/Perfil%20Territorial/CARACTERIZACION%20SOCIO-DEMOGRAFICA%20LA%20MOJANA.pdf.>

21

Figura 3. Desplazamiento en la Mojana.

Fuente: INSTITUTO COLOMBIANO DE DESARROLLO RURAL. INCODER. Caracterización socio- demográfica del área de desarrollo rural de la Mojana. Febrero de 2012. [En línea]. [Citado el 09 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://www.incoder.gov.co/documentos/Estrategia%20de%20Desarrollo%20Rural/Pertiles%20Territoriales/ADR%20MOJANA/Perfil%20Territorial/CARACTERIZACION%20SOCIO-DEMOGRAFICA%20LA%20MOJANA.pdf.>

En la Figura 3 se puede observar que los municipios de Nechí en Antioquia y Ayapel en Córdoba son los dos con mayor afectación. Dentro de las posibles causas del desplazamiento de estas zonas se encuentran las restricciones al acceso básico de servicios, la cual se acopia dentro de las necesidades básicas insatisfechas.

El índice de la calidad de vida, (ICV), para la región de la Mojana tiene un promedio de 45% muy inferior al promedio nacional, lo que indica los altos niveles de pobreza que se presentan en cada uno de los municipios de la región de la Mojana. Las cabeceras municipales contienen una parte importante de la economía de la región, como la ganadería, actividades agropecuarias y cultivos, aun teniendo en cuenta que todos los municipios son de alta ruralidad.

4.6 LOCALIZACIÓN DE POZOS

Como introducción al análisis del acuífero Morroa es necesario identificar las

posibilidades y limitantes que posee la región en cuanto la extracción y explotación

del agua subterránea identificando la zona de influencia con una “extensión de

102970.483 m2, formando una franja alargada de 3km de ancho. Sin embargo

22

debido a la falta de coordenadas de 8 pozos se pierde la información de sus

respectivos parámetros, por lo tanto no se pueden ubicar y la distribución queda

conformada por 22 pozos”.9

En la siguiente ilustración se observan la localización de los pozos a lo largo del

acuífero Morroa. A partir de esto se recalca la importancia de la ubicación de los

pozos con el fin de analizar el área de influencia y la cobertura o repercusión del

pozo, en este caso el pozo 44-IV-D-PP-38.




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Figura 4. Ubicación de los 22 pozos en el acuífero Morroa.

Fuente: UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER. Caracterización hidráulica del

acuífero Morroa (sucre) mediante métodos geoestadísticos. [En línea]. [Citado el 21 de

septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL:

http://repositorio.uis.edu.co/jspui/bitstream/123456789/1972/2/129976.pdf.>

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4.7 MOJANA – MORROA

El acuífero Morroa se encuentra ubicado entre los departamentos de Sucre y Córdoba, de acuerdo al tamaño que presenta es la principal fuente de abastecimiento de municipios tales como Corozal, San Juan de Betulia, Sincelejo, Sampués. Debido a su gran extensión se logró encontrar la información necesaria para poder realizar los estudios pertinentes, para lo cual el acuífero Mojana no fue seleccionado por la insuficiente información de la calidad del agua e identificación de los pozos existentes para el acuífero de la zona.

Figura 5. Estudios hidrogeológicos en Colombia.





En la Figura 5 se observan las áreas con los estudios hidrogeológicos de Colombia, representa la localización y caracterización de las zonas favorables para la acumulación de aguas subterráneas en el país realizado por INGEOMINAS.

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Tabla 3. Identificación de Acuíferos en la región de la Mojana.

Fuente: INSTITUTO DE HIDROLOGÍA, METEOROLOGÍA Y ESTUDIOS AMBIENTALES

(IDEAM). Estudio Nacional del Agua. 2014. [En línea]. [Citado el 18 de septiembre de 2015].

Disponible en internet: < URL: http://www.elpais.com.co/elpais/archivos/estudio-rios-

colombia.pdf.>

En la Tabla 3 se encuentra la distribución de los acuíferos ubicados en la región de la Mojana. En la distribución de la tabla se encuentra el sistema de acuífero, las unidades hidrogeológicas, el tipo de acuífero, los parámetros hidráulicos y

finalmente el área superficial expresado en (𝐾𝑚2).

A partir de esta tabla se puede identificar uno de los acuíferos ubicados en la región de la Mojana, el acuífero Morroa.

26

El acuífero Morroa se encuentra entre los municipios córdoba y sucre “cuenta con

una extensión de 645 𝐾𝑚2”10.

Figura 6. Localización del acuífero Morroa.

Fuente: UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER. Caracterización hidráulica del acuífero Morroa (sucre) mediante métodos geoestadísticos. [En línea]. [Citado el 21 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://repositorio.uis.edu.co/jspui/bitstream/123456789/1972/2/129976.pdf.>

En la ilustración anterior se muestra la localización exacta del acuífero Morroa, ubicado hacia la cuenca de los ríos San Jorge y Cauca.

“En el departamento de Sucre aproximadamente el 91.7% de los acueductos municipales se proveen de pozos profundos que captan el agua de los acuíferos Betulia, Morrosquillo, la Mojana, y Morroa.”11

10 UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER. Caracterización hidráulica del acuífero Morroa (sucre) mediante métodos geoestadísticos. [En línea]. [Citado el 21 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://repositorio.uis.edu.co/jspui/bitstream/123456789/1972/2/129976.pdf.> 11 UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER. Caracterización hidráulica del acuífero Morroa (sucre) mediante métodos geoestadísticos. [En línea]. [Citado el 21 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://repositorio.uis.edu.co/jspui/bitstream/123456789/1972/2/129976.pdf.>

27

Tabla 4. Sistema Acuífero Morroa.

Fuente: SISTEMAS ACUÍFEROS DEL ÁREA HIDROGRÁFICA CARIBE. Fichas síntesis de sistemas acuíferos, Anexo 4. [En línea]. [Citado el 21 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://documentacion.ideam.gov.co/openbiblio/bvirtual/022655/MEMORIASMAPAZONIFICACIONHIDROGRAFICA.pdf.>

En la Tabla 4 se pueden observar algunas características y condiciones en las que se encuentra el acuífero Morroa, las redes de monitoreo y el tipo de agua que se encuentra en el pozo.

28

Tabla 5. Parámetros del acuífero Morroa.

Fuente: CARSUCRE. Resolución N° 0382, conferida por la ley 99 de 1993. [En línea].

[Citado el 21 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL:

http://carsucre.gov.co/wp-

content/uploads/RESOLUCIONES/RESOLUCION%20N.0382%20DE%202015%20POR%

20LA%20CUAL%20SE%20CONCEDE%20UNA%20PRORROGA%20DE%20AGUAS%2

0SUBTERRANEAS%20A%20LA%20EMPRESA%20AGUAS%20DE%20LA%20SABANA

%20S.A%20ESP.pdf?boxtype=pdf&g=false&s=false&s2=false&r=wide.>

En la Tabla 5 se encuentra los parámetros evaluados del pozo 44-IV-D-PP-38 del acuífero de Morroa. En él se puede observar que los datos registrados se hallan dentro de los parámetros normales de acuerdo a la resolución 2115 de 2007, y que por lo tanto es apta para consumo humano.

Tabla 6. Análisis Bacteriológico.

Fuente: CARSUCRE. Resolución N° 0382, conferida por la ley 99 de 1993. [En línea].



content/uploads/RESOLUCIONES/RESOLUCION%20N.0382%20DE%202015%20POR%

20LA%20CUAL%20SE%20CONCEDE%20UNA%20PRORROGA%20DE%20AGUAS%2

0SUBTERRANEAS%20A%20LA%20EMPRESA%20AGUAS%20DE%20LA%20SABANA

%20S.A%20ESP.pdf?boxtype=pdf&g=false&s=false&s2=false&r=wide.>

29

En la Tabla 6 se observa el análisis bacteriológico, en donde de acuerdo a la resolución 2115 de 2007 el agua no presenta contaminación bacteriológica.

Tabla 7.Sistema Acuífero La Mojana.

Fuente: SISTEMAS ACUÍFEROS DEL ÁREA HIDROGRÁFICA CARIBE. Fichas síntesis de sistemas acuíferos, Anexo 4. [En línea]. [Citado el 21 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://documentacion.ideam.gov.co/openbiblio/bvirtual/022655/MEMORIASMAPAZONIFICACIONHIDROGRAFICA.pdf.>

Se muestra la Tabla 7 con las características hidrográficas del acuífero la Mojana, datos hidrogeológicos, y el tipo de agua que tiene el acuífero.

30

4.8 COMPONENTES DEL AGUA PARA EL DISEÑO DE POZOS DE AGUA

SUBTERRANEA EN LA REGION DE LA MOJANA

4.8.1 Diagnóstico toxicológico. Debido a la explotación minera y en la extracción

del oro, el mercurio elemental y el cianuro son depositados en las fuentes de agua,

entrando en la cadena alimenticia desde los tejidos de los peces.

