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PROYECTO:

EVALUACIÓN DE LA POSIBLE INTRUSIÓN MARINA Y

SALINIZACIÓN DE POZOS COSTEROS EN ÁREAS PILOTO AL NORTE

DE TOCÓPERO Y PUERTO CUMAREBO, ESTADO FALCÓN.

INFORME N°. 1

Universidad Simón Bolívar

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ÍNDICE GENERAL

I. INTRODUCCIÓN 1 II. OBJETIVOS 4 Objetivo General 4 Objetivos Específicos recogidos en este primer informe. 4 III. ALIANZAS ESTRATÉGICAS INTERINSTITUCIONALES. 5 IV. MARCO TEÓRICO 8 Aguas subterráneas 8 Los Acuíferos y sus Propiedades 10 Características geológicas generales de los acuíferos 11 ¿Cómo funcionan los acuíferos? 12 ¿Cómo se contaminan los acuíferos? 13 Tipos de acuíferos 13 Propiedades hidrogeológicas de los acuíferos 16 Ecuaciones que caracterizan el movimiento del agua subterránea 19 Cuña salina 19 Elementos en la agricultura 20 La salinidad del agua 21 El pH en aguas y suelos 23 V. TECTÓNICA Y GEOLOGÍA DE LA CUENCA DE FALCÓN. 24 Resumen Tectónico 24 Geología Estructural 25 Estratigrafía de las Formaciones de la Cuenca de Falcón 26 VI. UBICACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE CAMPO. 28 Ubicación 28 Reconocimiento de campo 29 VII. LOCALIZACIÓN DE POZOS Y LEVANTAMIENTO CON GPS 30 Sistema de posicionamiento Global (GPS) 30 Composición del Sistema de Posicionamiento Global 30 Principio de funcionamiento de GPS 30 Métodos de medición 31 Errores asociados al Sistema de Posicionamiento Global 31 Adquisición 32 Procesamiento 34 VIII. MAPA DE LOCALIZACIÓN 37 IX. CAMPAÑAS DE CONCIENCIACIÓN 39 X. REFRACCIÓN SÍSMICA 41 Resumen Teórico de Refracción Sísmica 41 Realización de medidas de Refracción Sísmica 43 XI. SONDEOS ELÉCTRICOS VERTICALES 44 Resumen Teórico de Sondeos Eléctricos Verticales 44 Sondeo Eléctrico Vertical (SEV) 44 Realización de medidas de Sondeos Eléctricos Verticales 45 XII. RECOLECCIÓN DE MUESTRAS Y ANÁLISIS DE LABORATORIO 46 Recolección de muestras 46 Análisis de Laboratorio 47

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ÍNDICE DE TABLAS Y FIGURAS

Figura 1: Representación de la formación de acuíferos 8 Figura 2: Componentes de un acuífero Karst 9 Figura 3: Cuevas formadas por disolución de roca caliza 10 Figura 4. Acuíferos colgados 14 Figura 5. Acuífero libre y confinado 15 Tabla I. Caracterización de los acuíferos 16 Figura 6. Pozos a las cercanías de la costa y penetración de la cuña salina 20 Figura. 7. Sistemas de Fallas Tectónicas Activas de Venezuela 24 Figura 8. Ubicación Geográfica del área de estudio 28 Figura 9. Aspecto de los suelos, pozos y sistema de extracción de agua 29 Figura 10. Navegador GPS. Mobile Mapper 34 Figura 11. Pantalla del programa MobileMapper Office 35 Figura 12. Mapa de pozos, manantiales, y carretera levantada con GPS 35 Tabla II. Coordenadas geográficas de pozos y manantiales 36 Figura 13. Mapa geológico y ubicación de pozos y manantiales con GPS 37 Tabla III. Coordenadas de pozos explorados y por explorar 38 Figura 14. Agricultores colaborando con la extracción de tuberías 39 Figura 15. Ley de Snell, Rayo Refractado entre dos Medios diferentes 41 Figura 16a. Caso ideal de capas planas realizando un solo disparo 42 Figura 16b. Ejemplo de los resultados de campo para tendidos de doble disparo 42 Figura 17. Onda directa y onda refractada. Caso de capas planas en dos medios 43 Figura 18. Estudiantes de Ingeniería Geofísica de la USB en trabajos de campo 43 Tabla IV. Valores de resistividad aparente de algunos materiales 45 Figura 19. Esquema del dispositivo Schlumberger usado en este estudio 45 Figura 20. Pozo artesanal y pozo perforado con maquinaria 46 Tabla V. Parámetros fisico-químicos de las aguas de pozo 50 Tabla VI. Parámetros fisico-químicos de las aguas de manantial 51 Tabla VII. Cationes metálicos mayoritarios en las aguas de pozo 52 Tabla VIII. Cationes metálicos mayoritarios en las aguas de manantial 53

