IX CONGRESO CUBANO DE GEOLOGÍA (GEOLOGIA´2011) Taller sobre Aguas subterráneas y Contaminación GEO12-P3

CUARTA CONVENCIÓN CUBANA DE CIENCIAS DE LA TIERRA, GEOCIENCIAS´2011. Memorias en CD-Rom, La Habana, 4 al 8 de abril de 2011. ISBN 978-959-7117-30-8

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LA HIDROGEOLOGÍA URBANA: LOS USOS DEL AGUA SUBTERRÁNEA EN LA CIUDAD DE PINAR DEL RÍO, CUBA Nelson A. González Cabrera (1-2), R. Peláez García (2-3)

(1) Centro de Investigaciones y Servicios Ambientales ECOVIDA, Km., 21/2 carretera a Luis lazo, Pinar del Río, CP: 20300. Cuba, e-mail: nelson@ecovida.vega.inf.cu (2) Dpto. de Geología, Universidad Hermanos Saíz, Pinar del Río, Cuba. (3) Empresa Geominera Pinar, Ministerio de la Industria Básica. RESUMEN Para la ciudad de Pinar del Río, la capital más occidental de las provincias cubanas, ocupa un área de unos 90 km2. Las aguas subterráneas constituyen la principal fuente de abastecimiento humano. Sólo un sector ubicado al norte de la ciudad, es servido con aguas superficiales tratadas, provenientes del embalse Guamá, (aproximadamente menos del 10 % de la población). El recurso hídrico subterráneo se emplea, además, en la agricultura orgánica, la salud, los servicios, turismo e industria, entre otros. No debe olvidarse el papel que juegan las aguas subterráneas como recurso emergente y estratégico, pues al encontrarse el campo de pozos que abastece la ciudad (17 pozos) a unos 12 kilómetros al sur, cuando se producen eventos meteorológicos extremos, y es interrumpido el servicio por diversas causas, entonces se ponen en explotación los pozos emergentes ubicados tanto en el interior como en el área periférica de la ciudad. En total, se han censado 45 pozos, de ellos 7, en tiempos normales, también aportan agua en momentos pico a la conductora principal. Considerando la importancia que representa la explotación del recurso hídrico subterráneo para la ciudad, se presentan aquí los principales aspectos vinculados con la explotación de las captaciones profundas ubicadas en la ciudad y sus alrededores, mapas con la ubicación de pozos y niveles de agua, geológico y de zonación de yacencía de las aguas subterráneas; así como valores referidos a contenidos de cloruros, sales totales y caudales de explotación acotados en la base de datos, estos últimos vinculados con las actividades a que se destinan. Además se presentan los parámetros hidrogeológicos básicos. Se tienen en cuenta recomendaciones para la protección y defensa ante la contaminación de esas aguas y formas de explotación sustentables. Palabras clave: protección de acuíferos, ciudad, gestión de aguas subterráneas, pozos. ABSTRAC The Pinar del Rio city, the western most provincial capital of the country covers an area of 90 km2. In the city underground waters are the most widely used for human consumption. Only a sector which is located to the north of the city is served with superficial treated waters coming from the Guamá reservoir ( an approximate of less than 10% of the population) The hydric underground resource is also used in the organic agriculture , health, industry, tourism and services among others, It should not be forgotten the role which is played by the underground waters as an emergent and strategic resource. The source consisting of 18 wells that provide waters for the city are located 12 km way in the south. Sometimes during extreme weather conditions, commonly when a hurricane hits the area, the service is interrupted due to different causes. Only then, the emergent wells are put into exploitation located both in the inver and outer areas of the city. In all, a total of 45 wells have been identified, seven (7) of then also provide water during normal weather conditions to the main supply line. This only occurs when there is an increase of the demand at specific times of the day. Considering the importance of the exploitation of the underground hydric resource for the city, the principal aspects of the exploitation are deep wells located in the city and its surroundings are presented here. This also includes maps with the location of wells and the level of the water, geology of the region with the zoning of underground waters. Some values are also included, such as chlorides, total salts and exploitation rates which are related in the data base. Besides, recommendations for the protection of these waters against contamination and sustainable ways of exploitation are taken into account. INTRODUCCIÓN La ciudad de Pinar del Rio, es la capital de la provincia homónima, ubicada en la parte más occidental de Cuba. Ocupa un área de 90 km2, (Figura 1), su población alcanza 139, 336