“Aunque el cianuro se considera una excelente alternativa para reemplazar al mercurio en el proceso de extracción de oro, es posible que un manejo inadecuado del mismo resulte en una catástrofe con innumerables consecuencias para los ecosistemas y humanos”.12

Tabla 8. Diagnóstico General Toxicológico de mercurio en agua superficial de la Mojana.

12 DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACIÓN. Programa de desarrollo sostenible de la región de la

Mojana. 2003. [En línea]. [Citado el 10 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL:

http://www.incoder.gov.co/documentos/Estrategia%20de%20Desarrollo%20Rural/Pertiles%20Territoriales/AD

R%20MOJANA/Otros/Programa%20de%20Desarrollo%20Sostenible%20de%20la%20Mojana.pdf.>

31

Fuente: DEPARTAMENTO NACIONAL DE PLANEACIÓN. Programa de desarrollo

sostenible de la región de la Mojana. 2003. [En línea]. [Citado el 10 de septiembre de 2015].


http://www.incoder.gov.co/documentos/Estrategia%20de%20Desarrollo%20Rural/Pertiles

%20Territoriales/ADR%20MOJANA/Otros/Programa%20de%20Desarrollo%20Sostenible

%20de%20la%20Mojana.pdf.>

Se presenta la Tabla 8 que indica la presencia de mercurio en diferentes divisiones

ambientales hasta llegar a los humanos.

De acuerdo a estudios hidrogeológicos del agua subterránea realizados en las ciénagas: grande de Achí, Garrapata y el canal del dique Palotal y la Cruz “Un 2% de las captaciones está fuera de los rangos para mercurio y sólidos totales, 3% no cumplen criterio de alcalinidad ni calcio disuelto, 22% el de nitratos y 5% el de hierro. También se encontró que el 40,6% de puntos exceden el valor máximo para turbiedad y 72% el del pH”.13

El estudio realizado por la Universidad de los Andes, Corpoica y Corpomojana, en la ciénaga grande de Achí encontró que el uso del agua subterránea en los aljibes se concentra más que todo en el abastecimiento doméstico “(62,3%), seguido por la ganadería con 13% y 11% el abastecimiento público.”14

4.8.2 Criterios de calidad de agua para el diseño de pozos. Con el fin de realizar

un diseño de pozos para agua subterránea, se deben analizar a profundidad los

criterios mínimos para la extracción de dicho recurso, estos permitirán saber de qué

tipo de uso puede ser el agua extraída a través de esta estructura. Sin embargo, no

sólo se debe establecer el tipo de uso, sino que además de esto se debe establecer

que tratamientos puede usarse si el agua es de uso doméstico. Esto permitirá

establecer el tipo y el uso que se le dará al recurso extraído.

Colombia

El manual RAS – 2000 (Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico) establece como parámetros mínimos aquellos que se dictaminan para la captación de agua superficial y establece los tratamientos previos que debe tener según las condiciones mínimas. “La calidad de la fuente debe

13 EL COLOMBIANO. Con las aguas subterráneas Antioquia podrá calmar la sed. Diciembre de 2014. [En línea].

[Citado el 11 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://www.elcolombiano.com/con-las-

aguas-subterraneas-antioquia-podra-calmar-la-sed-FX981623.>

14 EL COLOMBIANO. Con las aguas subterráneas Antioquia podrá calmar la sed. Diciembre de 2014. [En línea].

[Citado el 11 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://www.elcolombiano.com/con-las-

aguas-subterraneas-antioquia-podra-calmar-la-sed-FX981623.>

32

caracterizarse de la manera más completa posible para poder identificar el tipo de tratamiento que necesita y los parámetros principales de interés en periodo seco y de lluvia. Además, la fuente debe cumplir con lo exigido en el Decreto 1594 del 26 de junio de 1984, en sus artículos 37 y 38, o en su ausencia el que lo reemplace.”15. El manual RAS – 2000 no discrimina o determina algo diferente para los parámetros mínimos de agua subterránea, por lo cual la calidad de la fuente ya sea por captación superficial o subterránea debe ser idéntica para que se considere agua de uso potable.

Tabla 9. Parámetros mínimos para consumo humano de acuerdo a la RAS – 2000.

Fuente: MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO DIRECCIÓN DE AGUA POTABLE

Y SANEAMIENTO BÁSICO. REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA

POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO (RAS – 2000). Noviembre de 2000. [En línea].

[Citado el 14 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://cra.gov.co/apc-

aa-files/37383832666265633962316339623934/4._Sistemas_de_acueducto.pdf.>

15 MINISTERIO DE DESARROLLO ECONÓMICO DIRECCIÓN DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO

BÁSICO. REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BÁSICO (RAS –

2000). Noviembre de 2000. [En línea]. [Citado el 14 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL:

http://cra.gov.co/apc-aa-files/37383832666265633962316339623934/4._Sistemas_de_acueducto.pdf.>

33

Por tal motivo en Tabla 9 se presentan los valores mínimos admisibles para consumo humano en este se explican los análisis microbiológicos, organolépticos, físicas y químicas de la calidad del agua, según las especificaciones de la RAS – 2000.

Con todo esto y de acuerdo al artículo 39 del decreto 1594 de 1984 se establecen los criterios de calidad del agua para uso doméstico y en caso de que este no se encuentre en las mejores condiciones es necesario realizar un tratamiento básico, conformado por la incorporación de algunos productos necesarios para que la potabilización del agua sea completa. Es preciso tener en cuenta que los valores siguientes se expresan en miligramo por litro (mg/l).

Tabla 10. Valores máximos admisibles para uso doméstico y tratamiento convencional.

Fuente: SECRETARIA GENERAL DE LA ALCALDÍA DE BOGOTÁ D.C. DECRETO 1594

DE 1984. Junio 26. [En línea]. [Citado el 13 de septiembre de 2015]. Disponible en internet:

< URL: http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=18617.>

Referencia Expresado como Valor

Amoníaco N 1.0

Arsénico As 0.05

Bario Ba 1.0

Cadmio Cd 0.01

Cianuro CN- 0.2

Cinc Zn 15.0

Cloruros Cl- 250.0

Cobre Cu 1.0

Color Color real 75 unidades, escala Platino –

cobalto

Compuestos Fenólicos Fenol 0.002

Cromo Cr+6 0.05

Difenil Policlorados Concentración de agente activo No detectable

Mercurio Hg 0.002

Nitratos N 10.0

Nitritos N 1.0

pH Unidades 5.0 - 9.0 unidades

Plata Ag 0.05

Plomo Pb 0.05

Selenio Se 0.01

Sulfatos S0=4 400.0

Tensoactivos Sustancias activas al azul de

metileno 0.5

Colíformes totales Número más probable 20.000 microorganismos/100 ml.

Coliformes fecales Número más probable 2.000 microorganismos /100 ml.

34

En la Tabla 10 se pueden evidenciar los valores máximos admisibles para uso doméstico según el decreto 1594 de 1984, esta requiere de un tratamiento convencional para que pueda ser utilizada, se entiende por uso doméstico a todas las actividades en donde se emplea el agua para satisfacción de las necesidades, básicas, lavado de alimentos, limpieza e higiene personal y aquellas tareas en las que la población adquiera un contacto directo con el agua. El tratamiento convencional se utiliza para crear un proceso y etapas que puedan eliminar o filtrar aquellos objetos grandes, ya sea palos, piedras, o partículas que obstruyan el agua para su consumo; dicho todo esto de añaden coagulantes químicos para que las partículas que convierten el agua turbia generen flóculos y así mismo poderlos eliminar.

Tabla 11. Valores máximos admisibles para consumo humano, doméstico y desinfección.

Fuente: SECRETARIA GENERAL DE LA ALCALDÍA DE BOGOTÁ D.C. DECRETO 1594 DE 1984. Junio 26. [En línea]. [Citado el 13 de septiembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=18617.>


Amoníaco N 1.0

Arsénico As 0.05

Bario Ba 1.0

Cadmio Cd 0.01

Cianuro CN- 0.2

Cinc Zn 15.0

Cloruros Cl- 250.0

Cobre Cu 1.0

Color Color real 20 unidades, escala Platino -

cobalto

Compuestos Fenólicos

Fenol 0.002

Cromo Cr+6 0.05

Difenil Policlorados

Concentración de agente activo No detectable

Mercurio Hg 0.002

Nitratos N 10.0

Nitritos N 1.0


Plata Ag 0.05

Plomo Pb 0.05

Selenio Se 0.01

Sulfatos S0=4 400.0


metileno 0.5

Turbiedad UJT 10 Unidades Jackson de Turbiedad, UJT

Colíformes totales NMP 1.000 microorganismos/100 ml.

