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REALIZAR LA ZONIFICACIÓN DE VULNERABILIDAD A LA
CONTAMINACIÓN DEL SISTEMA ACUIFERO PRESENTE EN LA ZONA DE
TAURAMENA Y MONTERREY POR ACTIVIDADES ASOCIADAS A LA
EXPLORACIÓN SÍSMICA MEDIANTE LA METODOLOGIA GOD SOPORTADA EN
SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRAFICA (SIG).
CAROLINA CASAS CELIS
HERMES ROBERTO NIÑO
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HÍDRICOS
BOGOTÁ D.C – 2015
REALIZAR LA ZONIFICACIÓN DE VULNERABILIDAD A LA
CONTAMINACIÓN DEL SISTEMA ACUIFERO PRESENTE EN LA ZONA DE
TAURAMENA Y MONTERREY POR ACTIVIDADES ASOCIADAS A LA
EXPLORACIÓN SÍSMICA MEDIANTE LA METODOLOGIA GOD SOPORTADA EN
SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRAFICA (SIG).
CAROLINA CASAS CELIS
HERMES ROBERTO NIÑO
Trabajo de grado para obtener el título de especialista en Recursos Hídricos.
ASESOR: MAURICIO GONZALEZ
INGENIERO CIVIL, MSC.
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE ESPECIALIZACIÓN EN RECURSOS HÍDRICOS
BOGOTÁ D.C – 2015
Nota de aceptación
______________________________________
______________________________________
______________________________________
______________________________________
Presidente del Jurado
______________________________________
Jurado
______________________________________
Jurado
Bogotá D.C., junio de 2015.
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................................... 12
1 GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO ...................................................................................... 13
1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN ....................................................................................................................... 13
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................................................ 13
1.2.1 Antecedentes del problema ..................................................................................................... 14
1.2.2 Pregunta de investigación ....................................................................................................... 15
1.3 JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................................................... 15
1.4 OBJETIVOS.......................................................................................................................................... 16
1.4.1 Objetivo general ...................................................................................................................... 16
1.4.2 Objetivos específicos ............................................................................................................... 16
2 MARCOS DE REFERENCIA ................................................................................................................. 17
2.1 MARCO CONCEPTUAL ........................................................................................................................... 17
2.1.1 Localización ............................................................................................................................. 17
2.2 CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO DE PROSPECCIÓN SÍSMICA ....................................................... 18
2.2.1 Tipo de sísmica ........................................................................................................................ 18
2.2.2 Especificaciones técnicas de la actividad ................................................................................. 19
2.3 CONDICIONES AMBIENTALES DEL ÁREA ..................................................................................................... 19
Geología Local ...................................................................................................................................... 19
2.3.1 Clases de puntos de agua identificados ................................................................................... 22
2.3.2 Unidades geológicas relacionadas .......................................................................................... 22
2.3.3 Componentes del sistema ........................................................................................................ 23
3 METODOLOGÍA ................................................................................................................................ 27
3.1 FASES DEL TRABAJO DE GRADO ............................................................................................................... 27
3.2 INSTRUMENTOS O HERRAMIENTAS UTILIZADAS ........................................................................................... 27
INVENTARIO DE POZOS ............................................................................................................................. 27
MAPAS GEOLÓGICOS ............................................................................................................................... 28
3.2.1 Sistemas de Información geografica (SIG) ............................................................................... 28
3.2.2 Trabajo con ArcGis................................................................................................................... 28
4 METODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD DE LOS ACUIFEROS ............................. 30
4.1 ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN SECUNDARÍA ............................................................................................... 30
4.2 ANÁLISIS DE RIESGO DE CONTAMINACIÓN ................................................................................................. 31
4.2.1 Clasificación de la actividad contaminante ............................................................................. 31
4.2.2 Análisis del riesgo por la actividad de prospección sísmica ..................................................... 32
4.2.3 Análisis de vulnerabilidad intrínseca ....................................................................................... 34
4.3 CALIFICACIÓN DE VARIABLES DEL MODELO GOD ............................................................................ 35
4.3.1 Ocurrencia del Agua Subterránea ........................................................................................... 36
4.3.2 Sustrato Litológico ................................................................................................................... 36
4.4 RESULTADO DEL MODELO GOD .............................................................................................................. 37
4.5 ZONIFICACIÓN DEL GRADO DE VULNERABILIDAD DE LOS ACUÍFEROS ................................................................ 37
4.6 ZONIFICACIÓN DEL GRADO DE SUSCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE ACUÍFEROS POR EFECTOS
DE LA PROSPECCIÓN SÍSMICA ................................................................................................................................. 38
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................................... 41
CON RELACIÓN A LA SUSCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE LOS ACUÍFEROS POR EFECTO DE LA ACTIVIDAD SÍSMICA ..... 41
Con relación a la actividad de prospección sísmica ................................................................................. 42
BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................................... 43
ANEXOS .................................................................................................................................................. 45
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................ 9
1 GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO ...................................................................................... 10
1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN ....................................................................................................................... 10
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................................................ 10
1.2.1 Antecedentes del problema ..................................................................................................... 11
1.2.2 Pregunta de investigación ....................................................................................................... 12
1.3 JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................................................... 12
1.4 HIPÓTESIS (EN CASO DE SER NECESARIO) ................................................................................................... 12
1.5 OBJETIVOS.......................................................................................................................................... 12
1.5.1 Objetivo general ...................................................................................................................... 12
1.5.2 Objetivos específicos ............................................................................................................... 12
2 MARCOS DE REFERENCIA ................................................................................................................. 14
2.1 MARCO CONCEPTUAL ........................................................................................................................... 14
2.1.1 Localización ............................................................................................................................. 14
2.2 CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO DE PROSPECCIÓN SÍSMICA ....................................................... 15
2.2.1 Tipo de sísmica ........................................................................................................................ 15
2.2.2 Especificaciones técnicas de la actividad ................................................................................. 16
2.3 CONDICIONES AMBIENTALES DEL ÁREA ..................................................................................................... 16
Geología Local ...................................................................................................................................... 16
El área de estudio se encuentra constituida en su mayoría por material terrígeno que corresponde
con la formación Caja de edad Terciario y con depósitos Cuaternarios recientes a sub-recientes los cuales
están representados por terrazas aluviales altas y bajas. ................................................................................. 16
2.3.1 Clases de puntos de agua identificados ................................................................................... 19
2.3.2 Unidades geológicas relacionadas .......................................................................................... 19
2.3.3 Componentes del sistema ........................................................................................................ 20
3 METODOLOGÍA ................................................................................................................................ 24
3.1 FASES DEL TRABAJO DE GRADO ............................................................................................................... 24
3.2 INSTRUMENTOS O HERRAMIENTAS UTILIZADAS ........................................................................................... 24
INVENTARIO DE POZOS ............................................................................................................................. 24
MAPAS GEOLÓGICOS ............................................................................................................................... 24
3.2.1 Sistemas de Información geografica (SIG) ............................................................................... 24
3.2.2 Trabajo con ArcGis................................................................................................................... 25
4 METODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD DE LOS ACUIFEROS ............................. 26
4.1 ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN SECUNDARÍA ............................................................................................... 26
4.1.1 Recopilación y organización de información secundaría ......................................................... 26
4.2 ANÁLISIS DE RIESGO DE CONTAMINACIÓN ................................................................................................. 28
4.2.1 Clasificación de la actividad contaminante ............................................................................. 28
4.2.2 Análisis del riesgo por la actividad de prospección sísmica ..................................................... 29
4.2.3 Análisis de vulnerabilidad intrínseca ....................................................................................... 31
4.3 CALIFICACIÓN DE VARIABLES DEL MODELO GOD ............................................................................ 32
4.3.1 Ocurrencia del Agua Subterránea ........................................................................................... 33
4.3.2 Sustrato Litológico ................................................................................................................... 33
4.4 RESULTADO DEL MODELO GOD .............................................................................................................. 34
4.5 ZONIFICACIÓN DEL GRADO DE VULNERABILIDAD DE LOS ACUÍFEROS ................................................................ 34
4.6 ZONIFICACIÓN DEL GRADO DE SUSCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE ACUÍFEROS POR EFECTOS
DE LA PROSPECCIÓN SÍSMICA ................................................................................................................................. 35
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................................................................... 38
CON RELACIÓN A LA SUSCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE LOS ACUÍFEROS POR EFECTO DE LA ACTIVIDAD SÍSMICA ..... 38
Con relación a la actividad de prospección sísmica ................................................................................. 39
BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................................... 40
ANEXOS .................................................................................................................................................. 42
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1. LOCALIZACIÓN DE ÁREA DE INTERÉS EXPLORATORIA LLANOS 25 .................................................................................. 17
FIGURA 2. MAPA DE UBICACIÓN PUNTOS DE AGUA - NACEDEROS .............................................................................................. 21
FIGURA 5. SISTEMA HIDROGEOLÓGICO ÁREA DE INTERÉS ......................................................................................................... 25
FIGURA 6. MODELO GOD ................................................................................................................................................. 35
FIGURA 7. SUCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE LOS ACUÍFEROS POR EFECTO DE LA PROSPECCIÓN SÍSMICA ................................. 40
LISTA DE TABLAS
TABLA 1. DESCRIPCIÓN DE UNIDADES HIDROGEOLÓGICAS ......................................................................................................... 20
TABLA 2. CLASES DE PUNTOS DE AGUA .................................................................................................................................. 22
TABLA 3. ACTIVIDADES POTENCIALMENTE GENERADORAS DE CONTAMINACIÓN DEL SUBSUELO EN EL ÁREA DE INTERÉS.......................... 32
TABLA 4. RESULTADOS VULNERABILIDAD DE LOS ACUÍFEROS A LA CONTAMINACIÓN - METODO GOD ................................................ 37
TABLA 5. ANÁLISIS DE SUSCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE ACUÍFEROS POR EFECTOS DE LA PROSPECCIÓN SÍSMICA ..................... 39
11
RESUMEN
El presente trabajo de investigación se basa en la formulación y propuesta de la estimación de la
vulnerabilidad a la contaminación por actividades asociadas a la exploración sísmica, mediante
la metodología GOD (Foster et Al, 1987) para el sistema acuífero presente en el área de los
municipio de Monterrey y Tauramena – Casanare, por medio de la utilización de un conjunto de
aplicaciones integradas soportadas en la plataforma SIG, para la construcción de la cartografía de
zonificación de la vulnerabilidad a la contaminación de las aguas subterráneas, proceso que
consiste en realizar la recopilación cartográfica de las formaciones geológicas, hidrogeológicas,
superficies freáticas de los acuíferos y condiciones sociales presentes en el área objeto de
estudio, con el fin de realizar una reclasificación de acuerdo a criterios hidrogeológicos y
organización en un modelo de datos Geodatabase para su posterior análisis y definición de
recomendaciones para su aplicación en zonas con caracteristicas geológicas similares.