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habitantes, Censo Nacional (2002). El área urbana cuenta con servicios sanitarios de alcantarillado y suministro de agua potable con fácil acceso de la población, en más del 90 %. La mayor cantidad de agua servida empleada en abastecimiento humano proviene de captaciones subterráneas, solo una parte que se estima en alrededor del 8-10 % resulta ser agua embalsada y tratada para la potabilizacion. Se ha de tener presente, que en la actualidad se realizan trabajos de ampliación de las redes tanto para el abastecimiento de agua servida, asi como para el alcantarillado y con ello lograr cubrir las zonas que no cuentan con estos servicios. El suministro principal de agua para abastecimiento a la Ciudad, proviene del campo de pozos (en total 18), con profundidades promedio de 50m y diámetros de 16 y 20 pulgadas, con caudales entre 50 y 70 L/seg., Romero Palmero (comunicación personal), ubicados a unos 12 Km. al sur, gestionado y administrado por la Dirección Provincial de Acueductos y Alcantarillados, perteneciente al Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos (INRH). GROSSO MODO, se puede describir el traslado del agua desde el campo de pozos a la ciudad asi: mediante bombas de pozo profundo, empleando como energía la electricidad, es extraída el agua, que se traslada por conductoras, que tributan a una planta de cloración, (como medida de desinfección preventiva), de aquí son trasladadas por conductoras de mayor diámetro (una de 30 y otra de 20 pulgadas) a las distintas zonas del área urbana, para su posterior derivación con tuberías de menor diámetro. Existen en la ciudad 45 captaciones (pozos) ubicadas tanto en el perímetro urbano, como en la zona periurbana, hasta 4 Km. del centro, (ver tabla No 1, con las características generales). Según las estaciones del año (lluvia o estiaje), las aguas extraídas de estos pozos son empleadas para abastecimiento humano o en centros hospitalarios, por ej. como sucede durante el paso de eventos meteorológicos extremos; también se emplean para el riego de cultivos en organopónicos ( debido a su buena calidad y la mala asociada con las subterráneas) la industria y los servicios. Existiendo casos en zonas peri urbanas como los Repartos Hnos. Cruz y 10 de Octubre donde se incorpora el agua de los pozos ubicados allí para reforzar el abastecimiento proveniente del campo de pozos. Para Gleick(1993), los usos urbanos del agua son , por lo general , solo una pequeña fracción de los usos totales del agua Se presentan además los mapas con la ubicación de los pozos, el de zonación de yacencía del agua, el de curvas de hidroisohipsas, el geológico, asi como los parámetros hidrogeológicos principales promediados para toda el área urbana, a partir de los datos obtenidos en las captaciones según los ensayos y muestreos en el campo. Por ultimo y no porque sea menos importante, se plantean algunas consideraciones en relación con la protección de las aguas subterráneas y su mejor gestión, basadas en las experiencias de los autores durante los trabajos realizados en distintas épocas, y con variados fines.

