PAUTAS PARA LA EXPLOTACIÓN DE UN ACUÍFERO COSTERO EN ROCAS

P

FRACTURADAS

.

B

S

,

C

,

U

.

Pérez, A. Decoud, P. Fernández, I. Pessi, M. Gagliardi, S. Sienra, M. (División Aguas Subterráneas Gerencia Agua Potable O.S.E.)

Resumen

El balneario San Luis, situado en la costa del departamento de Canelones, tiene una población permanente de aproximadamente 1400 habitantes y una población flotante de 10000 en la época de verano debido a la actividad turística, con una demanda de agua

del orden de los 150 m3/h. La incorporación de este servicio a la órbita de OSE (Obras

Sanitarias del Estado, empresa estatal encargada del abastecimiento público de agua potable y saneamiento) a partir de la reforma constitucional de 2004, demandó la realización de un estudio geológico e hidrogeológico para la provisión de agua potable en cantidad y calidad. Los acuíferos costeros presentan una problemática particular a la hora de su explotación por lo que una caracterización hidráulica precisa y el conocimiento de las interferencias permite evaluar y recomendar el adecuado régimen de bombeo de manera de prevenir la potencial intrusión marina. En el caso particular del área de estudio, en la que el subsuelo está constituido por rocas del Basamento Precámbrico con cobertura cenozoica variable, la complejidad aumenta al tratarse de un acuífero heterogéneo de tipo fisurado, donde se atraviesan fracturas a distintas profundidades, en el que será imprescindible implementar la explotación a partir de un conocimiento geológico e hidrogeológico del área lo más profundo posible, acompañada de un monitoreo continuo de manera de ir adecuando la explotación prevista al comportamiento del acuífero captado.

En este trabajo se presentan algunos resultados preliminares que muestran la variación en el comportamiento geológico e hidrogeológico, las características de algunas obras de captación y consideraciones primarias sobre la gestión a tener en cuenta en función los resultados así como el monitoreo periódico que se propone realizar.

Palabras clave: gestión, acuífero costero, acuífero fisurado, San Luis, Canelones, Uruguay

INTRODUCCIÓN

El área de trabajo queda comprendida dentro del cuadrante de coordenadas X: 515000

y X’: 526000 (origen X0: 500km al oeste del meridiano 62º); Y: 6150000, Y`: 6157000

(origen Y0: polo Sur), abarcando una superficie próxima a los 30 km2 que incluye los

balnearios de San Luis y La Tuna al sur y norte de la ruta Interbalnearia (Figura Nº 1). La altura topográfica del área varía entre 0 y 50 msnm.

FIGURA Nº 1. Mapa geológico preliminar.

El recurso hídrico subterráneo resulta de suma importancia en la zona en función de que el abastecimiento hídrico domiciliario se cubre mediante la explotación de captaciones de agua subterránea. El manejo de esta explotación, fundamentalmente en las áreas más cercanas a la costa, es crítico en lo referente al cuidado de la calidad del agua del acuífero captado, por el alto riesgo de intrusión salina ante una extracción excesiva o inadecuada.

El objetivo principal de este trabajo es el de generar una cantidad suficiente de información geológica e hidrogeológica que permita definir de manera precisa un plan de explotación de las captaciones existentes, así como también criterios de monitoreo del acuífero y de ubicación y proyecto de nuevas perforaciones.

La metodología aplicada implicó etapas de recopilación y análisis de antecedentes geológicos e hidrogeológicos, Carta geológica preliminar 1:50.000, elaboración de Inventario de perforaciones, análisis de descripción de pozo, elaboración de cortes geológicos, identificación de acuíferos: tipo, extensión superficial, desarrollo vertical, estimación preliminar de direcciones de flujo, realización de Ensayos de bombeo prolongados, estimación de parámetros hidráulicos en los casos que fue posible (conductividad hidráulica, trasmisividad, coeficiente de almacenamiento), Ensayos de interferencia, y evaluación de la existencia y la posibilidad de Intrusión salina en el acuífero.

