Estrategias para el manejo, monitoreo y gestión de acuíferos

Presentación del tema: "Estrategias para el manejo, monitoreo y gestión de acuíferos"— Transcripción de la presentación:

1 Estrategias para el manejo, monitoreo y gestión de acuíferos
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
Taller y Foro Nacional “Contaminación de Acuíferos en El Salvador” INVENTARIO Y CARACTERIZACIÓN DE CARGAS CONTAMINANTES

3 Taller y Foro Nacional “Contaminación de Acuíferos en El Salvador”
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
FUENTE DE CONTAMINACION TIPO DE CONTAMINANTE Actividad Agrícola Nitratos; amonio; pesticidas; microorganismos fecales Saneamiento in situ Nitratos; microorganismos fecales; trazas de hidrocarburos sintéticos. Gasolineras y Talleres Automotrices Benceno; otros hidrocarburos aromáticos; fenoles; algunos hidrocarburos halogenados. Depósito Final de Residuos Sólidos Amonio; salinidad; algunos hidrocarburos halogenados; metales pesados Industrias Metalúrgicas Tricloroetileno; tetracloroetileno; otros hidrocarburos halogenados; metales pesados; fenoles; cianuro Talleres de Pintura y Esmaltes Alcalobencenos; tetracloroetileno; otros hidrocarburos halogenado; metales; algunos hidrocarburos aromáticos. Industria Maderera Pentaclorofenol; algunos hidrocarburos aromáticos Tintorerías Tricloroetileno, tetracloroetileno Manufactura de Pesticidas Algunos hidrocarburos halogenados; fenoles arsénico metales pesados Depósito Final de Lodos Residuales Domésticos Nitratos; varios hidrocarburos halogenados; plomo; cinc Curtidurías Cromo; salinidad; algunos hidrocarburos halogenados; fenoles Exploración y Extracción de Petróleo/ Gas Salinidad (cloruro de sodio); Hidrocarburos aromáticos Minas de Carbón y de Metales Acidez; diversos metales pesados; hierro; sulfatos

6 Causas comunes de contaminación del 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 responsables de 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 herencia de terrenos contaminados
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

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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 subterránea Según 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 subterránea Según su 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 subterránea Según 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 Actividad agropecuaria 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 calidad del agua 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 Feed lot 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 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 Dra. Marta Paris y Mag. Mónica D´Elia
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 saturada o 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
1: – Entes Reguladores del Agua y del Ambiente Provinciales y Nacionales Evaluación de la Importancia Socio- Económica del Recurso Hídrico Subterráneo Mapeo de la Vulnerabilidad a la Contaminación del Acuífero Reconocimiento de las Principales Fuentes Potenciales de Contaminación del Agua Subterránea Evaluación General del Peligro de Contaminación del Acuífero ENFOQUE DE LA PROTECCIÓN DE LAS FUENTES DE AGUA 1: – Empresas Públicas o Privadas de Servicio de Agua y Administraciones Municipales Delimitación de Áreas de Protección de las Fuentes de Agua Subterránea Evaluación de la Vulnerabilidad a la Contaminación del Acuífero Inventario Detallado de Cargas Contaminantes al Subsuelo Evaluación del Peligro de Contaminación de la Fuente Estrategias de Monitoreo del Agua Subterránea y Medidas de Control de Peligro PRINCIPALES APLICACIONES Protección de la Fuente de Agua y Planificación y Control del Uso del Territorio Local Planificación Primaria/ Desarrollo de Políticas para la Toma de Conciencia del Público y de los Grupos Interesados Escala de Trabajo de mapas

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)

51 Inventario de fuentes potencialmente contaminantes
Tipo de inventario y el grado de detalle requerido serán función objetivo final del programa de trabajo tamaño del área bajo estudio variedad de actividades presentes disponibilidad de datos existentes presupuesto financiero personal técnico disponible. Proceso de inventario capaz de generar un conjunto de datos razonablemente homogéneos diseño de las planillas del censo y sistemas de entrada de datos lista de preguntas y respuestas estandarizadas Verificación cruzada de la consistencia de la información Ver Sao Pablo

52 CARACTERÍSTICAS DE LA CARGA CONTAMINANTE GENERADA POR UNA ACTIVIDAD
Desde un punto de vista teórico Clase de contaminante involucrado Concentración del contaminante Modo de disposición Duración

