Caso de Estudio Colombia

Monitoreo de la zona no saturada y aguas subterráneas en áreas

de aplicación de vinazas Valle del Cauca- Colombia

G.I. Páez*

Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca –Colombia,

L. Candela*

Universidad Politécnica de Catalunya Barcelona, España

CONTENIDO

• Contexto Regional

• Localización de las parcelas

• Caracterización geológica e hidrogeológica regional y detallada.

• Diseño de las parcelas de investigación

• Muestreo detallado de suelos: análisis fisicoquímicos

• Diseño de la red de Monitoreo e instrumentación

• Balance Hídrico

• Construcción de pozos de monitoreo y piezómetros.

• Caracterización y aplicación de la vinaza.

• Monitoreo del suelo

• Monitoreo de zona no saturada y acuífero Calidad

• Criterios técnicos, con metodologías validadas como elemento base para la

reglamentación del uso almacenamiento y monitoreo de las vinazas e

implementación de los protocolos en el valle del Cauca.

Contexto Ambiental

En el valle geográfico de río Cauca, se construyeron cinco

destilerías, para la producción de 1.050x103 l/d que generan

como subproducto aproximadamente 2.500x103 l/d de vinaza

que se utiliza como fertilizante o acondicionadores en los

suelos en el cultivo de caña de azúcar en 220 has .

La vinaza se caracteriza por ser el constituyente principal la

materia orgánica, básicamente en forma de ácidos orgánicos y

en menor cantidad, K, Ca, Mg, y SO4, bajo pH, con

características corrosivas y demanda biológica de oxígeno

(DBO entre 300.000 a 62.400 mg/l),

El acuífero es intensamente aprovechado para el riego en

130.000 ha, el uso de 350 industrias y el abastecimiento

público de 1'.000.000 de habitantes, que equivalen

aproximadamente a un tercio de la población del Valle del

Cauca

El objetivo de este estudio es caracterizar la posible

vulnerabilidad del acuífero a la aplicación de estas vinazas a

partir de la investigación insitu de la zona no saturada y

establecer los patrones de flujo y el monitoreo de la calidad del

agua.

Establecer los criterios tecnicos con metodologias validadas

para para la evaluaciòn y monitoreo sobre el Uso, Manejo,

Aplicación, Almacenamiento de las Vinazas, e implementar los

protocolos en el área de jurisdicción de la Corporación

Autónoma Regional del Valle del Cauca – CVC”.Aplicación vinaza

Ubicación destilerias

CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA REGIONAL

• Valle intramontano

• Temperatura Anual´: 24o C.

• Precipitación aprox-1200-1400 mm/año).

• Acuífero aluvial multicapa, semiconfinado

y confinados

• Niveles freáticos altos.

Aproximadamente 1 y 3 m.

• El volumen total de reservas es de 40.000

Mm3, con una recarga anual natural

estimada de 350 Mm3, ocurre

principalmente en las partes altas de los

conos aluviales

• El rendimiento pozos está alrededor de

120 lps

• El 50% del área vulnerabilidad intrínseca de

alta a extrema a la contaminación

MUESTREO DE SUELOS ZONA NO SATURADA

METODOLOGÍA

•Caracterización geológica e hidrogeológica detallada.

•Diseño de las parcelas: Tratamientos de 1 ha (4 por cada parcela de investigación).

Muestreo detallado de suelos: análisis fisicoquímicos, 0-10, 10-20, 20-30, 30-60 y 60-

90 cm.

• Curvas de retención de humedad a diferentes profundidades: 0-10, 10-20, 20-30, 30-

60 y 60-90 cm.

•Sondeos de inducción electromagnética Línea Base y monitoreo de conductividad

eléctrica

• Diseño de la red de Monitoreo : 15 pozos de monitoreo de la calidad y 30

piezómetros para medición de niveles

•Construcción de pozos de monitoreo y piezómetros. 15 pozos y 30 piezómetros

•Caracterización Vinaza de lo que se aplica al campo: Frecuencia dos veces al año (

Periodo lluvioso y periodo seco)

•Monitoreo del suelo : Frecuencia Anual después de cada corte

•Monitoreo de la zona no saturada e instrumentación : Instalación de tensiómetros

se realiza la lectura diaria

• Minitoreo calidad ZNS: lisímetros de succión época de lluvia o después del riego

• Monitoreo del acuífero seguimiento a la calidad se realiza dos veces al año

• Interpretación de resultados

•Validación de metodologías, simulaciones del flujo y trasporte de Nitrógeno Hydrus.