El objetivo del presente estudio fue conocer al detalle las características hidrogeológicas del área
de interés y así determinar el grado de vulnerabilidad de los mismos frente al programa de
exploración sísmica que se ejecutó en el área.
PALABRAS CLAVE
Acuífero, SIG, Vulnerabilidad, Hidrogeología, ArcGis, Arc Catalog, Sísmica, Geodatabase,
metodología GOD.
ABSTRACT
The present work of investigation is base in the formulation and proposal of the estimation of the
vulnerability of contamination by activities associated with seismic exploration by means of the
methodology GOD (Foster et A, 1987) for the aquifer system that is present in the area of these
municipalities of the Monterrey and Tauremena- Casanare, by means of the utilization the sets of
the integrated applications support in the platform SIG, for the construction of the cartography
zone and vulnerability of the contamination of the subterraneous water, this process consist of to
execute the chartographic collection from geological formations, hydrogeologicals,
surface freaticas de los aquifers and social conditions presents in the object area of the study,
with the end to do one reclassification to agree and criterion hydrogeology and organization in
the model of Goodatabase dates for posterior analysis and definition of recommendations for the
application in zones with similarities and characteristics in geology.
The objective of this present study was to know in details the characteristics hydrogeologicals of
the interest area and to determine the vulnerability grade from the same seismic exploration
program was executed in the area.
12
INTRODUCCIÓN
El agua, es un recurso fundamental para el desarrollo social, económico y ambiental de nuestro
país. Esto queda demostrado en los altos volúmenes de agua que se consumen para el desarrollo
de diversas actividades productivas y para el consumo y satisfacción de las necesidades básicas
de la población.
Sin embargo al ser un recurso tan importante en Colombia no es aprovechado en proporción a
sus reservas, de acuerdo a la información que suministra el IDEAM son pocos los estudios
confiables que a escala nacional se han realizado para evaluar los recursos de aguas subterráneas
y algunos de ellos, por no haber sido efectuados por especialistas, han conducido a resultados
alejados de la realidad, desorientando a los posibles usuarios.1
La escasa utilización del agua subterránea en Colombia refleja falta de planeación y manejo
integrado de los recursos hídricos. El recurso de aguas subterráneas es todavía considerado como
algo “misterioso”, impredecible e incontrolable. Buena parte de quienes trabajan en
aprovechamiento de recursos hídricos –no solamente a nivel gerencial, sino dentro de los mandos
medios, los ingenieros e investigadores– no tienen claridad sobre el comportamiento del agua
subterránea y su importancia como recurso renovable, en la mayoría de los casos. Como
consecuencia de ello, las instituciones encargadas del sector toman decisiones que, por no estar
fundamentadas en una buena información técnica, terminan finalmente en inversiones
improductivas o autorizaciones al desarrollo de proyectos que pueden tener incidencia directa
sobre este recurso generando posibles impactos negativos. . (César O. Rodríguez N., 2009).
Dada la importancia en el uso que se le puede dar a este recurso, hace necesario conocer la
vulnerabilidad a la contaminación que se pueda presentar en el desarrollo de proyectos de
hidrocarburos, esta información sería un insumo primordial en la toma de decisiones por parte de
las autoridades las cuales son las encargadas de salvaguardar este recurso.
Este tipo de información motiva el interés de los autores en este trabajo de investigación a
profundizar en las metodologías que se emplean actualmente para establecer la zonificación de la
vulnerabilidad a la contaminación en los acuíferos, en proyectos de exploración sísmica en zonas
de alta importancia hídrica subterránea como es el caso del área de interés exploratorio Llanos
25 objeto de este trabajo de investigación con miras a plantear mejores medidas de protección y
mitigación ante la posible contaminación de un recurso fundamental y casi exclusivo para la
comunidad presente en el área de influencia.
1 IDEAM. 2001. Perfil del estado de los recursos naturales y del medio ambiente en Colombia. SIAC.
13
1 GENERALIDADES DEL TRABAJO DE GRADO
1.1 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
Por el contexto problémico en el que se desarrolla este trabajo de investigación suscrito alrededor
de la necesidad de conocer la vulnerabilidad a la contaminación que pudieran presentan los
acuíferos presentes en el área de interés del proyecto sísmico, se puede determinar que esta
temática se inscribe en la línea de “Saneamiento de comunidades” avalada por la Universidad
Católica de Colombia, toda vez que al realizar este estudio, se pueden identificar diferentes
variables que desde el mismo, permite plantear mejores medidas de protección y mitigación ante
la posible contaminación de un recurso fundamental y casi exclusivo para las comunidades del
área de influencia directa del proyecto.
1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En Colombia es limitado el conocimiento de los sistemas acuíferos presentes en el
territorio, se han realizado pocos estudios de tipo hidrogeológico regional y la mayoría de ellos
son de carácter local, como es el caso del área de interés objeto de este trabajo de investigación.
En el área se diferencian tres (3) unidades hidrogeológicas, las cuales agrupan sedimentos
no consolidados como depósitos de origen aluvial (depósitos cuaternarios) de alta a moderada
permeabilidad y rocas poco a moderadamente permeables con edades Cretácicas, Paleógenas y
Neógenas. Se agrupan de acuerdo a su capacidad para almacenar y transmitir agua subterránea.2
Según la Corporación Autónoma Regional CORPORINOQUIA mediante oficio No.
500.13.11-2411 estableció el área como “…zona de Muy Alta fragilidad ambiental por las
características hidrogeológicas que presenta, considerándose como una zona de recarga y
descarga hídrica, relacionadas especialmente con la existencia de un alto número de
nacederos.”, y que “…en aras de garantizar la no afectación del recurso hídrico en el área, se
hace necesario se complemente y amplié la información relacionada con la caracterización de
los acuíferos, teniendo para ello que presentar un estudio hidrogeológico de la zona…”.
Esta situación es preocupante específicamente para los acuíferos presentes en la zona de
interés que puedan tener algún tipo de afectación por la actividad sísmica producto del
fracturamiento de la roca y el uso de explosivos los cuales podrían generar algún tipo de
contaminación producto de la infiltración imprimiéndoles una condición no favorable para la
población.
2 Fuente: EIA Bloque Llanos 25 (Geoingeniería, 2010).
14
El desarrollo de proyectos de exploración sísmica en este tipo de áreas con alta
vulnerabilidad a la contaminación o afectación del recurso subterráneo requieren de estudios
hidrogeológicos detallados que le permitan a las autoridades ambientales tener herramientas para
la toma de decisiones en el momento de otorgar los permisos ambientales, así como brindar a las
comunidades que se benefician de este recurso la información clara y real de las condiciones
hídricas de su región, el agua subterránea es utilizada en más de un 60 % en la zona (MMA
2011), por lo cual se puede considerar un recurso con alta presión en cuanto a la demanda y con
gran afectación por contaminación debido a las características particulares geológicas que
permiten la infiltración por medio del agua lluvia de cualquier tipo de contaminante que pueda
ser arrastrado por ella.
