Instituto de Geofísica Grupo de Modelación Matemática y Computacional Universidad Nacional AutUniversidad Nacional Aut óónoma de Mnoma de M ééxicoxico

Ciclo de Seminarios Ciclo de Seminarios –– Primera partePrimera parte

HIDROLOGHIDROLOGÍÍA SUBTERRA SUBTERRÁÁNEA NEA

DE LA REPDE LA REPÚÚBLICA DE URUGUAYBLICA DE URUGUAY

IMFIA/FING/UDELAR

Ing. Jorge de los Santos, M. Sc.México, 23 de abril de 2010

UruguayUruguay tiene una superficie terrestre de 176215 kilómetros cuadrados (área territorial total: 318413 km2) y se divide políticamente en 19 departamentos

UruguayCon relieve suave, predominando llanuras onduladas y cuchillas,

su punto más elevado tiene 513 metros sobre el nivel medio del mar

Mapa Hidrogeológico 1: 500000 DINAMIGE

El agua subterránea en Uruguay

• Uruguay tiene tres acuíferos de gran importancia: Guaraní, Mercedes y Raigón; en parte aflorantes, en parte cubiertos por basaltos o sedimentos semipermeables, y uno de ellos transfronterizo

• Los acuíferos menores (Salto-Arapey, Costeros, Chuy, aluvial del Cebollatí), son también económicamente aprovechables y pueden destacarse como tales

El agua subterránea en Uruguay

• El 35% del territorio nacional presenta acuíferos sedimentarios

• El resto del territorio presenta afloramientos rocosos, donde sólo se da el agua en las grietas de las rocas, cuando existen, y la permanencia de sus caudales depende de la magnitud y el grado de interconexión entre sus fisuras, el origen de la roca y la existencia de fracturas o fallas

Acuífero Chuy

Acuífero Guaraní

Acuífero Mercedes

Acuífero Raigon

Acuífero Salto

Cebollatí

Acuíferos del Uruguay

El agua subterránea en Uruguay

Los acuíferos principales (el Guaraní en su parte aflorante) se utilizan mediante pozos que varían entre 30m y 200 metros de profundidad, con caudales que van desde 10 m3/h a 200 m3/h

El agua subterránea en Uruguay

Los acuíferos menores subvienen necesidades en zonas alejadas de los centros más desarrollados y sus caudales quedan comprendidos entre 5 m3/h a 50 m3/h o más

El agua subterránea en Uruguay

Los acuíferos en medios fisurados se explotan en todo el país con caudales inferiores a 2 m3/h y hasta 25 m3/h o más

El índice de fallos en alumbramiento de agua puede situarse en el 20% de los pozos construidos

ACUÍFERO GUARANÍ

Países:

Argentina, Brasil, Paraguay, Uruguay

• Área: 1.085.000 km2

• Profundidad máxima: 1800 m• Espesor medio: 250 m• Caudal medio máximo: 1000 m3/h• Temperatura máxima: 65°C

Se desarrolla en las areniscas jurásico – triásicas (de 65 a 130 millones de años de edad), en su mayor parte cubiertas por basaltos

GEOLOGÍA SIMPLIFICADA DE LA CUENCA NORTE DE URUGUAY

Geología superficial simplificada de la cuenca nort e.

Los datos aquípresentados pertenecen a los informes finales del Proyecto GEF-OEA

Países Brasil Argentina Paraguay Uruguay

SAG (km 2) 737.000 (68 %)

225.000(21%)

88.000(8%)

35.000(3%)