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I. INTRODUCCIÓN

Las aguas subterráneas representan un importante recurso que debe ser correctamente

administrado y protegido para el beneficio del hombre y para mantener el equilibrio de la

naturaleza. La dinámica de las aguas subterráneas es de difícil comprensión, se requiere para ello

una importante cantidad de data, ya que ni el agua ni la estructura del subsuelo se ven

directamente. En el subsuelo de las regiones costeras existe una interfase, o cuña salina, que está

delimitada por la región del subsuelo donde coinciden el agua dulce, procedente de la recarga

continental, y el agua salada, también subterránea, que se infiltra a través del suelo marino.

En la naturaleza se establece un equilibrio entre el agua dulce y el agua salada; cuando este

equilibrio se rompe el agua salada invade el acuífero elevando el nivel de sales del agua dulce

utilizable. Este proceso de migración de la cuña salina hacia el interior continental es irreversible

una vez que se produce. Por otra parte, el agua salina no sirve para consumo humano ni animal,

ni para su uso en la agricultura, porque deteriora cultivos y suelos. En algunos casos, otra causa

de salinización de pozos es la perforación de los mismos hasta estratos donde la geología del

lugar tenga contenidos considerables de sal.

Para la reducción del problema de la intrusión marina y la salinización de acuíferos se han

estudiado muchos métodos, como la creación de barreras impermeables o la recarga de los

acuíferos mediante la inyección de agua dulce, pero la única medida efectiva es la correcta

prospección y diseño de pozos y la reducción de la tasa de extracción de agua hasta adecuarla a

las características del acuífero y su régimen de recarga.

Hoy en día, la problemática más latente es el riesgo de que se este desplazando la cuña salina

en varios puntos de la costa, lo que contamina al acuífero convirtiendo los pozos de agua dulce

en pozos de agua salobre. La experiencia indica que cuando esto sucede el productor abandona el

pozo y/o los suelos deteriorados. Como antecedente de este tipo de problemas, es importante

mencionar el caso de salinización, deterioro y abandono de suelos más dramático y más

conocido en el Estado Falcón, que corresponde al ocurrido en la zona del Cebollal, lugar que fue

explotado por empresarios canarios al oeste del Estado Falcón y cuyos suelos se deterioraron

hasta el punto de tener que abandonarlos debido al uso de aguas provenientes de acuíferos que se

salinizaron.

Si bien en Venezuela existen varios estados costeros que padecen de este problema (como

Sucre, Anzoátegui, Nueva Esparta, Zulia, etc.), centraremos el presente proyecto piloto en el

Estado Falcón, que es un estado que experimenta un proceso de desertificación multifactorial de

considerables proporciones y donde la superposición de esta problemática constituye un factor

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agravante que urge evaluar. Por otra parte, la probable salinización de los acuíferos ubicados a lo

largo de la costa falconiana ha sido una preocupación latente, debido a las consecuencias que ello

provoca en el desarrollo agrícola, pecuario y la utilidad del agua para el uso de la población.

La experiencia en países como España e Israel ha demostrado que en el proceso de

prospección y explotación de los recursos hídricos es necesario incorporar criterios de

sustentabilidad. Por ello es necesario hacer un extenso levantamiento de información (inexistente

en el Estado Falcón hasta la fecha) que permita, en primer lugar, hacer un diagnóstico de la

situación actual y una evaluación de los recursos, y en segundo lugar, que le permita a los entes

reguladores y a las comunidades hacer un uso racional y sostenible del recurso hídrico

subterráneo y al mismo tiempo tomar las acciones necesarias para su preservación y protección.

