Aptitudes de uso del acuífero freáticoLuciana Poveda, Mónica Blarasin y Susana Degiovanni
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e-bo k ISBN 978-987-688-098-5
ZONA RURAL DEL RÍO SECO
2014 ©
2014 © UniRío editora. Universidad Nacional de Río Cuarto
Ruta Nacional 36 km 601 – (X5804) Río Cuarto – Argentina Tel.: 54 (358) 467 6309 – Fax.: 54 (358) 468 0280 [email protected] - www.unrc.edu.ar/unrc/editorial.cdc
ISBN 978-987-688-098-5
Primera Edición: Diciembre de 2014
Diseño de Tapa: Lautaro Alincastro
Este obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución 2.5 Argentina. http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/deed.es_AR
Consejo Editorial
Facultad de Agronomía y Veterinaria Prof. Laura Ugnia y Prof. Mercedes Ibañez
Facultad de Ciencias Económicas
Prof. Ana Vianco y Prof. Gisela Barrionuevo
Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales
Prof. Sandra Miskoski y Prof. Julio Barros
Facultad de Ciencias Humanas
Prof. Pablo Dema y Prof. José Di Marco
Facultad de Ingeniería Prof. Jorge Vicario
Biblioteca Central Juan Filloy
Bibl. Claudia Rodríguez y Prof. Mónica Torreta
Secretaría Académica Prof. Claudio Asaad y Prof. M. Elena Berruti
Equipo Editorial Secretario Académico: Claudio Asaad Directora: Elena Berruti Equipo: José Luis Ammann, Daila Prado, Maximiliano Brito y Daniel Ferniot
Luciana Poveda, Mónica Blarasin y Susana Degiovanni
Poveda, Luciana Cuadernos de uso y manejo de aguas subterráneas : 13. zona rural del Río Seco, aptitudes del uso del acuífero freático / Luciana Poveda ; Mónica Blarasin ; Susana Degiovanni. - 1a ed. - Río Cuarto : UniRío Editora, 2014. E-Book.- (Serie técnica Keipünentum)
ISBN 978-987-688-098-5
1. Hidrogeología. 2. Provincia de Córdoba. 3. Agua Subterránea. I. Blarasin, Mónica II. Degiovanni, Susana III. Título CDD 553.79
Fecha de catalogación: 05/12/2014
Cuadernos de uso y manejo de aguas subterráneas 13. ZONA RURAL DEL RÍO SECO. Aptitudes del uso del acuífero freáticoLuciana Poveda, Mónica Blarasin y Susana Degiovanni
Diseño y Diagramación: Bécher Quinodóz Fátima Noelia
INDICE
Introducción, ubicación y características del área. 4
Objetivos 6
Geología y Relieve 6
Hidrogeología 9
Dinámica del agua subterránea 10
Calidad y Aptitud de uso del agua subterránea 10
Consumo Humano 12
Consumo Ganadero 13
Riego 13
Cálculo de Reservas 15
Calculo de reserva en la zona de estudio 16
Anexos 17
Tabla de Aptitud de uso para Consumo Humano, Ganadero y Riego 17
Cuadro de Clasificaciones de Aptitud de Usos para Consumo Humano, Ganadero y Riego 18
Bibliografía 19
PREFACIO
En todo el mundo ha sido reconocido el papel esencial del agua subterránea en el
estudio integrado de los recursos hídricos por (1) su relevancia en el funcionamiento del ciclo
hidrológico, desempeñando un rol fundamental como agente geológico, para diferentes
períodos de tiempo, en la formación de numerosos paisajes, suelos, yacimientos minerales,
entre otros (2) su importancia formando acuíferos y constituyendo un recurso vital, la mayor
cantidad de agua dulce líquida del planeta, de gran utilidad para la mayoría de las actividades
que se desarrollan en el medio socio-productivo.
La presente colección de Cuadernos de “Uso y manejo de aguas subterráneas” (Serie
técnica Keipünentum) tienen por objetivo mostrar, para diferentes sectores de la provincia de
Córdoba, las aptitudes de uso humano, ganadero, agrícola, entre otros, de las aguas
subterráneas procedentes de acuíferos ubicados a distintas profundidades. La principal
finalidad de la serie es que técnicos, perforistas, agrónomos, geólogos, ingenieros, docentes,
gestores, planificadores, ruralistas, políticos, etc. puedan utilizar la información que generan
los científicos de diversas instituciones, con el objetivo de solucionar problemas de la
comunidad.
