ESTUDIO
HIDROGEOLOGICO MEDIANTE GEOELECTRICA DEL AREA DONDE SE PROYECTA INSTALAR UNA
PLANTA DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS SOLIDOS URBANOS. PROVINCIA DE SAN JUAN.
Carlos
A. J. Torres y José A. Rodríguez
Instituto
Nacional del Agua y del Ambiente – Sede San Juan - Argentina
ABSTRACT
The
study area is located west of San Juan city, on a marginal zone belonging to the
Tulum Valley. There is a project there to set up a treatment plant for urban
solid waste held by the Rivadavia community authority.
This
paper presents the geologic and geomorphic framework and the hydrogeologic units
classified as aquifers and non-aquifers based on water yield capacity. The
hydrologeologic characterization of the plant site includes a subsurface
geophysical-geologic study to establish relations with two nearby formations
undergoing pumping, the Bajo de la Bebida and the Tulum Valley aquifers.
Water
demand solutions for the plant itself are briefly analyzed, and general
considerations for groundwater pollution prevention are given.
RESUMEN
El
área estudiada se ubica al oeste de la ciudad de San Juan, en un sector
marginal del Valle de Tulum. Allí la municipalidad del departamento Rivadavia
tiene en proyecto la instalación de una planta de tratamiento de residuos sólidos
urbanos.
Se
describen los rasgos geomorfológicos y la geología de superficie diferenciando
las unidades reconocidas en acuíferas y no acuíferas, en función de la
capacidad de suministro de agua.
La
caracterización hidrogeológica del lugar donde se proyecta emplazar la planta,
se logró mediante los aspectos antes mencionados y un estudio geofísico - geológico
de subsuelo, que permitió establecer la relación existente con dos acuíferos
cercanos en explotación, el del Bajo de La Bebida y del Valle de Tulum.
También
se analizan brevemente las soluciones para la demanda de agua de la planta y se
dan consideraciones generales para la prevención de la contaminación del agua
subterránea.
INTRODUCCION
Son
conocidas las dificultades que presenta la gestión de los residuos sólidos
urbanos debido al impacto que ocasionan al medio natural entre ellos al agua,
tanto superficial como subterránea. Atento a ello, la elección del sitio donde
se depositará la basura para su tratamiento, debe ser evaluado convenientemente
en sus aspectos hidrogeológicos. En el presente informe se exponen los avances
logrados al momento en dicho sentido.
OBJETIVOS
El
trabajo tiene por objeto investigar las características hidrogeológicas en un
sector del departamento Rivadavia, provincia de San Juan, donde el municipio
proyecta instalar una planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos (figura
Nº 1). El estudio contribuirá a la evaluación del impacto ambiental que este
emprendimiento puede causar en el recurso agua.
UBICACION
El
área de trabajo, distante unos 12 Km al oeste de la ciudad de San Juan, se
encuentra situada al occidente del departamento Rivadavia, a unos 2 Km al sur de
la ruta Nacional Nº 20 y aproximadamente 0.6 Km al sur del predio
correspondiente al hospital Neurosiquiátrico. Dicha ruta vincula la ciudad
capital de la provincia al este con la quebrada de Zonda al oeste, pasando por
la localidad de La Bebida (figura Nº 2). En relación a zonas cultivadas y con
población rural o urbana en el entorno de la planta, éstas se ubican a
distancias superiores a los 2 - 4 Km, según la dirección que se considere.
ASPECTOS
CLIMATICOS
Las
características climáticas son propias de una región desértica con una
temperatura media anual de 17,5 ºC (período 1901-1980). La máxima y mínima
absoluta es de 46,9 ºC (diciembre) y de -9,0 ºC (julio) respectivamente; la
temperatura media anual de enero es de 26 ºC y la de julio 8,5 ºC.
La
evaporación promedio varía entre un mínimo de 1,5 mm/día en junio hasta un máximo
de 7,2 mm/día en enero.
Los
vientos prevalecientes soplan desde el sur, sureste y suroeste a una velocidad
media de 4 Km/hora. Es frecuente que corra un viento cálido, muy seco y fuerte
denominado Zonda proveniente del noroeste. En algunos casos incrementa la
temperatura del aire en 20 ºC en período de pocas horas, alcanzando valores
del orden de los 40 ºC y disminuyendo la humedad relativa hasta un 8 % o menos.
