POZOS PROFUNDOS VERSUS CAPTACIÓN POR INFILTRACION RIBEREÑA PARA ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE DE EL YOPAL

SUMINISTRO DE AGUA POTABLE PARA LA POBLACIÓN URBANA DE EL YOPAL. UNA COMPARACIÓN ENTRE LAS ALTERNATIVAS DE POZOS PROFUNDOS EN EL ABANICO DE YOPAL Y CAPTACIÓN POR INFILTRACIÓN RIBEREÑA EN EL VALLE DE LA VEGA.
INTRODUCCIÓN
En el estudio de prefactibilidad de la Infraestructura de abastecimiento de agua potable para la población urbana del municipio de El Yopal fue identificada como alternativa la captación de agua por infiltración ribereña, CIR, en el Valle de La Vega. Algunas personas han manifestado su inquietud sobre la factibilidad de esta alternativa en razón de la incertidumbre sobre el caudal que es posible obtener en el Valle de la Vega con esta técnica. La realidad es que a más de las ventajas reconocidas de la alternativa de captación por infiltración ribereña, las condiciones que existen en el Valle de la Vega permiten asegurar su factibilidad técnica.
Considerada la alternativa de construir una captación subterránea en el sector del Valle de La Vega que tomaría agua del acuífero de la Vega, conviene evaluar hasta que punto sería sostenible la explotación de este acuífero y en qué medida podría atender el acuífero por sí solo la demanda de agua del proyecto.
En este documento presentamos la evaluación comparada de las una y otra alternativa de explotación de agua subterránea.

ASPECTOS HIDROGEOLÓGICOS
La ocurrencia de aguas subterráneas en el municipio de El Yopal ha sido estudiada por las firmas AQUAMINAS e HIDROGEOCOL.
El Abanico de Yopal y los depósitos aluviales de la Vega son acuíferos susceptibles de ser utilizados para usos domésticos, industriales o institucionales y de hecho han sido perforados decenas de pozos, que captan agua de esta formación. Estos pozos fueron construidos entre los años 1996 y 2012 con profundidades entre 40 y 200 m, algunos de ellos revestidos con tubería y filtros PVC de 10 cm de diámetro y otros con tubería y filtros de acero al carbón con diámetros de 10 cm hasta 30 cm, todos ellos explotados con electro-bomba sumergible y caudales entre 0.05 y 10 l/s con tiempos de operación desde 2 hasta 24 horas/día que resultan en una extracción total de cercana a 3500 m3/día. Un pozo de 500 m, perforado recientemente, ha producido 35 l/s, de acuerdo con la información conocida en el medio.

El Abanico de El Yopal
El estudio citado de HIDROGEOCOL describe el acuífero del Abanico de Yopal como un depósito de origen aluvial conformado durante el Cuaternario por sucesivos eventos de avalanchas, inundaciones y avenidas torrenciales, provenientes del Río Cravo Sur, constituido por intercalaciones de bloques, cantos, gravas, arenas, y limos con matriz limoarenosa o limoarcillosa, con un espesor estimado de 100 m, suprayacente a la Formación La Corneta, con un espesor estimado de 160. Los resultados de la investigación geoeléctrica ejecutada en este proyecto indican que si bien el espesor de conglomerado puede superar los 100 m, hay sectores en los que el basamento de arenisca y lodolita puede encontrarse a una profundidad inferior a los 50 m.
El abanico cubre una extensión aproximada de 40 km2, cuyo nivel piezométrico, registrado en los pozos perforados entre las coordenadas N 1076061 E 853048 y N1084487 E 861248, se encuentra desde 4 m hasta 81 m, con un promedio de 30 m de profundidad. Los niveles estáticos registrados en el inventario de pozos no presentan una tendencia definida, lo que puede ser explicado por la extrema heterogeneidad del depósito en el que los niveles de bloques, cantos, gravas y arenas limpias de los depósitos de cauce están interdigitados con los depósitos de abanico en el sentido estricto.
El sistema acuífero está formado por un conjunto unidades menores productivas, de forma lenticular alargada, interdigitadas, que corresponden a los depósitos de lecho, confinados por acuicludos que corresponden a los depósitos de inundación o desborde. La composición litológica del abanico de Yopal es sumamente heterogénea: la mayor parte de su volumen está compuesta de cantos, gravas, arenas y limos; la cantidad relativa de limo es mínima en los paleocauces y en el ápice del abanico y aumenta por fuera de ellos y hacia el oeste y mayor en la parte restante del depósito. La cantidad relativa de limo tiene una incidencia definitiva en la conductividad hidráulica del abanico en su conjunto y en la distribución de ella en su interior.
En opinión de los autores del informe de HIDROGEOCOL se dispone de éste sistema acuífero hasta profundidades 300 m de profundidad, y el caudal explotable por pozo pueden llegar a 15 o 20 l/s; como ilustración proponen el pozo de la Ciudadela San Jorge, ubicado en el extremo Sur del casco urbano cerca a la pista del aeropuerto, el cual con una profundidad de 157 m que produce un caudal cercano a los 6 l/s.
En este punto es preciso anotar que dada la heterogeneidad propia de los acuíferos en abanicos aluviales no es prudente hacer este tipo de generalizaciones. El gráfico de la Figura 1 ilustra esta afirmación: el caudal medio captado es sólo 3.5 l/s, con valores extremos menores de 1l/s y 10 l/s; la dispersión de la correlación entre profundidad de los pozos y el caudal producido, cuantificada en el coeficiente de correlación r2=0.055, es el resultado de la heterogeneidad del tipo mismo de formación geológica.