Por lo anterior se evidencia la oportunidad de estimar la zonificación de la vulnerabilidad
a la contaminación de los acuíferos para el área de interés exploratoria Llanos 25.
1.2.1 Antecedentes del problema
La primera experiencia en Colombia sobre zonificación hidrográfica fue registrada en el
año de 1978 en el HIMAT. El estudio del recurso hídrico subterráneo en el país se realiza a
través de la delimitación de unidades hidrogeológicas, donde se identifican cuencas y subcuencas
geológicas (que en conjunto son las zonas hidrogeológicas homogéneas de Colombia), con
características litológicas, estructurales y geomorfológicas similares y que, además, presentan un
comportamiento hidrogeológico homogéneo reconocible espacialmente.3
La carencia de gestión adecuada de recursos hídricos subterráneos no solamente obedece
al desconocimiento de la tecnología apropiada, sino a la falta de una institución técnica
orientadora y a la aplicación de la legislación, pues aunque ya se dispone de una ley marco, aún
se encuentra en proceso de reglamentación.4
Dentro del Área Llanos 25 se ejecutó en el año 2012 el proyecto denominado programa
de exploración sísmica 3D Llanos 25 ejecutado en jurisdicción de los municipios de Tauramena
y Monterrey el cual obtuvo los permisos ambientales necesarios para su ejecución a través de la
entrega de los estudios ambientales Medidas de Manejo Ambiental, los cuales son parte del
insumo para el desarrollo de este trabajo de investigación.
3 IDEAM, 2010. Estudio Nacional del Agua 2010. Instituto de Hidrología, Meteorología. y Estudios
Ambientales. Bogotá D.C.
4 El agua subterránea, un tesoro enterrado, feb. 08 de 2009; Por: César O. Rodríguez N., Hidrogeólogo.
M.Sc., Ph.D. Profesor Departamento de Geociencias Universidad Nacional de Colombia - UN Periodico.
15
La temática relacionada con la zonificación de áreas vulnerables a la contaminación para las
aguas subterráneas, es de interés debido a la importancia social que presenta este recurso, la
información generada ha sido utilizada para diversas finalidades. Sin embargo, en la realización
de estos trabajos no se observa una unificación de criterios para establecer los niveles de peligro,
y además, en algunos casos se observan diferencias en los resultados obtenidos tras la aplicación
de los métodos para determinar los niveles de vulnerabilidad, incluso en zonas en donde se ha
aplicado el mismo método. Esto se explica porque han sido trabajos realizados con distintos
criterios y a diferentes escalas de análisis, y en algunos casos por diversas modificaciones que se
han realizado en la aplicación de los métodos para la determinación de la vulnerabilidad.5
1.2.2 Pregunta de investigación
¿Cómo determinar la zonificación de la vulnerabilidad a la contaminación de los
acuíferos que constituyan las características del acuífero, a partir de la aplicación de la
metodología GODS en los acuíferos presentes en el área de interés exploratoria Llanos 25 en
jurisdicción de los municipios de Tauramena y Monterrey – Casanare, soportada en sistemas de
información geográfica (SIG)?
1.3 JUSTIFICACIÓN
De acuerdo a lo planteado en el planteamiento del problema y a lo determinado en la pregunta de
investigación es viable realizar este proyecto toda vez que en la actualidad en el país no se cuenta
con la suficiente información sobre la calidad de los sistemas hídricos subterráneos, información
clave que serviría para aprovechamiento sostenible de este recursos y su protección.
En el mismo contexto el desarrollo de este estudio beneficia de una parte a las compañías que
requieren conocer las condiciones de vulnerabilidad de los acuíferos para el desarrollo de
proyectos, así como autoridades ambientales, locales y los usuarios finales que son directamente
la comunidad presente en cada una de las áreas sujetas a intervenciones.
Los resultados que tenga este trabajo, contribuyen con la determinación de una zonificación de la
vulnerabilidad a la contaminación que permita obtener una información más completa del área
para las autoridades ambientales en el momento de determinar estrategias de protección y
regulación.
5 CGN, Informe del estado de los recursos naturales y del ambiente 2012- 2013.
16
1.4 OBJETIVOS
1.4.1 Objetivo general
Desarrollar la zonificación de la vulnerabilidad a la contaminación del sistema acuífero
presente en el área de interés exploratoria llanos 25 en jurisdicción de los municipios de
Tauramena y Monterrey – Casanare, mediante la metodología GODS soportada en sistemas de
información geográfica (SIG).
1.4.2 Objetivos específicos
Recolectar y organizar la información geológica, hidrogeológica, hidráulica y de suelos
presente en los estudios realizados en el área de interés exploratorio llanos 25.
Realizar la propuesta de zonificación de la vulnerabilidad a la contaminación de los
acuíferos mediante la metodología GODS soportado en la plataforma SIG.
Determinar el grado de vulnerabilidad de los acuíferos frente a las actividades asociadas a
la exploración sísmica de hidrocarburos.
17
2 MARCOS DE REFERENCIA
2.1 MARCO CONCEPTUAL
2.1.1 Localización
El área de objeto de investigación corresponde al polígono de prospección símica 3D
denominada Llanos 25 el cual hace parte del Bloque Exploratorio Llanos 25 y está ubicado en el
Departamento del Casanare, jurisdicción de la Corporación Autónoma Regional de la Orinoquía-
CORPORINOQUIA-, comprende las veredas de Bellavista, Buenavista, Caño Rico, La Vigía,
Guafal, Isimena, Marenao y Tacuya del municipio de Monterrey y Güichire, Las Delicias y
Raizal del municipio de Tauramena. Según lo indicado en el EOT de los municipios de
Monterrey y Tauramena.
En la figura 1, se encuentra la localización general del área de interés del presente estudio
correspondiente al área del Programa de Exploración Sísmica 3D Llanos 25.
Figura 1. Localización de área de interés Exploratoria Llanos 25
Fuente: MMA Llanos 25 – 2011.
TA
18
2.2 CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO DE PROSPECCIÓN SÍSMICA
La sísmica es un método geofísico utilizado en la exploración de hidrocarburos, basado
en la reflexión de ondas sonoras. Consiste en la generación artificial de ondas acústicas que se
desplazan a través de las capas del suelo y son reflejadas hacia la superficie por las interfaces
(p.e. discontinuidades estratigráficas y estructurales) encontradas en su recorrido. Al llegar a la
superficie son captadas y registradas mediante detectores especiales (geófonos). 6
2.2.1 Tipo de sísmica
El Programa de Exploración Sísmica 3D Llanos 25 corresponde a una sísmica 3D, en la
cual se obtienen registros más detallados, la señal sísmica reflejada o refractada, es recibida por
pequeños elementos conocidos como geófonos que se disponen a lo largo de una o varias líneas,
cada geófono o grupo de geófonos convierte la onda en un impulso eléctrico proporcional a su
magnitud, que es enviado por una línea independiente hasta el equipo de registro, el cual posee
un determinado número de canales que graba y dibuja un trazo para cada uno de ellos generando
así una sección de registro.
De esta manera se va cubriendo la línea por una serie de secciones al final, las secciones
son agrupadas para crear un Perfil Sísmico, que pudiera llamarse producto final del proyecto de
campo de exploración sísmica. En la siguiente figura se observar un modelo Sísmico 3D.
La información adquirida en campo combinada con información geológica, geoquímica y otros
procedimientos geofísicos, es sometida a análisis e interpretación por parte de expertos que con
la ayuda de software especializado establecen los lugares más promisorios para la realización de
perforaciones exploratorias.
La parte final de todas las operaciones es el procesamiento de los datos adquiridos, momento en
el cual se suman los datos obtenidos del mismo punto (cubrimiento), desde diferentes distancias
(offset’s) y aparece cada una de las estacas con una única señal, lo que permite una mejor
resolución. Este producto es llamado Línea Sísmica.
El método descrito anteriormente permite levantar en el terreno datos en dos
dimensiones, 2D, que cubren un área más grande pero en el que se obtiene información de un
perfil y datos en tres dimensiones, 3D, que permite visualizar un área en profundidad, con una
extensión en superficie menor.
6 Guía Básica Ambiental para Programas de Exploración Sísmica Terrestre – Ministerio del Medio
Ambiente, Santafé de Bogotá 1997.
