DISEÑO DE UN PROYECTO PILOTO DE RECARGA ARTIFICIAL DE ACUÍFEROS EN ZONAS ÁRIDAS Y SEMI-ÁRIDAS Mendoza Mata, A., Palma Nava, A., González Villarreal, F.

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1 DISEÑO DE UN PROYECTO PILOTO DE RECARGA ARTIFICIAL DE ACUÍFEROS EN ZONAS ÁRIDAS Y SEMI-ÁRIDAS Mendoza Mata, A., Palma Nava, A., González Villarreal, F. X CONGRESO NACIONAL DE AGUAS SUBTERRÁNEAS Ixtapa Zihuatanejo, Guerrero, Octubre 2015

2 Introducción y Objetivos La Norma Oficial Mexicana NOM – 014 – CONAGUA – 2007, Requisitos para la recarga artificial de acuíferos con agua residual tratada, establece los requerimientos que deben cumplir la calidad del agua, la operación y el monitoreo utilizados en los sistemas de recarga artificial. Dichos requisitos pueden ser evaluados en el sitio óptimo de recarga previamente seleccionado, mediante la implementación de un proyecto piloto, construido para operar temporalmente un sistema de recarga artificial evaluando su factibilidad técnica, mediante el monitoreo del comportamiento de las variables hidráulicas y de calidad del agua relacionadas, así como su posible impacto al acuífero. El presente trabajo plantea una propuesta general para la implementación de un proyecto piloto en acuíferos libres en zonas áridas y semi-áridas, mediante lagunas de infiltración, por medio de la reutilización de aguas residuales tratadas.

3 Experiencias nacionales y mundiales Sistema SAT en Shafdan – Mekorot (Israel) San Luis Río Colorado (México)

4 Estudio de caso Anteproyecto de recarga artificial de acuíferos en la cuenca del río Sonora Objetivo General Desarrollo de metodologías para el manejo integral de aguas superficiales y subterráneas en la cuenca Objetivos específicos Análisis hidrológico integrado de la cuenca Políticas de operación de las presas y acuíferos Definir proyectos de recarga artificial Optimar el abastecimiento del sistema Desarrollar modelos de simulación Segunda fase: laguna de infiltración piloto

5 Estudio de caso Vista en planta de lagunas de infiltración Anteproyecto de recarga artificial: Tipo: lagunas de infiltración Estructuras auxiliares: canal lateral de alimentación controlado por compuertas y tomas tipo granja Ubicación: aguas debajo de la presa Abelardo L. Rodríguez, municipio Hermosillo Fuente del agua: agua residual tratada (nivel secundario), gasto de infiltración 1.5 m3/s Vista lateral de lagunas de infiltración

6 Estudio de caso Determinación de sitios potenciales Fuentes potenciales del agua de recarga Estudios de caracterización y pruebas de campo Diseño de obra civil e infraestructura hidráulica de lagunas Diseño de pozos de monitoreo e instrumentación Determinación de funcionamiento hidráulico y plan de monitoreo Construcción y operación del sistema Modelación Zona no saturada Zona saturada Plan de recuperación FASE 3: Desarrollo e implementación paralela

7 Caracterización hidrogeológica y estudios de campo Previa a la operación Estudios geofísicos: SEVs y tomografías Pruebas de infiltración y mecánica de suelos Calidad del agua: efluente PTAR, pozos cercanos Durante la operación Infiltración (pozos de monitoreo) Calidad del agua (pozos de monitoreo) Calidad del agua (pozos cercanos) Posterior a la operación Calidad del agua (pozos de monitoreo) Estudio de caso

8 Diseño de obra civil e infraestructura hidráulica de laguna piloto Vista en planta lagunas de infiltración Vista en planta de laguna piloto Corte transversal de laguna piloto

9 CONTENIDO Diseño de pozos de monitoreo e instrumentación Pozo de monitoreo con instrumentación

10 Estudio de caso Determinación de funcionamiento hidráulico y plan de monitoreo PuntoNormatividadPeriodoDuración Efluente PTAR NOM-014-CONAGUA-2007 NOM-127-SSA1-1994 NOM-001 ECOL-1996 Quincenal Dos meses Pozos NOM-127-SSA1-1994 NOM-014-CONAGUA-2007 Único Muestreo Pozos (Prueba piloto) NOM-127-SSA1-1994 NOM-014-CONAGUA-2007Mensual Mínimo 6 meses ParámetroUnidadesValor Carga hidráulicam/d0.5 – 1.0 Ciclos con infiltraciónDías1 – 7 Ciclos sin infiltraciónDías2 – 7 Ciclos de limpiezaDías15 - 30 Tiempos de residenciaMeses6 – 12 Profundidad N.E.Metros5 – 30 (máx. 100) Periodicidad del monitoreo de calidad del agua Parámetros de operación de laguna piloto

11 Desarrollo de construcción, operación y modelación de zona no saturada como procesos paralelos en prueba piloto Pozo de monitoreo Zona no saturada Sitio de monitoreo ? ? ? ¿Tiempos de residencia?, ¿Evolución de frente húmedo?, ¿Transformaciones geoquímicas? Estudio de caso Zona no saturada Zona saturada N.F.

12 Estudio de caso Modelación de flujo Saturación Contenido de humedad Carga de presión Velocidades Modelación de transporte Evolución de concentraciones de nitratos y nitritos

13 Conclusiones La selección de sitios potenciales para implementar un sistema de recarga artificial depende de múltiples factores, que serán determinados en gran medida, por las condiciones específicas del proyecto. La presente propuesta ponderó los factores de litología del suelo, cercanía a la fuente de agua, calidad del agua subterránea y diversos lineamientos de la norma mexicana NOM – 014 – CONAGUA – 2007. Es necesario prestar atención en la implementación paralela de la puesta en marcha de la prueba piloto y los modelos de flujo y transporte, respectivamente. Lo anterior con la finalidad de lograr un acoplamiento simultáneo de ambos aspectos y definir cuestionamientos tales como la ubicación de las perforaciones de monitoreo, su profundidad, su instrumentación y su registro de datos. La ejecución de una prueba piloto resulta esencial en el desarrollo de proyectos de recarga artificial de acuíferos, ya que permite conocer el comportamiento de las variables hidráulicas y de calidad del agua relacionadas, pudiendo evaluar el impacto hacia el sistema.

14 Conclusiones La literatura, recomienda y enlista una amplia gama de estudios, que incluye pruebas en campo y laboratorio para poder lograr un mayor entendimiento del sitio. Se recomienda realizar, como requisitos mínimos antes, durante y después de la operación de la prueba piloto, los siguientes estudios: -Estudios de mecánica de suelos, análisis granulométrico, determinación de diversos parámetros tales como: peso volumétrico, límites de consistencia, contenido de agua, límite de contracción y densidad de sólidos. -Pruebas de calidad de agua: para el efluente de la PTARS y del flujo nativo, de acuerdo a los parámetros y temporalidad que indica la NOM – 014 – CONAGUA – 2007.

15 GRACIAS POR SU ATENCIÓN amendozam@iingen.unam.mxapalman@iingen.unam.mxfgonzalezv@iingen.unam.mx