Lic. ALDO SISUL

EL AGUA SUBTERRÁNEA

ASPECTOS

CONCEPTUALES

CÓDIGO DE AGUAS

Artículo 4º: Las aguas, integradas todas ellas en el ciclo hidro-lógico, sus fuentes, los cauces, lechos, playas y capas hídricas del subsuelo, constituyen un recurso unitario subordinado al interés general.

Artículo 6º: La política hídrica que formule el gobierno de la pro-vincia, la autoridad de aplicación de este Código y demás en-tidades y organismos…se regirá por los siguientes principios:

• Unidad de gestión, tratamiento integral.• Unidad de la cuenca hidrográfica, de los sistemas hidráulicos y del

ciclo hidrológico.• Compatibilidad de la gestión pública del agua con el ordena-

miento territorial, la planificación del uso y su aprovecha-miento, la conservación y protección del ambiente y la res-tauración de la naturaleza.

• Lograr el aprovechamiento conjunto, alternativo o singular de las aguas superficiales, subterráneas y atmosféricas.

• El agua es un recurso escaso, valioso y vital para el • Desarrollo y el bienestar general de sus habitantes.

EL CICLO DEL AGUA

De Hidrogeología – Comisión Docente CIHSDe Hidrogeología – Comisión Docente CIHS

DEPÓSITOS SEDIMENTARIOS:el agua se acumula y transmite

a través de los espacios abiertos entre las partículas

(poros).

MATERIALES ROCOSOS:el agua se almacena en juegos de fracturas que recortan las

rocas.

¿DÓNDE SE PUEDE ACUMULAR EL AGUA?

CLASIFICACION DE UNIDADES GEOLÓGICASSEGUN LAS POSIBILIDADES DE APROVECHAMIENTO DEL AGUA

ACUÍFERO: Almacena y transmite (arenas, gravas).

ACUITARDO: Almacena y transmite lentamente (limos, limos arenosos).

ACUÍCLUDO: Almacena y no transmite (arcillas).

ACUÍFUGO: No almacena ni transmite (rocas masivas).

POROSIDAD: Fracción del volumen de espacios vacíos respecto del volumen total, que contiene un material sólido (%).

POROSIDAD EFICAZ: Fracción de ese volumen de vacíos por donde el agua puede circular libremente (%).

PERMEABILIDAD: capacidad de un medio (suelo o roca), para que el agua circule a través de él (m/día)

LEY DE DARCY

Q=K.i.A (m3/d)

POZO EXCAVADO o JAGÜEL

•Apropiados para acuíferos libres o freáticos.•Siempre de diámetros entre 1 y 2 metros y de profundida-des muy variables.•El agua ingresa por el piso y las paredes.•Generalmente se revisten con piedras, ladrillos, cemen-to o chapas y sunchos.•Las ventajas se aprecian cuando los acuíferos son pobres y en el medio fisurado.•El volumen de agua en su interior se calcula como el de un cilindro.

POZOS TUBULARES o PERFORACIONES

•Se construyen mecánicamente usando sistemas de rotación y/o percusión. •Su profundidad puede variar entre decenas a centenares de metros.•Se revisten (encamisan), con tubos de acero o plástico con un filtro para la entrada de agua.•El diseño, longitud y tipo de filtro condicionan el rendimiento y la eficiencia de la perforación.•La construcción de una buena captación requiere el conocimien-to del acuífero y de adecuadas operaciones de limpieza y desa-rrollo.

CAPTACIÓN DE MANANTIALES

•Su funcionamiento esta condicionado por factores topográficos geológicos, estructurales y geomorfoló-gicos.•Característicos en áreas con afloramientos de rocas basálticas.•El afloramiento de agua se debe limpiar, acondicionar y proteger.•Es conveniente trasladar el agua para su uso fuera del área de captación.

Acuífero libre

Nivel freático

Nivel piezométrico

Nivel estático (ne)

Nivel dinámico (nd)

Radio de acción (R)

Descenso

CALIDAD QUÍMICA

CANTIDAD

CALIDAD

SUSTANCIAS DISUELTAS

COMPOSICIÓN DELAGUA ORIGINAL

(lluvia – nieve)

COMPOSICIÓNQUÍMICA

MEDIO FÍSICO(sólido – líquido)

*tiempo de contacto*gradiente hidráulico

*permeabilidad

FUNDAMENTOS DE HIDROQUÍMICA

CO2 + H2O CO3H2

DE LA ATMÓSFERA ACIDO CARBÓNICO(débil – solo en solución)

IONES FUNDAMENTALES O MAYORITARIOS

ANIONES CATIONES

Cl- Na+ (K+)SO4

= Ca++

HCO3- Mg++

SUSTANCIAS NO IÓNICAS

SiO2 - CO2 - O2

IONES MINORITARIOSFe++/Fe+++ - F- - As- - Mn++ - NH4

+

ELEMENTOS TRAZAMetales pesados: Pb - Cr - Cu

Zn - Hg

TEMPERATURA (ºC): en aguas subterráneas es poco variableSe aproxima a la temperatura media anual.

CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA (S/cm): medida aproximadade la cantidad total de sólidos disueltos. Se basa en la mayor o menor facilidad para conducir una corriente eléctrica.

pH (adimensional): grado de acidez o alcalinidad. En aguassubterráneas los valores habituales están entre 6,5 y 8,5.

SÓLIDOS DISUELTOS TOTALES (mg/l): Salinidad. Peso de la materia que queda luego de evaporar un litro de agua general-mente a 105-110 ºC.

DUREZA (ppm de CO3Ca): se debe a la presencia de los Catio-nes Ca y Mg. Mide la capacidad del agua de consumir jabón y/o producir incrustaciones.

OTROS PARÁMETROS: COLOR – SÓLIDOS SEDIMENTABLES –HIDROCARBUROS POLARES Y NO POLARES

mg/l = ppm

MOL = moles/litro = gramos de sustancia o elemento peso molecular o peso atómico

mEq/l (miliequivalentes por litro) = moles/litro x valencia

EJEMPLO:

50 mg/l de Na >> 50/23 = 2,17 moles/litro2,17 x 1 = 2,17 mEq/l 50 x 0,0435

600 mg/l de CaCO3 >> 600/100,1 = 5,99 moles/l5,99 x 2 = 11,99 mEq/l 600 x 0,0200

CLASIFICACION GEOQUIMICA

Consiste en nombrar el agua por el anión y el catión que supera el 50% de sus sumas respectivas en miliequivalentes/litro; si ninguno supera el 50% se nombran los dos más abundantes.

CRITERIO DE IONES DOMINANTES

REPRESENTACION DE LOS RESULTADOS

PIPER

SCHOELLER

STIFF

25 960 00 25 970 00 25 980 00 25 990 00 26 000 00 26 010 00 26 020 0057 850 00

57 860 00

57 870 00

57 880 00

57 890 00

57 900 00

57 910 00

0.00

500 0.00

1 000 0.00

2 000 0.00

3 000 0.00

4 000 0.00

5 000 0.00

6 000 0.00

EVOLUCIÓN GEOQUÍMICA

>>Dirección del flujo subterráneoAniones predominantes: CO3H- >> CO3H- >> SO4

= >> SO4= >> Cl-

SO4= Cl-

Aumento de la salinidad >>>>>>>>>>>>>>>>>>

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CONTAMINACIÓN DEL AGUA SUBTERRÁNEA

Modificación de las características físicas, químicas o biológicas del agua, que genera condiciones indeseables, producidas por la acción

de procesos naturales o artificiales.

ORIGEN: AGRÍCOLA – DOMÉSTICO -- INDUSTRIAL

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ACTIVIDADES POTENCIALMENTE CONTAMINANTES:

§Introducción de sustancias en el terreno (fosas sépticas, pozos de inyección, pozos abandonados).

§Almacenamiento, tratamiento o vertido de sustancias (verte-deros de residuos, tanques de almacenamiento, contenedores).

§Transporte de sustancias tanto por ductos como en operación.

§Descarga programada de sustancias (efluentes industriales, aplicación de productos fitosanitarios y/o fertilizantes, esco-rrentías urbanas).

§Acciones que alteren el comportamiento natural del flujo o movimiento del agua.

§ACCIDENTES AMBIENTALES.

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TIPOS: Según el volumen del recurso afectado:

•PUNTUAL cuando se extiende sobre un volumen reducido del acuífero.•DIFUSA cuando afecta a un volumen considerable.

GRADO: Depende de la intensidad y persistencia del factor que la origina y también de la concentración de la sustancia o com-puesto que altera las características originales.

CARACTERÍSTICAS DE LA CONTAMINACIÓN

•Ofrece mayor grado de dificultad en su detección.•Presenta mayor persistencia.•Es mucho más dificultosa la evaluación de su magnitud y su distribución areal (dispersión).•Es notoriamente más problemático su saneamiento y segura-mente mas oneroso.

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CONCEPTO DE VULNERABILIDAD

Sensibilidad de un medio (acuífero), frente a impactos naturales y/o antrópicos.

