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Revista de la Asociación Geológica Argentina
versión impresa ISSN 0004-4822
Rev. Asoc. Geol. Argent. vol.66 no.4 Buenos Aires jun. 2010
ARTÍCULOS
Modificaciones en las áreas de recarga del acuífero freático en los médanos costeros de San Clemente del Tuyú, provincia de Buenos Aires
Silvina Carretero1 y Eduardo Kruse2
1 Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica. Cátedra de Hidrología General, Facultad de Ciencias Naturales y Museo, La
Plata. Email scarretero@fcnym.unlp.edu.ar
2 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Universidad Nacional de La Plata
RESUMEN
En este trabajo se evalúan los efectos de las modificaciones antrópicas sobre la recarga del acuífero freático en una zona medanosa. El caso de estudio es el área de San Clemente del Tuyú, en el litoral marítimo de la provincia de Buenos Aires, en donde el uso del suelo ha generado modificaciones significativas en el ciclo hidrológico. Se plantearon tres casos de distribución de uso del suelo, se elaboraron mapas isofreáticos para los años 1976, 1987, 2006 y se estimó el volumen de agua dulce disponible al momento de cada relevamiento. Esta información fue integrada a un Sistema de Información Geográfica (SIG). Los resultados obtenidos muestran que existe una relación directa entre la evolución del uso del suelo y la cantidad de agua subterránea almacenada. La zona de médano ha reducido su distribución areal en detrimento de las zonas con urbanización, ese comportamiento se corresponde con la disminución en los volúmenes de agua dulce almacenados para esa área. A modo de conclusión puede expresarse que las modificaciones en el uso del suelo a lo largo del tiempo se reflejan en el comportamiento del acuífero freático. Estudios de detalle recientes demuestran que la urbanización trae aparejada la disminución de las posibilidades de infiltración de los excesos de agua, restringiendo las áreas de recarga natural del acuífero y por consiguiente, las reservas de agua dulce disponibles. Por lo tanto se manifiesta la necesidad de fijar áreas protegidas como reserva y zona de recarga del acuífero con normas de ordenamiento territorial que contemplen la preservación de los mecanismos de recarga natural de las aguas subterráneas.
Palabras clave: Uso del suelo; Urbanización; Agua subterránea; Recarga; M édanos costeros.
ABSTRACT: Modifications to the phreatic aquifer recharge areas at the coastal dunes of San Clemente del Tuyú. The aim of this paper is to evaluate the effects of the anthropogenic modifications on the aquifer recharge in coastal dunes zones. The study area is San Clemente del Tuyú, at the marine littoral of the province of Buenos Aires, where the land use has generated significant modifications in the hydrological cycle. Three areas with different types of land use were defined, isophreatic maps were elaborated for the years 1976, 1987, 2006 and the groundwater volume for each survey was estimated. This information was integrated to a Geographic Information System (GIS). The obtained results show that there is a direct relationship between land use evolution and the amount of groundwater stored. The dune zone has reduced its areal distribution in detriment of urbanized areas, that behavior is related to the decrease of fresh water volumes stored in that area. In conclusion, the modifications in land use through the time are reflecting in the phreatic aquifer behavior. Recent detail studies demonstrate that the urbanization brings about the decrease of the water excesses infiltration possibilities, restricting the aquifer natural recharge areas and consequently, the available fresh water reserves. Therefore, for sustainable groundwater management it is necessary to develop a rational plan for land use by preservation of sectors without urbanization or establishing protected areas to facilitate the aquifer recharge.
Keywords: Land use; Urbanization; Groundwater; Recharge; Coastal dunes.
INTRODUCCIÓN
En el sector nororiental de la costa bonaerense
el agua subterránea es la única
fuente de agua potable. Las reservas de
agua dulce son limitadas y restringidas a
la franja de médanos costeros, estando
directamente relacionadas con los procesos
de infiltración de los excesos de las
precipitaciones.
