Estudio hidrogeoqumico local aplicando una prueba de bombeo en el acufero de la Mesa Tentacin ubicado en la ciudad del Tigre, estado Anzotegui, Venezuela. M.F. Hernndez *; H. Chacn; F. Lozano y G. Prez. Departamento de Geociencias y de Calidad de Agua. Direccin Tcnica, Fundacin Laboratorio Nacional de Hidrulica, Ministerio del Poder Popular para el Ambiente, El Llanito-Caracas, Venezuela. Tlf: (0212)257.63.62, Fax: (0212) 257.78.03

*maria.hernandez@lnh.gob.ve Resumen

El estudio consisti en la caracterizacin hidrogeoqumica y la determinacin de calidad del agua del acufero Mesa Tentacin ubicada a 40 Km al sur de la ciudad de El Tigre, estado Anzotegui. A tales efectos se realiz una prueba hidrodinmica, con dos pozos de agua de observacin (P1 y P2) y un pozo productor o de bombeo (P0), la cual consisti en registrar los descensos del nivel piezomtrico (pozos P1 y P2) durante 72 horas (36 horas de bombeo continuo a un gasto de 12,26 l/s, y 36 horas de recuperacin del nivel, hasta volver a sus condiciones iniciales), y captar muestras en los tres pozos, durante las etapas: inicio, abatimiento y recarga. Se determinaron algunos parmetros en sitio y algunos iones mayoritarios. Los resultados indican un predominio de facie hidrogeoqumica bicarbonatada sdica en los tres pozos (todas las etapas). La calidad del agua, indica potencial uso domstico y agropecuario. Palabras claves: hidrogeoqumica, calidad de agua, prueba de bombeo, Anzotegui, acufero.

Abstract

The study consisted on the hydrogeochemical characterization and the water quality determination of the Mesa Tentacion aquifer located 40 km south the city of The Tiger, Anzotegui state. For this purpose, it was performed an hydrodynamic pumping test within two observation wells (P1 and P2) and one producing well (P0) which consisted in recording drawdown in groundwater level (wells P1 and P2) for 72 hours (36 hours of continuous pumping, at a 12,26 l/s rate and 36 hours of recovering to the initial level) and taking samples in the three wells during the beginning, maximum drawdown and recharge stages. On site parameters and some major ions where determined. Results show a predominance of sodium bicarbonate hydrogeochemical facies in the three wells (all stages) and water quality indicates household and agricultural potential. Keywords: hydrochemistry, water quality, pumping test, Anzotegui, aquifer. Introduccin La composicin que adquiere el agua, a lo largo de su trnsito, es consecuencia de la dinmica entre mltiples factores que evolucionan en tiempo y espacio. La hidrogeoqumica contribuye a evaluar dicha composicin as como a explicar los procesos fsicos, qumicos y biolgicos que controlan esta calidad para sus mltiples usos, de acuerdo a requisitos y criterios establecidos en las normas. En

el caso de Venezuela el Decreto N 883 sobre Normas para la Clasificacin y el Control de la Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes Lquidos de 1995 es la base legal para establecer si un cuerpo de agua es apto para un determinado uso. En este sentido se realiz una caracterizacin hidrogeoqumica local aplicando una prueba de bombeo en tres pozos ubicados en una zona

