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La Recarga Natural al Acufero Libre y su Vinculacin con la Variabilidad Climtica Regional

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4.- LA CUENCA EN ESTUDIO

4.1 Hidrogeologa

A fin de ajustar la hidrogeologa particular de la cuenca que sirva de base para la

formulacin del modelo conceptual hidrogeolgico, se agregan descripciones ms detalladasa las relatadas en el Item 3.1 de las Formaciones Paran, Puelches y Pampeano (acentundoseen sta ltima que es la de inters).

Dado que el mayor problema radica en que la mayora de las perforaciones presentandescripciones efectuadas por perforistas con escaso o nulo conocimiento de geologa, lo cualcarecen de detalles especficos y muchas de ellas distan de ser confiables, a los antecedentesgenerales se han sumado los provenientes de estudios especficos orientados a la explotacinde los acuferos para uso ganadero, riego y agua potable cedidos por Manavella, C., (1992,1994, 1995, 1996a, 1996b, 1996c, 1996d, 1997a, 1997b, 1997c, 1998a, 1998b 1998c, 2001,2004) para una mejor descripcin.

En la cuenca de estudio, desde el punto de vista de la estratigrafa las principalesunidades superficiales estn representadas por sedimentos de diferentes edades y ambientesde sedimentacin de amplia difusin en un gran sector de nuestra llanura.

El horizonte ms antiguo como fuera mencionado, corresponde a la FormacinParan denominadas como arcillas verdes. La base, la conforman estas arcillas de alta

plasticidad que hidrulicamente se comporta como acucluida, mientras en la parte superior,se encuentran las arenas grises de tamao desde mediano hasta grava fina, y arenas arcillosascon intercalaciones de arcilla verde conformando un medio heterogneo y anistropo. Esta

Fm. aloja a acuferos, acuitardos y aclucludos que presentan aguas de elevada salinidadDe antecedentes se puede discernir que el techo de la Formacin Paran se encuentra a

cota prxima a los 5 metros sobre el nivel del mar en el oeste de la cuenca, y a 25 metros aleste de la misma. Esta gran diferencia en la cota de su techo se debe a la accin erosiva del roParan.

Hacia arriba y en discordancia erosiva, estos sedimentos estn cubiertos por unimportante cuerpo sedimentario que desde el punto de vista hidrogeolgico adquiererelevancia, ya que constituye una de las principales fuente de agua de buena calidad en ungran sector de la provincia de Santa Fe y noroeste de Buenos Aires. A esta formacin se la

denomina Fm. Arenas Puelches, y est conformada por arenas cuarzosas, maduras, de coloresamarillentos, comnmente de grano fino a mediano con intercalaciones de gravilla en susniveles inferiores, particularidad que le confiere caractersticas hidrulicas desemiconfinamiento, y an de confinamiento. El espesor que puede superar los 40 metrosdisminuye hacia el oeste. Si bien, como se mencion suelen ser portadoras de aguas de buenacalidad, en algunos sectores se presenta con caractersticas incrustantes por la presencia dehierro y manganeso y con caudales caractersticos que pueden alcanzar los 20.000 l/h/m. Lastransmisividades varan desde los 300 a 1500 m2/d y las permeabilidades en el orden de los30 m/d.

Sobrepuesta a esta Fm., est la que es de inters a los fines del estudio, los sedimentos

Pampeanos, donde la parte cuspidal del paquete sedimentario la integran sedimentos limosos,


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arcillo arenosos, limo arcillosos con presencia de ndulos calcreos, y tambin se suelepresentar una fraccin arcillosa de espesor y extensin areal variable.

Estos sedimentos alojan al acufero de la denominada Fm. Pampeano, decaractersticas libre o fretica la cul se relaciona con el ciclo hidrolgico exterior. El espesor

disminuye de oeste a este desde ms de 100 metros en la zona de Marcos Jurez y llegndoloa superar en la zona de Montes de Oca, hasta aproximadamente los 17 metros en la zona deOliveros (al este de la cuenca en las cercanas del ro Paran). La permeabilidad esgeneralmente baja, del orden de 1 a los 10 m/d. Su base generalmente se encuentra ocupada

por un manto de arcillas verdes o castaas que provocan el confinamiento del acuferoPuelches.

Los cambios climticos ocurridos en el Cuaternario son la causa de la heterogeneidadde estos sedimentos. Los procesos locales a que fue sometido el limo en el momento de lasedimentacin origina cambios texturales y estructurales muy importantes. Estos cambioslitolgicos del pampeano dan como resultado un medio anisotrpico tanto en sentido verticalcomo areal que originan acuferos integrados por secuencias productivas separadas de otras decaractersticas acuitardas. A escasa profundidad se los encuentra con caractersticas freticas ysemiconfinadas. La complejidad litolgica la cul no presenta una clara estratificacin, aescala regional muestra un comportamiento simple pero a nivel local evidencia

particularidades.