En San Juan, la humedad relativa ambiente promedio es del 54%.
La
precipitación media anual para un período de 10 años es de sólo 100 mm,
valor obtenido de los registros de dos estaciones pluviométricas cercanas,
estación Pocito (INTA) y estación La Bebida. El 85% de la altura de agua
precipitada en el año cae en el período noviembre - marzo.
FISIOGRAFIA
Según
resulta de la observación del mapa fisiográfico regional (figura Nº 1), se
presentan las siguientes unidades:
Montañas:
comprende el relieve representado por la sierra Chica de Zonda que forma parte
del borde oeste del Valle de Tulum. Esta sierra pertenece al ambiente
morfoestructural de precordillera oriental y es un bloque ascendido por una
falla inversa de tipo regional que lo afecta en su flanco occidental. En la zona
posee una elevación máxima de unos 1.300 m.s.n.m. y un desnivel de unos 550 m
respecto a la superficie pedemontana circundante.
Llanura
aluvial pedemontana de la sierra Chica de Zonda: se desprende del mencionado
cordón montañoso como un plano inclinado hacia el este y en ella se distinguen
varios niveles pedemontanos. Está constituída por distintas generaciones de
abanicos aluviales coalescentes, frecuentemente interceptados en su descenso
hacia el este por fallas geológicas modernas que interrumpen el relieve y crean
escalones topográficos. También debe señalarse en el frente montañoso la
acumulación de materiales conformando conos de derrubios.
En
este ámbito es posible distinguir también elevaciones bajas, de relieve suave
y dispuestas a modo de lomadas, integradas por rocas sedimentarias del
Terciario.
Abanico
aluvial del río San Juan: tiene su extremo apical en la salida de la quebrada
de Zonda donde los materiales más gruesos fueron dejados por este río cuando
escurría por la mencionada quebrada. La parte distal del abanico se extiende a
unos 20 Km al este del frente montañoso. Actualmente, el río San Juan ingresa
al Valle de Tulum por la quebrada de Ullum, situada al norte de la de Zonda y
constituye la principal fuente de recarga de los acuíferos del valle.
La
planta de tratamiento de residuos se prevé ubicar sobre el abanico aluvial del
río San Juan, próximo a la bajada pedemontana de la sierra Chica de Zonda
(figuras Nº 1 y Nº 2)
RED
DE DRENAJE
Los
cauces que forman la red de drenaje son de régimen temporario; los más
significativos con cabeceras en los relieves montañosos de la sierra Chica de
Zonda y los restantes, de menor jerarquía, en la bajada pedemontana. Permanecen
secos la mayor parte del año y sólo llevan agua ocasionalmente durante el
verano a causa de las precipitaciones esporádicas y de elevada intensidad, que
originan crecientes de tipo torrencial que remueven el material detrítico.
Cabe
hacer notar que en el sitio de emplazamiento de la planta existe también una
red de drenaje implantada en el abanico aluvial del río San Juan, donde se
observa una escasa actividad fluvial.
GEOLOGIA
DE SUPERFICIE
La
distribución de las unidades geológicas aflorantes se puede consultar en la
figura Nº 2.
Los
terrenos más antiguos son las calizas y dolomitas de colores gris claro a gris
oscuro que integran el cuerpo principal de la sierra Chica de Zonda. La edad de
estas rocas es referida al Paleozoico Inferior y se conocen con el nombre de
formación San Juan. Numerosas fracturas (fallas y diaclasas) afectan a estos
materiales confiriéndole localmente permeabilidad por fracturación y/o
disolución. Estas rocas en general son consideradas no acuíferas.
En
orden de edad decreciente, emergen de la bajada pedemontana lomadas de cumbres
planas integradas por sedimentitas clásticas de edad terciaria entre las que se
destacan limolitas, arcilitas, areniscas e intercalaciones de conglomerados, que
generalmente contienen guías de yeso. Se apoyan sobre las calizas de la sierra
Chica de Zonda e inclinan con diversos ángulos hacia el este en general. Las
manifestaciones terciarias más cercanas se localizan a unos 300 m al oeste de
la zona de interés.
