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Vargas Martínez, N.O. 2006. Zonas hidrogeológicas homogéneas de Colombia. Boletín Geológico y Minero, 117 (1): 47-61ISSN: 0366-0176
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Zonas hidrogeológicas homogéneas de Colombia
N.O. Vargas Martínez
Geólogo-Esp. Recursos Hidráulicos.Grupo de Investigación de Hidrología del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales-IDEAM.
Miembro de la IAH, ALSHUD y la Asociación Colombiana de Hidrogeólogos ACH.Docente y Miembro del Consejo de Investigación y Proyección Social de la ECCI.
P.O. Box 72797 Ciudad Kennedy. Bogotá. Colombia.E-mails: [email protected] y [email protected]
Introducción
En este documento se presentan las caracterís-ticas de las Zonas Hidrogeológicas Homogéneas deColombia, delimitadas luego de aplicar la metodolo-gía propuesta por la Asociación Internacional deHidrogeólogos (Struckmeier y Margat, 1995) paraelaboración de mapas hidrogeológicos de tipo ge-neral, cuyo fin último es el reconocimiento regionalde la distribución y estado del recurso hídrico subte-rráneo.
El trabajo responde a la necesidad de delimitarunidades hidrogeológicas con base en un modelogeológico básico del subsuelo en el cual se reco-nozca la geometría y las fronteras tectono-estrati-gráficas de las unidades acuíferas regionales. Eneste sentido, se utilizó como base el Mapa Geoló-gico de Colombia (Geotec, 1987) publicado a escala1:1.200.000. Su lectura se complementó con la revi-sión del Mapa Geológico de Colombia publicadopor Ingeominas (1988). Se identifican cuencas yregiones hidrogeológicas, que en conjunto son las
RESUMEN
En este trabajo se presentan y caracterizan las Zonas Hidrogeológicas Homogéneas de Colombia delimitadas a nivel nacional a escala1:1.200.000 a partir de un modelo geológico del subsuelo, siguiendo las normas y estándares fijados por la Asociación Internacional deHidrogeólogos (IAH) en su “Hydrogeological maps: A Guideline and Standard Leyend”. Las zonas hidrogeológicas homogéneas com-prenden cuencas y regiones hidrogeológicas representadas gráficamente mediante la ayuda de los Sistemas de Información Geográficay técnicas asistidas de dibujo por computador. En términos generales, se identifican en Colombia 16 cuencas hidrogeológicas que alojansistemas acuíferos multicapas con condiciones favorables para su explotación. Las cuencas abarcan el 74% de la extensión total del terri-torio nacional. Sin embargo, el 56% del área con posibilidades hidrogeológicas corresponde a las regiones geográficas de la Orinoquía,la Amazonía y la Costa Pacífica que por sus altos rendimientos hídricos superficiales y bajo porcentaje de población asentada en su terri-torio no han requerido de este recurso para suplir necesidades de abastecimiento. La región andina, a la postre la más densamente pobla-da del país, cuenta con 106.131 km2 de superficie con recursos y reservas de agua subterránea equivalentes al 12,5% del área total cubier-ta por cuencas hidrogeológicas en el territorio nacional. En esta región se encuentran las cuencas hidrogeológicas más utilizadas en elpaís ubicadas en el Valle del Cauca, Valle Medio y Superior del Magdalena y la Cordillera Oriental.
Palabras clave: aguas subterráneas, Colombia, cuencas hidrogeológicas, hidrogeología, zonas hidrogeológicas
Homogeneous hydrogeological zones of Colombia
ABSTRACT
In this paper are presented hydrogeological zones at national level, defined from a geological model of the underground in consonancewith the norms and standards fixed by the International Association of Hydrologists (IAH) in “Hydrogeological maps: A Guideline andStandard Leyend”. There are in this paper a definition of groundwater basins, regions and litho-stratigraphic units called HydrogeogicalZones; all of them are represented graphically by using Geographic Information Systems and different techniques of computer AidedDesign. Broadly speaking, there are identified 16 hydrogeological basins that contain multistrata groundwater systems with good condi-tions for being exploited. Those systems occupy 74% of the total area of the national territory. The main hydrogeological basins are in theCauca Valley, Magdalena Valley and the Caribbean coastal zone.
Key words: Colombia, groundwater, hidrogeology, hidrogeologycal basins, hidrogeologycal zones
Zonas Hidrogeológicas Homogéneas de Colombia,las cuales se representan en diferentes coberturas deun Sistema de Información Geográfica (SIG), a la vezque se recopila y sistematiza la información asociadacon estos productos de importancia nacional.