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PROVINCI A PINAR DEL RÍ O

CIUDAD PINAR DEL RÍO

90 km2

PROVINCI A PINAR DEL RÍ OPROVINCI A PINAR DEL RÍ O

CIUDAD PINAR DEL RÍO

90 km2

Figura 1.- Mapa de ubicación ciudad Pinar del Río Algunas particularidades de la Hidrogeología Urbana. Se considera una nueva rama de la Ciencia Hidrogeológica, se han celebrado dos grandes reuniones vinculadas con este tema. Esas reuniones científicas fueron organizadas por la Asociación Internacional de Hidrogeólogos (AIH), la primera en el Reino Unido (Nottinghan, 1997) y la otra más reciente en España (Barcelona, 2004), Custodio (2004), quien plantea además: no resulta raro que se traten específicamente en numerosas reuniones científicas y técnicas hidrogeológicas actuales, o que son objeto de capítulos o secciones especiales en libros. Es conocido que tanto la hidrogeología urbana como la clásica coinciden o comparten muchos elementos, es decir, los principios básicos, como pueden ser los procesos que rigen el comportamiento de los sistemas hidrogeológicos o los del flujo del agua subterránea y las ecuaciones que gobiernan tanto el transporte de masas como los flujos de esas aguas, entre otros. Pero existen aspectos que las diferencian, tales como las grandes modificaciones de la superficie del terreno (posibles zonas de alimentación o recarga) comparadas con las condiciones naturales o del medio rural. Se comprenderá que van a existir también afectaciones en cuanto al intercambio de gases entre el terreno y la atmósfera, con la disminución de la difusión de oxigeno (O2´), y como resultado cambios en la presión parcial del dióxido de carbono (CO2), al introducirse en las rocas y suelos fugas de aguas procedentes tanto de las conducciones para abastecimiento (aguas de buena calidad) como las de alcantarillados y otros drenajes (contaminadas).Es probable que las reacciones bioquímicas tanto en los acuíferos como en esos terrenos sean importantes, aunque no se conozcan todo lo que se desea. Se ha de tener presente además, los intercambios o interacciones con cimientos, estructuras y obras subterráneas de ingeniería, en un contexto vinculado con la ingeniería geológica y la geotécnia, MATERIALES Y MÉTODOS Para el trabajo fue utilizado el Mapa Geológico escala 1:50 000 de Dobal M. et. al. (1988), Figura 2, donde muestra que la ciudad se encuentra desarrollada fundamentalmente sobre 2 capas

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geológicas: los depósitos del Paleógeno Formación Capdevila al norte y la del Neógeno Formación Paso Real al sur. Desde el punto de vista hidrogeológico la primera funciona como un estrato impermeable regional y la segunda como el acuífero fundamental. El Inventario de Pozos Urbanos realizado por el Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos (INRH), con el apoyo nuestro, nos reveló que existen dentro de la ciudad 46 pozos, ver tabla Nº 1. También se emplearon los datos de aforos, para conocer los caudales, y con posterioridad calcular los parámetros hidrogeológicos básicos.

Guam

á

al

cp un

gne

gne

gne

unpsr

psr

gne

psr

psr

psr al

al

gne

psr

al

cp

ml

alaal

a

aa

gne

al

al

30

25

40

10

Paso Viejo

La Coloma 17 KmSan Juan y Martínez 12 Km

Viñales17 KmConsolación del Sur 20 km

217000 220000 225000

290000

MAPA GEOLÓGICO DEL ÁREA DE LA CIUDAD Y SUS ALREDEDORES

NFM. GUANE Arcillas, arenas, conglomerados, gravelitas y areniscaspoco consolidadas. Gravas y guijarros de rocas silíceas.amN -Q gne12

1-2N psr1

FM. PASO REAL Calizas arcillosas, arenosas, organógenas. Margas,arcillas, areniscas, conglomerados polimícticos en la base. Dolomitas ycalizas dolomitizadas.

P cp21a

conglomerados polimícticos y vulcanomícticos. Intercalaciones de margas.FM. CAPDEVILA Areniscas polimícticas, argilitas, aleurolitas, gravelitas,

LEYENDA

GR. UNIVERSIDAD Margas masivas, calizas arcillosas y arcillas calcáreas.P cp21a

Estructuras Tectonicas Disyuntivas de Primer Orden

b)

b) Supuestas

a) Confiables

a)

P - P mr1a2

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GR. MARIEL NO DIFERENCIADO Conglomerados, gravelitas, areniscas,aleurolitas polimícticas y vulcanomícticas.

