603Revista de la Asociación Geológica Argentina 64 (4 ): 603 - 614 (2009)

TOMOGRAFÍAS ELÉCTRICAS EN EL BASURERO MUNICIPAL CIUDAD DE GUALEGUYCHÚ, PROVINCIA DE ENTRE RÍOS: EVIDENCIAS DE CONTAMINACIÓN

Cristina POMPOSIELLO, Cristina DAPEÑA, Pamela BOUJON y Alicia FAVETTO

Instituto de Geocronología y Geología Isotópica (INGEIS), CONICET, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires.E-mails: cpomposi@ingeis.uba.ar, dapenna@ingeis.uba.ar, pamela@ingeis.uba.ar, favetto@ingeis.uba.ar

INTRODUCCIÓN

Una gestión integral de los residuos sóli-dos domiciliarios requiere un adecuadoproceso de acciones para su manejo a di-ferentes escalas con el objeto de protegerel ambiente y la calidad de vida de la po-blación. En la mayoría de los países des-arrollados se observa una tendencia a dis-minuir la generación de residuos e incen-tivar los programas de reciclaje. En los

rellenos sanitarios los residuos se des-componen o biodegradan y desprendensustancias perjudiciales originando lixi-viados, los cuales pueden migrar forman-do una pluma contaminante y llegar a loscursos de agua superficial y acuíferos. Elmétodo geofísico empleado en esta in-vestigación es altamente eficiente en ladeterminación de zonas con grandescontrastes de resistividad eléctrica y prin-cipalmente en medios de muy baja resis-

tividad debido a la presencia de fluidossalinos. Este tipo de metodología permi-te monitorear el alcance de la contamina-ción a través del tiempo.Desde principios del 2004 se están reali-zando regularmente estudios geofísicosen el marco de un proyecto multidiscipli-nario en el basurero municipal de Guale-guaychú, provincia de Entre Ríos, Argen-tina. El mismo está situado al sur de laciudad homónima, cerca de la confluen-

RESUMEN Un importante problema asociado a los rellenos sanitarios es la formación de lixiviado y el riesgo de contaminación del aguasubterránea. La conductividad eléctrica del lixiviado es más alta que la del agua natural, consecuentemente el contraste en estapropiedad permite detectar la pluma de contaminación utilizando estudios geoeléctricos. En este trabajo se presentan nuevosdatos obtenidos en dos rellenos sanitarios de diferente edad localizados en la ciudad de Gualeguaychú. Se realizaron varias to-mografías eléctricas utilizando la configuración electródica de dipolo-dipolo y se interpretaron a partir de modelos bidimen-sionales. Los modelos obtenidos sobre los rellenos sanitarios presentan una primera capa, con valores altos de resistividad ycon heterogeneidades que representan la basura enterrada. Por debajo de este nivel se observan bajos valores de resistividadatribuibles a la contaminación debida a los lixiviados. Los modelos obtenidos en zonas sin relleno, pero cercanas al mismo,presentan baja resistividad en la capa más superficial y estos valores podrían deberse no sólo a la presencia de lixiviados sinotambién a la presencia de arcillas, dado que estos resultados no concuerdan con los valores de conductividad específica deter-minados en el agua freática. Se estimaron parámetros hidroquímicos a partir de la resistividad eléctrica de las zonas más con-ductoras para evaluar algunas características ambientales del relleno.

Palabras clave: Relleno sanitario, Geofísica ambiental, Modelos de resistividad eléctrica.

ABSTRACT: Electrical tomographies in the sanitary landfill of the city of Gualeguychú, province of Entre Ríos: Evidences of contamination..An important problem associated to sanitary landfills is the leachate production and the risk of groundwater contamination.The leachate electrical conductivity is often much greater than natural groundwater; consequently the contrast found in thisproperty allows the detection of the plume using geoelectrical methods. This paper reports new geophysical data obtainedfrom two landfills of different age located in Gualeguaychú city. Several tomographies using dipole-dipole electrode configu-rations were performed and interpreted from bidimensional models. The models obtained on landfills have a first layer withhigh resistivity values and heterogeneities representing waste disposal. Low resistivity anomalies were detected below the le-vel where the wastes were buried; those were attributed to contamination caused by leachate. The models obtained in areaswithout solid wastes, but near the landfill boundary present low resistivity at the most superficial layer. These values could bedue to the contamination at the border of the waste disposal and also by the presence of clays, considering that the resultsdo not agree with the value of the specific conductivity determined in the phreatic water. The hydrochemical parameters wereestimated in the most conductive zone to evaluate the environmental features of the landfill.

Keywords: Landfill, Environmental Geophysics resistivity-model.

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cia del arroyo El Cura con el río Guale-guaychú (Fig. 1a). El primero actúa comocolector natural de la escorrentía superfi-cial del área y lleva agua todo el año, ge-nerando un fuerte impacto ambiental porla descarga sin tratar de los efluentes clo-acales de la ciudad.El predio del basurero se utilizó inicial-mente como lugar de extracción de mate-riales, lo que permitió utilizar las depre-siones para la acumulación de residuossólidos. En el mismo hay dos rellenoscolmatados y cerrados de distinta edad yun tercero en funcionamiento. Estos si-tios de deposición final de residuos nohan sido construidos siguiendo los meca-nismos de ingeniería moderna de los re-llenos sanitarios que pretenden reducirsus impactos negativos en el medio am-biente. En la actualidad, los rellenos sani-tarios se disponen básicamente en unadepresión en el terreno, cubierta por unamembrana inferior impermeable, con sis-tema de recolección de lixiviados, sistemade recolección de gases y una coberturasuperior. Todos estos elementos no estánnecesariamente presentes en todos losrellenos. En el caso del basurero munici-pal de Gualeguaychú, no hay registros dela construcción de los rellenos y no exis-te sistema de recolección de lixiviados nide gases. En el relleno más extenso y an-tiguo se observa que los residuos hansido depositados en un sistema de celdasparalelas.En este trabajo se presentan nuevos da-tos obtenidos en los dos rellenos cerra-dos mencionados. En el más grande y an-tiguo (Relleno A), cerrado en el año1998, se encontraron evidencias de con-taminación a partir de varios estudios ge-oeléctricos, perfilajes horizontales y son-deos verticales utilizando configuracio-nes dipolo-dipolo (DD) y Schlumbergerrespectivamente y prospecciones con ge-orradar utilizando antenas de 150 y 500MHz (Pomposiello et al. 2008a, b). Elmás pequeño (Relleno B), cerrado en elaño 2003, se estudia por primera vez eneste trabajo.A partir de la conductividad eléctrica delas zonas más conductoras detectadas