El agua subterránea y el ciclo hidrológicoen Colombia
Colombia es un país ubicado en la esquina Norocci-dental de Suramérica que tiene una superficie conti-nental de 1.141.748 km2 y 988.000 km2 de área maríti-ma entre los océanos Atlántico y Pacífico. En suterritorio se distinguen cuatro regiones hidrográficas:al Este y cubriendo cerca de 670.000 km2 se presentanla Región de la Orinoquía caracterizada por zonas pla-nas o sabanas empradizadas con altitudes entre 100 y500 m.s.n.m. y una selva pluvial ecuatorial con gran-des ríos conocida como la Amazonía. La parte centraldel territorio corresponde a la zona andina constitui-da por tres cordilleras (Occidental, Central y Oriental)que se extienden con dirección NNE-SSO y alturashasta de 5.000 m.s.n.m. Estas cordilleras están sepa-radas por valles longitudinales intramontanos quealtitudinalmente se ubican entre los 100 y 500m.s.n.m. (Valles del Magdalena y Cauca). Hacia elNorte y en contacto con el Mar Caribe se distinguenllanuras costeras que se forman en las estribacionesde las cordilleras. Al Oeste y limitando con laCordillera Occidental se distinguen serranías y tierrasbajas de selva ecuatorial húmeda que forman elAnden Pacífico colombiano. El pico más alto del terri-torio, la Sierra Nevada de Santa Marta (5.800m.s.n.m.) está localizado en un macizo aislado sobrela costa Atlántica. En el área marítima se destacan lasislas de San Andrés y Providencia en el Mar Caribe ylos islotes de Gorgona y Malpelo sobre el Pacífico.
Cerca del 20% del territorio colombiano está con-formado por rocas ígneas y metamórficas concentra-das principalmente en la Cordillera Central, la SierraNevada de Santa Marta y el Escudo de la Guyanaen la parte más oriental del país. Las cordilleras andi-nas Oriental y Occidental corresponden a secuenciassedimentarias mesozoicas y cenozoicas. Las zonasplanas y depresiones están rellenadas por sedimen-tos del Terciario y el Cuaternario.
El clima de Colombia es tropical y del volumen deprecipitación anual (3.400 km3/anual) un 61% se con-vierte en escorrentía superficial, generando un caudalmedio de 66.440 m3/s equivalentes a un volumenanual de 2.113 km3 que fluye por las cinco vertienteshidrográficas que caracterizan el territorio nacional
continental. El 23% de esta escorrentía se concentraen la vertiente del Caribe que entrega sus aguas alOcéano Atlántico en el Norte del territorio, el 10%escurre por la vertiente del Pacífico que aporta alocéano del mismo nombre al Occidente del país, el34% corre por la vertiente de la Amazonía entregandosus aguas al río Amazonas al Oriente, el 32% corres-ponde a la Vertiente del Orinoco con corrientes queconfluyen en el río Orinoco, y desembocan al OcéanoAtlántico, el resto aporta por el Noreste a la cuencadel Catatumbo compartida con Venezuela (Ministeriodel Medio Ambiente, 1996). Estos caudales estándirectamente asociados con los aportes de las áreasde las cuencas correspondientes, representados enrendimientos hídricos heterogéneos que oscilanentre 1 y más de 100 l/s/km2, los cuales permiten,junto con la precipitación y la evapotranspiraciónreal, delimitar zonas con base en la disponibilidad delrecurso hídrico (Ideam, 1998). El Pacífico es la zonacon mayor rendimiento hídrico, presenta valores pro-medios superiores a los 100 l/s/km2 con cuencascomo el San Juan y Micay. En el Caribe estos rendi-mientos varían entre 1 l/s/km2 en la alta Guajira y127 l/s/km2 en la cuenca del Atrato. La cuenca delMagdalena-Cauca de la Vertiente del Caribe, donde seasienta más del 80% de la población del país y se con-centra la mayor parte de la actividad socioeconómica,cuenta con un rendimiento promedio de 27 l/s/km2. LaOrinoquía por su parte presenta un rendimiento pro-medio 34% mayor que la de la cuenca Magdalena-Cauca. La Amazonía no presenta variaciones marca-das, con un promedio de 65 l/s/km2 (Ministerio delMedio Ambiente, 1996). En términos generales, laoferta hídrica de escorrentía superficial total per capi-ta es de 59.000 m3/hab/año; sin embargo la oferta percapita accesible anual, bajo condiciones naturales esde 12.000 m3/hab/año (Ministerio del Medio Ambien-te, 1996).
El análisis comparativo entre la oferta hídrica percapita accesible anual con respecto a las ofertas limi-tantes al desarrollo muestran una significativa abun-dancia hídrica en Colombia, capaz de sustentar eldesarrollo socio-económico a largo plazo. Empero,la capacidad de aprovechamiento de esta relativaabundancia hídrica está determinada por las limita-ciones temporales y espaciales que presentan losdiferentes regímenes hídricos del país (Ministerio delMedio Ambiente, 1996). Tradicionalmente el aguasuperficial ha sido la fuente principal de abasteci-miento. Sin embargo, desde hace pocos años lasaguas subterráneas han sido consideradas como unafuente alternativa económica a las aguas superfi-ciales debido a su mejor calidad y el relativamente
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bajo costo de manejo. Los crecimientos en el consu-mo, la deforestación y la escasa gestión sobre lascuencas y los acuíferos u otros recursos naturales,junto con la ausencia casi total de tratamiento deaguas residuales, están causando problemas seriosde disponibilidad, limitaciones por calidad, desabas-tecimiento y racionamiento en un número cada vezmayor de municipios del país. Estos efectos adversossobre la calidad de vida y las actividades económicasestán induciendo cambios en los lineamientos depolítica y estrategias para la planificación del manejointegral y sostenible del recurso hídrico (superficial ysubterráneo).