Si
bien en estas sedimentitas se conocen reportes de la existencia de reducidas
cantidades de agua que le otorgan características de acuífero pobre, hidrogeológicamente
constituyen el basamento de la cuenca de agua subterránea del Valle de Tulum.
Finalmente,
al Cuaternario corresponden los materiales de la llanura aluvial pedemontana
antigua, moderna, reciente y actual y los depósitos del cono aluvial del río
San Juan.
Los
sedimentos de la llanura aluvial antigua son relictos de una cubierta aluvial
que se dispone sobre el Terciario. El espesor de estos materiales es reducido,
inferior a unos 5 m, y comprenden gravas medianas a gruesas y bloques
principalmente de calizas; en menor proporción participan clastos de grauvacas,
riolitas, granitos, etc. Por su ubicación topográfica elevada y reducido
espesor, se clasifican como no acuíferos.
Los
sedimentos de la llanura aluvial pedemontana moderna, reciente y actual ocupan
la mayor parte de la zona pedemontana de la sierra Chica de Zonda y en su
litología participan gravas medianas a gruesas y bloques de calizas, grauvacas,
riolitas, etc. En la zona que se describe estos terrenos no son acuíferos y sólo
actúan como un medio de transferencia del agua hacia la cuenca del Tulum,
mientras que en otros sectores del valle son portadores de acuíferos.
Finalmente
se presentan los materiales gruesos y permeables integrados por bloques, gravas,
gravillas y arenas que forman parte del antiguo abanico aluvial del río San
Juan. En la zona de ubicación de la planta, la presencia de limo y arcilla es
despreciable y los materiales más gruesos presentan en superficie una tonalidad
negro - azulada debido a que están cubiertos por una pátina de barniz del
desierto, denotando la poca actividad fluvial a la cual se ven sometidos.
El
abanico aluvial del río San Juan contiene los acuíferos principales del Valle
de Tulum.
Cabe
señalar al norte del hospital la presencia del denominado Bajo de La Bebida
correspondiente a un antiguo cauce del río San Juan, cuando éste drenaba hacia
el Valle de Tulum por la quebrada de Zonda. En este bajo, recortado en forma de
un profundo zanjón en el abanico aluvial, se desarrollan suelos arcillosos y
limosos con espesores máximos del orden de los 4 m, actualmente cultivados. Por
debajo de este material pelítico existen sedimentos gruesos de tamaño grava y
arena.
Estructuralmente
el área que se analiza se ubica en una región de borde precordillerano donde
los rasgos tectónicos se evidencian por los alineamientos y la fracturación en
algunos casos neotectónica, de orientación principal noreste - suroeste. En el
sector oriental de la zona de ubicación de la planta existe un resalto topográfico
en el terreno que podría estar vinculado a alguna de las fallas geológicas que
afectan las lomadas y cordones montañosos vecinos al área en análisis. Este
resalto topográfico en terrenos del cono aluvial del río San Juan es
observable en fotogramas aéreos e imágenes satelitales como una alineación de
rumbo noreste - suroeste.
HIDROGEOLOGIA
En el área de estudio se realizó un trabajo de prospección geofísica, que comprendió la ejecución de 12 sondeos eléctricos verticales (SEV) tendientes a establecer las características hidrogeológicas del sitio donde se emplazará la planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos. El trabajo abarcó no sólo el área del depósito de residuos sino que fue necesario determinar también las relaciones existentes entre ésta y su entorno hidrogeológico; el acuífero desarrollado en el Bajo de La Bebida y en la cuenca del Valle de Tulum, situados al norte y al este del área de trabajo respectivamente.
A
esos efectos, aparte del mapa hidrogeológico, se elaboró con la información
obtenida y la disponible (datos geofísicos, perfiles litológicos de
perforaciones, niveles piezométricos, etc.), un corte geofísico-geológico, un
mapa isopáquico del relleno aluvial cuaternario y un mapa estructural de la
base hidrogeológica terciaria, que incluyen parte de los ambientes hidrogeológicos
precedentemente enunciados (figuras Nº 2 y Nº 3).