35

En la Tabla 11 se presentan los criterios de calidad del recurso para consumo humano y doméstico, lo cual indica que los usos del agua en esta tabla no son limitados por la norma y son los mismos mencionados en la tabla anterior en donde se emplea el agua para el uso de las necesidades básicas, la diferencia de las tablas radica en que el proceso de potabilización del agua es totalmente distinto debido a que son procesos distintos y uno es más complejo que el otro. Para esta tabla el proceso de desinfección es sencillo lo cual quiere decir que el recurso se encuentra en mejor estado. La desinfección se emplea para la eliminación de microrganismos patógenos que contaminan el agua, se puede realizar gracias a compuestos químicos tales como: cloro, dióxido de cloro, hipoclorito, distintos ácidos y bases, sales de amonio; con el fin de que sea apta para todo tipo de prácticas.

Tabla 12. Valores máximos admisibles para usos agrícolas.


Para la Tabla 12 se presentan los criterios de calidad del recurso para uso agrícola. El recurso no es apto para consumo humano, es decir que en base a los análisis realizados el uso de esta se destinara a toda actividad agrícola ya sea para el empleo de irrigación de cultivos, producción de cultivos y demás actividades que contengan la producción alimentaria o agrícola, el recurso en este uso no contiene


Aluminio Al 5.0

Arsénico As 0.1

Berilio Be 0.1

Cadmio Cd 0.01

Cinc Zn 2.0

Cobalto Co 0.05

Cobre Cu 0.2

Cromo Cr+6 0.1

Flúor F 1.0

Hierro Fe 5.0

Litio Li 2.5

Manganeso Mn 0.2

Molibdeno Mo 0.01

Níquel Ni 0.2


Plomo Pb 5.0

Selenio Se 0.02

Vanadio V 0.1

36

procesos de potabilización de tal manera que puede ser utilizado una vez extraído del pozo de agua subterránea.

Tabla 13. Valores máximos admisibles para uso pecuario o ganadería.


En la Tabla 13 se presentan los criterios de calidad del recurso para uso pecuario o ganadería, la cual contiene actividades tales como; agua para el consumo de ganadería, porcino, bovino y demás animales; lavado de los animales y lavado de los alimentos para el consumo animal, es necesario e importante tener en cuenta evitar la contaminación con el uso de plaguicidas y herbicidas para este tipo de agua ya que sería necesario realizar procesos de potabilización, como la desinfección.

Tabla 14. Valores máximos admisibles para fines recreativos, contacto primario y/o secundario.


En la Tabla 14 se presentan los criterios de calidad del recurso para fines recreativos, según sea el contacto primario o secundario lo cual se refiere a todas aquellas actividades que un contacto directo con el agua ya sea por tiempos


Aluminio Al 5.0

Arsénico As 0.1

Boro B 5.0

Cadmio Cd 0.05

Cinc Zn 25.0

Cobre Cu 0.5

Cromo Cr+6 1.0

Mercurio Hg 0.01

Nitratos + Nitritos N 100.0

Nitrito N 10.0

Plomo Pb 0.1

Contenido de Sales Peso Total 3.000


Coliformes Totales NMP 5.000 microorganismos/100 ml

Oxígeno Disuelto 70% concentración de saturación

Ph Unidades 5.0 - 9.0 unidades


metileno 0.5

37

prolongados o cortos: la natación, el buceo, deportes o practicas náuticas y la pesca. No requiere procesos de potabilización.

Para contar con unos parámetros normativos de referencia, es necesario esclarecer algunos tipos de normas que permitan conocer el panorama en cuanto a la calidad del agua potable para el consumo humano. Como marco de análisis se han revisado guías, decretos o normas técnicas que permiten comparar y proponer el uso real del recurso para la región de la Mojana. Todo esto se realizó mediante una matriz de comparación por el cual se establecerán los parámetros que sean aceptables en su calidad, que se muestra en la ¡Error! No se encuentra el origen de la eferencia.

España

Para el caso de España el decreto que establece los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano es el real decreto 140/2003 del 7 de febrero, este permite hacer una comparación real de las condiciones en las que se encuentra el agua en la región de la Mojana para la construcción de pozos de agua subterránea. Este decreto discrimina por parámetros microbiológicos y químicos, pero en síntesis no es gran diferencia para realizar una comparación con las normas colombianas que rigen el agua para usos y consumos (RAS – 2000 y Decreto 1594 de 1984) por lo cual los parámetros son los siguientes:

Tabla 15. Parámetros Microbiológicos dictados por el real decreto 140/2003 (España), para consumo humano.

Fuente: SISTEMA DE INFORMACIÓN NACIONAL DE AGUAS DE CONSUMO. Calidad del

agua de consumo humano en España. 2002, 2003, 2004. [En línea]. [Citado el 18 de


http://www.msssi.gob.es/profesionales/saludPublica/docs/Calidad_agua_consumo_Inform

e_Trienio2002-04.pdf.>

En la Tabla 15 se muestra los parámetros microbiológicos admisibles presentes en el agua subterránea en muestras de 100 ml, estos son presentados en un contexto distinto ya que este parámetro evalúa aquellos organismos patógenos presentes en el agua que la mayoría de las veces proceden de los desechos de humanos y animales que pueden causar enfermedades para el ser humano tales como hepatitis, cólera, disentería, polio, fiebre tifoidea, etc.

38

Tabla 16. Parámetros Químicos dictados por el real decreto 140/2003 (España), para consumo humano.

39

Fuente: SISTEMA DE INFORMACIÓN NACIONAL DE AGUAS DE CONSUMO. Calidad del

agua de consumo humano en España. 2002, 2003, 2004. [En línea]. [Citado el 18 de


http://www.msssi.gob.es/profesionales/saludPublica/docs/Calidad_agua_consumo_Inform

e_Trienio2002-04.pdf.>

En la Tabla 16 se encuentran los parámetros químicos permitidos en el agua subterránea dada por el decreto real de España, es necesario tener en cuenta que estos parámetros son los mínimos admisibles para el consumo humano.

Perú

A través de la Superintendencia Nacional De Servicios de Saneamiento del Perú, se establece la Norma Sanitaria sobre la calidad física, química y bacteriológica del agua apta para el consumo humano, para el caso de agua subterránea se realizan muestreos a la fuente de agua o reservorios con una frecuencia anual, esta debe cumplir parámetros tales como los siguientes:

Tabla 17. Parámetros que afectan la calidad estética y organoléptica apta para consumo humano.

40

Fuente: SUPERINTENDENCIA NACIONAL DE SERVICIOS DE SANEAMIENTO. Normas

oficiales para la calidad del agua del perú.1995. [En línea]. [Citado el 21 de septiembre de

2015]. Disponible en internet: < URL:

http://www.bvsde.paho.org/bvsacg/fulltext/perusunas.pdf.>

En la Tabla 17 se pueden evidenciar los parámetros que afectan la calidad estética del agua, dentro de ellos se encuentran color, turbiedad, olor, sabor, entro otros. Es necesario tener en cuenta que estos son los valores mínimos para aguas con dureza menor a 100 mg/l.

Tabla 18. Parámetros que afectan a la salud.





En la Tabla 18 se muestran los parámetros que afectan a la salud, en ellas se encuentran los valores mínimos aptos para el consumo humano todo esto referido a las concentraciones en las fuentes de abastecimiento directo en el medio urbano y al nivel del consumidor.

41

Tabla 19. Parámetros bacteriológicos.





En la Tabla 19 se muestran los parámetros bacteriológicos, estas son las concentraciones mínimas aptas para el consumo humano, en caso de que alguno de estos parámetros no se cumplan pueden generar enfermedades, y efectos indirectos en la población.

Es necesario aclarar que dicha matriz contendrá aquellos aspectos que sean de gran importancia para elegir la calidad y estado del agua, su uso y sus dictámenes para el futuro del pozo. No solo se deberán establecer los parámetros que definan la calidad del agua en comparación con el pozo, sino también el tratamiento posterior que debe tener el recurso después de realizar la extracción en la zona. Es importante realizar un análisis minucioso de cada criterio sea cual sea el uso que se le dará al recurso, no importaran las diferencias que hayan entre unos y otros, sin importar el nivel de importancia que se asuma.

42

4.6.4 Análisis de la calidad del agua respecto a los criterios de calidad. Tabla 20. Análisis de Exploración de Aguas del acuífero de Morroa pozo 44-IV-D-PP-38.

Fuente: Propia.

43

Tabla 20. (Continuación)

Fuente propia.

44

Una vez obtenidas las tablas con los parámetros bacteriológicos y las normas de calidad de agua en Colombia y en otros países, se procede a realizar el análisis respectivo de la región de la Mojana, tomando como base los datos del pozo 44-IV-D-PP-38 del acuífero de Morroa. El cual se analiza con respecto a la resolución 2115 de 2007 donde se estipulan las características y la calidad del agua para consumo humano.

