-13- · 2020-02-13 · cuadro de clasificaciones de aptitud de usos para consumo humano, ganadero y...

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Aptitudes de uso del acuífero freático Luciana Poveda, Mónica Blarasin y Susana Degiovanni -13- e-bo k ISBN 978-987-688-098-5 ZONA RURAL DEL RÍO SECO

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Aptitudes de uso del acuífero freáticoLuciana Poveda, Mónica Blarasin y Susana Degiovanni

-13-

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.

8

Figura 7: Perfil esquemático NO-SE.

Figura 8: Perfil esquemático N-S.

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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