a 40 Km al sur de la ciudad de El Tigre, estado Anzotegui (ver figura 1) con el fin de determinar su potencial uso para abastecimiento. La zona de estudio se encuentra en el oriente del pas, topogrficamente est caracterizada por extensas llanuras y un rea de mesas del cuaternario (Lagoven, 1990). La unidades geolgicas presentes son depsitos aluvionales del reciente, Formacin Mesa del Cuaternario, constituida por sedimentos no consolidados, localmente litificados con cemento ferruginoso (Grava-arena-arcilla y conglomerados), Formacin Las Piedras del Terciario conformada por arenisca y lutita, formaciones de edad Cretcea, constituidas exclusivamente por rocas sedimentarias, predominantemente areniscas, lutitas y calizas, siendo las principales: El Cantil, Barranqun, San Antonio; as como en el sistema de colinas, donde se hallan lutitas y arcillas calcreas o margas con afloramientos menos extensos de areniscas y arenas no consolidadas, correspondientes a las formaciones Chaguaramas, Freites, Quiamare, Guayuta y Querecual (Gonzlez de Juana, 1980). Los principales acuferos se encuentran en las formaciones Mesa y en la parte superior de Las Piedras, stas suprayacentes a las citadas formaciones (Gonzlez, 1982) Los acuferos estn constituidos por arenas confinadas dentro de arcillas, considerndose una reserva de agua de gran importancia, en un medio de alta porosidad. Los acuferos someros (acuferos libres) comprenden depsitos permeables que se encuentran en menor profundidad, teniendo una produccin media de 1 a 5 l/s, los ms profundos (acuferos confinados) tienen una produccin media de 5 a 50 l/s (Gmez, 2006). La presin propia de cada uno de estos acuferos vara con la profundidad a que se encuentre, fluctuando alrededor de 2 kg/cm2 a 5 kg/cm2, lo cual se refleja necesariamente sobre el nivel esttico de los pozos (Gmez, 2006). Metodologa Partiendo de una prueba de bombeo, con propsitos hidrogeolgicos, a efectuarse en tres pozos del estado Anzotegui, tomados del inventario realizado por el personal del Laboratorio Nacional de Hidrulica (LNH) en el durante Marzo del 2010, se plante realizar una toma de muestra simple tanto, en el pozo de bombeo como en dos pozos de observacin adyacentes a fin de llevar a cabo el anlisis

hidrogeoqumico y evaluar la calidad del agua. La metodologa de captacin fue la siguiente: se tom una muestra en los tres pozos, al comienzo de la prueba de bombeo, alcanzado el mximo abatimiento (luego de 36 horas); finalmente cuando se recupero el nivel esttico inicial (luego de 36 horas).

Figura 1. Ubicacin del rea de estudio

Los parmetros medidos en sitio fueron: temperatura, conductividad, pH, oxgeno disuelto, turbiedad. Tambin se determin nitritos, nitratos, ortofosfatos, cianuro, color verdadero, alcalinidad y organismos coliformes, totales y E. Coli. Las muestras reservadas a determinaciones analticas, como iones mayoritarios (Ca+2, Mg+2, Na+, K+, Cl-, HCO3-, SO4-2), dureza, slidos disueltos totales, slice disuelto, metales, aceites y grasas, fenoles y biocidas, fueron preservadas, refrigeradas y trasladadas al laboratorio una vez finalizada la prueba de bombeo. Con los resultados obtenidos y considerando las mediciones realizadas en campo se calcularon: el balance inico, el ndice de Languelier, la Tasa de Absorcin de Sodio (RAS) y el Carbonato de Sodio Residual (CSR). Tambin se determin la facie qumica de agua y se presentan en conjunto en un diagrama de Piper. Por otro lado, fueron comparados los parmetros de los tres pozos, en las distintas etapas de la prueba de bombeo, entre s y a su vez con los valores normados

P0

P1

P2

del Decreto N 883, Captulo II De la Clasificacin de las Aguas, artculo 4, a fin de establecer su uso potencial a nivel de calidad, como fuente de abastecimiento. Discusin de Resultados El clculo del balance inico en las muestras de los tres pozos, en cada etapa de la prueba de bombeo, arroj un de error admisible de 10%, comprobndose la veracidad de los resultados. (ver figura 2)

Figura 2. Balance inico.

