“MAPA DEL INDICE DE VULNERABILIDAD AVI E INVENTARIO DE FUENTES POTENCIALES DE CONTAMINACION. HERRAMIENTAS PARA EL MANEJO SUSTENTABLE DEL AGUA. ”

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Figueroa M., 2 Rodriguez R., 3 Sánchez R., 4 Baez A.

Dirección de Extensión Universitaria. Universidad Iberoamericana León. Libramiento Norte KM. 3, León, Gto. C.P. 37000 Tel. 01-47-47-10-06-71 , E-mail: mario.figueroa leon.uia.mx

RESUMEN

Esta investigación tuvo como objetivos primordiales la estructuración de mapas temáticos de vulnerabilidad acuífera mediante el Método AVI en las áreas de estudio que comprende la zona de los acuíferos del Turbio, León y Silao-Romita así como la realización de un catastro de fuentes potenciales de contaminación. El área cubierta fue de aproximadamente 540 Km2 y comprende los municipios de Guanajuato, León, Cd. Manuel Doblado, Purísima de Bustos , Romita, San Francisco del Rincón y Silao. La estructuración de los mapas requirió de información básica validada: cortes litológicos, piezometría, climatología, suelos, topografía y valores de conductividad hidráulica, k. Se revisaron mas de 60 columnas estratigráficas, lo que representa el 1 % del total de pozos. Se consultaron más de 40 documentos técnicos referentes a las zonas de estudio. Se tomaron como base los reportes de los modelos matemáticos estructurados por la CEAG (Lesser y Asociados) en las zonas de estudio. De igual manera se obtuvieron valores in situ de k en afloramientos representativos preseleccionados. Se censaron mas de 100 sitios representativos de los diferentes tipo de fuente contaminantes prevalecientes en las zonas de estudio.

INTRODUCCION Los mapas de vulnerabilidad acuífera, permiten conocer que tan susceptibles son los sistemas acuíferos de incorporar solutos provenientes de fuentes potenciales y activas de contaminación localizadas en la superficie, lo que originaría alteraciones en la calidad del agua subterránea. Uno de los métodos actualmente empleados para zonificación relativa de vulnerabilidad puede obtenerse mediante el índice AVI entre otros, permitiéndonos, además, una reconsideración sobre los usos de suelo de una manera integral, tomando en cuenta la preservación de la calidad del agua de los sistemas acuíferos regionales.

El conocimiento de la vulnerabilidad de un acuífero se enmarca en el contexto de una adecuada administración del agua subterránea, en donde la sustentabilidad significa una limitación en la extracción a un valor menor al estimado de recarga a largo plazo. Los aspectos de vulnerabilidad se incorporan al tratar de garantizar no solo cantidad sino también calidad. Esto es de particular relevancia en regiones como el Estado de Guanajuato, en donde la tecnificación de la agricultura y el acelerado desarrollo industrial, ubican a estos rubros productivos como los mayores usuarios del agua con el 88 % y 5 % respectivamente (CEAG 1999). Debe destacarse que en los últimos años, se ha dado un incremento importante en los índices productivos en materia agropecuaria en el estado, en donde el uso del agua juega un papel primordial y por ende, un incremento en su consumo, referenciando que la vocación cultural tradicional en materia agrícola, ha tenido un viraje muy notable en las especies cultivadas, las cuales utilizan mayores requerimientos de este recurso. El riesgo de contaminación acuífera se puede definir como la probabilidad de que las aguas subterráneas contengan algún elemento o sustancia en concentraciones por encima de los valores recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS), para la calidad del agua de consumo humano (Foster y Hirata, 1991). Las recomendaciones de la OMS contienen un catálogo mucho mas amplio que el considerado por la Normatividad Mexicana para agua de consumo humano, misma que se encuentra referenciada en la MODIFICACION NOM-127SSA1-1994. En general, el propósito de una evaluación de riesgo de la contaminación del un acuífero , es determinar cuales fuentes potenciales representan mayor probabilidad de causar daños a la salud humana y/o al ambiente, y qué acciones de planeación o corrección se deben tomar. El hecho de que el riesgo pueda convertirse en una seria amenaza a la calidad del agua abastecida, proveniente de agua subterránea ya explotada o por explotar, dependerá de la movilidad de los contaminantes dentro del acuífero. En otras palabras la vulnerabilidad del sistema acuífero, depende de la inaccesibilidad a la zona saturada y de la capacidad de atenuación de los estratos encima de esta zona. La capacidad de atenuación del medio, puede ser el resultado de su retención física, conocida como retardo lineal y a las reacciones químicas del material rocoso con los contaminantes. Estos dos componentes de la vulnerabilidad del acuífero, se relacionan además con factores asociados a la fuente contaminante en el subsuelo como: a) Modo de disposición del contaminante en el subsuelo y en particular de la cantidad de carga hidráulica asociada y b) La clase de contaminante en términos de su solubilidad, movilidad y persistencia. La mejor manera de presentar la vulnerabilidad del acuífero es en forma de mapas, que muestren como varía espacialmente los diferentes grados de vulnerabilidad (Ramos and Rodriguez , 1998).

