RECARGA

1. RECARGA (Bradbury et al., 2000; Balek, 1988; Scanlon et al., 2002; De Vries y Simmers, 2002) Recarga: entrada de agua a la zona saturada.

2. LEY COLOMBIANA Y LA RECARGA • La ley 99 de 1993 en su artículo 1, numeral 4 enuncia “Las zonas de páramos, subpáramos, los nacimientos de agua y las zonas de recarga de acuíferos serán objeto de protección especial”. • La ley 373 de 1997 en su artículo 10 encarga a las corporaciones ambientales de la protección de la áreas de recarga: “…las Corporaciones Autónomas Regionales y demás autoridades ambientales realizarán los estudios hidrogeológicos, y adelantarán las acciones de protección de las correspondientes zonas de recarga. Los anteriores estudios serán realizados, con el apoyo técnico y científico del IDEAM e Ingeominas”.

3. LEY COLOMBIANA Y LA RECARGA • El artículo 16 de la misma ley reitera la necesidad de protección de estas zonas de recarga o zonas de manejo especial, como las llama: “…En la elaboración y presentación del programa se debe precisar que las zonas de páramo, bosques de niebla y áreas de influencia de nacimientos de acuíferos y de estrellas fluviales, deberán ser adquiridos con carácter prioritario por las entidades ambientales de la jurisdicción correspondientes, las cuales realizarán los estudios necesarios para establecer su verdadera capacidad de oferta de bienes y servicios ambientales, para iniciar un proceso de recuperación, protección y conservación” • El DECRETO 1729 DE 2002. en su artículo 4 enuncia los principios para ordenación de cuencas: ……La ordenación de cuencas se hará teniendo en cuenta, entre otros, los siguientes principios y directrices: 1. El carácter de especial protección de las zonas de páramos, subpáramos, nacimientos de aguas y zonas de recarga de acuíferos, ……

4. La Recarga se puede dar por: DETERMINAR LA RECARGA NUNCA ES UN PROCESO AISLADO!!!!! COMPRENDEUNA GAMA DE ESTUDIOS • PrecipitaciónLA MAS IMPORTANTE!!! • Recarga de ríos y lagos • Fugas de redes y riego

5. Estructura Columnar Cenizas volcánicas

6. Parámetros que influyen en la recarga • Superficie: Precipitación, topografía, uso del suelo, EVP • Irrigación: pérdidas, diseño de canales, horarios • Ríos: ganancia o pérdidas • Zona no saturada: zona de raíces, tipos especiales de suelo: cenizas volcánicas. Parámetros hidráulicos • Tipo de acuíferos

7. Variabilidad temporal de la Recarga

8. Elección método de estimación de recarga (Lerner 1990) • Balance de agua • Identificación de procesos y mecanismos • Errores de estimación • Fácil de usar • Facilidad de extrapolación

9. Recarga en zonas áridas y zonas húmedas • En las regiones húmedas los acuíferos son recargados por precipitación que atraviesa el suelo y por la infiltración de agua proveniente de cuerpos superficiales de agua como ríos y lagos (Coughanowr - UNESCO, 1994). • En los climas áridos, la entrada de agua es intermitente y la recarga se localiza principalmente en partes bajas del terreno (valles de ríos) y afloramientos de roca.

11. Métodos para estimar la recarga • Técnicas de Medidas directas: lisímetros . • Técnicas de Balance de agua. • Técnicas de Darcy o modelos numéricos basados en la ley de Darcy. • Técnicas de trazadores • Otros métodos, donde se destacan en especial los métodos empíricos.

12. Precipitación Evapotranspiración Riegos ZONA SUPERFICIAL Humedad del suelo Caudal que sale Caudal que entra Recarga en tránsito directa Recarga en tránsitodiferida ZONA NO SATURADA Altura de niveles colgados Caudal que sale Recarga (percolación) ACUÍFERO Altura del nivel freático Escorrentía Subterránea Caudal que entra Diagrama de balance Hídrico Samper F.J. (1997)

13. RECARGA MODELO PARA LA ESTIMACIÓN DE LA RECARGA POTENCIAL DEBIDA A LA PRECIPITACIÓN (KENNETH R. BRADBURY ET AL., 2000) Cambio en la humedad del suelo = Precipitación* - Escorrentía – Evapotranspiración