Representa las características propias (intrínsecas), de una formación acuífera tales como la litología, la porosidad, el espesor de la zona no saturada y también la dirección del flujo, la ubicación de las áreas de recarga, etc.

DEPENDE DE:

•La mayor o menor dificultad en sentido hidráulico a la llegada del contaminante a la zona saturada.•La capacidad de atenuación de la zona no saturada.•El modo de disposición y la clase del contaminante con-siderando su movilidad y persistencia.

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La interacción entre la carga contaminante y la vulnerabilidad del acuífero determina el riesgo

que la contaminación lo alcance.

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SISTEMA DE EVALUACIÓN DE VULNERABILIDAD (DIOS)

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AUTODEPURACIÓN EN LA ZONA NO SATURADA

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PROTECCIÓN DE ACUÍFEROS

De Hidrogeología Ambiental I – Dr. M. AugeDe Hidrogeología Ambiental I – Dr. M. Auge

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ESTRATEGIAS:

•Proteger al recurso hídrico subterráneo en forma integral (regional) o puntualmente un determinado acuífero.•Proteger las obras de captación (parte del acuífero vincu-lado con su explotación).

REQUISITOS:

•Diseñar e implementar una red de monitoreo.•Clasificar y mapear la vulnerabilidad.•Definir zonas especiales de protección.•Desarrollar un programa de control de:

•Plantas industriales y actividades de alto riesgo.•Sistemas de tratamiento de efluentes urbanos e industriales.•Disposición de residuos sólidos.•Sitios de cría intensiva de ganado (feed-lot) .

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OBJETIVOS DEL MONITOREO

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OBJETIVOS DEL MONITOREO DE CALIDAD

Determinar la variación espacial de los paráme-tros fisicoquímicos y/o bacteriológicos para:

•Detectar el inicio de un proceso de contaminación y anti-ciparse a la afectación de una fuente de abastecimiento.•Identificar la distribución subterránea de la sustancia contaminante (pluma).•Diseñar un programa de remediación.•Determinar responsabilidades legales.•Monitorear la efectividad y los avances de las medidas de remediación y saneamiento.

En todos los casos es necesario contar con expe-riencia hidrogeológica, conocimiento del flujo del agua subterránea, las características físicas y las heterogeneidades del acuífero.Los datos históricos se consideran fundamentales.

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Volumen de producto recuperado: 1750 litrosVolumen de efluente líquido generado: 336.000 litros

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Evolución de los niveles freáticos ( rojo) en relación al espesor de sobrenadante (azul)

Valores promedio

Evolución de los niveles freáticos ( rojo) en relación al espesor de sobrenadante (azul)

Valores promedio

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HTP

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

Meses 2006-2007

mg

/l Entrada

Salida

Intergeo

BTEX

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

Meses 2006-2007

mg

/l

Entrada

Salida

Intergeo

DPA MTBE

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

Meses 2006-2007

mg

/l

Entrada

Salida

DPA HAP

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

Meses 2006-2007

mg

/l Entrada

Salida

EVOLUCIÓN REMEDIACION

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SISTEMA DE EXTRACCIÓNMULTIFASE

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DIAGRAMA OPERATIVO

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BOMBEO Y TRATAMIENTO

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS•Auge, M. 2004. Hidrogeología Ambiental I. UBA-FCEN-Dto.Geología.•Foster, S. Ventura, M. Hirata, R. 1987. Contaminación de las Aguas Subterráneas. CEPIS-OMS. •Foster, S. Hirata, R. 1991. Determinación del Riesgo de Contamina-ción de Aguas Subterráneas. CEPIS-OMS.•Foster, S. Caminero Gómez, D. 1989. Monitoreo de la Calidad de las Aguas Subterráneas. CEPIS-OMS.•F.C.I.H.S. 2009. Hidrogeología. Conceptos Básicos de Hidrología Sub-terránea.•Sánches San Román, F. J. Hidroquímica Conceptos Fundamentales. Univ. Salamanca-Dpto Geología.•Hornsby, A.G. 2000. Agua Subterránea. El Recurso Oculto. Univ. de Florida-Departamento de Ciencias de la Tierra y el Agua.•Candela Lledó, L. 2002. Contaminación de las Aguas Subterráneas Tipo: Doméstico e Industrial. UPC-Dep. Ingeniería del Terreno y Geociencias.•Sisul, A. Olivares, G. 2006. Las Aguas Subterráneas. Manual para Ca-pacitación. DPA-UEP Río Negro.•Olivares, G. Sisul, A. 2008. Las Aguas Subterráneas. Diseño y Cons-trucción de pozos. Manual para Capacitación. DPA-Ministerio de Producción RN.

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