METODOLOGIA Localización del Área de Estudio El estado de Guanajuato se encuentra entre los paralelos 19º 39´ 08” y 21º 52´ 09” de longitud Norte y los meridianos 99º 39´ 06” y 102º 05´ 07” de longitud Oeste; colinda al norte con los estados de San Luis Potosí y Zacatecas, al este con Querétaro de Arteaga, al oeste con Jalisco y al sur con el estado de Michoacán de Ocampo. Respecto a la localización del área de estudio, en este caso particular, las sub cuencas de los Ríos Turbio y Guanajuato se encuentran integradas en los acuíferos: León, Silao-Romita y Río Turbio, mismos que están ubicados dentro de los vértices de la “A” a la “L” y con márgenes de latitud norte 102º 02¨ y longitud este 20º 29¨; y en su punto “L” 101º 48¨ latitud norte y 21º 07¨ longitud este. Figura 1.

Fig. 1.- Localización de área de estudio.

Determinación de Indice AVI. El AVI es uno de los métodos más sencillos, fáciles y rápidos de cuantificar la vulnerabilidad, tan solo utiliza la conductividad hidráulica y el espesor de las capas de diferente material que se encuentran sobre el nivel del agua. Es un índice para cuantificar la vulnerabilidad de un acuífero (Van Stempvoort et al. 1992), por medio de la resistencia hidráulica “c” al flujo vertical del agua al pasar por los diferentes materiales sobre el acuífero. La resistencia hidráulica “c” se calcula por la expresión: c = Σbi / Ki para las capas 1,2,3,...,i donde bi es el espesor de cada capa sobre el acuífero, Ki es la conductividad hidráulica de cada capa, c es la resistencia hidráulica total (inverso de la conductividad hidráulica, tiene dimensiones de tiempo) indica el tiempo aproximado de flujo por unidad de gradiente de carga, que atraviesa el agua hacia abajo al pasar por varias capas de sedimentos, por encima del acuífero. A mayor resistencia hidráulica c, menor vulnerabilidad. Para construir el mapa de vulnerabilidad se necesitan las coordenadas del pozo en cuestión y se utiliza el log c para cada pozo; se interpolan los valores de log c. Esto da como resultado una zonificación de resistencias hidráulicas, las cuales están directamente relacionadas con la vulnerabilidad. En la figura 2 se representa la densidad de pozos incluidos en este estudio para la elaboración del mapa de vulnerabilidad índice AVI.

