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Las aguas subterráneas de LA REGIÓN DEL ARCO SECO y la importancia de su conservación
República de Panamá Autoridad Nacional del Ambiente
Las aguas subterráneas de LA REGIÓN DEL ARCO SECO y la importancia de su conservación
Panamá, julio de 2013
ISBN 978-9962-651-80-2 ©Autoridad Nacional del Ambiente Derechos reservados, 2013. Está autorizada la reproducción total o parcial y de cualquier otra forma de esta publicación para fines educativos o sin fines de lucros, sin ningún otro permiso especial del titular de los derechos, bajo la condición que se indique la fuente de la que proviene. La ANAM agradecerá que se le remita un ejemplar de cualquier texto cuya fuente haya sido la presente publicación. No está autorizado el empleo de esta publicación para su venta o para otros usos comerciales. Diseño gráfico e impresión: Editora Novo Art, S.A. Primera edición, 2013 500 ejemplares
Índice
Presentación
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1. Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2. ¿Qué son las aguas subterráneas y cuál es su importancia?
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2.1. Las aguas subterráneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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2.2. Importancia de las aguas subterráneas para actividades productivas de la región 2.2.1. Provincia de Coclé
2.2.2. Provincia de Los Santos
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2.2.3. Provincia de Herrera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.2.4. Provincia de Veraguas
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3. Características de la región del Arco Seco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 3.1. Relieve de la región
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3.2. Cuenca hidrogeológica 3.3. Clima
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3.4. Los ríos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4. Principales problemas relacionados a la gestión de las aguas subterráneas
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4.1. Construcción desordenada de pozos de agua 4.2. Comportamiento del agua subterránea 4.3. Zona de recarga
5. La región del Arco Seco como cuenca hidrogeológica
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5.1. Formaciones de rocas en los cuales se infiltran las aguas
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5.2. Acuíferos existentes y flujos de las aguas subterráneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.3. Pozos construidos y cuanto agua se explota
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5.4. Posibilidad de explotar las aguas profundas
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6. Calidad de las aguas y medidas de purificación 6.1. Análisis isotópico
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6.2. Composición química
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6.2.1. Dureza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 6.2.2. Alcalinidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 6.2.3. pH (potencial de hidrógeno) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 6.2.4. Hierro Fe (III) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 6.2.5. Sólidos totales
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6.3. Purificación de las aguas
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6.3.1. Dureza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 6.3.2. Alcalinidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 6.3.3. pH (potencial de hidrógeno) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 6.3.4. Hierro
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6.3.5. Sólidos totales
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6.3.6. Desinfección y cuidado de las aguas subterráneas
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7. Medidas importantes para la protección y conservación de las aguas subterráneas . . . . . . . . . . . . . 41 7.1. Monitoreo
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7.2. Zona de recarga
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7.3. Calidad de las aguas 7.4. Pozos
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Glosario de siglas y abreviaturas
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Glosario de cuadros y figuras Referencias bibliográficas
Presentación
La Autoridad Nacional del Ambiente (ANAM) se complace en presentar información técnica de las aguas subterráneas de la región del Arco Seco, que incluye parte de las provincias de Los Santos, Herrera, Veraguas y Coclé, donde se recogen aspectos del estudio realizado para la ANAM, durante el año 2011, titulado Delimitación de acuíferos y establecimiento de zonas de recarga para identificar su vulnerabilidad y el desarrollo de una estrategia para su protección y conservación en el Arco Seco del país. El mismo fue realizado por la empresa Nómadas de Centroamérica Panamá, S.A., a través del doctor en ciencias geológicas, Anatoli Souifer, su representante legal y a quien se le reconoce el esfuerzo por generar, con su equipo de colaboradores, la información técnica necesaria para la delimitación de acuíferos en la región del Arco Seco y definir una estrategia para su conservación. Se reconoce al ingeniero Roberto Galán García, Jefe del Departamento de Gestión Integrada de Recursos Hídricos, de la Autoridad Nacional del Ambiente, por los aportes realizados al documento, ordenación y revisión del mismo.
Antecedentes
Las aguas subterráneas son la gran riqueza nacional de un país, y uno de los recursos naturales más valiosos y accesibles. En Panamá en la últimas décadas se ha dado un aumento importante en el uso de las aguas subterráneas para diversos usos entre los que están el agropecuario, agroindustrial, industrial, turístico, recreativo y doméstico, entre otros. Según el Instituto de Acueductos y Alcantarillas Nacionales (IDAAN)1, el abastecimiento para uso doméstico a través de fuentes subterráneas representan el 6.5 % de la producción de agua a nivel nacional; sin embargo, este importante aumento en el uso de las aguas subterráneas se ha efectuado con frecuencia al margen de la ANAM, como institución pública responsable de la administración del recurso hídrico a nivel nacional y donde se requiere establecer niveles de coordinación entre las instituciones y empresas encargadas de la perforación y el alumbramiento de las aguas subterráneas, para una mejor gestión de las mismas. El aprovechamiento de las aguas subterráneas tiene gran importancia a nivel mundial, especialmente en zonas áridas y, en particular, en la región del Arco Seco de Panamá, donde se presenta un amplio uso de las mismas y donde se han presentado diversos tipos de problemas, entre los que se puede mencionar, la degradación de la calidad de las aguas bombeadas, principalmente en las zonas costeras, relacionadas a la sobreexplotación de los pozos que provocan descensos del nivel freático, que pueden poner en riesgo las reservas de aguas subterráneas para una región determinada, situación esta que ha sido documentada a nivel mundial. En Panamá, en términos generales, se requiere conocer el comportamiento y la naturaleza de las aguas subterráneas, como una medida prioritaria para proteger su calidad y garantizar a la población aguas aptas para el consumo humano.
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IDAAN. Informe de Producción. 2012.
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¿Qué son las aguas subterráneas y cuál es su importancia? 2.1. Las aguas subterráneas Las aguas subterráneas representan una garantía de que la población mundial actual y futura contará con un abastecimiento de agua asequible y seguro, ya que es un recurso renovable que, cuando se gestiona adecuadamente, garantiza un abastecimiento a largo plazo que contribuye a atender las crecientes demandas y a mitigar los impactos del cambio climático. Las aguas subterráneas son las aguas de lluvia que se infiltran en el suelo y se depositan en los poros de la tierra. El agua es la vida y las aguas subterráneas forman parte importante de este recurso necesario para la humanidad. Se distinguen las aguas subterráneas que se encuentran en los poros de las rocas sedimentarias y las aguas subterráneas en las grietas y fracturas de las rocas ígneas y/o metamórficas. Existen, además, el tipo específico de aguas subterráneas representado por flujos en las cuevas y galerías formadas por karst, que es una forma de relieve originada por la meteorización química de determinadas rocas, como la caliza, dolomía, yeso, etc., compuestas por minerales solubles en agua. Las rocas de un estrato saturado con aguas subterráneas forman un acuífero que es un estrato o formación geológica permeable, que permite la circulación y el almacenamiento de las aguas subterráneas por sus poros o grietas. Varios acuíferos relacionados, forman un complejo o, en el caso de la misma edad geológica, representan una formación. Las formaciones forman un grupo geológico. En la zona árida, las aguas subterráneas se recargan y se forman principalmente por la infiltración de las aguas de lluvias, e infiltración de ríos, lagos, em-
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balses y áreas de riego. En regiones donde existen glaciales, la nieve y el hielo forman parte de la recarga de las aguas subterráneas, por lo cual hay que considerarla en los balances hídricos. Las aguas subterráneas forman parte de la circulación del agua en la naturaleza, y del llamado ciclo hidrológico, el cual es un proceso que describe el movimiento continuo y cíclico del agua en el planeta Tierra. Todos los diferentes tipos de agua forman la hidrósfera2 que es el sistema material constituido por el agua, que se encuentra bajo y sobre la superficie de la tierra en forma simplificada, el proceso de circulación se puede describir de la manera siguiente: Se evaporan las aguas de los océanos. Los vapores se condensan y forman las nubes que se mueven dentro de los continentes. Posteriormente, de las nubes caen las precipitaciones a la tierra. Estas precipitaciones con los flujos de los ríos y, por vía subterránea, vuelven al océano. Según datos publicados en el libro de I. Zektser3, la cantidad total de aguas subterráneas que participan del ciclo hidrológico llega a un volumen aproximado de 4 millones de km³, que representa una cantidad de agua muy importante, considerando que, de todas las formas de la aguas superficiales sobre tierra firme (25 millones de km³), más del 90% corresponde a los glaciares y nieves. Sin embargo, es necesario mencionar que, para evaluar los recursos de agua utilizables, la mayor 2 3
Wikipedia, pagina actualizada a junio 2013. Zektser, I. ¿Cuánta agua bajo tierra? Editorial Znanie, Moscú, Rusia, 1986.
