REALIZAR LA ZONIFICACIÓN DE VULNERABILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DEL SISTEMA ACUIFERO PRESENTE EN LA ZONA DE TAURAMENA Y MONTERREY POR ACTIVIDADES ASOCIADAS A LA EXPLORACIÓN SÍSMICA MEDIANTE LA METODOLOGIA GOD SOPORTADA EN SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRAFICA (SIG).

CAROLINA CASAS CELIS HERMES ROBERTO NIÑO

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HÍDRICOS BOGOTÁ D.C – 2015

REALIZAR LA ZONIFICACIÓN DE VULNERABILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DEL SISTEMA ACUIFERO PRESENTE EN LA ZONA DE TAURAMENA Y MONTERREY POR ACTIVIDADES ASOCIADAS A LA

EXPLORACIÓN SÍSMICA MEDIANTE LA METODOLOGIA GOD SOPORTADA EN SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRAFICA (SIG).

CAROLINA CASAS CELIS HERMES ROBERTO NIÑO

Trabajo de grado para obtener el título de especialista en Recursos Hídricos.

ASESOR: MAURICIO GONZALEZ INGENIERO CIVIL, MSC.

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HÍDRICOS BOGOTÁ D.C – 2015

Nota de aceptación

______________________________________ ______________________________________ ______________________________________

______________________________________ Presidente del Jurado

______________________________________ Jurado

______________________________________ Jurado

Bogotá D.C., junio de 2015.

TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................................... 12 1

GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO ...................................................................................... 13 1.1

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN....................................................................................................................... 13

1.2

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................................................ 13

1.2.1

Antecedentes del problema ..................................................................................................... 14

1.2.2

Pregunta de investigación ....................................................................................................... 15

1.3

JUSTIFICACIÓN..................................................................................................................................... 15

1.4

OBJETIVOS.......................................................................................................................................... 16

2

1.4.1

Objetivo general ...................................................................................................................... 16

1.4.2

Objetivos específicos ............................................................................................................... 16

MARCOS DE REFERENCIA ................................................................................................................. 17 2.1

MARCO CONCEPTUAL ........................................................................................................................... 17

2.1.1 2.2

Localización ............................................................................................................................. 17

CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO DE PROSPECCIÓN SÍSMICA ....................................................... 18

2.2.1

Tipo de sísmica ........................................................................................................................ 18

2.2.2

Especificaciones técnicas de la actividad................................................................................. 19

2.3

CONDICIONES AMBIENTALES DEL ÁREA ..................................................................................................... 19

Geología Local ...................................................................................................................................... 19

3

4

2.3.1

Clases de puntos de agua identificados ................................................................................... 22

2.3.2

Unidades geológicas relacionadas .......................................................................................... 22

2.3.3

Componentes del sistema ........................................................................................................ 23

METODOLOGÍA ................................................................................................................................ 27 3.1

FASES DEL TRABAJO DE GRADO ............................................................................................................... 27

3.2

INSTRUMENTOS O HERRAMIENTAS UTILIZADAS ........................................................................................... 27



INVENTARIO DE POZOS ............................................................................................................................. 27



MAPAS GEOLÓGICOS ............................................................................................................................... 28 3.2.1

Sistemas de Información geografica (SIG) ............................................................................... 28

3.2.2

Trabajo con ArcGis................................................................................................................... 28

METODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD DE LOS ACUIFEROS ............................. 30

4.1

ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN SECUNDARÍA ............................................................................................... 30

4.2

ANÁLISIS DE RIESGO DE CONTAMINACIÓN ................................................................................................. 31

4.2.1

Clasificación de la actividad contaminante ............................................................................. 31

4.2.2

Análisis del riesgo por la actividad de prospección sísmica ..................................................... 32

4.2.3

Análisis de vulnerabilidad intrínseca ....................................................................................... 34

4.3

CALIFICACIÓN DE VARIABLES DEL MODELO GOD ............................................................................ 35

4.3.1

Ocurrencia del Agua Subterránea ........................................................................................... 36

4.3.2

Sustrato Litológico ................................................................................................................... 36

4.4

RESULTADO DEL MODELO GOD .............................................................................................................. 37

4.5

ZONIFICACIÓN DEL GRADO DE VULNERABILIDAD DE LOS ACUÍFEROS ................................................................ 37

4.6

ZONIFICACIÓN DEL GRADO DE SUSCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE ACUÍFEROS POR EFECTOS

DE LA PROSPECCIÓN SÍSMICA ................................................................................................................................. 38 5

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................................... 41 CON RELACIÓN A LA SUSCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE LOS ACUÍFEROS POR EFECTO DE LA ACTIVIDAD SÍSMICA ..... 41

Con relación a la actividad de prospección sísmica ................................................................................. 42 BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................................... 43 ANEXOS .................................................................................................................................................. 45 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................ 9 1

2

GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO ...................................................................................... 10 1.1

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN....................................................................................................................... 10

1.2

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................................................ 10

1.2.1

Antecedentes del problema ..................................................................................................... 11

1.2.2

Pregunta de investigación ....................................................................................................... 12

1.3

JUSTIFICACIÓN..................................................................................................................................... 12

1.4

HIPÓTESIS (EN CASO DE SER NECESARIO) ................................................................................................... 12

1.5

OBJETIVOS.......................................................................................................................................... 12

1.5.1

Objetivo general ...................................................................................................................... 12

1.5.2

Objetivos específicos ............................................................................................................... 12

MARCOS DE REFERENCIA ................................................................................................................. 14 2.1

MARCO CONCEPTUAL ........................................................................................................................... 14

2.1.1 2.2

Localización ............................................................................................................................. 14

CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO DE PROSPECCIÓN SÍSMICA ....................................................... 15

2.2.1

Tipo de sísmica ........................................................................................................................ 15

2.2.2

Especificaciones técnicas de la actividad................................................................................. 16

2.3

CONDICIONES AMBIENTALES DEL ÁREA ..................................................................................................... 16

Geología Local ...................................................................................................................................... 16 El área de estudio se encuentra constituida en su mayoría por material terrígeno que corresponde con la formación Caja de edad Terciario y con depósitos Cuaternarios recientes a sub-recientes los cuales están representados por terrazas aluviales altas y bajas. ................................................................................. 16

3

4

2.3.1

Clases de puntos de agua identificados ................................................................................... 19

2.3.2

Unidades geológicas relacionadas .......................................................................................... 19

2.3.3

Componentes del sistema ........................................................................................................ 20

METODOLOGÍA ................................................................................................................................ 24 3.1

FASES DEL TRABAJO DE GRADO ............................................................................................................... 24

3.2

INSTRUMENTOS O HERRAMIENTAS UTILIZADAS ........................................................................................... 24



INVENTARIO DE POZOS ............................................................................................................................. 24



MAPAS GEOLÓGICOS ............................................................................................................................... 24 3.2.1

Sistemas de Información geografica (SIG) ............................................................................... 24

3.2.2

Trabajo con ArcGis................................................................................................................... 25

METODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD DE LOS ACUIFEROS ............................. 26 4.1

ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN SECUNDARÍA ............................................................................................... 26

4.1.1 4.2

Recopilación y organización de información secundaría ......................................................... 26

ANÁLISIS DE RIESGO DE CONTAMINACIÓN ................................................................................................. 28