• Criterios técnicos como base para la reglamentación y implementación de los

protocolos establecidos

LOCALIZACION ZONA DE ESTUDIO

DISEÑO DE LAS PARCELAS DE INVESTIGACIÓN

• Diseño de las parcelas: Tratamientos de 1 ha (4 Has por cada parcela de

investigación).

•Criterios selección de sitios : suelos homogéneos Granulometría, estratigrafía

•Vulnerabilidad intrínseca del acuífero.

•Tipos de suelos más representativos del valle del Cauca.

•Dirección del Flujo Regional

•Dosis: 0, 90, 180 y 270 kg de K2O/ha, equivalentes a volúmenes entre 6 y 24

m3/ha de vinaza. Concentración de vinaza 20% y 55% de sólidos totales,

mezclada con urea al 46% como fuente de N y K.

CARACTERIZACION ZONA NO SATURADA E INSTRUMENTACION

•Instalación de 17 tensiómetros y 21

lisímetros de succión para el monitoreo

del flujo y la calidad del agua en el

suelo 30-60- 90, 120 y 150 cm.

• El tensiómetro permite determinar

indirectamente: humedad volumétrica,

conductividad hidráulica y variaciones

de dirección de flujo ZNS. obtenidos de

la curva de retención mediante el

modelo de Van Genuchten•El lisímetro: calidad del agua en la

zona no saturada del suelo .

INSTRUMENTACIÓN DE LAS PARCELAS DE INVESTIGACIÓN

CARACTERIZACION ZONA NO SATURADA

• Establecer línea base y hacer

monitoreo a través del tiempo de la

conductividad eléctrica en la zona No

saturada y saturada hasta una

profundidad de 7.5 m, después de cada

corte de caña.

SONDEOS DE INDUCCIÓN

ELECTROMAGNETICA

CARACTERIZACION ZONA NO SATURADA RESULTADOS INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

HDA EL ALIZAL- AÑO 2008CORPORACIÓN AUTÓNOM A

REGIONAL DEL V ALLE DEL CAUCA

DIRECCIÓN TÉCNICA AMBIENTAL

GRUPO RE CURSOS H ÍDRICOS

PROYEC TO 1556:" DETERMINACIÓN DE LOS

EFEC TOS DE L A APLIC AC IÓN

DE VINAZAS EN LAS ZON AS NO SATUR ADAS Y

SATU RADAS SOBR E LAS

PROPIED AD ES FÍSICO-QU ÍMICAS

DE SU EL OS, AGUAS SUPERFICIAL ES

Y AGUAS SU BTERRÁNEAS Y D EF INICIÓN DE

PROTOCOLOS DE MANEJO

SOSTENIB LE EN EL VALL E DEL CAUCA"

SONDEO DE INDUC CIÓ N E LE CTR OMAGNÉ TIC A

FECHA SON DE O ABR IL 21/ 200 8

H ACIE ND A ALI ZAL

SU ER TE 20 8

M U NI CIP IO D E EL C ER RI TO

I NGE NIO PROVIDEN CIA S.A

990.

750

991

.00

0

991.2

50

991.

500

991

.750

99 2

.000

99 2

. 25 0

991.

000

ZANJON

POSTES

1-8362 Has. 1-8726 Has.

208Z

208Z-4 208Z-5

0k O2

270k O2

180k O2 90k O2

1-8731 Has. 2-0333 Has.99

1.250

Torre EnergiaVCE-PM-23

VCE-PM-22

VCE-PM-21VCE-PM-24

N

EW

S

ELABORÓ: ING. JH ON ALEXANDER PRADA O.

REVISÓ: GEÓL. GLORIA ISABEL PÁEZ O.