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Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
importancia la tiene la cantidad de agua que anualmente se puede recuperar dentro del proceso de circulación.
Accesibilidad, lo que significa la necesidad de un menor número y complejidad en las obras para su obtención y empleo.
Para estudiar las aguas subterráneas de cierta región, hay que analizar tres componentes principales: La cantidad de agua que contienen los complejos acuíferos a toda la profundidad, expresada en volumen; lo que en muchos casos se denominan las reservas estáticas, que no deben considerarse para la explotación para no afectar el proceso natural de circulación y conservar este recurso para las futuras generaciones. La cantidad de aguas subterráneas recuperables anualmente por la infiltración de las lluvias y otras fuentes, expresada en caudal, en condiciones naturales o pronosticadas que se denominan reservas dinámicas. La cantidad de aguas subterráneas como parte de la reserva dinámica que se puede explotar, expresadas en caudal, denominada reservas de explotación, las cuales tienen como objetivo principal el suministro de agua para el consumo humano, uso agropecuario, fines agroindustriales, etc.
Entre las desventajas del agua subterránea, se pueden mencionar las siguientes:
Es evidente que las mayores reservas dinámicas se deben al alto nivel de precipitación y la capacidad de almacenamiento de los acuíferos. Las precipitaciones a nivel de 4,000-5,000 mm en las partes altas de la cordillera de la región del Arco Seco, demuestran que existe la perspectiva de mayores reservas de agua subterránea en esta región.
Figura 1. Pozo captando agua subterránea
No son visibles. No siempre se sabe su origen. No siempre se comprende su dinámica. Es más dif ícil controlar su calidad. Es más dif ícil regular la construcción de nuevas captaciones. Las aguas subterráneas poco profundas se pueden captar mediante pozos manuales, calicatas y galerías, pero el principal método de captar las aguas subterráneas es la perforación de pozos profundos (figura 1). Generalmente, los pozos en muchos países se perforan a profundidades que varían entre 50 y 350 metros.
El uso de las aguas subterráneas tiene ventajas comparativas respecto al agua superficial, las cuales se pueden resumir en: Presentan buena calidad natural. Gozan de buena protección natural y no son afectadas por avenidas, ni desechos. Su presencia y disponibilidad. La cuenca hidrogeológica representa un gran reservorio subterráneo, que permite compensar los períodos secos con la explotación permanente. Propiedad de autolimpieza química por medio de filtración en las rocas limpias.
Fuente: Autoridad Nacional de Ambiente.
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2.2. Importancia del agua subterránea para actividades productivas de la región
Igualmente, el MINSA construyó similar cantidad de pozos para el uso doméstico de las comunidades, con una extracción total de 3,700 galones/minuto, aproximadamente.
La Región del Arco Seco se caracteriza por el uso intensivo de las aguas subterráneas para diferentes fines, entre los que se pueden señalar: el abastecimiento doméstico de la población, a través de cientos de pozos que administra el IDAAN, en cada una de las cuatro provincias, el uso agropecuario, agroindustrial, turístico y recreativo. En algunas fincas, las agua subterráneas, se utilizan para uso doméstico, agroindustrial e industrial, así como para el riego agrícola y la ganadería. En adelante, se presenta la información recopilada para los años 2010-2011, según datos del Ministerio de Desarrollo Agropecuario (MIDA), del Ministerio de Salud (MINSA), del IDAAN, de la ANAM, y de fuentes privadas.
La ANAM otorgó concesiones de agua, con un total de 700 galones/minuto, para la construcción de pozos por parte de algunas empresas, entre las que podemos mencionar: Inversiones Forestales, LPG de Panamá, Plants Solution, Panaranch Development, Business Investors, Productos Lácteos San Antonio, Inversiones para Desarrollo Coclé, Servicios de Ares turísticos, etc.
En la Región del Arco Seco, se da como mala práctica la perforación de pozos por personas naturales, jurídicas e instituciones del Estado, sin cumplir con la normativa que regula el uso de las aguas, como lo es el Decreto Ley 35 de 22 de septiembre de 1966. Obtener la información de las perforaciones de pozos en la región del Arco Seco, por parte de las instituciones y perforadores privados, fue un reto, debido a que muchos de los responsables de estas perforaciones no tramitan ante la ANAM sus respectivos permisos y/o concesiones de agua. Sin embargo, con los esfuerzos de ANAM y las consultas a instituciones y profesionales geólogos se ha podido obtener la información que se detalla a continuación y que no es absolutamente completa, pero sí representativa.
2.2.1. Provincia de Coclé En la provincia de Coclé, desde 2002 hasta 2010, fueron construidos 266 pozos de agua para diferentes usos. El IDAAN construyó más de 60 pozos para el abastecimiento de agua de la población en las comunidades, con un caudal total de 1,500 galones/minuto, aproximadamente.
El MIDA y la empresa privada construyeron 6 pozos para servicios comunitarios, con un caudal total de 560 galones/minuto; además, se construyeron pozos para los siguientes usuarios: Inversiones Ryrsa, Corporación Agrícola, Colegio Superior y Comité Llano María, los cuales presentan una extracción total aproximada de 300 galones/minuto. Para haciendas y fincas privadas, el MIDA y la empresa privada construyeron más de 130 pozos, con un caudal total superior a los 6,300 galones/minuto, destinado a usos múltiples, como lo son el consumo humano, agropecuario e industrial, entre otros. Algunos pozos, en la provincia Coclé, fueron cerrados por la construcción de la planta potabilizadora de Penonomé que se abastece del río Zaratí, como fuente de agua superficial.
2.2.2. Provincia de Los Santos En la provincia Los Santos, según el MINSA, la información se perdió por problemas con el disco duro de la computadora, y por esta razón los datos no están presentes en el análisis actual. A excepción del MINSA, en la provincia Los Santos, de 2002 a 2010, se construyeron 715 pozos de agua, mayormente en las haciendas y fincas privadas, así como para las áreas de riego. El IDAAN construyó más de 60 pozos para el suministro de agua a las comunidades, con un caudal total de 2,900 galones/minuto.
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Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
La ANAM otorgó concesiones de agua para la construcción de pozos a empresas, como Grupo San José, Stienhol, S.A., Villa Pedasí, Mangofish, S.A., M&M, al matadero, a acueductos, y a otros; son más de 20 pozos, con un caudal total superior a 1,100 galones/minuto. Además, el MIDA y la empresa privada construyeron más de 635 pozos, con un caudal total superior a 36,700 galones/minuto, dedicados a la actividad agropecuaria. Según el MIDA, en Los Santos, a diferencia de otras provincias de la región del Arco Seco, el riego utilizando aguas subterráneas está ampliamente desarrollado. Se riegan más de 150 ha, dedicadas al cultivo de sandía, maíz, melón y tomate; más del 70% se riega con riego por goteo. En Guararé, se riegan más de 40 ha con riego por goteo, entre frutales, melón, zapallo y hortalizas. En Las Tablas, se riegan más de 145 ha, entre zapallo, melón, frutales y sandía; a excepción de 12.5 ha de pastos mejorados que se riegan por aspersión, el resto se riega por goteo. En Tonosí, se riegan 125 ha, entre cultivos de zapallo, sandía y melón, utilizando riego por goteo. En Tres Quebradas, se riegan 5 ha de pastos mejorados por aspersión. En Macaracas, se riegan 30 ha de piña y melón por goteo.
