Universidad de Costa Rica Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Topográfica IT 7002 Hidrología Subterránea Prof: Ing. Alberto Calvo Porras Tema: Acuíferos del Valle Central Presentado por: Daniela Quirós Solano B45559 Pablo Vargas Mora A76803 I sem 2022 Índice Índice 2 Introducción 3 Objetivos 4 Objetivo General 4 Objetivo Específicos 4 Desarrollo 5 Acuíferos en Costa Rica 5 Acuífero de Colima, Valle Central 7 Acuífero de Barva, Valle Central 9 Factores de riesgo y deterioro en Acuíferos de Costa rica 10 Conclusiones 11 Bibliografía 12 Introducción El presente trabajo tiene como objetivo identificar los principales acuíferos de Costa Rica, específicamente en la región del Valle Central, así como sus características principales que permiten el abastecimiento tanto de su población para la vida cotidiana, así como el abastecimiento agrícola e industrial de dicha región Costa Rica se caracteriza por ser uno de los países con gran cantidad de recurso hídrico, esto debido a su topografía, cantidad de vegetación y microclimas con altas precipitaciones, que permiten que el agua superficial realice una recarga de agua subterránea, dando, así como resultado que gran parte de su población tenga acceso a agua potable. Este abastecimiento de agua subterránea se da a lo largo de las vertientes y pozos, las mayores precipitaciones se dan en las cadenas montañosas centrales y en las planicies de la zona noreste del país. Estás lluvias aportan de gran manera a la recarga de acuíferos que en su mayoría se encuentran en rocas volcánicas cuaternarias en el interior de las cuencas y en los suaves faldeos bajos de pendientes suaves de la mayoría de los volcanes. En la zona del Valle Central se encuentran principalmente dos acuíferos el Barva y el Colima los cuales son altamente productivos, se caracterizan por ser altamente porosos y de lava fracturada con depósitos de tobas piroclásticas entremetidas en capas. En este trabajo se explicarán las principales características de dichos acuíferos. Objetivos Objetivo General Analizar los acuíferos ubicados en el sector del Valle Central en Costa Rica. Objetivo Específicos -Identificar las principales características de los acuíferos en Costa Rica. -Describir las principales características del acuífero Colima en el sector del Valle Central, Costa Rica -Describir las principales características del acuífero Barva en el sector del Valle Central, Costa Rica. - Identificar los factores de riesgo a los que se enfrentan los acuíferos en estudio. Desarrollo Acuíferos en Costa Rica El recurso de agua dulce subterránea que se extrae de las vertientes y pozos es una fuente de suma importancia y de las más seguras para el abastecimiento de agua para el consumo humano e inclusive para uso industrial en Costa Rica. La mayoría de los acuíferos, están formados por flujos de lava volcánica y piroclásticos. Tienen una considerable capacidad de almacenamiento y una producción estimada de 20,040,000 litros por minuto o el equivalente a 334 metros cúbicos por segundo. En cuanto a las vertientes donde las aguas subterráneas se descargan se tiene que un 58% del agua subterránea descarga al Atlántico y 42% al Pacífico. El agua subterránea, obtenida desde vertientes y pozos perforados es principalmente usada en Costa Rica para abastecimiento doméstico. Constituye el abastecimiento de agua doméstica para más del 60 % de la población del país. En el país, algunas de las principales ciudades del Valle Central tienen sistemas de distribución que transportan el agua desde campos de pozos. La mitad del agua municipal para San José proviene del pozo del campo de Valencia y de las vertientes de Puente de Mulas. Para algunas de las zonas costeras, el agua subterránea es la única fuente de abastecimiento, una de ellas es la ciudad costera de Limón, la cual se abastece del acuífero Moín, esta descarga en la vertiente Moín. Volviendo al Valle Central, gran cantidad del agua subterránea utilizada para consumo de las grandes ciudades provienen de acuíferos altamente productivos en las formaciones de Colima y Barva. Estos acuíferos están compuestos de brechas volcánicas altamente porosas y de caudales de lava fracturada. Están mayoritariamente concentrados en la Meseta Central donde son una importante fuente de abastecimiento de agua. El acuífero Barva se extiende encima del acuífero de Colima y descarga en varias vertientes de mucha altitud. El acuífero colima descarga como una serie de grandes vertientes a lo largo del Río Virilla en el plano del valle. La autora Barquero, A (2010) menciona que la capacidad recarga potencial calculada para los dos acuíferos antes mencionados es de 9,720 l/s y la extracción calculada de forma legal e ilegal para el 2006 es de 9,87 l/s, esto indica que a pesar de que ambos acuíferos producen gran cantidad de