Universidad Nacional Autónoma de Honduras en el Valle de Sula
Asignatura:
AGUAS SUBTERRANEAS
Tema:
PROTECCION SANITARIA DE LOS DEPOSITOS DE AGUA DEL SUBSUELO
Catedrático:
Ing. Camilo Rivera Handal
Integrantes del Grupo No.1:
Nombre # Cuenta
Etny Mariela Coto 20052002896 Miguel Ángel Cruz 20070011306 Ana Lucia Murillo 20082000052 Marvin Miranda Villanueva 20012004036 Norma Leticia Casco M 9622507 René David López 20062001989 Candy Grissel Rodríguez 20070000217
INTRODUCCION
Debido a que en nuestro país el 70% del agua de consumo humano es extraída del subsuelo es importante realizar una adecuada protección sanitaria para estos depósitos. Entendemos por protección sanitaria a todas aquellas actividades que se realizan para evitar la contaminación del agua.
La protección de las fuentes es importante porque de esto depende la calidad del agua que será utilizada por la población y por nuestra familia. Si hay un pozo para abastecer el agua es importante mantenerlo limpio procurando evitar la existencia de basura cerca o alrededor de el y teniéndolo siempre tapado. Además, se debe recordar que el agua que se utilice debe hervirse y desinfectarse.
También es necesario considerar otra medida importante para la protección de las aguas subterráneas como es el sellado de los pozos abandonados. Estos pozos que ya no serán utilizados, por las razones que sea deben sellarse para prevenir la contaminación del acuífero por aguas residuales u otras sustancias indeseables, para eliminar los riesgos físicos potenciales (caídas, etc.), y para evitar que el pozo actúe, como canal de intercomunicación de aguas entre distintas formaciones geológicas.
OBJETIVOS:
Identificar los métodos apropiados para la protección sanitaria de los depósitos de agua del subsuelo.
Conocer las diferentes formas en que se transmite la contaminación al subsuelo.
Analizar el procedimiento que se debe seguir para un apropiado sellado de pozos abandonados.
PROTECCION SANITARIA DE LOS DEPOSITOS DE AGUA DEL SUBSUELO
¿Cómo hacer para lograr implementar las acciones de protección sanitaria de los depósitos de agua?
Para lograr la protección sanitaria de depósitos de agua podemos basarnos en 3 ejes importantes: inventario, monitoreo, datos de vulnerabilidad y riesgo.
En el caso de inventarios consiste en reunir información sobre los pozos de abastecimiento, las fuentes de contaminación y los estudios existentes hechos a través de reconocimientos de campo y visitas institucionales, siendo uno de los mecanismos de recolección de información, la cooperación de los usuarios y perforadores de pozos.
El monitoreo deberá estar encausado a conocer las variaciones de los niveles freáticos, la calidad de agua y pruebas de bombeo, a través de trabajo de campo, uso de laboratorios.
Los datos de vulnerabilidad y riesgo pueden encausarse hacia el conocimiento de las áreas vulnerables a la contaminación, basándose en sus condiciones naturales( profundidad del agua, recarga, medio del acuífero, suelos, topografía, zona vadosa, conductividad hidráulica) y relacionarlas con el conocimiento con las áreas de recarga, planes de explotación, población afectada, actividades antropogenicas, el uso de la tierra y las áreas con necesidades de investigaciones detalladas, estableciendo a través de su interrelación, las condiciones de riesgo.
Los niveles de capacitación deben estar dirigidos a técnicos, administrativos y operacionales. Los niveles de sensibilización deben estar dirigidos a, políticos, responsables de decisiones, comunidades, colegios y universidades. En todos los casos puede hacerse uso de los folletos, charlas de concientización, periódicos, afiches y televisión.
Desarrollo de una estrategia de protección
La estrategia se caracteriza como un proyecto de desarrollo de métodos orientados a la protección y el manejo sostenible de los recursos de aguas subterráneas.
Durante esta fase se desarrollara una estrategia general de protección que culminara con una propuesta de plan operativo que contendrá una serie de medidas, regulaciones y normas que deberán implementarse para la protección del agua subterránea. El plan delimitara áreas que necesitan de medidas de protección para resguardar la calidad del agua subterránea en el futuro.
TRANSMISION DE LA CONTAMINACION
La mayor parte de los acuíferos se vuelven a llenar de manera natural por la precipitación fluvial que se infiltra por el suelo y roca, es el proceso conocido como recarga natural. La dirección del flujo de agua subterránea, de las áreas de recarga a las de descarga, dependen de la fuerza de gravedad, presión y fricción. Normalmente el agua subterránea se desplaza de sitios de mayor elevación y presión, a puntos de menor elevación y menor presión. Este movimiento es muy lento (en promedio, un metro por año). Por esta razón, la mayor parte de los mantos freáticos son como grandes lagos subterráneos de movimiento lento.
Si la tasa de extracción de un acuífero supera a su tasa de recarga natural, baja el nivel de agua freática alrededor del pozo en explotación creando un volumen carente de agua al que se denomina cono de depresión del nivel del agua freática. Cualquier contaminación que se descargue en el área de tierra por encima del cono de depresión, será atraído directamente hacia el pozo, y puede tener un efecto devastador sobre la calidad del agua que se extrae de ese pozo.