El IDAAN construyó más de 25 pozos, con un caudal total superior a 1,100 galones/minuto, para el suministro de agua potable a las comunidades. El MIDA construyó 30 pozos para diversas entidades, como son: el Hogar de Ancianos, Concepciones Centella, Los Castillo del Corozo, INA, UCAPE, Colegio Monagrillo, Primer Ciclo de Minas, Ganadera Amaya, Feria de Ocú, huerto del MIDA, Junta Comunal Divisa, y las comunidades de El Yerbo, Los Castillos, Santa Rosa del Corozo, Pedrecesito de la Trinidad, entre otras, con un caudal superior a 1,000 galones/minuto. Además, el MIDA y la empresa privada construyeron más de 560 pozos para fincas y haciendas privadas, con un caudal total superior a 24,500 galones/minuto.
2.2.4. Provincia de Veraguas En la provincia de Veraguas, desde 2002 hasta 2010, fueron construidos 503 pozos de agua para diferentes usos. El MINSA construyó más de 186 pozos, con un caudal total superior a 8,000 galones/minuto, para el suministro de agua potable a las comunidades. El IDAAN construyó más de 32 pozos, con un caudal total superior a 1,100 galones/minuto, para el suministro de agua potable a las comunidades.
En la provincia de Herrera, desde 2002 hasta 2010, fueron construidos 653 pozos de agua para diferentes usos.
El MIDA construyó un total de 45 pozos, con un caudal total superior a los 1,500 galones/minuto, para varias entidades, incluyendo comunidades: Central Azucarera (6), Cooperativa Juan XXIII (4), Hacienda El Rodeo (2), Cía. Lau Yu (2), Comité de Salud (2), Instituto Jesús Nazareno, IPHE, INA, Centro de Acopio, Concepción Navarro, Agro Ganadera, Hielo Cristal, Subasta Ganadera, Grupo Agroindustrial, International Consulting, La Mansión, S.A., y Agropecuaria Los Pinos, entre otras.
El MINSA construyó más de 35 pozos, con el caudal total superior a 1,400 galones/minuto, para el suministro de agua potable a las comunidades.
El MIDA y algunas empresas privadas construyeron 240 pozos para las haciendas y fincas privadas, con un caudal total aproximado de 9,800 galones/ minuto.
En Pedasí, se riegan 4 ha de plátano por gravedad, utilizando aguas subterráneas.
2.2.3. Provincia de Herrera
Características de la región del Arco Seco
3.1. Relieve de la región En la región del Arco Seco, que incluye parte de las provincias de Herrera, Los Santos, Veraguas y Coclé, la estación seca se extiende hasta por siete meses consecutivos. En esta región, con una extensión aproximada de 18,000 kilometros cuadrados4, se encuentran establecidas importantes ciudades del interior del país en las que habitan alrededor de 250,000 personas, que sufren los rigores del proceso del proceso de desertificación. El problema principal del Arco Seco es la degradación ambiental, la cual ha sido inducida por el mal uso de los recursos naturales. Esto ha traído como consecuencia la pérdida de la capacidad productiva del suelo y la degradación de los mismos por causas antropogénicas, como lo es la agricultura de subsistencia migratoria, con prácticas agrícolas y pecuarias no sostenibles5. Las características principales del relieve del Arco Seco se presentan en la figura 2. Analizando el relieve, se distinguen tres tipos de estructuras morfológicas principales: Montañas (las áreas del color negro y marrón oscuro). Cerros bajos y colinas (las áreas del color marrón claro). Llanuras (el resto del territorio).
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Autoridad Nacional del Ambiente (ANAM). Delimitación de acuíferos y establecimiento de zonas de recarga, para identificar su vulnerabilidad y el desarrollo de una estrategia para su protección y conservación en el Arco Seco del país. Panama, 2011. Autoridad Nacional del Ambiente (ANAM. Programa de acción nacional de lucha contra la desertificación y la sequía. Panamá, 2004.
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Figura 2. Relieve del Arco Seco
Fuente: Autoridad Nacional del Ambiente.
La mayor y más importante cadena de montañas está representada por la cordillera Central, con altitudes generalmente entre 1,500-2,500 m y más (disminuyendo en dirección Oeste-Este); su pico más alto es de 3,475 m, que forma parte de la prolongación de la cordillera de Talamanca en Costa Rica, la cual se extiende desde la frontera con Costa Rica, hasta el volcán de El Valle de Antón. La cordillera divide la parte occidental del territorio del país en dos vertientes: Pacífico y Atlántico. De este modo, se formaron dos vertientes en dirección hacia el mar, separadas localmente por cerros bajos, como el Cacarañado, Mandinga, Quema, Tonosí y otros.
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Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
El marco morfoestructural que se presenta actualmente en el territorio de la cuenca hidrogeológica del Arco Seco de la República de Panamá, se formó como resultado de procesos complejos geológicostectónicos que son característicos para todo el istmo centroamericano. Bajo la influencia de los procesos tectónicos, se formó la cadena de volcanes, por lo cual la procedencia de las rocas que forman las montañas y cerros generalmente es volcánica, con la penetración local de intrusivos. Las áreas aledañas al pie de montaña sufrieron el descenso, dejando algunos cerros bajos y colinas de procedencia tectónica. Estas depresiones se llenaron con depósitos que se acumularon en las condiciones literales, compartiendo los procesos sedimentarios con la influencia de elementos de pro- cedencia volcánica (cenizas, aglomerados, etc.). Estos procesos formaron finalmente las llanuras, representadas en forma amplia en la región del Arco Seco.
3.2. Cuenca hidrogeológica Todas las estructuras morfológicas mencionadas anteriormente, en conjunto, forman una cuenca hidrogeológica. Los principios para determinar los límites de una cuenca hidrogeológica son los siguientes: Existencia de una línea divisoria que separa morfológicamente la cuenca de otras áreas aledañas. Zona de recarga determinada, la cual generalmente está representada por las montañas y cerros bajos. Zona de formación y tránsito de las aguas subterráneas la cual, en el caso de la región del Arco Seco, está representada por las llanuras altas y colinas. Zona de descarga ubicada, generalmente, en las llanuras bajas. Base de escorrentía que corresponde al banco del mar.