FECHA: JUNIO DE 2008 FUENTE: CARTOGRAFÍA INGENIO

PLANO:

ARCHIVO:

ESCALA:

CONDUCTIV IDAD ELÉCTRICA

HORIZONTAL mS/m

1083100

1083100

1083200

1083200

1083300

1083300

1083400

1083400

1083500

1083500

891900 891900

892000 892000

892100 892100

892200 892200

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

COPORACIÓN AUTÓNOMA

REGIONAL DEL V ALLE DEL CAUCA

DIRECCIÓN TÉCNICA AMBIENTAL

GRUPO RE CURSOS H ÍDRICOS

PROYEC TO 1556:" DETERMINACIÓN DE LOS

EFEC TOS DE L A APLIC AC IÓN

DE VINAZAS EN LAS ZON AS NO SATUR ADAS Y

SATU RADAS SOBR E LAS

PROPIED AD ES FÍSICO-QU ÍMICAS

DE SU EL OS, AGUAS SUPERFICIAL ES

Y AGUAS SU BTERRÁNEAS Y D EF INICIÓN DE

PROTOCOLOS DE MANEJO

SOSTENIB LE EN EL VALL E DEL CAUCA"

SONDEO DE INDUC CIÓ N E LE CTR OMAGNÉ TIC A

FECHA SON DE O ABR IL 21/ 200 8

H ACIE ND A ALI ZAL

SU ER TE 20 8

M U NI CIP IO D E EL C ER RI TO

I NGE NIO PROVIDEN CIA S.A

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.00

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991

.750

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. 25 0

991.

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ZANJON

POSTES

1-8362 Has. 1-8726 Has.

208Z

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0k O2

270k O2

180k O2 90k O2

1-8731 Has. 2-0333 Has.99

1.250

Torre EnergiaVCE-PM-23

VCE-PM-22

VCE-PM-21VCE-PM-24

N

EW

S

ELABORÓ: ING. JH ON ALEXANDER PRADA O.

REVISÓ: GEÓL. GLORIA ISABEL PÁEZ O.

FECHA: JUNIO DE 2008 FUENTE: CARTOGRAFÍA INGENIO

PLANO:

ARCHIVO:

ESCALA:

CONDUCTIV IDAD ELÉCTRICA

VERTICAL mS/m

1083100

1083100

1083200

1083200

1083300

1083300

1083400

1083400

1083500

1083500

891900 891900

892000 892000

892100 892100

892200 892200

30

35

40

45

50

55

60

65

70

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80

85

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COPORACIÓN AUTÓNOMA

REGIONAL DEL V ALLE DEL CAUCA

DIRECCIÓN TÉCNICA AMBIENTAL

GRUPO RE CURSOS H ÍDRICOS

PROYEC TO 1556:" DETERMINACIÓN DE LOS

EFEC TOS DE L A APLIC AC IÓN

DE VINAZAS EN LAS ZON AS NO SATUR ADAS Y

SATU RADAS SOBR E LAS

PROPIED AD ES FÍSICO-QU ÍMICAS

DE SU EL OS, AGUAS SUPERFICIAL ES

Y AGUAS SU BTERRÁNEAS Y D EF INICIÓN DE

PROTOCOLOS DE MANEJO

SOSTENIB LE EN EL VALL E DEL CAUCA"

SONDEO DE INDUC CIÓ N E LE CTR OMAGNÉ TIC A

FECHA SON DE O ABR IL 21/ 200 8

H ACIE ND A ALI ZAL

SU ER TE 20 8

M U NI CIP IO D E EL C ER RI TO

I NGE NIO PROVIDEN CIA S.A

990.

750

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00

991.2

50

991.5

00

991.7

50

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.000

992

. 250

991.

000

ZANJON

POSTES

1-8362 Has. 1-8726 Has.

208Z

208Z-4 208Z-5

0k O2

270k O2

180k O2 90k O2

1-8731 Has. 2-0333 Has.99

1.25

0

Torre EnergiaVCE-PM-23

VCE-PM-22

VCE-PM-21VCE-PM-24

N

EW

S

ELABORÓ: ING. JH ON ALEXANDER PRADA O.

REVISÓ: GEÓL. GLORIA ISABEL PÁEZ O.