En la región existe una importante actividad
turística que origina modificaciones
en el medio natural y consecuentemente
en las condiciones hidrológicas. Los procesos
de urbanización, destrucción de
dunas, impermeabilización del terreno,
afectan el régimen de las aguas subterráneas,
como consecuencia de la disminución
de la infiltración y la restricción de
las áreas de recarga (Pousa et al. 2007).
Además se debe considerar la influencia
general que produce una urbanización
en el ciclo hidrológico, como ser el incremento
del escurrimiento superficial
por techos, veredas, calles, etc. que puede
drenar hacia la red de conductos a
través de obras de captación o hacia el
cuerpo receptor principal (Basile y
Riccardi 2000). También los efectos sobre
la amplitud de las fluctuaciones de
los niveles de agua subterránea (Batrak
2008) o la disminución de la infiltración
natural y la aceleración en los procesos
de escurrimiento superficial (Kruse et al.
2004). A su vez con el desarrollo urbano
existen ejemplos que verifican un aumento
en la recarga debido a pérdidasde cañerías de la red de agua potable y
del servicio cloacal (Lerner 2002). Sailer
y Gat (2007) presentan casos en donde
una impermeabilización del 20-30% delárea lleva a un incremento del 12% de la
recarga al sistema subterráneo por medio
de infiltración en las márgenes del
pavimento y parcelas de infiltración.
Pero a su vez exponen otros estudios
que reconocen una disminución de más
del 10% en la recarga debido a drenajes
que descargan en el mar.
El objetivo de este trabajo es evaluar
los efectos de las modificaciones antrópicas
sobre la recarga del acuífero
freático en la zona medanosa de San
Clemente del Tuyú.
Este trabajo forma parte de un estudio
hidrológico integral del área de San
Clemente del Tuyú, en el marco de un
proyecto de tesis doctoral de uno de los
autores (S.C.) por lo cual la temática ha
sido y seguirá siendo abordada cada vez
con más detalles en lo sucesivo, de acuerdo
a los datos que se obtengan a lo largo
del desarrollo del estudio.
UBICACIÓN Y CONDICIONES HIDROGEOLÓGICAS
El área de estudio comprende la localidad de San Clemente del Tuyú, provincia de Buenos Aires, ubicada en la punta norte del Cabo de San Antonio, extendiéndose hacia el sur por la franja costera con un ancho de 2 km (Fig. 1).
Figura 1: Mapa de ubicación y geomorfológico.
La población permanente es del orden
de 15.000 habitantes, siendo la actividad
turística la más importante para el desarrollo
de la región, lo cual se manifiesta
especialmente en la época estival. La
aparición de nuevas ofertas de turismo
en la zona, produce un aporte constante
en el resto del año pero por cortos periodos
de estadía.
Esta zona, desde un punto de vista hidrogeológico,
corresponde a la región
costera (González 2005) o también a la
subregión hidrogeológica médanos costeros
(Santa Cruz y Silva Busso 1999), en
la cual la geomorfología ejerce un control
fundamental sobre el comportamiento
hidrodinámico e hidroquímico. Se diferencian
dos unidades morfológicas denominadas
cordón costero y llanura continental
o llanura deprimida.
El cordón costero (Fig. 2a) se extiende
sin interrupciones desde Punta Rasa hacia
el sur con un ancho de 2 a 4 km. Se divide en playa (Fig. 2c) y médano (Fig.
2b). La zona de playa es rectilínea, tiene
entre 50 y 150 m de ancho, con pendientes
suaves hacia el este. Son costas en
construcción, sin barrancas, con playa
arenosa. Los médanos que se encuentran
emplazados al oeste de la playa que les da
origen, son bajos y fijados por escasa vegetación.
Su granulometría es de arenas
finas y presentan, arealmente, un decrecimiento
general del tamaño de grano de
sur a norte.
Figura 2: a) Cordón costero; b) Médano y c) Playa
La llanura continental se desarrolla al oeste del cordón costero, donde las cotas son inferiores a cinco metros sobre el nivel del mar (m s.n.m) y en el área adyacente a la bahía Samborombón se mantiene abierta al mar. El drenaje natural está conformado por el río Ajó que descarga hacia la bahía y es alimentado por arroyos y canales artificiales que facilitan el escurrimiento. Esta zona deprimida presenta geoformas menores de relieve negativo, cursos irregulares de drenaje lento que conforman cuencas de circulación restringida (cañadas) y convergen en el río Ajó. (Fig. 3)
Figura 3: Llanura continental.