Los cuadernos están estructurados de manera sencilla, mostrándose aspectos generales
del área estudiada, las principales características geológicas e hidrogeológicas (tipo de
acuífero, espesor, caudales de extracción, etc.). Describiendo en detalle las aptitudes del agua
para uso humano, agrícola y ganadero, usando clasificaciones vigentes. Es de esperar que la
información sea de utilidad para el público al que está destinada, alcanzándose así parte de
los objetivos del proyecto que dio origen a este emprendimiento.
Dra. M. Blarasin
Investigadora Responsable
PID 35/08 Aguas Subterráneas
AGRADECIMIENTOS
La información volcada en el presente Cuaderno de Aguas Subterráneas es el
resultado de la tarea docente, de investigación y transferencia que realizan los integrantes de
la Universidad Nacional de Rio Cuarto, con subsidios de SECYT UNRC, Foncyt (Nación) y
Mincyt (Córdoba). Se agradece especialmente al Dr. J.J. Cantero por su iniciativa para la
concreción del PID 35/08, al Dr. S. Mansur de Mincyt Córdoba por el apoyo permanente, a la
UNRC y a los habitantes de la región con los que interactuamos desde hace gran cantidad de
años.
4
INTRODUCCIÓN, UBICACIÓN Y CARACTERISTICAS DEL ÁREA
La zona a la cual está dedicado este “Cuaderno de uso y manejo de aguas
subterráneas” se ubica en la llanura Pampeana Argentina, al Sur de la provincia de Córdoba
(Departamento Río Cuarto), en el
sector Sur-Oriental de las Sierras de
Comechingones a menos de 20 km
de la ciudad de Río Cuarto, entre las
coordenadas Geográficas: 32° 42´ y
32° 59´ de latitud Sur y 64° 24´ y 64°
40´ de longitud Oeste, abarcando un
área total de 368 km2 (Figura 1).
El área estudiada comprende
únicamente las pequeñas comunas
de Paso del Río Seco, La Invernada
y Santa Rita (Figura 2), las cuales no
superan los 150 habitantes entre las tres.
Comprende una zona predominantemente rural en la que el agua subterránea del
acuífero libre es utilizada para las actividades que se desarrollan en la zona (consumo humano
y ganadero). La actividad principal es la agrícola - ganadera desarrollando la agricultura de
secano, con cultivo de soja, maíz, trigo y forrajeras y ganadería de vacunos en forma extensiva
o en feed lots, con cría de porcinos, ovinos y aves de forma subordinada (Figura 3). Se
Figura 2: Comunas de Paso del Río Seco, Santa Rita y La Invernada.
APTITUD DEL AGUA SUBTERRÁNEA EN LA ZONA RURAL DEL RÍO SECO. CÓRDOBA,
ARGENTINA
Poveda L., M. Blarasin y S. Degiovanni
Departamento de Geología. Universidad Nacional de Río Cuarto. Ruta 36 Km 601. TE: 0358-4676229
Figura 1: Ubicación de la zona de estudio.
5
desarrolla en la zona un único emprendimiento de uso minero, el cual se encuentra
representado por una arenera de mediana envergadura con moderado grado de
mecanización, establecida sobre el cauce del río Cuarto.
En el sector rural se encuentran, además, establecimientos educativos que se abastecen
de perforaciones ubicadas en el predio de cada escuela y que captan del acuífero libre
(puntos de muestreo B20, B24 y B35 respectivamente).
El clima en la zona es de tipo
mesotermal (temperatura media anual de 16,4
°C) subhúmedo. La precipitación media anual
es de 953 mm (Serie Nicolino 1980 - 2012),
con casi un 75 % de las mismas concentradas
en los meses de primavera-verano, período en
el que se producen los mayores excesos
hídricos, constituyendo la principal entrada al
sistema acuífero estudiado (Poveda, 2014,
figura 4a). Prácticamente el 10 - 15 % de las precipitaciones recargan anualmente al acuífero
freático (Blarasin et al., 2005, Blarasin et al., 2011). Se observa una alternancia de años
húmedos y secos, aunque la gráfica de excesos hídricos (Figura 4b), muestra un
comportamiento uniforme a lo largo de los años, para la zona de estudio, la cual no es
coincidente con los datos observados en otros sitios de la región en los que se observan
tendencias ascendentes (Blarasin et al., 2011).
Figura 3: Actividad agrícola, ganadera y de minería de áridos desarrollada en la zona.
Figura 4a. Gráfica de precipitación media mensual.
6
OBJETIVO
El objetivo de este trabajo es evaluar la calidad del recurso hídrico subterráneo del cual
se abastece el entorno rural próximo al río Seco, determinando su aptitud de uso para
consumo humano, ganadero y riego.