Enfoque metodológico
De acuerdo con el planteamiento anterior, en elmarco de la investigación de los recursos hídricossubterráneos del país, reviste especial importanciala necesidad de integrar la información geológica,hidrológica e hidrogeológica para conocer la distribu-ción, el estado en cantidad y calidad y la dinámica delas aguas subterráneas en las diferentes cuencashidrogeológicas que cubren el territorio nacional. Elpunto de partida de la propuesta tiene que ver con elhecho incontrovertible de que la geología controlala presencia y distribución del agua en las rocas. Porlo tanto se debe establecer una caracterización delas unidades hidrogeológicas con base en un modelogeológico regional, que represente el medio físicosobre el cual se desarrolla la dinámica del ciclo hidro-lógico en su componente subterráneo, de acuerdocon la capacidad de las rocas para almacenar y trans-mitir el fluido.
En este orden de ideas, sobre un mapa geológicobase se han delimitado cuencas y regiones sedimen-tarias en una propuesta unificada que integra lasclasificaciones de Geotec (1987), Mapa de Terrenosde Colombia (Etayo et al., 1983) y Ecopetrol (1987y modificado 1998). Estas unidades tectono-estrati-gráficas corresponden a eventos geológicos únicoscuyos límites físicos están marcados por megafractu-ras de orden regional ampliamente documentadas enlos estudios geológicos del país. Las unidades geoló-gicas delimitadas se han convertido en cuencas yregiones hidrogeológicas de acuerdo con la capaci-dad de las rocas de almacenar y permitir el paso delagua de acuerdo con sus propiedades de porosidady permeabilidad. Al conjunto de cuencas y regioneshidrogeológicas se denominan Zonas Hidrogeoló-gicas Homogéneas de Colombia (figura 1).
Las cuencas hidrogeológicas, en sentido amplio,almacenan y transmiten cantidades apreciables de
agua subterránea y están separadas entre sí porregiones hidrogeológicas que actúan como barrerasimpermeables por su carácter ígneo-metamórfico.En estas cuencas las unidades hidroestratigráficas(derivadas de las unidades litoestratigráficas deacuerdo con la naturaleza de los intersticios del siste-ma roca-sedimento) se comportan como acuíferos(rocas permeables que permiten el paso relativa-mente fácil de agua bajo condiciones naturales decampo), acuitardos (permiten el paso lento del aguapor sus condiciones semipermeables), acuicludo(rocas impermeables que pueden contener agua perono permiten su flujo) o acuífugo (no contienen, nitransmiten agua). Los acuíferos a su vez pueden serlibres, semiconfinados o confinados de acuerdo conla ubicación estratigráfica de las rocas encajantes yla posición de la tabla de agua.
Delimitación de zonas hidrogeológicas homogéneas
Con base en criterios geológicos e hidrogeológicosse presenta la delimitación de zonas hidrogeológicasdel país definidas de acuerdo con la posibilidadque tienen las unidades roca-sedimento de permitirel almacenamiento y flujo de aguas subterráneas(Vargas, 2001). Las zonas corresponden a:- Zonas hidrogeológicas con buenas posibilidades
hidrogeológicas desde el punto de vista de sucapacidad de transmitir y almacenar agua, de-sarrolladas en ambientes sedimentarios silisiclás-ticos y vulcanoclásticos (rocas y depósitos piro-clásticos). Estas zonas corresponden a las cuencashidrogeológicas. Los principales sistemas acuífe-ros están restringidos (con excepción de la zonaplegada de la cordillera Oriental) a las zonas bajasque conforman valles y planicies de grandes ríosen el territorio nacional. En estas zonas los acuífe-ros explotados corresponden a depósitos recien-tes en los cuales los reservorios son de tipo libre asemiconfinado. Cabe destacar dentro de estos laintrusión marina asociada con sistemas acuíferoscosteros, insulares terciarios y cuaternarios delPacífico, Bajo Magdalena, Costa Atlántica, LaGuajira y San Andrés.