Analizando la formación y desarrollo de los flujos subterráneos de la cuenca, es importante distinguir las zonas principales de recarga, tránsito y descarga de las aguas subterráneas, que representan condiciones completamente diferentes. Las características morfológicas, pendientes y otros factores, permiten la zona de recarga, que corresponde a las montañas y cerros bajos con altitudes superiores a 200 m, donde las aguas subterráneas son alimentadas por infiltración producto de las precipitaciones (4% al 5%) y las pérdidas por infiltración de la escorrentía superficial. En el caso de la región del Arco Seco, el mapa de relieve (figura 2) está limitado con una línea verde punteada, donde la zona de recarga ocupa aproximadamente 5,000 km². Las áreas pertinentes a las zonas de tránsito se caracterizan por presentar un nivel freático relativamente profundo; por lo cual, las propias aguas subterráneas no se descargan por evapotranspiración y, además, reciben la recarga adicional por la infiltración de las lluvias. Estas áreas se caracterizan, además, por las siguientes particularidades: Se forman acuíferos desde que las aguas infiltradas a las rocas entran a las llanuras. Los ríos pierden parte de sus flujos por infiltración en dependencia del ancho de sus cauces y el grado de la colmatación del fondo. Se desarrolla la explotación de las aguas subterráneas mediante los pozos. Se presenta menor infiltración de las lluvias (23%), e infiltración adicional en las áreas de riego. El área aproximada de la zona de tránsito, en la cuenca hidrogeológica del Arco Seco, es de 10,000 km². La zona de descarga se caracteriza por la presencia de áreas cercanas al mar, y un nivel freático cercano a la superficie, que confirma la descarga de las aguas subterráneas por evapotranspiración. Las particularidades de la zona de descarga son las siguientes:
Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
Se presentan pérdidas por evapotranspiración de las aguas subterráneas, por presentar nivel freático poco profundo. Los ríos drenan las aguas subterráneas. En algunos casos, se forman pantanos y/o tierras salinas. El flujo de las aguas subterráneas se descarga al mar. Las áreas con estas características corresponden a las llanuras más bajas cercanas al mar, que ocupan 3,000 km², aproximadamente. El límite de la zona de descarga está anotado en el mapa de relieve con una línea marrón punteada. Evidentemente, la zona de tránsito se muestra, en el mismo mapa, entre las líneas de recarga y descarga.
3.3. Clima El clima representa uno de los factores de mayor importancia en la formación de las aguas subterráneas. Una parte considerable de las lluvias se infiltra a las rocas fracturadas en las montañas y colinas y llega a las llanuras como el flujo subterráneo donde, a su vez, recibe una recarga adicional en las llanuras en dependencia de las precipitaciones, evapotranspiración y otros factores. En el territorio de la República de Panamá, que se extiende como una franja bañada de ambos lados con las aguas del Pacífico y Atlántico, el clima tropical es muy diferenciado entre la montaña y la costa, lo que se caracteriza con la diferencia en las precipitaciones anuales, de cuatro hasta cinco veces. La zonificación de las precipitaciones, según Köppen, determina tres tipos principales de clima tropical en Panamá, aplicables para la evaluación de las condiciones hidrogeológicas: Clima tropical muy húmedo en las zonas montañosas, con precipitaciones anuales mayores a 3,000 mm/año. Clima tropical húmedo en las llanuras altas y colinas, con precipitaciones anuales entre 2,000 y 3,000 mm/año.
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Clima tropical de sabana en las llanuras bajas cercanas al océano. Los datos climáticos se analizaron y procesaron con base en la información de la Empresa de Transmisión Eléctrica, S.A. (ETESA), donde el área de estudio se caracteriza por una precipitación promedio anual que varía de 1,600 a 4,500 mm. Cabe mencionar que, espacialmente hacia el norte, noreste, este y sureste de la región del Arco Seco, las precipitaciones se incrementan de 2,000 mm hasta 3,200 mm/año; y en los alrededores de la ciudad de Santiago, provincia de Veraguas, son del orden de 2,400 mm/año. Las mayores precipitaciones se observan en las partes altas, al norte de las cuencas de los ríos Santa María y San Pablo (entre 4,000 y 4,500 mm/año). En la zona de recarga, las precipitaciones promedias son cercanas a los 3,000 mm/año, lo que se considera favorable para la recarga de las aguas subterráneas. Las precipitaciones menores varían de 1,300 a 1,500 mm/año; las mismas se observan en los alrededores de la bahía de Parita, incluyendo los poblados de Las Tablas, Chitré y toda el área de la zona de descarga. Las temperaturas promedio varían entre 22.5 y 27.0 ºC; manteniendo la zona de recarga un valor promedio de 23.4 ºC y para la zona de descarga 26.7 ºC. Los valores de evapotranspiración potencial (mm/año) son menores en las partes altas de las cuencas hidrográficas de la región del Arco Seco; y mayores en las partes bajas, donde varían de 850 mm/año a 1,350 mm/año, respectivamente.
3.4. Ríos Las pérdidas por filtración de los ríos, en las zonas de tránsito, alimentan las aguas subterráneas; y en la zona de descarga, los ríos funcionan como drenes colectores. La filtración del río, por el nivel freático profundo, es libre y depende de la geometría
Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
16 •••
de la sección saturada del río y la permeabilidad de la capa de colmatación del fondo, la cual puede tener un espesor de 1 a 2 m. La información sobre las principales cuencas hidrográficas del Arco Seco se presenta en el cuadro 1. Debido a la infiltración libre de los cauces de los ríos, su aporte a la recarga de las aguas subterrá-
neas es relativamente bajo y no supera valores entre 4 y 7% de la infiltración de la lluvia en la zona de tránsito. En la zona de descarga, los ríos generalmente drenan las aguas subterráneas, y este valor puede llegar a ser entre 20 a 30% de la evapotranspiración de esta zona.
Cuadro 1. Cuencas hidrográficas del Arco Seco
Cuenca No.
Nombre del río
Área total (km2)
Longitud del río principal (km)
Río principal
118
Río San Pablo
2,453.0
148.0
San Pablo
120
Río San Pedro
996.0
79.0
San Pedro
122
Ríos entre San Pablo y Tonosí
2,246.7
40.4
Quebro
124
Río Tonosí
716.8
91.0
Tonosí
126
Ríos entre Tonosí y La Villa
2,170.0
45.0
Guararé
128
Río La Villa
1,284.3
117.0
La Villa
130
Río Parita
602.6
70.0
Parita
132
Río Santa María
3,326.0
168.0
Santa María
134
Río Grande
2,493.0
94.0
Grande
136
Río Antón
291.0
53.0
Antón
Fuente: Autoridad Nacional del Ambiente.
Principales problemas relacionados a la gestión de las aguas subterráneas Las reservas de aguas subterráneas no son infinitas, su explotación debe ser controlada, y requiere de una adecuada gestión para garantizar su cantidad y calidad para diferentes fines. Entre algunos de los principales problemas relacionados a la gestión de las aguas subterráneas, se pueden señalar los siguientes:
4.1. Construcción desordenada de pozos Actualmente, existen un número importante de usuarios de las aguas subterráneas, entre los cuales se encuentran instituciones del Estado panameño, empresas privadas y otros usuarios, que perforan pozos sin obtener sus respectivos permisos y/o concesiones de agua, lo cual dificulta la administración del recurso hídrico subterráneo. Es importante el fortalecimiento institucional de la ANAM, con personal técnico (geólogos, hidrogeólogos y geof ísicos), para evaluar si los pozos nuevos afectan o no la explotación actual y llevar un mejor control de las aguas subterráneas a nivel nacional. Existe carencia de información sobre los pozos perforados en las instituciones que gestionan y regulan las aguas subterráneas y, en muchos casos, la información parcial existente a veces es confusa. Muchos pozos no tienen coordenadas, solo el nombre del lugar; carecen de numeración, niveles, elevaciones y análisis f ísico-químicos de agua; y con mucha dificultad, se pudieron obtener ciertos datos de caudales para evaluar la explotación actual. Esta situación limita el poder contar con información técnica necesaria para conocer las condiciones hidrogeológicas y tomar las medidas respectivas para conservar los recursos hídricos subterráneos.
4.
4.2. Comportamiento de las aguas subterráneas Uno de los principales problemas de la explotación de las aguas subterráneas, en Panamá, es la ausencia de monitoreo sobre el comportamiento de las mismas. Como una de las medidas técnicas inmediatas, para la región del Arco Seco, se requiere establecer una red de piezómetros que permita monitorear las variaciones de niveles, en comparación a la fluctuación de las precipitaciones, además del control de calidad y explotación del agua subterránea. En los casos donde el nivel de las aguas subterráneas presenta descensos importantes, esto representa una señal que se debe tomar en cuenta, ya que podría deberse a una sobreexplotación, e implica tomar las precauciones técnicas para evitar afectaciones permanentes de los acuíferos, incluyendo intrusión salina.