FECHA: JUNIO DE 2008 FUENTE: CARTOGRAFÍA INGENIO

PLANO:

ARCHIVO:

ESCALA:

CONDUCTIV IDAD ELÉCTRICA

VERTICAL mS/m

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1083100

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1083200

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1083300

1083400

1083400

1083500

1083500

891900 891900

892000 892000

892100 892100

892200 892200

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

Las mayores

conductividades se

encuentran hacia el

occidente

Rangos entre 70 – 90

microsiemens/cm

Con estos resultados se

optimizo la red de monitoreo

CONTROL DEL ACUIFERO

• En las Tres parcelas de investigación se

construyeron 30 piezómetros para control del

flujo y 15 pozos de monitoreo con

profundidades que oscilan entre 3 y 10 m, en

PVC de 4”

• La conductividad hidráulica del acuífero se

obtuvo a partir de pruebas de bombeo. o Test

Slug

• Para el resultado de los análisis de calidad

de la zona no saturada se calcularon los

valores medios obtenidos a las diferentes

profundidades (30, 60 y 90 cm).

• Frecuencia: La toma de la muestra se realiza

después de la lluvia o riego

• Con los resultados de los análisis del agua se

realizo el análisis geoestadistico y se analizo

su significancia en cuanto a la dosis y tipo de

tratamiento.

CARACTERIZACION Y APLICACIÓN DE VINAZAS EN LAS PARCELAS

7

ELEMENTOS ABUNDANTES EN

VINAZA55

Total: 9,17 % m/m bh

3,48

0,92

0,490,24

0,12 0,044

2,74

1,14

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

K Ca Mg Na Si Fe SO4 Cl

ELEMENTO

CO

NC

EN

TR

AC

ION

(%

m/m

)

8

ELEMENTOS ESCAZOS EN VINAZA55

Total: 0,01 % m/m bh

38,53

24,29

15,1812,83

10,98

3,741,79 0,41 0,13 0,00 0,00 0,00 0,00

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

Mn Cr Cu B Zn Cd Co As P Ni Se Pb Hg

ELEMENTO

CO

NC

EN

TR

AC

ION

(p

pm

)

Concentraciones altas Materia

Orgánica, sales Potasio K,

Sulfatos, Cloruros, Nitratos,

Calcio. Magnesio, Sodio.

Elementos escasos

Metales: Manganeso ,Cromo,

cobre Hierro, Zinc, No presenta

metales pesados.

PH- bajos, Sustancia ácida y corrosiva.