- Zonas hidrogeológicas en ambientes ígneo meta-mórficos con recursos limitados y desconocidos,en los cuales el agua se mueve a través de frac-turas interconectadas. Estas zonas correspon-den a las regiones o macizos hidrogeológicosde las Cordilleras Central y Occidental, Serraníadel Baudó, Serranía del Darién, Sierra Nevada deSanta Marta, Serranía de la Macarena, Serraníadel Perijá, Escudo de la Guyana, Macizo Santan-
der-Floresta al Norte de la Cordillera Oriental yMacizo de Garzón-Quetame al Sur de la misma.Estas zonas actúan como barreras impermeablesque sirven de frontera a sistemas acuíferos conflujo intergranular. En algunas de ellas es comúnla ocurrencia de aguas termales y alojan ademásacuíferos locales desarrollados en valles aluvialesy unidades sedimentarias terciarias y cretácicas.Tal es el caso del Valle de Aburra en Antioquiadonde se extrae agua subterránea de cerca de 350puntos de agua. En la Tabla 1 se relacionan estas zonas hidrogeo-
lógicas.En términos generales, se identifican 16 zonas
hidrogeológicas en ambientes sedimentarios y vul-canoclásticos que alojan sistemas acuíferos multica-pas con porosidad primaria y secundaria con condi-ciones favorables para su explotación (figuras 1 y 2).Las cuencas abarcan el 74% de la extensión totaldel territorio nacional. Sin embargo, 51% de estasuperficie corresponde a las cuencas de la Orinoquía(Llanos Orientales), la Amazonía (Caguán-Vaupes yPutumayo) y la Costa Pacífica (Tumaco y Choco-Pacífico) que por sus altos rendimientos hídricossuperficiales y bajo porcentaje de población asentadaen su territorio no han requerido de este recursopara suplir necesidades de abastecimiento. La zonaandina, a la postre la más densamente poblada del
país, cuenta con 106.131 km2 de área con posibi-lidades de almacenamiento de aguas subterráneasque equivale al 12,5% del área total cubierta porcuencas hidrogeológicas en el territorio nacional yal 53,8% del área abarcada por las tres cordilleras ysus valles intramontanos. Esta área corresponde alos sistemas acuíferos multicapas de las zonas hidro-geológicas del Valle del Cauca, Valle Medio ySuperior del Magdalena y Cordillera Oriental.Además de estas zonas se distinguen las cuencastransfronterizas de La Guajira y el Catatumbo, lacuenca intramontana del Cesar-Rancheria, las cuen-cas costeras de Sinú-San Jacinto y Urabá y la cuencainsular de San Andrés. El resto del país está confor-mado por ambientes ígneo-metamórficos donde lacirculación del agua subterránea está limitada princi-palmente a zonas de fracturamiento y ocurrencia dehorizontes y lentes calcáreos y detríticos dentro desecuencias impermeables de litologías arcillosas yturbidíticas cretácicas y terciarias que no han sidoobjeto de prospección hidrogeológica y donde debenesperarse recursos limitados para su explotación.Estos ambientes actúan como barreras para el flujointergranular (Vargas, 2001).
En este punto es importante llamar la atenciónsobre el limitado conocimiento de los sistemas acuí-feros del territorio nacional: En el país se han realiza-do realmente pocos estudios de tipo hidrogeológico
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Zonas hidrogeológicas Zonas hidrogeológicasen ambientes sedimentarios y vulcanoclásticos en ambientes ígneo-metamórficos
con buenas posibilidades hidrogeológicas con recursos limitados desconocidos(Cuencas Hidrogeológicas) (Regiones Hidrogeológicas)
Area (km2) Area (km2)
Llanos Orientales 269.145 Serranía de la Macarena 1.380Caguán-Vaupes-Amazonas 258.778 Escudo de la Guyana 81.245Putumayo 35.615 Macizo Garzón -Quetame 27.672Plegada de la Cordillera Oriental 60.649 Cordillera Central 84.852Valle del Cauca-Patia 2.657 Cordillera Occidental 51.890Sinú-San Jacinto 38.319 Serranía del Darién 1.386Urabá 5.340 Macizo de Santander-Floresta 24.626Valle Inferior del Magdalena 45.572 Serranía de Perijá 2.264Guajira 13.399 Sierra Nevada de Santa Marta 14.175Catatumbo 7.064 Baudó 6.340Cesar-Ranchería 10.247 Malpelo-Gorgona menor de 10Choco-Pacífico 32.224 Providencia y Cayos menor de 10Tumaco 24.095San Andrés 25Valle Medio del Magdalena 27.924Valle Superior del Magdalena 14.901
TOTAL 845.946 295.827
Tabla 1. Distribución areal de Zonas Hidrogeológicas en el territorio nacional. Modificado de Vargas (2001)Table 1. Distribution of Hydrogeological Zones in Colombia. Modified from Vargas (2001)
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regional, la mayoría de ellos son de carácter local conescalas que varían entre 1:25.000 y 1:100.000. Conestos estudios se ha cubierto menos del 15% de lasuperficie del territorio nacional en reconocidosambientes sedimentarios. Además se cuenta con una
cartografía hidrogeológica de todo el territorio nacio-nal a escala 1:1.500.000 elaborada por Ingeominasen el año de 1989 con el patrocinio del ProgramaHidrogeológico Internacional de la Unesco (Huguettet al., 1989). En la actualidad Ingeominas adelanta el
Fig. 1. Zonas hidrogeológicas homogéneas de ColombiaFig. 1. Colombia’s hydrogeological zones
Atlas Hidrogeológico de Colombia a escala 1:500.000(Ingeominas 2000).
Se cuenta pues con estudios a nivel de prospec-ción y exploración principalmente en la Sabana deBogotá, La Guajira, Catatumbo, algunos sectores de
la Costa Atlántica, Valle del Cesar y áreas del ValleSuperior y Medio del Magdalena donde los estudioshan sido extensivos. En estas zonas, sin embargo, nose cuenta con un seguimiento y monitoreo, generadoa partir de redes básicas, que propicie el reconoci-
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Fig. 2. Unidades hydroestratigráficas de ColombiaFig. 2. Colombia’s hydrostatigraphic units
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miento de la dinámica espacio temporal del recurso.El común denominador es la ausencia de datos siste-máticos que permita hacer un diagnóstico basado enindicadores poblados. La cuenca hidrogeológicamejor estudiada del territorio colombiano correspon-de al Valle del Cauca-Patía sobre la cual se soporta eldesarrollo regional de esta parte del país.