Debido a que el proceso de renovación del agua subterránea es muy lento, resulta una fuente fácil de agotar y la contaminación del agua subterránea puede considerarse permanente. Algunas bacterias y la mayoría de los contaminantes sólidos en suspensión son removidas o eliminadas cuando el agua superficial contaminada se infiltra a través del suelo en los mantos acuíferos. Sin embargo, este proceso puede llegar a ser sobre cargado por grandes volúmenes de desechos domésticos e industriales. Agregado a esto ningún tipo de suelo puede retener la infiltración de virus y muchas sustancias químicas orgánicas.
Cuando las aguas subterráneas llegan a ser contaminadas no pueden depurarse por sí mismas, debido a que las corrientes de las aguas freáticas son lentas y no turbulentas, y los contaminantes no se diluyen ni se dispersan de manera efectiva. También hay poca descomposición por bacterias aeróbicas, porque las aguas subterráneas no tienen suministro de oxígeno de la atmósfera y además las poblaciones de bacterias aeróbicas y anaeróbicas degradadoras son muy pequeñas. Por otra parte, la baja temperatura de las aguas subterráneas hace que las reacciones de descomposición de sustancias sean lentas. Esto implica que para que las aguas subterráneas contaminadas puedan liberarse por sí mismas de los desechos contaminantes son necesarios cientos de miles de años.
En Honduras un ejemplo importante de contaminación lo constituye San Pedro Sula. La mayor parte del abastecimiento del agua para cubrir la demanda pública y privada se obtiene de pozos que captan del sistema de acuíferos que subyacen a la ciudad. El sistema es recargado principalmente por los ríos y aguas pluviales dentro de áreas que permiten la infiltración en los acuíferos, sin embargo el desarrollo humano sin control en estas áreas de recarga, disminuye el área misma provocando la reducción de la capacidad de infiltración de las aguas pluviales.
La planicie de Choluteca es otro ejemplo interesante en Honduras. Aquí los acuíferos constituyen fuente indispensable para el abastecimiento de agua potable para consumo humano y para riego a la industria agrícola intensiva. Sin embargo debido al crecimiento de la industria agrícola, la demanda para agua potable y la falta de sistemas de alcantarillado adecuados, los acuíferos quedan en peligro de contaminación.
Principales Agentes Contaminantes
Se pueden establecer los siguientes grupos: Contaminantes químicos, contaminantes biológicos y contaminantes radioactivos. Los contaminantes químicos son muy variados y se pueden clasificar en iones normales, iones nitrogenados, materia orgánica, metales pesados y compuestos tóxicos.
Un exceso general de sales en el agua de bebida, por encima de los 1500 mg/l no suele acarrear graves consecuencias para un consumidor sano normal. No obstante, la presencia de ciertos iones a partir de determinadas concentraciones puede presentar inconvenientes de sabor con ciertos efectos fisiológicos y domésticos. Así, un exceso de cloruro, más de 300 mg/l, proporciona al agua sabor salado. El sulfato a elevada concentración da sabor amargo, al igual que el magnesio cuando aparece en concentraciones de varios centenares de mg/l.
Efectos laxantes suelen aparecer ligados a la asociación de sulfatos y magnesio o sodio en cantidades importantes. El principal efecto de la dureza en las aguas de uso doméstico es el incremento en el gasto de jabón, detergentes o productos de ablandamiento de las aguas para evitar incrustaciones, aparte de las dificultades en la cocción de verduras y otros alimentos.
En cuanto a los iones nitrogenados, sobre todo se trata de los nitratos derivados de la utilización de fertilizantes. La presencia de nitritos y amonio puede indicar que proceden de la descomposición de la materia orgánica de algún vertido de residuos y que puede venir acompañada de organismos patógenos.
Los principales inconvenientes que puede causar la materia orgánica en aguas destinadas al consumo humano son los de color, olor y sabor, la posibilidad de existencia de microorganismos patógenos que se nutren de ella y la presencia de ciertas sustancias orgánicas no biodegradables que permanecen en el agua y cuyos efectos sobre la salud humana aún no son suficientemente conocidos.
Se incluyen bajo la denominación de metales pesados los iones metálicos que, aunque suelen aparecer como trazas en las aguas subterráneas, pueden ser indicio fundado de contaminación cuando sus concentraciones son anormalmente altas. La presencia de Fe y Mn no constituye un problema para la salud ya que mucho antes de alcanzar niveles tóxicos el agua es intolerable por su sabor.
La presencia de Al, fácilmente eliminable por el organismo, no parece plantear especiales inconvenientes para la salud. Tampoco el Cu, ya que a elevadas concentraciones comunica al agua un sabor desagradable. El Pb es muy peligroso por ser acumulativo
pudiendo provocar anemia, dolores abdominales, parálisis musculares etc. cuando se ingiere de manera continuada en concentraciones altas. El Cr hexavalente es muy tóxico y especialmente peligroso por su persistencia.
Entre los compuestos tóxicos y trazadores, los plaguicidas organoclorados son los más peligrosos por su elevada toxicidad, por ser acumulativos y difícilmente degradables. Los organofosforados y carbonatados presentan en general menos peligro aunque los posibles efectos de todos ellos son escasamente conocidos. Los detergentes comunican espuma y mal sabor. El cianuro es altamente tóxico a elevadas concentraciones.
El principal problema que puede entrañar la contaminación microbiológica de las aguas subterráneas consiste en la posible propagación de enfermedades producidas por bacterias o virus que sean introducidas en el acuífero por los vertidos de productos fecales de origen humano o animal.
A pesar del cuidadoso control de las sustancias radioactivas y de lo esporádico del vertido accidental de las mismas, el riesgo de contaminación por estas sustancias no es despreciable aunque no sea grande.