De acuerdo a los parámetros observados, se puede concluir que los coliformes totales son muy altos para lo cual se requiere de tratamiento convencional si se destina a consumo humano. Con respecto al pH según el Decreto 1594 de 1984,y en comparación con la resolución 2115 de 2007 esta no podría ser apta para consumo humano, puesto que el valor encontrado en pozo es de 8.84 U, lo que significa que el agua se encuentra muy acida, pero puede ser útil para uso agrícola, pecuario o ganadero. El calcio según la resolución 2115 de 2007 el valor máximo aceptable son 60 mg/l, y el valor registrado en el pozo es de 4.56 mg/l, lo que permite analizar que el agua no tendrá sabor, ni existirá agresión a la tuberías. En cloruros el valor máximo admisible por la resolución es de 250 mg/l, el análisis resultante del pozo es de 11.4 mg/l, se puede inferir que se encuentra en buenas condiciones lo que significa que no hay presencia de sales en el agua y no puede afectar por corrosión las tuberías destinadas al agua potable. En el color, el agua es apta para consumo humano, para uso domiciliario y es admisible para consumo humano según las normas del Perú. Los valores de magnesio máximos admisibles son de 36 mg/l, el pozo 44-IV-D-PP-38 presenta una cantidad de 1.99 mg/l lo que se puede inferir es que no afecta la salud humana. Con respecto a la alcalinidad total, el pozo presenta un valor de 120 MgCaCo3/l, teniendo como valor máximo admisible 200 MgCaCo3/l lo que permite identificar que no es un agua “dura” y que no necesita un tratamiento para su consumo. Finalmente el manganeso según el decreto 2115 de 2007 presenta un valor máximo con consecuencias en la salud humana es de 0.1 mg/l, y el valor analizado en el pozo 44-IV-D-PP-38 <0.006 mg/l lo que permite identificar que el agua no presenta color, olor y sabor indeseable ni ninguna mancha que pueda afectar los sistema de almacenamiento y distribución agua.

En términos generales se puede decir que el agua encontrada en el pozo del acuífero Morroa se encuentra en buen estado para uso agrícola, pecuario y o ganadero y en caso de hacerla apta para el consumo humano, requiere de algunos tratamientos básico según se estipula en el Reglamento técnico del sector de agua potable y saneamiento básico (RAS – 2000). En donde a través de un método convencional permitirá bajar el pH, y disminuir los coliformes totales por medio de un sistema de filtración, así mismo se recomienda para el proceso convencional aplicar permanganato de potasio para estabilizar el pH y garantizar un mayor tiempo de contacto

45

5. MODELOS Y TECNOLOGÍAS A NIVEL MUNDIAL RELACIONADAS CON EL MANEJO DE POZOS DE AGUA SUBTERRÁNEA

En este capítulo se encuentran modelos de tecnologías, métodos e instrumentos para el diseño de pozos de agua subterránea que permitirán orientar y establecer los principales parámetros y características fundamentales para la realización de un diseño.

5.1 METODOLOGÍA PARA LA ELABORACIÓN DE UN MAPA PIEZOMÉTRICO

La directiva 2000/60 del parlamento Europeo establece un marco comunitario llamado Directiva Marco del agua (DMA), esta política se hace con el fin de alcanzar los objetivos de conservación, protección y mejora de la calidad del medio ambiente especialmente para las aguas subterráneas.

Dentro de las caracterizaciones realizadas por la Confederación Hidrográfica de Júcar y el Parlamento Europeo el 23 de octubre de 2000, en España se examinan las presiones a las que están expuestas las masas de agua subterránea, y a las extracciones de este recurso. El método fue la elaboración de un mapa piezométrico general basado en las condiciones que rigen el flujo subterráneo, “La integracion del conocimiento hidrogeologico y del funcionamiento hidrodinamico de los acuiferos ha permitido interpretar la información suministrada por la red de control del estado cuantitativo de las aguas subterráneas”16. Esto permite efectuar el analisis piezometrico en la mayor parte del territorio teniendo en cuenta solo el nivel estatico de las aguas subterráneas

Para valorar las cotas piezométricas se ha aplicado un análisis estadístico de dispersión en las bases de datos de piezometría, posteriormente se proyectan las cotas piezometricas sobre una base cartografica trazando las condiciones de contorno de cada acuifero. Este sistema no solo mejora el conocimiento del estado de las aguas subterráneas, sino tambien permite caracterizar el estado cuantitativo de las aguas subterraneas ademas el mapa suministra información útil para realizar calculos de tasas de flujo subterráneo.

Teniendo en cuenta lo anterior y en el marco de esta investigación, se pretende analizar la zona en donde se ubicaran los pozos y así mismo por medio de la cartografia usar un software para ubicar los posibles puntos de localización de los pozos.

16 INSTITUTO GEOLÓGICO Y MINERO DE ESPAÑA. Las aguas subterráneas en España ante las directivas

Europeas: retos y perspectivas, Noviembre de 2007. Capítulo 3. [En línea]. [Consultado el 26 de Julio de 2015].

Disponible en internet: <

URL:http://site.ebrary.com/lib/biblioucatolicasp/reader.action?docID=10584233&ppg=6.>

46

5.2 DIAGNÓSTICO DE LA CALIDAD DEL AGUA SUBTERRÁNEA

En el estudio “Diagnostico de la calidad de agua subterránea en los sistemas municipales de abastecimiento” realizado en Yucatán (México) del año 2004 se recolectaron muestras de 106 cabeceras municipales del Estado de Yucatán. En estas cabeceras municipales se obtuvieron las clasificaciones y límites para la calidad química y microbiológica del agua. A partir de los límites se identificaron cuáles pueden ser las razones de aquella contaminación del agua subterránea y la solución que se podía determinar en dichos casos.

Se determinaron distintos niveles de calidad del agua utilizando las clasificaciones: buena calidad, calidad media y mala calidad. En las 106 cabeceras del estado se encontraron que sólo 5 pozos excedieron los niveles máximos permisibles que autoriza la norma en el estado de Yucatán. Entre los principales problemas que produjeron la contaminación del agua en dichos pozos se encuentran:

- Afectación alta: fallos estructurales en la infraestructura de los sistemas, contaminación biológica y química de las aguas para abastecimiento.

- Afectación moderada: ruptura de tuberías y obras de captación. - Afectación mínima: daños parciales en instalaciones.

Se estudiaron todos los parámetros de calidad química del agua como lo son cloruros, nitratos, dureza total, sodio y los tipos de familias de aguas que existen en la región. Se concluye que la calidad química y microbiológica es aceptable debido a la construcción de los pozos no han presentado fallas de ningún tipo, lo cual no ha influido en la contaminación del recurso hídrico. Se recomienda el abastecimiento de cloro para la purificación de las aguas antes de su distribución.

En el marco de esta investigación, se puede establecer de antemano que un sistema de pozos con un diseñado óptimo y eficiente no influirá en la contaminación y calidad del agua. Esta se puede ver alterada por factores que son inherentes al sistema de construcción de pozos. En dado caso que sea necesario purificar el agua de los pozos es necesario considerar los métodos que se acogen a los establecidos en la norma.17

5.3 INSTRUMENTACIÓN PARA AGUAS SUBTERRÁNEAS

En la última década se han implementado nuevas tecnologías que abren nuevas posibilidades para elegir el mejor sensor de nivel para aguas subterráneas. Dentro de los sensores normalmente se encuentran sensores de presión piezorresistivos,

17 RED INGENIERÍA REVISTA ACADÉMICA. Diagnóstico de la calidad del agua subterránea en los sistemas

municipales de abastecimiento en el Estado de Yucatán, México. 2004. [En línea]. [Consultado el 26 de Julio

de 2015]. Disponible en internet: < URL:

http://site.ebrary.com/lib/biblioucatolicasp/reader.action?docID=10118664.>

47

sensores de presión capacitivos, los cuales permiten una medida más confiable y precisa.

“La Universidad Técnica de Munich (el profesorado de hidráulica e ingeniería del agua) y experiencias en el mercado desde el siglo XIX, han conducido a la conclusión de que deben diseñarse soluciones eficientes y efectivas en el costo, para cumplir con los requisitos de las aplicaciones actuales”18. Teniendo en cuenta lo señalado se puede hablar de los principales requisitos de los equipo e instrumentación para las tomas de muestras de aguas es que debe ser confiable operacionalmente.

