Estrategias para el manejo, monitoreo y gestión de acuíferos

1. Curso-Taller de capacitación y asistencia técnica Estrategias para el manejo, monitoreo y gestión de acuíferos Liberia (Guanacaste, Costa Rica) 21 al 25 de abril de 2014

2. INVENTARIO Y CARACTERIZACIÓN DE CARGAS CONTAMINANTES

3. Temario • Fuentes de contaminación del agua subterránea • Causas comunes de contaminación del agua subterránea • Clasificación de las fuentes de contaminación de agua subterránea • Amenaza de contaminación de fuentes puntuales y difusas • Inventario de fuentes potencialmente contaminantes • Fases del inventario • Fuentes de información • Metodologías • Caracterización de las fuentes potenciales de contaminación • Punto de vista teórico • Método POSH

4. FUENTES DE CONTAMINACIÓN DEL AGUA SUBTERRÁNEA

5. FUENTES DE CONTAMINACIÓN DEL AGUA SUBTERRÁNEA

6. Causas comunes de contaminacióndel agua subterránea Revisión general de incidentes de contaminación de agua subterránea conocidos en países industrializados • una gran cantidad de actividades antrópicas son potencialmente capaces de generar importantes cargas contaminantes, aunque generalmente sólo algunas son las responsablesde la mayoría de los casos importantes de contaminación del agua subterránea

7. la intensidad de la contaminación de un acuífero no es normalmente una función directa del tamaño de la actividad potencialmente contaminante Talleres mecánicos • las industrias más grandes y sofisticadas generalmente ejercen un mayor control y monitoreo en la manipulación y disposición de sustancias químicas y efluentes para evitar problemas dentro y fuera de sus instalaciones

8. dificultad en la identificación y control de las actividades potencialmente contaminantes debido a la apertura y cierre de pequeños emprendimientos industriales en cortos períodos de tiempo, generalmente por condiciones económicas inestables herencia de terrenos contaminados • la movilidad y persistencia de las sustancias potencialmente contaminantes utilizadas en la industria son los factores mas importantes que determinan la AMENAZA de una carga contaminante al subsuelo, más que la cantidad utilizada

10. cantidades relativamente pequeñas de compuestos químicos tóxicos y persistentes son capaces de generar grandes plumas de contaminación en el agua subterránea, particularmente en sistemas acuíferos caracterizados por grandes velocidades de flujo • la naturaleza de las actividades contaminantes(tipo e intensidad del contaminante) puede causar un impacto importante sobre la calidad del agua subterránea, independientemente de la vulnerabilidad del acuífero

11. el inventario y clasificación sistemáticos de fuentes de contaminación potencial constituyen un paso fundamental en los programas de evaluación de peligro de contaminación y protección de la calidad de las aguas subterráneas

12. Clasificación de las fuentes de contaminación de agua subterráneaSegún la pluma de contaminación que generan… • fuentes de contaminación difusa no generan plumas de contaminación del agua subterránea claramente definidas , normalmente impactan en un área extensa del acuífero • fuentes de contaminación puntual normalmente producen plumas claramente definidas y más concentradas que facilitan su identificación y en algunos casos su control • fuentes de contaminación puntual pequeñas y múltiples

13. Clasificación de las fuentes de contaminación de agua subterráneaSegún su ocurrencia…. Ocurrencia • generan una carga contaminante como parte inevitable o integral de una actividad humana • carga contaminante generada incidental o accidentalmente

14. Clasificación de las fuentes de contaminación de agua subterráneaSegún su perspectiva histórica…… fuentes pasadas o heredadas la actividad contaminante cesó algunos años o décadas previos al momento del estudio pero persisten los procesos de contaminación en el ambiente subterráneo fuentes existentes actividades que se están desarrollando en el área que es objeto de estudio fuentes potenciales futuras relacionadas con actividades que se encuentran en una etapa de planificación.

