Caracterización de acuíferos en el área Balsa Las Perlas, provincia de Río Negro, Argentina

Abstract

Actualmente, los antecedentes referidos a las características de las unidades acuíferas de Balsa Las Perlas, son sumamente escasos, de allí la importancia de este estudio desarrollado entre los cañadones principales Este, Oeste y el Río Limay, en un ambiente desarrollado bajo condiciones climáticas áridas ligado a un fuerte déficit hídrico anual y fuertemente antropizado, siendo el objetivo del presente trabajo la caracterización hidrogeológica del área de estudio.

Para el análisis, en principio se realizó la descripción de los afloramientos y un censo a través del cual se relevaron un total de 98 perforaciones, fijando las coordenadas geográficas con un GPS. Teniendo en cuenta la densidad de datos registrados y la información recopilada tanto geológica como geomorfológica, se midieron los niveles del agua en dos estaciones opuestas utilizando una sonda, con el fin de conocer la hidrodinámica del lugar, contemplando un tratamiento integrado del ciclo hidrológico (agua subterránea – agua superficial), por lo cual se incorporó información del río Limay otorgada por la Autoridad Interjurisdiccional de las Cuencas (AIC). También se adquirieron parámetros fisicoquímicos in situ con un conductímetro, un sensor de pH y por medio del análisis de muestras e informes proporcionados por los propietarios de las perforaciones. A partir de la información disponible, sobre una transecta NS, se fue construyendo un modelo geo-hidrogeológico con base en el Modelo Digital de Elevación (MDE) con una resolución espacial de 5 m del Instituto Geográfico Nacional (IGN). En función del modelo determinado, se obtuvieron las expresiones globales del balance hidrológico para cada unidad acuífera diferenciada, contemplando los factores de vulnerabilidad. Además, se elaboró la cartografía correspondiente a la geología y geomorfología mediante el programa ArcGIS. Cabe destacar que, en este trabajo, al inicio de cada capítulo se enuncia y detalla la metodología empleada en particular.

Sobre la base de lo anterior se pudo inferir dos grades ambientes litoestratigráficos locales, el primero con ubicación norte, conformado por depósitos pertenecientes a la planicie aluvial del río Limay integrado por conglomerados y gravas sueltas con menor participación de arena gruesa como matriz de edad Holocena, el cual limita al sur y en profundidad con el segundo ambiente constituido por depósitos sedimentarios del Subgrupo Río Neuquén expuestos en las paredes de los cañadones y en las escarpas de las bardas, caracterizados litológicamente por una sucesión alternante de depósitos fangolíticos y arenosos de edad Cretácica Superior, en donde la disposición de los estratos se determinó en base a la litología que aflora y a la información recopilada por los vecinos con conocimiento general del área y otros del ámbito petrolero. Toda esta sucesión se encuentra en general cubierta por un manto de poco espesor de depósitos provenientes de los niveles aterrazados, pero también, en restringidos sectores como en los laterales del cañadón Este, en el área donde se ubica una pequeña cantera de arena, afloran los depósitos de Balsa Las Perlas, denominación informal para un conjunto de depósitos de areniscas de color predominantemente rojizas de edad Pleistocena, probablemente relacionados o contemporáneos con los niveles de terraza del río Limay.

Se distinguieron cuatro niveles de terrazas, tres al sur antiguos, debido a que sus depósitos se encuentran consolidados, las gravas están cementadas con carbonato de calcio (CaCO3), y adyacente a la llanura aluvial se reconoció una terraza moderna con depósitos no consolidados. Además, de la planicie aluvial, superficies pedimentadas, terrazas aluviales de ancho irregular, cañadones primarios que encierran la región de estudio y secundarios en donde se desarrollan cauces de carácter efímeros, los cuales son activados cuando ocurren precipitaciones extraordinarias, se identificaron meandros abandonados, geoforma fluvial en ambientes de cursos de hábito meandriforme.