4.3. Zona de recarga La zona de recarga es importante para garantizar la alimentación del acuífero, ya que es donde se infiltra la mayor cantidad de lluvia hacia las rocas fracturadas, lo cual permite el aumento de la recarga de las aguas subterráneas hacia las llanuras. Desde hace décadas, la región del Arco Seco ha estado sometida a un incesante proceso de deforestación, donde en las provincias de Herrera y Los Santos, los remanentes boscosos más importantes que existen en la actualidad están ubicados principalmente dentro de áreas silvestres protegidas. Es conocido que en la zona de recarga con bosques, la infiltración aumenta entre un 20 y un 40%, en dependencia del relieve, tipo de suelo, etc. Como se observa en las fotos adjuntas, existen
18 •••
Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
amplios territorios en la zona de recarga sin la forestación debida, lo que representa uno de los prin-
cipales problemas ambientales de la actualidad para garantizar la recarga acuífera.
Zona de recarga, provincia Coclé.
Zona de recarga, provincia Herrera.
Zona de recarga, provincia Los Santos.
Zona de recarga, provincia Veraguas.
La región del Arco Seco como cuenca hidrogeológica
5.
5.1. Formaciones de rocas en los cuales se infiltra el agua
Se presentan rocas sedimentarias, que se formaron durante millones de años, llenando las depresiones tectónicas formadas a pie de montaña.
Con relación a las edades de los complejos geológicos principales, cabe señalar que el corte geológico está representado por las formaciones del período Cretácico, hasta el Holoceno Reciente, y las formaciones se distribuyen entre períodos geológicos, según lo indicado en el cuadro 2.
Los depósitos más antiguos, encontrados en la región, son calizas y tobas (cenizas volcánicas consolidadas) de la formación Ocú del grupo Changuinola, presentes en las provincias de Herrera y Los Santos.
El análisis de las estructuras geomorfológicas y condiciones geológicas en el Arco Seco se basó en los conceptos estipulados en los estudios realizados6 anteriormente, incluyendo el mapa geológico (1:250,000) del Instituto Geográfico Nacional “Tommy Guardia”, los estudios geoeléctricos realizados, la documentación de los pozos perforados, y los perfiles geoeléctricos y geológicos elaborados. Para evitar una descripción geológica detallada, se resumen las formaciones geológicas y grupos, los cuales se presentan en el cuadro 2. Su descripción generalizada es la siguiente: 6
Ministerio de Salud (MINSA). Evaluación hidrogeológica de los acuíferos de la República de Panamá y recursos de las aguas subterráneas para el abastecimiento de agua de los asentamientos rurales. Panamá, 2003. Autoridad Nacional del Ambiente (ANAM). Delimitación de acuíferos y establecimiento de zonas de recarga, para identificar su vulnerabilidad y el desarrollo de una estrategia para su protección y conservación en el Arco Seco del país. Panamá, 2011. Ground Water Development Consultants, Ltd. y ECAISA. Estudio de aguas subterráneas para riego a base de pozos profundos en el Arco Seco de la República de Panamá. Panamá, 1986-1987. Tahal Consulting Engineers, Ltd. Estudios de factibilidad y diseños finales del proyecto Integral de riego para la exportación agrícola en la Región de Azuero del Arco Seco (Herrera y Los Santos). Panamá, 1997. Huntec Limited. Investigación aérea magneto-métrica y radio-métrica de la parte central de la República de Panamá. Toronto, Canadá, 1966. Mapas raster lluvia: ETP, temperatura, escorrentía anual. Mapas imágenes, ETESA, Panamá, 2010.
Posteriormente, durante el período Terceario, se depositaron areniscas, tobas y lutitas, en algunos casos aglomerados. Estos depósitos son representados por las formaciones Tonosí, San Pedrito, Galiqué, Pesé, Macaracas y Santiago. Todos estos depósitos son poco o medio permeables y no permiten extraer grandes caudales, excepto los casos cuando el pozo presenta grietas y fracturas, que se deben a los procesos tectónicos; en este caso, el caudal de un pozo bien construido, puede superar los 100 galones/minuto. Los depósitos aluviales recientes, representados por las formaciones Río Hato y Las Lajas, en muchos casos contienen gravas, arenas y conglomerados, que forman el acuífero más permeable (donde están saturados) y permiten obtener buenos caudales con pozos poco profundos. Dentro de las rocas volcánicas, las más importantes son las rocas andesíticas; las más antiguas son rocas de la formación Playa Venado, de la edad cretácica, que se presentan ampliamente en las provincias de Herrera y Los Santos. De gran importancia son las lavas andesíticas de la edad terciaria del grupo Cañazas (similares a las encontradas en Costa Rica), presentes en varias formaciones (Tucué, Cañazas y Virigua), que tienen
Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
20 •••
Cuadro 2. Formaciones geológicas del Arco Seco
Período
Grupo
Formación
Índice
Edad
Descripción
Cuaternario
Aguadulce
Las Lajas
QR-Ala
Reciente
Río Hato
QR-Aha
(Holoceno)
Aluviones, sedimentos, corales, arenas. Conglomerados, areniscas, tobas, lutitas.
Terceario
San Pedrito
San Pedrito
TM-SP
Mioceno
Tobas y aglomerados.
Terceario
Senosrí
Galique
TO-SEga
Oligoceno
Areniscas, lutitas, limolitas, tobas.
Terceario
Tonosí
Tonosí
TEO-TO
Eoceno
Areniscas, lutitas, tobas.
Terceario
Macaracas
Pesé
TO-MACpe
Oligoceno
Areniscas, tobas, calizas.
C. Picacho
QPS-P
Reciente
Basaltos/andesita, conglomerados, aluviones coluviones, lodolitos.
Cuaternario
(Holoceno) Terceario
El Valle
TMPL-VA
Plioceno
Dacitas, brechas, ignibritas, tobas.
Terceario
Santiago
TM-SA
Mioceno
Areniscas, conglomerados.
Terceario
San Pedrito
Boró
TM-SPb
Mioceno
Andesitas, basaltos, brechas, arenas, lutitas, conglomerados.
Terceario
La Yeguada
La Yeguada Bale El Encanto
TM-Y TM-Yba TM-Yen
Mioceno
Dacitas, ignibritas, tobas, riolitas.
Terceario
Macaracas
Macaracas
TO-MAC
Oligoceno
Areniscas, tobas.
Secundario
Changuinola
Ocú
K-CHAo
Cretácico
Calizas, tobas.
Cuaternario
Cerro Viejo
PL/PS-SV
Pleistoceno
Basaltos, andesitas, basaltos postignibritas.
Terceario
Soná
TEO-SO
Oligoceno
Lavas andesíticas, aglomerados, tobas.
Tucué
TM-Catu
Mioceno
Cañazas
TM-CA
Virigua
TM-Cavi
Lavas andesíticas, basaltos, tobas, brechas. Lavas y tobas (en el perfil 5 no se encontraron las lavas). Lavas andesíticas, basaltos, tobas, brechas.
Playa Venado
K-VE
Cretácico
Basaltos, lavas.
Terceario
Secundario
Cañazas
Playa Venado
Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
••• 21
Cuadro 2. (continuación)
Período
Grupo
Formación
Índice
Edad
Descripción
Terceario
Valle Riquito
TEO-RÍQ
Eoceno
Cuarzodioritas y gabros.
Secundario
Loma Montuoso
K-LM
Cretácico
Cuarzodioritas, gabros, granodioritas.
Fuente: Autoridad Nacional del Ambiente.
amplio desarrollo en las provincias Coclé y Veraguas. Las lavas andesíticas y aglomerados de la formación Soná se encuentran en la parte suroccidental de la provincia de Veraguas. Dentro de las rocas más recientes, las lavas andesíticas y otras rocas ígneas están representadas en las formaciones Boró (en la provincia de Veraguas) y Cerro Viejo (áreas limitadas de las provincias de Coclé y Veraguas). En el Arco Seco, también están presentes otras rocas ígneas (dacitas y basaltos) y sus productos secundarios (brechas y ignibritas), que se encuentran en las formaciones del grupo La Yeguada (El Encanto, La Yeguada y Bale) que se encuentra en el norte de Coclé y Veraguas; así como en la formación de El Valle, en la parte nororiental de la provincia Coclé.