ARGENTINA 8,1%

BRASIL 8,7%

PARAGUAY 21,5 %

URUGUAY 19,5 %

PORCENTAJE EN EL SUBSUELO DE CADA PAÍS

SUPERFICIE Y PORCENTAJE POR PAÍS

MAPA GENERALY CORTES LITOLÓGICOS

CORTE A-A

CORTE E-E

CORTE B-B

CORTE C-C

CORTE D-D

USOS DEL SUELOComparación 1980-2007

ProyectosProyectos PilotoPiloto

SCRS

CECE

RP

PROPÓSITO: PROTECCIÓN DE UN ÁREA DE RECARGA URBANIZADA

Proyecto Piloto Rivera / Santana do Livramento

Proyecto Piloto Concordia / Salto

PROPÓSITO: USO RECREATIVO SUSTENTABLE

INFORMACIÓN COMPLEMENTARIA

Los datos provenientes de dos tesis de maestría, realizadas en la UNAM – Juriquilla por A. Oleaga (2002) y F. Corbo (2006), permiten enriquecer la información en esta área piloto

a) Ajuste entre anomalías calculadas y observadas. b) Sección gravimétrica resultante de la interpretac ión. c) Modelo geológico interpretativo de la secci ón

gravimétrica obtenida, junto a rasgos estructurales, perforaciones existentes y sondeos realizados. d) Ubicación de la sección en el área de estudio.

Ubicación de la cuenca Chaco-Paranénse (modificado d e de Santa Ana et al., 1994), y de la cuenca norte e n Uruguay

Diagrama Isométrico que muestra la estructura de la cuenca, elaborado con base en las secciones

geológicas obtenidas con los datos de perforaciones profundas e información geofísica.

SONDEOS AMT-MT

Perfil 2

RSDJ

Perfil 4

RSDJ

Perfil 6

RSDJ

RESUMEN SAG

El proyecto SAG permitió reunir la información disponible y enriquecerla con nuevos estudios, disponerla en un sistema de información geográfica y generar documentos geológicos, geofísicos, hidroquímicos e isotópicos, que abren camino a un mejor conocimiento del sistema a través del análisis de los mismos en tesis de maestrías y doctorados

ACUÍFERO MERCEDES

El acuífero Mercedes se desarrolla en un medio sedimentario, precedido por las formaciones Asencio o Guichón, de grano fino y variable calidad hidrogeológica

Las areniscas que lo conforman se hallan consolidadas, presentando permeabilidad primaria y secundaria

Acuífero MercedesSuperficie piezométrica / Corte

Failache, L.; Oleaga, A.

Acuífero MercedesSección geológica

Failache, L.; Oleaga, A.

Que

brac

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NORTE

3 B

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DEPOSITOS CUATERNARIOS-DOLORES

FRAY BENTOS

MERCEDES -ASENCIO

GUICHON

BASALTO

ROCAS SEDIMENTARIAS DEVONICAS A JURASICAS

BASAMENTO CRISTALINO

Car

mel

o

Esp

eran

za

PAYSANDURIO NEGROSORIANOCOLONIA

0 m

(NT)

100 m

200 m

300 m

400 m

500 m

600 m

700 m

800 m

1000 m

900 m

1100 m

1158 m

ACUÍFERO MERCEDESSONDEOS MT-AMT

(Oleaga A. y Corbo, F).

Esta perforación pertenece a la campaña de exploración petrolera hecha por ANCAP. El basamento, que no fue alcanzado por el pozo, se detecta en los sondeos. Si bien la perforación acusa 250 m de sedimentos y los sondeos 400 m, esta diferencia se debe a intercalaciones de areniscas en el basalto y/o alteraciones y/o fisuras desarrolladas. En el sondeo se aprecian claramente las rocas D-J y el basamento a 1000 m de profundidad.

Sondeo paramétrico PASO ULLESTIE

Esta perforación acusa presencia de sedimentos y areniscas hasta 270 m, fin de la misma. Los sondeos muestran este paquete de 300 m, con buen ajuste. Luego, se observan las rocas sedimentarias D-J, subyacentes al basalto, a 800, m y el basamento a 1100 m de profundidad.

Sondeo paramétrico YOUNG

La perforación arrojó presencia de sedimentos cuaternarios en los primeros 28 m y arenisca de la Fm Mercedes con 52 m. Los sondeos muestran este paquete con 60 m, y aumento de resistividad a continuación y hasta 300 m, lo que se asociaría a basaltos y/o basamento con alteraciones.