4.2.1

Clasificación de la actividad contaminante ............................................................................. 28

4.2.2

Análisis del riesgo por la actividad de prospección sísmica ..................................................... 29

4.2.3

Análisis de vulnerabilidad intrínseca ....................................................................................... 31

4.3

CALIFICACIÓN DE VARIABLES DEL MODELO GOD ............................................................................ 32

4.3.1

Ocurrencia del Agua Subterránea ........................................................................................... 33

4.3.2

Sustrato Litológico ................................................................................................................... 33

4.4

RESULTADO DEL MODELO GOD .............................................................................................................. 34

4.5

ZONIFICACIÓN DEL GRADO DE VULNERABILIDAD DE LOS ACUÍFEROS ................................................................ 34

4.6

ZONIFICACIÓN DEL GRADO DE SUSCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE ACUÍFEROS POR EFECTOS

DE LA PROSPECCIÓN SÍSMICA ................................................................................................................................. 35 5

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................................... 38 CON RELACIÓN A LA SUSCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE LOS ACUÍFEROS POR EFECTO DE LA ACTIVIDAD SÍSMICA ..... 38

Con relación a la actividad de prospección sísmica ................................................................................. 39 BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................................... 40 ANEXOS .................................................................................................................................................. 42

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1. LOCALIZACIÓN DE ÁREA DE INTERÉS EXPLORATORIA LLANOS 25 .................................................................................. 17 FIGURA 2. MAPA DE UBICACIÓN PUNTOS DE AGUA - NACEDEROS .............................................................................................. 21 FIGURA 5. SISTEMA HIDROGEOLÓGICO ÁREA DE INTERÉS ......................................................................................................... 25 FIGURA 6. MODELO GOD ................................................................................................................................................. 35 FIGURA 7. SUCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE LOS ACUÍFEROS POR EFECTO DE LA PROSPECCIÓN SÍSMICA ................................. 40

LISTA DE TABLAS TABLA 1. DESCRIPCIÓN DE UNIDADES HIDROGEOLÓGICAS ......................................................................................................... 20 TABLA 2. CLASES DE PUNTOS DE AGUA.................................................................................................................................. 22 TABLA 3. ACTIVIDADES POTENCIALMENTE GENERADORAS DE CONTAMINACIÓN DEL SUBSUELO EN EL ÁREA DE INTERÉS.......................... 32 TABLA 4. RESULTADOS VULNERABILIDAD DE LOS ACUÍFEROS A LA CONTAMINACIÓN - METODO GOD ................................................ 37 TABLA 5. ANÁLISIS DE SUSCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE ACUÍFEROS POR EFECTOS DE LA PROSPECCIÓN SÍSMICA ..................... 39

RESUMEN

El presente trabajo de investigación se basa en la formulación y propuesta de la estimación de la vulnerabilidad a la contaminación por actividades asociadas a la exploración sísmica, mediante la metodología GOD (Foster et Al, 1987) para el sistema acuífero presente en el área de los municipio de Monterrey y Tauramena – Casanare, por medio de la utilización de un conjunto de aplicaciones integradas soportadas en la plataforma SIG, para la construcción de la cartografía de zonificación de la vulnerabilidad a la contaminación de las aguas subterráneas, proceso que consiste en realizar la recopilación cartográfica de las formaciones geológicas, hidrogeológicas, superficies freáticas de los acuíferos y condiciones sociales presentes en el área objeto de estudio, con el fin de realizar una reclasificación de acuerdo a criterios hidrogeológicos y organización en un modelo de datos Geodatabase para su posterior análisis y definición de recomendaciones para su aplicación en zonas con caracteristicas geológicas similares. El objetivo del presente estudio fue conocer al detalle las características hidrogeológicas del área de interés y así determinar el grado de vulnerabilidad de los mismos frente al programa de exploración sísmica que se ejecutó en el área. PALABRAS CLAVE Acuífero, SIG, Vulnerabilidad, Hidrogeología, ArcGis, Arc Catalog, Sísmica, Geodatabase, metodología GOD. ABSTRACT The present work of investigation is base in the formulation and proposal of the estimation of the vulnerability of contamination by activities associated with seismic exploration by means of the methodology GOD (Foster et A, 1987) for the aquifer system that is present in the area of these municipalities of the Monterrey and Tauremena- Casanare, by means of the utilization the sets of the integrated applications support in the platform SIG, for the construction of the cartography zone and vulnerability of the contamination of the subterraneous water, this process consist of to execute the chartographic collection from geological formations, hydrogeologicals, surface freaticas de los aquifers and social conditions presents in the object area of the study, with the end to do one reclassification to agree and criterion hydrogeology and organization in the model of Goodatabase dates for posterior analysis and definition of recommendations for the application in zones with similarities and characteristics in geology. The objective of this present study was to know in details the characteristics hydrogeologicals of the interest area and to determine the vulnerability grade from the same seismic exploration program was executed in the area.

11

INTRODUCCIÓN

El agua, es un recurso fundamental para el desarrollo social, económico y ambiental de nuestro país. Esto queda demostrado en los altos volúmenes de agua que se consumen para el desarrollo de diversas actividades productivas y para el consumo y satisfacción de las necesidades básicas de la población. Sin embargo al ser un recurso tan importante en Colombia no es aprovechado en proporción a sus reservas, de acuerdo a la información que suministra el IDEAM son pocos los estudios confiables que a escala nacional se han realizado para evaluar los recursos de aguas subterráneas y algunos de ellos, por no haber sido efectuados por especialistas, han conducido a resultados alejados de la realidad, desorientando a los posibles usuarios.1 La escasa utilización del agua subterránea en Colombia refleja falta de planeación y manejo integrado de los recursos hídricos. El recurso de aguas subterráneas es todavía considerado como algo “misterioso”, impredecible e incontrolable. Buena parte de quienes trabajan en aprovechamiento de recursos hídricos –no solamente a nivel gerencial, sino dentro de los mandos medios, los ingenieros e investigadores– no tienen claridad sobre el comportamiento del agua subterránea y su importancia como recurso renovable, en la mayoría de los casos. Como consecuencia de ello, las instituciones encargadas del sector toman decisiones que, por no estar fundamentadas en una buena información técnica, terminan finalmente en inversiones improductivas o autorizaciones al desarrollo de proyectos que pueden tener incidencia directa sobre este recurso generando posibles impactos negativos. . (César O. Rodríguez N., 2009). Dada la importancia en el uso que se le puede dar a este recurso, hace necesario conocer la vulnerabilidad a la contaminación que se pueda presentar en el desarrollo de proyectos de hidrocarburos, esta información sería un insumo primordial en la toma de decisiones por parte de las autoridades las cuales son las encargadas de salvaguardar este recurso. Este tipo de información motiva el interés de los autores en este trabajo de investigación a profundizar en las metodologías que se emplean actualmente para establecer la zonificación de la vulnerabilidad a la contaminación en los acuíferos, en proyectos de exploración sísmica en zonas de alta importancia hídrica subterránea como es el caso del área de interés exploratorio Llanos 25 objeto de este trabajo de investigación con miras a plantear mejores medidas de protección y mitigación ante la posible contaminación de un recurso fundamental y casi exclusivo para la comunidad presente en el área de influencia.