León

Purísima San Fco. del Rincón Guanajuato

Silao

Romita

M.Doblado

Fig. 2.- Mapa del área con densidad de pozos. (CEAG, 1999)

La información piezométrica seleccionada para el área de León, fue la obtenida en el estudio de Guysa (1998) que corresponde al comportamiento del nivel estático de Noviembre de 1998. Información adicional, del mismo periodo, fue recopilada del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado de León (SAPAL), sobre todo en aquellos sitios en donde Guysa no reporta mediciones. En algunos sitios se interpoló la profundidad al nivel estático del mapa presentado por Guysa en su informe técnico para completar la información. Con los datos de los cortes estratigráficos, conjuntamente con la información de modelos geofísicos obtenidos por diferentes autores, principalmente de métodos eléctricos y electromagnéticos (Guysa, 1998; Rodríguez et al, op. cit.) y con información general sobre la Geología de las zonas de estudio (Ariel, 1969; Ariel, 1982; GEOPSA, 1998; Martínez, 1986; Nieto, 1992; Quintero, 1986), se conceptualizó la estratigrafía del área estudiada.

Inventario de Fuentes Potenciales de Contaminanción. La integración de un catastro regional de fuentes potenciales de contaminación acuífera requiere primeramente de una identificación del tipo de elementos que van a definir la fuente por registrar para posteriormente preseleccionar los sitios que serán catalogados como fuente. Se considera como fuente de contaminación acuífera a un sitio que esta generando o puede generar lixiviaciones o flujos preferenciales con solutos que al incorporarse a un sistema acuífero alteran la calidad natural del agua subterránea. Calidad que esta definida por los valores de fondo de los elementos que de manera natural se incorporaran al flujo subterráneo. Los valores de fondo para la gran mayoría de compuestos orgánicos es cero. No necesariamente las concentraciones tienen que estar por arriba de la normatividad vigente para agua potable. Las fuentes contaminantes se pueden caracterizar por su origen, geometría, actividad y temporalidad, tiempo en el que generan lixiviados en la siguiente Tabla 1: Origen

Natural

Antropogénico

Geometría

Puntual

Lineal

Actividad

Activa

Potencial

Temporalidad

Pulso

Intermitente

Difusa

Permanente

Tabla 1.- Caracterización de fuentes de contaminación El origen se considera antropogénico cuando esta asociado a alguna actividad humana y natural cuando no. Una fuente es puntual cuando dependiendo de la escala a la que se trabaje ésta puede ser representada por un punto en el espacio. Si esta representación es una línea o una sucesión de puntos será puntual. Si el área de la fuente es del orden de las dimensiones de la zona de estudio, o si la generación de lixiviaciones tiene lugar en mas de dos puntos, por su geometría se le considera como difusa. En caso de existir evidencias de la generación de lixiviaciones, será activa, mientras que si existen o pueden existir elementos suficientes para que se generen en un futuro inmediato o a largo plazo lixiviaciones, será potencial. Cuando la generación de lixiviados es continua en el tiempo se le definirá como permanente, si los lixiviados solo están presentes cuando las condiciones de humedad lo permiten (lluvias, incremento de la humedad del sitio) será intermitente y si los lixiviados solo ocurren una ocasión su carácter temporal será de pulso, como en el caso de accidentes químicos. Es posible confundir una fuente contaminante desde el punto de vista acuífero, con un sitio generador de contaminantes, generalmente residuos sólidos o líquidos. Las descargas atmosféricas pudieran actuar como fuentes, si emanaciones o polvos con solutos se depositan en suelos circundantes y posteriormente se lixivian hacia las formaciones acuíferas locales.

En las áreas de estudio se seleccionaron fuentes tipo y únicamente se incluyeron en el catastro sitios que se tenía evidencias de su carácter activo o elementos suficientes para considerarlas como potenciales. Las fuentes seleccionadas y sus principales características se presentan en la Tabla 2. Accidente químico

Granja

Basurero

Jales de Mina

CANAL DE AGUAS NEGRAS

Ladrillera

Confinamiento de Residuos

Mina

Descarga de Aguas Residuales

Panteón

Disposición de Lodos

Pozo Inactivo

Ex-basureros

Presa de Regulación

Fuga Ductos

Terreno Agrícola Terreno Industrial Activo

Formación Geológica

Terreno Industrial Inactivo

Gasolinera

Tabla 2.- Tipos de fuentes potenciales consideradas.