por debajo de los rellenos en los modelosgeoeléctricos se estimaron parámetrosgeoquímicos del lixiviado, aplicando rela-ciones empíricas discutidas en Meju (2000).Asimismo, como algunos de estos pará-metros varían con el tiempo es posible apartir de estos datos evaluar la edad delrelleno (Farquhar 1989, Meju 2000).Por otro lado, la conductividad eléctricadel agua determinada en los freatímetrosinstalados fuera de la zona donde no haybasura enterrada, pero ubicados alrede-dor del predio, se relacionó con la con-ductividad eléctrica determinada en losmodelos 2D obtenidos en las tomografí-as en el mismo punto y profundidad.

ANTECEDENTES

Pomposiello et al. (2004) efectuaron algu-nos estudios geofísicos preliminares den-tro y fuera del basurero más grande y an-tiguo. El principal objetivo fue tomarcontacto con el problema para poder dia-gramar los perfiles geofísicos futuros quegarantizaran la mejor evaluación de la po-sible contaminación producida por el ba-surero.Orgeira et al. (2004) realizaron un releva-miento magnetométrico y de acuerdo almodelado realizado con estos datos porPrezzi et al. (2005) descartaron la presen-cia de tambores enterrados conteniendoelementos tóxicos.Pomposiello et al. (2005a, b, 2008a, b)presentaron el grado de avance en las in-terpretaciones de los estudios geofísicosrealizados hasta abril de 2005.La composición química de los lixiviadosdepende de varios factores tales como eltipo de residuo, las velocidades de des-composición química, las precipitacioneslocales, la geomorfología y el ambientegeológico. Las modificaciones en pará-metros tales como temperatura, pH, con-ductividad eléctrica (σ), sólidos totalesdisueltos (STD), concentración de nitra-tos y cloruros, entre otros, son indicado-ras de la calidad del agua. En tal sentido,se realizaron muestreos preliminares paraevaluar química e isotópicamente lasaguas superficiales y subterráneas, a par-

tir de muestras obtenidas en los molinoscercanos y en varios pozos freáticos, dehasta 2,30 m de profundidad, ubicadosalrededor del predio (Panarello et al.2005). También se determinó la compo-sición isotópica del CO2 en el suelo y laconcentración de gases como CO2, N2,O2 y CH4 para evaluar la madurez del re-lleno (Valencio et al. 2003, Sanci et al.2006a, b).

CARACTERISTICASGEOLÓGICAS EHIDROGEOLÓGICASLOCALES

Desde el punto de vista regional esta zo-na forma parte de la Llanura Chaco Pam-peana (Russo et al. 1979). Las unidadesinvolucradas en la zona de trabajo corres-ponden a las unidades geológicas Forma-ción Salto Chico, Grupo Punta Gorda yFormación La Picada y se describen deacuerdo a Iriondo (1980), Fili et al. (1994)y Fili (2001).

Formación Salto Chico (Rimoldi 1963)Esta unidad de edad plioceno-pleistoce-na temprana está compuesta por arenasgruesas y finas de color amarillo y rojo,también es frecuente la gravilla y la grava,con intercalaciones de arcillas de colorverde y estratos irregulares de rodados fi-nos y gruesos. Es de origen fluvial y por-tadora del acuífero principal de la zona.Tiene un espesor máximo de 60 m y seencuentra entre los 3,5 y 120 m de pro-fundidad.

Grupo Punta Gorda (Iriondo 1980)Comprende a las Formaciones Alvear yHernandarias, una sucesión de edadpleistocena media a tardía. En generalpara el este de la provincia de Entre Ríosse define la Formación Hernandarias(Reig 1956) que corresponde a una cu-bierta sedimentaria de tipo pampeanodepositada en ambientes palustres y eóli-cos. La parte superior está constituidapor limos, limos arenosos y arcillas casta-ños, pardas y rojizas con presencia deabundantes concreciones de carbonato

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de calcio. La parte inferior es más arcillo-sa con presencia de yeso en forma decristales hojosos aislados y de color grisverdoso. Por otro lado, en las cercaníasdel área de estudio Guida y González(1984) encontraron evidencias geomor-fológicas y estratigráficas de expansionesestuáricas vinculadas a niveles marinosrelativamente elevados durante el Pleisto-ceno tardío que están incluidas en esta

formación. El espesor de la FormaciónHernandarias varía entre 20 m y 40 me-tros. Esta unidad constituye el sustratodel relleno sanitario y se encuentra entre5 y 30 m de profundidad. Desde el pun-to de vista hidrogeológico es un acuitar-do que contiene al nivel freático. La cali-dad del agua es pobre y se utiliza paraproveer de agua potable a algunas cha-cras y para abrevar al ganado.

Formación La Picada (Iriondo, 1980)Corresponde a los depósitos sedimenta-rios holocenos que forman el relleno alu-vial de los ríos y arroyos de la región.Forma una terraza baja y bien desarrolla-da. Su composición varía de un valle aotro, dependiendo de la naturaleza de lascuencas respectivas (litología y pendien-tes locales). Su granulometría es en gene-ral arenosa en la sección inferior y en la

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Figura 1: a) Mapa de ubicación del predio del relleno sanitario y la provincia de Entre Ríos, Argentina. b) Mapa esquemático con los perfiles sondeados:dipolo-dipolo y los freatímetros.

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superior está constituida por limo de co-lor castaño y arcilla negra. La circulacióndel agua está limitada al subálveo y gene-ralmente presenta contaminación. Su es-pesor varía entre 1 a 3,5 metros.

