20 de junio de 2024 en Buenos Aires

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Riego: características de los acuíferos extrapampeanos

Pautas para verificar condiciones y potencial de los acuíferos extra pampeanos.

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La posibilidad de ejecución de riego, en base a agua subterránea depende en el norte y oeste de la Argentina –desde el punto de vista estrictamente hidrogeológico, es decir, descontando por ejemplo la disponibilidad de potencia eléctrica– de tres factores principales: 1) rendimiento de las perforaciones; 2) calidad química del agua subterránea; y 3) ubicación de la roca dura (Basamento Cristalino).

Estuve en contacto con campos que fueron comprados y, al momento de decidirse la ejecución de las perforaciones, resultó que la roca dura (es decir: la mismísima sierra) se hallaba a escasa profundidad, lo cual hacía inviable la ejecución de pozos por su bajo rendimiento.

En otra oportunidad encontré un establecimiento que fue adquirido sin advertir la existencia de un frente salino en el mismo (un factor que limita seriamente la posibilidad de efectuar un proyecto de riego intensivo de envergadura). Otro ejemplo es el un campo comprado sin advertir un pronunciado proceso de zonación química vertical del agua subterránea en la zona (lo cual limita exponencialmente el espesor saturado útil de agua subterránea e impide directamente la realización de riego).

Recuerdo también un campo comprado por tener una accesibilidad fenomenal en lo que respecta a rutas, el cual, cuando se avanzó en el desarrollo de un proyecto de riego, resultó disponer de un subsuelo con pronunciados cambios litológicos que determinaban que ciertos pozos rindieran un volumen aceptable de agua y otras captaciones no. El impacto de ese fenómeno –denominado técnicamente facies sedimentarias– sobre la ecuación de riego es tremendo.

Para evitar tales situaciones resulta fundamental conocer no sólo las reservas de agua del acuífero por explotar, sino también su comportamiento químico y su funcionamiento hidráulico. Este último aspecto es el que gravita directamente en el rendimiento que tendrán las perforaciones de riego.

La primera fase de un estudio hidrogeológico es la etapa de prefactibilidad, la cual comprende un relevamiento químico del área y la realización de geofísica a los efectos de obtener –con una inversión económica baja– un primer cuadro de situación del campo de interés y sus alrededores. En ese sentido –como puede apreciarse en el gráfico 1– la prospección geofísica puede indicarnos (por ejemplo, como sucede en el Valle del Conlara) que en subsuelo se diferencian tres unidades principales: 1) la más profunda: el Basamento Cristalino o roca dura, la cual conforma la base de todo el sistema hidrogeológico; 2) el Terciario arcilloso, conformado por limos arcillosos y arcillas de baja productividad; y 3) el Cuaternario arenoso, constituido por gravas, arenas y limos que, en su espesor saturado, aloja al acuífero de interés.

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Gráfico 1. Unidades del subsuelo

Gráfico 1. Unidades del subsuelo

Este tipo de conformación del subsuelo abarca centenares de kilómetros cuadrados y permite sostener que un acuífero tenga un comportamiento homogéneo, dado que, en tal caso, siempre se encontrará alojado en la misma unidad geológica (Cuaternario arenoso) y el sistema mantendrá la misma distribución (Basamento Cristalino en la base, sedimentos pelíticos en la parte intermedia y sedimentos gruesos en la parte superior). El concepto de homogeneidad es un término que se emplea para denotar el comportamiento regional del acuífero. Es decir: un acuífero es homogéneo regionalmente.

La pregunta que cabe es la siguiente: si el acuífero es homogéneo, ¿por qué los pozos pueden evidenciar variaciones de caudal tan disímiles en un área? Para responder esa pregunta debe dejarse la escala regional para pasar a trabajar en otra de mayor detalle por medio de la ejecución de pozos de estudio, los cuales conforman la etapa de factibilidad del estudio hidrogeológico.

Los pozos de estudio permitirán corroborar si los sedimentos que alojan el acuífero mantienen la misma granometría en diferentes puntos del campo o bien si esa granometría varía. Por ejemplo: en un pozo se pueden tener gravas y arenas, mientras que en otro pozo, situado apenas a 1,0 kilómetro de distancia, pasan a limos. Esas variaciones granométricas reflejan variaciones en la permeabilidad del depósito (las cuales impactarán de manera pronunciada en el rendimiento de la perforación).

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La variación en la permeabilidad horizontal del depósito sedimentario que aloja al acuífero se denomina anisotropía (siendo esta anisotropía, en definitiva, la que impactará en el rendimiento de los pozos).

Si un campo se encuentra en un ámbito donde el subsuelo presenta pronunciadas variaciones de permeabilidad debido al desarrollo de facies sedimentarias, el impacto sobre el rendimiento de las perforaciones será pronunciado y eso se denotará por caudales disímiles entre las perforaciones.