De acuerdo con su posición en el territorio estaszonas hidrogeológicas homogéneas pueden recono-cerse como cuencas hidrogeológicas montanas eintramontanas, costeras, insulares, transfronterizas yregiones hidrogeológicas. Estas últimas por corres-ponder a macizos y unidades ígneo-metamórficas, nose describirán en este artículo.
Cuencas hidrogeológicas montanas e intramontanas
Tal como se observa en la Tabla 2 corresponden alas cuencas: Plegada de la Cordillera Oriental, ValleSuperior del Magdalena, Valle Medio del Magdalena,Valle del Cauca-Patía y Cesar-Rancheria que se dispo-nen entre las Cordilleras Oriental y Occidental dondese asienta el 80% de la población colombiana y secentra la actividad económica del país.
Estas cuencas se desarrollan en sedimentos clás-ticos recientes de tipo aluvial y rocas sedimentariasterciarias y cretácicas con porosidad primaria ysecundaria. Se destaca la Cuenca Cauca-Patía en elcual se extrae el 70% de las aguas subterráneasexplotadas en el país (para uso agrícola principal-mente) y el acuífero de la Sabana de Bogotá en elcual se han reconocido zonas con sobreexplotación(en las formaciones geológicas reciente de Sabanay Tilatá) que han inducido descensos importantesen los niveles estáticos de los pozos de producción(Ingeominas.1993). En esta misma zona el acuíferomás importante corresponde a una secuencia detríti-ca sedimentaria del cretácico que ha sido poco explo-tada. En la Sabana de Bogotá el uso del agua subte-rránea es agrícola e industrial.
En los valles de los ríos Cauca y Patía se encuen-tran sedimentos con permeabilidad alta, constituidospor rellenos aluviales de materiales gruesos que danlugar a acuíferos de extensión regional y hacia eldepartamento del Cauca depósitos de piroclastos(CVC, 1995; CVC, 1996). Igualmente en el Glacis delQuindío se encuentran depósitos de origen piroclásti-co, aluvial y glacial. En la Zona del Cesar se explotanabanicos fluviales interdigitados y terrazas aluvialesque conforman acuíferos libres a confinados destina-dos al abastecimiento doméstico y público, riego ysector ganadero (Angel y Huguett, 1995). En la cuen-ca del Valle Medio del Magdalena se extraen aguas
subterráneas de depósitos de origen fluvial y lacustrey de acuíferos multicapas en sedimentos terciariosdetríticos con un espesor productivo de más de 150m (Aguas Subterráneas, 1998; Pérez y Valencia, 1977).El Valle Superior del Magdalena corresponde a unadepresión tectónica del Valle del Magdalena que seha rellenado en el tiempo geológico y posterior alMioceno se depositaron las secuencias más impor-tantes por sus características litológicas y comporta-miento hidráulico (Van Houten y Travis, 1968; Ingeo-minas y CAM, 1998). En términos generales, en lazona del Valle Superior del Magdalena se explotanacuíferos libres a semiconfinados de sedimentos yformaciones poco consolidadas cuyo uso correspon-de al agrícola y al consumo doméstico primordial-mente, aunque localmente tiene importancia para laindustria petrolera en particular.
Cuencas hidrogeológicas costeras
En la Tabla 3 se relacionan las características de estaszonas hidrogeológicas de las cuales pertenecen a laVertiente Atlántica las cuencas de Sinú-San Jacinto,Urabá, Valle Inferior del Magdalena y Guajira (queademás es transfronteriza). Al Anden Pacífico se aso-cian las cuencas hidrogeológicas de Choco-Pacífico yTumaco.