Comercialmente se puede hablar de sensores de nivel por burbujeo, estos equipos son altamente confiables y de costo moderado, su límite está en las variaciones de aguas subterráneas. La medición de nivel en aguas subterráneas cuenta con muchas opciones en el mercado pero una de las mejores opciones cuyos principios hidráulicos son ideales para las aguas subterráneas son dichos sensores. De acuerdo a las propiedades y características de la zona en la que se ubicaran los pozos de la eco-región de la Mojana sería adecuado poder elegir un sistema de medición que permita realizar un diseño confiable, real y de bajo costo.

5.4 LA IDENTIFICACIÓN DE LA UBICACIÓN Y LA POBLACIÓN ATENDIDA

POR LOS POZOS DOMÉSTICOS EN CALIFORNIA

Los datos censales en el estado de California indican que 1.2 millones de personas usan pozos domésticos para el consumo de agua potable, este estudio lo que se plantea es la estimación en cuanto:

- Ubicación de los pozos domésticos. - Localización de las zonas u hogares que utilizan un pozo doméstico para el

abastecimiento de agua potable. - Identificación de la importancia de una fuente de suministra de agua potable

domestica mediante los pozos de agua subterránea.

El equipo de estudio comprobó que los datos censales fueron los adecuados a la población servida por dichos pozos de agua subterránea y que esta información no distara de lo que realmente se encontrará en los censos de 1990 en el estado de California.

A partir de los conocimientos hidrogeológicos aplicados se constata que tres zonas de gran importancia contienen la mayor densidad de usuarios de pozos de agua

18 INSTITUTO GEOLÓGICO Y MINERO DE ESPAÑA. Operatividad de la instrumentación en aguas

subterráneas, suelos contaminados y riesgos geológicos. 2003. [En línea]. [Consultado el 25 de julio de 2015].


http://site.ebrary.com/lib/biblioucatolicasp/reader.action?docID=10804228&ppg=1.>

48

subterránea doméstica, clasificándolas así: “Central Valley (31.6%), Sierra Nevada (31.5%), y Northern Coast Ranges (16.6%).”19

El método para encontrar el conjunto de pozos que son utilizados es bastante sencillo, a partir de polígonos y censos recalculados, se crean un conjunto de polígonos compuestos, los cuales tenían por datos principales: área de los pozos y densidad de los pozos usados en una determinada zona o “sección” y para poder suministrar información alterna se calculó el número de hogares que utiliza un pozo de agua doméstica. Con todo esto se hace una distribución según el número de pozos en una sección y esta se asigna al número de hogares uniformemente.

Dada la investigación lo que se permite es encontrar la verdadera densidad de uso de los pozos en el estado de California y saber de forma exacta cuantas personas se abastecen de pozos de agua doméstica, ya sea en zonas subterráneas o en zonas altas del Estado. “Estableciendo la información exacta de los pozos se establece que tres provincias tienen el 80% de capacidad o uso de estos, siendo estas: Central Valley (31.6%), Sierra Nevada (31.5%), y Northern Coast Ranges (16.6%),”20 pero el punto central del estudio es que los pozos están sirviendo en realidad a más de 1.5 millones de personas en todo el estado de California ya sea estos de propiedad individual o pública.

El número total de usuarios cambio en zonas específicas por lo cual quiere decir que las localizaciones espaciales de los pozos cambiaron en determinados puntos y esto permite asumir que la distribución aleatoria se hizo a favor de la sectorización de los pozos, dándoles nuevas cargas a las unidades de aguas subterráneas, haciendo que los pozos cambien de uso según lo zona en la que se encuentren en el estado de California.21

Este trabajo nos permite hacer una autoevaluación de lo importancia que es el análisis de los parámetros microbiológicos, químicos y estéticos del agua subterránea para el caso de estudio del pozo en la eco-región de la Mojana, ya que esta puede estar sujeta a contaminaciones por filtraciones a los acuíferos y su tipo de uso podría cambiar con el tiempo. Como bien lo menciona el artículo también es necesario revisar la carga de usuarios que puedan tener los pozos en una

19 JOHNSON, Tyler D, BELITZ, Kenneth. Identificación de la ubicación y población atendida por los pozos domésticos en california, Revista de Hidrología: Estudios Regionales, Volumen 3, marzo de 2015, páginas 31 a 86, [En línea]. [Consultado el 10 de Octubre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214581814000305.>



49

frecuencia de tiempo y saber si el uso de este debe replantearse para aprovechar el pozo al máximo.

5.5 GESTIÓN DEL AGUA SUBTERRÁNEA EN EL BARRIO CERRO LOS

LEONES DE TANDIL (ARGENTINA)

En este trabajo se realizó una caracterización de la gestión del recurso hídrico subterráneo en el barrio Cerro Los Leones ubicado en la provincia de Tandil, Argentina. Gracias a esto los autores determinaron cuál era el procedimiento a seguir para el barrio en cuanto a la gestión del agua, que iría desde la caracterización de los modos de uso de pozos de agua subterránea, hasta el diseño de perforaciones y abastecimiento de agua potable.

Como primera medida se aclaró cuáles eran los actores involucrados en la gestión del agua en la ciudad de Tandil y el campo de acción que ejercen sobre el barrio o área de estudio, era necesario tener una información detallada de la zona en 4 niveles de gestión distintos:

- Normativo y de control. - Político – Social. - Económico – Productivo. - Científico – Ambiental.

A partir de estos niveles de gestión se evaluaron los diferentes componentes que los comprenden ya sea las condiciones de explotación y uso del recurso hídrico, fuentes de contaminación del agua subterránea, planificación y control de la explotación del agua, diseño y construcción de las perforaciones de captación, etc.

Gracias al sondeo realizado se pudo establecer que en el barrio Cerro Los Leones “la mayor parte de la población (75%) se abastece a partir del uso de pozos o perforaciones de agua subterránea, el 18% de la población compra bebidas envasadas para el consumo y una pequeña minoría se abastece a partir de camiones cisterna que llegan al barrio”.22 El trabajo estableció un sondeo de la capacidad de los pozos en cuanto a familias compartidas para saber la verdadera carga a la cual trabajaba. Respecto a la extracción del agua se definió que el 18% de las familias que usan pozos comparten estos y que sólo el 30% de las perforaciones tienen encamisado o protección.

El evaluador del diseño y construcción de la perforación de los pozos de agua subterránea se establece hasta el punto de considerar únicamente los criterios

22 RODRIGUEZ, Corina Iris, JACINTO, Guillermina. RUIZ DE GALARRETA, Alejandro. Gestión del agua subterránea en el Barrio Cerro: los Leones de Tandil (Argentina). Argentina: D - Universidad Nacional de Entre Ríos, 2010. ProQuest ebrary. Web. 17 Octubre de 2015.

50

técnicos que debe tener una perforación de este tipo como la protección del pozo a la contaminación hasta las condiciones técnicas de durabilidad y resistencia.

La principal conclusión de la gestión del agua subterránea fue la siguiente: “los efluentes domiciliarios constituyen la principal fuente de contaminación del acuífero, ya que están dispuestos en pozos absorbentes que también carecen de un diseño y funcionamiento adecuados”.23 A partir de esto los autores realizaron la pauta de gestión sustentable del agua subterránea que requiere de medidas (estructurales y no estructurales) para el mejoramiento del uso del agua subterránea, es importante para el proyecto el manejo ambiental que le han dado a los pozos ya que muchas veces la carga que tiene para abastecer el consumo de una población no es suficiente y los usos que se le dan a los pozos no son los adecuados.

5.6 CONOCIMIENTO Y ESTUDIOS SOBRE EL AGUA SUBTERRÁNEA EN LA

COSTA DE HERMOSILLO

En esta investigación se desea estudiar cómo fue la evolución del conocimiento de aguas subterráneas incluyendo el sector agrícola de la zona de estudio, ubicada en la costa de Hermosillo en México. El principal objetivo de este trabajo es ver la dinámica y la evolución que se tiene sobre el aprovechamiento del agua a partir de los años 40. Se hace énfasis en tres aspectos fundamentales para el estudio: conocimiento sobre el agua del subsuelo en dicha zona antes de sus inicios, métodos para el potencial y explotación del agua, carga natural del acuífero de la Costa y su evolución.

“Las estimaciones del agua del subsuelo en la Costa de Hermosillo y no solo en esta, eran totalmente erróneas en los años 40, lo que intenta este método es el de calcular el o estimar el volumen de agua verdadero y total aprovechable en diferentes costas de México”24, así mismo se evaluó los caracteres que comprenden a las explotaciones o perforaciones de este recurso. Por tal motivo realizaron las exploraciones y se encontró que dichas evaluaciones eran sobreestimadas y que el agua subterránea era sobreexplotada, convirtiendo los pozos en inutilizables.