Modos de Contaminación
Las vías por las que distintas sustancias llegan a los acuíferos contaminando las aguas subterráneas son muy diversas: • Infiltración de sustancias depositadas en superficie. • Filtración de sustancias almacenadas bajo tierra, o disolución de ellas por el agua subterránea. • Filtración desde un rio influente • Derrames o rezumes accidentales de depósitos o conducciones, superficiales o enterrados.
• Desde la superficie, a través de las captaciones abandonadas o mal construidas. • Desde otro acuífero, a través de las captaciones.
Actividades Contaminantes.
Las principales actividades humanas que generan contaminación de las aguas subterráneas se pueden englobar en los siguientes grupos:
a. Residuos Sólidos urbanos. Normalmente depositados en superficie, alcanzan las superficies freáticas los líquidos procedentes de los propios residuos o el agua de lluvia infiltrada a través de ellos, que arrastra todo tipo de contaminantes orgánicas e inorgánicas.
b. Aguas Residuales: Las aguas residuales de los núcleos urbanos se vierten a causes superficiales o en fosas sépticas. Aportan diversas sustancias contaminantes: detergentes, nitratos, bacterias y virus, materia orgánica disuelta.
c. Actividades Agrícolas Muy difíciles de controlar al tratarse de contaminación difusa sobre grandes extensiones. Fertilizantes: aportan al agua compuestos de N, P y K. en algunos casos, se ha calculado que hasta el 50% de los nitratos usados como fertilizantes llegan al acuífero por infiltración.
Plaguicidas: bajo esta denominación genérica se incluyen insecticidas, fungicidas, acaricidas, nematocidas, rodenticidas, bactericidas, molusquicidas, herbicidas. Se han
Estudiado los distintos coeficientes de absorción, de degradación y la vida media de diversos pesticidas orgánicos. La persistencia oscila de una semana a varios años.
En ocasiones, las sustancias resultantes de la degradación del producto (metabolitos) son más peligrosas (más persistentes o mas toxicas) que el producto original. En otras ocasiones son las impurezas que acompañan a los productos comerciales, y que escapan a los análisis de control, por no figurar en la composición del producto, las verdaderamente toxicas.
d. Ganadería De los residuos de los animales proceden compuestos nitrogenados, fosfatos, bacterias, cloruros, y, en algunos casos, metales pesados. Normalmente no ocasionan problemas importantes, salvo en el caso de grandes instalaciones. Resultan especialmente graves las granjas porcinas.
e. Actividades industriales y mineras
Las vías de contaminación y las sustancias contaminantes son muy variables. En el caso de las minas, puede producirse por las labores de tratamiento del mineral o por infiltración de la lluvia a través de escombreras.
Las industrias pueden realizar inyección en pozos o vertidos superficiales, provocar infiltración de líquidos o dar lugar a .accidentes de todo tipo. Mención especial merecen los derivados del petróleo. Estas sustancias llegan a la superficie freática por infiltración desde vertidos accidentales o por roturas de depósitos o conducciones. En general, son inmiscibles y menos densos que el agua, con lo que se mantienen en la superficie del acuífero libre superficial.
En general nos referimos a la contaminación provocada por la serie de industrias, que generan una gran cantidad de desechos, que son vertidos en muchos casos en ríos, suelos; así como basureros que confinan muchos materiales de diversa composición, llegando a provocar serios daños en los mantos acuíferos por la acción de los diversos mecanismos que actúan en la superficie y en el subsuelo.
Mecanismos de Introducción y Propagación de la contaminación en los Acuíferos
Los principales mecanismos de llegada de contaminantes son • Los de propagación a partir de la superficie, que incluyen los casos de arrastre de contaminantes desde la superficie del terreno por las aguas de infiltración (vertidos sobre el terreno, uso de fertilizantes, etc.) • Los de infiltración de aguas superficiales contaminadas desde ríos, acequias, etc.., provocados por la acción humana; • Los de propagación desde la zona no saturada cuyos ejemplos más típicos son los derivados de los sistemas de tratamiento de aguas residuales domésticas y de embalsamiento superficial de residuos líquidos de diversa procedencia.
• Los de propagaciones originadas en la zona saturada cuyos casos más típicos son los pozos de inyección y la progresión de la intrusión salina por alteración del régimen de flujo.
Migración de contaminantes
Los medios porosos constituyen sistemas heterogéneos formados por una matriz sólida, con constituyentes minerales y orgánicos, y un complejo sistema de poros interconectados que están rellenos de fluidos (aire o agua).
En general, el transporte de solutos afecta a las fases fluidas, gases o líquidos, que circulan a través del sistema de poros. Los componentes de esta fase fluida, tanto orgánicos como inorgánicos, pueden ser disueltos en la fase acuosa como iones, complejos o compuestos eléctricamente neutros, o como grandes agregados moleculares, como los coloides. Ya que estos componentes pertenecen a una misma fase fluida y no constituyen por sí mismos una fase móvil distinta, son conocidos como solutos.
Los diferentes solutos de la fase fluida pueden interaccionar o no entre ellos o con la matriz sólida, modificando o no sus propiedades físicas y químicas.
Los solutos que no sufren ningún tipo de interacción con la matriz sólida, como procesos de adsorción o de cambio iónico, se llaman normalmente solutos no reactivos. Si además, su masa total en las fases fluida y sólida es constante en el tiempo se llaman también conservativos.