5.2. Acuíferos existentes y flujos de las aguas subterráneas En la región del Arco Seco, está bien estudiada y documentada la explotación del primer acuífero, el cual también es denominado acuífero freático, ubicado debajo de la superficie de la tierra. La mayoría de los pozos perforados están a profundidades que varían entre 100 y 150 pies; donde, en la gran mayoría de los mismos, se explota el acuífero libre. Este acuífero se describe en la figura 3 (línea verde oscura), y abarca todo el territorio abajo de la zona
de recarga de la cordillera en el Norte; la línea verde más clara, indica el límite del mismo acuífero, abajo de la zona de recarga en las montañas bajas en el Sur. Se reportaron más de 2,100 pozos, donde el caudal promedio es bastante bajo, solamente 50.9 galones/minuto o 3.27 litros/segundo. En algunos casos, pueden aparecer pozos fallidos, cuando se perfora las rocas poco permeables, sin fracturas y grietas. El análisis de los pozos perforados demuestra que, al principio, se pueden distinguir dos zonas para el primer acuífero: una de permeabilidad baja y otra de permeabilidad media. La permeabilidad baja, generalmente, corresponde a las formaciones San Pedrito, Galiqué, Tonosí y Pesé. Cabe señalar que esta división es relativa, ya que el caudal del pozo, en muchos casos, depende del grado de fracturación de la roca y de la calidad de la construcción. En todo caso, en las áreas de estas formaciones, los pozos son mayormente de bajo caudal, por abajo del promedio arriba mencionado. Los acuíferos profundos se encuentran en condiciones confinadas y son los que se encuentran a mayor profundidad, y se llaman así por encontrarse entre dos capas impermeables (en la mayoría de los casos). Es desde este acuífero, donde debemos captar agua para consumo, debido a que se encuentra lejos de los riesgos de contaminación; pero si solo nos basamos en estudios geof ísicos, su presencia es hipotética, pues se requiere de perforación para corroborar su existencia.
22 •••
Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
Se supone que el segundo acuífero está desarrollado en las rocas volcánicas andesíticas terciarias (generalmente de las formaciones del grupo Cañazas), similares a las que explotan en Costa Rica. La figura 3 muestra estas áreas, delimitadas en contornos rojos. Figura 3. Acuíferos de la región del Arco Seco
Cabe señalar que, a diferencia del segundo acuífero, donde existen ejemplos similares en otros países, no se ha encontrado la explotación en rocas similares. Sin embargo, los estudios geof ísicos demuestran la posibilidad de presencia de acuíferos en estas rocas volcánicas. El área con esta perspectiva se muestra en la figura 3, con el contorno azul oscuro, que abarca una amplia área entre Cabuya, París, Parita, Chitré, Los Santos, Guararé, Podrí y Macaracas. Los acuíferos se muestran en intervalos, generalmente, entre 40 y 350 metros. El flujo subterráneo es muy complicado en el Arco Seco, debido a la influencia del relieve y de procesos tectónicos antiguos. El flujo subterráneo directo (flujo directo desde la montaña hacía base del escurrimiento) se encuentra solamente en la provincia de Coclé y en el norte de la provincia de Veraguas. Las direcciones del flujo subterráneo se muestran en la figura 3, mediante flechas verdes.
Fuente: Autoridad Nacional del Ambiente.
En la parte occidental de Veraguas, en atención a las pruebas geofísicas realizadas, se encontraron zonas con posibilidades acuíferas en el medio fracturado profundo en la zona de Las Palmas, en las áreas relativamente altas; estas características corresponden a los contornos cerca de La Mesa y San Francisco. Según los resultados de los estudios, aparentemente, la mayor perspectiva del uso del acuífero profundo para obtener mayores caudales es en la provincia Coclé, entre Penonomé, Olá, Natá y El Roble. El acuífero se encuentra en diferentes intervalos, generalmente, entre 40 y 300 metros. El tercer acuífero fue encontrado, con base en los mismos estudios geof ísicos, en las rocas volcánicas de más antigua formación cretácica: Playa Venado.
En la provincia de Herrera, el flujo se dirige hacia el Oriente, hacia la bahía de Parita; y hacia este mismo lado, se dirige el flujo en la parte oriental de la provincia de Los Santos. Los cerros bajos dividen el flujo hacia esa misma dirección y hacia el golfo de Montijo. En el occidente de Veraguas, el flujo se dirige hacia el golfo de Montijo. Para evaluar el flujo de las aguas subterráneas, se calcula su caudal con el uso de la fórmula: qº = 1000*T*I, (1)
Donde: qº = Caudal del flujo de las aguas subterráneas en el frente de 1 km. T = La transmisibilidad. I = Gradiente del flujo:
I = ΔH/L, (2)
Donde: ΔH es la diferencia en las altitudes de los niveles de las aguas subterráneas en la distancia L.
Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
Por no tener las pruebas de bombeo con la observación del régimen no estacionario (excepto una prueba de la empresa Tahal Consulting), se evalúo en forma aproximada el valor T de las pruebas de bombeo, sin observar el régimen no estacionario. Se omite aquí el análisis del flujo radial hacía el pozo unitario. Partiendo de los valores reales para R (radio de influencia) de 300-500 m y r=0.1-0.2 m (radio del pozo), se puede estimar en forma muy aproximada:
••• 23
Cuadro 3. Resultados de pruebas de bombeo
Provincia
Cantidad de pruebas
Valor promedio (q, m³/día)
Coclé
51
19
Herrera
63
17
Los Santos
147
20
Veraguas
224
16
Total
485
Fuente: Autoridad Nacional del Ambiente.
~ (1.15...1.25) T, q = Q/ΔH. (3) q=
Los valores aproximados de la transmisibilidad, obtenidos para los cálculos estimados del flujo de las aguas subterráneas, se presentan en el cuadro 4.
Donde: Q es el caudal del pozo en m³/día y ΔH es el abatimiento de nivel.
Después de eliminar los datos incompletos, confusos y dudables, los resultados generalizados de esta evaluación se reflejan en el cuadro 3.
Las distancias (L) y las gradientes del flujo (I) para los cálculos del caudal de la franja B, se determinaron con base en las isolíneas piezométricas, los resultados se presentan en el cuadro 4.
Cuadro 4. Cálculos del flujo subterráneo Provincia
Tramo
ΔH
L (metros)
I
B (metros)
T (m2/día)
Q (l/s)
COCLÉ
1 2 3 4
40 30 40 50
10,200 9,200 11,100 12,900
0.003922 0.003261 0.003604 0.003876
24,500 11,000 34,500 18,000 88,000
15 15 15 15
1,441 538 1,865 1,047 4,891
Total Flujo unitario en 1 km HERRERA
56 1 2
60 70
9,900 4,500
0.006061 0.015556
Total Flujo unitario en 1 km LOS SANTOS
Total Flujo unitario en 1 km
24,000 9,200 33,200
14 10
2,036 1,431 3,467 104
1 2 3 4
60 60 60 50
6,500 4,600 6,300 5,600
0.009231 0.013043 0.009524 0.008929
19,200 14,400 21,800 16,400 71,800
16 16 16 16
2,836 3,005 3,322 2,343 11,506 160
Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
24 •••
Cuadro 4. (continuación) Provincia
Tramo
ΔH
L (metros)
I
B (metros)
T (m2/día)
Q (l/s)
VERAGUAS
1 2 3
40 70 40
4,840 8,350 5,380
0.008264 0.008383 0.007435
12,800 26,300 13,500 52,600
13 13 13
1,375 2,866 1,305 5,546
Total Flujo unitario en 1 km
105
TOTAL ARCO SECO Flujo unitario a 1 km ∆H: Diferencia de nivel entre líneas piezométricas, en metros. L: Distancia entre las mismas líneas piezométricas, en metros. I: Gradiente del flujo subterráneo.