Para la Costa de Hermosillo fue importante establecer el volumen que podían tener los pozos de agua subterránea, lo que derivo a un mayor interés por encontrar nuevos depósitos que por la conservación de los existentes. Con todo esto los pozos deberían ser regulados y controlados en su explotación a lo largo de toda la costa bajando la explotación del acuífero en un gran porcentaje, ya que al no ser vigilado por los entes gubernamentales el volumen de extracción de agua pasó de 800 - 1000 millones de metro cúbicos a solamente 400 – 500 millones de metros cúbicos

23 MORENO VÁZQUEZ, José Luis. Conocimiento y estudios sobre el agua subterránea en la costa de Hermosillo. México: Red Región y Sociedad, 2006. ProQuest ebrary. Web. 19 Octubre de 2015.

24 MORENO VÁZQUEZ, José Luis. Conocimiento y estudios sobre el agua subterránea en la costa de Hermosillo. México: Red Región y Sociedad, 2006. ProQuest ebrary. Web. 19 Octubre de 2015.

51

de extracción. Todo esto por no tener un análisis enfático en las variantes que componen un acuífero de esta magnitud y una conservación en cuanto a la recarga del acuífero ya que este requería de 370 millones de metros cúbicos para obtener una recarga natural.

La falta de conocimiento de agua aprovechable y de recarga natural de un acuífero y así mismo la falta de un estudio hidrogeológico pusieron en evidencia la importancia y relevancia de un buen aprovechamiento y conservación del agua para la región, todo esto para evitar conflictos que obstaculicen el desarrollo y funcionamiento de obras posteriores, no solo estableciendo que los pozos son para consumo humano se puede identificar estos tipos, durante el tiempo estos acuíferos se pueden convertirse en otro tipo de uso, lo cual cambiaría sus criterios, esto es lo que se desea establecer en el estudio de pozos de la Mojana.

5.7 OPCIONES DE GESTIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS EN UN

AMBIENTE ÁRIDO: EL SISTEMA ACUÍFERO NUBIO ARENISCA,

SAHARA ORIENTAL

“El agua subterránea es la única de los recursos hídricos a través de la "hiper" árido

Sahara Oriental. La gestión de este recurso es imperativo para los enfoques de

desarrollo sostenible”25. En base a esto los autores del artículo intentan sustentar

un modelo en el cual se busca la gestión de las aguas subterráneas a lo largo de la

región de Sahara Oriental, en base a esto realizan un modelo en 3D basado en

sistemas de información geográfica para el acuífero de Nubia, todo esto con el fin

de predecir el impacto que tiene en las aguas subterráneas.

Al ser el terreno árido y desértico es necesario tener un plan de gestión sustentable

para el aprovechamiento del agua subterránea el cual está basado en cuatro pasos

sencillos:

- Construcción y desarrollo de un modelo con almacenamiento especial de

datos.

- Desarrollo de un modelo de flujo de agua subterránea regional en 3D.

- Calibración del modelo de flujo.

- Determinación del impacto en tarifas y comportamiento de la extracción del

acuífero a partir de simulaciones.

Con todo esto el modelo simulación realizado los autores determinaron que era

necesario una gestión sustentable, ya que existen datos críticos que disminuyeron

25 AHMED, Sefelnasr. WOLFGANG, Gossel. WYCISK, Peter. Groundwater management options in an arid environment: The Nubian Sandstone Aquifer System, Eastern Sahara, Journal of Arid Environments, Volume 122, November 2015, Pages 46-58, [En línea]. [Consultado el 10 de Octubre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140196315001421.>

52

notablemente al realizar la simulación del modelo en 3D, “La simulación de las tasas

de extracción previstos resultó en disminución promedio en la carga hidráulica para

el año 2100 más de 130 m en el oasis de Kufra y la zona oriental Oweinat”

Se propone una gestión del agua subterránea de manera inmediata, dado que los

autores encuentran datos críticos y resolutos que dejan ver que la extracción del

recurso se ha convertido en una “minería subterránea” diciendo lo siguiente: “La

gestión de las aguas subterráneas del NSAS debe basarse en el "concepto

agotamiento de los acuíferos", ya que la extracción de agua subterránea de este

acuífero es una minería subterránea.”

Este trabajo es importante ya que deja ver la importancia del manejo de los

acuíferos como un potencial futuro, no solo viendo los tiempos de recarga de

acuíferos, cuidados de la estructura si no las consecuencias que pueden existir sino

se hace un cuidado adecuado de dichas estructuras y de dicha explotación, este

modelo deja ver que la simulación de sistemas de captación permite definir el uso

de pozos y como este puedo ir evolucionando a medida del tiempo y por la

frecuencia de su uso.

5.8 MATRIZ DE SELECCIÓN

En la siguiente tabla se muestra los parámetros tenidos en cuenta para la selección

del método más apropiado a usar en la eco- región de la Mojana, a continuación se

explican las variables de la tabla. En el titulo se registra el nombre del libro, artículo

que se utilizó. El país es el lugar donde se realizó la investigación correspondiente.

Dentro de la metodología se encuentran las características que se hacen referentes

al método aplicado, y los parámetros previos que se contemplaron para llevarlo a

cabo. El modelo contempla la descripción del prototipo aplicado. En la calidad se

refiere a la calidad del agua que se contempló y en base a qué criterios se realizó

el modelo. Finalmente en gestión se tiene en cuenta los procedimientos de la

aplicación del método.

53

Tabla 21. Matriz de selección de metodologías.

CARACTERÍSTICAS MODELOS CALIDAD GESTIÓN

CONOCIMIENTO Y ESTUDIOS SOBRE

EL AGUA SUBTERRÁNEA EN LA COSTA

DE HERMOSILLO

MÉXICO

Determinación de las

características

hidrodinámicas.

Elaboración de un modelo

conceptual del

comportamiento del acuífero

y su modelación.

Conocimiento de la

calidad del agua

Aforo de aguas subterráneas

por medio de procedimientos

eléctricos, procedimiento de

clorantes y procedimiento

basado en la ley de Darcy

GESTIÓN DEL AGUA SUBTERRÁNEA

EN EL BARRIO CERRO LOS LEONES DE

TANDIL

ARGENTINA

Datos generales,

antecedentes de

enfermedades de origen

hídrico.

Indicadores de

sustentabilidad

Análisis previo del agua,

modos de apropiación del

recurso para diferentes

usos

Extracción y almacenamiento

del agua, saneamiento y

disposición de efluentes

domiciliarios.

IDENTIFICACIÓN DE LA UBICACIÓN Y

POBLACIÓN ATENDIDA POR POZOS

DOMÉSTICOS EN CALIFORNIA

CALIFORNIA USA

Localización de pozos

domésticos y datos de la

población de EE.UU

basados en el censo de

1990.

Trazado, muestreo y

codificación de WCRS,

georreferenciación en mapas

digitales.

Evaluación de la calidad

del agua en una escala de

cuenca (Belitz et al., 2003)

La localización de los pozos

dispersos sobre un área mas

amplia.

AGUAS SUBTERRÁNEAS

CONOCIMIENTO Y EXPLOTACIÓN

BUENOS AIRES,

ARGENTINA

Características del

subsuelo, y del

contenido de agua

Medición de magnitudes por

medio de resistividad

eléctrica específica, potencial

eléctrico o potencial

espontaneo (Registro de

rayos gamma y perfil

litológico)

Realización de tablas con

los resultados analíticos

de las muestras de agua,

Mapas de isosalinidad

(conductividad o residuo

seco), Grafica de los

resultados químicos,

Mapas hidrogeoquímicos

(distribución de

contenido iónico), Mapa

de anomalías en los

contenidos químicos e

Identificación de zonas

con probables

contaminaciones.

Determinación de los puntos a

perforar, Metodología de

sondeos de investigación

(perforaciones con muestreo y

perfilaje geofísico), Diseño tipo

de la captación de producción.

TÍTULO PAÍSMETODOLOGÍA

54

Tabla 21. (Continuación)

Fuente Propia.

CARACTERÍSTICAS MODELOS CALIDAD GESTIÓN

Método Rotativo

Trituración de la roca, arrastre

con agua o lodo, usado en

terrenos no consolidados como

gravas.

Método de Rotopercusión

Utilizado en graníticos es decir

rocas duras, sustitución del

fluido líquido por aire.

Método a Percusión con

Cable

Golpeteo repetido de martillo

para trituración de roca,

extración del material con

herramienta, Adaptable a todo

tipo de terreno.

Desarrollo de un modelo de flujo

de agua subterránea regional en

3D.

- Calibración del modelo de

flujo.

- Determinación del impacto

en tarifas y comportamiento de

la extracción del acuífero a partir

de simulaciones.

OPCIONES DE GESTIÓN DE AGUAS

SUBTERRÁNEAS EN UN AMBIENTE

ÁRIDO: EL SISTEMA ACUÍFERO NUBIO

ARENISCA

SAHARA ORIENTAL

La simulación de las tasas

de extracción,

disminución promedio en

la carga hidráulica en el

oasis de Kufra y la zona

oriental Oweinat”

modelo en 3D basado en

sistemas de información

geográfica para el acuífero de

Nubia, todo esto con el fin de

predecir el impacto que tiene

en las aguas subterráneas.