Ante este panorama, se da inicio al presente proyecto, que tiene como propósito realizar el

levantamiento de la información previamente existente, hacer un inventario de pozos y

manantiales, y generar conocimiento del volumen y calidad del agua, de la recarga,

sustentabilidad y dinámica de aguas subterráneas y del estado de los suelos agrícolas, en áreas

piloto dentro de la zona costera comprendida entre las poblaciones de Tocópero y Puerto

Cumarebo.

Estas poblaciones de una considerable población de la costa norte continental del estado

Falcón, esto se ve reflejado en una demanda cada vez mayor de recursos y, muy especialmente,

de agua, lo que hace que los acuíferos disminuyan paulatinamente su capacidad de regeneración.

Por lo tanto, es necesario actuar para invertir esta tendencia, sabiendo que la población tiende a

un aumento progresivo. No obstante, la actuación no se debe realizar sólo en el ámbito de las

infraestructuras sino también en el aspecto educativo e informativo, ya que si no fomentamos la

cultura del ahorro de agua y respeto hacia nuestro entorno, no se habrá conseguido prácticamente

nada.

Con gran frecuencia, tanto productores como agricultores, del norte continental del Estado

Falcón, explotan pozos subterráneos para proveerse de agua que es utilizada para abastecer sus

labores diarias, pero debido a la intrusión marina, que se ha venido suscitando con el correr de

los años, las zonas freáticas de estos acuíferos se han venido salinizando, hasta tal punto que

pudieran generar riesgos graves en el uso de tal recurso, por el daño que produce principalmente

a los suelos agrícolas.

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El presente informe es el primero de tres (3) informes correspondientes al proyecto

EVALUACIÓN DE LA POSIBLE INTRUSIÓN MARINA Y SALINIZACIÓN DE POZOS

COSTEROS EN ÁREAS PILOTO AL NORTE DE TOCÓPERO Y PUERTO CUMAREBO,

ESTADO FALCÓN.

Este proyecto está siendo realizado por el Grupo de Física Nuclear, Dirigido por el Dr.

Haydn Barros, y el Grupo de Geofísica Aplicada, dirigido por el Dr. Carlos Izarra, de la

Universidad Simón Bolívar; con la colaboración de la Universidad Francisco de Miranda y el

financiamiento del Ministerio de Ciencia y Tecnología y de FUNDACITE Falcón.

Los resultados son producto del trabajo de Profesores, Estudiantes y Técnicos, en particular

de estudiantes que realizan sus pasantías o tesis en el marco del proyecto. Los informes de

pasantías serán incluidos en un próximo informe.

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II. OBJETIVOS

Objetivo General

Llevar a cabo una caracterización fisicoquímica e hidrogeológica de las aguas subterráneas y

de manantiales procedentes de los acuíferos de zonas piloto de Puerto Cumarebo y Tocópero y

hacer un estudio Geofísico que ayude a la comprensión de la estratigrafía del subsuelo y de las

características de los acuíferos costeros.

Objetivos Específicos recogidos en este primer informe.

1. Crear alianzas estratégicas con diferentes instituciones para, en primer lugar, obtener los

apoyos necesarios para la exitosa realización del proyecto y, en segundo lugar, beneficiar a estos

entes con el suministro de toda la información y los resultados obtenidos durante la ejecución del

proyecto.

2. Hacer un Resumen Teórico con los contenidos de interés para facilitar la comprensión del

contexto, de la problemática y del objeto del proyecto.

3. Recopilar la información de la Geología y de la Geofísica de la zona.

4. Hacer un reconocimiento en el lugar, determinar los sitios del trabajo de campo

5. Hacer un levantamiento de la información de campo: localización con GPS de pozos y

manantiales, vías de acceso e información general.

6. Generar un mapa de localización con GPS y los datos de interés.

7. Realizar campañas de concienciación de los pobladores y agricultores usuarios de los

recursos hídricos subterráneos.

8. Realizar Sondeos de Sísmica de Refracción en los terrenos de los pozos seleccionados.

9. Realizar Sondeos Eléctricos Verticales en los terrenos de los pozos seleccionados.

10. Recolectar muestras de agua de los pozos y manantiales en estudio para los análisis en los

laboratorios y determinar parámetros de calidad del agua.