Transporte de solutos en el Acuífero
Las sustancias disueltas, contaminantes o no, una vez incorporadas al sistema de flujo del acuífero, pueden ser transportadas bien por:
El propio movimiento del agua o bien por difusión molecular, o por ambos medios simultáneamente.
Cuando son transportadas por el agua en movimiento, tienden a moverse en la dirección general del flujo y, si no existen interacciones con el terreno, a una velocidad que es igual a la velocidad media del agua subterránea. Sin embargo, a causa de las tortuosidades del terreno, los solutos tienden a separarse de la trayectoria ideal del agua y a moverse con diferente velocidad.
Esta desviación de la trayectoria ideal se denomina dispersión mecánica o hidráulica. Cuando la dispersión se produce, además, a consecuencia de una difusión molecular, simultánea al movimiento del agua, se denomina dispersión hidrodinámica.
En la difusión no se produce movimiento de solutos a través del movimiento del agua. El movimiento es debido sólo a la existencia de un gradiente de concentración, no hidráulico. Su efecto es la tendencia a la igualación de concentración en cualquier parte del sistema.
Los procesos combinados de dispersión y difusión, además de la dilución de las sustancias disueltas, provocan la formación de un penacho de contaminación cuya forma, extensión y velocidad de propagación dependen tanto de las características del medio como de la sustancia que se propaga y de las características del foco emisor.
Los principales procesos que pueden tener lugar son:
Procesos físicos
Dispersión. Provoca la dilución de contaminantes. La capacidad de dispersión de un medio depende de su grado de heterogeneidad, velocidad del agua subterránea,.. En general, es inversamente proporcional a la porosidad. Filtración. Elimina virtualmente todos los sólidos en suspensión. No es efectiva frente a la mayoría de las especies químicas inorgánicas. Muy efectiva en medios arcillosos. Circulación de gases. Favorece la descomposición de sustancias orgánicas. La limitación de esta circulación puede provocar condiciones anaerobias. Volatilización y fuga en estado de gas pueden afectar a nitratos y sulfatos.
Procesos geoquímicos
Formación de complejos y fuerza iónica. Los complejos y pares iónicos se forman en su mayoría por combinación de iones polivalentes. La fuerza iónica es una medida del total de iones disueltos. Tanto una como otra hacen aumentar la cantidad de especies disueltas que estarían limitadas por oxidación, precipitación o adsorción. Neutralización - reacciones ácido-base. La mayoría de los constituyentes de las aguas subterráneas son más soluble y, por tanto, más móviles cuando el pH es bajo.
Oxidación - reducción. Muchos elementos pueden presentar varios estados de oxidación estando su movilidad estrechamente ligada a dicho estado. En suelos no saturados y zonas de recarga de acuíferos suelen predominar condiciones oxidantes o parcialmente reductoras, mientras que en la zona saturada suelen predominar las reductoras, especialmente si existe materia orgánica.
Precipitación - disolución. Teóricamente casi cualquier constituyente que se encuentre en solución puede precipitar. El calcio, magnesio, bicarbonatos y sulfatos, especialmente, pueden estar sometidos a estos procesos.
Adsorción - desorción. El proceso de intercambio iónico puede provocar la retención de cationes y aniones en la superficie de las arcillas. La cantidad de cationes metálicos adsorbidos aumenta con el pH. Los elementos adsorbidos pueden volver a la solución (desorción) cuando un agua con menor concentración de estos elementos entra en contacto con el material adsorbente. Este proceso es probablemente uno de los más efectivos en la atenuación de la contaminación.
Procesos bioquímicos
Degradación biológica y asimilación. Muchas sustancias orgánicas pueden ser extraídas del agua por actividad biológica: sulfatos, nitratos, arsénico y mercurio pueden ser fijados biológicamente. El molibdeno es fuertemente asimilado y fijado por las plantas. Síntesis celular. El nitrógeno, carbono, azufre y fósforo, así como otra constituyente traza son necesarios para el crecimiento de los organismos y pueden, por consiguiente, ser retirados en su movimiento desde los emplazamientos de residuos.
Modelos de contaminación de aguas subterráneas por diversas fuentes de Contaminación.
- Basureros a la intemperie:
Este tipo de zona es altamente peligrosa y contribuye frecuentemente a la contaminación de suelos, sedimentos y aguas subterráneas por la gran cantidad de sustancias del tipo líquido y sólido que en ella se encuentran (Fotografías 1 y 2) y al entrar en contacto con el agua de lluvia se producen grandes cantidades de líquidos conocidos como lixiviados (Fotografías 3 y 4), ocasionando éstos la contaminación de las aguas subterráneas por el poder de infiltrase hasta los yacimientos de éstas. En la Tabla No. 1 se mencionan sólo alguno de los materiales que contienen residuos que contribuyen a la contaminación de las aguas subterráneas.
Fotografía 1 y 2
ASPECTO DEL RELLENO DEL BASURERO Y FRENTE DEL MISMO, NÓTESE LA GRAN CANTIDAD DE LOS DIFERENTES TIPOS DE MATERIALES.
Fotografía 3 y 4
PRODUCCIÓN DE LIXIVIADOS POR EFECTOS DEL AGUA DE LLUVIA SOBRE LOS MATERIALES DE LA BASURA, ASÍ COMO LA COMBINACIÓN DE RESIDUOS LÍQUIDOS DE ALGUNOS ENVASES, DE DIFERENTES TIPOS DE SUBSTANCIAS.
Muestra el modelo de contaminación de las aguas subterráneas por efecto del agua de lluvia en contacto con materiales de un basurero.