1

IDEAM. 2001. Perfil del estado de los recursos naturales y del medio ambiente en Colombia. SIAC.

12

1

1.1

GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN

Por el contexto problémico en el que se desarrolla este trabajo de investigación suscrito alrededor de la necesidad de conocer la vulnerabilidad a la contaminación que pudieran presentan los acuíferos presentes en el área de interés del proyecto sísmico, se puede determinar que esta temática se inscribe en la línea de “Saneamiento de comunidades” avalada por la Universidad Católica de Colombia, toda vez que al realizar este estudio, se pueden identificar diferentes variables que desde el mismo, permite plantear mejores medidas de protección y mitigación ante la posible contaminación de un recurso fundamental y casi exclusivo para las comunidades del área de influencia directa del proyecto. 1.2

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En Colombia es limitado el conocimiento de los sistemas acuíferos presentes en el territorio, se han realizado pocos estudios de tipo hidrogeológico regional y la mayoría de ellos son de carácter local, como es el caso del área de interés objeto de este trabajo de investigación. En el área se diferencian tres (3) unidades hidrogeológicas, las cuales agrupan sedimentos no consolidados como depósitos de origen aluvial (depósitos cuaternarios) de alta a moderada permeabilidad y rocas poco a moderadamente permeables con edades Cretácicas, Paleógenas y Neógenas. Se agrupan de acuerdo a su capacidad para almacenar y transmitir agua subterránea. 2 Según la Corporación Autónoma Regional CORPORINOQUIA mediante oficio No. 500.13.11-2411 estableció el área como “…zona de Muy Alta fragilidad ambiental por las características hidrogeológicas que presenta, considerándose como una zona de recarga y descarga hídrica, relacionadas especialmente con la existencia de un alto número de nacederos.”, y que “…en aras de garantizar la no afectación del recurso hídrico en el área, se hace necesario se complemente y amplié la información relacionada con la caracterización de los acuíferos, teniendo para ello que presentar un estudio hidrogeológico de la zona…”. Esta situación es preocupante específicamente para los acuíferos presentes en la zona de interés que puedan tener algún tipo de afectación por la actividad sísmica producto del fracturamiento de la roca y el uso de explosivos los cuales podrían generar algún tipo de contaminación producto de la infiltración imprimiéndoles una condición no favorable para la población.

2

Fuente: EIA Bloque Llanos 25 (Geoingeniería, 2010).

13

El desarrollo de proyectos de exploración sísmica en este tipo de áreas con alta vulnerabilidad a la contaminación o afectación del recurso subterráneo requieren de estudios hidrogeológicos detallados que le permitan a las autoridades ambientales tener herramientas para la toma de decisiones en el momento de otorgar los permisos ambientales, así como brindar a las comunidades que se benefician de este recurso la información clara y real de las condiciones hídricas de su región, el agua subterránea es utilizada en más de un 60 % en la zona (MMA 2011), por lo cual se puede considerar un recurso con alta presión en cuanto a la demanda y con gran afectación por contaminación debido a las características particulares geológicas que permiten la infiltración por medio del agua lluvia de cualquier tipo de contaminante que pueda ser arrastrado por ella. Por lo anterior se evidencia la oportunidad de estimar la zonificación de la vulnerabilidad a la contaminación de los acuíferos para el área de interés exploratoria Llanos 25. 1.2.1 Antecedentes del problema La primera experiencia en Colombia sobre zonificación hidrográfica fue registrada en el año de 1978 en el HIMAT. El estudio del recurso hídrico subterráneo en el país se realiza a través de la delimitación de unidades hidrogeológicas, donde se identifican cuencas y subcuencas geológicas (que en conjunto son las zonas hidrogeológicas homogéneas de Colombia), con características litológicas, estructurales y geomorfológicas similares y que, además, presentan un comportamiento hidrogeológico homogéneo reconocible espacialmente.3 La carencia de gestión adecuada de recursos hídricos subterráneos no solamente obedece al desconocimiento de la tecnología apropiada, sino a la falta de una institución técnica orientadora y a la aplicación de la legislación, pues aunque ya se dispone de una ley marco, aún se encuentra en proceso de reglamentación.4 Dentro del Área Llanos 25 se ejecutó en el año 2012 el proyecto denominado programa de exploración sísmica 3D Llanos 25 ejecutado en jurisdicción de los municipios de Tauramena y Monterrey el cual obtuvo los permisos ambientales necesarios para su ejecución a través de la entrega de los estudios ambientales Medidas de Manejo Ambiental, los cuales son parte del insumo para el desarrollo de este trabajo de investigación.

3

IDEAM, 2010. Estudio Nacional del Agua 2010. Instituto de Hidrología, Meteorología. y Estudios Ambientales. Bogotá D.C. 4

El agua subterránea, un tesoro enterrado, feb. 08 de 2009; Por: César O. Rodríguez N., Hidrogeólogo.

M.Sc., Ph.D. Profesor Departamento de Geociencias Universidad Nacional de Colombia - UN Periodico.

14

La temática relacionada con la zonificación de áreas vulnerables a la contaminación para las aguas subterráneas, es de interés debido a la importancia social que presenta este recurso, la información generada ha sido utilizada para diversas finalidades. Sin embargo, en la realización de estos trabajos no se observa una unificación de criterios para establecer los niveles de peligro, y además, en algunos casos se observan diferencias en los resultados obtenidos tras la aplicación de los métodos para determinar los niveles de vulnerabilidad, incluso en zonas en donde se ha aplicado el mismo método. Esto se explica porque han sido trabajos realizados con distintos criterios y a diferentes escalas de análisis, y en algunos casos por diversas modificaciones que se han realizado en la aplicación de los métodos para la determinación de la vulnerabilidad.5 1.2.2 Pregunta de investigación ¿Cómo determinar la zonificación de la vulnerabilidad a la contaminación de los acuíferos que constituyan las características del acuífero, a partir de la aplicación de la metodología GODS en los acuíferos presentes en el área de interés exploratoria Llanos 25 en jurisdicción de los municipios de Tauramena y Monterrey – Casanare, soportada en sistemas de información geográfica (SIG)? 1.3

JUSTIFICACIÓN

De acuerdo a lo planteado en el planteamiento del problema y a lo determinado en la pregunta de investigación es viable realizar este proyecto toda vez que en la actualidad en el país no se cuenta con la suficiente información sobre la calidad de los sistemas hídricos subterráneos, información clave que serviría para aprovechamiento sostenible de este recursos y su protección. En el mismo contexto el desarrollo de este estudio beneficia de una parte a las compañías que requieren conocer las condiciones de vulnerabilidad de los acuíferos para el desarrollo de proyectos, así como autoridades ambientales, locales y los usuarios finales que son directamente la comunidad presente en cada una de las áreas sujetas a intervenciones. Los resultados que tenga este trabajo, contribuyen con la determinación de una zonificación de la vulnerabilidad a la contaminación que permita obtener una información más completa del área para las autoridades ambientales en el momento de determinar estrategias de protección y regulación.

5

CGN, Informe del estado de los recursos naturales y del ambiente 2012- 2013.