El acuífero principal, de agua dulce (acuífero
freático) está constituido por arenas
de médanos, superpuestas a arenas de
barrera de 5-15 m de espesor según la altura
del médano. Se encuentran limitadas
al oeste y se apoyan, sobre arcillas de albufera
que aumentan de espesor hacia el
norte, donde alcanzan hasta 20 m. La secuencia
termina con los suelos actuales
que son incipientes y poco evolucionados.
En el caso particular del cordón costero
no tienen desarrollo, son arenosos,
excesivamente drenados e inestables.
En el esquema general el acuífero de agua
dulce está limitado por dos interfases, hacia
el continente agua dulce-agua salobre
y hacia el mar, agua dulce-agua salada.
Según la clasificación climática de
Thornthwaite, la zona es del tipo húmedo;
mesotermal (templado); con nulo a
pequeños déficit de agua, y concentración
estival de la eficiencia térmica menor
del 48 %. (Consejo Federal de Inversiones
1990a)
CARACTERISTICA DEL FLUJO SUBTERRÁNEO
Los datos de mediciones de niveles freáticos
efectuados por Sala et al. (1976);
Consejo Federal de Inversiones (1990b)
y, por los autores en 2006, permitieron
elaborar mapas isofreáticos para los años
1976, 1987 y 2006.
De acuerdo al análisis de estos mapas de
flujo (Fig. 4), se reconoce que el cordón costero es la zona de recarga principal, la
conducción se efectúa en un corto tramo,
y se da la descarga en dos direcciones
opuestas, una hacia el mar y la otra al oeste
hacia la llanura continental. La descarga
al occidente se manifiesta en el afloramiento
del nivel freático en la zona de canales
de marea.
Figura 4: Mapa isofreático.
El análisis comparativo de los mapas
muestra que el área elevada en la morfología
freática es coincidente con las mayores
alturas del médano. Esta situación
es más notoria en el sector sur donde las
curvas isofreáticas oscilan entre 1,5 y 3 m
s.n.m. para 1976. En cambio, el sector
norte las curvas tienen menor expresión.
A partir de 1987, se reconoce que la
morfología es más suave, disminuyendo
los valores de mayor cota de los niveles
freáticos. En el 2006 la curva de 1 m
s.n.m. presenta un desplazamiento hacia
el interior, alejándose de la costa, y se
observa una reducción areal de las curvas
de 2,5 y 1,5 m s.n.m. a lo largo del
periodo estudiado.
Tal como fue indicado, el escurrimiento
subterráneo es en dos sentidos, hacia el
este (mar), y hacia el oeste (llanura continental),
reconociéndose particularidades
del flujo subterráneo en los distintos
relevamientos.
Las variaciones en los gradientes hídricos
asociados al coeficiente de permeabilidad
de 20 m/d (Sala et al. 1976) han
permitido reconocer valores máximos y
mínimos de la velocidad efectiva del
flujo subterráneo. Para 1976, en el flanco
oriental del sector sur de la localidad,
el gradiente hídrico máximo es de
0,0062 y la velocidad efectiva de 1,24
m/d. El mínimo fue calculado en
0,0012 y 0,24 m/d de velocidad efectiva,
en el flanco occidental.
Para 1987 ambos gradientes fueron determinados
sobre el flanco oriental del
médano, donde los valores obtenidos son
0,0039 de gradiente máximo y 0,0005 de
mínimo con velocidades efectivas de 0,78
m/d y 0,11 m/d respectivamente. En
cambio, en el mapa de flujo para 2006 resultó factible su determinación sobre el flanco occidental, obteniendo valores de
0,0036 de gradiente hídrico y velocidad
efectiva de 0,72 m/d, máximos, en la
zona sur. Los mínimos calculados en el
norte de la ciudad tienen valores de
0,0006 de gradiente hídrico y 0,12 m/d
de velocidad efectiva.