RESULTADOS

Indice de Vulnerabilidad AVI. En el mapa AVI obtenido para este proyecto (ver figura 3), se detectó en el centro del área de Estudio, la zona de menor vulnerabilidad, que en tiempos de transito es de más de 45 días hasta 9,726, que en años representa 26. Esta zona abarca prácticamente toda la parte sur de la ciudad de León, lugar donde se encuentran muchas de las fuentes de abastecimiento de agua subterránea. Esta zona comprende desde las riveras del Río Turbio y a lo largo de la carretera panamericana León–Silao, extendiéndose hasta la parte sur, donde se encuentran localizados los pozos de la Batería denominada Muralla del sistema operador de la ciudad de León.

La baja vulnerabilidad de esta área geográfica, esta influenciada por las condiciones hidrogeológicas, además de un registro de bajas conductividades de la zona vadosa, y la profundidad del manto acuífero. Cabe hacer notar que del estudio de vulnerabilidad AVI, la mancha urbana de la ciudad de León, se encuentra asentada en una zona de alta vulnerabilidad, con tiempos de transito menores a 22 días, incluyendo una área de baja y media, 45 a 30 días, al noroeste donde se ubica una zona habitacional. El riesgo de contaminación acuífera, se debe sobre todo por las redes de drenaje que conducen las descargas de aguas residuales urbano-industriales, que se encuentran en malas condiciones. En la parte sudoeste del municipio de San Francisco del Rincón y Purísima del Rincón se desarrolla una área que presenta valores de media a alta vulnerabilidad AVI, de 30 a 20 días, zona que se ubica cerca del vaso de la Presa de Silva y contiguo al cauce del Río Turbio. El carácter vulnerable de esta zona, lo confiere principalmente el marco geológico y la baja profundidad del manto acuífero en el área, a una profundidad de 20 mts según referencia Guysa (1998), así mismo se enmarca que dicha zona, esta influenciada por la infiltración de las aguas contaminadas del Río Turbio y el retorno de riego que puede percolar también la carga de agroinsumos utilizada. Hacia el sudoeste de la zona de Estudio, el índice de vulnerabilidad se manifiesta de mayor intensidad, con tiempos de transito del orden de días, 5, precisamente en la zona del trayecto del Río Turbio, mismo que se manifiesta como un factor de riesgo desde el punto de vista de afectación a las formaciones acuíferas. En esta zona se encuentra localizado el bordo La Amapola (2,298,670N 199,511E), el cual regula el almacenamiento de las aguas negras que conduce el Río Turbio (UIA, 1998). El mapa regional AVI, se detectaron en su zona sur centro, regiones de mucho mayor índice de vulnerabilidad, de 1.4 a 3.7 días, en buena medida por la constitución del acuífero por rocas fracturadas que presentan valores altos de conductividad y además niveles estáticos someros en comparación con la parte central de la zona de Estudio. En esta zona se ubica el la comunidad de San José de los Sauces (2,289,015N 210,075E) al Este del municipio de Manuel Doblado, mismo que colinda en su parte este con el trayecto del Río Turbio. Además se ubica otra zona de alta vulnerabilidad en la parte sur del municipio de Silao, toda esta área de alta vulnerabilidad, 20 días, se encuentra circunscrita por un área de vulnerabilidades media a baja, 40 a 180 días, que tiene una influencia gradual a partir, de la zona sudoeste y sudeste de la carretera Silao-Romita que comunica las poblaciones de Silao-Irapuato. En esta área lo que da el carácter de vulnerabilidad se debe al tipo de rocas que constituyen la zona no saturada. Contiguo a ésta zona, existen tres pequeñas áreas enmarcadas de regular a alta vulnerabilidad, misma que cubre parte del municipio de Romita, quedando incluidos en esta delimitación terrenos agrícolas. A partir de la zona de transición geológica que tiene por delimitación las estribaciones montañosas de la sierra de Guanajuato, se observa un área vulnerable de gradual intensidad, de 50 a 20 días, a medida que se aproxima a la serranía. El desarrollo de esta zona de alta vulnerabilidad, tiene su origen a partir del cerro del Cubilete, presentando una evolución de vulnerabilidad hacia la parte norte.