15

1.4 OBJETIVOS 1.4.1 Objetivo general Desarrollar la zonificación de la vulnerabilidad a la contaminación del sistema acuífero presente en el área de interés exploratoria llanos 25 en jurisdicción de los municipios de Tauramena y Monterrey – Casanare, mediante la metodología GODS soportada en sistemas de información geográfica (SIG). 1.4.2 Objetivos específicos   

Recolectar y organizar la información geológica, hidrogeológica, hidráulica y de suelos presente en los estudios realizados en el área de interés exploratorio llanos 25. Realizar la propuesta de zonificación de la vulnerabilidad a la contaminación de los acuíferos mediante la metodología GODS soportado en la plataforma SIG. Determinar el grado de vulnerabilidad de los acuíferos frente a las actividades asociadas a la exploración sísmica de hidrocarburos.

16

2

MARCOS DE REFERENCIA

2.1 MARCO CONCEPTUAL 2.1.1 Localización El área de objeto de investigación corresponde al polígono de prospección símica 3D denominada Llanos 25 el cual hace parte del Bloque Exploratorio Llanos 25 y está ubicado en el Departamento del Casanare, jurisdicción de la Corporación Autónoma Regional de la OrinoquíaCORPORINOQUIA-, comprende las veredas de Bellavista, Buenavista, Caño Rico, La Vigía, Guafal, Isimena, Marenao y Tacuya del municipio de Monterrey y Güichire, Las Delicias y Raizal del municipio de Tauramena. Según lo indicado en el EOT de los municipios de Monterrey y Tauramena. En la figura 1, se encuentra la localización general del área de interés del presente estudio correspondiente al área del Programa de Exploración Sísmica 3D Llanos 25.

Figura 1. Localización de área de interés Exploratoria Llanos 25 Fuente: MMA Llanos 25 – 2011.

17

TA

2.2

CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO DE PROSPECCIÓN SÍSMICA

La sísmica es un método geofísico utilizado en la exploración de hidrocarburos, basado en la reflexión de ondas sonoras. Consiste en la generación artificial de ondas acústicas que se desplazan a través de las capas del suelo y son reflejadas hacia la superficie por las interfaces (p.e. discontinuidades estratigráficas y estructurales) encontradas en su recorrido. Al llegar a la superficie son captadas y registradas mediante detectores especiales (geófonos). 6 2.2.1 Tipo de sísmica El Programa de Exploración Sísmica 3D Llanos 25 corresponde a una sísmica 3D, en la cual se obtienen registros más detallados, la señal sísmica reflejada o refractada, es recibida por pequeños elementos conocidos como geófonos que se disponen a lo largo de una o varias líneas, cada geófono o grupo de geófonos convierte la onda en un impulso eléctrico proporcional a su magnitud, que es enviado por una línea independiente hasta el equipo de registro, el cual posee un determinado número de canales que graba y dibuja un trazo para cada uno de ellos generando así una sección de registro. De esta manera se va cubriendo la línea por una serie de secciones al final, las secciones son agrupadas para crear un Perfil Sísmico, que pudiera llamarse producto final del proyecto de campo de exploración sísmica. En la siguiente figura se observar un modelo Sísmico 3D. La información adquirida en campo combinada con información geológica, geoquímica y otros procedimientos geofísicos, es sometida a análisis e interpretación por parte de expertos que con la ayuda de software especializado establecen los lugares más promisorios para la realización de perforaciones exploratorias. La parte final de todas las operaciones es el procesamiento de los datos adquiridos, momento en el cual se suman los datos obtenidos del mismo punto (cubrimiento), desde diferentes distancias (offset’s) y aparece cada una de las estacas con una única señal, lo que permite una mejor resolución. Este producto es llamado Línea Sísmica. El método descrito anteriormente permite levantar en el terreno datos en dos dimensiones, 2D, que cubren un área más grande pero en el que se obtiene información de un perfil y datos en tres dimensiones, 3D, que permite visualizar un área en profundidad, con una extensión en superficie menor.

6

Guía Básica Ambiental para Programas de Exploración Sísmica Terrestre – Ministerio del Medio

Ambiente, Santafé de Bogotá 1997.

18

2.2.2 Especificaciones técnicas de la actividad El método sísmico o de adquisición de información del subsuelo por la generación artificial de ondas acústicas, como se describió anteriormente, es la recepción de las ondas producto del fenómeno de reflexión en sensores especializados o geófonos. La amplitud reflejada en las trazas es proporcional a los cambios de impedancias acústicas (velocidad y densidad) en las zonas de discontinuidades, es decir, donde la estratigrafía y las estructuras cambian por algún motivo. Un proyecto en tres dimensiones o 3D, define líneas independientes de fuentes de energía o salvos y líneas receptoras de señal, con puntos, denominados estacas. Este diseño permite obtener una imagen tridimensional del subsuelo, teniendo en cuenta no solamente la distancia entre la fuente y el receptor (offset), sino también la dirección en la cual fue tomada (azimut). 2.3

CONDICIONES AMBIENTALES DEL ÁREA

A continuación se presenta un resumen de las condiciones más significativas del área de interés desarrollado a partir del análisis y revisión de la información secundaria, requerida para la elaboración de la zonificación a la vulnerabilidad del acuíferos mediante la metodología GOD, estructurado por los profesionales que participaron en este trabajo de investigación: Geología Local El área de estudio se encuentra constituida en su mayoría por material terrígeno que corresponde con la formación Caja de edad Terciario y con depósitos Cuaternarios recientes a sub-recientes los cuales están representados por terrazas aluviales altas y bajas. Geomorfología La geomorfología corresponde con colinas denudadas y terrazas altas y bajas. El paisaje también se conforma de piedemonte y valles, además de coluviones de pocos metros de extensión. Hidrología superficial Los municipios de Monterrey y Tauramena cuentan con el aporte hídrico de los ríos Marenao, Isimena, Guafal y Tacuya, los cuales atraviesan en sentido E-W la zona de estudio. La mayoría de ríos y quebradas nacen en el sistema montañoso, en la parte media a baja del piedemonte llanero y descienden en dirección NW-SE, atravesando una parte de llanura aluvial, antes de desembocar en el río Meta. En su camino arrastran abundante carga sólida, fenómeno incrementado por efectos erosivos de la deforestación (Geoingeniería, 2010). La red de drenajes forma cauces que alternan tramos rectos con zonas de meandros, sectores amplios con angostamientos y encañonamientos donde se depositan materiales de arrastre aluvial de granulometría variada (op. cit). 19

Es de anotar que diferentes nacimientos de agua se encuentran en su mayoría en la parte noroeste de área estudiada, los cuales son de tipo estacionario dado se originan en sistemas acuíferos dependientes de la recarga. Los sistemas lóticos se caracterizan por presentar cursos principales ligeramente sinuosos, anchos, con alta acumulación y transporte de sedimentos, velocidades y caudales importantes; los drenajes secundarios y menores son intermitentes y entrelazados o anastomosados, lo cual es característico de las corrientes que tienen grandes fluctuaciones en el flujo y en la carga de sedimentos (op. cit.). Los principales cuerpos hídricos encontrados son: río Upia, río Cusiana, río Tua y caño Güira. Dentro de los sistemas lenticos se encuentra el estero El Rayo, el cual hace parte de la subcuenca del caño Güira en el municipio de Tauramena; así mismo se presentan sistemas lenticos propios de la llanura inundable de la Orinoquía, las cuales se desarrollan principalmente en las llanuras aluviales, en la parte media de las cuencas de los ríos Güira, Chitamena y Cusiana (op. cit.). Hidrología subterránea De acuerdo con el EIA del bloque Llanos 25, en el área se diferencian tres (3) unidades hidrogeológicas (Tabla 1), las cuales agrupan sedimentos no consolidados como depósitos de origen aluvial (depósitos cuaternarios) de alta a moderada permeabilidad y rocas poco a moderadamente permeables con edades Cretácicas, Paleógenas y Neógenas. Se agrupan de acuerdo a su capacidad para almacenar y transmitir agua subterránea (Geoingeniería, 2010). Importancia hidrogeológica