GEOLOGIA Y RELIEVE
Las características del área
permitieron definir tres grandes
ambientes de génesis, relieves y
sedimentos diferentes: eólico, fluvio-
eólico y fluvial (Póveda, 2014, Figura 5)
El primero de ellos corresponde a
planicies de relieves muy suavemente
ondulado, con lomadas anchas, en
sentido NNO-SSE, compuestas por
materiales dominantemente eólicos de
tipo loéssico. El segundo se compone de
planicies con relieve de suave a
fuertemente ondulado, compuestas por
lomas y bajos de dimensiones variables,
conformados a partir de paleovalles
fluviales cubiertos por depósitos eólicos
de tipo loéssicos. Finalmente el ambiente
fluvial comprende todas las planicies
desarrolladas a partir de distintos
Figura 4b: Gráfica de excesos hídricos. Serie Nicolino 1980 - 2012.
Figura 5. Mapa geológico - geomorfológico de la zona de estudio.
Mapa Geológico – Geomorfológico
Zona Río Seco
2013
7
procesos asociados a los sistemas fluviales del río Seco y del río Cuarto, incluyendo los
paleoabanicos fluviales desarrollados por el río Seco durante su evolución. En general
corresponden a planicies dominantemente areno-gravosas con notables rasgos fluviales que
presentan, en su totalidad un importante control estructural.
Teniendo en cuenta la caracterización regional, la descripción de perfiles de litologías
aflorantes y del subsuelo (Figura 6), se efectuó la correlación estratigráfica de los materiales
encontrados en la zona de estudio (Figura 7 y 8).
Figura 6: Descripción de perfiles, muestreo de sedimentos. Perfil del subsuelo con diseño de perforación y sondeo eléctrico vertical.
9
HIDROGEOLOGIA
El acuífero libre se aloja en el medio poroso sedimentario y posee espesores muy
variables entre 20 y 100 m. Las propiedades del mismo posibilitaron la diferenciación de
distintas unidades hidrogeológicas, cuyas características influyen en los posibles caudales a
extraer y la calidad de agua a utilizar. Para la zona estudiada se diferenciaron 3 sectores que
constituyen escenarios hidrogeológicos diferentes, de acuerdo principalmente a las variaciones
en el tamaño de grano de los materiales que componen el subsuelo, la permeabilidad de los
mismo y consecuentemente los valores de Conductividad Hidráulica media (K), destacándose
así: planicies dominantemente eólicas donde el acuífero freático es homogéneo y de baja
permeabilidad, dominado fuertemente por materiales loéssicos, presentando valores de K del
orden de 0,5 - 1 m/día. Las planicies fluvio-eólicas, donde se alojan acuíferos muy
heterogéneos, compuestos en sectores por materiales finos y en otros por sedimentos areno-
gravosos típicos de paleo-cauces, con valores de K del orden de 1 a 30 m/día. Finalmente se
encuentran las planicies fluviales, donde dominan sedimentos de elevadas permeabilidades,
compuestos casi en su totalidad por materiales areno-gravosos con K del orden de 5 a 50
m/día.
Dadas las características hidrológicas de la zona, es posible extraer caudales muy variables,
encontrándose en el ámbito rural desde pequeñas bombas manuales, molinos (con caudales
de extracción de 200 L/h a 2.500 L/h) hasta perforaciones de diverso porte llegando incluso a
extraer caudales superiores a los 100 m3/h (Figura 9). El uso de agua a partir de acuíferos
confinados es menos común, encontrándose únicamente una perforación de carácter surgente
en el Sureste de la zona de estudio.
Figura 9: Distintos tipos de perforaciones presentes en el ámbito rural.
10
DINÁMICA DEL AGUA SUBTERRÁNEA
La circulación regional del
flujo de agua en el acuífero
freático es NO-SE,
observándose una morfología
de la superficie freática
ondulada, con gradientes que
varían entre 0,2 % en los
sectores más tendidos a 1,5 %
en los más abruptos, lo cual se
debe al condicionamiento
topográfico y a los cambios
litológicos, encontrándose los
menores gradientes en la
planicie aluvial.
El río Cuarto, al Sur de la
zona de estudio, mantiene una
relación de efluencia con el
acuífero libre, el cual le aporta
su caudal de base. Los filetes de
flujo reflejan la descarga local
del agua subterránea sobre el
cauce del mismo. La velocidad
promedio efectiva de flujo es de
0,19 m/día para la planicie dominantemente eólica, 1,5 m/día para la planicie fluvio-eólica y
0,98 m/día para la planicie fluvial. El nivel freático se encuentra a profundidades muy variables
(Figura 10), desde 120 m en los sectores estructuralmente elevados hacia el NO de la zona de
estudio, decreciendo hacia el SE, hasta encontrarse a 1,8 m y aflorando en el río Cuarto.