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III. ALIANZAS ESTRATÉGICAS INTERINSTITUCIONALES

Con la finalidad de hacer partícipes a los entes e instituciones relacionados con la

problemática del agua en el Estado Falcón se realizaron una serie de reuniones, visitas y

entrevistas a través de las cuales se crearon los contactos y los compromisos para obtener los

apoyos necesarios para la exitosa realización del proyecto. A continuación se presenta una lista

de las instituciones colaboradoras, su aporte, y las personas de contacto que han hecho posible

este esfuerzo conjunto.

UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR.

Grupo de Física Nuclear (0212 9063590) (www.fis.usb.ve). Prof. Haydn Barros.

Grupo de Geofísica Aplicada (0212 9063517) (www.gc.usb.ve) Prof. Carlos Izarra.

Contribución: Propuesta, evaluación, coordinación y ejecución del proyecto.

FUNDACITE FALCÓN.

Presidenta: Dra. Rosalba Gómez (0268 2525620) ([email protected])

Lic. Mirla Peña ([email protected])

Contribución: Logística para la realización de reuniones, financiamiento del reconocimiento

de campo y de la fase cero del proyecto, contactos con otros entes, centro de coordinación del

proyecto a nivel local.

MINISTERIO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA.

Coordinación de Programas: Lic. Montserrat Bautis 0212 2103656 ([email protected])

Contribución: Financiamiento del Proyecto, contacto y enlace con otras instituciones,

coordinación y seguimiento.

HIDROFALCÓN.

Ing. Byron Estrella 0268 2501215([email protected])

Contribución: Suministro de informes previos sobre el agua subterránea de la zona.

Falta por contactar:

Presidente Jhonny García (0268 2520792)

Superintendente. Gest. Comunitaria Gregorio Viloria (0268 250101)

Laboratorio. Hipólita Castejón (0268 252 7243) y Rosa Martín 0268 252 4764

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MINISTERIO DEL AMBIENTE.

* Dirección General de Cuencas Hidrográficas. Ing. Rodolfo Roa (0212 4082176)

Ing. Fernando Decarli (0212 4084743) ([email protected])

Contribución: Préstamo de Sondas para Perfilaje Estratigráfico de Pozos, Sonda Gamma, de

Conductividad, Temperatura, etc.

*Dirección Estadal de Ambiente, Estado Falcón. Ing. Francisco Medina (0268 2515779)

([email protected]) e Ing. Nelly Navas (0268 2513256) ([email protected]).

Contribución: Préstamo de Sondas de medida de profundad de pozos (usadas en los ensayos

de bombeo). Suministro de información con el inventario de pozos y calidad de aguas de la

zona de interés (información de los 70s sin relación con los pozos y condiciones actuales).


Dirección de Hidro-Meteorología, Marielba Guillén (0212 4084733)

Dirección de Suelos, Roberto Hidalgo (0212 4084711) ([email protected])

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA.

Decanato de Investigación, Prof. Iván Leal (0268 2528411) ([email protected])

E. Ingeniería, Prof. Pedro Santiago (0414 6826415) ([email protected])

Contribución: Apoyo con un vehículo 4x4 para la fase de reconocimiento de campo (2

semanas), participación en las actividades de campo y contactos con diferentes

departamentos de la UNEFM.


Centro de Investigación de Rec. Hídricos, Rita Oberto.

Profesor de Hidrología, Ruperto Hernández (0416 2190826)

Laboratorio de Análisis, Héctor Morán

GOBERNACIÓN DEL ESTADO FALCÓN.

Secretaría de Ambiente y Ordenación del Territorio, Ing. Robert Antequera (0414 6905141)

([email protected]) e Ing. Miguel Guerrero (0268 2526893)

([email protected]).

Contribución: Suministro de información general y del Plan de Ordenamiento Territorial del

Estado Falcón, en formato digital.

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ALCALDÍA DE ZAMORA.

Alcalde: Alejandro Reyes Alcalá.

Circuito 2 del Municipio Zamora. Concejal Juan Carlos Bolívar (0416 1689723)

Contribución: Apoyo con un vehículo 4x4 para la fase de localización de manantiales en las

estribaciones montañosas del Municipio Zamora. Información general de la zona y guía.

Circuito 1 del Municipio Zamora. Concejal Franco Sánchez (0416 8684521)

Contribución: Apoyo para resolver los problemas de agua de la casa donde se estableció el

comando de operaciones en Puerto Cumarebo.