Corte
geofísico - geológico
Tiene
una orientación norte-sureste y muestra, además de la zona de interés, las
características del acuífero correspondiente a la zona del Bajo de La Bebida y
del sector oeste de la cuenca del Valle de Tulum, en lo referente a la
distribución y espesores del relleno aluvial y al prerelieve de la base
hidrogeológica terciaria (figura N°2).
El
sector norte del corte atraviesa el Bajo de La Bebida, aproximadamente en su
porción media. En este sector el SEV 11 indica un espesor de relleno aluvial de
40 m y el nivel de agua subterránea se encontraría por debajo de los 35 m de
profundidad. Hacia el norte y el sur de este registro el espesor de Cuaternario
se reduce para alcanzar 20 m y 8 m en los SEV 10 y 14 respectivamente, sin
posibilidades de encontrar acuíferos.
En
la parte central del corte, donde se ubicará la planta, se interpreta para los
SEV 2 y 6, un espesor de sedimentos cuaternarios del orden de los 40 a 55 m cuya
granulometría corresponde principalmente a materiales gruesos, bloque, grava y
arena, de alta permeabilidad del abanico aluvial del río San Juan (mediciones
de permeabilidad realizadas en otros puntos de este abanico, fueron del orden de
los 500 m/día). En virtud de los altos valores de resistividad interpretados,
dichos materiales gruesos se encontrarían secos.
Hacia
el norte los SEV muestran en general una elevación del basamento Terciario que
se confirma con el pozo Nº 83 del hospital que atravesó arcilitas y areniscas
del Terciario a partir de los 26 m de profundidad.
Al
este del SEV 6 el espesor de sedimentos cuaternarios aumenta rápidamente, hasta
alcanzar 195 m en el SEV 22. Se interpreta que este fuerte contraste de
espesores entre los citados registros se debe a la existencia de una falla geológica,
cuya manifestación podría corresponder al resalto topográfico localizado en
el sector oriental de la planta e indicado al describir las características
geológicas de superficie del área. En el SEV 22 la profundidad del nivel de
agua subterránea, de acuerdo a los pases geoeléctricos obtenidos, se ubicaría
a unos 100 m. Esta interpretación es coherente, ya que si se extrapolan los
valores piezométricos resultantes de la mediciones hidrológicas de julio/96,
realizadas en el Valle de Tulum sobre pozos situados al este de la calle Nueva y
del denominado camino a la cantera (figura Nº 2), el nivel de agua se ubicaría
entre los 105 - 110 m de profundidad. Resulta de esta manera identificado en el
corte, el límite o borde occidental de la cuenca de agua subterránea del Valle
de Tulum. La profundidad del agua depende de las variaciones estacionales y
anuales de la intensidad de la recarga de la cuenca. De acuerdo a los
antecedentes disponibles, las variaciones históricas en este sector son del
orden de los 20 - 30 m, por lo cuál resulta improbable que en algún momento el
nivel de agua subterránea alcance la zona de la planta.
Mapas
de subsuelo
Como
complemento al corte geofísico-geológico y a fin de observar arealmente como
se inserta la zona de interés en los ambientes hidrogeológicos ya descriptos
(Bajo de La Bebida y Valle de Tulum), resultan útiles el mapa de espesores del
relleno aluvial cuaternario (mapa isopáquico) y el mapa del relieve del
basamento hidrogeológico Terciario (mapa estructural) representados en la
figura Nº 3. Del análisis de estos mapas, se pueden hacer las siguientes
consideraciones:
Entre
la quebrada de Zonda y el hospital, las curvas indican espesores de sedimentos
cuaternarios que varían entre unos 10 m y 40 m, encontrándose los mayores
hacia el oeste.
Las
curvas estructurales indican una elevación de la base terciaria al este del
pozo Nº 54, con la consecuente disminución del espesor de relleno aluvial. Es
probable que dicha elevación sea de origen tectónico, en virtud de las
evidencias geológicas observadas al sur, en la sierra Chica de Zonda y en la
llanura aluvial pedemontana.
En
el extremo sureste del mapa, los espesores de relleno son significativamente
mayores, alcanzado valores del orden de los 210 - 220 m
El
pasaje entre los sectores de espesores contrastantes ocurre al este del hospital
y es de naturaleza abrupta, evidenciado por el fuerte gradiente que muestran las
curvas isopáquicas y estructurales de orientación preferencial noreste -
suroeste. Esta disposición de las curvas estaría asociada a la traza de la
falla geológica interpretada al describir el corte de subsuelo.