CALIDAD Y APTITUD DE USO DE LOS RECURSOS HIDRICOS
La calidad del agua subterránea está asociada directamente a las unidades
hidrogeológicas definidas, presentando variaciones areales condicionadas por estas. De este
modo, en el ambiente fluvio-eólico al Norte de la zona de estudio, el tipo de materiales que
componen la zona no saturada (de más de 100 m de profundidad) y la lenta velocidad de
circulación del agua para atravesarla, generan procesos naturales que incorporan elementos
químicos en solución aumentando su CE y consecuentemente su salinidad, encontrándose en
Figura 10: Mapa de isoprofundidad del nivel freático.
11
Figura 11: Mapa de distribución de las Conductividades Eléctricas.
este sector las mayores
valores (Figura 11). Por otro
lado, en los ambientes
fluviales donde la velocidad
real efectiva es muy elevada y
los materiales son
dominantemente areno-
gravosos, el tiempo de
contacto agua-sedimento
disminuye notoriamente,
impidiendo que los
constituyentes mayoritarios
entren en solución con el
agua, reflejando los menores
valores de CE. En los
ambientes dominantemente
eólicos, los materiales más
finos muy abundantes en el
acuífero y la lenta velocidad
de circulación del agua,
facilitan la incorporación de
elementos químicos a la
solución, encontrándose
dentro de ellos el Arsénico y el Flúor. Ambos elementos, al encontrarse por encima de los
límites de aptitud establecidos, tornan al agua tóxica para algunos usos. Además de los
condicionantes naturales, puede sumarse a la composición química del agua subterránea la
presencia de elementos químicos derivados de diferentes actividades antrópicas (urbanas,
rurales o industriales), tal como es el caso del nitrato, el cual puede convertir al recurso hídrico
en no apto para determinados usos.
En función de la caracterización realizada para la zona de estudio, se determinó el
aspecto utilitario del recurso hídrico subterráneo, calificándolo respecto a su aptitud para
consumo humano, ganadero y riego. Se tomaron como base las clasificaciones que se
muestran en el anexo, para consumo humano el Código Alimentario Argentino (CAA) y para
ganadería, la clasificación de Bavera (2001). Para riego, se utilizó la clasificación de FAO
(Ayers y Westcott, 1985) que se considera más adecuada dado que tiene en cuenta que aguas
de muy baja salinidad (por debajo de 200 µS/cm) puede originar problemas de infiltración
12
debido a que tiende a lavar las sales solubles del suelo especialmente el calcio. Sin embargo,
se presenta también la clasificación para riego de Riverside (Richards, 1954) porque es muy
usada en el país aunque el riesgo de sodificación en función de la salinidad del agua es
considerado en forma inversa. Se advierte finalmente, que para riego es necesario además, la
clasificación atinente al propio suelo y su aptitud para ser regado, aspecto que escapa a este
estudio. Es de importancia además contar con los caudales necesarios para esta actividad, que
quedan definidos por las características propias del acuífero y por el diseño de la perforación.
Para consumo humano, el agua del acuífero libre resulto ser en un 62 % apta,
encontrándose el 38 % restante sobrepasando mayormente los tenores de arsénico admisibles
(Figura 12). Un 31 % presentan tenores de As superiores a 10 µg/L, un 14 % se encuentra
superando los 1.500 mg/L de SDT y sólo un 3 % superan los 45 mg/L de nitratos (Figura 12).
En el mapa de la figura 13 se observa la distribución de aptitud para consumo humano, del
agua del acuífero libre en la zona de estudio.
Figura 13: Mapa de aptitud de uso para consumo humano, según en CAA. Diagramas con
porcentaje de aptitud del agua del acuífero libre para consumo humano.
13
Para ganadería el agua del acuífero libre es en un 3% aceptable para consumo del
ganado, un 14% buena y 83 % deficiente para tal fin, por presentar una concentración de SDT
menor a 1 g/L, con lo cual en estos casos, el productor se ve obligado a suplementar con
minerales, su alimentación, ninguna de las muestras analizadas presentan precaución por
elevados tenores de Arsénico (Figura 14).