Del análisis de estos resultados se observa
una progresiva disminución en los valores
de los gradientes hídricos tanto máximos
como mínimos, y por consiguiente
de las velocidades efectivas, lo cual
puede visualizarse en el Cuadro 1.
CUADRO 1: Gradiente hidráulico y Velocidad efectiva a lo largo del tiempo.
EVOLUCIÓN TERRITORIAL
A partir de relevamientos de campo y del
análisis visual de las fotografías aéreas e
imágenes satelitales se plantean tres casos de distribución de uso del suelo, que se
denominaron zonas 1, 2 y 3
La zona 1 está caracterizada por un suelo
arenoso, con escasa urbanización y presencia
de espacios verdes, ya sean áreas
de camping o recreación, como jardines y
espacios públicos, con calles que no se
encuentran pavimentadas. En general es
un ámbito favorable para la recarga, aunque
limitada localmente en algunos sitios
que presentan edificación o impermeabilización
del terreno. Constituye un medio
vulnerable y con riesgo de contaminación
derivada de las actividades que en
ella se desarrollan.
Figura 5: Mapa de uso del suelo.
La zona 2 se corresponde con el ambiente
natural de médanos, que presenta un
suelo arenoso con escasa vegetación,
siendo insignificante la densidad de población.
En este caso, los excesos de agua
alimentan directamente al sistema hídrico
subterráneo. El escurrimiento superficial
tiende a cero, como consecuencia de las
características morfológicas, de la inexistencia
de una red de drenaje y de la alta
permeabilidad de los sedimentos. En esta
zona la baja actividad antrópica minimiza
el riesgo de afectación de la calidad química
del agua
En la zona 3 se han incluido los sectores
densamente urbanizados, situados en el
casco céntrico, donde se ubica el sector
comercial, hotelero, gastronómico y las
calles están pavimentadas. En estos sitios,
como consecuencia de la impermeabilización
prevalece el escurrimiento superficial
de los volúmenes precipitados. En
esta zona, que se encuentra aledaña a la
costa, los desagües pluviales que colectan
el escurrimiento superficial terminan en
la zona de playa. La descarga se produce
hacia el mar y se pierde parte de lo aportado
por las precipitaciones, dando lugar
a una situación desfavorable para la recarga, la cual se lleva a cabo sólo en pequeñas
superficies libres como unas pocas
plazas y jardines de reducido tamaño.
Esta zona es la única abastecida por agua
corriente. Se considera que no existen
pérdidas significativas de la red de distribución
de agua que aporten a la recarga
debido a que se trata de una red en buen
estado que cuenta con menos de 20 años
de funcionamiento. Lo mismo ocurre
con el servicio cloacal, que tiene menos
de 10 años de instalación. Los bajos contenidos
de nitratos en el agua freática
son indicadores de tal situación
(Carretero 2007).
Un análisis comparativo de las fotografías
aéreas de 1958 del Servicio de
Hidrografía Naval, de 1984 del
Ministerio de Obras Públicas de la
Provincia de Buenos Aires y de la imagen
satelital de 2005, perteneciente a Digital Globe, Google Earth, reconoció la evolución
que han manifestado a través del
tiempo las tres zonas descriptas.
Se observa que en 1976 la zona 1 mostraba
una superficie de 2,1 km2; la zona 2 de
7,2 km2 y la zona 3 de 0,7 km2. En 2006
los valores se han transformado en 4,8,
3,6 y 1,5 km2, respectivamente.
Ello indica que se han duplicado los sectores
urbanizados y las zonas de médano
con escasa vegetación han disminuido la
superficie en un 50% (Fig. 6).
Figura 6: Evolución del
uso del suelo.
VARIACIONES EN LAS PRECIPITACIONES Y EXCESOS DE AGUA
La recarga de las aguas subterráneas está directamente relacionada con los excesos
de agua de las precipitaciones (Carretero et al. 2008). La estación Santa Teresita del
Servicio Meteorológico Nacional se ubica
en las proximidades de la zona de estudio,
pero los registros disponibles son
escasos ya que van de 1989 a 2005. Ello
es insuficiente para reconocer la tendencia
regional de las precipitaciones. Se han
seleccionado las estaciones más cercanas
con registros históricos adecuados, que
son Dolores y Punta Indio, con condiciones
climáticas similares a la estudiada.