agua su demanda supera la oferta hídrica subterránea. A continuación, se presenta la localización de los acuíferos a estudiar en este trabajo: Figura 1. Columna geológica simplificada con las ubicaciones relativas de los miembros geológicos que comprenden el área de estudio. Sistema de acuíferos Barva (modificado de BGS/SENARA, 1988). La siguiente figura corresponde al mapa realizado por SENARA para las zonas hídricas en el Valle Central donde se observan las zonas de recarga de los acuíferos, las zonas de restricción de perforación de pozos, las zonas de reserva y las áreas reguladas de perforación. Figura 2. Zonas hídricas Especiales . Fuente SENARA (2022) Acuífero de Colima, Valle Central Como se menciona en el capítulo anterior en el Valle Central se encuentran dos de los acuíferos más productivos del país, este particularmente descarga en una serie de grandes vertientes y a lo largo del río Virilla, acorde a Madrigal, Solís, H. & Fonseca, A. & Reynolds, J. (2017) se caracteriza por estar constituido por dos acuíferos semiconfinados, que brindan el abastecimiento de agua para las provincias de Heredia, Alajuela y San José. Entre las características del acuífero este se ubica bajo las últimas formaciones como se observa en la figura 1, al suroeste del acuífero Barva existe un depósito de material volcanoclástico, con diferentes grados de meteorización y alteración hidrotermal , este depósito sobreyace las coladas de lava de hace 0.27 millones de años y las ignimbritas del Tiribi. Acorde a USSOUTHCOM (1996) las capas del acuífero de Colima se encuentran separadas por una capa gruesa de depósito de tobas piroclásticas formando dos acuíferos el Colima Superior y el Colima Inferior. Este acuífero es capaz de proveer más de 3 l/min con poco abatimiento, se caracteriza porque sus valores de transmisibilidad varían entre 1m2/d hasta los 5m2/d, además se caracteriza porque existe una alta velocidad del agua subterránea debido a su formación de lavas que cuentan con un gradiente hidráulico de 1%. Además, USSOUTHCOM (1996) indica que la edad de residencia del agua para este acuífero es de 10 a 15 años. A continuación, se presentan los principales puntos de descarga del acuífero de Colima estas se dan a lo largo de nacimientos del Río Virilla. Nacimiento del Acuífero de Colima a lo largo del Río Virilla Ubicación Descarga l/min Puente de las Mulas (cuatro puntos) 27,3 La Libertad 6 Las Animas 6 Guachipelin 20,7 Fredy 6 Chorros 4,8 Potrerillos 25,2 Penal 9 Cuadro 1. Recarga acuifero colima, Río Virilla. Fuente: USSOUTHCOM (1996) La calidad del agua que se compone el acuífero de Colima es agua dulce en la mayoría de áreas y el agua del acuífero más bajo de Colima es del tipo bicarbonato de calcio cerca del Puente de Mulas: sólidos totales disueltos de 60 a 204 mg/l; y su temperatura oscila entre los 20 a 27.5 ºC, cuenta con un pH de 7.0 a 7.45; y la dureza que lo caracteriza se encuentra de 60 a 96 mg/l. Los pozos productores de Colima tienden a tener una profundidad que oscila entre los 52 a 114 m y la profundidad del agua varía entre los 40 m a 105 m, además USSOUTHCOM (1996) también menciona que el diámetro típico de los pozos ubicados en el acuífero de Colima es de unos 30,5 cm y se caracterizan por utilizar una bomba de turbina vertical. Acuífero de Barva, Valle Central El acuífero Barva se encuentra en la parte noroeste del Valle Central, en las zonas altas de la cuenca del río Virilla. Este acuífero cuenta con un área aproximada de 275 km2 y un espesor saturado que va de los 4 a 66 metros, aproximadamente. La formación Barva está constituida por al menos tres unidades lávicas, dentro de los cuales se han formado acuíferos de extensión y profundidad variable denominados: Bermúdez o acuífero Barva Inferior, Bambinos y Los Ángeles o acuífero Barva Superior, siendo el Bermúdez el más extenso. Este conjunto, separado por capas de diferente espesor, ha sido denominado Sistema Multi Acuífero Barva o acuífero Barva. Según USSOUTHCOM (1996), algunas de las características de este acuífero son: es del tipo Bicarbonato de Calcio cerca de Ojo de Agua, sólidos totales disueltos de 85 a 186 mg/L, la temperatura oscila entre 22 a 24 ºC, pH promedio del agua contenida en el acuífero es de 7.0 y una dureza de 33 a 76 mg/L. Es importante mencionar que la formación Barva descarga a los nacimientos y recarga la formación Colima que está por debajo de ella como se muestra en la figura 1. Un claro ejemplo es el conocido Ojo de Agua, el cual es el nacimiento más grande, con una descarga de 13,500 L/min. Además de este nacimiento, se tienen numerosos nacimientos más pequeños que descargan desde el acuífero Barva, el promedio de producción de agua estos nacimientos más pequeños se aproximan a 3,000 L/min. Factores de riesgo y deterioro en Acuíferos de Costa rica A