Permeabilidad

Unidad Geológica

Alta a media

Sedimentos no consolidados de alta permeabilidad

Depósitos aluviales activos (Qal)

Cantos a bloques de composición heterogénea, cherts, cuarzos con predominio de clastos de arenitas

Acuíferos libres. La recarga de esta unidad se da en las precipitaciones

Media

Sedimentos consolidados permeables

Depósitos reciente y subrecientes (Qt1 y Qt2)l

Gravas a guijarros de composición heterogénea con predominio de arenitas

Acuíferos libres. La recarga de esta unidad se da en las precipitaciones

Baja

Rocas moderadamente permeables

Formación (Ngc)

Caja

Niveles de arcillolita, lodolita y arenisca compactada

Acuitardos

Media

Rocas moderadamente permeables

Formación (Ngc)

Caja

Niveles de areniscas

Acuíferos confinados a semi-confinados, conformado nacimientos perennes

Baja

Suelos residuales moderadamente permeables

Formación (Ngc)

Caja

Suelos limo arcillosos provenientes de la degradación de arcillolitas, lodolitas y areniscas

Acuíferos efímeros, conformado nacimientos estacionales

poco

Litología

Característica

Tabla 1. Descripción de unidades hidrogeológicas 20

Fuente: Modificado de Geoingeniería, 2010 e Incon, 2011

Inventario puntos de agua

Figura 2. Mapa de ubicación puntos de agua - nacederos

21 Figura 3. Mapa de ubicación puntos de agua - aljibes

Figura 4. Mapa de ubicación puntos de agua - pozos 2.3.1 Clases de puntos de agua identificados En la zona de estudio se identificaron tres (3) clases de puntos de agua, los nacimientos ocupan la mayor cantidad, siendo de tipo estacionario principalmente. Los aljibes, que son una estructura de elaboración artesanal y que no cuentan con especificaciones de diseño, también presentan importantes variaciones de acuerdo con la recarga, mientras los pozos captan un mayor volumen de agua subterránea. En la Tabla 2se identifica las diferentes clases de puntos de agua. Tipo

Cantidad

Distribución %

Nacimiento o surgencia

66

82,5%

Aljibe

11

13,8%

Pozo profundo

3

3,8%

Total

80

100%

Tabla 2. Clases de puntos de agua 2.3.2 Unidades geológicas relacionadas Los 80 puntos de agua inventariados en los estudios ambientales, se encuentran distribuidos en 3 unidades geológicas diferentes, notándose un predominio de las surgencias (78,8%) a partir de suelos residuales de la Formación Caja y en menor proporción de depósitos cuaternarios. Los 22

depósitos cuaternarios conforman acuíferos libres que son aprovechados mediante aljibes principalmente, mientras los pozos profundos explotan niveles productivos de la Formación Caja (acuíferos confinados a semi-confinados). La caracterización de las condiciones hidrogeológicas del área de interés (jurisdicción de los municipios Monterrey y Tauramena), se realizó a partir de la compilación de información anteriormente procesada, de tal manera que se pudieran establecer los parámetros y procesos que gobiernan el sistema hídrico subterráneo. 2.3.3 Componentes del sistema Unidad Zona de Infiltración Esta unidad se caracteriza por conformar los niveles superficiales de suelo y presenta espesores menores a 0,8 m, caracterizándose por su alto contenido de materia orgánica (raíces principalmente). Esta capa de suelo orgánico tiene gran extensión en la zona de estudio, por lo que se constituye en la zona de recarga primaria de los acuíferos. Unidad Zona Vadosa Esta unidad está conformada principalmente por suelos residuales y niveles de roca de la Formación Caja, y por depósitos Cuaternarios de tamaño de grano grueso tales como bloques y gravas gradando hasta limos y arenas, las cuales presentan intercalaciones de diferentes tamaños de grano, desde el fino hasta el muy grueso. Esta zona se caracteriza por estar por encima del nivel piezométrico y/o nivel freático, siendo su límite inferior fluctuante dependiendo de las elevaciones o depresiones de la profundidad de saturación. En épocas invernales, la zona vadosa asociada con los suelos residuales de la Formación Caja, se convierten en una capa parcialmente saturada conformando así un acuífero efímero que sirve de aporte para las aguas que emergen en los diferentes nacimientos registrados en campo. Unidades acuíferas estacionales Tal como se mencionó en el anterior párrafo, la zona vadosa asociada con los suelos residuales de la Formación Caja, forman un tipo de acuífero efímero durante períodos invernales, del cual se surten la mayor parte de los nacimientos existentes en el área (Figura 5): Acuífero efímero NGC Se conforma por las capas de suelo residual limo arenoso arcilloso, con porosidad y permeabilidad secundaria media y espesor máximo promedio de 3,7 m (según geofísica 2D), asociados con la meteorización de niveles de roca de la Formación Caja (Ngc), los cuales conforman la red de nacimientos relacionada con cada una las microcuencas existentes en el área. Muchos de estos nacimientos son explotados por los pobladores del área, ya sea para su uso 23

doméstico o pecuario, caracterizándose por el carácter estacional de las surgencias, lo cual imposibilita su aprovechamiento en periodos de estiaje. Debido al régimen pluvial del área durante periodos invernales, basta con áreas aferentes de pocas hectáreas para que se presenten fuentes con caudales de algunos litros por minuto, los cuales son suficientes para el aprovechamiento doméstico de tipo individual que usualmente se da en la zona. Por lo anterior, y debido a la gran cantidad de microcuencas que existen, dado el labrado propio ocurrido en las laderas ocasionado por los diferentes procesos erosivos actuantes que han modelado el paisaje, es usual que se tenga el gran número de nacimientos reportados tanto en el presente estudio como en los anteriores. Unidades acuíferas permanentes De acuerdo con la información evaluada, se concluye que en la zona de estudio se encuentran dos (2) tipos acuíferos, los cuales se describen a continuación: 

Acuífero libre cuaternario

Se conforma por niveles de bloques, gravas y arenas, asociados con los depósitos aluviales cuaternarios activos, recientes, y sub-recientes que son explotados principalmente por medio de aljibes con profundidad máxima de 11,3 m. Se caracteriza por conformar ACUÍFEROS LIBRES de tipo local, cuyo nivel piezométrico depende básicamente de la infiltración de aguas pluviales, teniéndose así drásticos descensos en los niveles durante periodos de verano, llegando incluso, en la mayoría de los casos, al abatimiento total del agua en las estructuras de captación (aljibes principalmente). 