Las unidades geomorfológicas presentan límites muy irregulares, por lo que, en ocasiones, invaden en pequeñas áreas, una a otra, es por ello que las características de las perforaciones varían de acuerdo a la ubicación. El número de las mismas es abundante en llanura aluvial y en cambio al sur disminuyen abruptamente debido a la consolidación del suelo; las profundidades en general son menores en la planicie aluvial y mayores hacia el sur; en cuanto a la realización, la mayoría están hechas a pala o hincadas y en raras excepciones perforadas mecánicamente, dependiendo de la dureza del suelo, la cual es significativa en las terrazas antiguas; y los usos del agua extraída (desuso, riego, lavado, consumo humano), dependen de la calidad, en algunos casos la salinidad es tan elevada que la misma no es apta ni si quiera para riego, y en otros casos hay evidencia de contaminación por efluentes cloacales, por lo que no es potable sin tratamiento previo, debido a que superan los máximos establecidos por el Código Alimentario Argentino (Art. 982 - agua potable).

El análisis de los caudales y alturas de la serie de datos 2010-2022 del río Limay y los niveles obtenidos de las mediciones freatimétricas en la planicie, muestra una estrecha comunicación del río con el acuífero freático, en donde se observó que el nivel de agua en el acuífero baja cuando decae el nivel del río y por ende el caudal. En la gran mayoría de los niveles medidos en las perforaciones existentes, se aprecia un descenso en invierno, seguramente debido a la evidente disminución en los caudales del río Limay en este año 2022 en particular por la emergencia hídrica, pero en la peculiar y única perforación situada bien al sur, el nivel aumentó, mostrando en principio que no tiene relación con el río desde el punto de vista hidrodinámico.

El modelo hidrogeológico, está constituido por dos grandes unidades, una somera, la más importante y utilizada en la zona, de un espesor medio que varía entre 10 m y 12 m aproximadamente con ubicación norte y una profunda ubicada al sur, base del nivel acuífero somero, compuesta esencialmente por sedimentitas del Subgrupo Río Neuquén, constituyendo un complejo acuífero profundo, cuyo conocimiento deriva principalmente de datos indirectos, en donde se localizan al menos tres niveles acuíferos, dos someros, arealmente restringidos pudiendo dar manantiales al interceptar la superficie, y un tercer nivel acuífero confinado de aproximadamente 45 m de profundidad. El sistema presenta un sentido general de escurrimiento sur-norte con descarga hacia el valle y la llanura aluvial y el sentido del flujo subterráneo en general es de oeste a este. En función de la relación entre el agua superficial y subterránea, la principal recarga al acuífero libre aluvial proviene desde el río cuando el mismo es influente y también hay una posible recarga desde el acuífero confinado, ya que la planicie aluvial podría estar comunicada con el acuífero confinado por una superficie de contacto. Este acuífero confinado, no está sobreexplotado y debido a que el nivel de energía es mucho mayor que el del río, se deduce que la recarga se encuentra fuera del área de estudio, proveniente desde el sur y de carácter regional. Para las napas someras, acuíferos más locales y de recarga no permanente, el único termino de ingreso estaría dado por la infiltración por lluvia.

En cuanto a la disponibilidad de agua, se expresó sólo la fórmula del balance global para cada acuífero distinguido, debido a que sólo se conocen la precipitación media anual de 173 mm/año y la evapotranspiración potencial del orden de los 771 mm/año y los demás parámetros se desconocen, por lo que hacen falta más investigaciones para cuantificar la magnitud de las recargas o de las reservas.