20° Elementos de yacencia

b) Supuestos

a) Confiables

b)

a)

Contactos Geológicos

Figura 2.- Mapa geológico RESULTADOS Como resultados finales, basándonos en la interpretación de los datos obtenidos en el campo se obtuvieron algunos parámetros que se complementaron con el análisis del modelo Conceptual del Acuífero, González y Peláez (2008). Luego se elaboraron varios mapas, como. Mapa de Inventario de Pozos (Figura Nº 3), Mapa de Hidroisohipsas (Figura Nº 4), y Mapa de Zonación de la yacencía de los Niveles de agua (Figura Nº 5) Se trata de tener una idea lo mas real posible del estado actual de las aguas subterráneas bajo la ciudad de Pinar del Río y sus alrededores, con vistas a su conservación, gestión y defensa ante la contaminación. Con los datos obtenidos, vinculados con niveles de agua, caudal de los pozos, y abatimiento entre otros, se promediaron los parámetros hidrogeológicos fundamentales: Conductividad hidráulica (k, m/día) ---30-42, Transmisibilidad (T, m2/día)– 780-1000 y Coeficiente de almacenamiento (0,1- 0,15). Empleo de las aguas subterráneas (algunos ejemplos) en distintas actividades, año 2010: un mes. Abastecimientos humanos. Pozo Calero 2. Mes enero: 620 hrs. de explotación: 37,44 m3/h 23 213 m3

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Pozo Calero 3. Mes enero: 620 hrs. de explotación: 88,20 m3/h 54 684 m3

Para Salud Pozo Hospital Nº 1 . Mes enero: 444 hrs. de explotación 33,48 m3 / h, 14 865 m3. Pozo Hospital Nº 2 . 434 hrs. de explotación 12, 24 m3 /h, 5 312 m3

Se emplean también las aguas subterráneas para abastecimiento a la industria y la agricultura orgánica.

Figura 3.- Mapa de inventario de pozos

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Figura 4.- Mapa de hidroisohipsas

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Figura 5.- Mapa de zonación de niveles de agua

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Tabla 1.- Inventario de Pozos ciudad Pinar del Río

Coordenadas Prof Diám Techo del Acuífero

Prof, de Camisa NE Q Abat Calidad del Agua

No Nombre del Pozo

X Y

Uso

(m) (m) (m) (m) (m) (l/s) (m) CL-mg/l SDT-mg/l 1 RG-161-Ac. Llamazares 223000 288600 Acueducto 45 0,48 10,00 8,2 10,00 2,34 50 5002 RG-164 -Calero-3 224140 291810 Acueducto 45 0,25 12,00 8,0 13,38 60 6003 RG- 172-Ac. Central 224280 292550 Acueducto 31 0,30 10,00 20 C/11 R 14,2 14,00 8,21 50 5604 RG-174 -Calero-2 224200 290800 Acueducto 45 0,40 10,00 10,9 23,00 5,06 50 5105 RA-43-Transporte Agropecuario 225310 293310 Acueducto 45 0,40 10,00 14,0 6,00 40 6006 RA-98- Conchita Puente 226105 294200 Acueducto 45 0,40 14,00 37 C/8 R 6,0 10,00 18,2 38 5407 RG-1-Cívico 223900 292250 Abasto Talleres 30 0,30 6,00 9,5 4,10 3,99 8 RG-30-Industria Materiales No. 7 222800 287970 Abastecimiento 40 0,30 9,00 8,0 6,00 69 4809 RG- 180 -Planta Hielo 223110 288000 Abasto Planta de Hielo 47 0,40 12,00 9,0 10,00 3,53 50 600