- Pozos sépticos (letrinas)
En muchas partes del territorio nacional y principalmente en el medio rural, hoy en día el pozo séptico (letrina) es el sistema más común que se utiliza para la disposición de las excretas, por no contar con un sistema de alcantarillado adecuado para este tipo de residuos que pudieran ser transportados a plantas de tratamiento, lo que ocasiona producción de agentes patógenos y nitratos que contaminan las aguas subterráneas. El uso de estos sistemas en el país se utiliza en zonas donde no se cuentan con una red de alcantarillado y drenaje, contribuyendo de manera significativa a la contaminación de las aguas subterráneas. En la figura se muestra la contaminación del agua subterránea por un pozo séptico.
Modelo de contaminación de los mantos acuíferos por un pozo séptico (letrina)
- Aguas residuales:
En todo centro de población se genera una gran cantidad de aguas residuales, esto dependiendo del tamaño de la población, así como de las actividades industriales; por lo que en muchos casos la mayoría del gran volumen que se genera no es tratado adecuadamente y sólo una parte es limpiada. En nuestro país no existe una planta de tratamiento que contribuya a eliminar la contaminación a los acuíferos por este tipo de residuo.
MODELO DE CONTAMINACIÓN POR RESIDUOS DE AGUAS RESIDUALES EN UN CENTRO POBLACIONAL.
Control de la Contaminación
La contaminación del agua subterránea es mucho más difícil de detectar y controlar que la contaminación del agua superficial. Además es un proceso muy costoso, debido al tipo de sistemas de monitoreo de la contaminación que se necesitan, al problema de su localización, y a que se necesita bombear el agua subterránea a la superficie para limpiarla y luego regresarla al manto acuífero.
Pruebas recientes para bombear y tratar mantos acuíferos subterráneos contaminados y con flujo lento, indican que se requiere décadas, incluso cientos de años de bombeo de las aguas subterráneas antes de que toda la contaminación salga a la superficie.
Por lo anterior, debemos ser conscientes de que la única manera efectiva de proteger los recursos de agua subterránea es la de evitar su contaminación, es decir, la única manera efectiva para evitar la contaminación del agua es la de proteger los recursos de agua subterránea. Para controlar la contaminación de los mantos acuíferos subterráneos se requiere: Disponer controles muy estrictos sobre la aplicación de plaguicidas y fertilizantes en la agricultura y en los jardines.
Prohibir el depósito de desechos peligrosos en rellenos sanitarios por inyección en pozos profundos.
Monitorear los mantos acuíferos cercanos a los rellenos sanitarios y de desechos peligrosos, tanques subterráneos y otras fuentes potenciales de contaminación subterránea.
Exigir el análisis periódico de las aguas de los pozos utilizados para sacar agua para beber, mínimo una vez al año.
Establecer niveles máximos de contaminantes arrojados a los drenajes y al campo, por las actividades humanas. Medidas Correctivas
Cuando la contaminación se ha producido y alcanza gran extensión, la regeneración es inviable, técnica o económicamente. Las medidas, muy costosas, que en algunos casos pueden ser de alguna utilidad son de dos tipos:
a. Actuaciones en el origen de la contaminación: Remoción de tierras o residuos en la superficie. Aislamiento de los residuos, con impermeabilizaciones verticales o bajo ellos. Controlar o evitar la escorrentía superficial.
b. Actuaciones en el Acuífero
Bombeo de la superficie del acuífero en el caso de productos petrolíferos, no miscibles, que por su menor densidad flotan sobre la superficie freática. Bombeo intenso del acuífero contaminado, a veces con caudal intermitente o variable para un mejor rendimiento. Eventualmente, inyección simultanea de agua limpia. Flujo forzado de aire o de vapor para volatizar los contaminantes, normalmente en la zona no saturada. Construcción de barreras impermeables o filtrantes (con alguna sustancia que retenga o actué sobre el contaminante) en acuíferos poco profundos
SELLADO DE POZOS ABANDONADOS
Un pozo abandonado es un bien que se ha perforado y luego abandonado, por cualquier número de razones. Se debe considerar que los pozos son construcciones que pueden representar un riesgo físico para las personas, sobre todo cuando tienen gran diámetro. Además los pozos existentes pueden representar también un riesgo de contaminación de las aguas subterráneas, ya que son una vía de entrada preferente y rápida para los contaminantes desde la superficie del terreno hasta el acuífero o pueden poner en contacto dos acuíferos con cualidades químicas diferentes. Ademas, las aguas de
Escorrentía superficial pueden entrar directamente por la tubería o por el espacio que hay entre la tubería y el terreno hasta la zona saturada de agua (acuífero), lo que impide que el proceso de depuración natural que tiene lugar cuando el agua se infiltra a través del terreno sea efectivo. Por otro lado, cuando un pozo está abandonado o en desuso, suelen desaparecen los elementos de protección básicos en torno al mismo incrementando el riesgo físico para las personas y el riesgo de contaminación del acuífero.
Criterios Técnicos para la Clausura de Pozos
Los principales objetivos que se pretenden alcanzar con la clausura de los pozos son:
- Eliminar el riesgo de accidentes por la presencia de un espacio abierto en el terreno.
- Impedir actos vandálicos y que el pozo pueda servir como depósito de materiales contaminantes o escombros.
- Evitar la entrada de contaminantes desde la superficie.
- Evitar modificaciones en el comportamiento hidráulico de las aguas subterráneas, como la pérdida de caudales o presiones hidrostáticas.