Acuífero confinado a semi-confinado NGC

Se trata de un acuífero conformado por los niveles de mayor tamaño de grano de la Formación Caja (areniscas o areniscas lodosas), el cual es parcialmente aprovechado por medio de los pozos profundos existentes en el área (con profundidad máxima de 63 m) y en algunos pocos casos por manantiales perennes (según información verbal escrutada en campo). La recarga de estos niveles acuíferos se hace desde superficie, en zonas donde la unidad permeable aflora, o desde los depósitos aluviales saturados que lo cubren parcialmente. Este acuífero Confinado a Semi-Confinado, presenta rendimientos mejorados en periodos invernales.

24

Figura 5. Sistema hidrogeológico Área de interés

Fuente: EIA Geoingenieria , 2010.

Zonas de Recarga Las zonas de alimentación natural, en general, coinciden con los lugares donde las capas o niveles acuíferos están expuestos sobre el terreno, como es el caso del acuífero libre Cuaternario, acuífero efímero suelos residuales Ngc (el cual abarca la mayor extensión del Bloque) e incluso los afloramientos de los niveles acuíferos semi-confinados NGC. La recarga se presenta en las zonas planas cubiertas de vegetación, donde la permeabilidad del suelo es mayor y en donde el agua precipitada forma encharcamientos que posteriormente escurren superficialmente, mientras un porcentaje se infiltra hasta alcanzar el nivel permeable, donde forma un flujo sub-horizontal. Es importante anotar que parte de estas aguas infiltradas quedan atrapadas como humedad en la capa de suelo. Adicionalmente, los acuíferos Cuaternarios se recargan por influjo desde las principales corrientes hídricas presentes en el área de estudio. Zona de Descarga La descarga artificial está constituida por los aljibes asociados con los depósitos Cuaternarios principalmente y con los pozos profundos que explotan niveles permeables da la Formación Caja. La descarga natural se da en los múltiples nacederos existentes en el área, ubicados principalmente en la parte oriental del Bloque, donde se presenta un cambio de pendiente, o en 25

zonas de contacto entre unidades permeables o impermeables y cuyo proceso de generación ya se explicó anteriormente. Flujo de agua SuB-SUPERFICIAL En las zonas de ladera, relacionadas con la escorrentía sub-superficial, el flujo hacia la surgencia o nacimiento es de tipo concéntrico, teniéndose variadas direcciones de acuerdo con la geometría específica de cada microcuenca aferente. Flujo de agua subterránea En los depósitos Cuaternarios, la profundidad del nivel freático está controlada por la presión atmosférica, la topografía y las variaciones climáticas representadas por períodos de lluvia o sequía durante el año, de tal manera que dentro del depósito, el nivel freático es variable encontrándose en algunos sitios más alto que en otros. Generalmente como estos depósitos transversalmente tienen una ligera pendiente hacia las corrientes superficiales, ocurre un flujo convergente del nivel freático hacia las mismas. Así mismo, en los depósitos aluviales recientes, el nivel freático está controlado por los mismos factores mencionados anteriormente, pero adicionalmente se ve influenciado por cambios en el nivel de las corrientes, debido a la existencia de interconexión hidráulica. El río se considera como un borde de cabeza constante en este sistema acuífero, presentando flujo de él hacia el depósito. En general se concluye a partir de la información secundaría, que la dirección principal de la línea de flujo del agua subterránea es en sentido NW-SE, con variaciones locales dependiendo de la estructura hidrogeológica que se analice a detalle.

26

3

3.1

METODOLOGÍA

FASES DEL TRABAJO DE GRADO

 Recopilación de información secundaría: esta etapa contempló la conformación de una base de datos documental, con el fin de determinar los déficits de información. La recopilación se orientó hacia: Estudios geológicos. Geología de campo, mapas geológicos, geología estructural, etc.; Estudios hidrogeológicos. Inventarios de puntos de agua, estudios geoeléctricos, otros estudios geofísicos, hidrogeoquímica, informes de construcción de pozos, ensayos de bombeo, etc.; Sísmica. Líneas de sísmica regional en donde se tenga registro de las unidades de interés; Registros eléctricos de pozo. Registros de pozos en donde se haya tomado mediciones en las unidades de interés; Reportes de análisis de parámetros hidráulicos de las unidades de interés; Análisis físico-químicos de aguas subterráneas; y Análisis físico-químicos de aguas superficiales. 

Análisis de información secundaria: se realizó el análisis y verificación de la información secundaría confrontando la información hidrogeologica que presentaba cada estudio, para establecer la linea base del presente trabajo de investigación.



Elaboración de cartografía: no se contó con cartografía digital, por tal motivo fue necesario desarrollar a través de la herramienta SIG, cada mapa con le fin de lograr la superposición de información temática requerida por la metodologia GOD y a su vez organizar la información y visualizarla de una manera práctica.

 

Análisis de resultados Elaboración de conclusiones y recomendaciones

3.2

INSTRUMENTOS O HERRAMIENTAS UTILIZADAS



Inventario de pozos

El levantamiento de la información se hizo a partir de los listados de puntos existentes en los diferentes trabajos previos consultados, verificando datos. Se identifican nacimientos estacionales, aljibes y pozos, teniéndose que gran parte de los aljibes están distribuidos en la margen derecho de río Isimena, los cuales son usados para consumo humano y actividades pecuarias. Los nacimientos inventariados corresponden principalmente con surgencias estacionales de agua, es decir, que durante periodos de estiaje permanecen secos. La mayoría de éstos nacimientos están protegidos por cobertura vegetal densa entre la que se destaca la palma de moriche. Los 27

aljibes son captaciones de poca profundidad (1,5 a 11,3 m), de diámetro máximo 1,2 m y revestidas en concreto o en tubos de concreto perforados, en algunos casos abiertos. Los pozos de la zona son captaciones de profundidad mayor (40,0 a 63,0 m). 

Mapas geológicos

a través de la cartografía geológica de la superficie, se registra la naturaleza litológica o estratigráfica las características estructurales de los afloramientos de las rocas, por medio de los perfiles geológicos (Custodio & Llamas, 2001 en Mena G., & Montes J., 2010). Para el desarrollo del presente trabajo se revisó la caracterización geológica realziada en el EIA del bloque por Geoingenieria en el 2010. 3.2.1 Sistemas de Información geografica (SIG) La aplicación de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) a la evaluación de vulnerabilidad Las herramientas suministradas por el SIG permite realizar la superposición de información temática requerida para el análisis de metodología GOD, con el fin de evaluar la vulnerabilidad a la contaminación, adicionalmente permite organizar la información y visualizarla de manera práctica. 3.2.2 Trabajo con ArcGis Para calcular el índice de vulnerabilidad con ArcGIS se deben seguir 3 pasos en los que se utilizará análisis de superficie (slope), interpolación, reclasificación y álgebra de mapas, funciones de la herramienta Spatial Analyst (tomado de http://www.aguaysig.com/2011/02/determinacion-de-la-vulnerabilidad-de.html). Paso 1. Construir los mapas que representan la distribución espacial de cada una de las variables, para ello se puede utilizar ya sea métodos determinanticos (IDW, Spline) o geoestadisticos (Krigin). Paso 2. Consiste en Reclasificar los mapas obtenidos para cada una de las variables de acuerdo a los datos consignados. Esto se realiza por medio de la función Reclassif de la extensión Spatial Analyst.. Para los datos no numéricos como Formación geológica que constituye el acuífero, Cubierta edáfica bajo la superficie del terreno y Tipo de material geológico de la zona no saturada, simplemente se le da una valoración al tipo de material de acuerdo a las tablas anteriores para construir el raster correspondiente. Paso 3. Algebra de mapas. Con los mapas ya reclasificados de acuerdo al paso anterior, lo que sigue es realizar la suma ponderada de cada uno de ellos. Para ello ArcGis cuenta con la herramienta Raster Calculator de la extensión Spatial Analyst. El resultado obtenido en el paso anterior se reclasifica de acuerdo a la Metodología GOD para finalmente obtener el mapa de variación del índice de vulnerabilidad intrínseca de un acuífero.