Las cuencas del Anden Pacífico alojan acuíferospoco explotados asociados a sedimentos recientesde los ríos Atrato, San Juan y Baudó. Se reconocenpotencialidades en los sedimentos arenosos tercia-rios que infrayacen los sedimentos fluviales. En laVertiente Atlántica las cuencas hidrogeológicas estánvinculadas al desarrollo y necesidades de abasteci-miento de la población y por ello han sido objeto deestudios exploratorios que han avanzado hasta laevaluación del estado y dinámica del recurso en acuí-feros de importancia estratégica en los departamen-tos de la Guajira, Bolívar, Magdalena, Sucre, Córdobay Antioquia. En la cuenca hidrogeológica de Urabáse explotan como acuíferos los sedimentos fluvialesrecientes de los ríos Chigorodó, Carepa, Currulao,Mutatá y Turbo así como rocas clásticas semiconsoli-dadas del terciario. Estas explotaciones abastecende agua a los municipios de Turbo y Chigorodó y seaprovechan en un 70,6% para la agricultura (espe-cialmente en las plantaciones de banano), abasteci-miento doméstico (13,6%) y empresas de acueducto(10,7%). El resto es utilizado por los sectores indus-trial y ganadero (Ríos y Martínez, 1995). En la zonaSinú-San Jacinto, que abarca los extremos septen-trionales de los departamentos de Antioquia, Córdo-ba, Sucre, Bolívar, Magdalena y todo el departamen-
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Vargas Martínez, N.O. 2006. Zonas hidrogeológicas homogéneas de Colombia. Boletín Geológico y Minero, 117 (1): 47-61
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to del Atlántico, se destacan sedimentos recientes(depósitos eólicos, de playa y sedimentos fluviales), yrocas sedimentarias consolidadas y poco consolida-das de origen continental a marino. Estas últimasafloran al este de la Serranía de San Jacinto, al nortedel Canal del Dique y en la Serranía de San Jacinto(Hughett et al., 1988b). Los sedimentos recientes danlugar a acuíferos libres con permeabilidad primaria,las rocas de origen continental y marino conformanacuíferos de libres a confinados con porosidad pri-maria a secundaria. Los acuíferos en rocas consolida-das de origen continental son explotados por pozosperforados entre profundidades de 37 y 120 metros,la mayoría de ellos ubicados en los municipios deSincelejo, Corozal y Morroa donde se reconocen sec-tores sobreexplotados con descensos sostenidos deniveles estáticos de los pozos (Hughett et al., 1988c;Herrera, 2005). La mayor parte del agua subterráneaes destinada para abastecimiento público, domésticoy agrícola (Díaz y Granados, 1988; Barrera et al., 1988;Manjarrés, 1990). La cuenca del Valle Inferior delMagdalena abarca parte de los departamentos delCesar, Magdalena, Bolívar, Sucre, Córdoba y Antio-quia. Los principales acuíferos de esta zona se handesarrollado en los sedimentos recientes deposita-dos por el Río Magdalena y sus tributarios. La mayo-ría de las captaciones son usadas para abastecimien-to doméstico y abrevadero de animales.
La cuenca de la Guajira corresponde a la regiónnatural del país con mayor índice de aridez en Colom-bia. En esta zona se encuentran depósitos recientesasociados a sistemas fluviales, eólicos y de playa,con espesores no mayores de cien metros. Los acuí-feros formados en estos sedimentos son de tipolibre (Huguett et al., 1988a; Barrera y Canas, 1989).Por debajo de estos sedimentos se encuentra una se-cuencia de rocas sedimentarias de origen marino atransicional, con porosidad primaria y secundaria, lacual da lugar a un acuífero confinado de espesor des-conocido, localizado entre los 180 y los 250 metrosde profundidad. El agua de los acuíferos libres varíaentre débilmente dulce a salobre, y el acuífero confi-nado presenta aguas con alto contenido de saleshacia la costa y sectores con agua dulce hacia laszonas de recarga.
Cuencas hidrogeológicas transfronterizas
Colombia es un país de cuencas hidrológicas e hidro-geológicas internacionales, como se aprecia en lasfiguras 1 y 2. A nivel hidrogeológico comparte conVenezuela las cuencas del Catatumbo, Guajira yLlanos Orientales; con Brasil comparte la cuenca del
Caguán-Vaupés-Amazonas, con Perú la cuenca delPutumayo y con Ecuador la cuenca Tumaco en el suroccidente. A pesar de ello, las cuencas hidrogeológi-cas internacionales no han sido objeto de estudiosbinacionales y únicamente se han realizado estudiosexploratorios en las cuencas de Catatumbo y parte dela Guajira en Maicao.
La Cuenca Hidrogeológica del Catatumbo tieneimportancia para la región por las limitadas condicio-nes de disponibilidad del recurso en áreas aledañasa Cúcuta y Villa del Rosario. La Cuenca de los LlanosOrientales se ubica en la amplia planicie orientaldel territorio colombiano en jurisdicción de los de-partamentos de Arauca, Casanare, Meta y parte delVichada. Se extiende desde la falla de Guaicaramo enlas estribaciones de la Cordillera Oriental hacia eloriente y comprende una gruesa secuencia de ro-cas sedimentarias que conforman una estructuramonoclinal basculada que se adelgaza hacia el Este.Depósitos cuaternarios fluviolacustres suprayacenesta secuencia la cual a su vez descansa sobre lapaleotopografía del basamento ígneo-cristalino delescudo precámbrico de la Guyana que se levantahacia el oriente. En esta estructura geológica se de-sarrollan acuíferos libres a semiconfinados, pocoexplotados, en los sedimentos aluviales y de terrazay confinados en las rocas sedimentarias arenosas yconglomeráticas que presentan porosidad intergra-nular (Ingeominas, 1987).
Las zonas hidrogeológicas transfronterizas de Ca-guan-Vaupés-Amazonas y Putumayo colindan con elEscudo de la Guyana y límites con Venezuela y Brasilal Este, la Cordillera Oriental al Oeste y la frontera conBrasil, Perú y Ecuador al Sur. Las unidades producti-vas de la cuenca están representadas por secuen-cias clásticas recientes con el predominio de arenas,limos y arcillas, donde existen niveles gruesos granu-lares que se constituyen en acuíferos de considerablecapacidad. Cabe esperarse una buena respuestahidrogeológica en márgenes de grandes ríos y terra-zas más recientes aunque su permeabilidad puedeestar limitada por la presencia de arcillas. La zona engeneral, no ha sido objeto de estudios hidrogeológi-cos y la explotación del agua subterránea es muybaja por la gran disponibilidad de aguas superficiales.En la Tabla 4 se relacionan las características de estascuencas hidrogeológicas transfronterizas.