19
2.2.2 Especificaciones técnicas de la actividad
El método sísmico o de adquisición de información del subsuelo por la generación
artificial de ondas acústicas, como se describió anteriormente, es la recepción de las ondas
producto del fenómeno de reflexión en sensores especializados o geófonos. La amplitud reflejada
en las trazas es proporcional a los cambios de impedancias acústicas (velocidad y densidad) en
las zonas de discontinuidades, es decir, donde la estratigrafía y las estructuras cambian por algún
motivo.
Un proyecto en tres dimensiones o 3D, define líneas independientes de fuentes de energía
o salvos y líneas receptoras de señal, con puntos, denominados estacas.
Este diseño permite obtener una imagen tridimensional del subsuelo, teniendo en cuenta
no solamente la distancia entre la fuente y el receptor (offset), sino también la dirección en la
cual fue tomada (azimut).
2.3 CONDICIONES AMBIENTALES DEL ÁREA
A continuación se presenta un resumen de las condiciones más significativas del área de interés
desarrollado a partir del análisis y revisión de la información secundaria, requerida para la
elaboración de la zonificación a la vulnerabilidad del acuíferos mediante la metodología GOD,
estructurado por los profesionales que participaron en este trabajo de investigación:
Geología Local
El área de estudio se encuentra constituida en su mayoría por material terrígeno que corresponde
con la formación Caja de edad Terciario y con depósitos Cuaternarios recientes a sub-recientes
los cuales están representados por terrazas aluviales altas y bajas.
Geomorfología
La geomorfología corresponde con colinas denudadas y terrazas altas y bajas. El paisaje también
se conforma de piedemonte y valles, además de coluviones de pocos metros de extensión.
Hidrología superficial
Los municipios de Monterrey y Tauramena cuentan con el aporte hídrico de los ríos Marenao,
Isimena, Guafal y Tacuya, los cuales atraviesan en sentido E-W la zona de estudio. La mayoría
de ríos y quebradas nacen en el sistema montañoso, en la parte media a baja del piedemonte
llanero y descienden en dirección NW-SE, atravesando una parte de llanura aluvial, antes de
desembocar en el río Meta. En su camino arrastran abundante carga sólida, fenómeno
incrementado por efectos erosivos de la deforestación (Geoingeniería, 2010).
La red de drenajes forma cauces que alternan tramos rectos con zonas de meandros, sectores
amplios con angostamientos y encañonamientos donde se depositan materiales de arrastre aluvial
de granulometría variada (op. cit).
20
Es de anotar que diferentes nacimientos de agua se encuentran en su mayoría en la parte noroeste
de área estudiada, los cuales son de tipo estacionario dado se originan en sistemas acuíferos
dependientes de la recarga.
Los sistemas lóticos se caracterizan por presentar cursos principales ligeramente sinuosos,
anchos, con alta acumulación y transporte de sedimentos, velocidades y caudales importantes;
los drenajes secundarios y menores son intermitentes y entrelazados o anastomosados, lo cual es
característico de las corrientes que tienen grandes fluctuaciones en el flujo y en la carga de
sedimentos (op. cit.). Los principales cuerpos hídricos encontrados son: río Upia, río Cusiana, río
Tua y caño Güira.
Dentro de los sistemas lenticos se encuentra el estero El Rayo, el cual hace parte de la
subcuenca del caño Güira en el municipio de Tauramena; así mismo se presentan sistemas
lenticos propios de la llanura inundable de la Orinoquía, las cuales se desarrollan principalmente
en las llanuras aluviales, en la parte media de las cuencas de los ríos Güira, Chitamena y Cusiana
(op. cit.).
Hidrología subterránea
De acuerdo con el EIA del bloque Llanos 25, en el área se diferencian tres (3) unidades
hidrogeológicas (Tabla 1), las cuales agrupan sedimentos no consolidados como depósitos de
origen aluvial (depósitos cuaternarios) de alta a moderada permeabilidad y rocas poco a
moderadamente permeables con edades Cretácicas, Paleógenas y Neógenas. Se agrupan de
acuerdo a su capacidad para almacenar y transmitir agua subterránea (Geoingeniería, 2010).
Importancia
hidrogeológica Permeabilidad Unidad Geológica Litología Característica
Alta a media Sedimentos no consolidados de alta
permeabilidad
Depósitos aluviales
activos (Qal)
Cantos a bloques de composición heterogénea,
cherts, cuarzos con predominio de clastos de arenitas
Acuíferos libres. La recarga de esta unidad
se da en las precipitaciones
Media Sedimentos
consolidados poco permeables
Depósitos reciente y
subrecientes (Qt1 y Qt2)l
Gravas a guijarros de
composición heterogénea con predominio de arenitas
Acuíferos libres. La recarga de esta unidad
se da en las
precipitaciones
Baja
Rocas
moderadamente
permeables
Formación Caja
(Ngc)
Niveles de arcillolita, lodolita y
arenisca compactada Acuitardos
Media Rocas moderadamente
permeables
Formación Caja (Ngc)
Niveles de areniscas
Acuíferos confinados a
semi-confinados, conformado
nacimientos perennes
Baja Suelos residuales moderadamente
permeables
Formación Caja
(Ngc)
Suelos limo arcillosos provenientes de la degradación
de arcillolitas, lodolitas y areniscas
Acuíferos efímeros, conformado
nacimientos estacionales
Tabla 1. Descripción de unidades hidrogeológicas
21
Fuente: Modificado de Geoingeniería, 2010 e Incon, 2011
Inventario puntos de agua
Figura 2. Mapa de ubicación puntos de agua - nacederos
Figura 3. Mapa de ubicación puntos de agua - aljibes
22
2.3.1 Clases de puntos de agua identificados
En la zona de estudio se identificaron tres (3) clases de puntos de agua, los nacimientos ocupan
la mayor cantidad, siendo de tipo estacionario principalmente. Los aljibes, que son una estructura
de elaboración artesanal y que no cuentan con especificaciones de diseño, también presentan
importantes variaciones de acuerdo con la recarga, mientras los pozos captan un mayor volumen
de agua subterránea. En la Tabla 2se identifica las diferentes clases de puntos de agua.
Tipo Cantidad Distribución %
Nacimiento o surgencia 66 82,5%
Aljibe 11 13,8%
Pozo profundo 3 3,8%
Total 80 100%
Tabla 2. Clases de puntos de agua
2.3.2 Unidades geológicas relacionadas
Los 80 puntos de agua inventariados en los estudios ambientales, se encuentran distribuidos en 3
unidades geológicas diferentes, notándose un predominio de las surgencias (78,8%) a partir de
suelos residuales de la Formación Caja y en menor proporción de depósitos cuaternarios. Los
Figura 4. Mapa de ubicación puntos de agua - pozos
23
depósitos cuaternarios conforman acuíferos libres que son aprovechados mediante aljibes
principalmente, mientras los pozos profundos explotan niveles productivos de la Formación Caja
(acuíferos confinados a semi-confinados).
La caracterización de las condiciones hidrogeológicas del área de interés (jurisdicción de los
municipios Monterrey y Tauramena), se realizó a partir de la compilación de información
anteriormente procesada, de tal manera que se pudieran establecer los parámetros y procesos que
gobiernan el sistema hídrico subterráneo.
2.3.3 Componentes del sistema
Unidad Zona de Infiltración
Esta unidad se caracteriza por conformar los niveles superficiales de suelo y presenta espesores
menores a 0,8 m, caracterizándose por su alto contenido de materia orgánica (raíces
principalmente). Esta capa de suelo orgánico tiene gran extensión en la zona de estudio, por lo
que se constituye en la zona de recarga primaria de los acuíferos.
Unidad Zona Vadosa
Esta unidad está conformada principalmente por suelos residuales y niveles de roca de la
Formación Caja, y por depósitos Cuaternarios de tamaño de grano grueso tales como bloques y
gravas gradando hasta limos y arenas, las cuales presentan intercalaciones de diferentes tamaños
de grano, desde el fino hasta el muy grueso. Esta zona se caracteriza por estar por encima del
nivel piezométrico y/o nivel freático, siendo su límite inferior fluctuante dependiendo de las
elevaciones o depresiones de la profundidad de saturación.
En épocas invernales, la zona vadosa asociada con los suelos residuales de la Formación Caja, se
convierten en una capa parcialmente saturada conformando así un acuífero efímero que sirve de
aporte para las aguas que emergen en los diferentes nacimientos registrados en campo.