10 RG- 187- Prefabricado 220850 286500 Abastecimiento e Inds 26 0,40 15,00 16,8 9,00 1,4 11 RG- 209-Gran Panel 221900 288100 Abastec e Indust. 29 0,40 19,00 17,0 6,30 1,6 12 RG- 222-Fábrica de Baldosa 222000 288900 Fábrica de Baldosa 28 0,40 6,00 19,00 11,7 10,00 6,94 13 RG- 236-Vocacional 225510 292640 Abastecimiento 62 0,40 17,00 45 C/17 R 10,0 10,00 1,98 48 684 14 RG- 258-Piscina MININT 224340 292540 Agropecuaria MININT 49 0,50 10,00 25,90 13,4 6,00 1,7 15 RG-274-Pedagógico 224550 291560 Abasto Pedagógico 44 0,40 6,10 30,50 16,2 5,00 18 46 59216 RG-276- Combinado Lácteo 224300 290200 Industria 53 0,30 9,00 43 R 4,0 4,70 31,72 53 56817 RG- 289- PCC Municipal 223150 291400 Abasto PCC Municipal 40 0,30 10,00 7,8 1,00 2,75 67 261

18 RG-292 Universidad 223500 289600Posible abasto a la Universidad 52 0,30 12,00 14,0 11,00 3,67 45 512

19 RA-81-Hospital Nuevo 225080 292600 Abasto Hospital 55 0,40 15,00 24,40 17,1 11,70 3,26 43 60020 RA-s/n-Hospital Nuevo 225150 292650 Abasto Hospital 20 0,30 10,00 12,0 5,00 3

21 RA-30- Agropecuaria Ejército Occidental 226630 294620 Abasto A.E.O. 31 0,50 12,00 9,0 10,00 4

22 Organopónico Flores 223620 291070 Trabajando 25 0,25 10,00 2,00 23 Organopónico La Conchita 223640 291030 Riego 25 0,25 10,00 2,00 24 EIDE 222410 291590 No Instalado 34 0,40 5,0 5,00 25 Hospital Viejo 223400 291100 No Instalado 22 0,30 10,00 8,0 5,00 26 Poder Popular Municipal 222500 290700 Bomba Mano 16 0,30 12,00 0,30 27 Cuyují No Instalado 20 0,30 0,30 28 Talleres Comunicaciones 224330 292820 No Instalado 40 0,30 12,00 0,50

1 y 2

menor de 50

menor de 600

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29 Sala Polivalente 223080 291270 No Instalado 23 0,30 12,00 6,3 0,50 30 Semi-Internado I. de Armas 222380 290740 No Instalado 22 0,30 12,00 6,5 0,50 31 IPE Provincial 221760 290220 No Instalado 17 0,30 0,20 32 Lavatín Calero 223900 291810 Bomba Mano 16 0,30 12,00 7,5 1,00 33 Panadería Calero 223830 291640 Bomba Mano 20 0,35 12,00 1,50 34 Poder Popular Provincial 221950 290190 Bomba Mano 15 0,30 10,00 2,0 0,50 35 Policlínico H. Cruz 223910 291820 No Instalado 25 0,30 12,00 18,5 4,00 36 Guayabita 222430 289550 Bomba Mano 23 0,30 15,00 3,00 37 COPEXTEL 221030 289290 Bomba Mano 20 0,25 0,20 38 Villamil 223400 289800 Bomba Mano 11 0,30 12,00 3,0 0,20 39 RG-217 Hospital Pediátrico 222300 290400 Abastecimiento 30 14 9 C/21 R 0,50 40 RG-247 Fábrica Jupiña 223000 290500 Uso Industrial 66 5,65 29 C/3 R 5,65 5,30 20,85 41 304

41 RG- 292 Recarga P Popular (Universidad) 223500 289400 Sin Uso 52 14,00 12,00 14,0 11,00 3,67 24 512

42 RG-285 Base de Guagua 221600 289400 Mantenimiento 19 10,00 12,00 10,0 5,00 0,19 71 62743 RG-165 Riego 223300 291700 Riego 40 16,00 15,00 23,10 16,5 7,50 4 22 39644 RG- 182 Aeropuero Borego 224100 290900 Abastecimiento 30 10,40 10,00 10,4 1,90 9,05 46 58045 RG- 154 Politéc de laConst 221300 288900 Abastecimiento 33 8,98 15,00 8,98 5 2 45 500