Figura 1. Caudal versus profundidad en pozos profundos en el Abanico de El Yopal. Datos de HIDROGEOCOL.

Es este un serio inconveniente para evaluar el potencial de explotación del agua subterránea del acuífero del abanico de Yopal y proponerla como una alternativa para el abastecimiento de agua potable de la población. Si el conjunto de pozos en operación se considera representativo de las condiciones del Abanico de El Yopal, debería perforarse cerca de 320 pozos de 200 m de profundidad para obtener el caudal requerido para atender la demanda proyectada.
Acuífero La Vega
De particular interés en este proyecto son las condiciones del acuífero de La Vega. El interés en este valle radica en un conjunto de factores que lo hace particularmente atractivo para el proyecto:
Localización cercana a la zona urbana de Yopal.
Condiciones excepcionales de cimentación y estabilidad del terreno para la construcción de la infraestructura del proyecto.
Posibilidad de localizar en el valle mismo, o en su extremo Norte, varias alternativas de captación superficial.
Posibilidad de utilizar una captación por infiltración ribereña.
La disponibilidad de infraestructura vial de excelente calidad a lo largo del valle.
La localización de las líneas de agua cruda de 16" y 18", procedentes de la captación La Tablona.
La posibilidad de localizar la planta de tratamiento en este valle, con todas las ventajas anexas en cuanto a distancia respecto a la captación y al centro urbano, y condición de estabilidad del terreno.
El acuífero en su conjunto tiene 4 km2 de extensión, de los cuales el 40% corresponde al cauce del río Cravo Sur. El espesor de los aluviones recientes varía entre 20 y 60 m y el nivel freático se encuentra entre 1.5 y 5 m, de acuerdo con los resultados de los sondeos eléctricos verticales ejecutados por CHS S.A. en el mes de abril de 2013; En la Tabla 1 se encuentran los datos básicos que permiten cuantificar el potencial del acuífero.


Tabla 1. Elementos Básicos del acuífero la Vega

VARIABLE

VALOR
Área (km2)
4
Espesor medio (m)
40
Permeabilidad (m/s)
1.4*10-3
Porosidad (%)
53
Capacidad de almacenamiento (m3)
80*106
Coeficiente de almacenamiento
0.53
Coeficiente de almacenamiento específico
0.45

La fotografía de la Figura 2 ilustra las caracteristicas de este acuífero en un pozo de observación del tipo de captación ribereña excavado en predios del Club de la Cámara de Comercio.

Figura 2. Acuífero la Vega expuesto en un pozo de exploración.