CARACTERIZACICARACTERIZACIÓÓN VINAZA CONCENTRADA 55%N VINAZA CONCENTRADA 55%

FUENTE SUCROMILES. 2008

CARACTERIZACIÓN VINAZAS VALLE DEL CAUCA MANUE L IT A MAY AG UE Z P R OVIDE NC IA

Parametros Un J ul-21-2008 J ul-21-2008 J ul-21-2008

Grados Brix % 48 13 12.03

pH unidad. 4,78 4,79 5,54

Temperatura °C 40,0 82,0 35,0

Solidos Totales mg ST/l 663964,0 146836,0 116720,0

Solidos Suspendidos mg SS/l 527350,0 43550,0 14000,0

Solidos Disueltos mg SD/l 136614 103286 102720

Demanda Qca. de Oxigeno mg O/l 960320,0 145835,0 121280,0

Dureza Total mg CaCO3/l 52396,0 13196,0 14796,0

Dureza Calcica mg CaCO3/l 26796,0 7996,0 7596,0

Dureza Magnesica mg CaCO3/l 25600,0 5200,0 7200,0

Calcio mg Ca/l 10718,40 3198,40 3038,40

Magnesio mg Mg/l 6144,00 1248,00 1728,00

Alcalinidad a la Fenol mg CaCO3/l 0,0 0,0 0,0

Alcalinidad Total mg CaCO3/l 6780,0 3440,0 2180,0

Carbonatos mg CaCO3/l 0,0 0,0 0,0

Bicarbonatos mg CaCO3/l 8271,6 4196,8 2659,6

Conductancia Especifica µS/cm 29860,0 27910,0 32430,0

Sulfatos mg SO4/l 33446,7 4258,6 6608,0

Fosfatos mg PO4/l 242 19,70 70

Nitrogeno Amoniacal mg N-NH3/l 393,68 45,22 73,15

Nitratos mg NO3/l * 272,00 *

Cloruros mg Cl/l 13250,00 2037,00 3707,00

Sodio Total mg Na/l 1560,25 221,60 286,80

Potasio Total mg K/l 93190,00 10317,50 12392,00

Manganeso mg Mn/l 29,30

Manganeso Total mg Mn/l --- 6,36 5,42

Hierro Total mg Fe/l 186,40 35,32 27,83

Fenoles mg Fenol/l 0,142 <0,026 0,034

Zinc Total mg Zn/l 14,30 1,81 1,42

Cromo Total mg Cr/l 25,42 0,40 0,33

Niquel Total mg Ni/l 5,40 0,75 1,14

Plomo Total mg Pb/l <0,06 <0,06 <0,06

C arac teris itic as

CARACTERIZACICARACTERIZACIÓÓN VINAZA VALLE DEL CAUCAN VINAZA VALLE DEL CAUCA

CURVAS DE RETENCIÓN HUMEDAD

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

20 30 40 50 60

Va

lor

de

Su

cció

n (

pF

)

% HV

CURVAS DE RETENCIÓN DE HUMEDAD PARCELA HDA SANTA LUCIA

10-20 cm 20-30 cm 30-60 cm

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

0 10 20 30 40 50 60

Va

lor

de

Su

cció

n (p

F)

% HV

CURVAS DE RETENCIÓN DE HUMEDAD PARCELA HDA REAL

0-10 cm 20-30 cm 30-60 cm 60-90 cm

Mayor retención:, por presentar

mayor % de arcillas entre 40-49%

en Hda Santa Lucia.

Se verificó que los sedimentos de

las parcelas Haciendas El Alizal,

Real, Zainera presentan una baja

capacidad de retención del agua en

el suelo.

VARIACIÓN PATRONES DE FLUJO SUELO (ZNS)HDAS REAL Y ZAINERA

0

10

20

30

40

50

60

70

7/10/08 28/1/09 21/5/09 11/9/09 2/1/10 25/4/10 16/8/10 7/12/10 30/3/11

Precipitación (mm)

-800

-700

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

7/10/08 28/1/09 21/5/09 11/9/09 2/1/10 25/4/10 16/8/10 7/12/10 30/3/11

Potencial Hidráulico (cm)

TENSIÓMETRO DE 30 cm TENSIÓMETRO DE 45 cm TENSIÓMETRO DE 60 cm

TENSIÓMETRO DE 90 cm TENSIÓMETRO DE 120 cm TENSIÓMETRO DE 150 cm

0

15

30

45

60

75

90

7/10/08 28/1/09 21/5/09 11/9/09 2/1/10 25/4/10 16/8/10 7/12/10 30/3/11

Precipitación (mm)

-800

-700

-600

-500

-400

-300

-200

-100

0

19/5/09 28/7/09 6/10/09 15/12/09 23/2/10 4/5/10 13/7/10 21/9/10 30/11/10 8/2/11 19/4/11

Potencial Hidráulico (cm)

TENSIÓMETRO DE 15 cm TENSIÓMETRO DE 30 cm TENSIÓMETRO DE 60 cm TENSIÓMETRO DE 90 cm

PATRONES DE FLUJO EN EL SUELO (ZNS)

Patrones de flujo ZNS: Existen dos patrones de flujo, el primero

durante los períodos secos (baja pluviosidad), donde ocurren flujos

ascendentes y el segundo durante los períodos de alta pluviosidad, con

flujos descendentes hacia el acuífero.

El primer patrón de flujo en el periodo junio-septiembre y enero-marzo,

se caracteriza por bajos valores de contenido de humedad volumétrica y

pequeños gradientes de potencial hidráulico con flujos ascendentes.

Los valores de flujo de agua tanto ascendente como descendente son

bajos.

En el periodo lluvioso (octubre-noviembre y abril-mayo), el contenido

volumétrico de agua es mayor, generando mayores gradientes de

potencial hidráulico entre las profundidades más superficiales,

aumentan los valores con flujos altos y descendentes hacia el acuífero.

En el ultimo año 2010 y 2011 se presenta saturación de los suelos en

prácticamente en la mayoría de las parcelas.

CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA ZNS Y ACUÍFERO

ENSAYOS DE CAMPO: CONDUCTIVIDAD

HIDRÁULICA ZS TEST SLUG

G ráfic a de h/h 0 vs tiempo

0,1

1,0

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00

T iempo (min)

va

lore

s d

e h

/h0

G ráfic a de h/h 0 vs tiempo

0,1

1,0

3,00 3,50 4,00 4,50 5,00

T iempo (min)

va

lore

s d

e h

/h0Parcela

Conductividad

Hidráulica Máxima

ZNS cm/día)

ACUIFERO

(cm/día)

El Alizal 50 1500

Real 52 2000

Santa

Lucia

60 600

Zainera90

2000

La conductividad (K) en ZNS presenta

una caída abrupta en varios órdenes de

magnitud

(la curva de retención mediante el

modelo de Van Genuchten)

La velocidad de las aguas

subterráneas en el área de mayor

vulnerabilidad se estimó

alrededor de los 60 y 50 cm/día.

RESULTADOS MONITOREO ACUIFERO

CORPORACIÓN AUTÓNOMA

REGIONAL DEL VALLE DEL CAUCA

DIRECCIÓN TÉCNICA AMBIENTAL

GRUPO RECURSOS HÍDRICOS

PROYECTO 1556:" DETERMINACIÓN DE LOS

EFECTOS DE LA APLICACIÓN

DE VINAZAS EN LAS ZONAS NO SATURADAS Y

SATURADAS SOBRE LAS

PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS

DE SUELOS, AGUAS SUPERFICIALES

Y AGUAS SUBTERRÁNEAS Y DEFINICIÓN DE

PROTOCOLOS DE MANEJO

SOSTENIBLE EN EL VALLE DEL CAUCA"

PIEZOMETRÍA

FECHA MEDICIÓN: Abril 04/2011

HACIENDA SANTA LUCÍA

SUERTES 6Z-8Z

MUNICIPIO DE EL CERRITO

INGENIO PROVIDENCIA S.A

CONVENCIONES

POZO DE MONITOREO#

ISOPIEZA

DIRECCIÓN FLUJO SUBTERRÁNEO

PIEZÓMETRO#

N

EW

S

ELABORÓ: ING. Jhon Alexander Prada O.

REVISÓ : GEÓL. Gloria Isabel Páez O.

FECHA: Ab ril d e 2011 FUENTE: Cartog rafía Ingenio

PL ANO:

AR CHIVO:

ESCAL A:

SISTEMA DE FLUJO SUBTERRÁNEO HACIENDA SANTA LUCÍA

MEDICIÓN PIEZÓMETROS

1014.251014.00

1013.75

Ste.8Z

1-3825 Has.

1-2493 Has.

8Z-2 8Z-1

1-1220 Has.0-8779 Has.

0-2089 Has.

8Z-58Z-6

2-2024 Has.

2-1692 Has.

6Z-1

6Z-2

6Z-3

6Z-4

1013.75

1016.500

Ste.6Z2-0035 Has.

1-8891 Has.

1015

.000

VCE-PM-16

VCE-PM-15

VCE-PM-17

VCE-PM-18VCE-PM-20 VCE-PM-19

VCE-PM-28

VCE-PM-29

VCE-PZ-01

VCE-PZ-02

VCE-PZ-03

VCE-PZ-04

VCE-PZ-05

VCE-PZ-06

1012.25

1012.00

1014. 00

1011.75

1014.25

1014. 50

1012. 50

1014

. 75

1015

.00

1013.75

1013.50

1013.25

101 3.00

1012. 7510

15.2

5

1011.50

1011. 25

Con la red de monitoreo de niveles medidos en piezómetros se

establece el sistema de flujo a nivel detallado en cada parcela

RESULTADOS MONITOREO COMPORTAMIENTO DEL ACUIFERO

DIRECCIÓN FLUJO SUBT. HDA ST. LUCIA

(VISTA AÉREA)

POZO

PIEZOMETRO

RESULTADOS ACUIFERO

Medición de niveles: frecuencia semanal

Se detectaron algunas fluctuaciones del nivel del orden de los 0.20 y

3.50 m, principalmente en los meses de octubre y noviembre

correspondientes a épocas de lluvias abundantes, estas precipitaciones

principalmente de los dos últimos años, provocaron una recarga

importante en el acuífero libre.