46 RG- 179 Vaquería Primavera 223600 287900 Agricola 43 13,48 15,00 13,48

1 7,64 menor de 50 menor de 600

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Se abre una puerta más hacia el aprovechamiento óptimo de las aguas subterráneas en la ciudad para desarrollar planes de ordenamiento territorial, teniendo en cuenta por ejemplo el no utilizar más las aguas potables previamente tratadas y bombeadas de unos 12 km de distancia por su valor económico y energético, si contamos con estas en los lugares donde son necesarias y no precisan de los tratamientos. Se ha de comprender que las aguas subterráneas ubicadas tanto en la zona urbana como periurbana, presentaran mayor o menor grado de contaminación antrópica y que además, podrán ser empleadas en otros usos donde no requieran categoría de potabilidad, contribuyendo con esto al mejor uso y protección de las aguas que tienen mejor calidad. Entonces, como señalan distintos autores, Custodio (2004), Garrido y Azcón (2007), González y Peláez (2007); la calidad actual del agua subterránea, o lo que es igual, el estado actual hidrogeológico de un área urbana definida, es en gran medida el resultado acumulado de las actividades que se han realizado desde el pasado en esos lugares y su entorno. Es decir, un reflejo del desarrollo de esa urbanización, de la evolución en el tiempo de la masa humana, así como de la eficacia al aplicar políticas globales de protección ambiental y medidas de remediación. CONCLUSIONES Las urbanizaciones ejercen numerosas influencias y alteraciones sobre las aguas subterráneas infrayacentes, esto es más acentuado cuando se trata de acuíferos cársicos. Los ahorros económicos y energéticos son bastante altos, cuando la ciudad está muy alejada de los campos de pozos para el abastecimiento de agua y se empleen entonces las aguas no tratadas y/o contaminadas (insitu), captadas en las zonas de empleo, para otros usos. Las áreas del subsuelo de las ciudades conforman un laberinto e intricada red de túneles , zanjas, cimientos, pérdidas de redes, que ocasionan serias alteraciones en los depósitos geológicos y causan variaciones en la calidad y cantidad de agua, así como propician defectos en las construcciones, además alteran el proceso de recarga. RECOMENDACIONES Sería recomendable perforar pozos en entidades grandes consumidoras de agua (servícentros, para riego y limpieza de parques, limpieza de calles, entre otros) con el propósito de emplear aguas contaminadas de estos lugares y no hacer uso de las aguas potables (procedentes de acueducto), para ello. Debe existir una revisión periódica con vistas a observar, proteger y evaluar el estado técnico de las captaciones empleadas para abastecimiento, así también se hará para las instalaciones anexas. Si se perforan pozos para el abastecimiento de agua con fines de consumo humano, hay que tener en cuenta los sellos sanitarios, en la construcción de los pozos, para evitar la entrada de contaminantes al agua bombeada. Agradecimientos Este trabajo se ha realizado tomando como base datos y resultados obtenidos del Proyecto 0241 Estudio Hidrogeológico Ambiental del Sistema Acuífero Confinado Sur de Pinar del Río: sector Pinar del Río- Los Palacios, financiado por la Unidad de Ciencia y Técnica del Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente en Pinar del Río, coordinado por el primer autor. Además, se agradece la facilidad brindada por el Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos, en especial a

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la MSc. Zeyda Romero Palmero, en cuanto a datos de pozos y a la Empresa Geominera de Pinar del Río en lo referente a los aspectos relacionados con la Geología del área BIBLIOGRAFÍA

Censo Nacional Demográfico. 2002. Custodio, Gimena, E., (2004). Hidrogeología Urbana: una nueva rama de la ciencia hidrogeológica. Boletín

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