APLICACIÓN DELMÉTODO GEOELÉCTRICODIPOLO-DIPOLO

Adquisición de datosPara la realización de las tomografíaseléctricas se utilizó un equipo no comer-cial. El mismo fue construido con unafuente de corriente conectada a un gene-rador de 1000 W que permitió obtenerintensidades de hasta 3 Amper. Los elec-trodos tanto de corriente como de po-tencial son de acero inoxidable y en algu-nos casos fue necesario utilizar electro-dos no polarizables para medir el poten-cial. La corriente y potencial se mediaroncon amperímetro y voltímetros muy pre-cisos. El voltímetro utilizado permite res-tar el potencial de contacto y guardar losdatos en una computadora. En general seobservó repetividad en las mediciones yen caso que esto no sucedió se promedia-ron los valores.Se realizaron perfiles geoeléctricos utili-zando la configuración DD con 21 elec-trodos (a = 5 m (abertura del dipolo) yuna separación entre dipolos con n =1,…,18), obteniendo un total de 171 da-tos medidos. De esta manera se obtienenpseudosecciones de resistividad eléctricacon un total de 100 m de longitud.

Inversión de datosLos modelos bidimensionales (2D) de re-sistividad eléctrica se obtuvieron invir-tiendo los datos experimentales con unsoftware que usa el algoritmo DCINV2D(Oldenburg et al. 1993). Este programapermite incorporar la topografía del sitio.Se hicieron varias pruebas utilizando di-ferentes modelos iniciales con resistivi-dad eléctrica constante. El programa vaajustando la respuesta con los datos has-ta obtener el modelo definitivo. La mane-ra de observar la bondad del ajuste delmodelo es a través de la variación del mis-

fit en función de las iteraciones para com-probar la convergencia dentro del errorde los datos. El óptimo ajuste de los da-tos se obtiene cuando el misfit llega al nú-mero de grados de libertad del sistema(número de datos), valores por debajocrean estructuras irreales mientras que

valores por encima pueden restar nitidez.Se estableció la "profundidad de investi-gación" definida como la profundidadpor debajo de la cual los datos experi-mentales son insensibles al valor de la re-sistividad del modelo inicial. Se cuantifi-caron las diferencias entre modelos posi-

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Figura 2: a) Modelo bidi-mensional de resistividadeléctrica para el LAN01; b)Índice DOI calculado apartir de la inversión de da-tos usando como modeloinicial 50 y 5 ohm m.

Figura 3: LAN03, referen-cias como en figura 2 yconsiderando la variaciónde la topografía (1m dedesnivel en 100 m de per-fil).

Figura 4: LAN06, referen-cias como en Figura 2.

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bles a través del índice DOI (Depth of in-vestigation) que permite estimar a qué pro-fundidad la estructura obtenida ya no essustentada por los datos (Oldenburg y Li1999). Considerando dos inversiones condiferente resistividad eléctrica como mo-delo inicial, ρ1r y ρ2r, se define el índiceDOI como

R (x, y)=m1(x, z) - m2(x, z)m1r - m2r

Siendo m1r y m2r el logaritmo decimal dela resistividad eléctrica del modelo inicialrespectivamente y m1(x, z) y m2(x, z) loslogaritmos de las resistividades del mode-lo resultante para cada caso en el punto(x, z).

En los lugares donde R es cercano a ceroel modelo obtenido tiene mayor confiabi-lidad, mientras que cuando R se acerca a1 indica baja credibilidad. Se consideraun valor crítico de R igual a 0,3. En esteestudio se presentan los resultados obte-nidos de la comparación de los modelosusando 5 ohm m y 50 ohm m como mo-delo inicial.

RELACIÓN ENTRELA CONDUCTIVIDADELÉCTRICA Y LOSPARÁMETROSHIDROQUÍMICOS

Los análisis químicos realizados en aguasubterránea modificada por la presenciade lixiviados en diferentes regiones geo-gráficas han demostrado que la conducti-vidad eléctrica determinada en estudiosgeoeléctricos tiene una fuerte correlaciónlineal con el total de sólidos disueltos(STD) y con el contenido de cloruro di-suelto (Cl-) (Meju 2000 y sus referencias).Además, Farquhar (1989) y Meju (2000)señalan que la composición del lixiviadovaría con la edad del relleno y que pararellenos recientes el contenido de ácidosorgánicos, amonios y STD son altos, pe-ro a partir de la biodegradación de la ma-sa en el tiempo la concentración de esosparámetros decrece. Es decir que cono-ciendo estos valores se podría estimar laedad del relleno sanitario.Asimismo, Meju (2000) señala que deter-minando la conductividad eléctrica delsustrato saturado (σb) se pueden predecirlos valores de STD a través de las si-guientes ecuaciones:

log σb = -0,3215 + 0,7093 * (log STD) (1)

log σb = -0,333 + 0,6453 * (log STD) (2)

donde σb se expresa en mS/m y STD enmg/L. Las ecuaciones (1) y (2) determi-nan un valor mínimo y máximo de STDrespectivamente.A partir del valor de STD se puede pre-decir la conductividad del agua (Σw) y elcontenido de Cl- utilizando las siguientes

Figura 5: LAN08, referen-cias como en Figura 2.

Figura 6: LAN010, refe-rencias como en Figura 2.

Figura 7: LAN15, referen-cias como en Figura 2.

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ecuaciones:

log STD= 0,8 + 1,015 * (log σw) (3)

log Cl- = -0,256 + 1,2 log σw (4)

donde σw se expresa en mS/m y los otrosparámetros en mg/L.Estas relaciones fueron determinadas enun relleno sanitario de Durban, Sudáfrica(Bell y Jermy 1995). Datos de otros relle-nos en Australia (Buselli et al. 1990) yCanadá (Birks y Eyles 1997) tambiénmuestran la misma tendencia lineal quelos datos de Durban.El contenido de agua (W) se puede deter-minar a través de una relación entre laconductividad in situ y el contenido deagua en un yacimiento de sal de roca y li-bre de arcillas (Yaramanci 1994):

σb = σw * Wm (5)

Siendo W el contenido de agua en por-centaje de volumen (vol %) y m el factorde cementación, cuyo valor se encuentraentre 1,6 y 1,9.Es decir que las edades de los residuos sepueden determinar considerando las rela-ciones y los cambios en la concentraciónde los parámetros químicos del lixiviadotales como Cl-, STD, pH, entre otros(Farquhar 1989, Meju 2000).