245,600
25,410 103
B: Franja para la cual se calcula el caudal del flujo subterráneo. T: Transmisibilidad del acuífero, en m²/día. Q: Caudal del flujo subterráneo, en l/s.
Fuente: Autoridad Nacional del Ambiente.
El valor del caudal total que fluye en la región del Arco Seco, según cálculos conservadores, está alrededor de 25.4 m³/s, lo que permite suponer que deben existir acuíferos profundos por los cuales transita este caudal hacia el mar. En base al análisis del balance de las aguas subterráneas, se estimó el flujo al mar a nivel de 20 m³/s que, además de la evaluación anterior, demuestra la presencia del considerable flujo subterráneo, probablemente por la presencia de acuíferos profundos.
Cuadro 5. Pozos de agua construidos en la región del Arco Seco Provincias
Antes de 2002
2002-2010
Total
Los Santos
464
715
1,179
Herrera
221
653
874
Veraguas
306
503
809
Coclé
248
266
514
Total
1,239
2,137
3,376
Fuente: Autoridad Nacional del Ambiente.
5.3. Pozos construidos y cuanto agua se explota La construcción de pozos de agua en la región del Arco Seco se desarrolla a una velocidad muy rápida, lo cual se puede observar en el cuadro 5, que resume la cantidad de pozos construidos por provincia, entre los años 2002 y 2010. Se observa que la cantidad de pozos construidos del año 2002 al 2010, prácticamente se triplicó.
Para estudiar y evaluar el comportamiento de los niveles del agua subterránea, con el fin de evitar la disminución de las reservas por la explotación concentrada y garantizar a futuro la calidad de las aguas subterráneas, se requiere el establecimiento de una red piezométrica de pozos en la región del Arco Seco, ya que en esta región no existen mediciones sistemáticas del comportamiento del nivel freático de las aguas subterráneas y, como resultado, es imposible conocer el régimen del nivel freático como herramienta de planificación para la conservación de las aguas subterráneas.
Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
La información de niveles estáticos, para un mismo lugar, a veces puede presentar diferencias de hasta 10 veces. Según referencias de ingenieros y perforadores locales, el nivel freático de las aguas subterráneas bajó; pero a qué grado, no se pudo determinar.
de nuevos pozos en estos sitios; solamente, realizar la reposición de los pozos ya construidos, y que por ciertas razones ya no pueden ser explotados. Cuadro 7. Explotación de aguas subterráneas por provincia Provincia
Los datos comparativos de la explotación de las aguas subterráneas, para los años 2002 y 2010, en las cuatro provincias del Arco Seco, se presentan en el cuadro 6, con la aplicación de un coeficiente aproximado de 1.3. Este coeficiente se aplica basado en consultas con ingenieros del MINSA, IDAAN, MIDA y perforadores, que evalúan, en un 30%, los pozos de agua perforados que no están registrados. Cuadro 6. Explotación de aguas subterráneas por zonas (m³/d) Zona de explotación
2002
2010
Zona de recarga
650
1,348
Zona de tránsito
201,123
374,992
Zona de descarga
205,949
344,798
Total
407,722
719,301
Analizando los caudales de los pozos indicados, se pudo corroborar, para varios sitios, que la explotación aumentaba con el tiempo. Los sitios de mayor concentración de explotación se presentan en el cuadro 8. De mantenerse este ritmo de explotación, la mejor recomendación sería no autorizar la construcción
90,482
Herrera
197,662
Veraguas
142,106
Los Santos
289,051
Total
719,301
Fuente: Autoridad Nacional del Ambiente.
Cuadro 8. Explotación de aguas subterráneas concentrada Provincia
Sitio
Caudal (gal./min)
Herrera
París Parita Chitré Pesé Ocú
718 1,375 721 870 830
Coclé
En el cuadro 7, se presenta la distribución del caudal explotado entre provincias, en m³/d.
Caudal explotado (m3/d)
Coclé
Fuente: Autoridad Nacional del Ambiente.
Con base en los resultados presentados, se puede afirmar que la explotación aumentó considerablemente, aunque la diferencia es menor que la cantidad de pozos, lo que significa que la productividad de los mismos bajo.
••• 25
Los Santos Veraguas
Antón Aguadulce
667 517
Santo Domingo Pedasí
1,475 632
La Candelaria La Raya de Santa María
1,177 789
Fuente: Autoridad Nacional del Ambiente.
Cabe señalar que el análisis de caudales de los pozos demuestra que, en el mismo sitio, el rendimiento de los pozos es muy diferente. En particular, en el caso de París, el caudal varía entre 5 y 100 galones/minuto; en Parita, entre 5 y 150 galones/minuto; en Chitré, entre 8 y 100 galones/minuto; en Pesé, entre 1 y 150 galones/minuto; en Santo Domingo, entre 7 y 150 galones/minuto, etc. Esta diferencia tan considerable se debe, en algunos casos, al cambio de la composición litológica de las rocas, pero también a la calidad de construcción. La defi-
26 •••
Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
ciencia en la construcción puede considerarse como el resultado de varios factores, en particular, la perforación sin previo estudio geoeléctrico, diseño no adecuado, calidad de rejilla, ejecución de entubado, empaque de grava, limpieza del pozo, etc. Lamentablemente, no existe un manual para la construcción de pozos a nivel del país, que sirva de referencia para las empresas e instituciones que se dedican al alumbramiento de estos, que permita con indicaciones para las diferentes estructuras geológicas del terreno.
5.4. Posibilidad de explotar las aguas profundas Debido a serios problemas del suministro de agua en la región del Arco Seco, la búsqueda de nuevas fuentes subterráneas no explotadas tiene gran importancia para la región y se requiere invertir en esfuerzos técnicos (perforaciones profundas) y económicos (recursos para realizarlas) para identificar el potencial no explotado, y los acuíferos profundos. La posibilidad de identificar acuíferos profundos se evalúo mediante estudios geof ísicos denominados “sondeos eléctricos verticales” (SEV), realizados dentro del estudio desarrollado para la ANAM7. De acuerdo al estudio preparado para el MINSA en el año 20038, se efectuaron en total 45 sondeos en los siete cortes (perfiles), hasta una profundidad 200 m. Este estudio corroboró la posibilidad de la presencia de acuíferos profundos. En total, en el año 2010, se elaboraron 100 SEV, hasta una profundidad de 300 a 400 metros, ubicados en doce cortes (perfiles). Estos cortes fueron ubicados como se muestra en el cuadro 9. El método de SEV utilizado, fue el de la “configuración Schlumberger” –el cual se describe en la figura 4–, y consiste en obtener un corte geoeléctrico 7 8
MINSA. 2003. Ob. cit. ANAM. 2011. Ob. cit.
a partir de la curva de resistividad aparente. De acuerdo a lo indicado en esta figura, en una estación se instalan los electrodos AB en diferentes distancias, se conecta la fuente de electricidad a estos electrodos, y se mide en los electrodos MN. Cuadro 9. Estaciones SEV, 2010 No.
Provincia
Cortes
Estaciones SEV
1
Veraguas
4
30
2
Coclé
3
24
3
Los Santos
3
23
4
Herrera
2 (más 1 adicional)
23
Total
12
100
Fuente: Autoridad Nacional del Ambiente.
Figura 4. Esquema del método SEV
Fuente: Nómadas de Centroamérica.