La temperatura en promedio fue de 30 C; no present ninguna tendencia particular a lo largo de la prueba de bombeo, debido a que los niveles de profundidad no descendieron ms de 31 cm. Ahora bien, en la medicin realizada a los 76 m de profundidad, s se observ el aumento esperado en la temperatura, en este caso de 5 C. El rango de pH medido oscil entre 4,5 y 6,7 unidades, lo que indica aguas medianamente cidas; mantenindose esta condicin a lo largo de la prueba, en los tres pozos. Los valores de conductividad estuvieron entre 0,020 y 0,065 mS/cm y los slidos disueltos totales (TDS) se encontraron en un rango de 40 a 73 mg/l. Estas condiciones indican poco contenido inico y permite considerar esta agua como dulces, segn la clasificacin de Davis y Wiest, de 1971 (TSD < 1.000 mg/l). (Freeze, 1979). Los valores obtenidos de dureza total oscilaron entre 6,9 y 16,2 mg CaCO3/l indicando, segn Hem, 1970, que son aguas suaves o blandas (0-60 mg CaCO3/l). Esta agua suelen ser disolventes, tendencia que se verifica con el ndice de Langelier, el cual en este caso, result menor a cero en los tres pozos, clasificndolas como aguas con un grado de ataque

severo para tuberas, segn la relacin de Lamont, 1981. El oxgeno disuelto se encontr en un rango de 4,40 a 7,27 mg/l, siendo este ltimo valor correspondiente al pozo de bombeo. Sin embargo, los dos de observacin son ms representativos del medio reductor del acufero. Por otra parte, los anlisis de las muestras no evidenciaron presencia de biocidas (organoclorados, organofosforados y carbamatos), aceites, grasas e hidrocarburos, ni fenoles en ninguno de los pozos estudiados, en consecuencia dicho acufero no se encuentra intervenido antrpicamente por estos compuestos. Se encontraron, bajo los valores normados, todos los metales analizados y referidos en el Decreto N 883, en los tres pozos, a lo largo de la prueba de bombeo. La figura 3 presenta la concentracin de los cationes mayoritarios Na+, Ca+2, Mg+2 y K+, reflejando que sodio y potasio son dominantes en cada uno de los pozos. Las variaciones exhibidas para cada uno de los cationes, en cada pozo, durante el proceso de bombeo fueron menores al 10 %. Sin embargo, observando los tres pozos en conjunto, se evidencia una concentracin mayor en el pozo P1 con respecto a los pozos P0 y P2. Este hecho puede indicar que los minerales feldespato potsico y plagioclasa sdica sean los que estn controlando la composicin del agua es este aspecto y que en el caso del pozo P1 exista una mayor tasa de disolucin de plagioclasa sdica.

Figura 3. Concentracin cationes

Para el caso de los aniones: Cl-, SO4 -2 y HCO3, los resultados representados en la figura 4, muestran que los tres pozos presentaron predominio de bicarbonatos. Las variaciones encontradas para cada

uno de los aniones, en cada pozo, durante el proceso de bombeo fueron igualmente menores al 10 %. Esto al igual que ocurri en los cationes, sugiere que a nivel macro, no hubo variacin significativa en la composicin del agua de cada pozo durante las 72 horas de la prueba de bombeo. Sin embargo el pozo P1 vuelve a diferenciarse de P0 y P2. Las bajas concentraciones halladas para cloruros (1,76 -2,51 mg/l) y sulfatos (0,27 2,06 mg/l) sugieren que la disolucin del feldespato potsico y de la plagioclasa sdica estn siendo controladas por el CO2 atmosfrico.

Figura 4. Concentracin aniones.

Los resultados de los anlisis en el pozo P2, a 76 m de profundidad, dan igualmente entre los rangos de los valores obtenidos a las profundidades que se captaron las muestras de la prueba de bombeo (35,2 m y 35,6 m) lo que significa que an a esta profundidad el acufero conserva su composicin qumica a lo largo de la columna de agua con esto puede ser debido a cambios tanto laterales y verticales de la composicin granulomtrica de las arenas en sitios puntuales a lo largo de la zona. De acuerdo a los resultados de trasmisibilidad P1= 1800 y P2= 1880 m2/da se realiz la correlacin en los tres pozos, tal como se puede apreciar el la figura 5.

Figura 5. Correlacin estratigrfica de los registros en los pozos P0, P1 y P2 Por otro lado, a travs del diagrama de Piper (figura 6) se puede visualizar que la facie qumica de agua obtenido fue bicarbonatada sdica; reflejo de aguas poco evolucionadas, de reciente y cortos periodos de infiltracin, es decir, de origen meterico.