Unidades acuíferas estacionales
Tal como se mencionó en el anterior párrafo, la zona vadosa asociada con los suelos residuales
de la Formación Caja, forman un tipo de acuífero efímero durante períodos invernales, del cual
se surten la mayor parte de los nacimientos existentes en el área (Figura 5):
Acuífero efímero NGC
Se conforma por las capas de suelo residual limo arenoso arcilloso, con porosidad y
permeabilidad secundaria media y espesor máximo promedio de 3,7 m (según geofísica 2D),
asociados con la meteorización de niveles de roca de la Formación Caja (Ngc), los cuales
conforman la red de nacimientos relacionada con cada una las microcuencas existentes en el
área. Muchos de estos nacimientos son explotados por los pobladores del área, ya sea para su uso
24
doméstico o pecuario, caracterizándose por el carácter estacional de las surgencias, lo cual
imposibilita su aprovechamiento en periodos de estiaje.
Debido al régimen pluvial del área durante periodos invernales, basta con áreas aferentes de
pocas hectáreas para que se presenten fuentes con caudales de algunos litros por minuto, los
cuales son suficientes para el aprovechamiento doméstico de tipo individual que usualmente se
da en la zona.
Por lo anterior, y debido a la gran cantidad de microcuencas que existen, dado el labrado propio
ocurrido en las laderas ocasionado por los diferentes procesos erosivos actuantes que han
modelado el paisaje, es usual que se tenga el gran número de nacimientos reportados tanto en el
presente estudio como en los anteriores.
Unidades acuíferas permanentes
De acuerdo con la información evaluada, se concluye que en la zona de estudio se encuentran
dos (2) tipos acuíferos, los cuales se describen a continuación:
Acuífero libre cuaternario
Se conforma por niveles de bloques, gravas y arenas, asociados con los depósitos aluviales
cuaternarios activos, recientes, y sub-recientes que son explotados principalmente por medio de
aljibes con profundidad máxima de 11,3 m.
Se caracteriza por conformar ACUÍFEROS LIBRES de tipo local, cuyo nivel piezométrico
depende básicamente de la infiltración de aguas pluviales, teniéndose así drásticos descensos en
los niveles durante periodos de verano, llegando incluso, en la mayoría de los casos, al
abatimiento total del agua en las estructuras de captación (aljibes principalmente).
Acuífero confinado a semi-confinado NGC
Se trata de un acuífero conformado por los niveles de mayor tamaño de grano de la Formación
Caja (areniscas o areniscas lodosas), el cual es parcialmente aprovechado por medio de los pozos
profundos existentes en el área (con profundidad máxima de 63 m) y en algunos pocos casos por
manantiales perennes (según información verbal escrutada en campo). La recarga de estos
niveles acuíferos se hace desde superficie, en zonas donde la unidad permeable aflora, o desde
los depósitos aluviales saturados que lo cubren parcialmente.
Este acuífero Confinado a Semi-Confinado, presenta rendimientos mejorados en periodos
invernales.
25
Figura 5. Sistema hidrogeológico Área de interés
Fuente: EIA Geoingenieria , 2010.
Zonas de Recarga
Las zonas de alimentación natural, en general, coinciden con los lugares donde las capas o
niveles acuíferos están expuestos sobre el terreno, como es el caso del acuífero libre Cuaternario,
acuífero efímero suelos residuales Ngc (el cual abarca la mayor extensión del Bloque) e incluso
los afloramientos de los niveles acuíferos semi-confinados NGC.
La recarga se presenta en las zonas planas cubiertas de vegetación, donde la permeabilidad del
suelo es mayor y en donde el agua precipitada forma encharcamientos que posteriormente
escurren superficialmente, mientras un porcentaje se infiltra hasta alcanzar el nivel permeable,
donde forma un flujo sub-horizontal. Es importante anotar que parte de estas aguas infiltradas
quedan atrapadas como humedad en la capa de suelo.
Adicionalmente, los acuíferos Cuaternarios se recargan por influjo desde las principales
corrientes hídricas presentes en el área de estudio.
Zona de Descarga
La descarga artificial está constituida por los aljibes asociados con los depósitos Cuaternarios
principalmente y con los pozos profundos que explotan niveles permeables da la Formación
Caja.
La descarga natural se da en los múltiples nacederos existentes en el área, ubicados
principalmente en la parte oriental del Bloque, donde se presenta un cambio de pendiente, o en
26
zonas de contacto entre unidades permeables o impermeables y cuyo proceso de generación ya se
explicó anteriormente.
Flujo de agua SuB-SUPERFICIAL
En las zonas de ladera, relacionadas con la escorrentía sub-superficial, el flujo hacia la surgencia
o nacimiento es de tipo concéntrico, teniéndose variadas direcciones de acuerdo con la geometría
específica de cada microcuenca aferente.
Flujo de agua subterránea
En los depósitos Cuaternarios, la profundidad del nivel freático está controlada por la presión
atmosférica, la topografía y las variaciones climáticas representadas por períodos de lluvia o
sequía durante el año, de tal manera que dentro del depósito, el nivel freático es variable
encontrándose en algunos sitios más alto que en otros. Generalmente como estos depósitos
transversalmente tienen una ligera pendiente hacia las corrientes superficiales, ocurre un flujo
convergente del nivel freático hacia las mismas.
Así mismo, en los depósitos aluviales recientes, el nivel freático está controlado por los mismos
factores mencionados anteriormente, pero adicionalmente se ve influenciado por cambios en el
nivel de las corrientes, debido a la existencia de interconexión hidráulica. El río se considera
como un borde de cabeza constante en este sistema acuífero, presentando flujo de él hacia el
depósito.
En general se concluye a partir de la información secundaría, que la dirección principal de la
línea de flujo del agua subterránea es en sentido NW-SE, con variaciones locales dependiendo de
la estructura hidrogeológica que se analice a detalle.
27
3 METODOLOGÍA
3.1 FASES DEL TRABAJO DE GRADO
Recopilación de información secundaría: esta etapa contempló la conformación de una
base de datos documental, con el fin de determinar los déficits de información. La
recopilación se orientó hacia:
Estudios geológicos. Geología de campo, mapas geológicos, geología estructural, etc.;
Estudios hidrogeológicos. Inventarios de puntos de agua, estudios geoeléctricos, otros
estudios geofísicos, hidrogeoquímica, informes de construcción de pozos, ensayos de bombeo,
etc.; Sísmica. Líneas de sísmica regional en donde se tenga registro de las unidades de interés;
Registros eléctricos de pozo. Registros de pozos en donde se haya tomado mediciones en las
unidades de interés; Reportes de análisis de parámetros hidráulicos de las unidades de interés;
Análisis físico-químicos de aguas subterráneas; y Análisis físico-químicos de aguas
superficiales.
Análisis de información secundaria: se realizó el análisis y verificación de la información
secundaría confrontando la información hidrogeologica que presentaba cada estudio, para
establecer la linea base del presente trabajo de investigación.
Elaboración de cartografía: no se contó con cartografía digital, por tal motivo fue
necesario desarrollar a través de la herramienta SIG, cada mapa con le fin de lograr la
superposición de información temática requerida por la metodologia GOD y a su vez
organizar la información y visualizarla de una manera práctica.
Análisis de resultados
Elaboración de conclusiones y recomendaciones
3.2 INSTRUMENTOS O HERRAMIENTAS UTILIZADAS
Inventario de pozos
El levantamiento de la información se hizo a partir de los listados de puntos existentes en los
diferentes trabajos previos consultados, verificando datos. Se identifican nacimientos
estacionales, aljibes y pozos, teniéndose que gran parte de los aljibes están distribuidos en la
margen derecho de río Isimena, los cuales son usados para consumo humano y actividades
pecuarias.
Los nacimientos inventariados corresponden principalmente con surgencias estacionales de agua,
es decir, que durante periodos de estiaje permanecen secos. La mayoría de éstos nacimientos
están protegidos por cobertura vegetal densa entre la que se destaca la palma de moriche. Los
28
aljibes son captaciones de poca profundidad (1,5 a 11,3 m), de diámetro máximo 1,2 m y
revestidas en concreto o en tubos de concreto perforados, en algunos casos abiertos. Los pozos
de la zona son captaciones de profundidad mayor (40,0 a 63,0 m).
Mapas geológicos
a través de la cartografía geológica de la superficie, se registra la naturaleza litológica o
estratigráfica las características estructurales de los afloramientos de las rocas, por medio de los
perfiles geológicos (Custodio & Llamas, 2001 en Mena G., & Montes J., 2010).
Para el desarrollo del presente trabajo se revisó la caracterización geológica realziada en el EIA
del bloque por Geoingenieria en el 2010.
3.2.1 Sistemas de Información geografica (SIG)
La aplicación de los Sistemas de Información Geográfica (SIG) a la evaluación de vulnerabilidad
Las herramientas suministradas por el SIG permite realizar la superposición de información
temática requerida para el análisis de metodología GOD, con el fin de evaluar la vulnerabilidad a
la contaminación, adicionalmente permite organizar la información y visualizarla de manera
práctica.