15. Fuentes de contaminación puntual y no puntual Fuentes de contaminación no puntual o difusa • Áreas residenciales urbanas • Actividadagropecuaria Fuentes de contaminación puntual • Actividad industrial • Lagunas de efluentes • Disposición de residuos sólidos • Estaciones de servicio • Actividades mineras y explotación de hidrocarburos • Terrenos contaminados • Cursos de agua superficiales contaminados • Rutas de transporte • Cementerios

16. Áreas residenciales urbanas • Tipos de contaminantes comúnmente asociados • componentes del nitrógeno a menudo estables y por lo tanto persistentes • contaminantes microbiológicos bacterias patógenas, virus y protozoarios • sustancias químicas orgánicas sintéticas

17. Áreas residenciales urbanas ¿QUÉ TAN PELIGROSA ES LA CARGA CONTAMINANTE GENERADA? AMENAZA DEPENDERA DE: • la sobregarga hidráulica asociada • Saneamiento in-situ elevada • Las fugas de las redes de servicios de agua generan una recarga urbana elevada (500 mm/año en países desarrollados) • cobertura de servicio cloacal y densidad de población • Escasa cobertura de servicio cloacal y una densidad de población de 100 hab/ha generan una elevada carga contaminante • Áreas residenciales con cobertura de servicio cloacal generan una carga contaminante reducida

18. Áreas residenciales urbanas • Otras descargas de efluentes directamente al suelo sin tratamiento • áreas urbanas y periurbanas • pequeñas industrias y empresas de servicios: talleres mecánicos, estaciones de servicio • manipulación productos químicos tóxicos como solventes clorados, hidrocarburos aromáticos

19. Actividad Agropecuaria • Contaminantes asociados a fertilizantes, pesticidas y calidaddelagua de riego, excretas de animales • componentes del nitrógeno a menudo estables y por lo tanto persistentes • contaminantes microbiológicos bacterias patógenas, virus y protozoarios • comunidades de sustancias químicas orgánicas sintéticas

20. Actividad Agropecuaria • La lixiviación de los contaminantes resulta de la interacción entre: • tipo de cultivo • propiedades del suelo • régimen de lluvias y de riego • manejo del suelo y aplicaciones de agroquímicos • Evaluación muy compleja

21. Actividad Agropecuaria AMENAZA • monocultivos en áreas extensas seria contaminación difusa del agua subterránea • lixiviación de pesticidas al agua subterránea en sitios de almacenamiento y manipulación inadecuada de los compuestos • cría de animales en Feedlot seria contaminación del agua subterránea • rotaciones de cultivos tradicionales • extensas áreas de pastoreo • sistemas de granjas“ecológicas” menor probabilidad de generar una carga contaminante al subsuelo

22. Actividad Industrial • emisión de efluentes líquidos • Inyección directa en el acuífero • disposición de efluentes a través de la infiltración en el suelo • lagunas sin revestimiento utilizadas para el almacenamiento y tratamiento de efluentes • inadecuada disposición de residuos sólidos y materiales no deseados • accidentes que involucran fugas de productos químicos peligrosos

23. AMENAZA

24. Actividad Industrial ¿QUÉ TAN PELIGROSA ES LA CARGA CONTAMINANTE GENERADA? AMENAZA DEPENDERA DE: • Tipo de industria y cantidad de sustancias químicas manejadas • Más de 100kg/día de sustancias tóxicas como solventes orgánicos sintéticos, metales pesados, hidrocarburos generan una carga contaminante elevada • Carga hidráulica asociada • Volumen de agua utilizado en los procesos industriales

25. Lagunas de efluentes Almacenamiento, tratamiento, evaporación, sedimentación y oxidación de efluentes líquidos Origen de los efluentes: industrial, aguas residuales urbanas y efluentes mineros Generalmente son poco profundas <5 m de profundidad y su tiempo de retención varía entre 1-100 días.

26. Lagunas de efluentes La tasa de infiltración hacia el subsuelo depende de: • Las características constructivas: impermeabilización de fondo y paredes • mantenimiento de la laguna • Balance de agua en la laguna

27. Lagunas de efluentes • Tipos de contaminantes comúnmente asociados • aguas residuales urbanas carga importante de material orgánico, microorganismos patógenos, altas concentraciones de nutrientes y a veces sales • efluentes de pequeñas industrias y empresas de servicios como talleres mecánicos, tintorerías, imprentas solventes sintéticos orgánicos y desinfectantes Tener en cuenta: muchos contaminantes menos móviles como microorganismos patógenos y metales pesados serán retenidos en los sedimentos del fondo de la laguna Dra. Marta Paris y Mag. Mónica D´Elia

28. Lagunas de efluentes ¿QUÉ TAN PELIGROSA ES LA CARGA CONTAMINANTE GENERADA? AMENAZA DEPENDERA DE: • Tipo de efluente recibido • Área ocupada y características constructivas de la laguna