De acuerdo a Krhling (1999) esta secuencia estratigrfica aflorante est representadapor una sucesin de sedimentos elicos y palustres de distribucin areal en la que seintercalan fajas fluviales depositadas por la divagacin del ro Carcara. La Geologa delCuaternario de la regin indica que la sucesin de estadios climticos alternantes hmedos y

secos condicion su evolucin (Iriondo y Garca, 1993).En base a lo mencionado y a antecedentes especficos, se construyeron tres perfiles

estratigrficos (Figuras 4.2 a 4.4) que si bien pueden no ajustarse con exactitud permitendefinir la hidrogeologa local de la cuenca. Los mismos se muestran ubicados en la Figura4.1.

Figura 4.1 Ubicacin Perfiles Estratigrficos


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Figura 4.2. Perfil Estratigrfico N 1



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En las Figuras 4.2 a 4.4, se puede observar claramente que tanto el espesor como laprofundidad del piso de esta Formacin en la cuenca es muy variable donde este ltimo oscilaen general, desde los 100 m en la zona alta (sector oeste) a los 20 metros en el sector este dela misma como ya fuera mencionado.

El exhaustivo anlisis y ajuste con nuevas perforaciones y perfilajes de la zona deestudio, tambin permiti definir espacialmente la cota estimativa del piso de este primernivel acufero -el libre- comprendido en la Formacin Pampeano, (Figura 4.5).

5320000 5340000 5360000 5380000 5400000 5420000 5440000 5460000 5480000 5500000

6320000

6340000

6360000

6380000

6400000

Figura 4.5. Cota del piso del acufero libre en la cuenca

Esta determinacin reviste importancia, ya que formar parte del archivo de entradapara la aplicacin de una de las metodologas propuestas para este trabajo, que es lamodelacin del flujo subterrneo.


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4.2 Dinmica Hdrica Subterrnea

La dinmica del acufero libre que surge del antecedente tomado de Kreimer (1969)muestra un mapa equipotencial de la superficie fretica que fuera producto de un relevamientollevado a cabo entre los meses de Junio a Diciembre del ao 1966 y que comprende parte de

la cuenca en estudio, (Figura 4.6). En sta se le ha delimitado de manera aproximada el lmitede cuenca (en color rosado) a los fines de mejor visualizacin.

Figura 4.6. Mapa equipotencial de la superficie fretica. (Tomado de Kreimer, 1969)

Este autor marca una zona de divisorias de agua en el sector de la localidad deArmstrong cuyas lneas de direccin de corriente fluyen hacia dos direcciones: en el oestehacia el arroyo Tortugas y en el sur hacia el ro Carcara. Las curvas isofreticas se

presentan apretujadas con fuerte pendiente y con direccin NO-SE y la concavidad de los

arcos siguen el mismo sentido de la pendiente, lo que indica buena permeabilidad, con fcil

escurrimiento ( Kreimer, 1969, pp: 24).

Evidentemente la descarga del acufero a nivel de cuenca son los cursos superficiales

donde de manera general se aprecia que las direcciones predominantes del flujo subterrneose corresponden con la morfologa topogrfica, observndose que el mismo descarga en uncurso de agua importante como lo es el ro Carcara que conduce sus aguas al de mayor

jerarqua a nivel regional que es el ro Paran. Se observa que la vinculacin entre la descargasubterrnea-agua superficial es de carcter influente.

Cabe mencionar aqu, que en el Captulo 6 Resultados en el Item 6.2.3se presentala actualizacin de la dinmica hdrica subterrnea del acufero libre en la cuenca de maneradetallada con datos que fueron necesarios generar para este trabajo.


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4.3 Modelo Conceptual de Funcionamiento de la Cuenca

Tanto en el Captulo 3 (CARACTERSTICAS FSICAS DE LA CUENCA) comoen los tems 4.1 y 4.2 del presente captulo se realiz una descripcin detallada de los

principales factores que controlan funcionamiento de la cuenca, los que permitieron elaborar

el modelo conceptual de funcionamiento de sta que a continuacin se realiza:

Fsicamente la regin est comprendida en lo que Bistesnik (1968) denomin "PampaDeprimida constituida por una extensa llanura que hacia el oeste adquiere ciertasondulaciones la que estuvo sometida a la influencia de los grandes ros del Litoral y de lossistemas menores provenientes de las Sierras Pampeanas, especialmente los ros Dulce,Tercero y Quinto y donde durante el Cuaternario existi una alternancia de climas secos yhmedos representadas por sedimentos elicos interestratificados con niveles de suelos,depsitos fluviales y discordancias de erosin. En el sector se evidencian controlesestructurales que han definido el aspecto geomorfolgico regional, en que la falla Tostado-Selva marca el lmite interprovincial Crdoba-Santa Fe y se extiende hasta el ro Carcara yotra fractura que controla el curso del ro Paran (Iriondo, 1989).