Figura 6. Diagrama de Piper

En lo referido a la clasificacin del agua mediante la comparacin con el Decreto N 883, las aguas estudiadas pueden clasificarse como Tipo 1 y 2 correspondientes a uso domstico y agropecuario. Sin embargo, para su uso parmetros como pH, color real, turbiedad deben ser previamente ajustados ya que se encuentran fuera de rango para las aguas tipo 1 y el pH para las Tipo 2. Se encontr presencia de coliformes totales, sin embargo, se requiere de promedios mensuales para comparar con el decreto, por lo tanto, con los resultados obtenidos slo se recomienda realizar un monitoreo y cuantificacin

definitiva dependiendo del uso que se le vaya a dar a esta agua. El I.L define la estabilidad qumica del agua y como ya fue descrito, en este caso, al obtenerse valores menores a cero, indica su tendencia disolvente. Los valores calculados de RAS y CSR sealan que estas aguas pueden ser aptas para riego sin potenciales riesgos de que exista sodio intercambiable que provoque salinizacin del suelo. (Boletn de informacin 197 del Departamento de agricultura de los Estados Unidos) (Ferrara y cols., 2001). El cuadro 1 presenta los resultados promedio de cada pozo. Cuadro 1. Resultados promedios parmetros adimensionales I.L RAS Sodicidad CSR Pozo Prom Prom Segn (RAS) Prom Salinidad.

Conclusiones El pozo, P1 representa una particularidad en el sistema al mostrar concentraciones de sodio, potasio y bicarbonatos mayores en relacin a los pozos P0 y P2. La composicin encontrada, aun cuando el pozo P1 present diferencias a P0 y P2, stas se pueden atribuir a la variacin de la litologa a cambios tanto lateral y vertical de la composicin granulomtrica de las arenas en sitios puntuales a lo largo de la zona considerndose por lo tanto, que pertenecen al mismo acufero. En cada uno de los tres pozos, la composicin permaneci dentro de un rango del 10%, durante las diferentes etapas de la prueba de bombeo as como en las dos profundidades de estudio (P2), por lo que se admite que los pozos se encuentran dentro de un mismo acufero. La facie qumica de agua obtenida fue bicarbonatada sdica; reflejo de aguas poco evolucionadas, de reciente y cortos periodos de infiltracin, es decir, origen meterico.

El agua en estudio se clasifica, segn el Decreto N 883, como tipo 1 y 2 para uso potencial como abastecimiento domstico y agropecuario, haciendo las correspondientes adecuaciones. Los resultados no evidenciaron contaminacin antrpica en cuanto a nitritos y nitratos, ortofosfatos, fenoles, biocidas (organoclorados, organofosforados y carbamatos), aceites, grasas e hidrocarburos. El ndice de Langelier muestra una tendencia disolvente que debe considerarse en la eleccin del material y mantenimiento de la red de tuberas para cualquier uso. Los valores de CSR y RAS permiten sealar que estas aguas pueden ser aptas para riego sin potenciales riesgos de salinizacin del suelo. Referencias Alvarado, J. 1979. Posibilidades de acumulacin de aguas subterrneas rea Cerro Negro. Estados Anzotegui y Monagas. MARNR. Informe Tcnico. DGIIA/IT/31, Divisin de Hidrogeologa, Direccin de Hidrologa, Caracas, Venezuela. Custodio, E. y Llamas, M., 1976. Hidrologa Subterrnea. Ediciones Omega. Barcelona, Espaa, 2359 p. Decreto N. 883. 1995. Normas para la clasificacin y el control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos o efluentes lquidos. Gaceta Oficial 5021 Extr. de fecha 18 de diciembre de 1995. Caracas, Venezuela. Freeze, A. y Cherry, J .1979. Groundwater. [Agua Subterrnea]. Prentice Hall, Englewood, EUA. Gonzlez de Juana, C. 1946. Estudio de las aguas subterrneas en los llanos de Venezuela. Publicacin. Funvisis. 59 p.