Sondeo paramétrico DOLORES

Los sondeos indican areniscas resistivas asociables al cuaternario y a la Fm Fray Bentos hasta 150 m de profundidad. Debajo de estas capas, se ubica un horizonte más conductivo, asociable a la Fm Mercedes, con potencia de 300 m, y a posteriori el basamento.

Sondeo paramétrico FRAY BENTOS

UBICACIÓN DE LOS PERFILES

INVERSIÓN DE LOS SONDEOSSECCIONES 2 D (Corbo, F).

PERFILES 9, 10 Y 11

RESUMEN AM

El conocimiento del Acuífero Mercedes superó ya su primera fase. En los próximos 5 años, aumentará su explotación para riego, con lo que toda esta información previamente adquirida cobrará una especial importancia. El modelo conceptual está al alcance y la modelación del flujo es la inminente etapa próxima.

ACUÍFERO RAIGÓN

El Sistema Acuífero Raigón es el más conocido y solicitado de los acuíferos del Uruguay. Con varios miles de perforaciones, su importancia radica en los buenos caudales de extracción y los pocos metros de perforación necesarios para alcanzar estas prestaciones. El GHS viene trabajando en él desde 1995, y se cuenta con un modelo de flujo para el mismo, desde 1999.

LímitesLímites

Los lLos líímites del SAR son el Arroyo Pavmites del SAR son el Arroyo Pavóón y el n y el afloramiento del basamento cristalino, Arroyos Luis afloramiento del basamento cristalino, Arroyos Luis Pereira y Llano, tramos de rutas Pereira y Llano, tramos de rutas NN°°1111 y y NN°°33, R, Ríío o San JosSan Joséé, Arroyo Carreta Quemada, Arroyo de la , Arroyo Carreta Quemada, Arroyo de la Virgen , RVirgen , Ríío Santa Luco Santa Lucíía y Ra y Ríío de la Platao de la Plata

Poblados

Libertad

San Joséde Mayo

Rincón de la Bolsa

Ruta 1

Ruta 3A° Pavón

Río Santa Lucía

A° de la Virgen

A° Carreta Quemada

Río San José

Río de la Plata

N

Principales cursos de agua

Rutas y caminos principales

Bañados

REFERENCIAS

4010 0 10 20 30 km50

Corte 1 - 1Corte 1 Corte 1 -- 11

Corte 3 - 3Corte 3 Corte 3 -- 33

Corte C Corte C -- CC’’N

N

Corte B Corte B -- BB’’

Form. ActualForm. Villa SorianoForm. DoloresForm. LibertadForm. ChuyForm. RaigónForm. Fray BentosBasamento Cristalino

Cursos de agua

Rutas y caminos principales

ReferenciasCentros Poblados

10 0 10 20 30 40 50 Kilometers

N

R 1R

3

Río de la Plata

Río Santa Lucía

A° Pavó

n

A° d

e l a Vi rg

en

A° Carre

ta Quemada

Río San José

Libertad

Rincón de la Bolsa

San José de Mayo

GEOLOGÍA DE SUPERFICIE

Curvas potenciométricas y divisorias de aguas

Límite norte aproximado del acuífero sedimentario

Curvas isopiezométricas cada 2 m

N

Divisorias principales de cuencas subterráneas

Divisorias principales de cuencas superficiales

Principales cursos de agua

Referencias

Calibración del modelo matemático en cuatro sectores

independientes (1999)

Niveles Piezométricos

observadoscalculados

Calibración del modelo matemático en la unidad completa (2009) en colaboración con el MMC-UNAM

piezometría, líneas de flujo

líneas de flujo, ríos

VulnerabilidadBajaMediaAlta

Cursos de agua

Rutas y caminos principales

ReferenciasCentros Poblados

10 0 10 20 30 40 50 Kilometers

N

R 1

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Río de la P lata

Río Santa Lucía

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mada

Río San José

Libertad

Rincón de la Bolsa

San José de Mayo

23 51 100 150 194 226

Ubicación de los rangos obtenidos dentrode los índices de DRASTIC posibles

Carta de Vulnerabilidad General del Acuífero Raigón (1986)