GEOLOGÍA

El área se encuentra dentro del Terreno Piedra Alta (Bossi et al 1998). El Basamento Precámbrico está representado en la zona por litologías graníticas y gnéissicas, esquistos, metamorfitos sedimentarios de bajo grado y ocasionalmente diabasas asociadas. Se encuentra en gran parte del área una cobertura cenozoica de potencia variable (hasta 25-30m) correspondiente a las formaciones Fray Bentos (Oligoceno Superior – Mioceno Superior) y Libertad (Pleistoceno) y depósitos recientes (aluviones, dunas y demás depósitos costeros). La Figura Nº 1 muestra la carta geológica preliminar y las características de las unidades aflorantes se resumen en la Tabla Nº I.

TABLA Nº I. Unidades aflorantes en el área de estudio

Unidad Litología

Aluvión (Holoceno) Depósitos generados por la acción de los cursos de agua actuales. Arcillas, arcillas arenosas y limosas, arenas y ocasionalmente gravas.

Dunas y arenas de playa

(Holoceno) Arenas sueltas de grano medio o medio a fino, estratificadas, a veces feldespáticas.

Fm Libertad (Pliestoceno) Lodolitas masivas, color pardo amarronado. El CaCO3 puede estar presente en forma pulverulenta, en

concreciones o en pequeños lentes. (Bossi et al 1998). Fm. Fray Bentos

(Oligoceno Superior) Limolitas de color rosado y marrón claro con contenido variable de arcilla, arena fina y CaCO3.

Fm. Piedras de Afilar

De base a techo: ciclos granodecrecientes de conglomerados a areniscas gravillosas intercalados con arcillitas areonsas finas grises. Areniscas medias a gruesas grisáceas, cuarzosas con ripples alternadas con areniscas limosas finas ferruginosas y silicificadas. Pelita grisácea a lila con lentes arenosos y frecuente intrusión de diabasas. Culminación con calizas grises. (Spoturno et al, 2003).

Granito del Arroyo La Coronilla

Leucogranito de grano fino a medio, predominantemente equigranular (Mineralogía: cuarzo, microclina, ortosa y plagioclasa; biotita y muscovita). Recortes locales de diques de aplita y pegmatita a biotita. (Spoturno et al, 2003)

Granito del Arroyo La tuna

Leucogranito de grano fino y medio, con escasa biotita isótropo de color rosado a blanco rosáceo. (Spoturno et al, 2003)

Cortes geológicos

Se elaboraron 4 cortes o perfiles geológicos en ubicaciones representativas, de los que se muestran 2 en la Figura 2. A partir de éstos se puede inferir que el área de trabajo presenta altos y bajos del basamento cristalino con diferente espesor de sedimentos

cenozoicos. Algunos de estos valles y altos pueden responder a la presencia de fallas, que a su vez favorecen y condicionan la circulación y el almacenamiento de agua subterránea.

FIGURA Nº 2. Cortes Geológicos

HIDROGEOLOGÍA

El principal acuífero del área es de tipo fisurado, heterogéneo. El agua se almacena y circula a través de fracturas, diaclasas, fallas, etc que eventualmente puedan presentar las rocas del subsuelo del área. La cobertura sedimentaria cenozoica no aporta en la mayoría de las perforaciones del área caudales relevantes.

Se relevaron en el área 35 perforaciones (18 propiedad de OSE) que alcanzan profundidades situadas entre 40 y 103m con una media de 65m. Los caudales obtenidos en estos pozos se sitúan entre 1 y

20m3/h con 5 m3/h de promedio.

La mayoría de las perforaciones están parcialmente revestidas en la parte superior en la que atraviesan sedimentos arenosos (dunas), arcillosos y limolitas ((Fms. Libertad y Fray Bentos, Figura 3A), quedando libre de revestimiento toda la zona de aporte a través de las rocas del Basamento Cristalino (Figura 3, B) (gneises, esquistos, metareniscas finas, metapelitas).

A los efectos de caracterizar el acuífero e intentar predecir su comportamiento ante una

FIGURA Nº 3. Perforación 88.4.024. A: contacto Fm. Fray Bentos – Basamento Precámbrico (roca granítica). B: Nivel pegmatítico fracturado (aporte de agua).  

explotación extendida en el tiempo se realizaron Ensayos de bombeo prolongados; su interpretación resultó en los siguientes valores (Tabla Nº 2).