BR L A S E R P L IA

Fig. 3.- Mapa Regional AVI.(CEAG, 1999)

Inventario de Fuentes potenciales de contaminación. En las áreas de estudio se seleccionaron fuentes tipo y únicamente se incluyeron en el catastro sitios que se tenía evidencias de su carácter activo o elementos suficientes para considerarlas como potenciales. Las fuentes seleccionadas y sus principales características se presentan en la Figura 4.

Distribución total de Fuentes Potenciales de Contaminación en el Area de Estudio Fuga ductos Formación geológica Accidente químico Descarga aguas residuales Disposición de lodos Terreno industrial inactivo Terreno industrial activo Confinamiento de residuos Zona urbana Terreno agrícola Presa de regulación Pozo inactivo Panteón Mina Ladrillera Jales de Mina Granja Gasolinera Ex-basurero Canal de aguas negras Basurero

0

5

10

15

20

25

Figura 4.- Gráfico de fuentes potenciales.

Una de las aplicaciones más valiosas en la elaboración de los mapas de vulnerabilidad realizados, es fundamental correlacionarlos con el inventario de fuentes potenciales de contaminación regional; la resultante para esta temática del presente estudio, se esquematiza en la Figura 5.

LB A S E R P IL R A

Figura 5.-Ubicación de fuentes potenciales. (CEAG, 1999)

CONCLUSIONES Conclusiones de los mapas AVI. Silao Romita. En su parte Noroeste del municipio de Silao, se localizó una zona de vulnerabilidad importante pero de dimensiones reducidas, misma que tiene vocación agrícola, la cual es influenciada en la parte media por el Río Silao, situación que requiere especial atención por el uso de las aguas residuales para riego agrícola que representa una fuente continua de contaminación. León. Para el municipio de León, se describe como una zona de media a baja vulnerabilidad en su mayor extensión, destacando que en la parte Norte de la mancha urbana, se localiza una pequeña zona de alta vulnerabilidad, justamente sobre la ubicación que guarda la Presa El Palote, que capta los escurrimientos superficiales de la parte Norte del municipio, sitio donde se encuentra ubicada la comunidad de Los Castillos, misma que tiene una vocación industrial artesanal capaz de generar lixiviados a partir de los desechos que se generan por su actividad productiva.