15. MODELO HIDROGEOLÓGICO 1-Líneas de flujo que originan manantiales 2-Líneas de flujo que descargan en ríos y quebradas 3-Líneas de flujo que se infiltran profundamente en los acuíferos del valle Patrones flujo en el Altiplano, adaptado de Conklin et al, 2004

16. CASOS DE ESTUDIO DONDE LAS ZONAS DE RECARGA JUGARON UN PAPEL PRIMORDIAL

17. ANTECEDENTES EMBALSE EL PEÑOL • Agrietamientos en las viviendas • Modificación condiciones geotécnicas del suelo (cortes) • Cambio en condiciones de drenaje • Afloramiento de agua en las construcciones • Disminución de las averías de las casas con la ubicación de filtros poco profundos

18. CONDICIONES • Precipitación media anual: 2500 mm • Suelos: Derivados de la cuarzodiorita del Batolito Antioqueño • Suelo presenta secuencia vertical : • Limos plásticos superficiales • Limos arenosos • Arenas gruesas

19. ZONA DE ESTUDIO

20. PROBLEMAS • 1978: Construcción nuevo emplazamiento del Peñol • 1980: Agrietamiento en muros y pisos de varias casas. • 1980: Situación incipiente de deslizamiento rotacional de la base

21. ESQUEMA PERFIL DE LA ZONA

22. ANÁLISIS ISOTÓPICO

23. ANÁLISIS ISOTÓPICO

24. CONSECUENCIAS • Modificación de la circulación de aguas subterráneas • Modificación del estado natural de esfuerzos Estado de deformación próximo a la ruptura

25. CASOZONA NOROCCIDENTAL DE MEDELLÍN

26. ANTECEDENTES: INFRAESTRUCTURA EN EL SECTOR NORORIENTAL DE MEDELLÍN • Explanaciones con cortes de hasta 20 m • Ladera de pendiente local moderada - alta • Capa superficial de regolito (2 – 25 m) formados sobre un macizo de serpentinitas y dunitas • Deslizamiento rotacional de 25000 m3 de regolito • Estudio de suelos con perforaciones solo en el regolito • Precipitación parte alta del Valle: 1800 – 2000 mm/año

27. CONDICIONES GEOLÓGICAS

28. CIRCULACIÓN EN ROCA FRACTURADA • Infiltración de agua en la parte alta • Circulación de agua subterránea • Existencia de acuífero confinado Estudio geotécnico capa superficial

29. ANÁLISIS ISOTÓPICO

30. MODIFICACIÓN EQUILIBRIO DE PRESIONES

31. SOLUCIONES • Modificación geometría de taludes según nuevos estudios de suelos • Construcciones de galerías drenantes para manejar el agua subterránea

32. CASOBUCARAMANGA

33. ANTECEDENTES: BUCARAMANGA • Zona más afectada por los deslizamientos en Colombia • Meseta de Bucaramanga: Deposito aluvial cuaternario • Características físicas e hidráulicas del deposito controlan el comportamiento hidrogeológico • Recarga: Macizo de Santander • Acuífero libre: fluye Oriente - Occidente

34. ZONA DE ESTUDIO

35. RECARGA EN LA ZONA DE ESTUDIO

36. ANÁLISIS DE ZONAS CRÍTICAS • Cerca o por encima de la pata del talud aumentan gradientes y hay presencia de zonas de altas velocidades y fuerzas de filtración • Análisis de fluctuaciones de los niveles freáticos • Manantiales por encima de la pata del talud: proceso erosivo dominante SOCAVACIÓN

37. PUNTO CRÍTICO Ascenso de niveles Afloramientos en los depósitos (formados por anteriores deslizamientos) Generación gradientes menores: obstrucción parcial salida de agua subterránea Elevación local del Nivel Freático Movimientos de masa por falla circular o traslacional

38. Recarga artificial

39. EXPERIENCIAS REALIZADAS A NIVEL MUNDIAL • FINLANDIA Primer país en utilizar el sistema de recarga artificial. • SUECIA Este sistema abastece a poblaciones entre 2.500-250.000 personas. • ALEMANIA Se aplicó por primera vez en 1875 en la ciudad de Chemnitz. • DINAMARCA El 99% del agua suministrada para consumo humano es de origen subterráneo.

40. Comparación métodos para estimar recarga

41. Comparación métodos para estimar recarga

42. Comparación métodos para estimar recarga

43. Comparación métodos para estimar recarga