Se destaca que estos datos pueden ser válidos en la cercanía de los pozos estudiados pero no serían extrapolables a todo el acuífero debido a que este es heterogéneo y

anisótropo (fisurado, discontinuo) y tanto los parámetros estimados como los métodos

de cálculo utilizados no fueron dimensionados para este tipo de medios. De todas maneras este ejercicio del cálculo de estos valores nos brinda al menos, una primera aproximación a las características del movimiento del agua en el acuífero y de su posible comportamiento ante una explotación prolongada.

TABLA Nº II. Valores de T y S

Bombeo en Observación en MÉTODO T (m2

/día) Distancia de influencia (m)

88.4.025 88.4.024 JACOB 37 88.4.024 88.4.024 JACOB 27 88.4.023 88.4.023 JACOB 4.3 88.4.023 88.4.023 RECUPERACIÓN 4 88.4.025 88.4.024 THIEM 82 650 Ensayo de Bombeo

Se realizó un Ensayo de Bombeo en la perforación 88.4.025 (Pozo de bombeo PB) y 88.4.024 (pozo observación PO) con 76 horas de duración y un caudal constante de 9.5

m3/h (Figura 4). Estos pozos se encuentran a 400 y 300m de la línea de costa

respectivamente, y a 104m de distancia entre sí. El caudal (Q) de bombeo fue de 9.5

m3/h y se mantuvo constante durante todo el transcurso del ensayo. El NE en el pozo

PB era de 10.35m y en el pozo PO NE: 11.07m. El nivel de trabajo (NT, régimen permanente) que se alcanzó en el pozo de bombeo fue 23.39m. El nivel de equilibrio para el pozo de observación fue 13.94m. El descenso de nivel en PO permite prever que de explotarse ambas perforaciones a la vez tendrían una interferencia en sus niveles. Se tomaron medidas de conductividad, pH, temperatura y sólidos totales disueltos durante el ensayo y no se registraron aumentos de la salinidad del agua a medida que se avanzó en el tiempo de explotación.

Desde el punto de vista hidrogeoquímico y con los parámetros analizados (Cl-/HCO3-),

se puede concluir que no existe intrusión salina para la situación actual (valor promedio 1.16).

PROPUESTA DE MANEJO DEL RECURSO y CONCLUSIONES

Los trabajos realizados hasta el momento nos presentan un esquema complejo de comportamiento propio de este tipo de acuíferos. Los datos iniciales nos daban idea de

0 2 4 6 8 10 12 14 0.1 1 10 100 1000 S R RI = 650m ‐26.00  ‐24.00  ‐22.00  ‐20.00  ‐18.00  ‐16.00  ‐14.00  ‐12.00  ‐10.00  1  10  100  1.000  10.000  D e sc e n so   (m ) Tiempo (min)

Ensayo de Bombeo ‐Descenso

88.4.025 ‐P bombeo 88.4.024 ‐P observación 7. 59   7. 41   7. 43   7. 34   7. 35   7. 36   7. 37   7. 32   7. 36   7. 44   7. 3 1   7. 44   7. 41   7. 43   7. 53   7. 50   7. 44   7. 51   7. 4 9   21. 521 .2 21 20. 5 20 .1 19 .5 19. 8 19 .3 18. 9 18 .4 19 .3 20 .320.0719.919. 7 18 .6 21 .121.1 20 .8 15 .2 1 15. 4515.3 15 .5 1 15. 63 15. 82 15 .7 8 15. 82 15.73 15 .9 5 15 .7 15.58 15. 27 15 .3 1 15 .4 7 15 .3 5 15 .6115.39 15 .4 1 9. 129.229.229.32 9.36 9.49 9. 27 9. 51 9.4 4 9. 669. 41 9. 239.229.219.27 9.41 9. 259.3 9.24 0.00  5.00  10.00  15.00  20.00  25.00  0  500  1.000  1.500  2.000  2.500  3.000  3.500  4.000  4.500  5.000 

Tíiempo bombeo (min) pH ‐Cond ‐T º C ‐STD

PH T ºC Conductividad / 10 STD / 10

FIGURA 4. A: Gráfico descenso. B: estimación del radio de influencia. C: Evolución de pH, Conductividad, Temperatura durante el ensayo. 