Esta
situación estructural reviste importancia hidrogeológica ya que marca el límite
entre un área noroccidental correspondiente al Bajo de La Bebida (en la cual se
ubicará la planta) de reducidos espesores de sedimentos cuaternarios y otra
zona suroriental asociada a la cuenca de agua subterránea del Valle de Tulum,
donde el espesor es significativamente mayor.
Esquema
hidrogeológico
Las
características geológicas y estructurales descriptas condicionan la aptitud
hidrogeológica de los terrenos según el lugar que se considere.
La
recarga del Bajo de La Bebida proviene de la quebrada de Zonda, tal cual lo
evidencia las curvas isopiezas indicadas en la figura Nº 2. La información de
perforaciones y datos geofísicos permiten inferir en el subsuelo zonas de
relieve irregular y zonas con fuerte gradiente en la conformación de la base
hidrogeológica que ocasionan la existencia de un acuífero libre de naturaleza
discontinua. Así es posible encontrar, en el sector oeste, pozos con buenos
caudales y rendimientos como es el caso del N° 33 (rendimiento específico = 57
m3/h/m) o el Nº 54 (caudal = 70 m3/h) y otros, en su sector este, sin agua o
que se agotan a los pocos minutos de bombeo (pozos Nº 65 y Nº 42).
Cabe
señalar que a pesar de no aflorar en la zona, es posible que en el subsuelo
parte de los terrenos interpretados como Terciario y/o Cuaternario correspondan
a la denominada formación Mogna, unidad hidrogeológica asignada al Terciario
Superior, integrada por conglomerados poco cementados (comparativamente menos
permeables que los sedimentos aluviales cuaternarios) e intercalaciones de
arcillas. Ello también justificaría los bajos rendimientos obtenidos por
algunos pozos de la zona (inferiores a 2 m3/h/m).
Es
oportuno indicar que la perforación Nº 83 localizada dentro del predio del
hospital Neurosiquiátrico, con una profundidad de 53,60 m y filtros en terrenos
terciarios entre los 37,40 y 40,60 m, tiene un nivel de agua a 15,5 m de
profundidad (agosto/96). El agua posee una conductividad eléctrica de 1080
micromho/cm y la información disponible indica que el pozo se agota luego de 5
minutos de bombeo debiéndose esperar 1 hora para recuperar el nivel; el caudal
obtenido en estas condiciones fue de 2 m3/h. Actualmente el pozo se encuentra
entubado con cañería de 8 pulgadas de diámetro y sin equipar.
Atento
a todo lo expuesto, no debe desecharse completamente, en la zona de la planta,
la existencia de un reducido espesor de relleno aluvial saturado, no detectado
por geoeléctrica, con agua en tránsito hacia la cuenca del Valle de Tulum y
recargado a partir de la quebrada de Zonda.
Para
la hipótesis expresada precedentemente, la zona de la planta tendría
vulnerabilidad media - baja, según el diagrama de Vierhuff, H. 1981, en el que
se realiza una clasificación de la vulnerabilidad del agua subterránea a la
contaminación proveniente de la superficie.
En
cuanto a la cuenca de agua subterránea del Valle de Tulum, en el mapa hidrogeológico
se trazaron curvas isopiezas en esta zona de acuífero libre. Se observa que los
niveles piezométricos son significativamente más bajos que en la zona del Bajo
de la Bebida y los gradientes notablemente más suaves. En el mapa estructural
se resaltó además, la curva de 600 msnm que representaría el borde de cuenca
de agua subterránea y se ha sombreado la zona con espesores de acuíferos
superiores a los 50 m para julio/96.
ABASTECIMIENTO
DE AGUA
De
acuerdo a lo informado por personal técnico del municipio, la demanda de agua
para la planta tiene dos aspectos. Por un lado se requieren 60 m3/día para ser
utilizados en el humedecimiento de los lugares donde serán acumulados los
residuos orgánicos para compostaje, riego de futura arboleda, lavado y limpieza
de vehículos, etc. y por otra parte se necesita disponer de unos 4,5 m3/día de
agua potable para ser utilizada por el personal que trabajará en la planta,
estimado en unas 30 personas con un consumo diario de 150 litros/persona.