En una oportunidad, al realizar varias perforaciones exploratorias en un campo, cuya cobertura de riego se iba a extender unas 1000 hectáreas, encontré, al perforar uno de esos pozos exploratorios, que su espesor saturado se conformaba por gravas y arenas, es decir, material grueso y de alta permeabilidad. Pero al distanciarme unos 1000 metros de esa locación e iniciar otra de las perforaciones exploratorias, detecté que las gravas y arenas que, en el pozo anterior, tenían 50 metros de espesor, en esa locación habían desaparecido y eran reemplazadas por limos, es decir, por material fino y de menor permeabilidad. La primera conclusión que, por lógica, se puede sacar es que si llevamos a cabo, en cada una de estas locaciones, una perforación de riego, la primera tendrá un caudal mayor que la segunda. Esta conclusión –que es en realidad una hipótesis– quizás resulte corroborada al ejecutarse las perforaciones de explotación. Pero puede suceder que la perforación de riego que se lleve a cabo en la locación en donde se habían detectado –mediante la perforación exploratoria– gravas y arenas rinda un bajo caudal. ¿A qué puede deberse ello? Al desarrollo (en subsuelo y de manera areal) del proceso de facies sedimentarias, a través del cual las gravas y arenas que pueden constatarse en un punto, pasan a cierta distancia (100, 200, 300 metros) a limos arcillosos o arcillas, con lo cual se limitará abruptamente la afluencia lateral de agua (ver gráfico 2). Es decir: estas facies se comportan como verdaderas barreras hidráulicas para la circulación del agua subterránea, dificultando su pasaje horizontal y su llegada al pozo, con lo cual la depresión en la perforación resultará elevadísima (no guardando relación con la litología constatada) y el caudal erogado por el pozo será bajo.

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Gráfico 2. Esquema del desarrollo en subsuelo de facies sedimentarias (en las cuales se han dibujado flechas cuyo tamaño denota la capacidad de transmisión de agua de cada facie). La dificultad de aporte areal de agua determina un bajo caudal y genera una profundización del nivel hidráulico en el pozo (lo cual impacta en el caudal específico que caracterizará a esta perforación).

Gráfico 2. Esquema del desarrollo en subsuelo de facies sedimentarias (en las cuales se han dibujado flechas cuyo tamaño denota la capacidad de transmisión de agua de cada facie). La dificultad de aporte areal de agua determina un bajo caudal y genera una profundización del nivel hidráulico en el pozo (lo cual impacta en el caudal específico que caracterizará a esta perforación).

En contraposición al caso anterior –con fuertes anisotropías como consecuencia de los cambios litológicos areales–, cuando el medio es arealmente isótropo y el depósito de arenas y gravas no cambia a limos arcillosos y arcillas, lo que se evidenciará será un buen caudal y un alto caudal específico como consecuencia de la libre afluencia lateral de agua al pozo (gráfico 3).

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Gráfico 3. Esquema que denota (con el tamaño uniforme de las flechas) la libre afluencia lateral de agua. Tal afluencia impactará positivamente sobre el caudal que erogará la perforación y sobre su rendimiento

Gráfico 3. Esquema que denota (con el tamaño uniforme de las flechas) la libre afluencia lateral de agua. Tal afluencia impactará positivamente sobre el caudal que erogará la perforación y sobre su rendimiento

La pregunta que se impone es: ¿hay alguna forma de detectar la existencia de esas facies sedimentarias?. Sí. Pero para ello hay que llevar a cabo pozos de estudio.

Las perforaciones exploratorias son pozos de un diámetro de 6” u 8” que permiten reconocer la litología de subsuelo. Lo conveniente, cuando se está trabajando en zonas con una complejidad geológica importante en subsuelo, es ensanchar esas perforaciones exploratorias y proceder a su entubado en un diámetro que permita instalar una electrobomba que erogue, como mínimo, un 50% del caudal individual del proyecto. De esa manera, el pozo exploratorio se habrá transformado en lo que técnicamente se denomina un pozo de estudio. Ese pozo deberá ser engravado y ensayado mediante un ensayo de bombeo a caudal constante, durante 72 horas; con ello se logrará una extensión adecuada del cono de depresión, como para detectar la presencia de eventuales facies, y así poder disponer del soporte técnico adecuado para decidir la ejecución de la perforación de riego en esa locación.

Bajo ciertas circunstancias, el caudal para detectar estas facies debe ser superior al 50% del caudal individual del proyecto, lo cual determina la necesidad de realizar un pozo de estudio de casi el mismo diámetro de entubado que la perforación de riego. En tales casos, en que se plantea la necesidad de extraer un caudal importante, lo que se ejecuta es aquello que técnicamente se denomina pozo de estudio tipo explotación, ya que, de funcionar correctamente, el pozo de estudio operará como perforación de riego.

Conclusión

Que un acuífero tenga arealmente un comportamiento homogéneo no significa, necesariamente, que también sea isótropo. Las variaciones (anisotropías) en la permeabilidad horizontal del depósito que aloja al acuífero pueden originar bruscos cambios en el rendimiento de las perforaciones, pudiendo llegar a determinar la no utilización del pozo cuando se desarrollan facies sedimentarias pelíticas (limos arcillosos y arcillas) en cercanías a la perforación ejecutada.

Jorge R. Mugni. Hidrogeólogo

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