TRABAJO DE CAMPO

Descripción del sitioEl área de trabajo está ubicada por deba-jo de la cota 10 m y la pendiente regional,de muy bajo gradiente, es aproximada-mente N-NE, hacia el arroyo El Cura y elrío Gualeguaychú (Fig. 1a).Los residuos en el relleno A se dispusie-ron en módulos paralelos (celdas) deaproximadamente 0.8 -1 m de ancho.Prezzi et al. (2005) estimaron que la má-xima profundidad que alcanzan las celdases 2.3 metros. Los límites y su superficieson irregulares, siguiendo la geometríaque deviene de la alineación de las celdasy estableciendo un suave resalto. En elborde norte se forma una canaleta entre

el relleno y el camino donde se acumulaagua. El relleno A está dividido en trespartes, entre el sector central y la parteoeste hay una zona sin residuos que fun-ciona como un arroyo con agua perma-nentemente (arroyo O, Fig. 1b). El sectororiental esta separado del central por unazona sin residuos más extensa que tam-bién funciona como un curso de agua in-termitente (arroyo E, Fig.1b). Ambos tie-nen aproximadamente dirección N-S, lle-van agua abundante después de grandeslluvias y desaguan de manera indefinidadel otro lado del camino formando zonasde anegamiento (Fig. 1b). Las depresio-nes entre celda y celda actúan como re-servorios de agua después de las lluvias.El relleno B es mucho mas chico que elrelleno A como se puede observar en elmapa de la figura 1b. La forma de alma-cenamiento fue distinta a la del primer re-lleno. No se construyeron celdas y por

información obtenida de los responsa-bles del Basurero Municipal de Guale-guaychú la basura fue seleccionada yprensada antes de depositar.

Prospección geofísicaLa ubicación de todos los perfiles hori-zontales utilizando la configuración dipo-lo-dipolo realizados en varios estudiosgeoeléctricos desde 2003 se presentan enla figura 1b. Se utilizó el equipo experi-mental previamente explicado y el pro-grama de inversión desarrollado por Ol-denburg et al. (1993).Entre el 2003 y 2005 se realizaron para eva-luar el relleno A los perfiles LAN01 aLAN08. Los perfiles: LAN01, LAN02 yLAN04 están localizados en el interiordel basurero para obtener informacióndel relleno mismo y de los lixiviados. Losperfiles LAN03, LAN05, LAN06, LAN07 y LAN08 se encuentran en los bordes

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Figura 8: LAN17, referen-cias como en Figura 2.

Figura 9: LAN18, referen-cias como en Figura 2.

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del relleno donde no hay residuos. ElLAN03 está ubicado en el borde este conuna orientación SE-NO. El LAN05 estásituado en el borde NO del relleno,mientras que los LAN06 y LAN07 estánen el borde norte y en la zona de descar-ga del flujo superficial y subterráneo. Lainterpretación preliminar de los perfilesLAN01, LAN02 y LAN03 fue realizadapor Pomposiello et al. (2004). El LAN08ubicado a 500 m hacia el sudoeste se eli-gió como referencia para determinar lasresistividades de la zona no afectada porlos residuos (Fig. 1b).En el 2006 se agregaron alrededor del re-lleno A los perfiles LAN09 a LAN15.Los perfiles LAN09, LAN10 y LAN11están situados con dirección aproximada-mente NS sobre la zona del arroyo E,donde no hay residuos, y cercanos a losfreatímetros P4, P5, P6 y P7 (Fig. 1b).Los LAN12 y LAN13 están en la partenorte con dirección NS y los LAN14 yLAN15 están en la parte sur del relleno.En estos dos últimos se midió parte so-bre los residuos y parte fuera de los mis-mos. En el relleno B se realizaron los per-files LAN16 a LAN18. Los LAN16 yLAN17 se cruzan aproximadamente ensu parte media y el LAN18, con orienta-ción NO-SE, está en el borde NE, don-de no hay residuos (Fig. 1b).

FreatímetrosEn el año 2005, con el objeto de monito-rear el agua freática se construyeron sietepozos de 2,30 m de profundidad fueradel área donde se dispusieron los resi-duos (Fig 1b). Estas perforaciones se ubi-can, dos en el borde sur del relleno, dosen el borde norte y el resto en la zona deborde entre el sector central y el sectoreste del relleno. Fueron construidos paracontrolar el nivel, composición química eisotópica del agua freática. Se encamisa-ron con PVC y se colocaron filtros degrava y tapa en ambos extremos.Los niveles freáticos medidos respondenrápidamente a la precipitación. El sentidodel escurrimiento del sistema freático esN-NE hacia el arroyo El Cura y el ríoGualeguaychú, ambos de carácter efluente.

La temperatura y la conductividad eléctri-ca del agua fueron medidas periódica-mente in situ. En un medio isótropo, po-roso, saturado con agua y con presenciade arcilla las conductividades en (mSm-1)se relacionan por la siguiente expresión:

σb = σw/F + σs (6)

donde σb es la conductividad del substra-to, σw es la conductividad del fluido y σses la conductividad de la arcilla, F es elfactor de formación definido como F =ϕ-m por Archie (1942), donde ϕ es la po-rosidad y m es el factor de cementaciónque es enteramente dependiente de laforma de la partícula resistiva, variandodesde 1,2 para esfera a 1,9 para fragmen-tos planos. Con esta expresión se estima-rá la porosidad del substrato.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Modelos 2D de resistividad eléctricaLos datos de resistividad aparente obte-nidos en los perfiles DD se invirtieronpara determinar los modelos 2D de resis-tividad eléctrica. Se realizaron varias in-versiones modificando los parámetros deentrada del programa (número de itera-ciones, coeficientes de la función objeti-vo, resistividad del modelo inicial) lo-grando ajustes del orden del 5% entre losdatos experimentales y los datos predi-chos por el modelo. En particular se usa-ron diferentes modelos iniciales con re-sistividad eléctrica uniforme de 5, 10, 50,100, 500 y 1000 ohm m y una grilla deceldas rectangulares de 48 nodos en la di-rección del perfil y 47 nodos en profun-didad. El tamaño de cada celda aumentacon la profundidad y fuera del área don-de se instalaron los electrodos.Se han seleccionado para la discusión losresultados de los perfiles LAN01, LAN03, LAN06, LAN08, LAN10 y LAN15,del relleno A y los perfiles LAN17 yLAN18 del relleno B (Fig. 3 a 9). Tantolos modelos 2D de resistividad eléctrica ydel índice DOI se presentan entre 0 m y15 m de profundidad. Se consideró queesta profundidad es la más adecuada para

describir las características geoeléctricassuperficiales y además para poder com-parar todos los modelos a las mismasprofundidades.En la figura 2a se presenta el modelo ob-tenido por Pomposiello et al. (2004 y2008a) para el LAN01 (Oeste-Este). Elmodelo muestra una primera capa con unespesor de 2 m a 3 m y una resistividadde 100 a 1000 ohm m. Esta capa aloja losresiduos y el espesor concuerda con eldeterminado en un estudio magnético re-alizado en la misma área (Orgeira et al.,2004). Una segunda capa de espesor en-tre 4 m y 5 m y con bajos valores de re-sistividad (~ 5 ohm m) determina el pisodel depósito de residuos y la alta conduc-tividad indica la presencia de fluidos ricosen sales probablemente producto del lixi-viado. La tercer capa tiene una resistivi-dad de alrededor de 15 ohm m y un espe-sor de más de 10 metros.En la figura 2b se presenta el índice DOI,donde se observa que en la parte centraltiene un valor de 0,3 a una profundidadmayor de 15 m, mientras que en las par-tes extremas (oeste y este del perfil) estevalor se observa a menores profundida-des (< 5 metros).El modelo de resistividad eléctrica para elLAN02 (norte-sur) obtenido por Pom-posiello et al. (2004 y 2008a, b) es muy si-milar al LAN01. Presenta una capa resis-tiva superficial, una capa muy conducto-ra intercalada y una tercera capa más re-sistiva de alrededor de 15 ohm m. El ín-dice DOI tiene valores similares a lasmismas profundidades que el caso ante-rior.En el modelo correspondiente al LAN04, que está ubicado en la parte sur delrelleno sanitario (Fig. 1b), se observa lacapa más superficial con una resistividadeléctrica superior a los 100 ohm m y unespesor entre 2 m y 3 metros. Tanto enesta capa como en los LAN01 y LAN02se encuentran los residuos domésticos ysubyacente se halla una capa cuyo espe-sor no supera los 6 m con bajos valoresde resistividad (~6 ohm m) lo cual indicaal igual que en los otros dos perfiles evi-dencias de contaminación. La tercera

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capa presenta una resistividad mayor a 10ohm m y la máxima profundidad de in-vestigación obtenida es 23 metros.El centro del LAN03 ubicado en el bor-de oriental del relleno sanitario, se en-cuentra alrededor de 2,27 m más bajoque los perfiles LAN01 y LAN02, y conuna diferencia de nivel entre sus extre-mos de 1 m aproximadamente, siendo laparte más alta la ubicada al SE (Fig. 1b).En este perfil se tuvo en cuenta la topo-grafía para invertir los datos y obtener elmodelo (Fig. 3a). El mismo presenta unacapa conductora de 4 ohm m con un es-pesor variable alrededor de 5 metros. Sutecho varía desde una profundidad de 5m cerca del límite NO del perfil hastauna profundidad de 10 m a los 40 m delextremo SE. La resistividad por encima ypor debajo de esta capa es de alrededorde 20 ohm m. En este caso no se presen-ta la capa resistiva superficial (> 100 ohmm) observada en LAN01, LAN02 yLAN04 debido a la ausencia de residuos.En la figura 3b se presenta el índice DOI,en la parte central y a 15 m de profundi-dad alcanza un valor de 0.2.Los perfiles (LAN05, LAN06 y LAN07)que están ubicados en el borde norte tie-nen un desnivel de 2 m aproximadamen-te por debajo de los LAN01 y LAN02(Fig. 1b). Los modelos obtenidos en es-tos perfiles (Pomposiello et al., 2008a)muestran una resistividad superficial en-tre 3 y 5 ohm m. La resistividad obtenidacoincide con la determinada en la segun-da capa del relleno sanitario. Por debajose halla una capa mas resistiva con unaresistividad (~15 ohm m) y se observancuerpos resistivos (~100 ohm m) a unaprofundidad alrededor de los 10 metrosque han sido relacionados con la presen-cia de cuerpos de tosca. El modelo obte-nido para el LAN06 se muestra en la fi-gura 4a, donde se observa que la capa su-perficial más conductora tiene un espe-sor entre 2 m y 5 metros. A profundida-des mayores se observa un cuerpo resis-tivo (alrededor de 120 ohm m) a una dis-tancia x = 54 m y z = 9 m asociado nue-vamente a la presencia de tosca. Cuerposconductores de resistividad del orden de