pesar de que Costa Rica cuenta con una disponibilidad de agua sumamente alta, tanto para el presente como para los años venideros, esto en cuanto a cantidad de agua, es posible que la misma se vea mermada por la contaminación y deterioro de las fuentes donde se obtiene la misma. Factores como expansión descontrolada de la mancha urbana, uso excesivo de químicos en agricultura, mal manejo de los residuos sólidos son solo algunos de los factores que pueden afectar severamente la disponibilidad de tan importante recurso. El primer factor que se encuentra afectando los acuíferos es el desarrollo urbano y con ello el cambio del uso de suelo acorde a Blanco, K & Morera, C (2013) para el 2000 el INEC indicaba que la zona urbana compuesta por áreas de las provincias de San José, Heredia, Alajuela y Cartago representando el 3% del territorio nacional, en donde se ubicaban el 54% de la población total. Este crecimiento provoca una mayor contaminación en las aguas superficiales debido a la falta de sistema de tratamiento de aguas residuales producto de las actividades industriales y agropecuarias. Por ejemplo, un análisis de la microcuenca del río Ciruelas cerca del acuífero Barva registra que hubo un cambio en el incremento de asentamientos urbanos para el 2003 de 1323 ha a 167 7ha, este cambio que se ha ido incrementando aún más, este fenómeno incide directa o indirectamente en la demanda de recurso, en la administración del recurso, su legislación. Otro factor de riesgo es la infiltración de nitratos acorde a Blanco, K & Morera, C (2013) se han detectado en varias ocasiones concentraciones de nitratos que se acercan o superan el 10 mg/l que corresponde ser la cantidad recomendada de por la Organización Mundial de la Salud. Esta infiltración se da puesto que la región tiene las siguientes condiciones: precipitación anual alta y suelos muy permeables, además del uso intensivo de fertilizantes nitrogenados para las plantaciones de café, alta conductividad hidráulica del suelo y el uso extendido de tanques séptico. Conclusiones El aprovechamiento de las aguas subterráneas es un recurso de suma importancia en el país, del cual se obtiene gran parte del agua que abastece las principales ciudades en el Valle Central y de las zonas costeras. Por lo que es de gran valor el identificar y conocer a detalle los acuíferos dentro del territorio nacional, para de esta manera explotarlos de manera adecuada. El incremento de la población en el Valle Central por la centralización del empleo en la GAM y desarrollo urbanístico en auge, va a provocar una mayor demanda de agua para uso doméstico e industrial, por lo que la extracción de aguas aumentará significativamente durante los próximos años, lo cual hará que la población del Valle Central sea aún más dependiente de los acuíferos que se encuentran en la región. De ahí yace la importancia que tendrán los acuíferos de Colima y Barva para el abastecimiento de agua en el futuro. Por lo tanto, el manejo de información detallada y actualizada de estos acuíferos permitirá establecer parámetros de extracción que vayan acorde al tiempo de recarga de los mismos. El deterioro en los acuíferos del Valle Central debido a los factores mencionados anteriormente es una problemática real que puede llegar a afectar a la población en la dotación de agua. Este deterioro se puede dar tanto en los centros urbanos como en zonas rurales si no se da un control adecuado en la expansión de la mancha urbana. El detectar estos factores y disminuir el impacto negativo que puedan tener en los acuíferos será vital para los años venideros. Bibliografía Barquero, A (2010). La degradación de los acuíferos en Costa Rica. Revista Ambientico. Vol 197, 5-6. Universidad Nacional, Costa Rica. Recuperado el 5 de junio del 2022 de: https://www.ambientico.una.ac.cr/wp-content/uploads/tainacanitems/5/20365/197_5-6.pdf Blanco, K & Morera, C (2013). Recurso hídrico en la zona norte de Heredia. Universidad Nacional. Recuperado el 4 de junio del 2022 de: https://documentos.una.ac.cr/bitstream/handle/unadocs/5638/recursoshidricosbaja.p df?sequence=1&isAllowed=y Madrigal,Solís, H. & Fonseca, A. & Reynolds,J.(2017). Caracterización Hidrogeoquímica de los acuíferos volcánicos Barva y Colima en el Valle Central de Costa Rica. Ramirez R. (2014) Recarga potencial de los acuíferos Colima y Barva, Valle Central, Costa Rica recuperado el 1 de junio del 2022 de: https://revistas.uned.ac.cr/index.php/repertorio/article/view/2567/3265 SENARA (2022) Zonas hídricas especiales. Recuperado el 3 de junio del 2022 de: https://www.senara.or.cr/proyectos/aguassubterraneas/Zonas_Hidricas_Especiales. aspx USSOUTHCOM (1996) Evaluación de Recurso de Agua de Costa Rica https://www.sam.usace.army.mil/Portals/46/docs/military/engineering/docs/WRA/Cos ta%20Rica/Costa%20Rica%20WRA%20Spanish.pdf