En la parte Sureste del municipio a la altura de la comunidad de Comanjilla, se identificó una pequeña zona de alta vulnerabilidad donde se ubican fuentes potenciales de contaminación como ladrilleras y granjas pecuarias. Esta zona se encuentra circundada por una amplia zona de media vulnerabilidad, donde se localizan la mayor parte de fuentes potenciales de contaminación inventariadas y que guardan una relación directamente proporcional a la vocación del municipio. Turbio. Una zona se encuentra localizada al sur de los municipios de San Francisco del Rincón y Purísima del Rincón, Gto.; destacando la vocación agrícola de esta zona, la cual es sustentada con el uso de las aguas residuales que son conducidas por el Río Turbio, las cuales provienen de los municipios de León, Purísima del Rincón y San Francisco del Rincón. Debe destacarse la delimitación del área detectada como vulnerable desde las inmediaciones de la rivera del Río Turbio hasta las colindancias de la Presa de Silva y la comunidad de San Roque de Torres. Finalmente se determino para esta área de estudio, una gran zona de alta vulnerabilidad, ubicada desde la inmediaciones del municipio de Cd. Manuel Doblado, misma que se ve influenciada por el trayecto del Río Turbio, que en ese tramo recibe y conduce las aguas residuales de las ciudades de San Francisco del Rincón, Purísima del Rincón y Cd. Manuel Doblado. Debe destacarse la identificación de fuentes potenciales, tales como Panteones, Basureros, Gasolineras, Ladrilleras y Granjas Pecuarias. De lo referenciado anteriormente se concibe la urgente necesidad del establecimiento de una red piezométrica que permita realizar un monitoreo continuo y permanente de la calidad del agua en pozos ubicados tanto en zonas de alta vunerabilidad, así como aquellos que se encuentren cercanos a fuentes potenciales permanentes. Inventario de Fuentes Potenciales. Debido a que en el municipio de León se encuentra la mayor densidad poblacional de las zona de estudio, y por ende se registra una mayor densidad de fuentes potenciales mismo que esta relacionado con la vocación industrial del municipio. Es importante destacar que el estado de deterioro que presentan las tuberías de drenaje de la ciudad de León , hace se consideren como una fuente lineal y permanente de infiltración de cloruros hacia los mantos freáticos. En toda la zona de estudio, la zona de mayor impacto es el drenaje del sistema pluvial, Los Gómez – León - Turbio que acarrean aguas residuales sin tratar del corredor industrial León - San Francisco del Rincón, en dichas áreas de riego con aguas residuales ya se ha puesto de manifiesto las altas concentraciones de cloruros en el suelo que ha sido regado por mas de 30 años con dichas aguas.(BGS, CNA, SAPAL, 1996). Estas altas concentraciones de cloruros (contra los valores de fondo regionales), manifiestan la incorporación de lixiviados desde el cause de este sistema pluvial; es importante notar que en la mancha urbana de León, se han detectado concentraciones de cloruros mayores a la Norma para el agua de consumo humano. En el resto del área la densidad de fuentes fue mucho menor debido principalmente a las vocaciones de las zonas. Habría que considerar que mientras que en León la densidad de fuentes

es de 0.3 fuentes/km2, o bien una fuente por cada 3.6 km2; en toda el área la densidad resulto mucho menor de 0.04 fuentes/km2, lo que da una fuente por cada 28 km2. Las principales fuentes fuera de la mancha urbana son terrenos agrícolas y algunos cementerios; de estos, las primeras fuentes deberían de estudiarse con mas detenimiento, ya que la carga de agroquímicos pudiera incrementar su nivel de riesgo. Al Noreste de la ciudad de León se localiza una de las fuentes naturales activas más importantes de la región, las rocas ultramaficas de San Juan de Otates, las cuales generan cromo hexavalente. Si bien las concentraciones detectadas en la región de San Juan de Otates y la Laborcita son bajas, su presencia hace ver la actividad de esta fuente. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Ariel Construcciones, 1969. Estudio Geohidrológico Formal en la zona del Valle de León Y Río Turbio, SARH Reporte Tecnico, México. BGS, CNA, SAPAL. 1996. Effects of wastewater reuse on urban resources of Leon, Mexico BGS Technical Report WD/95/64 GUYSA. 1998. Estudio hidrogeológico y modelo matemático del acuífero del Valle de León, México. CEASG-APA-GTO-97-023. Lesser y Asoc., 1998. Estudio Hidrogeológico y Modelo Matemático del Acuífero del Valle de Silao-Romita, Gto. Contrato CEAS-APA-GTO-97-025. Reporte Técnico. Ramos L., J. A. and Rodríguez C., R. 1998. Análisis de la vulnerabilidad del sistema acuífero del Valle del Rio Turbio, Estado de Guanajuato, Proceedings 4 º Latinoamerican Congress of Ground Water, ALSHUD, Montevideo Uruguay. UIA – PROCESBAC. 1998. Diagnostico de concesion de agues residuales en 1 municipios del Estado de Guanajuato, México. PROCESBAC – CEASG. Nº CEASG / OD / UNIVERSIDAD / 98-084. UIA-PROCESBAC, 1999; Estructuración de mapas temáticos de índices de vulnerabilidad de las subcuencas de los ríos turbio y Guanajuato, Gto. PROCESBAC – CEASG. – XXVI- ODUNIVERSIDAD -99-079.