Los resultados de permeabilidad en los ensayos de campo en tres pozos diferentes de 5 a 10 m de profundidad coinciden con los resultados de los ensayos de laboratorio.
Las condiciones hidrogeológicas de este acuífero lo hacen particularmente indicado para desarrollar una captación subterránea por infiltración ribereña; la técnica de captación y tratamiento por infiltración ribereña ha sido ya presentada en el informe de prefactibilidad. Conviene en este punto resaltar las condiciones particulares que hacen factible esta alternativa para el abastecimiento de agua potable de la población urbana de El Yopal. Las características del acuífero, espesor, mayor que 40 m, y permeabilidad, k=1.4*10-3 m/s, presentadas en la Tabla 1-22 pueden ser comparados muy favorablemente con las características de los acuíferos donde han sido instalados, con todo éxito, sistemas de captación ribereña en otros países. Las gráficas de las Figuras 1-47 y 1-48 ilustran la productividad de sistemas de captación ribereña en Estados Unidos y Europa en condiciones hidrogeológicas similares a las que se encuentran en el Valle de La Vega.
Las condiciones morfológicas del Valle de La Vega,en particular su fondo plano y las extensas terrazas de El Morro y Marroquín favorecen la infiltración local. En la Tabla 2 se encuentra el balance hidrológico de esta cuenca.

Tabla 2. Elementos Básicos de Balance Hidrológico en el Valle de la Vega

VARIABLE

VALOR
Área (km2)
77
Precipitación (mm/a)
3000
Evaporación (mm/a)
850
Coeficiente de escorrentía ponderado
0.48
Lamina de caudal medio multianual (mm/a)
1032
Infiltración en la cuenca (mm/año)
710
Caudal infiltrado l/s
1340
Infiltración de otras cuencas
755


En este punto debe destacarse las ventajas del sistema de captación ribereña en la regulación del caudal y en la disminución y homogeneización de contaminantes del agua cruda. El agua de fuentes superficiales en la cuenca del Río Cravo Sur presenta variaciones extremas de caudal y de contenido de sólidos en suspensión entre las épocas de lluvia y estiaje que no ocurren el acuífero.
La fotografía de la Figura 3 ilustra la diferencia entre el agua del río Cravo Sur, cuyo contenido de sólidos pasa de 30 g/l durante las crecientes, y el agua colectada en dos de los pozos de observación excavados en desarrollo de este proyecto.

Figura 3. Muestras de agua colectadas en el Río Cravo Sur y en dos pozos e observación excavados a 10 y 20 m de la orilla.

La conductividad hidráulica de este acuífero ha sido evaluada con diferentes enfoques con resultados convergentes del orden de 10-3 m/s:
El resultado del ensayo de permeabilidad en el Laboratorio de Geotecnia y Pavimentos, cuyo facsímil se encuentra en la Figura 4 da un valor a la conductividad hidráulica igual a 1.36*10-1 cm/s.

Figura 4. Facsímil del resultado del ensayo de permeabilidad de la fracción de grava y arena fina del depósito aluvial del Valle de la Vega.
La conductividad hidráulica evaluada en función de la granulometría del acuífero, Figura 5, utilizando la ecuación de Hazen, con un valor de la constante C igual 1.16 *10-2, es igual a 10-3 m/s.


Figura 5. Granulometría característica de la fracción arena y grava fina en depósito aluvial del Valle de la Vega.
En un pozo de observación excavado a 10 m en la terraza intermedia, del cual puede apreciarse el aspecto de la pared en la Figura 2, con un área lateral aproximada de 94m2, 37 de ellos por debajo del nivel freático, obtuvimos un caudal de 35 l/s, ajustado a la tendencia general de producción de los sistemas de captación ribereña presentada en la Figura 1-48.
Resultados similares fueron obtenidos en sendos pozos de observación, de 5 m de profundidad y 1.1 m de diámetro, excavados en la pequeña vega aluvial cuyo nivel se encuentra a 1.5 m por encima del nivel medio del cauce del río Cravo Sur.
HIDROGEOCOL (2012) calificó este acuífero como de alta productividad, cuya capacidad específica es igual a 1,5 L/s/m2.










Profundidad m
Caudal l/s