12 ohm m se observan, cuyos centros sepueden localizar en x = 27 m y z = 14 my en x = 72 m y z = 9 metros. Estos cuer-pos pueden ser atribuidos a parte de lapluma de lixiviado que fluye en la mismadirección que la escorrentía superficialdel área. En la figura 4b se presenta el ín-dice DOI cuyo valor de 0.3 se encuentraa una profundidad menor a 15 metros. Sepuede observar que entre 55 m a 60 m(horizontalmente) donde la capa superfi-cial es más conductora y tiene mayor es-pesor, valores del índice DOI presentanun máximo relativo a una profundidad de14,9 metros. Pomposiello et al. (2008 a)presentaron los resultados de un SondeoEléctrico Vertical que coincide con laparte central del modelo 2D del LAN06.El modelo 1D que se obtuvo es compa-rable con el 2D ya que este modelomuestra una primera capa con un espesorde 2 m y resistividad de 4 ohm m y otracapa de 20 m de espesor y resistividad de14 ohm m. Por consiguiente, si se consi-dera que la capa conductora detectada esexplicada por la presencia de fluidos sali-nos típicos de lixiviados o también a lapresencia de arcillas, la contaminaciónestá restringida solamente a la capa mássuperficial (<5 metros).En el LAN08, usado de referencia fueradel predio del basurero, Pomposiello et al.(2008a) obtuvieron un modelo que nopresenta cuerpos conductores. Se obser-va solamente en la parte sur un conduc-tor superficial ( 7 ohm m) que no es com-parable a lo observado en los otros perfi-les, por lo tanto se atribuye a otras causasde contaminación, por ejemplo por eltrafico de camiones, ya que el mismo estásobre una ruta y cercano a la entrada deun campo. La resistividad en la parte cen-tral del perfil (x = 50 m) aumenta desdeun valor de 10,4 ohm m hasta 15,6 ohmm a los 15 m de profundidad. En generalla resistividad determinada en todo elmodelo es <20 ohm m (Fig. 5a). El índi-ce DOI alcanza valores de 0,3 a profun-didades mayores debido a que la resistivi-dad eléctrica es en promedio más alta quelos casos analizados anteriormente (Fig.5b). Un Sondeo Eléctrico Vertical reali-

zado en el mismo lugar dio resultadoscoincidentes a los obtenidos en el perfil2D del LAN08 (Pomposiello et al.2008a).Los perfiles LAN09, LAN10 y LAN11están ubicados en una zona donde nohay residuos y cercanos a los freatímetrosP4, P5, P6 y P7 (Fig. 1b). En los modelosse observa que la parte más superficial (<5m) es más conductora alcanzando valo-res de 3 ohm m a 6 ohm m y por debajose observa que la resistividad varía entre10 ohm m a 30 ohm m, observándosetambién algún cuerpo resistivo que pue-de ser interpretado como tosca. En la fi-gura 6a se presenta el modelo 2D para elLAN10 y en la figura 6b el índice DOI.En los primeros 5 m se determinaronbolsones conductores que pueden ser de-bidos a la presencia de lixiviado así comotambién a que los sedimentos contenganabundante arcilla. El índice DOI tomavalores menores a 0,3 en la parte centrala 15 m de profundidad y en los bordesdel perfil a profundidades de alrededorde 5 metros. En los modelos correspon-dientes a los perfiles LAN12 y LAN13que se ubican en el borde norte conorientación Norte-Sur (Fig. 1b), se obser-va también una capa conductora superfi-cial hasta los 5 m y resistividades mayoresa mayor profundidad.Los perfiles LAN14 y LAN15 se ubicanen la parte sur del relleno A (Fig. 1b).Estos perfiles fueron realizados un 30%sobre los residuos y el 70% restante fue-ra del relleno. Los modelos 2D muestranque sobre los residuos superficialmentela resistividad es alta, alrededor de 250ohm m y con un espesor de 3 metrosaproximadamente. Este resultado con-cuerda con los perfiles LAN01, LAN02 yLAN04 analizados anteriormente quemuestran que donde se alojan los resi-duos la resistividad es la más alta. Por de-bajo de los mismos se observa un cuerpoconductor de resistividades alrededor de6 ohm m que se va acercando a la super-ficie en la parte donde no hay residuos.Donde no hay residuos la resistividad su-perficial varía entre 3 ohm m y 6 ohm mcon un espesor variable entre 2 m y 5 me-

C. POMPOSIELLO, C. DAPEÑA, P. BOUJON Y. FAVETTO

611Tomografías eléctricas en el basurero municipal ciudad de Gualeguychú, ...

tros. Por debajo la resistividad varía entre20 ohm m a 40 ohm m. En la figura 7a semuestra el modelo correspondiente alperfil LAN15 y en la figura 7b el índiceDOI. Se observa que el valor 0.3 no se al-canza en la parte central a los 15 m deprofundidad y en el extremo norte delperfil este valor se encuentra a 10 mmientras que el extremo sur a 5 metros.Esto se debe que a que en la parte nortela parte superficial es más resistiva debi-do a la presencia de los residuos.En el relleno B, de menor tamaño, se re-alizaron dos perfiles sobre los residuos yuno fuera de ellos, LAN16, LAN17 yLAN18 respectivamente (Fig. 1b). Losmodelos 2D correspondientes a los per-files sobre los residuos muestran que losprimeros metros (~2.5 m) se caracterizanpor una resistividad eléctrica entre 20ohm m y 70 ohm m. Estos valores soninferiores a los determinados en el relle-no A y la diferencia observada podría de-berse a que el proceso de enterramientoy selección de los desechos fue diferente.En la figura 8a se presenta el modelo 2Dde resistividad eléctrica del perfil LAN17con dirección NO-SE. En la parte dondese alojan los residuos la resistividad osci-la entre 20 ohm m a 70 ohm m. Entre 1m a 10 m sobre la superficie se observauna zona conductora con resistividad ~4ohm m. Probablemente en esta parte nohay residuos. Por debajo del depósito deresiduos se observan entre 4 m y 10 m deprofundidad unos cuerpos conductorescon resistividad entre 5 ohm m y 10 ohmm indicando presencia de fluidos ricos ensales, probablemente producto del lixi-viado. En los perfiles sobre el relleno Atambién se han observado estos valoresde resistividad que son característicos decontaminación. En la figura 8b se pre-senta el índice DOI, se observa que en laparte central y a 15 m este índice es me-nor a 0,2. Este resultado se debe que enpromedio la resistividad es más alta quela determinada en el relleno A.En la figura 9a se presenta el modelo 2Ddel perfil LAN18 obtenido en el bordenorte del relleno B. El mismo se ubicaparalelo al LAN17 y está ~ 1, 2 m por de-

bajo del mismo. Se observan zonas muyconductoras (~3,5 ohm m) en distintaspartes del modelo que también puedenser explicadas como plumas de lixiviado.En general la resistividad del medio varíaentre 10 ohm m a 30 ohm m. En el bor-de NO entre 1 m y 10 m no se pudo mo-delar debido que se cruzó sobre un cami-no de tierra mejorado que interfirió en lamedición. En la figura 9b se presenta elíndice DOI de este perfil. Nuevamenteen la parte central y a 15 m no se alcanzael valor de 0,3.