La cuenca presenta un paisaje bien definido topogrficamente hacia el oeste, mientrasque en la parte media hay una zona de transicin con numerosos bajos que son anegados demanera temporaria debido a excesos en las precipitaciones, configurndose hacia el este deforma ms aplanada. La red hidrogrfica queda bien definida, cuyo curso principal es el roCarcara y donde la vegetacin es de gran porte en ambas mrgenes, excepto en el resto dela cuenca, que dado a la gran variabilidad de suelos con diferentes aptitudes agrcolas-ganaderas es ocupado principalmente por la primera, prevaleciendo el cultivo de soja y enmenor escala las prcticas pecuarias.

El ro Carcara en su paso por la provincia de Santa Fe es alimentado por losescurrimientos superficiales de las agua de lluvia, de los afluentes principales y por ladescarga del acufero libre.Los afluentes secundarios tienen cauces apenas excavados en lallanura con barrancas de poca profundidad que recogen las aguas de los escurrimientossuperficiales y el remanente de agua del suelo sobresaturado (ver Figura 3.5:Hidrografa de lacuenca). Algunos son de carcter transitorio y deben sus aguas a la alimentacin producida

por los excesos de lluvia y al aporte de un pobre escurrimiento superficial.

Las lluvias en la regin de estudio (descritas en el Item 3.6) en el perodo normal1971-2000 fueron la resultante que la cuenca quede comprendida entre las isohietas medias

anuales de 940 mm al oeste y 1040 mm al este con orientacin general de norte-sur (verFigura 3.9).

Desde el punto de vista estratigrfico se distinguen las principales unidadessuperficiales- desde la ms antigua- Formacin Paran, Fm. Arenas Puelches y la de inters alos fines del estudio, los sedimentos Pampeanos que alojan al acufero de la denominada Fm.Pampeano que ya fueron relatadas en detalle en los Items 3.1 y4.1, y por relacionarse con elciclo hidrolgico exterior es la receptora de la recarga por precipitacin.

Entre estos dos acuferos (Pampeano y Puelche) se presenta una capa de sedimentosde muy baja permeabilidad, donde en algunas descripciones provenientes de antecedentes de

perforistas, la describen como arcilla. A esta capa hidrogeolgicamente se la conoce comoacuitardo, cuyo espesor y extensin es variable, con un comportamiento hidrulico tal, que


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permite que en algunas zonas estos dos acuferos puedan comunicarse entre s mediante unflujo vertical descendente/ascendente. Ello es posible, en funcin del posicionamiento de lascargas hidrulicas que presenten cada uno. A la base del acuitardo se lo considera el piso dela Fm. Pampeano, y por ende pasa a delimitar el techo de la Fm. Puelche.

A nivel regional, estas tres Formaciones, Paran, Arenas Puelches y Pampeano, seesquematizan en el perfil de la Figura 4.7

Figura 4.7. Perfil esquemtico hidrogeolgico regional

En lo que respecta a la mencionada conexin hidrulica entre el acufero libre y elsemiconfinado (Fm. Arenas Puelches), tambin es de conocimiento que la misma existe, pero

para la cuenca en estudio, no hay informacin de referencia, o que se haya cuantificado lamagnitud de los aportes entre estas dos secciones, de existir. De escasos antecedentes en otros

sitios de la provincia, y por mediciones que se vienen realizando actualmente al sur de lacuenca, se puede decir que el acufero libre es el que recarga al acufero Puelche ya que lacota hidrulica de ste, permanece de manera general, por debajo de la del Pampeano.

En Auge (1987): (pp 235) manifiesta que en ambientes llanos, como el que presentael NE de la Prov. de Buenos Aires, las secciones hidrogeolgicas ms someras, hasta 50 a 80

m de profundidad, se caracterizan por la comunicacin hidrulica entre unidades

productivas (acuferos) a travs de otras de menor permeabilidad (acuitardos). Los

acuitardos tienen una permeabilidad hidrulica vertical muy baja, de 2.5 mm/d (para el caso

estudiado), frente a 1 m/d y a 25 m/d correspondientes a sus equivalentes laterales del

Pampeano y Puelche respectivamente.