29. Disposición de residuos sólidos RELLENOS SANITARIOS Y VOLCADEROS DE RESIDUOS Regiones de clima húmedo volúmenes importantes de lixiviados Regiones de climas áridos lixiviados generalmente más concentrados

30. Disposición de residuos sólidos El tipo de contaminante presente está relacionado principalmente con el origen del residuo y las reacciones (bio)químicas que ocurren dentro del propio dispositorio y en la zona no saturada subyacente Calidad real del lixiviado se conocerá a través de un programa de monitoreo detallado. En términos generales puede estimarse: • origen del residuo (residencial urbano, industrial o minero) • la construcción y edad de la instalación del dispositorio

31. Disposición de residuos sólidos ¿QUÉ TAN PELIGROSA ES LA CARGA CONTAMINANTE GENERADA? • AMENAZA DEPENDERA DE: • Origen de los residuos • Precipitación de la región

32. Estaciones de Servicio • Son responsables de un gran número de casos de contaminación del agua subterránea. • Están ampliamente distribuidas y manipulan grandes volúmenes de hidrocarburos almacenados en tanques enterrados que no permiten una inspección visual de fugas. • Los talleres mecánicos en las propias estaciones de servicio utilizan grandes cantidades de solventes orgánicos sintéticos y lubricantes hidrocarbonados que pueden ser descargados en el suelo sin controles.

33. Estaciones de Servicio • La corrosión de tanques instalados en las estaciones de servicio provoca fugas de hidrocarburos • Existe una fuerte correlación entre la incidencia y tamaño de las fugas con la edad de los tanques instalados • Es altamente probable que tanques de más de 20 años de antigüedad estén seriamente corroídos y provoquen fugas importantes a menos que reciban un mantenimiento regular.

34. Estaciones de Servicio ¿QUÉ TAN PELIGROSA ES LA CARGA CONTAMINANTE GENERADA? Es fundamental tener en cuenta que pérdidas relativamente pequeñas pueden causar importantes plumas de contaminación del agua subterránea como resultado de la alta toxicidad de las sustancias involucradas.

35. Estaciones de Servicio Algunas consideraciones: • Realizar controles estandarizados periódicos de la integridad de los tanques existentes • Fijar mejores criterios para el diseño, construcción, operación y mantenimiento de tanques enterrados • Realizar protección catódica que reduce notablemente la corrosión. • Utilizar tanques de acero o plástico reforzados con fibra de vidrio o tanques con paredes dobles que ofrecen mayor seguridad contra las pérdidas

36. Terrenos Contaminados • Antiguas áreas urbanas y mineras • Cierre de establecimientos industriales lixiviación producida por los excesos de precipitación • La obtención de información sobre los cambios en la propiedad y/o uso del territorio resulta dificultosa. Son valiosos los mapas y fotografías aéreas antiguas. • A partir del tipo de actividad industrial o minera es posible predecir en forma general la presencia y tipo de contaminación del terreno.

37. Cursos de Aguas Superficiales Contaminadas Ríos y arroyos contaminados puntualmente por vertidos de fábricas, refinerías o desagües de aguas residuales y en forma no puntual cuando su origen no puede identificarse con precisión, como las escorrentías de la agricultura o la minería o las filtraciones de fosas sépticas.

38. Cursos de Aguas Superficiales Contaminadas ¿QUÉ TAN PELIGROSA ES LA CARGA CONTAMINANTE GENERADA? • AMENAZA DEPENDERA DE: • Comportamiento hidráulico del curso de agua • Calidad del agua que infiltra

39. Cursos de Aguas Superficiales Contaminadas COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO DEL CURSO DE AGUA SUPERFICIAL Influente: recarga el acuífero >amenaza Efluente: el acuífero contribuye al curso superficial < amenaza el bombeo de agua subterránea puede invertir la condición del curso de agua de efluente a influente

40. Cursos de Aguas Superficiales Contaminadas • CALIDAD DEL AGUA QUE INFILTRA a través del lecho del curso superficial • puede mejorar como resultado de una atenuación natural del contaminante durante la infiltración • los contaminantes más móviles y persistentes pueden no ser removidos