Desde una perspectiva hidroquímica, al norte de la zona de estudio, la concentración de iones, así como la salinidad son bajas y el agua para la planicie, al igual que la del río Limay es del tipo bicarbonatada sódica, confirmando una fuerte comunicación entre el río y el acuífero libre aluvial. La influencia del río disminuye hacia el sur y aumenta la salinidad y la concentración de iones, predominantemente de sulfatos (SO₄²-) y sodio (Na+), indicando un mayor tiempo de residencia en los estratos del Subgrupo Río Neuquén, obteniéndose aguas del tipo sulfatadas sódicas. En consecuencia, en el área de la llanura aluvial, hasta los límites de la terraza moderna, se registraron los valores más bajos de conductividad eléctrica y un valor medio de pH igual a 7.22 y hacia el sur, los valores de conductividad eléctrica aumentan considerablemente, con valores medios de pH igual a 7.61. A efecto, se observa un intenso vínculo entre el agua subterránea con las unidades geomorfológicas, realizándose una zonificación, en donde las aguas dulces están presentes al norte de la zona y hacia el sur se tornan salobres a saladas. Como la población se caracteriza por la falta de servicios públicos básicos, el mayor factor que puede generar daño al recurso, son los efluentes cloacales y en menor medida por plaguicidas, provenientes de las chacras aledañas, por lo que se realizó una zonificación de vulnerabilidad para la zona, en donde se constata de una muy elevada vulnerabilidad al norte, en el acuífero libre aluvial, ya que es muy permeable y hacia el sur, en general disminuye debido a que la conductividad en los estratos del Subgrupo Río Neuquén es menor, la pendiente aumenta considerablemente y hay un espesor significativo de estratos por encima de los acuíferos. En lo referente al acuífero confinado, se puede deducir que en la zona de estudio no es vulnerable, pero sí lo es, en el área de recarga.

Conforme a lo expuesto con anterioridad, se generó de manera sencilla perfiles y mapas exhibidos a lo largo del presente trabajo, en donde es evidente que la información disponible y recopilada a partir de las perforaciones existentes, en la zona sur de Balsa Las perlas es limitada, por lo que se podría completar con futuras investigaciones utilizando métodos geofísicos.