C A 

B 

un acuífero sedimentario superior con escasas o nulas posibilidades de almacenamiento. En tanto que los pozos en roca cristalina hasta los 60m sólo aparecían con caudales variables pero posibles de explotar en una línea preferencial de orientación SW – NE. En una nueva fase de prospección se amplió el rango de profundidad considerando el tipo de roca y los tiempos de avance de perforación así como algún antecedente al Norte de la Ruta Interbalnearia. Los mejores resultados se obtuvieron en dos pozos ubicados en la zona sureste del balneario sobre la costa y con peor resultado hacia el oeste sobre el Arroyo El Bagre. Esto abre un nuevo perfil de estudio en la zona que está actualmente en proceso. En función de los ensayos realizados se pudo corroborar la conexión hidráulica de las perforaciones 88.4.025 y 24, obtener una distancia de influencia (D.I.; Montaño et al 2003) para la perforación 88.4.25 del orden de los 650m y verificar una mayor salinidad (> Na y Cl) en este pozo que en el 88.4.24, más cercano a la costa pero más somero. Esto último estaría indicando que los niveles captados por el primer pozo, más profundos que los que capta el segundo, están cercanos a la zona de transición agua dulce – agua salada proveniente del Río de la Plata (Figura 5), la cual se encontraría aproximadamente a 90-100m de profundidad en el lugar.

88.4.024 88.4.025 Río  de la Plata Agua salada Cobertura  sedimentaria Acuífero fisurado

FIGURA 5. Disposición estimada de la cuña salina en el área de las perforaciones 88.4.025 y 024. 

Una explotación excesiva en el área podría llevar a un eventual aumento de la salinidad del agua subterránea induciendo una intrusión salina en el acuífero.

Este comportamiento hidráulico hace necesario establecer algunos parámetros de explotación que minimicen los riesgos de sobreexplotación y de salinización. Se establece como criterio inicial un bombeo del pozo 88.4.24 donde el nivel dinámico esté por encima de la cota 0 es decir (ND = -24 m). Lo mismo se establece en caso de explotar el pozo 88.4.025. En el caso de una explotación conjunta que de acuerdo a la demanda pudiera ser necesaria, se establece que los niveles no podrán descender por debajo de la cota 0 m para ambos pozos regulándose los caudales para tal efecto.

Se establecerá un monitoreo de los pozos que consistirá en el control de niveles dinámicos, el control de parámetros “in situ” (conductividad, temperatura y pH) en forma mensual, un análisis físico-químico completo en forma semestral el primer año y luego anual.

Estas pautas iniciales para la Gestión del recurso en el área, permitirán satisfacer la demanda inmediata y serán la base para generar en un plazo razonable, un plan adecuado para el manejo sustentable de este acuífero costero en el largo plazo.

BIBLIOGRAFÍA

BOSSI, J., FERRANDO, L., MONTAÑA, J., CAMPAL, N., MORALES, H., GANCIO, F., SCHIPILOV, A., PIÑEYRO, D., SPRECHMANN, P. (1998): Memoria explicativa de la Carta Geológica del Uruguay a escala 1:500.000, U.delaR. – Fac. Agronomía.

CUSTODIO E. & LLAMAS M.R. (1986). Hidrología Subterránea. Ediciones Omega, S.A., Barcelona. MONTAÑO J; GUEREQUIZ R, DA ROSA E; HINDI E; CAZAUX S; MONTAÑO M; PAMOUKAGHLIAN K; GAGLIARDI S; PEREIRA A, VIDAL H. (2003). Determinación de la capacidad de los sistemas fisurados de Punta Espinillo. Revista ALHSUD. Nº 3. ISSN 1676-0099. SPOTURNO J; OYHANTÇABAL P; GOSO C; AUBET N; CAZAUX S.; HUELMO S; MORALES E. (2004). Mapa Geológico y de Recursos Minerales del Departamento de Canelones 1/100.000. Proyecto CONICYT 6019.