Se
considera que una solución a la demanda puede ser lograda a partir de acuerdos
convenientes entre las autoridades del municipio de Rivadavia y del hospital.
En
efecto, este último utiliza para regar sus árboles agua procedente de la
quebrada de Zonda (captación mediante bomba centrífuga en el canal Estero de
Zonda) y conducida hasta el predio del nosocomio por un canal que es una
derivación de aquel que el municipio emplea para el riego de la arboleda de la
ruta Nacional Nº 20, desde la quebrada de Zonda hasta la localidad de La
Bebida. El acuerdo sobre una derivación a partir del hospital solucionaría el
requerimiento de 60 m3/día (ya existe la acequia que conduciría el agua desde
el hospital hasta una pileta en la zona de la futura planta).
En
cuanto al agua potable, el hospital se abastece mediante una conducción por cañería
desde la perforación Nº 63 ubicada en la quebrada de Zonda (figura Nº 2).
Esta perforación también es aprovechada para abastecer a una escuela, un local
bailable y algunas familias.
El
agua que llega al hospital se almacena en una cisterna de 70 m3 de capacidad,
llenada en unas 3 horas y se eleva a un tanque a partir del cual se distribuye
previa cloración. En este punto se deberían efectuar las obras necesarias de
conducción y almacenamiento de agua en los alrededores de la planta, ubicada
unos 600 - 700 m al sur y en posición topográfica más baja.
RESUMEN
DE RESULTADOS Y RECOMENDACIONES
La
Planta de tratamiento de residuos sólidos urbanos se ubicará sobre terrenos
aluviales de edad cuaternaria, constituídos principalmente por materiales
gruesos, bloque, grava y arena, de alta permeabilidad, que forman parte del
antiguo abanico aluvial del río San Juan. El espesor interpretado de estos
materiales debajo de la planta es de 40 - 55 m y se apoyan sobre rocas de edad
terciaria.
Las
características granulométricas de dichos sedimentos, favorecerá o permitirá
la infiltración de los líquidos que se generen en superficie como consecuencia
de las actividades de la planta.
El
emprendimiento se ubicará en el ambiente hidrogeológico del denominado Bajo de
La Bebida y fuera de la cuenca de agua subterránea del Valle de Tulum.
Los
registros geofísicos no definen en el subsuelo la presencia de un nivel de agua
subterránea que indique la existencia de acuíferos explotables. Sin embargo,
no es totalmente descartable la existencia de un reducido espesor saturado con
agua en tránsito hacia la cuenca del Valle de Tulum proveniente de la quebrada
de Zonda.
El
abastecimiento de agua para la planta puede lograrse a partir de acuerdos entre
las autoridades del municipio de Rivadavia y del hospital Neurosiquiátrico. No
obstante, es conveniente contar con un pozo alternativo en la quebrada de Zonda
para suplir el existente en caso de eventuales salidas de servicio de éste por
rotura del equipo de bombeo, mantenimiento, etc.
Dadas
las características del proyecto y su ubicación aguas arriba de áreas
cultivadas y pobladas del Valle de Tulum y bajo la influencia de la zona
pedemontana de la sierra Chica de Zonda, se recomienda evaluar convenientemente
el grado de peligrosidad que pueden tener las redes de drenaje y eventualmente
definir las obras de defensa necesarias.
Se
recomienda que el fondo y los laterales de las excavaciones donde se coloque los
desechos orgánicos, sean recubiertos por una capa de arcilla.
Es
aconsejable la preservación del sitio hasta tanto se construya la planta de
tratamiento ya que la acumulación de residuos urbanos en forma diferente a la
prevista en el proyecto, ocasionará entre otras cosas, el esparcimiento de plásticos,
papeles, presencia de animales, insectos, etc., situación difícil de remediar.
Se
aconseja, a fin de prevenir la contaminación, obtener in situ información de
la permeabilidad de los terrenos, volumenes de agua que se verán involucrados
en el tratamiento de la basura, humedad retenida por los desechos orgánicos y
toda otra información que contribuya a establecer un balance que permita
alertar sobre posibles infiltraciones de líquidos hacia el subsuelo.
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