MONITOREO PRECITACION+IRRIGACIÓN VS NIVEL DEL AGUA

• Se pudo establecer la

respuesta del acuífero vs la

precipitación y el riego

•Se detectaron algunas

fluctuaciones del nivel del

orden de los 0.20 y 3.50 m,

principalmente en los meses de

octubre y noviembre

correspondientes a épocas de

lluvias abundantes, estas

precipitaciones principalmente

de los dos últimos años,

provocaron una recarga

importante en el acuífero libre.

CONTROL DEL ACUIFERO

la red de pozos de aguas subterráneas

Medición de Niveles estáticos de manera continua (27)

RESULTADOS ACUIFEROMONITOREO NIVEL FREATICOS VS PRECIPITACION

RESULTADOS ACUIFEROMonitoreo continuo comportamiento del acuífero entre Niveles de

extracción pozos profundos de producción Vs pozos

COMPORTAMIENTO DE LOS CONSTITUYENTES DE LA VINAZA EN LA ZONA NO SATURADA Y SATURADA

Debido a la limitación de el volumen de la

muestra en la ZNS se seleccionaron

principalmente conductividad eléctrica,

Calcio, Magnesio, Potasio y Nitratos y

Cloruros .

Los datos se interpretaron de forma

cualitativa efectuando comparaciones

entre las concentraciones observadas en

la vinaza y los valores encontrados en las

ZNS y ZS.

Las aguas de la ZNS y ZS se clasifican

cómo bicarbonatada cálcico-magnésico,

con una tendencia de mayores contenidos

de magnesio en la ZNS.

INTERPRETACIÓN EVOLUCIÓN DEL AGUA E HIDROGEOQUIMICA DIAGRAMAS PIPER

ZAINERA LA OLGA

RESULTADOS MONITOREO ACUIFERO ALIZAL

ANÁLISIS COMPARATIVOS DE LA CALIDAD DEL AGUA A TRAVÉS DEL TIEMPO

En cuanto a la calidad del agua de la ZS del acuífero comparando 2006

vs 2012 , se observa en algunas parcelas un incremento en las

concentraciones de calcio, Potasio, nitrógeno, nitratos, sulfatos,

manganeso y conductividad eléctrica.

VALIDACIÓN DE LA METODOLOGIA CALCULO DE LA RECARGA CON TRAZADORES

BROMURO)

Parcela de 3x 3 m

Cálculo de la masa del bromuro y Aplicación de

Lámina de riego de 10mm (10 l/m2)

Muestreo de suelos cada 10 cms hasta 1,20

metros

Monitoreo, de humedad del suelo para validación del balance

hídrico y la recarga de acuiferos en la simulación con hydrus

MONITOREO DE LA HUMEDAD DEL SUELO

SIMULACIÓN DATOS TENSIÓMETROS CON HYDRUS

GRAFICAS DE SIMULACION CON HYDRUS CONTENIDO DE HUMEDAD

• Hacienda Real – 2 capas de suelo= 0-30 y 30-90 cm

• 468 días de simulación

• Textura Franco arenosa Plantilla 1 – variedad 93-4418

• Con valores de Ksat diferentes

• 468 días de simulación

• Estación Meteorológica Rozo: Tmax, Tmin, Radiación, Viento

• Estación CVC Aeropuerto: Brillo Solar

• Precipitación: Pluviómetro Ingenio

0

50

100

150

200

250

0 100 200 300 400 500

Time [days]

Cum. Infiltration

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0 100 200 300 400 500

Time [days]

Observation Nodes: Water Content

-100

-80

-60

-40

-20

0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Theta [-]

Profile Information: Water Content

De acuerdo con los resultados obtenidos el desempeño de los equipos de monitoreo es

aceptable, permitiendo una descripción lógica del flujo del agua y de los constituyentes

de la vinaza por las ZNS y ZS.

Se verificó que los sedimentos de la parcela Hda Real y Zainera presentan una baja

capacidad de retención del agua en la ZNS y son vulnerables a los cambios en las

características naturales de las aguas subterráneas.

Se determinó dos patrones de flujo: el primero durante los períodos secos (junio-

septiembre, enero-marzo), donde ocurren flujos ascendentes y el segundo durante los

períodos húmedos (octubre-noviembre, abril-mayo), con flujos descendentes hacia el

acuífero que originan la recarga profunda. También se deben tener en cuenta las grietas

presentes en los suelos y la presencia de flujos preferenciales hacia el acuífero, los

cuales pueden acelerar la llegada de los constituyentes de la vinaza hacia el acuífero.