- Prevenir la mezcla de agua entre diferentes acuíferos y evitar el flujo inducido del agua a través de diferentes formaciones geológicas.
Consideraciones Generales
En casos concretos debidamente justificados, una actuación mínima de protección superficial de la captación puede servir como medida temporal de clausura. En el resto de casos, es necesario cumplir con todos los pasos requeridos para una adecuada clausura del pozo. Un sellado adecuado de un pozo implica que esté limpio en su totalidad, de forma que aísle el acceso a los niveles acuíferos. Las operaciones a llevar a cabo en los procesos de clausura y sellado de pozos son básicamente la extracción de los elementos introducidos en el terreno (tuberías, filtros, bomba, etc.) y el relleno del espacio abierto con materiales que no tengan interacción con el medio e impidan la modificación de este por factores externos. El tipo de pozo, las características geológicas y la situación ambiental de posible contaminación (vertidos, derrames, residuos, presencia de niveles acuíferos ya contaminados), determinan los procedimientos y materiales para la clausura. Por esta razón las actuaciones de clausura o sellado de pozos deben ser supervisadas por técnicos especialistas en hidrogeología subterránea ante la variabilidad de factores y condicionantes a considerar en cada caso.
Caracterización del pozo
Previamente a la determinación del proceso de clausura de un pozo, es muy importante corroborar la información respecto a las características del pozo, tanto las originales en el momento de su construcción (si están disponibles), como las actuales en el momento de proceder a la su clausura. Una clausura efectiva del pozo depende del conocimiento sobre las características constructivas del pozo, la geología y la hidrogeología del lugar. Se debe recabar toda aquella información que pueda resultar relevante para la clausura del pozo. La información a recoger, es:
Características hidrogeológicas del pozo: masa de agua subterránea donde se localiza, profundidad del agua en el momento de la clausura (en el caso de disponer de datos históricos, rango de profundidades del agua en el tiempo), y otra información disponible (columna litológica, calidad del agua, localización de las zonas acuíferas). Características técnicas del pozo: profundidad y diámetro del pozo, tipo y profundidad del encamisado con la distribución de las zonas ranuradas y ciegas, y otra información sobre la perforación (existencia de cimentación anular)
Retirada de elementos ajenos
Antes de iniciar la clausura del pozo, hay que retirar cualquier objeto extraño y dispositivos del interior (bombas, tuberías, materiales auxiliares), de forma que el éxito del sellado no se vea comprometido.
Desinfección Una vez vaciado y limpiado el pozo, es necesario realizar una desinfección. Por ello se deberá utilizar un desinfectante adecuado, como puede ser una solución de hipoclorito de calcio conteniendo de 65 a 75% de cloro. No conviene utilizar una lejía de uso doméstico,
ya que es demasiado débil para llegar al nivel de desinfección buscado. Habrá que tener la precaución de desinfectar todas las herramientas o equipos que sean introducidos en el pozo durante las operaciones. La cantidad de desinfectante a utilizar dependerá del volumen de agua en el pozo, procurando llegar a una concentración de 100 mg de cloro por litro de agua.
Materiales de Relleno y Sellado de Pozos
Para el relleno de un pozo o sondeo abandonado o negativo se utilizan básicamente dos tipos de materiales: materiales permeables (que permiten el flujo de agua a través suyo), y materiales impermeables o sellantes (que no permiten el flujo de agua). El relleno de pozos abandonados se realiza, generalmente, con la combinación de estos dos tipos de materiales, pero en cada situación será necesario estimar en qué proporción se utilizarán. Por otra parte para la cimentación del espacio anular existente entre la tubería de un sondeo y la roca sólo se pueden utilizar materiales impermeables. En todos los casos los materiales utilizados deberán cumplir las siguientes condiciones: Deben ser químicamente inertes en contacto con el agua subterránea o con las formaciones geológicas atravesadas y no deben presentar riesgo para la salud de los operadores ni exigir medidas complejas durante su manipulación. Deben tener un coste razonable. Deben tener baja permeabilidad para impedir el flujo de agua. Deben poder ser colocados dentro de la tubería al espacio anular (espacio entre tubería y pared del pozo) el cual implica un tamaño de grano pequeño.
Deben ser de fácil preparación y colocación en el pozo, ya que a menudo se debe utilizar una tubería de pequeño diámetro. Hay que considerar que no es necesario que se cumplan todas estas condiciones, así, en función del tipo de pozo y acuífero serán de aplicación unas normas u otras.
Materiales Permeables (Agregados o Áridos)
Se trata de aquellos materiales sólidos de relleno que sirven para llenar el pozo o perforación, y que a la vez permiten el flujo de agua. Básicamente son arenas, piedras o materiales similares que son utilizados para rellenar el pozo en los tramos donde no hay requerimientos especiales. Estos materiales deben provenir de canteras en activo, aunque en casos debidamente justificados se pueden usar materiales que estén disponibles en la propia finca donde se ubica el pozo. En todos los casos deben ser materiales libres de contaminantes y químicamente inertes en contacto con el agua subterránea. En aquellas zonas del pozo donde interesa mantener un flujo de agua o cuando el volumen requerido para rellenar el pozo es muy grande no suele ser recomendable utilizar exclusivamente materiales sellantes (cemento o bentonita). En estos casos, se deben utilizar materiales específicos para aislar ciertos tramos concretos de la perforación, y rellenar el resto de la perforación con agregados o áridos. Los agregados deben estar limpios, sin contaminantes y deben ser tamaño apropiado para minimizar atascos o la formación de puentes durante su colocación. El diámetro de partícula de los agregados no debe ser mayor de la cuarta parte (¼) del diámetro del pozo por el que deben pasar durante su colocación. Como usualmente los agregados son vertidos desde la superficie del pozo, se debe tener cuidado durante esta operación para
prevenir la formación de atascos o puentes dentro del pozo. Esto exige verificar el progreso de la operación con mediciones frecuentes de profundidad.