Currently, the antecedents referring to the characteristics of the aquifer units of Balsa Las Perlas are extremely scarce, hence the importance of this study carried out between the main canyons East, West and the Limay River, in an environment developed under arid climatic conditions linked to a strong annual water deficit and heavily anthropized, the objective of this work being the hydrogeological characterization of the study area. For the analysis, in principle a description of the outcrops and a census were carried out through which a total of 98 boreholes were surveyed, fixing the geographical coordinates with a GPS. Considering the density of recorded data and the information collected, both geological and geomorphological, the water levels were measured in two opposite stations using a probe, in order to know the hydrodynamics of the place, contemplating an integrated treatment of the hydrological cycle (water groundwater – surface water), for which information from the Limay River provided by the Interjurisdictional Authority of the Basins (AIC) was incorporated. Physicochemical parameters were also acquired in situ with a conductivity meter, a pH sensor and through the analysis of samples and reports provided by the owners of the boreholes. Based on the available information on an NS transect, a geohydrogeological model was built based on the Digital Elevation Model (DEM) with a spatial resolution of 5 m from the National Geographic Institute (IGN). Based on the determined model, global expressions of the hydrological balance were obtained for each differentiated aquifer unit, considering the vulnerability factors. In addition, cartography corresponding to geology and geomorphology was prepared using the ArcGIS software. It should be noted that, in this work, at the beginning of each chapter the methodology used in particular is stated and detailed. Based on the above, two degrees of local lithostratigraphic environments could be inferred, the first with a northern location, made up of deposits belonging to the alluvial plain of the Limay River made up of conglomerates and loose gravels with less participation of coarse sand as a matrix of Holocene age, which limits to the south and in depth with the second environment constituted by sedimentary deposits of the Río Neuquén Subgroup exposed on the walls of the ravines and on the scarps of the walls, characterized lithologically by an alternating succession of mudstone and sandy deposits of Upper Cretaceous age. . , where the arrangement of the strata is determined based on the lithology that emerges and the information collected by neighbors with general knowledge of the area and others from the oil field. This entire succession is generally covered by a thin mantle of deposits from the terraced levels, but also, in restricted sectors such as on the sides of the East ravine, in the area where a small sand quarry is located, the Balsa Las Perlas deposits, informal name for a set of predominantly reddish sandstone deposits of Pleistocene age, probably related to or contemporary with the terrace levels of the Limay River. Four levels of terraces were distinguished, three to the south being ancient, because their deposits are consolidated, the gravels are cemented with calcium carbonate (CaCO3), and adjacent to the alluvial plain a modern terrace with unconsolidated deposits was recognized. In addition, from the alluvial plain, paved surfaces, alluvial terraces of irregular width, primary ravines that enclose the study region and secondary ones where ephemeral channels develop, which are activated when extraordinary rainfall occurs, abandoned meanders, geoforms are identified in fluvial environments with courses of meandering habit. The geomorphological units have very irregular boundaries, which is why they sometimes invade one another in small areas, which is why the characteristics of the perforations vary according to the location. Their number is abundant in the alluvial plain and, however, to the south they decrease abruptly due to the consolidation of the soil; Depths in general are lower in the alluvial plain and greater towards the south; As for the construction, the majority are made with a shovel or driven and in rare exceptions mechanically drilled, depending on the hardness of the soil, which is significant in old terraces; and the uses of the extracted water (disuse, irrigation, washing, human consumption) depend on the quality, in some cases the salinity is so high that it is not even suitable for irrigation, and in other cases there is evidence of contamination. by sewage effluents, so it is not drinkable without prior treatment, because they exceed the maximums established by the Argentine Food Code (Art. 982 - drinking water). The analysis of the flows and heights of the 2010-2022 data series of the Limay River and the levels obtained from phreatimetric measurements in the plain, shows a close communication of the river with the phreatic quifer, where it was observed that the water level the aquifer drops when the river level and therefore the flow decreases. In the vast majority of the levels measured in the existing boreholes, a decrease is seen in winter, surely due to the evident decrease in the flows of the Limay River in this year 2022, particularly due to the water emergency, but in the peculiar and only borehole Located well to the south, the level increased, showing in principle that it has no relationship with the river from a hydrodynamic point of view. The hydrogeological model is made up of two large units, a shallow one, the most important and used in the area, with an average thickness that varies between 10 m and 12 m approximately located in the north, and a deep one located in the south, base of the shallow aquifer level. , essentially composed of sedimentites from the Río Neuquén Subgroup, constituting a deep aquifer complex, whose knowledge derives mainly from indirect data, where at least three aquifer levels are located, two shallow, areally restricted and can give springs when intercepting the surface, and a third confined aquifer level approximately 45 m deep. The system presents a general direction of south-north runoff with discharge towards the valley and the alluvial plain and the direction of the underground flow in general is from west to east. Depending on the relationship between surface and groundwater, the main recharge to the free alluvial aquifer comes from the river when it is influent and there is also a possible recharge from the confined aquifer, since the alluvial plain could be connected to the aquifer confined by a contact surface. This confined aquifer is not overexploited and because the energy level is much higher than that of the river, it is deduced that the recharge is outside the study area, coming from the south and of a regional nature. For shallow layers, more local aquifers and non-permanent recharge, the only entry term would be given by infiltration by rain. Regarding water availability, only the global balance formula was expressed for each distinguished aquifer, because only the average annual precipitation of 173 mm/year and the potential evapotranspiration of the order of 771 mm/year and the Other parameters are unknown, so more research is needed to quantify the magnitude of the recharges or reserves. From a hydrochemical perspective, to the north of the study area, the concentration of ions, as well as salinity, are low and the water for the plain, like that of the Limay River, is of the sodium bicarbonate type, confirming a strong communication between the river and the free alluvial aquifer. The influence of the river decreases towards the south and increases salinity and the concentration of ions, predominantly sulfates (SO₄²-) and sodium (Na+), indicating a longer residence time in the strata of the Neuquén River Subgroup, obtaining sulfated waters. sodium. Consequently, in the floodplain area, up to the limits of the modern terrace, the lowest values of electrical conductivity and an average value of pH equal to 7.22 were recorded and towards the south, the values of electrical conductivity increase considerably, with average pH values equal to 7.61. To this end, an intense link is observed between the groundwater and the geomorphological units, creating a zoning, where fresh waters are present to the north of the area and to the south they become brackish to salty. As the population is characterized by the lack of basic public services, the greatest factor that can cause damage to the resource is sewage effluents and to a lesser extent pesticides, coming from the surrounding farms, which is why a vulnerability zoning was carried out to the area, where there is a very high vulnerability to the north, in the free alluvial aquifer, since it is very permeable and towards the south, it generally decreases because the conductivity in the strata of the Río Neuquén Subgroup is lower, the slope increases considerably and there is a significant thickness of strata above the aquifers. Regarding the confined aquifer, it can be deduced that in the study area it is not vulnerable, but it is vulnerable in the recharge area.