Conductividad eléctrica del agua fre-ática y superficialEste proyecto multidisciplinario incluyeestudios geoquímicos e isotópicos de lasaguas subterráneas, superficiales y efluen-tes en el predio del basurero. En estemarco, uno de los parámetros medidos esla conductividad eléctrica (CE). Los ran-gos de CE medidos en los efluentes ycuerpos de agua superficial (acumulacio-nes entre celdas, arroyos, encharcamien-tos temporarios, etc.) dan valores entre170 µS/cm y 800 µS/cm y los medidosen los freatímetros entre 240 µS/cm y8300 µS/cm. Se observa un aumento desur a norte y SE a NO, en la dirección delflujo regional. Estos valores están fuerte-mente influenciados por las precipitacio-nes, observándose dilución después decada evento (Panarello et al. 2005, Da-peña, com. pers.). Por otro lado, los efluen-tes del relleno activo muestran conducti-vidades de hasta 10 000 µS/cm y tambiénexhiben una rápida respuesta a la influen-cia de las lluvias.

Cálculo de parámetros químicosEn el Cuadro 1 se presentan los paráme-tros químicos calculados para los rellenosA y B. En los perfiles LAN01, LAN02 yLAN04 se determinó en la parte centraldel modelo (x = 50 m) la profundidaddonde se observa el mínimo de resistivi-dad. En los LAN14 y LAN15 se analizósolamente la parte del perfil que tiene re-siduos, definiendo allí la profundidaddonde se observa la mínima resistividad.En los LAN16 y LAN17 se determina-

ron los mínimos de resistividad eléctricaobservada y a qué profundidad corres-ponden. Se aplicaron los procedimientosdescriptos por Meju (2000) y se obtuvie-ron los parámetros hidroquímicos pre-sentados en el Cuadro 1. Al comparar losresultados obtenidos, se observa que losvalores determinados usando la ecuación(2) son un poco más del doble de los co-rrespondientes al usar la ecuación (1). Sibien los resultados presentados en el cua-dro son aproximados, estos valores pue-den ser considerados como valores máxi-mos y mínimos de predicción en este es-tudio y son útiles para evaluar las condi-ciones ambientales presentes. Debe te-nerse en cuenta que estos cálculos repre-sentan una aproximación y que los pará-metros dependen de la composición dellixiviado, infiltración, tipo de residuos de-positados y materiales geológicos.Los años del relleno A se han inferidoutilizando los valores de mínima resistivi-dad obtenida en los modelos (Cuadro 1).Se puede definir un rango entre 5 y 20años y que coincide con la edad del basu-rero municipal ya que el mismo fue cerra-do completamente por lo menos 5 añosantes de hacer este estudio Para el rellenoB la edad estimada es de 5 a 10 años.Nuevamente concuerda con la fecha decierre del mismo alrededor de 3 años an-tes de relevar los perfiles.En el Cuadro 2 se presenta la compara-ción entre la resistividad eléctrica obteni-da en los freatímetros con la resistividaddeterminada en los modelos geoeléctri-cos en el mismo punto y profundidad,debido a que los perfiles coinciden conlos freatímetros. También utilizando lasexpresiones de Meju (2000) se estimó laconductividad y resistividad del fluido. Seobserva que la resistividad estimada esmucho más baja que la determinada ex-perimentalmente. La explicación de estadiscrepancia puede deberse a que haymuchos niveles de arcilla y las expresio-nes de Meju (2000) utilizadas no contem-plan la presencia de la misma.Además, la conductividad del agua subte-rránea medida en los freatímetros se rela-cionó con la conductividad eléctrica del

612 C. POMPOSIELLO, C. DAPEÑA, P. BOUJON Y. FAVETTO

acuífero libre determina a partir del mo-delo 2D en el mismo punto y profundi-dad. Se observó una buena correlación li-neal entre ambas conductividades. Estoindica que el factor de la formación escasi homogéneo en el acuífero. Por me-dio de la expresión empírica (ec. 6), asu-miendo presencia de arcilla y usando m =1.3, se determinó la porosidad alrededorde 54% y la resistividad del la arcilla apro-

ximadamente en 20 ohm m (Pomposielloet al. 2008b).

CONCLUSIONES

A partir de los estudios realizados se handetectado para el relleno A valores altosde conductividad por debajo del rellenosanitario, que alcanzarían los 10 m deprofundidad, posiblemente debidos a los

lixiviados alojados en el Grupo PuntaGorda. Esta unidad que constituye elsustrato donde se dispusieron los resi-duos, puede que sea conductor no sola-mente por el lixiviado sino por la presen-cia de arcilla o algún nivel marino que fuedetectado en esta formación por Guida yGonzález (1984).Las zonas aledañas también presentansuperficialmente zonas muy conductorasque pueden deberse a la migración de loslixiviados a través del flujo subterráneo oa la litología de los depósitos. En el lími-te norte del relleno A se detectó una capasuperficial eléctricamente conductora yse midieron valores relativamente altosde conductividad eléctrica en los pozos.También se han encontrado cuerpos re-sistivos (~100 ohm m) en un medio deresistividad del orden de los (~15 ohmm). Estas anomalías se han interpretadocomo variaciones litológicas del GrupoPunta Gorda.En el límite este, fuera del área donde sedepositaron los residuos (LAN03), se en-

LAN01 (a)X = 50mZ = 4,5mLAN02 (a)X = 50mZ = 6mLAN04 (a)X = 50mZ = 5mLAN14 (a)X = 4,5mZ = 4,7mLAN15 (a)X = 7,4mZ = 6,7mLAN16 (a)X = 9,3mZ = 6mLAN17 (a)X = 1,7m Z = 6,6m

PERFILES σb (mS/m) STD σw Cl W Añosρb (ohm m) Predicho Predicho Predicho Estimado

(mg/L) (mS/m) (mg/L) (vol %)

CUADRO 1: Parámetros químicos calculados para el relleno A y el relleno B. Los valores de mínimos de resistividad eléctrica obtenidosb se usaron para predecir STD (a) con la ecuación (1) y (b) con la ecuación (2); la conductividad del fluido es predicha usando la ecuación(3) y el contenido de cloro con la de la ecuación (4); El contenido de agua W es estimado de la ecuación (5) y los años son inferidos usan-do el contenido de STD y Cl- (Meju, 2000).