Conocimiento de la

calidad de agua ya que el

recurso se convirtió de

manera minería

subterránea

TÍTULO PAÍSMETODOLOGÍA

MANUAL DE AGUAS SUBTERRÁNEAS MONTEVIDEO, URUGUAY

Características

Hidrológicas , presencia y

concentración de

compuestos, y

características del medio

como (porosidad,

tamaño)

Características físicas,

características químicas y

análisis bacteriológico, a

través del Decreto 253/79

incorporada al

Reglamento

Bromatológico Nacional

(315/94)

55

En la matriz de selección anterior se pueden observar algunos métodos y

tecnologías aplicadas a nivel internacional para la captación de agua subterránea,

se encuentra México con un modelación de los acuíferos a partir de las

características hidrodinámicas y de la calidad del agua a través de un software que

permite conocer el comportamiento del acuífero. California maneja un sistema de

georreferenciación en donde se puede observar las localizaciones de los pozos con

sus respectivas coordenadas, este sistema se puede emplear con software como

Arcgis en donde se puede georrefenciar una imagen o un mapa digital y dejarlo en

las coordenadas de la zona en la que se está trabajando.

En Montevideo Uruguay se cuenta con modelos y tecnologías muy sofisticadas que

se usan de acuerdo a la zona y a la roca en la que se está trabajando, una de las

desventajas que tiene este método es que es un poco costoso y actualmente en

Colombia no se cuenta con los materiales ni equipos para la implementación de este

sistema.

56

6. PROPUESTA PRELIMINAR DE DISEÑO DE UN SISTEMA DE POZOS PARA CAPTACIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA

En base a los métodos anteriormente presentados se elige el método realizado por

Buenos Aires Argentina la cual realiza el estudio a través de la medición de

magnitudes por medio de la resistividad eléctrica. Con ayuda de la brigada de

ingenieros milítales del batallón de operaciones especiales (Biope) batallón N° 90

Oscar Peralta del Ejercito Nacional de Colombia se realiza un método similar

llamado método Geoeléctrico en donde por medio de este modelo se puede

establecer la profundidad del nivel freático, permitiendo así diferenciar las capas

permeables e impermeables del pozo. Para realizar el diseño del pozo es necesario

identificar algunas variables

6.1 GEOLOGÍA

“El miembro Sincelejo superior o Morroa es una secuencia continental predominante

arenosa con intercalaciones de areniscas medias a gruesas, conglomerados y

arcillolitas. Se extiende como una franja continúa de más de 5 Km de ancho y 60

Km de largo”.26

Tabla 22. Sondeos eléctricos del acuífero Morroa realizados en el año 2002.

Fuente: DONADO GARZÓN, Leonardo David. Modelo hidrogeológico conceptual de la zona

de recarga del acuífero Morroa (Departamentos Sucre y Córdoba). [En línea]. [Citado el 04

de Noviembre de 2015]. Disponible en internet: < URL:

http://www.docentes.unal.edu.co/lddonadog/docs/Presentations/Donado_2002b.pdf.>

En la Tabla 22 se muestran los valores de resistividad encontrados en el acuífero

Morroa para los estudios del año 2002, se puede observar que los minerales que

se encuentran son arcilla lo que va disminuyendo el valor de la resistividad de la

roca.

26 DONADO GARZÓN, Leonardo David. Modelo hidrogeológico conceptual de la zona de recarga del acuífero Morroa (Departamentos Sucre y Córdoba). [En línea]. [Citado el 04 de Noviembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://www.docentes.unal.edu.co/lddonadog/docs/Presentations/Donado_2002b.pdf.>

57

6.2 UNIDADES HIDROGEOLÓGICAS PRESENTES EN LA ZONA DE ESTUDIO

Los pozos del acuífero Morroa “son multifiltros en su gran mayoría, con diámetros

internos que oscilan entre 14 y 6 pulgadas. En cuanto a la profundidad de los pozos,

existe una población alta de los pozos menores de 200m”27.

Figura 7. Clasificación de los pozos del Morroa según su profundidad.

Fuente: DONADO GARZÓN, Leonardo David. Modelo hidrogeológico conceptual de la zona

de recarga del acuífero Morroa (Departamentos Sucre y Córdoba). [En línea]. [Citado el 04

de Noviembre de 2015]. Disponible en internet: < URL:

http://www.docentes.unal.edu.co/lddonadog/docs/Presentations/Donado_2002b.pdf.>

En la Figura 7 se encuentra la profundidad promedio de los pozos ubicados en el

acuífero del Morroa mostrando que la recarga potencial del acuífero varia por zonas

dependiendo con la franja de afloramiento del acuífero.

A partir de los datos tenidos en cuenta del acuífero se realiza una prospección

geoeléctrica. Este consiste en un amperímetro y un voltímetro digital y una unidad

productora de fuerza electromotriz que establece la corriente en el subsuelo.

27 DONADO GARZÓN, Leonardo David. Modelo hidrogeológico conceptual de la zona de recarga del acuífero Morroa (Departamentos Sucre y Córdoba). [En línea]. [Citado el 04 de Noviembre de 2015]. Disponible en internet: < URL: http://www.docentes.unal.edu.co/lddonadog/docs/Presentations/Donado_2002b.pdf.>

58

Figura 8. Ubicación de la prospección geoeléctrica.

Fuente: AGUDELO, Luis Guillermo. Estudio geoeléctrico municipio de Tibú – Norte de

Santander, base “BETA”. Febrero de 2015.

En la Figura 8 se puede observar la ubicación de la prospección eléctrica para

realizar los respectivos sondeos y obtener la resistividad del subsuelo, permitiendo

así una aproximación de la profundidad a la que se encuentra el nivel freático de la

zona.

Geológicamente la zona está constituida por depósitos aluviales constituidos por

niveles de arcillolitas y areniscas intercaladas con delgadas capas de grano grueso.

Con base en el análisis realizado anteriormente se recomienda perforar un pozo a

una profundidad de 70 m con un diámetro de 10 pulgadas y un entubado en 6

pulgadas de acuerdo a la cantidad de obras realizadas en el acuífero.

A continuación se presenta el diseño del pozo para captación de agua subterránea,

basado en los datos e información recopilados de la región de la Mojana,

específicamente del acuífero Morroa.

59

6.3 DISEÑO PRELIMINAR DEL POZO

6.3.1 Localización preliminar del pozo. La localización que se ha determinado en

un inicio para el pozo diseñado, es ubicarlo en la zona central del acuífero Morroa,

este compartirá uso con los municipios de Morroa, Los Palmitos y si se quiere

ampliar más la zona con el municipio de Betulia, debido a la densificación de pozos

que existe en los municipios de Corozal, Sincelejo y Las Ovejas.

Figura 9. Ubicación diseño preliminar del Pozo.





Ubicación

Inicial.

60

6.3.2 Criterios de diseño

Materiales

Equipo de perforación mecánico

Concreto

Tubería en PVC

Filtros en PVC

Filtro de grava

Anclajes

Equipo de bombeo

Dimensiones

SELLO SANITARIO: Se deja un sello sanitario en concreto de 5m de profundo “con

el fin de disminuir los impactos durante la captación y sobre el acuífero, ya que la

profundidad del pozo es considerable”28.

PROFUNDIDAD: Se establece la profundidad del pozo de acuerdo a los datos

obtenidos de ingeominas “en el acuífero Morroa la profundidad de los pozos más

antiguos de explotación varía entre 140 y 360 m, los niveles estáticos en la mayoría

de los pozos han presentado descensos a razón de 4 m/año y en algunos pozos de

10 m/año”.29 Teniendo en cuenta que se va a realizar una nueva perforación y así

mismo el material que más se encuentra en la zona se decide realizar un diseño

para 70 m.

DIAMETRO: De acuerdo a los diámetros existentes en el acuífero de la Morroa se

comprenden diámetros entre 6 y 14 pulgadas para pozos menores a 200 m de

profundidad, por lo cual se escoge un diámetro de 10 pulgadas que está en función

28 SENA. Operación y mantenimiento de pozos profundos para acueductos. [En línea]. [Citado el 20 de Noviembre de 2015. Disponible en internet: < URL: http://repositorio.sena.edu.co/sitios/calidad_del_agua/operacion_pozos/index.html#.> 29 DONADO GARZÓN, Leonardo David. Modelo hidrogeológico conceptual de la zona de recarga del acuífero

Morroa (Departamentos Sucre y Córdoba). [En línea]. [Citado el 04 de Noviembre de 2015]. Disponible en

internet: < URL: http://www.docentes.unal.edu.co/lddonadog/docs/Presentations/Donado_2002b.pdf.>

61

de la profundidad del pozo, “permitiendo un espacio adecuado para la extracción

del recurso y para realizar el mantenimiento correspondiente”.30

TUBERÍA DE REVESTIMIENTO: Con respecto al estudio realizado por el Ejército

Nacional y por los datos de la zona se elige una tubería de 6 pulgadas en PVC, por

economía y por facilidad de transporte.