28

29

4

4.1

METODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD DE LOS ACUIFEROS

ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN SECUNDARÍA

Los documentos base para la elaboración del presente documento fueron: Estudio de impacto ambiental para el programa de perforación exploratoria Llanos 25. Estudio elaborado por Geoingeniería Año: 2010; y Medidas de manejo ambiental para el programa de exploración sísmica 3D Llanos 25-2011. Estudio elaborado por Incon., Año: 2011. Esquemas de Ordenamiento Territorial Tauramena y Monterrey. El trabajo de investigación se estructuró desde el contexto global partiendo de la información secundaria obtenida al puntual, así: 4.1.1.1 Geología Se tomó la descripción geológica de las diferentes unidades relacionadas y de las estructuras geológicas que pueden influir en el modelo. Esta información se resumió en el mapa geológico de superficie y estructural, esta información permite conocer las características estructurales de los afloramientos. 4.1.1.2 Balance hídrico Se tomo la información correspondiente al balance hídrico de donde se obtuvo la información de recarga, además de la escorrentía potencial del área de estudio, esto con el fin de conocer el potencial hídrico del área de estudio. 4.1.1.3 Hidrogeología De la información secundaría se obtuvo la descripción de las diferentes unidades hidrogeológicas a partir del modelo geológico local, presentando las propiedades hidráulicas de las unidades acuíferas de interés de estudio. Esta información se resumió en un mapa hidrogeológico de superficie e incluyó las propiedades hidráulicas determinadas. 4.1.1.4 Vulnerabilidad a la Contaminación Se hizo el análisis de vulnerabilidad a la contaminación de la unidad de interés específico por parte de los usuarios, por una eventual contaminación o afectación proveniente u originada de las actividades de sísmica. Para el análisis de vulnerabilidad a la contaminación se empleó el método GOD.

30

4.2

ANÁLISIS DE RIESGO DE CONTAMINACIÓN

La definición del riesgo de contaminación de las aguas subterráneas es la interacción entre la carga contaminante que es, será, o pudiera ser aplicada al subsuelo como resultado de una actividad humana específica y la vulnerabilidad del acuífero a la contaminación, debido a las características naturales de los substratos que le cubren y le separan de la superficie. 4.2.1 Clasificación de la actividad contaminante Actualmente en la zona de estudio se desarrollan diferentes actividades humanas que pueden llegar a afectar el estado natural de las aguas subterráneas, como lo son los cultivos, la ganadería y la disposición inadecuada de aguas servidas; presentándose en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia., un resumen de dichas actividades. Adicionalmente en la misma tabla se incluyen las actividades relacionadas con las labores de prospección sísmica. Características de la carga contaminante Actividad

Categoría de distribución

Principal tipo de contaminante

rP

nof

++

rP

nof

+

rP

no

++

r P-D

nof

rD

nof

rP

p

r P-D

pe

rP

no

Relativa carga Desvío al suelo hidráulica

ACTIVIDADES EXISTENTES Comunidades cercanas sin alcantarillado Descargas al (pozos sépticos)

suelo

*

Viviendas cercanas Aplicación de desagües al suelo y acequias Agropecuaria Descargas a las acequias Efluentes al suelo de ganadería vacuna Irrigación del suelo con aguas no tratadas ACTIVIDADES PROYECTADAS Perforaciones en suelo para exploración sísmica Detonaciones para exploración sísmica Descarga de efluentes domésticos tratados al suelo

31

++

*

(r) rural, (P) puntual, (D) difusa, (n) compuestos de nutrientes, (o) compuestos micro orgánicos y/o carga orgánica, (f) patógenos fecales, (s) salinidad, (p) cambio estructura, (e) aumento permeabilidad del suelo

Tabla 3. Actividades potencialmente generadoras de contaminación del subsuelo en el área de interés Modificado de: CEPIS, 1991

De la anterior tabla se interpreta como un hecho evidente, el que las actividades existentes en el área de interés, son potencialmente generadoras de contaminación del subsuelo, teniéndose el desarrollo agropecuario como mayor actividad impactante. 4.2.2 Análisis del riesgo por la actividad de prospección sísmica Con relación al análisis de riesgo de contaminación debido a la actividad proyectada (exploración sísmica), se determinan dos (2) ítems de interés como son: perforaciones y detonaciones. Se descarta del análisis los efluentes de aguas residuales ya que es un tema de amplio conocimiento y desarrollado en el Plan de Manejo Ambiental. Al realizar un compendio bibliográfico de estudios realizados en Colombia y otros países (Canadá, USA, Israel, Ecuador), se encuentra que el análisis de riesgo por contaminación de acuíferos a partir de la actividad de prospección sísmica ha sido ampliamente estudiado, obteniéndose los resultados que se mencionan a continuación (“Contaminar: Alterar nocivamente la pureza o las condiciones normales de una cosa o un medio por agentes químicos o físicos”, Definición RAE, 2001): “1° En vista de que en la exploración geofísica de hidrocarburos se emplean cargas de sismigel muy pequeñas, sus efectos sobre nacederos de agua y edificaciones convencionales o lineales sólo es significativa en el caso de que el disparo ocurra muy cerca de ellas. Como aproximación conservativa, en este estudio se ha considerado una carga máxima de 10 kg que es mayor que la usual que varía de entre 3 y 5 kg aproximadamente. El estudio también analiza el caso de cargas mayores aunque sean imprácticas” (Sarria, 1998); “El efecto de la detonación de la carga sísmica en un acuífero típico de la Formación Guayabo, no alteró sus características geohidráulicas, calidad fisico química y tampoco produjo impacto alguno sobre los pozos de monitoreo, ni siquiera sobre el piezómetro más cercano (ubicado a 2 metros de distancia del punto de detonación, que no registró dañó en su estructura física). Tampoco se observó cambio alguno en el cauce de aguas superficiales localizado a 10 metros del punto de impacto” (BP-Hidrogeocol, 1997);