En cuanto a la calidad del agua de la ZNS hasta la fecha, se observa en algunas parcelas

un incremento en las concentraciones de calcio, nitrógeno, nitratos, sulfatos, manganeso

y conductividad eléctrica.

CONSIDERACIONES FINALES

En el acuífero el se presenta el potasio y los nitratos en la mayoría de

los casos no se presentan alteraciones importantes de la calidad

natural del agua subterránea., solo en la Parcela de la Hda Real se

encontraron concentraciones de nitratos (entre 0.1 y 12.1 mg NO3/l),

además se observó una tendencia creciente en tres de los cuatro pozos

de monitoreo existentes en la parcela. En consecuencia actualmente se

establece el origen de los nitratos con isotopos N15 y S34

Para la validación del flujo, la recarga del acuífero así como del

trasporte del nitrato hacia el acuífero se realizan las simulaciones a

través del programa Hydrus y definir escenarios a diferentes dosis y

las probables modificaciones hidrogeoquímicas en el suelo y acuífero

causadas por la aplicación de la vinaza en el valle del Cauca.

CONSIDERACIONES FINALES

REGLAMENTACIÓN DEL USO, MANEJO, APLICACIÓN,

ALMACENAMIENTO DE LAS VINAZAS, Y DE LOS

PRODUCTOS QUE DE ELLA SE DERIVEN, EN EL ÁREA DE

JURISDICCIÓN DE LA CORPORACIÓN AUTÓNOMA

REGIONAL DEL VALLE DEL CAUCA -CVC.

RESOLUCION 0100-. No 0630 -0081 DE 2012

PUBLICADO DIARIO OFICIAL 48.360 DE MARZO 2 DE 2012.

GLORIA ISABEL PAEZ O

DIRECCIÓN TECNICA AMBIENTAL

CALI-ABRIL 2012

CRITERIOS TECNICOS AMBIENTALES

Los criterios técnicos ambientales fueron

entre otros:

• Los posibles riesgos ambientales sobre los

recursos naturales (aguas, suelos y aire)

en el Valle del Cauca.

• La importancia de la producción de azúcar

y alcohol en la economía del país.

• El valor agronómico de la vinaza como

acondicionadores, enmiendas, y

fertilizantes.

• La integración de criterios y

procedimientos técnicos para el muestreo

monitoreo, seguimiento ambiental de los

suelos, zona no saturada, aguas superficial

y subterráneas, a través de protocolos

específicos para esta actividad.

• Unificar criterios de uso

y aplicación de vinaza

para otros aplicadores

particulares diferentes a

las destilerías

CRITERIOS TECNICOS AMBIENTALES

RESTRICCIONES

• Se restringe la aplicación a 15 metros, en

áreas próximas a las vías férreas, vías

intermunicipales o autopistas, a 500

metros, alrededor de centros urbanos y

50 metros, de áreas de protección

ambiental

• En zonas de recarga de acuíferos y

predios que se localicen en áreas de alta y

extrema vulnerabilidad, no se permitirá la

aplicación de fertilizante liquido.

• Vertimiento directo de vinazas o productos

derivados de ésta a las agua

superficiales, canales de aguas lluvias,

acequias, etc., ni permitir su infiltración.

Aplicación de vinazas

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• El monitoreo es una herramienta esencial de gestión para los

tomadores de decisiones de las instituciones involucradas así como

de advertir y controlar los indicios de sobreexplotación, alteración de

la calidad o contaminación y de sus variaciones en el tiempo del

recurso subterráneo, que requieren modificaciones de las políticas,

acciones, así como del comportamiento humano.

• Se recomienda la implementación del programa de monitoreo del

agua subterráneas la cual permite obtener los criterios técnicos, como

en este caso en el Valle del Cauca para la elaboración de legislación y

reglamentación de las aguas subterráneas y realizar acciones

concretas para el manejo en la gestión y protección de las aguas

subterráneas

Las aguas

subterráneas son

una fuente de

recurso Hídrico,

de gran potencial

¡Es tarea de todos

protegerlas!

Gracias