3.2.2 Trabajo con ArcGis
Para calcular el índice de vulnerabilidad con ArcGIS se deben seguir 3 pasos en los que se
utilizará análisis de superficie (slope), interpolación, reclasificación y álgebra de mapas,
funciones de la herramienta Spatial Analyst (tomado de
http://www.aguaysig.com/2011/02/determinacion-de-la-vulnerabilidad-de.html).
Paso 1. Construir los mapas que representan la distribución espacial de cada una de las variables,
para ello se puede utilizar ya sea métodos determinanticos (IDW, Spline) o geoestadisticos
(Krigin).
Paso 2. Consiste en Reclasificar los mapas obtenidos para cada una de las variables de acuerdo a
los datos consignados. Esto se realiza por medio de la función Reclassif de la extensión Spatial
Analyst.. Para los datos no numéricos como Formación geológica que constituye el acuífero,
Cubierta edáfica bajo la superficie del terreno y Tipo de material geológico de la zona no
saturada, simplemente se le da una valoración al tipo de material de acuerdo a las tablas
anteriores para construir el raster correspondiente.
Paso 3. Algebra de mapas. Con los mapas ya reclasificados de acuerdo al paso anterior, lo que
sigue es realizar la suma ponderada de cada uno de ellos. Para ello ArcGis cuenta con la
herramienta Raster Calculator de la extensión Spatial Analyst.
El resultado obtenido en el paso anterior se reclasifica de acuerdo a la Metodología GOD para
finalmente obtener el mapa de variación del índice de vulnerabilidad intrínseca de un acuífero.
29
30
4 METODOLOGÍA PARA EL ANÁLISIS DE LA VULNERABILIDAD DE LOS
ACUIFEROS
4.1 ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN SECUNDARÍA
Los documentos base para la elaboración del presente documento fueron:
Estudio de impacto ambiental para el programa de perforación exploratoria Llanos 25. Estudio
elaborado por Geoingeniería Año: 2010; y Medidas de manejo ambiental para el programa de
exploración sísmica 3D Llanos 25-2011. Estudio elaborado por Incon., Año: 2011. Esquemas de
Ordenamiento Territorial Tauramena y Monterrey.
El trabajo de investigación se estructuró desde el contexto global partiendo de la información
secundaria obtenida al puntual, así:
4.1.1.1 Geología
Se tomó la descripción geológica de las diferentes unidades relacionadas y de las estructuras
geológicas que pueden influir en el modelo. Esta información se resumió en el mapa geológico
de superficie y estructural, esta información permite conocer las características estructurales de
los afloramientos.
4.1.1.2 Balance hídrico
Se tomo la información correspondiente al balance hídrico de donde se obtuvo la información de
recarga, además de la escorrentía potencial del área de estudio, esto con el fin de conocer el
potencial hídrico del área de estudio.
4.1.1.3 Hidrogeología
De la información secundaría se obtuvo la descripción de las diferentes unidades hidrogeológicas
a partir del modelo geológico local, presentando las propiedades hidráulicas de las unidades
acuíferas de interés de estudio. Esta información se resumió en un mapa hidrogeológico de
superficie e incluyó las propiedades hidráulicas determinadas.
4.1.1.4 Vulnerabilidad a la Contaminación
Se hizo el análisis de vulnerabilidad a la contaminación de la unidad de interés específico por
parte de los usuarios, por una eventual contaminación o afectación proveniente u originada de las
actividades de sísmica. Para el análisis de vulnerabilidad a la contaminación se empleó el método
GOD.
31
4.2 ANÁLISIS DE RIESGO DE CONTAMINACIÓN
La definición del riesgo de contaminación de las aguas subterráneas es la interacción
entre la carga contaminante que es, será, o pudiera ser aplicada al subsuelo como resultado de
una actividad humana específica y la vulnerabilidad del acuífero a la contaminación, debido a las
características naturales de los substratos que le cubren y le separan de la superficie.
4.2.1 Clasificación de la actividad contaminante
Actualmente en la zona de estudio se desarrollan diferentes actividades humanas que
pueden llegar a afectar el estado natural de las aguas subterráneas, como lo son los cultivos, la
ganadería y la disposición inadecuada de aguas servidas; presentándose en la ¡Error! No se
encuentra el origen de la referencia., un resumen de dichas actividades. Adicionalmente en la
misma tabla se incluyen las actividades relacionadas con las labores de prospección sísmica.
Actividad
Características de la carga contaminante
Categoría de
distribución
Principal tipo
de
contaminante
Relativa carga
hidráulica Desvío al suelo
ACTIVIDADES
EXISTENTES
Comunidades cercanas
sin alcantarillado
Descargas al suelo
(pozos sépticos) r P n o f ++ *
Viviendas cercanas
Aplicación de desagües
al suelo y acequias r P n o f +
Agropecuaria
Descargas a las acequias r P n o ++ *
Efluentes al suelo de
ganadería vacuna r P-D n o f
Irrigación del suelo con
aguas no tratadas r D n o f
ACTIVIDADES
PROYECTADAS
Perforaciones en suelo
para exploración sísmica r P p
Detonaciones para
exploración sísmica r P-D p e
Descarga de efluentes
domésticos tratados al
suelo
r P n o ++
32
(r) rural, (P) puntual, (D) difusa, (n) compuestos de nutrientes, (o) compuestos micro orgánicos y/o carga orgánica, (f) patógenos fecales, (s) salinidad, (p) cambio estructura, (e) aumento permeabilidad del suelo
Tabla 3. Actividades potencialmente generadoras de contaminación del subsuelo en
el área de interés
Modificado de: CEPIS, 1991
De la anterior tabla se interpreta como un hecho evidente, el que las actividades
existentes en el área de interés, son potencialmente generadoras de contaminación del subsuelo,
teniéndose el desarrollo agropecuario como mayor actividad impactante.
4.2.2 Análisis del riesgo por la actividad de prospección sísmica
Con relación al análisis de riesgo de contaminación debido a la actividad proyectada
(exploración sísmica), se determinan dos (2) ítems de interés como son: perforaciones y
detonaciones. Se descarta del análisis los efluentes de aguas residuales ya que es un tema de
amplio conocimiento y desarrollado en el Plan de Manejo Ambiental.
Al realizar un compendio bibliográfico de estudios realizados en Colombia y otros países
(Canadá, USA, Israel, Ecuador), se encuentra que el análisis de riesgo por contaminación de
acuíferos a partir de la actividad de prospección sísmica ha sido ampliamente estudiado,
obteniéndose los resultados que se mencionan a continuación (“Contaminar: Alterar
nocivamente la pureza o las condiciones normales de una cosa o un medio por agentes químicos
o físicos”, Definición RAE, 2001):
“1° En vista de que en la exploración geofísica de hidrocarburos se emplean cargas de sismigel
muy pequeñas, sus efectos sobre nacederos de agua y edificaciones convencionales o lineales
sólo es significativa en el caso de que el disparo ocurra muy cerca de ellas. Como aproximación
conservativa, en este estudio se ha considerado una carga máxima de 10 kg que es mayor que la
usual que varía de entre 3 y 5 kg aproximadamente. El estudio también analiza el caso de cargas
mayores aunque sean imprácticas” (Sarria, 1998);
“El efecto de la detonación de la carga sísmica en un acuífero típico de la Formación Guayabo,
no alteró sus características geohidráulicas, calidad fisico química y tampoco produjo impacto
alguno sobre los pozos de monitoreo, ni siquiera sobre el piezómetro más cercano (ubicado a 2
metros de distancia del punto de detonación, que no registró dañó en su estructura física).
Tampoco se observó cambio alguno en el cauce de aguas superficiales localizado a 10 metros del
punto de impacto” (BP-Hidrogeocol, 1997);
33
“Muchos programas de prueba han sido realizados en un intento por correlacionar el tamaño de
la carga de explosivos y la distancia, con los factores de daño o cambio en las características de
los pozos de agua. En Alberta, un amplio número de localidades fueron estudiadas con cargas de
hasta 23 kg instaladas a distancias tan cercanas como 5 m de los pozos. Estos estudios fueron
singularmente infructuosos en dañar los pozos, generar la pérdida del rendimiento o provocar
cambios en la calidad del agua, hechos reclamados por parte de propietarios en ocasiones como
generados después del desarrollo de actividad de prospección sísmica en las cuales se aplicó
pequeñas cargas a distancias mayores a los 180 m. Cualquier perforación realizada cerca de un
pozo de agua puede penetrar el acuífero, pero es muy poco probable que se cause daño” (Ross,
I., 1991).
La actividad sísmica como tal, puede generar el ingreso al suelo y/o subsuelo de compuestos
químicos generados durante la perforación o producto de la detonación como tal en una
proporción relativamente despreciable ya que la mayor parte de la materia que compone el
explosivo se transforma en gas, siendo los cambios físicos los que más alteración pueden
generar. Entre estas afectaciones se resalta el cambio de la estructura del suelo o capa
intervenida, teniéndose también el posible aumento en la permeabilidad del suelo.