53 CARACTERÍSTICAS DE LA CARGA CONTAMINANTE GENERADA POR UNA ACTIVIDAD
Actividad bacteriológica ó reacción química Procesos de intercambio catiónico, sorción, dilución

54 CARCTERÍSTICAS DE LA CARGA CONTAMINANTE GENERADA POR UNA ACTIVIDAD

55 CARACTERÍSTICAS DE LA CARGA CONTAMINANTE GENERADA POR UNA ACTIVIDAD
del contaminante

56 CARACTERÍSTICAS DE LA CARGA CONTAMINANTE GENERADA POR UNA ACTIVIDAD
Aplicación De ocurrencia

57 Método POSH para la caracterización de cargas contaminantes
Acrónimo de Pollutant Origin + Surcharge Hydraulically PO basado en el tipo de actividad SH basado en la utilización de agua Utiliza datos existentes Clasifica la amenaza de una carga contaminante en tres niveles: elevado, moderado y reducido

58 Método POSH para la caracterización de fuentes de contaminación difusa
AMENAZA DE CONTAMINACION FUENTE DE CONTAMINACIÓN Saneamiento in situ Prácticas agrícolas Elevado Cobertura del servicio de cloacas menor que 25% y densidad- poblacional superior a 100 personas/ha Cultivos comerciales intensivos y la mayoría de los monocultivos en suelos bien drenados en climas húmedos o con baja eficiencia de riego, pastoreo – intensivos sobre praderas altamente fertilizadas. Moderado Intermedio entre elevado y reducido Reducido Cobertura del servicio de cloacas mayor que 75% y densidad poblacional inferior a 50 personas/ha Rotación de cultivos tradicionales, pastoreo extensivo, sistemas de granjas ecológicas, cultivos bajo riego de lata eficiencia en áreas áridas (Foster et. al, 2003)

59 Método POSH para la caracterización de fuentes de contaminación difusa
AMENAZA DE CONTAMINACIÓN FUENTE DE CONTAMINACIÓN Disposición de residuos sólidos Sitios industriales* Lagunas de efluentes Elevado Residuos de industrias tipo 3, residuos de origen desconocido Industrias tipo 3, cualquier actividad que maneje >100 kg/d de sustancias químicas Todas las industrias tipo 3, cualquier efluente (excepto aguas residuales) si el área > 5ha Moderado Precipitación >500 mm/a con residuos residenciales/ industriales tipo 1/ agroindustriales, todos los otros casos Industrias tipo 2 Agua residual residencial se el área > 5ha, otros casos que no figuran arriba o abajo Reducido Precipitación <500 mm/a con residuos residenciales/ industriales tipo1/ agroindustrias Industrias tipo 1 Efluente residencial, urbano mezclado, agroindustrial y minero no metalífero si el área < 1ha. Los terrenos contaminantes por industrias abandonadas deberán tener la misma categoría que las propias industrias Industrias tipo1: carpinterías, fábricas de alimentos y bebidas, destilerías de alcohol y azúcar, procesamiento de materiales no metálicos. Industrias tipo 2: fábricas de caucho, pulpa y papel, textiles, artículos eléctricos, fertilizantes, detergentes y jabones. Industrias tipo3: talleres mecánicos, refinerías de gas y petróleo, manufacturas de pesticidas, plásticos, productos farmacéuticos y químico, curtidurías, fábricas de artículos electrónicos, procesamiento de metal. (Foster et. al, 2003)

60 Método POSH para la caracterización de fuentes de contaminación difusa
AMENAZA DE CONTAMINACIÓN FUENTE DE CONTAMINACIÓN Urbanas varias Exploración minera y petrolera Elevado Operación de campos de petróleo, minas metaliferas Moderado Gasolineras, rutas con tráfico regular de sustancias químicas peligrosas Algunas minas/ canteras de materiales inertes Reducido Cementerios (Foster et. al, 2003)

61 AMENAZA

62 Ver Mapa Sao Paulo

63 Ver Sao Pablo (Foster et. al, 2003)

64 CASO DE ESTUDIO Inventario y caracterización de cargas contaminantes Ciudad de Santa Fe, Argentina