Cuenca hidrogeológica Insular de Colombia
Esta zona corresponde a la isla de San Andrés, en elMar Caribe. Básicamente dos formaciones geológicasdan lugar a sendos acuíferos libres con permeabili-
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dad secundaria: Formación San Luis y Formación SanAndrés (Tabla 5). La primera está constituida por anti-guas terrazas arrecifales y se ubica en la zona planade la isla, colindando con la línea costera (Geister yDíaz, 1996). La Formación San Andrés es una secuen-cia de calizas in situ, corales y rocas sedimentariasdetríticas formadas por fragmentos de calizas y cora-les (Geister, 1995; Ingeominas, 1997).
El agua de estas unidades acuíferas es destinadabásicamente para consumo doméstico y para los sec-tores comercial y hotelero de la isla. El acuífero de laFormación San Andrés es explotado mediante 30pozos con profundidades no mayores de 90 m. Lamayoría de estos pozos pertenecen al sistema deacueducto (Toro et al., 1999). El agua de ambos acuí-feros es dura (alto contenido de bicarbonatos).
Oferta de agua subterránea
A nivel de oferta, los estudios realizados son muypreliminares precisamente por la falta de una claradefinición de la geometría de los sistemas acuíferos yausencia de una red básica de seguimiento y mues-treo de aguas subterráneas. Sobre el particularIngeominas en un primer acercamiento propone lascifras que se relacionan a continuación en la Tabla 6(Ingeominas, 1997).
Estos datos sin embargo son demasiado impreci-sos y deben ser tomados con precaución para cual-quier efecto por la deficiencia de información y de
modelos hidrogeológicos conceptuales regionalesvalidados y calibrados.
Contaminación
Varias amenazas de contaminación y agotamiento delas aguas subterráneas están presentes en el país. Ungrupo importante de ellas está asociado a los núcleosurbanos pues muchas áreas metropolitanas y ciuda-des intermedias de Colombia, al igual que en lamayoría de países en desarrollo, están experimentan-do un rápido crecimiento urbanístico con preocupan-tes impactos sobre la calidad y cantidad de las aguassubterráneas allí presentes. Algunos acuíferos coste-ros en Colombia no han sido capaces de aportar lascada vez más exigentes cantidades de agua deman-dadas por las poblaciones en crecimiento. Ello hadado lugar a prácticas de aprovechamiento no soste-nibles que inducen niveles dinámicos por debajo delnivel medio del mar, con la consecuente aparición defenómenos de intrusión marina (Toro et al., 1999). Enotros acuíferos, los niveles dinámicos en campos depozos han iniciado una frenética carrera hacia nivelesmás profundos, como sucede en Sincelejo, Corozal yMorroa (Herrera, 2005), encareciendo el costo decada metro cúbico de agua extraído.
Los problemas de contaminación por el inadecua-do manejo de residuos líquidos y sólidos tampocohan estado ausentes en muchos núcleos urbanos. Ungran porcentaje de los municipios del país se caracte-riza por una baja inversión en infraestructura sanita-
Vargas Martínez, N.O. 2006. Zonas hidrogeológicas homogéneas de Colombia. Boletín Geológico y Minero, 117 (1): 47-61
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Cuencahidrogeológica
Isla deSan Andres
Localizacióny descripción
Isla coralinalocalizada
en el Mar Caribeen la plataforma
geológicanicaraguense.
LÍmitesgeológicos
Isla de origenarrecifal .
Unidadesgeológicas
de importanciahidrogeológica
Terrazasarrecifales de la
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Puntos de agua
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Hay 30 pozoshacia el centrode la isla con
profundidadesmenoresde 90 m.
Propiedadeshidráulicas
Caudalesde explotación
entre 0,1 y 10 l/s,transmisividades
entre5 y 2500 m2/día.
Uso
Consumodoméstico y
sectorescomercial y
hotelerode la isla.
Producción106 m3/año
5
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Ingeominas,1997;
Geister, J. 1995.
Tabla 5. Características de la Cuenca Insular Hidrogeológica de Colombia Table 5. Features of the Insular Hydrogeological Basin of Colombia
Vargas Martínez, N.O. 2006. Zonas hidrogeológicas homogéneas de Colombia. Boletín Geológico y Minero, 117 (1): 47-61
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ria, tanto pública como privada, representada en lacarencia de redes de alcantarillado y plantas de trata-miento de aguas residuales domésticas e industria-les, proliferación de pozos sépticos con diseñosinadecuados y redes de alcantarillado en mal estado.Según datos del Ministerio del Medio Ambiente(1996), sólo entre el 5% y el 10% de las cabecerasmunicipales de Colombia hace algún tipo de trata-miento de aguas residuales.
La disposición final de residuos líquidos industria-les sin previo tratamiento también ocupa la atenciónde las autoridades ambientales, especialmente aque-llas en cuyas áreas de jurisdicción hay grandes nú-cleos industriales como Jumbo en el Valle del Cauca.