Según Sarria (1998), “El medio poroso saturado está compuesto por vacíos llenos total o
parcialmente con agua, y material sólido consistente en granos o partículas si el medio es
material suelto no consolidado, o por roca sólida si el medio son rocas metamórficas, ígneas o
sedimentarias cementadas consolidadas.” Anota igualmente que: “Normalmente una explosión
en un medio poroso aumenta la permeabilidad del mismo, siendo una práctica usual el uso de
explosivos para aumentar la permeabilidad en acuíferos de rocas ígneas y metamórficas. Cargas
típicas para estas labores oscilan entre 15 a 1.000 kg … En rocas y medios permeables menos
duros tal como los sedimentos sueltos y sedimentarios, esta metodología no es utilizada por la
poca influencia de la explosión”.
Para el caso específico del área de interés, se tiene que:
Con relación al acuífero libre Cuaternario, en donde se tienen bloques y gravas, la variación en
estructura y permeabilidad no es alta debido al tipo de material;
Con relación al acuífero semi-confinado Formación Caja, en donde se tienen areniscas lodosas,
la variación en estructura y permeabilidad no es alta debido al tipo de material;
Con relación a la capa de suelo residual a la cual se encuentran asociados la mayor parte de los
nacederos, es de anotar que esta capa no será objeto de instalación de cargas detonantes ya que
estas se instalarán en el nivel de roca subyacente (arcillolitas, lodolitas y areniscas de la
Formación Caja). Considerándose que el efecto propio de la explosión tiene un rango de 2 m
para cargas menores a 10 kg, en caso de que esta alcance el nivel de suelo residual, esta
alteración no se considera como degradante de la zona saturada ya que el aumento de la
permeabilidad es un factor que favorece la recarga y la velocidad de flujo sub-superficial, hechos
34
que se consideran positivos siempre y cuando la actividad se desarrolle alejada de los puntos de
emergencia de las aguas. (tomado del EIA del Bloque Llanos 25, Geoingenieria 2010).
4.2.3 Análisis de vulnerabilidad intrínseca
La vulnerabilidad de un acuífero a la contaminación está definida como el conjunto de
características intrínsecas de los estratos que separan la zona saturada del acuífero de la
superficie del suelo y que determinan la “sensibilidad del acuífero” a ser afectado por una carga
contaminante.
La definición del riesgo de contaminación de las aguas subterráneas es la interacción entre la
carga contaminante que es, será, o pudiera ser aplicada al subsuelo como resultado de la
actividad humana y la vulnerabilidad del acuífero a la contaminación, debido a las características
naturales de los substratos que le cubren y le separan de la superficie.
Existen métodos de valoración que parten de los diferentes parámetros ambientales
interactuantes. Esta interacción se valora asignando pesos o ponderación a las variables
mencionadas. A nivel preliminar y teniendo en cuenta los parámetros interpretados en el presente
estudio se emplearon uno de los métodos más reconocidos en el ámbito internacional para
determinar los índices de vulnerabilidad: el modelo GOD (Groundwater ocurrence, Overal
aquifer class, Depth to groundwater table or strike), cuyos parámetros de evaluación se presentan
en la Figura 6. Modelo GOD.
Los parámetros a evaluar permiten establecer el grado de inaccesibilidad o resistencia de la zona
saturada a la penetración de contaminantes como resultado de su retención física y reacción
química ante dichos contaminantes.
El método evalúa tres parámetros: 1) Tipo de ocurrencia del agua subterránea, 2) Características
litológicas y grado de consolidación de los estratos por encima de la zona saturada y 3)
Profundidad del nivel freático o techo del acuífero (CEPIS, 19917)
En esta metodología se han establecido escalas numéricas para valorar cada parámetro de
acuerdo con su capacidad de atenuación de contaminantes. El grado de vulnerabilidad total se
determina multiplicando los valores asignados a cada parámetro, obteniéndose valores de 0 a 1,
donde el cero "0" indica una vulnerabilidad despreciable y el "1" una vulnerabilidad extrema a la
contaminación.
7 Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente "CEPIS", Lima, Perú, 1991
35
El Modelo GOD se aplica desde el punto de vista regional, considerándose como unidades de
mayor interés el acuífero libre Cuaternario y el acuífero semi-confinado Ngc; tomándose la
valoración adicional del nivel acuífero efímero asociado los suelos residuales de la Formación
Caja ya que de este se generan la gran mayoría de nacederos reportados. De otro lado, también se
contempla el análisis de vulnerabilidad para la unidad impermeable de la Formación Caja, ya que
esta será la directamente involucrada en las perforaciones y detonaciones activadas para la
sísmica.
Figura 6. Modelo GOD
4.3 CALIFICACIÓN DE VARIABLES DEL MODELO GOD
Como resultado de la evaluación de la vulnerabilidad pueden obtenerse mapas que muestran
zonas con mayor o menor sensibilidad a la contaminación, los que generalmente se construyen
para el acuífero superior o freático. Estos niveles de sensibilidad permiten valorar la
vulnerabilidad en forma relativa entre las regiones que integran un área (Bessouat et al., 2001).
Para realizar estos mapas se utiliza un Sistema de Información Geográfica (SIG), que es una
herramienta diseñada para consultar, manipular y aplicar los datos de: información geográfica,
cartografía digital, bases de datos de atributos y estadísticas, de una manera simultánea y
automatizada (López y Granados, 2000 en Pérez y Pacheco, 2004).
36
4.3.1 Ocurrencia del Agua Subterránea
Para el acuífero libre del Cuaternario, el cual se trata de un acuífero no confinado, de acuerdo
con el modelo se le asigna un índice de ocurrencia igual a 1,0.
El acuífero conformado por rocas permeables de la Formación Caja, se considera semi-confinado
por lo que se le asigna un valor de 0,4.
Para la zona de almacenamiento estacional que se ubica temporalmente en suelos residuales de la
Formación Caja, este se trata como un acuífero no-confinado (cubierto por la capa de suelo
orgánico), y de acuerdo con el modelo se asigna un índice de ocurrencia igual a 0,6.
Al acuitardo conformado por rocas impermeables de la Formación Caja se le asigna un índice de
ocurrencia igual a 0,0.
4.3.2 Sustrato Litológico
El índice del sustrato litológico para arenas aluviales es 0,55 correspondiente a bloques, gravas,
arenas y limos intercalados;
En el caso de las rocas permeables de la Formación Caja, se ha asignado un valor de 0,65 por
cuanto se trata de areniscas lodosas.
Para el acuífero efímero sub-superficial relacionado con suelos residuales de la Formación Caja
se ha valorado en 0,4, puesto que se trata de suelos residuales.
El acuitardo asociado a las rocas impermeables de la Formación Caja (arcillolitas y lodolitas), se
le asigna un índice de sustrato litológico igual a 0,3.
4.3.2.1 Profundidad de la Tabla de Agua
Para el acuífero cuaternario, se considera una distancia al agua <5 m, de acuerdo con los
resultados de los SEV y del inventario de puntos de agua, por lo que se ha asignado un valor de
0,9.
Para el acuífero semi-confinado de la Formación Caja, de acuerdo con los resultados de los SEV
se ha determinado con una profundidad de 20 a 100 m, por lo que se le ha asignado un valor de
0,5.
Para el nivel saturado sub-superficial de los suelos residuales de la Formación Caja, igualmente
se determinado una profundidad <5 m, por lo que se ha asignado un valor de 0,9.
Finalmente, al acuitardo de la Formación Caja se le asigna un valor de 0,3
37
4.4 RESULTADO DEL MODELO GOD
En la Tabla 4 se presenta un resumen de los resultados de la vulnerabilidad de los acuíferos
presentes en el área de interés exploratorio, según la metodología GOD.
Acuífero Índice de
ocurrencia
Índice
litológico
Índice de
profundidad Índice total Vulnerabilidad
Acuífero Libre
Cuaternario 1 0,55 0,9 0,495 MODERADA
Acuífero Semi-
confinado
Formación Caja
0,4 0,65 0,5 0,13 BAJA
Acuífero
Efímero Sub-
superficial
suelos
residuales
Formación Caja
0,6 0,4 0,9 0,216 BAJA
Acuitardo
Formación Caja 0 0,3 0,3 0 NINGUNA
Tabla 4. Resultados vulnerabilidad de los acuíferos a la contaminación - Metodo
GOD
4.5 ZONIFICACIÓN DEL GRADO DE VULNERABILIDAD DE LOS ACUÍFEROS
Mediante la superposición de las capas de información y la multiplicación de los índices de
ocurrencia del agua subterránea, de sustrato litológico y de profundidad de la tabla de agua,
usando Sistemas de Información Geográfica - SIG, se obtiene la zonificación de Vulnerabilidad
de los Acuíferos a la Contaminación para el área de interés exploratorio), teniéndose que:
La unidad hidrogeológica ACUÍFERO CUATERNARIO (Depósitos aluviales activos, recientes
y sub-recientes) presenta un índice MODERADO de vulnerabilidad a la contaminación, lo cual
indica que en caso de presentarse algún contaminante que afecte la calidad de las aguas, su
efecto sobre los niveles saturados sería moderado.