A mayor distancia, se abarca mayor profundidad; y, posteriormente, mediante un programa de cómputo especial, se determinan los intervalos de los estratos con los diferentes valores de resistividad eléctrica. La profundidad Z puede ser diferente, depende del carácter y secuencia de los estratos pero, en un principio, se puede considerar que Z=0.3 AB; es decir, para estudiar 300 m, la distancia de AB debe llegar a 1,000 m de recta, que no es fácil en las condiciones de terreno que presenta la región del Arco Seco.
Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
La experiencia de estudios geoeléctricos (SEV) en varios países, incluyendo Colombia y Costa Rica, entre otros, demuestra las siguientes características geoeléctricas para diferentes estratos: R < 50 ohm.m: La resistividad de los estratos es poco
permeable, tobas, areniscas, etc.; en algunos casos, pueden ser rocas fuertemente meteorizadas.
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Sin embargo, hay que tener en cuenta, que el método de estudios geoeléctricos SEV es indirecto, y la presencia de acuíferos profundos debe ser confirmada mediante la perforación, registros del pozo, ampliación con el entubado y la prueba de bombeo. Figura 5. Extracto de los cortes 9 y 10
50 < R 350 ohm.m:
R > 1,000 ohm.m:
Representa rocas intrusivas sin
acuíferos. En todos los casos, se tienen en cuenta los estratos saturados. Con base en los estudios realizados, los intervalos de los valores R entre 100 a 350 ohm.m, y en algunos casos entre 50 a 100 ohm.m, se consideraron como probable acuífero. Como ejemplo, los estratos con las características mencionadas se presentan en los extractos de los cortes 9 y 10 (figura 5), con mayor posibilidad de encontrar probable acuífero. En particular, el extracto del corte 10, ubicado en la provincia de Coclé, demuestra mayor presencia de rocas volcánicas del grupo Cañazas, que representa un segundo probable acuífero. En el extracto del corte 9, ubicado en la provincia de Los Santos, se nota una amplia presencia de rocas volcánicas de la formación Playa Venado, que representa un probable tercer acuífero. Ambos probables acuíferos se muestran en la figura 3 (pag. 22) y son presentados en el punto 5.2 (pag. 21).
Fuente: Autoridad Nacional del Ambiente.
Cabe señalar que, en otras regiones, existe la experiencia de explotar los acuíferos profundos en las rocas volcánicas. Para no buscar los ejemplos lejanos, podemos mencionar el Valle Central en Costa Rica. Los datos de pozos perforados en rocas volcánicas del acuífero Colima Inferior, similares a las rocas volcánicas del Arco Seco, se presentan en el cuadro 10.
Las aguas subterráneas de la región del Arco Seco y la importancia de su conservación
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Cuadro 10. Ejemplos de pozos de agua, Costa Rica No.
Pozo
Profundidad (metros)
Caudal (l/s)
1
BA-734
275
50
2
BA-618
350
66
3
AB-1132
245
72
4
AB-1875
245
60
5
AB-1670
245
54
6
BA-643
225
100
Fuente: Nómadas de Centroamérica.
Estos ejemplos demuestran que los pozos profundos pueden presentar buenos rendimientos; en particular, en la mayor parte de la provincia de Heredia, se abastecen con aguas subterráneas profundas de buena calidad.
6.
Calidad de las aguas y medidas de purificación 6.1. Análisis isotópico Antes de iniciar el análisis de la calidad de las aguas es importante conocer que la utilidad de los isótopos estables, como herramienta hidrogeológica, radica en que permite evaluar la procedencia de las aguas subterráneas y ayuda en el análisis de los problemas de contaminación. Dentro del estudio de caracterización de acuíferos, se analizó la procedencia del agua en la parte baja de la zona de tránsito y en la zona de descarga, lo cual es importante para determinar de dónde se alimentan o recargan las aguas subterráneas; y si este proceso resulta contaminado, se deben aplicar medidas de purificación. La aplicación de técnicas isotópicas, en la región del Arco Seco, ha permitido valorar los siguientes aspectos: La medida de los isótopos estables (deuterio y 18 O) del agua, con la finalidad de identificar la procedencia de la recarga del acuífero y, en particular, si existe la influencia de la recarga regional desde las áreas altas. La medida del tritio (3H) de origen termonuclear, para obtener información sobre la edad radiométrica del agua del acuífero. Para obtener las referencias, se aplicaron los datos de la estación Howard, que existía en la antigua Zona del Canal de Panamá. El cuadro 11 presenta los valores de referencia aproximados9. Según los valores del cuadro, se observa que los contenidos de tritio en las muestras de precipitación de la zona, y en el período de estudio (2010), deben estar en el rango de 3 UT (unidades de tritio) 9
ANAM. 2011. Ob. cit.
o menos; por lo tanto, se deduce que, en el caso de los contenidos similares a estos valores en las aguas subterráneas, la presencia de tritio demuestra que las aguas son recientes.
Cuadro 11. Referencias de tritio, oxígeno-18 y deuterio, estación Howard Parámetro
Valor
Tritio (UT 1985)
3.5
Oxigeno-18 (o/oo) Año Período seco Período húmedo
-4.7 -1.4 -5.8
Deuterio (o/oo) Año Período seco Período húmedo
-29 -5 -37
Fuente: Estación Howard, Área del Canal de Panamá.
Las muestras de agua subterránea, dentro del estudio de caracterización de acuíferos para la región del Arco Seco, fueron enviadas al Laboratorio Waterloo (Canadá) para evaluar tritio, oxígeno-18 y deuterio. Las características químicas de las muestras se presentan en el cuadro 12. El análisis más importante corresponde a los vínculos con los valores de oxígeno-18 y deuterio, que permiten evaluar la procedencia de las aguas subterráneas. Los resultados se presentan en el cuadro 13.
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Comparando los resultados promedios del agua de precipitación (δ18O: -11.18 ‰ y δ2H: -91.06 ‰) con el agua captada en otros puntos (δ18O: -7.16‰ y δ2H: -48.54‰), se nota que las mismas son bastantes diferentes, indicando la presencia de un factor de enriquecimiento isotópico de las aguas subterráneas; esto se corroboró por la ubicación de los puntos de muestreo en una zona de alta evaporación y con bastante influencia de vientos procedentes del mar.
Entre las particularidades de los puntos de muestreo de los isótopos, hay que mencionar que algunas muestras fueron captadas en el acuífero formado sobre las rocas cretácicas (puntos 44B, 49B, 50B, 52B y 72B) cuyos resultados están en el rango entre -6.85‰ y -7.72‰ para δ2H; y -49.40‰ y -53.14‰ para δ18O, los cuales reflejan un mismo y reciente origen, a la vez que un proceso de infiltración bastante efectivo. Cuadro 12. Composición química de las muestras isotópicas Elemento
Unidad
Límite
44B
49B
50B
52B
69B
72B
76B
93B
94B
pH
U
6.5-8.5
7.95
7.21
8.05
7.45
6.91
6.90
8.54
7.66
7.32
ST
mg/l
500
506.00
572.00
320.00
478.00
532.00
420.00
276.00
582.00
216.00
CaCO3
mg/l
120
248.00
292.00
186.00
250.00
335.00
245.00
101.50
74.50
56.50
HCO3
mg/l
50
248.00
292.00
186.00
250.00
335.00
245.00
101.50
83.50
74.50
CO3
mg/l
-
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
mg/l
-
64.30
58.30
34.61
61.90
71.6.
55.50
26.16
18.91
17.70
Mg2+
mg/l
-
32.60
50.30
22.36
20.20
20.0.
31.90
11.95
18.78
6.83
Cl -
mg/l
250
41.70
17.30
12.91
15.40
51.6.
24.30
6.45
11.92
11.40
Na+
mg/l
200
27.00
11.20
8.36
9.98
33.5.
15.70
4.18
7.72
7.40
+
K
mg/l
-
0.75
0.48
0.89
0.45
0.78
0.65
0.574
0.77
0.51
SO42-
mg/l
250
6.19
66.60