32

“Muchos programas de prueba han sido realizados en un intento por correlacionar el tamaño de la carga de explosivos y la distancia, con los factores de daño o cambio en las características de los pozos de agua. En Alberta, un amplio número de localidades fueron estudiadas con cargas de hasta 23 kg instaladas a distancias tan cercanas como 5 m de los pozos. Estos estudios fueron singularmente infructuosos en dañar los pozos, generar la pérdida del rendimiento o provocar cambios en la calidad del agua, hechos reclamados por parte de propietarios en ocasiones como generados después del desarrollo de actividad de prospección sísmica en las cuales se aplicó pequeñas cargas a distancias mayores a los 180 m. Cualquier perforación realizada cerca de un pozo de agua puede penetrar el acuífero, pero es muy poco probable que se cause daño” (Ross, I., 1991). La actividad sísmica como tal, puede generar el ingreso al suelo y/o subsuelo de compuestos químicos generados durante la perforación o producto de la detonación como tal en una proporción relativamente despreciable ya que la mayor parte de la materia que compone el explosivo se transforma en gas, siendo los cambios físicos los que más alteración pueden generar. Entre estas afectaciones se resalta el cambio de la estructura del suelo o capa intervenida, teniéndose también el posible aumento en la permeabilidad del suelo. Según Sarria (1998), “El medio poroso saturado está compuesto por vacíos llenos total o parcialmente con agua, y material sólido consistente en granos o partículas si el medio es material suelto no consolidado, o por roca sólida si el medio son rocas metamórficas, ígneas o sedimentarias cementadas consolidadas.” Anota igualmente que: “Normalmente una explosión en un medio poroso aumenta la permeabilidad del mismo, siendo una práctica usual el uso de explosivos para aumentar la permeabilidad en acuíferos de rocas ígneas y metamórficas. Cargas típicas para estas labores oscilan entre 15 a 1.000 kg … En rocas y medios permeables menos duros tal como los sedimentos sueltos y sedimentarios, esta metodología no es utilizada por la poca influencia de la explosión”. Para el caso específico del área de interés, se tiene que: Con relación al acuífero libre Cuaternario, en donde se tienen bloques y gravas, la variación en estructura y permeabilidad no es alta debido al tipo de material; Con relación al acuífero semi-confinado Formación Caja, en donde se tienen areniscas lodosas, la variación en estructura y permeabilidad no es alta debido al tipo de material; Con relación a la capa de suelo residual a la cual se encuentran asociados la mayor parte de los nacederos, es de anotar que esta capa no será objeto de instalación de cargas detonantes ya que estas se instalarán en el nivel de roca subyacente (arcillolitas, lodolitas y areniscas de la Formación Caja). Considerándose que el efecto propio de la explosión tiene un rango de 2 m para cargas menores a 10 kg, en caso de que esta alcance el nivel de suelo residual, esta alteración no se considera como degradante de la zona saturada ya que el aumento de la permeabilidad es un factor que favorece la recarga y la velocidad de flujo sub-superficial, hechos 33

que se consideran positivos siempre y cuando la actividad se desarrolle alejada de los puntos de emergencia de las aguas. (tomado del EIA del Bloque Llanos 25, Geoingenieria 2010). 4.2.3 Análisis de vulnerabilidad intrínseca La vulnerabilidad de un acuífero a la contaminación está definida como el conjunto de características intrínsecas de los estratos que separan la zona saturada del acuífero de la superficie del suelo y que determinan la “sensibilidad del acuífero” a ser afectado por una carga contaminante. La definición del riesgo de contaminación de las aguas subterráneas es la interacción entre la carga contaminante que es, será, o pudiera ser aplicada al subsuelo como resultado de la actividad humana y la vulnerabilidad del acuífero a la contaminación, debido a las características naturales de los substratos que le cubren y le separan de la superficie. Existen métodos de valoración que parten de los diferentes parámetros ambientales interactuantes. Esta interacción se valora asignando pesos o ponderación a las variables mencionadas. A nivel preliminar y teniendo en cuenta los parámetros interpretados en el presente estudio se emplearon uno de los métodos más reconocidos en el ámbito internacional para determinar los índices de vulnerabilidad: el modelo GOD (Groundwater ocurrence, Overal aquifer class, Depth to groundwater table or strike), cuyos parámetros de evaluación se presentan en la Figura 6. Modelo GOD. Los parámetros a evaluar permiten establecer el grado de inaccesibilidad o resistencia de la zona saturada a la penetración de contaminantes como resultado de su retención física y reacción química ante dichos contaminantes. El método evalúa tres parámetros: 1) Tipo de ocurrencia del agua subterránea, 2) Características litológicas y grado de consolidación de los estratos por encima de la zona saturada y 3) Profundidad del nivel freático o techo del acuífero (CEPIS, 19917) En esta metodología se han establecido escalas numéricas para valorar cada parámetro de acuerdo con su capacidad de atenuación de contaminantes. El grado de vulnerabilidad total se determina multiplicando los valores asignados a cada parámetro, obteniéndose valores de 0 a 1, donde el cero "0" indica una vulnerabilidad despreciable y el "1" una vulnerabilidad extrema a la contaminación. 7 Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente "CEPIS", Lima, Perú, 1991

34

El Modelo GOD se aplica desde el punto de vista regional, considerándose como unidades de mayor interés el acuífero libre Cuaternario y el acuífero semi-confinado Ngc; tomándose la valoración adicional del nivel acuífero efímero asociado los suelos residuales de la Formación Caja ya que de este se generan la gran mayoría de nacederos reportados. De otro lado, también se contempla el análisis de vulnerabilidad para la unidad impermeable de la Formación Caja, ya que esta será la directamente involucrada en las perforaciones y detonaciones activadas para la sísmica.

Figura 6. Modelo GOD

4.3

CALIFICACIÓN DE VARIABLES DEL MODELO GOD

Como resultado de la evaluación de la vulnerabilidad pueden obtenerse mapas que muestran zonas con mayor o menor sensibilidad a la contaminación, los que generalmente se construyen para el acuífero superior o freático. Estos niveles de sensibilidad permiten valorar la vulnerabilidad en forma relativa entre las regiones que integran un área (Bessouat et al., 2001). Para realizar estos mapas se utiliza un Sistema de Información Geográfica (SIG), que es una herramienta diseñada para consultar, manipular y aplicar los datos de: información geográfica, cartografía digital, bases de datos de atributos y estadísticas, de una manera simultánea y automatizada (López y Granados, 2000 en Pérez y Pacheco, 2004).

35

4.3.1 Ocurrencia del Agua Subterránea Para el acuífero libre del Cuaternario, el cual se trata de un acuífero no confinado, de acuerdo con el modelo se le asigna un índice de ocurrencia igual a 1,0. El acuífero conformado por rocas permeables de la Formación Caja, se considera semi-confinado por lo que se le asigna un valor de 0,4. Para la zona de almacenamiento estacional que se ubica temporalmente en suelos residuales de la Formación Caja, este se trata como un acuífero no-confinado (cubierto por la capa de suelo orgánico), y de acuerdo con el modelo se asigna un índice de ocurrencia igual a 0,6. Al acuitardo conformado por rocas impermeables de la Formación Caja se le asigna un índice de ocurrencia igual a 0,0. 4.3.2 Sustrato Litológico El índice del sustrato litológico para arenas aluviales es 0,55 correspondiente a bloques, gravas, arenas y limos intercalados; En el caso de las rocas permeables de la Formación Caja, se ha asignado un valor de 0,65 por cuanto se trata de areniscas lodosas. Para el acuífero efímero sub-superficial relacionado con suelos residuales de la Formación Caja se ha valorado en 0,4, puesto que se trata de suelos residuales. El acuitardo asociado a las rocas impermeables de la Formación Caja (arcillolitas y lodolitas), se le asigna un índice de sustrato litológico igual a 0,3. 4.3.2.1 Profundidad de la Tabla de Agua Para el acuífero cuaternario, se considera una distancia al agua