La unidad hidrogeológica ACUÍFERO SEMI-CONFINADO Ngc (Formación Caja) presenta un
índice de vulnerabilidad BAJO lo cual indica que en caso de presentarse algún contaminante, no
se afectaría la calidad y cantidad del recurso hídrico subterráneo.
La unidad hidrogeológica ACUÍFERO EFÍMERO SUB-SUPERFICIAL asociada a suelos
residuales de la Formación Caja, presenta un índice de vulnerabilidad BAJO lo cual indica que
en caso de presentarse algún contaminante, no se afectaría la calidad y cantidad del recurso
hídrico subterráneo surgente en épocas de lluvias y durante la transición invierno – verano.
38
La unidad hidrogeológica ACUITARDO de la Formación Caja, presenta un índice de
vulnerabilidad NULO lo cual indica que en caso de presentarse algún contaminante, no existiría
ningún caso de contaminación de aguas.
4.6 ZONIFICACIÓN DEL GRADO DE SUSCEPTIBILIDAD A LA
CONTAMINACIÓN DE ACUÍFEROS POR EFECTOS DE LA PROSPECCIÓN
SÍSMICA
En este numeral se desarrolla el análisis de susceptibilidad a la contaminación de acuíferos,
basado en los criterios de riesgo de una actividad específica contra la vulnerabilidad intrínseca de
un medio, obteniéndose el siguiente resultado:
La unidad acuífero del Cuaternario posee susceptibilidad MODERADA A BAJA de ser afectada
por las actividades de exploración sísmica, dado que el riesgo es bajo a la alteración por efecto
de la contaminación física (estructura y permeabilidad), y es despreciable a la alteración por
efecto de la contaminación química (carga iónica por ejemplo), cruzado esto contra el grado
moderado de vulnerabilidad intrínseca del acuífero.
La unidad acuífero semi-confinado de la Formación Caja, posee susceptibilidad BAJA de ser
afectada por las actividades de exploración sísmica, dado que el riesgo es bajo a la alteración
física, y es despreciable a la alteración química, cruzado esto contra el grado bajo de
vulnerabilidad intrínseca del acuífero.
La unidad acuífero efímero sub-superficial relacionado con suelos residuales de la Formación
Caja, posee susceptibilidad BAJA de ser afectada por las actividades de exploración sísmica,
dado que el riesgo es bajo a la alteración física, y es despreciable a la alteración química, cruzado
esto contra el grado bajo de vulnerabilidad intrínseca del acuífero.
La unidad acuitardo de la Formación Caja, posee susceptibilidad NULA de ser afectada por las
actividades de exploración dado que el riesgo es bajo a la alteración física, y es despreciable a la
alteración química, cruzado esto contra el grado nulo de vulnerabilidad intrínseca del acuífero.
En la Tabla 5se presenta el resumen del análisis de susceptibilidad a la contaminación de
acuíferos por efecto de la actividad de prospección sísmica, y en la Figura 7 el mapa generado
en el sistema de información geográfico, en donde se muestran solamente las unidades
superficiales.
39
Acuífero Vulnerabilidad
intrínseca (GOD)
Riesgo de contaminación
por efecto de sísmica Susceptibilidad
Alteración
física
Alteración
química
Acuífero libre
Cuaternario Moderada Baja Despreciable
MODERADA A
BAJA
Acuífero semi-
confinado
Formación
Caja
Baja Baja Despreciable BAJA
Acuífero
Efímero suelos
residuales
Formación
Caja
Baja Baja Despreciable BAJA
Acuitardo
Formación
Caja
Ninguna Baja Despreciable NINGUNA
Tabla 5. Análisis de susceptibilidad a la contaminación de acuíferos por efectos de la
prospección sísmica
Como resultado del análisis, se concluye que teniendo en cuenta el grado de susceptibilidad
determinado, se considera necesaria la implementación de procedimientos de monitoreo de
calidad de aguas subterráneas con énfasis en el acuífero libre Cuaternario, los cuales se podrán
extender a algunos de los nacimientos, aljibes y pozos ubicados dentro del área de interés y
posible afectación.
40
Figura 7. Suceptibilidad a la contaminación de los acuíferos por efecto de la
prospección sísmica
41
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Con relación a la vulnerabilidad intrínseca de los acuíferos
La unidad hidrogeológica Acuífero Cuaternario (Depósitos aluviales activos, recientes y sub-
recientes) presenta un índice moderado de vulnerabilidad a la contaminación, lo cual indica que
en caso de presentarse algún contaminante que afecte la calidad de las aguas, su efecto sobre los
niveles saturados sería moderado.
La unidad hidrogeológica Acuífero Semi-Confinado Ngc (Formación Caja) presenta un índice de
vulnerabilidad bajo lo cual indica que en caso de presentarse algún contaminante, no se afectaría
la calidad y cantidad del recurso hídrico subterráneo.
La unidad hidrogeológica Acuífero Efímero Sub-Superficial asociada a suelos residuales de la
Formación Caja, presenta un índice de vulnerabilidad bajo lo cual indica que en caso de
presentarse algún contaminante, no se afectaría la calidad y cantidad del recurso hídrico
subterráneo surgente en épocas de lluvias y durante la transición invierno – verano.
La unidad hidrogeológica Acuitardo de la Formación Caja, presenta un índice de vulnerabilidad
nulo lo cual indica que en caso de presentarse algún contaminante, no existiría ningún caso de
contaminación de aguas.
Con relación a la susceptibilidad a la contaminación de los acuíferos por efecto de la
actividad sísmica
Teniendo en cuenta el grado de riesgo de contaminación de acuíferos que se determina para la
actividad sísmica, y cruzado esto contra el índice de vulnerabilidad definido por medio del
modelo GOD, se obtiene la susceptibilidad de los acuíferos a ser contaminados por efecto de la
actividad sísmica, teniéndose que:
La unidad acuífero del Cuaternario posee susceptibilidad Moderada a Baja de ser afectada por las
actividades de exploración sísmica.
La unidad acuífero semi-confinado de la Formación Caja, posee susceptibilidad Baja de ser
afectada por las actividades de exploración sísmica.
La unidad acuífero efímero relacionado con suelos residuales de la Formación Caja, posee
susceptibilidad Baja de ser afectada por las actividades de exploración sísmica.
La unidad acuitardo de la Formación Caja, posee susceptibilidad nula de ser afectada por las
actividades de exploración sísmica.
42
Con relación a la actividad de prospección sísmica
Se deben tomar todas las medidas de manejo incluidas en el estudio: Medidas de manejo
ambiental para el programa de exploración sísmica 3D Llanos 25-2011, con el fin de proteger
los diferentes nacimientos existentes y ciñéndose a las distancias estipuladas en la legislación
(Resolución Corporinoquia No. 0440 de 2010).
Como resultante del análisis, se concluye que teniendo en cuenta el grado de susceptibilidad
determinado, se considera necesaria la implementación de procedimientos de monitoreo de
calidad de aguas subterráneas con énfasis en el acuífero libre Cuaternario, los cuales se podrán
extender a algunos de los nacimientos, aljibes y pozos reportados en el presente informe y
anteriores estudios.
Con el fin de proteger cada uno de los nacimientos y captaciones enumeradas en los tres
diferentes documentos ambientales que sustentan la intervención del área (Geoingeniería / 2010;
Incon / 2011 e Hidrosuelos / 2012), se recomienda que antes de proceder con la iniciación de los
trabajos de prospección sísmica, se haga un estricto replanteamiento en campo de todos los
puntos marcados en los estudios como nacederos, aljibes y pozos; así estos se encuentren o no
activos al momento de realizar esta labor.
43
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44
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AN%20ANDRES.pdf
45
ANEXOS
ANEXO 1. MAPA DE PERMEABILIDAD DEL SUELO SUPERPONIENDO
GEOLOGÍA.
46
ANEXO 2. MAPA DE PERMEABILIDAD DEL SUELO SUPERPONIENDO USO
DEL SUELO REGLAMENTADO.
47
ANEXO 3. SUCEPTIBILIDAD A LA CONTAMINACIÓN DE LOS ACUIOFEROS
POR EFECTOS DE LA PROEPECCIÓN SÍSMICA
