AGUAS SUBTERRÁNEAS

El agua subterránea es aquella que se encuentra debajo de la superficie de la tierra ocupando el espacio existente entre los poros, grietas y espacios del suelo.  La zona donde el agua se acumula llenando completamente los espacios vacíos se denomina zona saturada, mientras que el nivel superior de esta zona se la conoce como nivel freático.  El nivel freático puede encontrarse a unos pocos centímetros de la superficie de la tierra como a cientos de metros por debajo de la misma.

Recordemos entonces que un acuífero son formaciones o capas permeables de roca, arena, sedimentos y suelo capaces de almacenar, filtrar y liberar agua a un nivel aprovechable.  La velocidad a la que el agua se mueve en un acuífero depende del tamaño de los espacios en las capas y de la conexión entre éstos.

De esta manera, la calidad natural del agua de los acuíferos podrá variar según la composición mineralógica de la zona en la que se encuentran y/o de la manera en la que la población hace uso de esta agua.

En la ciudad de Tarija, la recarga de los acuíferos se origina principalmente en la Cordillera de Sama y otras zonas permeables que permiten la infiltración y percolación del agua.  Así mismo, no olvidemos que en la época seca durante los meses de mayo y septiembre, el agua que se distribuye en la ciudad proviene en un 50% de las fuentes superficiales y el otro 50% de las fuentes subterráneas. 

CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS

En el concepto de contaminación se incluye a todo proceso natural o antrópico que genere un deterioro apreciable en la calidad física, química y/o biológica del agua subterránea.  Esa preciso señalar que la contaminación del agua subterránea está estrechamente ligada a los procesos de deterioro ambiental y en este sentido, considerando que formamos parte de un mismo ecosistema, será muy difícil, sino imposible preservar la calidad del agua, si el resto de los recursos naturales que están relacionados como la vegetación o el suelo continúen siendo deteriorados o utilizados inapropiadamente.

Una característica especial del agua subterránea, es que se mueve muy lentamente, por lo que hay que tener muy en cuenta que pueden transcurrir varios años desde que un contaminante liberado en la superficie de la tierra  por encima de un acuífero, sea detectado en la misma agua del acuífero a una determinada distancia del sitio de contaminación.   Desafortunadamente, esto significa que la contaminación normalmente ocurre antes de que pueda ser detectada.  Aún si se detuviera la liberación del contaminante, podrían pasar muchos años más para que el acuífero se purifique en forma natural.

De todas maneras, aunque el agua podría ser tratada para remover solo alguno de los contaminantes, esta tarea resultaría muy costosa puesto que además requeriría de equipos sofisticados.

En la figura 5, se esquematiza la relación existente entre las fases del ciclo hidrológico y las actividades humanas más comunes que originan fuentes de contaminación de las aguas subterráneas.

Figura 5. Ciclo del agua y contaminación de las aguas subterráneas.

Así mismo, en la figura 6, se reproduce esquemáticamente la producción industrial de contaminantes, la emisión al aire y los vertidos sobre el suelo y el subsuelo. Los gases o humos contienen contaminantes en diferentes estados (sólido, líquido, gaseoso) que deterioran al aire y luego llegan al suelo por su propio peso o arrastrados por la lluvia.

Estos contaminantes generalmente tienden a concentrase en las depresiones topográficas de la superficie o cuerpos de agua, o peor aún infiltrarse y pasar al subsuelo si existen condiciones favorables para la recarga. Se muestra también la migración a través de capas de baja permeabilidad o acuitardos, favorecida por el bombeo del acuífero semiconfinado subyacente, lo que genera una sobrecarga favorable al acuífero libre sobrepuesto (Auge, 2.006).

Figura 6. Contaminación atmosférica, superficial y subterránea.

 SOBRE-EXPLOTACIÓN DEL AGUA SUBTERRÁNEA

De manera general entendemos por sobre-explotación de un acuífero a la extracción de agua en magnitudes significativamente mayores a la de su capacidad de recarga natural.  Con ello solo queremos señalar que si extraemos más agua de la que ingresa y recarga al acuífero, sin duda que un ritmo de explotación de ese tipo puede llevar al agotamiento del acuífero y en consecuencia afectar al usuario, la industria que se beneficiaba con la extracción del agua.

El manejo inadecuado de un acuífero mediante una extracción muy elevada (sobre-explotación) a través de pozos, afecta su reserva y productividad, generando un deterioro hidráulico al que generalmente se le asocian otros procesos de degradación como la salinización, contaminación artificial, asentamiento del suelo, pérdida de surgencia, disminución del caudal superficial en ríos y arroyos, desecamiento de humedales, etc. (Auge, 2.006).

Para graficar estos fenómenos, en la figura 7 se esquematiza el concepto de sobre-explotación mediante un procedimiento comparativo respecto a la figura 6, que representa una fase previa de explotación.

Es posible visualizar que la fase 2 se caracteriza por un incremento en el caudal y en el tiempo de extracción respecto a la fase 1. En la fase 2, el caudal bombeado (Qb2) también supera con amplitud al que recibe el acuífero como recarga por infiltración (Qi).

La sobre-explotación esquematizada en esta fase, además de la disminución de la reserva de agua (Aa), origina un descenso mayor del nivel dinámico o de bombeo (s2 > s1), un incremento en la velocidad de flujo (v2 > v1) y un aumento en el área afectada por la extracción (Ri2 > Ri1), respecto a la fase de explotación.

Pero este no es el único problema, pues la sobre-explotación del agua subterránea también es la causante de la pérdida de surgencia natural del flujo subterráneo hacia los cuerpos de agua superficiales como ríos, arroyos y manantiales en razón del desequilibrio que se produce en la posición de la superficie hidráulica tal como se grafica en las figuras 8 y 9.

Figura 6. Fase 1 Explotación de referencia.

Donde:

Qb=      Caudal bombeado o extraído

Qi=       Caudal infiltrado o recarga

Aa=      Agua almacenada

Ri=       Radio del cono de depresión

v=        Velocidad de flujo

Figura 7. Fase 2 Sobre-explotación.

Bajo las condiciones de explotación de la fase 2 con relación a la fase 1, se verifica que:

Qb2>Qi=       El caudal extraído en la fase 2 es mayor a la recarga natural.

Aa2<Aa1=    El agua almacenada en la fase 2 es menor al agua almacenada en la fase 1.

s2>s1=        El nivel dinámico o de bombeo e la fase 2 es mayor al de la fase 1.

Ri2>Ri1=      El radio del cono de depresión en la fase 2 es mayor al de la fase 1.

v2>v1=        La velocidad de flujo en la fase 2 es mayor al de la fase 1.

Figura 8. Surgencia natural.

Figura 9. Pérdida de la surgencia natural por sobre-explotación.

Estos elementos de análisis nos llevan a concluir que en principio la mejor protección contra la contaminación y el agotamiento de las aguas subterráneas son la prevención, y el uso racional y eficiente.