La recarga artificial como herramienta de gestión de los recursos hídricos , aplicación a los acuíferos de alta montaña(perú)

Resumen

El área de estudio es una zona de alta montaña en la parte central y sur de Perú. Es un área donde predominan los medios hidrogeológicos fracturados y kársticos en areniscas y calizas, que constituyen los principales acuíferos aún poco estudiados. Estos abastecen a las ciudades y poblaciones altoandinas. El estudio se basa en la realización de la cartografía geológica, perforación de sondeos de investigación hidrogeológica e instalación de piezómetros en superficie y en mina subterránea, observación de descargas en superficie y en las labores subterráneas junto con muestreos hidroquímicos e isotópicos realizados en tres campañas: abril 2013, enero 2014 y junio 2014. Además, se aplicaron trazadores para determinar la conexión hidráulica de las estructuras kársticas en superficie y relacionarlas con las observadas en interior mina. El primer capítulo trata sobre la clasificación de los métodos de recarga y se revisan los métodos aplicados, diferenciado entre sistemas de recarga en superficie (dentro y fuera de cauce) y en profundidad (en zona saturada y no saturada), mediante una serie de dispositivos desarrollados en diversas partes del mundo. Se hace la revisión de las acciones de recarga y/o técnicas, que permiten incrementar el volumen de agua en los acuíferos, a fin de mejorar la disponibilidad hídrica de los recursos hídricos subterráneos; con la participación de los agentes sociales para la gestión sostenible de las aguas subterráneas; por ejemplo el abastecimiento humano, aplicación en los sistemas de riego y la protección de los ecosistemas, que pueden ser complementados con la reutilización de agua residual tratada y la utilización de los excedentes durante la época húmeda. Se realiza también un resumen sobre los avances logrados con experiencias de recarga artificial, especialmente en aquellos países con geografía de alta montaña y acuíferos análogos a los estudiados en el presente estudio. Entre los más grandes se pueden citar a los desarrollados en USA, Europa, Australia, y la India. Estos son ampliamente tratados en los proyectos de GABARDINE, ISMAR, DINAMAR y otros de la AIH. La adopción de un tipo u otro sistema de recarga artificial de acuíferos depende de las características del perfil de terreno, geometría del acuífero, zona no saturada, naturaleza del sustrato, presencia o ausencia de capas confinantes, etc., cuyas opciones presentan ventajas y desventajas, con posibles impactos sociales y ambientales asociados. El estudio de caso fue desarrollado en una cuenca piloto, donde existen dos tipos de acuíferos: kársticos y fracturados, en un contexto de alta montaña. Se aplican técnicas para evaluar la recarga natural, el funcionamiento hidráulico de los acuíferos y su comportamiento hidrodinámico e hidroquímico. Todo ello se integra a escala de microcuenca con atención a la explotación, el drenaje minero y sus problemáticas asociadas. La geología del área piloto está dominada por rocas calcáreas del Cretáceo superior, con 1200 m. de espesor. Están cubiertas por depósitos fluvioglaciares y coluviales, cuya conductividad hidráulica se estima en 1.5 m/d. Las calizas oscilan entre 2.0 m/d y 10 m/d en función de su grado de karstificación. Sin embargo, la conductividad hidráulica en los conductos de disolución es alta, alcanzando 71 m/d, aunque no todos están interconectados, lo que evidencia una alta anisotropía en las rocas calcáreas. Las inyecciones de trazadores en dolinas y piezómetros, indican velocidades de transito elevadas del orden de 328 m/d, alcanzando incluso valores más elevados (487 m/d - 528 m/d) razón por la cual, los caudales de mina pueden incrementarse en un periodo corto 1 a 2 días, con una gran dependencia de la duración e intensidad de la lluvia. Los trazadores e isótopos indican alta influencia de la recarga asociada a las aguas pluviales en el área de mina, la cual será una constante, debido al aporte de agua meteórica, la que está relacionada de la climatología del área. La tasa de recarga en las rocas calcáreas calibradas con el modelo numérico fueron estimadas entre 250 y 350 mm/año y en la zona de las dolinas su recarga alcanza valores de 500 a 600 mm/año (50 a 60% de la precipitación). Todo ello indica que son acuíferos con una tasa de recarga muy variable, directamente relacionada con el grado de solubilidad y la tectónica dominante de la roca calcárea. Su nivel freático es fluctuante, especialmente en áreas con elevada karstificación y presenta una menor variación en áreas con porosidad de matriz. La precipitación máxima anual registrada alcanza valores de 1,500 mm/año, con tormentas de alta intensidad durante la temporada de lluvias. El área se caracteriza por su relieve abrupto de montaña con valles profundos, sobre rocas calcárea de la Fm. Jumasha con un epikarst desarrollado. Esta condición hizo difícil estimar con precisión la magnitud y distribución de la recarga dentro del sistema acuífero. El drenaje de la mina subterránea en época seca extrae reservas permanentes del acuífero entre 300 l/s y 350 l/s. Durante los meses húmedos recibe el aporte pluvial o recarga anual alcanzando 1,600 l/s y se ha observado que existe aporte en el túnel de drenaje hasta 330 l/s. Este caudal contrastado con el modelo numérico predijo flujos, para escenarios de profundización de mina para el periodo de 2014 a 2020, que oscilan entre 837 l/s y 1,800 l/s. La conexión hidráulica entre las aguas superficiales y las aguas subterráneas de la mina subterránea es alta, debido a la recarga directa por medio de las dolinas, sumideros y geoformas kársticas desarrolladas e interconectadas a las fallas y vetas, estos medios constituyen los conductos de mayor karstificación, ligado a las fallas locales. En la situación actual de Perú se tienen muy pocas experiencias de recarga artificial, algunos proyectos fueron ejecutados en los acuíferos costeros y muy escasamente en las zonas de alta montaña. Estos últimos fueron promovidos por ONGs y Proyectos Especiales del estado peruano, con algunas iniciativas de sistematización y/o difusión de experiencias exitosas desarrolladas por el Ministerio de Agricultura y el Ministerio del Ambiente de Perú. La recarga artificial constituye una alternativa importante para los planes de gestión hídrica que puede ser gestionada desde la Autoridad Nacional del Agua (ANA), y las investigación se centran en establecer los parámetros de diseño, control y mantenimiento, la que propiciará su utilización dejando cabida a la innovación de nuevos diseños de recarga. La escasa aplicación de proyectos de recarga en Perú es atribuida al desconocimiento del medio hidrogeológico , su potencial de aplicación visión sesgada a la gestión hídrica de agua superficial en las grandes ciudades costeras y la falta de continuidad de experiencias sumado a su escasa divulgación. Las características de la zona de alta montaña y su particularidades físicas para la aplicación de la recarga artificial, adquisición de dato y disponibilidad de información interdisciplinar pueden facilitar el análisis de experiencias de recarga en acuíferos de alta montaña, recuperando experiencias ancestrales y modernas, extrapolables a escenarios análogos. Las técnicas de recarga artificial son útiles, fiables, baratas y requieren mayor divulgación para su aplicación. Por ello, es necesario acercar estas alternativas a la población, a políticos, gestores y regantes. Estos últimos pueden ser los primeros beneficiados, ya que el 80% del consumo de agua en el Perú se dedica al riego. La gestión de la recarga tendrá influencias positivas en el medio ambiente tales como el incremento de nivel piezométrico, el almacenamiento en subsuelo, la mejora de la calidad del agua debido a que el terreno actúa como filtro, disminuyendo la concentración de contaminantes en el acuífero. También puede contribuir a la regeneración de la flora y fauna, y favorecen la belleza paisajística.