PERFILES σb (mS/m) STD σw Cl W Añosρb (ohm m) Predicho Predicho Predicho Estimado

(mg/L) (mS/m) (mg/L) (vol %)

169,49(5,9)

109,29(9,15)

135,50(7,38)

197,90(5,05)

163,99(6,10)

104,17(9,60)

207,47(4,82)

3944,58

2124,89

2877,00

4907,87

3765,27

1985,82

5245,64

568,43

309,02

416,53

704,97

542,97

289,08

752,45

1121,02

539,49

771,92

1451,46

1061,04

498,00

1570,28

52,89

57,86

55,37

51,25

53,25

58,44

50,75

10-20

10-20

10-20

10-20

10-20

10-20

5-10

LAN01 (b)X = 50mZ = 4,5mLAN02 (b)X = 50mZ = 6mLAN04 (b)X = 50mZ = 5mLAN14 (b)X = 4,5m Z = 4,7mLAN15 (b)X =17,4mZ = 6,7mLAN16 (b)X = 9,3mZ = 6mLAN17 (b)X = 1,7mZ = 6,6m

169,49(5,9)

109,29(9,15)

135,50(7,38)

197,90(5,05)

163,99(6,10)

104,17(9,60)

207,47(4,82)

9342,64

4733,25

6604,41

11878,80

8876,89

4393,86

12780,39

1329,28

680,25

944,51

1684,13

1263,96

632,17

1810,00

3106,98

1390,60

2061,80

4127,17

2924,70

1273,50

4500,02

33,82

38,19

35,98

32,40

34,13

38,71

31,98

5-10

10-20

5-10

0-5

5-10

10-20

0-5

P1P1P2P4P5P6P7

Freatímetro Perfil Profundidad σWM (fecha) ρWM ρB ρW(m) (mS/m),(mes /año) (ohm m) (ohm m) Predicha (ohm m)

(a) (b)

CUADRO 2: Comparación entre la resistividad del fluido medida en los freatímetros y laresistividad del modelo 2D en el mismo punto y profundidad de donde se sacó la muestrade agua La última columna presenta la resistividad del agua estimada usando (a) ecuación(1) y (b) ecuación (2).

LAN07LAN12LAN06LAN09LAN10LAN11LAN11

204,0 (4/05)136 (12/06)174,3 (4/05)267,0 (12/06)490,0 (12/06)75,2 (12/06)123,6 (12/06)

4,907,355,733,742,0413,298,09

5,759,126,905,433,1411,638,27

0,72 - 3,221,46 - 3,220,96 - 2,190,66 - 1,570,29 - 0,732,12 - 4,521,26 - 2,81

2,152,152,101,761,452,002,05

613Tomografías eléctricas en el basurero municipal ciudad de Gualeguychú, ...

cuentra una zona conductora. La mismase localiza en el extremo NO a la mismaprofundidad que la determinada debajodel relleno sanitario A y se profundizahacia el SE alcanzando una profundidadsuperior a los 12,5 metros. Hasta el mo-mento, esta última anomalía no se ha po-dido explicar y se necesitan nuevas inves-tigaciones geofísicas y datos de perfora-ciones para reconocer si es producto delos lixiviados o alguna otra causa, comolos niveles marinos encontrados por Gui-da y González (1984) en el Grupo PuntaGorda.En el relleno B sobre los residuos se ob-serva una capa superficial resistiva perocon valores inferiores a los observadosen el relleno A y tampoco se observanpor debajo de ellos valores muy conduc-tores. Estos resultados pueden deberse aque los residuos fueron más compacta-dos y por lo tanto, probablemente tenganmenos agua intersticial disponible que enel relleno A. En el perfil realizado en elborde norte se observan cuerpos con-ductores atribuibles a la presencia de lixi-viados productos del relleno.A partir de la conductividad eléctrica delas zonas más conductoras por debajo delos rellenos, se predijeron parámetros hi-droquímicos del lixiviado utilizando lasrelaciones empíricas establecidas por Far-quhar (1989) y Meju (2000). Los valoresde la resistividad del fluido determinadospor estas leyes empíricas no han sido co-rroborados experimentalmente debidoque no se realizaron pozos sobre los resi-duos para evitar que el lixiviado se despa-rrame y contamine. El contenido de agua(W) estimado puede que sea mayor alverdadero por que se utilizó la (ec. 5) queno tiene en cuenta la presencia de arcilla.Se observó que los valores de resistividaddel fluido estimada a partir de las resisti-vidades del modelo obtenidos donde nohay residuos no son comparables con lasresistividades determinadas en los pozos.Esta discrepancia puede deberse a que lasexpresiones obtenidas por Meju (2000)no son aplicables a este caso o por la pre-sencia de niveles de arcilla. Por último seutilizó la ley de Archie que tiene en cuen-

ta presencia de la misma. De esta manerase estimó la resistividad de la arcilla en 20ohm m y la porosidad en 54%.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos a Eduardo Llambías y Ga-briel Giordanengo por su asistencia téc-nica y al Lic. Fernando Stöckli por su co-laboración. Este trabajo de investigaciónfue realizado con fondos de la AgenciaNacional de Promoción Científica y Tec-nológica en el marco del proyecto PICT2002, N°12243.

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Recibido: 17 de septiembre, 2008 Aceptado: 2 de junio, 2009

C. POMPOSIELLO, C. DAPEÑA, P. BOUJON Y. FAVETTO