En la Provincia de Santa Fe al sur, se extract de Toms et al. (1999): (pp 385) losiguiente: para una superficie de 250 Km2 en el Dpto. Constitucin mediante ensayos de

bombeo, se determin una trasmisividad vertical" entre rangos de 0.001 y 0.061 1/d; (seentiende que los autores se refieren al coeficiente de goteo) y la conductividad hidrulicavertical del acuitardo entre 0.006 y 0.202 m/d.

Los parmetros hidrogeolgicos de las Formaciones Puelche y Pampeano tales comocoeficiente de almacenamiento, transmisividad y permeabilidad que se determinan medianteensayos por bombeo, son ms precisos en la Fm Puelche, por ser una Formacin ms

transmisiva. Mientras que en la Fm. Pampeano presentan mas incertidumbres debido a las

acuitardo


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caractersticas de los sedimentos finos que la componen. Ello constituye una de laslimitaciones a la hora de la modelacin.

En Fil et al. (1977), expresa que la conductividad hidrulica de la porcin cuspidalde la Fm Pampeano, alcanza valores del orden de 1 a 10 m/d, y describe a esta formacin

como conformada por limo arcillosos, a veces lossica, calcrea con algunas intercalacionesde psamitas muy finas, que hidrogeolgicamente, se comporta como acuitardo. Lacomposicin se hace ms limosa en los Departamentos del Centro y Sur y permite laformacin de niveles acuferos continuos. De otros, (INA, 2002), la informacinseleccionada en la zona de estudio comprende transmisividades que varan entre los 20 m2/da 333 m2/d y las permeabilidades entre 2 y 11 m/d (se entiende que se hace referencia a laconductividad hidrulica).

En lo referente a la recarga, que es el proceso de transferencia de agua producido apartir de las fuentes tales como la lluvia, las aguas superficiales y por transferencia de unosacuferos a otros, en este trabajo se contempl la de la fuente predominante: debido a la lluvia,conocida como recarga difusa producida por el mecanismo predominante a travs del medio

poroso, que es el de flujo pistn. De esta manera el acufero libre se manifiesta con ascensos ydescensos sostenidos de los niveles freticos en pocas de importante disponibilidad hdrica yde sequas. La ausencia en la cuenca una red de observacin impide llevar un seguimiento delcomportamiento del acufero.

La dinmica hdrica subterrnea del acufero libre (descrita en el Item 4.2) muestra queel flujo subterrneo adquiere direcciones predominantes en concordancia con la morfologatopogrfica, marcando el rea de recarga en la zona topogrficamente alta de la cuenca, que

posiciona la divisoria de aguas en la cota piezomtrica de 110 m, distribuyendo el flujo haciael oeste, al este y al sur (ro Carcara) marcando la vinculacin entre la descargasubterrnea-agua superficial de carcter influente.

Lo mencionado precedentemente hace que el sistema de flujo se configure con unesquema similar al que describe Tth (1963) en el que se distinguen sistemas de flujo localesque hacen que el agua fluya hacia las reas de descarga ms cercanas, tales como bajostopogrfico o cursos de agua menores. Mientras que en el sistema de flujo regional el agua setraslada por el medio subterrneo distancias mayores que en los sistemas locales y descargaen un curso de agua importante como lo es el ro Carcara a nivel de cuenca, o el ro Parana nivel regional. Tambin hay un sistema intermedio que se caracteriza por uno o ms altos y

bajos topogrficos ubicados entre sus reas de recarga y descarga pero, a diferencia del

sistema regional, no interviene a la vez en las reas de recarga y descarga extremas de lacuenca.

4.4 Eleccin de las Estaciones de Monitoreo en la Cuenca

Dado la carencia de informacin especfica en la cuenca para llevar a cabo una partedel objetivo, de cuantificar la recarga aplicando diferentes metodologas, tales como lasque se especificarn en el Item 5. 2.3 fue necesario implementar estaciones para generar datosdurante el perodo 2000 al 2004, longitud sta recomendada por expertos. Los mismosconsistieron en registrar la lluvia y la profundidad del nivel fretico, como as tambinrecolectar el agua precipitada y la de los primeros centmetros del primer nivel acufero, con

el fin de determinar en laboratorio las concentraciones de cloruro en estas dos ltimas.