Comprobación prácticaImportancia de los estudios de vulnerabilidadImportancia de los estudios de vulnerabilidad

Caso de comunicación de mantos acuíferos por dentro de un pozo

Poblados

Libertad

San Joséde Mayo

Rincón de la Bolsa

Ruta 1

Ruta 3A° Pavón

Río Santa Lucía

A° de la Virgen

A° Carreta Quemada

Río San José

Río de la Plata

N

Principales cursos de agua

Rutas y caminos principales

Bañados

REFERENCIAS

4010 0 10 20 30 km50

CCáámara de inspeccimara de inspeccióón n y videoy video

Medidor de conductividad elMedidor de conductividad elééctrica ctrica y proceso de y proceso de

salinizacisalinizacióónn de pozode pozo

INVESTIGACIINVESTIGACIÓÓNN

Primera comprobación

• El perfil constructivo dado por el perforista no era el

correcto

� Se reconstruyó el diseño físico de la

perforación mediante observación con

cámara de video

17,20 m / Vista NE

0123456789

101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960

Profund

idad

(m)

Inspección con Cámara

Perfil Constructivo

19,00 m / Caño ciego

19,60 m / Unión

19,90 m / 1ª etapa filtrante

25,00 m / Fin etapa

49,20 m / 649,20 m / 6ªª etapaetapa

50,50 m /50,50 m /¿¿ Fin etapa?Fin etapa?

50,70 m / Fin del pozo 50,70 m / Fin del pozo ColmataciColmatacióónn

Segunda comprobación

• Existe un importante flujo vertical desde el manto superior del acuífero hacia un manto más profundo

• El flujo natural del acuífero en 3,5 horas transportó la sal introducida y reprodujo el perfil de conductividad original

� La carga hidráulica del primer estrato es superior a la de los restantes y la conductividad hidráulica de todo el perfil es grande

Ensayo de Trazadores

0123456789

101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Conductividad (us/cm)

Pro

fund

idad

(m

)

natural

1er bajada t= 0 hs

1er subida t= 1 h

2da bajada t= 3.5 hs

Comentarios finales y ordenamiento de uso del SAR

• El SAR es un sistema acuífero compuesto por varias capas delgadas (acuífero estratificado), ocasionalmente con cargas hidráulicas distintas

• Su conductividad hidráulica es alta, variando su transmisividad y arcillosidad• Su variación litológica es notable, por lo que constituye un sistema acuífero

heterógeneo y anisótropo• Generalmente se capta agua de todo o gran parte del espesor saturado, lo

que establece un vínculo por dentro del pozo entre estratos con distinta carga hidráulica

• Cuando el primer estrato es somero y de carga superior a los restantes, se produce mezcla de agua a través del pozo, corriéndose mayor riesgo de contaminación si la primera capa fuera vulnerable y estuviera sometida a actividades peligrosas

• La red de monitoreo del SAR deberá atender todas estas características para ser adecuada y eficiente

• La norma de construcción de pozos de monitoreo deberá considerar todas estas particularidades y los estudios requeridos deberán ser de escala local

RESUMEN SAR

El Sistema Acuífero Raigón es el más utilizado en el país

Su importancia radica en los volúmenes de agua que aporta con bajo costo constructivo de las obras de captación

La información disponible y los trabajos concluidos permiten un ordenamiento inmediato para su uso sustentable

Esta presentación fue realizada con material propio del GHS, material del Proyecto GEF-OEA-SAG y material disponible en internet.

Compaginación de la presentación

Kandinsky: “Upwards”

(1929)

Muchas gracias

Facultad de IngenieríaUdelaR