Uso según la normatividad

De acuerdo a los análisis estipulados por el RAS (reglamento técnico del sector de

agua potable y saneamiento básico), el decreto 1594 de 1984, y la resolución 2115

de 2007 bajo el cual se evalúan todos los pozos realizados en el acuífero Morroa y

en la Mojana, se identifica que el agua estudiada no se encuentra apta para el

consumo humano ya que presenta algunas irregularidades en el estudio

bacteriológico y en caso de que se consuma en ese estado podría generar

enfermedades, se estipula que el uso del pozo a diseñar sea para uso agropecuario

y para riego de cultivos.

Costos

A continuación se presenta un costo estimado para la construcción de pozo, la

siguiente tabla contempla los gastos básicos y generales. Estos son valores

aproximados para que el pozo cumpla con las recomendaciones mínimas de calidad

y construcción es necesario tener en cuenta que está regulado por la Secretaría

Distrital de ambiente de Colombia.

30 SENA. Operación y mantenimiento de pozos profundos para acueductos. [En línea]. [Citado el 20 de Noviembre de 2015. Disponible en internet: < URL: http://repositorio.sena.edu.co/sitios/calidad_del_agua/operacion_pozos/index.html#.>

62

Tabla 23. Costos de la construcción del pozo.

Fuente: propia.

Vida útil

La vida útil del pozo depende no solo de los materiales sino también de la captación

y explotación de caudal, y el mantenimiento que se le realice, pero a manera

general por la zona en la que se está trabajando, el nivel freático estos pozos se

diseñan con una vida útil mínima de 20 años, si se realiza con una excelente calidad

constructiva y la implementación de buenos métodos de conservación del pozo su

promedio de vida útil oscila entre 40 y 50 años.

DETALLE UN CANTIDAD VALOR

Transportes del equipo

de perforación, personal

y materiales al sitio de

la obra y regreso

1

$ 20.000.000,00

Instalación y adecuación

de equipos y trabajos

preparatorios un 1 $ 850.000,00

Perforación de prueba m 70 $ 970.000,00

Ejecución de registro

eléctrico m 70 $ 630.000,00

Preparación de tubería

y filtros m 70 $ 280.000,00

Instalación de tubería y

filtro m 70 $ 670.000,00

Prube de bombeo 1 $ 180.000,00

Construcción de cabeza

de pozo y sello sanitario 1 $ 745.000,00

Suministro de tuberia en

PvC m 50 $ 680.000,00

Suministro de gravilla m3 10 $ 220.000,00

Lavado y desarrollo del

pozo un 1 $ 345.000,00

Desinfección del pozo 1 $ 78.000,00

Suministro e instalación

de bomba un 1 $ 5.670.000,00

Análisis físico- químico y

bacteriológico del agua un 1 $ 300.000,00

$ 31.618.000,00TOTAL COSTOS

63

Mantenimiento

Una vez realizado el pozo es necesario tener en cuenta ciertos parámetros e

indicaciones para el funcionamiento del pozo, así mismo esto permite generar

empleo a personas aledañas a pozo puesto que es necesario realizar unas

observaciones y medidas diarias tales como medir la temperatura del agua, registrar

las lecturas de presión manométrica, las revoluciones de la bomba, y niveles del

pozo. Económicamente sería muy bueno ya que no solo se estaría suministrando

un servicio a la población sino también una fuente de empleo para la misma

comunidad ya que se recomienda hacer un mantenimiento periódico del pozo con

el fin de evitar obstrucciones, desgaste de la bomba, y es necesario estar tomando

muestreos del agua con el fin de evitar enfermedades en los consumidores.

Si se presenta algún problema de incrustación en el pozo se recomienda realizar un

“tratamiento con ácido, entre ellos ácido clorhídrico, o hidróxidos de hierro o

manganeso para evitar daños en la tubería, también se puede realizar tratamiento

con agentes dispersantes estos son polifosfatos o fosfatos hialinos utilizados para

dispersar arcillas y limos presentes en el agua”31, con el fin de eliminar bacterias u

organismos que afecten la salud del consumidor, finamente se puede realizar el

tratamiento con cloro este es usado para disminuir el crecimiento bacterial del hierro

o los lodos que han cerrado la formación acuífera.

Métodos de Construcción

Para el método constructivo se parte de los medios utilizados por el Ejército

Nacional de Colombia, el cual es un vehículo que cuenta con un equipo de

perforación este genera un sistema de rotación circular, generando una facilidad

constructiva y económica.

31 AREVALO PINILLA, Víctor. Octubre de 1985. Agua subterránea y perforación de pozos. Escuela de ingenieros militares. (Ed.), Presencia Ltda.

64

Figura 10. Equipo de perforación de pozos.

Fuente: propia

En la ilustración anterior se puede observar los métodos constructivos empelados

para la perforación de pozos, entre ellos la laguna de lodos, y el vehículo de

perforación.

65

6.4. DISEÑO DE POZO PRELIMINAR FINAL EN EL ACUÍFERO DE MORROA

Ilustración 1. Diseño del pozo.

Fuente: propia.

66

7. CONCLUSIONES

Se realizó la caracterización de la región de la Mojana teniendo en cuenta la

población, el clima, la topografía, y demás aspectos que permitieron ampliar la

información y el conocimiento sobre la zona de estudio. Con toda esta información

se realizó un análisis de calidad de agua con respecto a criterios de calidad en la

parte microbiológica y química; estos criterios se comparan con decretos, leyes y

estatutos de otros países que permiten dar un perfil y realizar una comparación

minuciosa para el tipo de uso que tendría el agua en la eco – región de la Mojana,

siendo esta de uso agropecuario y riego de cultivos.

Se hizo una matriz de selección de los métodos y tecnologías para la

extracción del agua subterránea en diferentes países, permitiendo el hallazgo de

una nueva tecnología en Buenos Aires Argentina con una aplicación similar hecha

en Colombia por el Ejército Nacional empleando la resistividad, en donde se logró

encontrar que estos sondeos realizados en la región de la Mojana y en el acuífero

Morrroa, permitiendo identificar los tipos de capas que contiene el subsuelo siendo

conformado principalmente por areniscas y arcillolitas.

Se hizo un diseño preliminar un pozo para la captación de agua subterránea

teniendo como base los estudios y sondeos realizados en el acuífero del Morroa, de

acuerdo con la geología y las unidades hidrogeológicas presentes en la zona se

recomendó un pozo de 70m de profundidad, un diámetro de 10 pulgadas y un

entubado en 6 pulgadas, el uso del pozo será agropecuario o para la irrigación de

cultivos, todo esto en base a los análisis realizados en las tablas de comparación

de los parámetros bacteriológicos contenidos en el agua subterránea del acuífero

Morroa.

Es importante recalcar que este trabajo sirve como un lineamiento o camino

para la correcta explotación sostenible o ecológica de los pozos de agua

subterránea en la eco – región de la Mojana, así mismo se deben crear plan de

manejo o gestión, planes o programas del uso eficiente y ahorro del agua para

dichos pozos, todo esto para crear una correcta utilización de un recurso tan

importante como es el agua. Tales planes permitirán no sólo un correcto

aprovechamiento, también impedirán que la recarga natural de los acuíferos se

prolongue y la capacidad de bombeo de dichos pozos disminuiría notablemente a

lo largo de este importante acuífero, generando efectos adversos o soluciones

mucho más prolongadas y difíciles como la repercusión en la infraestructura de los

pozos ya que una disminución del bombeo para las zonas o municipios que cubre

67

cualquier acuífero sería el de profundizar más las perforaciones realizadas en dicha

región acarreando variables técnicas y económicas de mucha más envergadura, así

siendo soluciones inviables para municipios que no tienen la capacidad de pagar o

sustentar económicamente dichos requerimientos para pozos de gran profundidad.

Recomendamos en este documento que así como es importante realizar

planes y gestiones con respecto al uso del agua en pozos, también se debe

examinar en un futuro fuentes alternativas que abastezcan la región y los municipios

que comprenden el acuífero Morroa, dichas alternativas deben ser debidamente

sostenibles y económicamente viables para municipios que muchas veces se

encuentran en baja capacidad monetaria; si es necesario estas alternativas podrían

ser complementarias con la explotación del agua subterránea. Sino es el caso las

fuentes podrían ser embalses, aguas lluvias y superficiales de los ríos mas cercanos

de la zona como lo son el Magdalena, el Cauca y el San Jorge.

68

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