En la figura 7 puede observarse la serie
anual de precipitaciones para el periodo
1925-2006. El valor promedio para la serie
es de 931 mm/año en Dolores y 962
mm/año en Punta Indio, reconociéndose
una leve tendencia positiva. De acuerdo a
estas condiciones, las precipitaciones,
como fuente de ingreso al sistema hídrico
en sus términos medios se han mantenido
o mostraron un escaso aumento, y por
lo tanto no jugarían un papel preponderante
en variaciones significativas de la reservas
de agua subterránea.
Figura 7: Serie histórica de precipitaciones para dos estaciones del SMN en la región (1925-2006).
Se han elaborado balances hídricos diarios
para los períodos relacionados con
los relevamientos de aguas subterráneas,
así se analizaron marzo-1975 a febrero-1976, septiembre-1986 a agosto-1987 y
noviembre-2005 a octubre-2006. La metodología
utilizada de balance hídrico es
la de Thornthwaite y Mather (1955) en base a los datos de precipitación de
Dolores y los valores de ET0 (evapotranspiración
de referencia) media diaria
estimadas según el método de Penman-
Monteith (FAO 1998).
Los resultados de los balances hídricos se
sintetizan en la figura 8. Los valores de la
precipitación durante el año previo a
cada uno de los relevamientos se encuentran
en el entorno de los valores medios
(entre 906 y 977 mm). Los excesos de
agua con capacidad de infiltración oscilan
entre 377 mm en 2006 y 424 mm en
1987. Se deduce que los relevamientos de
1976, 1987 y 2006 responden a condiciones
en que los balances hídricos son representativos
de las condiciones climáticas
medias y los excesos no presentan diferencias
significativas. Al encontrarse los
excesos estimados dentro del mismo rango
de valores para cada relevamiento, es
posible establecer que el ingreso de agua
al sistema subterráneo no muestra variaciones
importantes.
Figura 8: Resultados del balance hídrico para los tres censos analizados.
EVIDENCIAS DE MODIFICACIONES EN LA RECARGA
De acuerdo a las condiciones establecidas
previamente, es posible considerar
que en el médano se produce la infiltración
de prácticamente la totalidad de los
excesos, los cuales alimentarán a la capa
freática. Es decir que la infiltración para
los períodos anuales analizados varió entre
377 y 424 mm.
En la zona urbana, para aproximar un
porcentaje estimativo de la infiltración
con respecto a la precipitación, se consideraron
los obtenidos por Vázquez Suñé y Sanchez-Vila (1997). Estos autores estimaron
que el 85-90% de la lluvia es drenada
por la red de pluviales, restando un
10-15% de agua disponible para infiltración
y recarga. De acuerdo a estas consideraciones
y a los balances hídricos efectuados,
la infiltración en la zona urbanizada
oscilaría entre 57 y 61 mm.
En base a los mapas de flujo (Fig. 4), a
los parámetros hidráulicos del acuífero
(coeficiente de permeabilidad 10 m/d y
porosidad efectiva 0,10) y considerando
como plano de referencia el 0 m s.n.m, se
estimó el volumen de agua dulce disponible,
desde dicho plano, para cada uno de
los relevamientos (Fig.9). En la zona 1
para 1976 el agua almacenada presentaba
un valor de 0,24 hm3, la zona 2 de 0,79
hm3 y la zona 3 de 0,06 hm3, mientras
que en 2006 corresponden a 0,50, 0,34 y
0,13 hm3 respectivamente.
Figura 9: Volumen de agua subterránea por censo.
A partir de los volúmenes y las áreas de
cada una de las zonas fue posible estimar
el agua disponible por unidad de área y
así reconocer comparativamente el significado
de esa agua almacenada y sus variaciones
temporales.