Materiales Impermeables o de Sellado
Los materiales impermeables o sellantes consisten en una combinación o mezcla de cemento Portland y arcilla "bentonita", y para ciertas operaciones hormigón. Estos materiales son los que se deben usar en la clausura de pozos y en la cimentación del espacio anular de la parte superior de un pozo de nueva construcción ya que son una barrera de protección para el agua. Así, los materiales impermeables impiden la migración del agua a través del pozo, espacio anular, o por las fracturas y aberturas adyacentes al agujero del pozo. La mezcla debe ser formulada para minimizar el encogimiento y asegurar la compatibilidad con las características químicas del agua. Para colocar la pasta sellante en el pozo, generalmente será necesario utilizar una bomba de cimentación y una tubería auxiliar. Este método provoca el desplazamiento positivo del agua en el pozo (ascenso), y minimiza la dilución o separación de la pasta cimentando. En la operación de clausura de pozos se debe considerar que hay que esperar el tiempo de endurecimiento suficiente del sello antes de añadir "agregados" encima. Cuando se debe realizar la cimentación del espacio anular de la captación y para que pueda ser inyectada con facilidad se recomienda que la densidad del material sea del orden de los 1,9 kg/cm3.
Operaciones de Clausura o Sellado
Los pozos se pueden cerrar de manera temporal o definitiva. La clausura temporal es una medida que permite impedir que se puedan verter sustancias potencialmente contaminantes en el pozo, pero deja la posibilidad de utilizar el pozo para la extracción de agua en un futuro. Por otra parte la clausura definitiva del pozo es una acción que debe permitir asegurar la protección del dominio público hidráulico, por lo tanto una vez se ha efectuado la clausura definitiva del pozo ya no se podrá extraer agua desde el mismo en ningún momento.
Clausura temporal de un pozo
En caso de que el pozo no se utilice pero se tenga la intención de utilizarlo en un futuro próximo, se podrá solicitar llevar a cabo una clausura temporal del pozo. La clausura temporal de un pozo se realiza tapando la boca del mismo con una tapa de hierro y con candado, de manera que se imposibilite el vertido de sustancias dentro del mismo a través de la boca. La clausura temporal del pozo NO será posible cuando: a) Exista riesgo de infiltración de aguas de escorrentía superficial por el espacio anular del pozo (boca), o b) Se trate de un pozo que comunique acuíferos con diferentes presiones y tipos de agua. En cualquier caso la clausura temporal incluirá los siguientes trabajos: 1) Si se tiene la intención de dejar una bomba dentro del pozo, será necesario poner un contador y precintar el pozo. 2) Si el pozo está en una zona inundable, será necesario que la boca del pozo se sitúe por encima de la cota de inundación.
Clausura de pozos superficiales o de acuífero único.
En aquellos casos en que el pozo explote un acuífero superficial o único, y mientras no exista riesgo de comunicación entre diferentes estratos, se podrá realizar una clausura del pozo con unas operaciones mínimas. El objetivo de esta clausura será evitar la contaminación a través del brocal y, cuando el pozo sea de gran diámetro, el riesgo debido al peligro físico de caídas dentro del pozo. Cuando se cumplen estas condiciones la clausura se realizará de la siguiente manera:
1) Retirar los elementos del interior del pozo (bomba, tuberías, cables u otros elementos) que pudieran deteriorarse. En especial será obligatorio retirar los 3 metros más superficiales de la tubería para poder hacer un tapón sanitario al menos en los 2 metros superiores del pozo. Cuando el encamisado es de PVC, suele ser preferible destruirlo mediante la reperforación del pozo.
2) Si no es posible extraer la tubería por completo debido a un riesgo de derrumbe del pozo o la ruptura de la tubería es necesario realizar un corte y apertura de la tubería de revestimiento, en especial en los 3 metros más superficiales de pozo. El "corte y apertura de la tubería" consiste en la realización de cortes o perforaciones longitudinales (aproximadamente 10 cm abiertos cada 40 cm. De tubería).
3) Una vez se han extraído los elementos ajenos y se han realizado los cortes o aberturas se debe bombear el pozo para extraer el agua sucia y desinfectar con una solución de hipoclorito.
4) Llenar el pozo con materiales sólidos inertes (agregados) para lograr una reconstitución del terreno hasta un estado similar a las condiciones geológicas originales. Para los pozos de gran diámetro se rellenará el pozo desde el fondo hasta el del nivel estático máximo, mientras que en los pozos de diámetro inferior a 0,5 metros se llenará desde el fondo hasta 1 metros por debajo del nivel estático máximo. Esta acción sólo se podrá llevar a cabo cuando el diámetro sea superior a 2 pulgadas. El tamaño de las partículas siempre deberá ser inferior a ¼ del diámetro del pozo. El material no puede estar contaminado y debe ser geoquímicamente inerte en contacto con el agua subterránea o con los materiales geológicos presentes. Es necesario hacer un seguimiento de la operación de llenado para controlar que no se producen puentes.