41. Rutas de Transporte • Los accidentes que involucran el transporte de sustancias peligrosas ocurren con alguna frecuenciay pueden causar una importante carga contaminante al suelo y subsuelo • En terminales de transporte se manejan regularmente sustancias pueden ser descargadas accidentalmente

42. Actividades Mineras y Explotación de Hidrocarburos Impactos en la calidad del agua subterránea como resultado de: • modificaciones hidráulicas de los sistemas de flujo del agua subterránea como resultado de la construcción y operación de excavaciones subsuperficiales y minas a cielo abierto • remoción física de partes de la zona no saturadao de las capas confinantes que proveían protección natural • disposición de aguas de drenaje de las minas o de fluidos salinos de los reservorios de hidrocarburos en el terreno, descarga a cursos de agua superficiales o en lagunas de evaporación

43. Actividades Mineras y Explotación de Hidrocarburos • infiltración de lixiviado proveniente de cúmulos de escombros de minas • disposición de residuos sólidos y efluentes líquidos en excavaciones mineras abandonadas • operación de minas subsuperficiales o pozos de petróleo • movilización de metales pesados y otros compuestos debido a los cambios en el régimen de flujo subterráneo y a cambios asociados con las condiciones hidroquímicas.

44. Actividades Mineras y Explotación de Hidrocarburos

45. Actividades Mineras y Explotación de Hidrocarburos ¿QUÉ TAN PELIGROSA ES LA CARGA CONTAMINANTE GENERADA? DEPENDERA DE: • Tipo de extracción • La explotación de material inerte utilizado en construcción de obras civiles puede considerarse que no es peligrosa • manejo de escombros provenientes de las minas que contienen metales pesados y arsénico y la disposición de las aguas de drenaje de las minas pueden ser altamente contaminantes si son manejadas inadecuadamente • explotación de hidrocarburos donde se extraen grandes volúmenes de agua salina de formación y otros fluidos durante la perforación y operación del pozo pueden representar un importante peligro para los acuíferos poco profundos en las áreas involucradas si son manejados inadecuadamente

46. ENFOQUE DE LA PROTECCIÓN DE LOS RECURSOS HIDRICOS SUBTERRÁNEOS ENFOQUE DE LA PROTECCIÓN DE LAS FUENTES DE AGUA Escala de Trabajo de mapas 1: 25.000 – 100.000 1: 100.000 – 250.000 Empresas Públicas o Privadas de Servicio de Agua y Administraciones Municipales Entes Reguladores del Agua y del Ambiente Provinciales y Nacionales Evaluación de la Importancia Socio- Económica del Recurso Hídrico Subterráneo Delimitación de Áreas de Protección de las Fuentes de Agua Subterránea Mapeo de la Vulnerabilidad a la Contaminación del Acuífero Evaluación de la Vulnerabilidad a la Contaminación del Acuífero Inventario Detallado de Cargas Contaminantes al Subsuelo Reconocimiento de las Principales Fuentes Potenciales de Contaminación del Agua Subterránea Evaluación del Peligro de Contaminación de la Fuente Evaluación General del Peligro de Contaminación del Acuífero Estrategias de Monitoreo del Agua Subterránea y Medidas de Control de Peligro PRINCIPALES APLICACIONES Planificación Primaria/ Desarrollo de Políticas para la Toma de Conciencia del Público y de los Grupos Interesados PRINCIPALES APLICACIONES Protección de la Fuente de Agua y Planificación y Control del Uso del Territorio Local

47. Inventario de fuentes potencialmente contaminantes • Evaluación de qué actividades constituyen una amenaza de contaminación del agua subterránea • inventario de fuentes potencialmente • contaminantes • identificación • localización espacial • caracterización sistemática de todas las fuentes • información sobre su evolución histórica

48. Inventario de fuentes potencialmente contaminantes • Fases del inventario de actividades potencialmente contaminantes • (Zaporozec, 2001)

49. Inventario de fuentes potencialmente contaminantes Fuentes de información • Datos relevantes • organismos del gobierno provincial/municipal • sector privado • Estudios anteriores realizados con otros fines • Sección amarilla del directorio telefónico • Registros de asociaciones y cámaras industriales de la ciudad • Fotografías aéreas antiguas e imágenes satelitales (base para la generación de mapas de uso del territorio, incluyendo los cambios históricos)

50. Inventario de fuentes potencialmente contaminantes Metodologías para la recolección de datos para detectar fuentes potenciales de contaminación (US-EPA, 1991)