Según datos del Ministerio del Medio Ambiente,sólo entre el 5% y el 10% de las cabeceras municipa-les de Colombia hace algún tipo de tratamiento deaguas residuales.
En algunas zonas rurales, donde la densidad depoblación no es elevada, aparecen otras amenazascomo el uso indiscriminado de agroquímicos, quepueden dar lugar a extensas zonas de acuíferos con-taminadas con compuestos orgánicos tóxicos para lasalud humana. El peligro de los agroquímicos no esexclusivo de su uso; su almacenamiento también esfoco de preocupación. En localidades como Codazzi(Cesar), se ha detectado el enterramiento de produc-tos caducados. Estos enterramientos constituyenuna amenaza para la calidad de las aguas en acuífe-ros libres cercanos.
La pequeña minería en el país también represen-ta un serio problema para la subsistencia de los acuí-feros en Colombia. Por la zona conocida como Depre-sión de Mompós en el Valle Inferior del Magdalena,pasa el agua drenada de un área equivalente al 23%del territorio nacional (cuenca Magdalena-Cauca), endonde vive el 80% de la población colombiana. A estared fluvial no sólo llegan los residuos líquidos domés-ticos de más de treinta millones de personas, sinotambién residuos industriales, mineros y agropecua-rios. Se estima que en esta cuenca Magdalena-Caucahay alrededor de 1.200 minas de aluvión activas queusan en promedio 89 toneladas de mercurio por año.Otro factor de preocupación corresponde a agroquí-micos utilizados en plantaciones cercanas o en elinterior de las zonas cenagosas. Estos compuestos,junto con metales y otros elementos de elevada toxi-cidad, constituyen un elemento de preocupaciónpuesto que allí existen numerosos aljibes que sonexplotados para consumo doméstico (Ministerio delMedio Ambiente, 1996).
En síntesis, diversos problemas de contaminacióny agotamiento giran en torno a las aguas subterrá-neas del país, muchos de ellos aún poco entendidosa pesar de que este recurso representa la única fuen-te de agua para más de cuarenta municipios del país,y reserva de agua para muchos núcleos urbanos delterritorio nacional.
Conclusiones
Utilizando la herramienta SIG y con base en un mode-lo geológico básico del subsuelo se han delimitadoZonas Hidrogeológicas Homogéneas de Colombiaque en conjunto representan las cuencas hidrogeoló-gicas y las regiones hidrogeológicas que actúancomo barrera para el flujo de aguas subterráneas.Seis de las cuencas hidrogeológicas son litorales concomponente de plataforma continental, una es insu-lar, cinco son transfronterizas y cinco son continenta-les montanas e intramontanas.
En total se identificaron 16 zonas hidrogeológicascon buenas posibilidades de explotación (Cuencashidrogeológicas) y 12 zonas hidrogeológicas conrecursos limitados a nulos. Estas últimas correspon-den a macizos y unidades tectónicas igneo-metamór-ficas que por su litología constituyen límites imper-meables para el flujo regional de las aguassubterráneas (Regiones hidrogeológicas). Las zonashidrogeológicas, en general, coinciden con cuencassedimentarias separadas de las regiones hidrogeoló-gicas por rasgos tectónicos regionales (megafallas yfracturas regionales).
Zona hidrogeológica Reservas dinámicas(Millones m3/año)
Guajira 82Valle del río Cesar 506
Valle Inferior del Magdalena 89Sinú-San Jacinto 122,5
Choco (cuenca de los ríosAtrato-San Juan) 3.790
Valle Superior del Magdalena 190Valle del río Cauca 3.000
Valle Medio del Magdalena 205Tumaco 33
Catatumbo 165Altiplano Cundi boyacense 1.110
Sabana de Bogotá 560Piedemonte Llanero 685
San Andrés 1,5
TOTAL 10.642,5
Fuente: Ingeominas. 1997a
Tabla 6. Reservas dinámicas de las Zonas Hidrogeológicas deColombiaTable 6. Resources of the Hydrogeological Zones of Colombia
Las Zonas Hidrogeológicas Homogéneas con bue-nas posibilidades acuíferas corresponden a las cuen-cas hidrogeológicas que cubren el 74% del área totalterritorio nacional aunque el 56% de esta extensióncorresponde a las regiones de la Orinoquía, laAmazonía y la Costa Pacífica que por sus altos rendi-mientos hídricos superficiales y bajo porcentaje depoblación asentada en su territorio no han requeridode este recurso para suplir necesidades de abasteci-miento. La zona andina, a la postre la más densa-mente poblada del país, cuenta con 106.131 km2 deárea con recursos y reservas de agua subterránea queequivale al 12,5% del área total cubierta por cuencashidrogeológicas en el territorio nacional y al 56,1%del área abarcada por la zona andina. Esta áreacorresponde a los sistemas acuíferos multicapas delas cuencas del Valle del Cauca, Valle Medio ySuperior del Magdalena y Plegada de la CordilleraOriental.
Reconocimiento
Al profesor doctor César Rodríguez, quien en calidadde director desde la Unidad de Hidráulica de laUniversidad Nacional de Colombia asesoró este pro-yecto. Igualmente a la ingeniera Patricia León y algeógrafo Omar Jaramillo quienes realizaron el de-sarrollo en SIG.
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