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Luego de un detallado reconocimiento fsico de la cuenca y dado su extensin, lapremisa a cumplir era obtener la calidad y representatividad del dato, y por ello el criterioseguido fue: tratar de emplazar las estaciones en zonas de suelos con caractersticashomogneas a fin de establecer comparaciones en los resultados, como as tambin en lugaresaptos en cuanto a su seguridad de permanencia en el tiempo, disminucin de posibilidades de

contaminacin alguna y lejos del rea de influencia de probables extracciones por bombeo uotras actividades que podran llegar a enmascarar la confiabilidad de la informacin. Por locul los sitios deberan permanecer protegidos y cuidados para minimizar eventuales efectosno deseados.

Lamentablemente por razones de carcter econmico, se implementaron cuatroestaciones, en establecimientos privados, lo que garantiz el cuidado y control de las mismas.stas se emplazaron en las localidades de: Villa Eloisa (Ea.San Jorge), en Correa en elEstablecimiento Agrcola-Ganadero La Silesia (Ea. La Silesia) y en Pueblo Andino (Ea.Andino). En Oliveros se utiliz la informacin proveniente de la Estacin Experimental delINTA), (Ea. Oliveros). Mientras que la cuarta estacin se emplaz exterior a la cuenca,situada a 7 km aproximadamente al sureste de su lmite, en la (Ea. Garca Fuentes)

perteneciente a la localidad de Luis Palacios, de tal manera de comparar sus resultados conrespecto a los de la cuenca en estudio. La ubicacin de las mismas se observa en la Figura 4.8y en la Tabla 4.1 el posicionamiento.

Tortugas

Carca

raa

Rio

las

A

de

Gomez

A Cdade

RioCa

rcara

a

RIO

PA

RANA

5320000 5340000 5360000 5380000 5400000 5420000 5440000

6320000

6340000

6360000

6380000

6400000

6420000

Ea. San Jorge

Ea. La Silesia

Oliveros

Ea. Andino

Ea. Garca Fuentes

Referencias:

Provincia

Provincia

de Santa Fe

de Crdoba

Carca

ra

Ro

Cda.de Gmez

de

A

delasTortu

gas

Carca

Ro

a

A

Los

Leones

Limite de cuenca del ro Carcara

Ubicacin de estaciones seleccionadas

Cursos superficiales principales

Cursos superficiales temporarios

en Provincia Santa Fe

r

Lmite

Interp

rovincial

Figura 4.8.Ubicacin de las estaciones de monitoreo en la cuenca del ro Carcara


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Sitio deEmplazamiento

Localidad CoordenadasX (m)

CoordenadasY (m)

Cota(m)

Ea. San Jorge Villa Eloisa 5347976.3 6358023.4 111.0Ea. La Silesia Correa 5388251.2 6372421.8 58.25

Ea. Andino Pueblo Andino 5414895.5 6382936.9 32.0Ea. Garcia Fuentes Luis Palacios 5417361.5 6373998.3 30.0

Tabla 4.1 Ubicacin de las estaciones de monitoreo

La distancia desde la ciudad de Santa Fe (lugar de base) hacia la estacin demonitoreo ms distante (Ea. San Jorge) se encuentra a 230 km aproximadamente. Entre laEa San Jorge y la Ea. La Silesia es de 47 km, entre sta y la Ea. Andino, 29 km y desde estesitio y la Ea. en Luis Palacios de 92 km. En el ANEXO 1 semuestra a travs de fotos algunosde los paisajes caractersticos de la cuenca.

4.4.1 Implementacin de las estaciones y recoleccin del dato

A los efectos de observar el comportamiento del acufero en el tiempo y recolectar eldato se requiere: a-la recoleccin del agua de lluvia para determinar el aporte de sales por laprecipitacin atmosfrica, tanto hmeda como seca, b-determinar la concentracin de cloruroen la parte superior del acufero y c- observar la profundidad del nivel fretico.

Para recolectar el agua de lluvia se utiliz un dispositivo segn Custodio (1993)ubicado a nivel del terreno quepermite que el agua de la lluvia all almacenada incorpore lamasa de cloruro de la deposicin seca (Figura 4.9) y al que se le adicion vaselina lquida afin de evitar la evaporacin del agua. De esta manera, la muestra del agua de precipitacin,contendr una concentracin de cloruro prcticamente igual a la que ingresa en la zona nosaturada.

El dispositivo diseado, es tipo pluvimetro, enterrado y con la boca sobresaliendo delnivel del terreno (Foto 4.1) en cuyo interior se dispone de un recipiente para que almacene elagua de lluvia y adems incorpore la deposicin seca ver Figura 4.9.

Deposicin

Seca

Almacenamiento del agua de lluvia

en el interior del recipiente+deposicin seca

Foto 4.1.Emplazamiento del recolector del Figura 4.9.Esquema del recolectoragua de lluvia del agua de lluvia

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