Para riego el agua del acuífero libre resultó, según la clasificación de Riverside (Richards,
1954) en un 28 % excelente, siendo en un 41 % buena para tal fin, en un 17 % de buenas a
regulares y un 14 % de regulares a malas (Figura 15). Se observa que esta clasificación
establece menores restricciones en el uso del agua para regar. Si se clasifica según FAO, el 21
% resultó no apta con restricciones severas de salinización y pérdida de la infiltración y en un
Figura 14: Mapa de aptitud de uso para consumo Ganadero (tambo e inverne). Diagrama con porcentajes de aptitud del agua del acuífero libre para consumo ganadero.
14
79 % apta con ligeras restricciones. En el mapa de la figura 16 se observa la distribución de la
aptitud de uso según FAO.
Figura 16: Mapa de aptitud del agua para riego, según la clasificación de la FAO.
Figura 15: Diagrama de clasificación para riego, según Riverside.
15
CÁLCULO DE RESERVAS
Evaluar la disponibilidad del recurso hídrico de los sistemas acuíferos (freático y
confinados) en una zona, a través del cálculo de las reservas (volumen de agua disponible), se
constituye en un aspecto muy importante, pudiéndose determinar y cuantificar el nivel de
explotación de los mismos con fines de cubrir los requerimientos de agua y establecer pautas
para su explotación para distintos fines. Al calcular reservas de un acuífero se está estimando
la totalidad de agua movilizable existente en el mismo y pueden evaluarse reservas de aguas
dulces o bien de aguas aptas para un determinado fin.
a) En un acuífero freático, la escuela francesa cuantifica las reservas en:
Reservas Reguladoras, Generadoras o Fluctuantes: cantidad de agua libre almacenada en el
acuífero en el transcurso de una recarga
importante por medio de la alimentación
natural. Sufren por consiguiente las
consecuencias del ritmo estacional o
interanual de las precipitaciones y están en
estrecha relación con las variaciones del
nivel piezométrico. Su cálculo se realiza a
través de la ecuación 1.
Reservas Reguladoras = A . h . pe1 (Ecuación 1)
Donde
A: área abarcada por el acuífero estudiado
H: diferencia entre nivel freático mínimo y máximo
pe1: porosidad eficaz del acuífero (equivalente a su coeficiente de almacenamiento -S-).
Reservas Geológicas, Permanentes o Seculares: cantidad de agua extraíble de un acuífero
pero que se encuentran entre el nivel estático mínimo y el piso del acuífero (espesor mínimo -
emín-) y por lo tanto permiten una explotación más importante, si bien se debe tratar de no
extraerlas en su totalidad. Su cálculo se realiza a través de la ecuación 2.
Reservas Geológicas = A . emín . pe1 (Ecuación 2)
Reservas Totales: suma de las reservas reguladoras (RR) y geológicas (RG).
Reservas de Explotación: constituyen la cantidad máxima de agua que podría ser explotada
Nivel del terreno
Base del acuífero (sedimentos más impermeables, arcillas, limos cementados)
Zona no saturada
Acuífero Freático
Nivel freático máximo
Nivel freático mínimo
Reservas Geológicas
Reservas Reguladoras
Reservas Totales
16
del acuífero sin riesgos de perjuicios, están constituidas por las reservas reguladoras más una
parte de las permanentes. Éstas se definen no sólo con criterio hidrogeológico (factores
técnicos) sino también en función de factores socio-políticos y económicos.
CALCULO DE RESERVAS DE AGUA EN LA ZONA DE ESTUDIO
RESERVAS EN EL AMBIENTE FLUVIAL DEL RIO SECO Y RIO CUARTO (TRAMO DE
CUENCA ALTA).
En la zona estudiada se considera de interés calcular reservas para el ámbito del sistema
fluvial del río Seco (ver Figura 5), en conjunto con la faja fluvial del río Cuarto en el tramo de
estudio, ya que es la zona con mayores potencialidades de uso del recurso, no sólo por la
cantidad, sino también por la calidad. Así, las reservas totales se calcularon para un área de
126 km2, que comprende el sistema fluvial del río Cuarto y el del río Seco, incluyendo los
paleoabanicos desarrollados por este último. Se consideró un espesor medio entre los niveles
estáticos mínimo y máximo de 50 cm anuales y una porosidad eficaz de 20 %, obteniéndose a
partir de ello un valor medio de Reservas Reguladoras del orden de 12,6 Hm3/año.
Considerando un espesor acuífero promedio de 60 m, se estimaron las Reservas Geológicas,
las cuales resultaron del orden de los 1.524,6 Hm3. Así las RESERVAS TOTALES, es decir la
totalidad del agua libre contenida en el acuífero libre en el área que comprenden los sistemas
fluviales en la zona de estudio, equivalen a unos 1.524,6 Hm3.
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