En la figura 10 se han representado dichas
variaciones expresadas en milímetros, observándose
que una menor lámina de
agua caracteriza a la zona urbanizada
(zona 3) y una mayor a la zona de médanos
(zona 2). De manera, independientemente
de la evolución de las áreas ocupadas
por cada zona, los menores valores de
lámina de agua registrados en la zona 3
(urbana) verifican los efectos de la disminución
de la infiltración, producto de la
impermeabilización del terreno y el aumento
del escurrimiento superficial, cuyo
volumen se pierde a través de los desagües
al mar. Comparativamente con la zona urbana,
los mayores valores en milímetros
observados en el zona 2 (médanos) son la
respuesta de una infiltración sin impedimentos
de los excesos de agua.
Figura 10: Lámina de agua (mm) calculada por zona para cada relevamiento.
DISCUSIÓN
Dado que el agua subterránea en las zonas
parcial y densamente urbanizadas es
altamente vulnerable y con riesgo de
contaminación, las reservas aprovechables
para consumo humano deben relacionarse
esencialmente con el agua almacenada
en el médano sin actividad. A
partir de ello se define la importancia de
los estudios hidrogeológicos y su relación
con el ordenamiento territorial en
las zonas costeras.
El análisis de la calidad y protección del
agua ha sido declarado como uno de los
principales propósitos en distintos países,
en especial aquellos pertenecientes a la
Unión Europea (EU Water Framework
Directive). Los mapas de calidad de agua
subterránea son utilizados como herramienta
para la toma de decisiones y patrón
de planeamiento territorial (García-
Soldado et al. 2008), los cuales deben ser
substanciados por datos relevantes de carácter
geológico y especialmente, hidrogeológicos
(Satkunas 2008).
Si bien en nuestro país, no existen políticas
explícitas referidas a la planificación
y gestión de las zonas costeras,
existe en cambio, una profusa normativa
general en los tres niveles (nacional,
provincial y municipal) con competencias
superpuestas en este ámbito.
(Barragán Muñoz 2005). Es evidente la
necesidad de adoptar medidas de planificación
y ordenamiento territorial frente
al crecimiento de los núcleos urbanos.
Las zonas costeras, con la fuerte influencia
de la actividad turística sumada
a la alta vulnerabilidad de los acuíferos
deberían ser, especialmente consideradas
a la hora de fijar las pautas de manejo
del recurso.
CONCLUSIONES
A partir de los tres relevamientos analizados
(1976, 1987 y 2006), se observa
que las modificaciones en el uso del suelo
se reflejan en el comportamiento del
acuífero freático.
Las zonas parcial y densamente urbanizadas
(zonas 1 y 3) han registrado un aumento
en su superficie del 56 y 41 % respectivamente,
mientras que el médano sin
vegetación se ha reducido en un 50 %.
Estas variaciones disminuyen las posibilidades
de infiltración y recarga del acuífero
y aumentan el escurrimiento superficial.
Para el año previo a cada uno de los
relevamientos se estima que los excesos
con posibilidad de infiltrarse varían entre
377 y 424 mm en la zona de médano y
entre 57 y 61 mm en la zona urbana.
La lámina de agua almacenada por unidad
de área en la zona de médanos es significativamente
superior (entre 36 y 65%) a la
correspondiente a la zona urbanizada.
Por otra parte la situación más crítica se
verifica en el volumen relativo de agua almacenado
en la zona de médano (zona 2)
que ha disminuido con el transcurrir del
tiempo, para condiciones climáticas relativamente
similares, como consecuencia de
la reducción areal de las superficies de recarga
natural del acuífero. En 1976 ese valor
relativo significaba 0,79 hm3 (un 72%
del total en el área de análisis), mientras
que en 2006 es de 0,34 hm3 (35%).
En la planificación territorial del ambiente
de médanos costeros debe contemplarse
la protección ambiental de las reservas
de agua dulce, lo cual implica la delimitación de áreas de seguridad donde
se impidan los procesos de urbanización
y otras actividades que pueden afectar el
recurso hídrico subterráneo.
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Recibido: 9 de Diciembre, 2009
Aceptado: 25 de Marzo, 2010