5) Sobre el agregado se pondrá un sello de bentonita. La potencia de este sello será de 1,5 para los pozos de diámetro inferior a 0,5, mientras que para los pozos de gran diámetro se permitirá una potencia mínima de 50 cm.
6) Por encima de este sello se debe rellenar el pozo con áridos inertes hasta 1etro por debajo del nivel del terreno.
7) La clausura del tramo más superficial se puede realizar de dos maneras. Si la administración considera que es necesaria la restauración del medio y el pozo se localiza a más de 50 metros de una edificación existente, el metro más superficial se cubrirá con suelo orgánico u otro material que sirva para restaurar completamente el terreno. Cuando el pozo se localiza a menos de 50 metros de una edificación existente, o no se considere necesaria la restitución del medio, se realizará un sello con hormigón del último metro, y se construirá un dado de hormigón con pendiente hacia el exterior que sobresalga un mínimo de 50 cm por encima del terreno natural en la parte central del pozo y tenga una base de una longitud mínima de 50 cm.
Esquema del procedimiento a seguir para la clausura de un pozo superficial o de acuífero único.
Clausura de pozos de acuífero multicapa.
En los casos en que el pozo explote varias capas acuíferas, y se disponga de información sobre la situación de estas capas, la clausura definitiva del pozo deberá realizarse en base a la columna litológica del pozo o disposición vertical de las capas acuíferas. Los pasos a seguir serán similares a los que se deben seguir para los pozos de acuífero único o superficial, pero será necesario la colocación de varios tapones o puentes de bentonita en función de la distribución de los estados productivos. Los pasos a seguir en estos casos serán:
1) Retirar los elementos del interior del pozo (bomba, tuberías, cables u otros elementos) que pudieran deteriorarse. En especial será obligatorio retirar los 3 metros más superficiales de la tubería para poder hacer un tapón sanitario al menos en los 2 superiores del pozo. Cuando el encamisado es de PVC, suele ser preferible destruirlo mediante la re perforación del pozo.
2) Si no es posible extraer la tubería por completo debido a un riesgo de derrumbe del pozo o la ruptura de la tubería es necesario realizar un corte y apertura de la tubería de revestimiento. El corte o apertura será especialmente necesaria en los 3 metros más superficiales de pozo y en aquellos sectores que deben ser sellados con bentonita (básicamente los techos de las capas acuíferas). El "corte y apertura de la tubería" consiste en la realización de cortes o perforaciones longitudinales, (aproximadamente 10 cm abiertos cada 40 cm. De tubería).
3) Una vez se han extraído los elementos ajenos y se han realizado los cortes o aberturas se bombear el pozo para extraer el agua sucia y desinfectar con una solución de hipoclorito.
4) Llenar el pozo con materiales sólidos inertes (agregados), desde el fondo hasta 1 metro por debajo del final del primer estrato acuífero, para lograr una reconstitución del terreno hasta un estado similar a las condiciones geológicas originales. Esta acción sólo se podrá llevar a cabo cuando el diámetro sea 21 Superior a 2 pulgadas. El tamaño de las partículas siempre deberá ser inferior a ¼ del diámetro del pozo. El material no puede estar contaminado y debe ser geoquímicamente inerte en contacto con el agua subterránea o con los materiales geológicos presentes. Es necesario hacer un seguimiento de la operación de llenado para controlar que no se producen puentes.
5) Sobre el agregado se pondrá un sello de cemento rico en bentonita de un mínimo de 50 cm de potencia.
6) Después de sello se debe repetir el paso 4 (rellenar el pozo con agregado hasta 1etros por debajo del siguiente estrato acuífero), y seguidamente el paso 5 (llevar a cabo un sello de cemento rico en bentonita con un mínimo de 50 cm de potencia). De esta manera los pasos 4 y 5 deberán repetir tantas veces como acuíferos existentes en la vertical de la perforación. Esta acción permitirá aislar los diversos acuíferos entre ellos y evitar la contaminación vertical entre cada uno de los acuíferos que atraviese el pozo. 7) Por encima del último sello de bentonita (lo que se corresponde con el acuífero más superficial) se debe rellenar el pozo con áridos inertes hasta 1 metro por debajo del nivel del terreno.
8) Como en el caso anterior, la clausura del tramo más superficial se puede realizar de dos maneras. Si la administración considera que es necesaria la restauración del medio y el pozo se localice a más de 50 metros de una edificación existente, el metro más superficial se cubrirá con suelo orgánico u otro material que sirva para restaurar completamente el terreno (ver figura ). Cuando el pozo se localiza a menos de 50 metros de una edificación existente, o no se considere necesaria la restitución del medio, se realizará un sello con hormigón del último metro, y se construirá un dado de hormigón con pendiente hacia el exterior que sobresalga un mínimo de 50 cm por encima del terreno natural en la parte central del pozo y tenga una base de una longitud mínima de 50 cm.
Esquema del procedimiento a seguir para la clausura de un pozo en acuífero multicapa.
CONCLUSIONES
• Un factor que contribuye a que la gente no tenga conciencia del problema de la contaminación de las aguas subterráneas es que sus corrientes no se ven, por lo que la contaminación se va acumulando y cuando se descubre su peligrosidad ya es demasiado tarde.
• Las aguas freáticas son fácilmente contaminadas por desechos de productos químicos debido a que las leyes para proteger las aguas subterráneas son poco estrictas o no existen en la mayoría de los países.
BIBLIOGRAFIA