Dirección de Ambiente de la Alcaldía de Zamora, Ing. Icoa Romero (0414 6885383).

Contribución: Colaboración en la instalación del campamento base en Pto. Cumarebo,

suministro de información general, contactos a nivel local.

PROSALAFA.


Rafael Rangel (0251 2371550)

Sandra Hermelin (0416 3553710) ([email protected])

TECNOLÓGICO DE CORO.


Dirección de Investigación, Víctor Piñero.

INTI.


Aimar Carrero (0416 8740241)

Nota.

Expresamos nuestro más sincero agradecimiento a todas las instituciones y personas que

colaboraron y esperamos poder seguir trabajando contando con su apoyo.

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IV. MARCO TEÓRICO

Aguas subterráneas

Parte del agua que cae con las lluvias resbala sobre el terreno hasta llegar a ríos y lagos (agua

de escorrentía), pero otra parte se infiltra, bien directamente cuando llueve, o desde los ríos y

lagos. Desde el suelo parte del agua retorna a la atmósfera por evapo-transpiración, transita por

manantiales o alimenta ríos y lagos a través de su lecho.

Las rocas y suelos que dejan pasar el agua se llaman permeables en contraposición a las

impermeables. El agua que penetra por los poros de una roca permeable acaba llegando a una

zona impermeable que la detiene. Así la parte permeable se va llenando de agua, lo que se

conoce como zona de saturación. La zona por encima de ésta, en la que el agua va descendiendo

pero en los poros todavía hay aire, se llama zona de aireación y el contacto entre las dos nivel

freático. El nivel freático emerge por encima de la superficie cuando tras fuertes lluvias el suelo

se encharca.

Figura 1: Representación de la formación de acuíferos

Los sistemas conformados por rocas porosas y permeables y/o sedimentos que almacenan en

el subsuelo el agua y la transmiten se llaman acuíferos. Veremos que son una fuente importante

de agua para uso humano.

Los principales tipos de acuífero son:

Acuíferos detríticos: Están formados por masas de rocas fragmentadas, como las arenas o las

gravas, que almacenan el agua en los espacios intersticiales.

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Acuíferos cársticos: Algunas rocas son disueltas por el agua y forman unas estructuras

geológicas típicas llamadas Karst capaces de almacenar grandes cantidades de agua (un buen

ejemplo es el acuífero de la Sierra de San Luís, en el Estado Falcón).

Figura 2: Componentes de un acuífero Karst

Las calizas son las rocas que más habitualmente forman Karsts, pero también las dolomías,

los yesos y las sales pueden formarlos. Un Karst se produce por disolución del carbonato cálcico

de las rocas calizas debido a la acción de aguas ligeramente ácidas. El agua se acidifica cuando

se enriquece en dióxido de carbono, por ejemplo cuando atraviesa un suelo. Hay otro tipo de

rocas, las evaporitas, como por ejemplo el yeso, que se disuelven sin necesidad de aguas ácidas.

Las aguas superficiales y subterráneas van disolviendo la roca y creando galerías y cuevas que,

por hundimiento parcial forman dolinas y, por hundimiento total, forman cañones.

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Figura 3: Cuevas formadas por disolución de roca caliza.

Las sales disueltas en el agua pueden volver a cristalizar en determinadas circunstancias, por

ejemplo, al gotear desde el techo de una cueva hasta el suelo se forman estalactitas y

estalagmitas o, si se estanca en una cavidad, se pueden formar geodas. Otras formas cársticas son

los lapiaces, poljés, simas, uvalas, surgencias, etc.

Los Acuíferos y sus Propiedades

El estudio del agua subterránea es importante para la realización de obras de ingeniería, para

la ejecución de investigaciones geológicas y muy especialmente para el desarrollo de obras de

captación de dicha agua con fines de abastecimiento para satisfacer las necesidades del hombre.

Las formaciones geológicas en que se acumula el agua subterránea y que son capaces de

cederla reciben el nombre de acuíferos. Los acuíferos sirven como conductos de transmisión y

como depósitos de almacenamiento. Como conductos de transmisión transportan el agua

subterránea de las áreas de recarga, hacia lagos, pantanos, manantiales, pozos y otras estructuras

de captación. Como depósitos de almacenamiento, los acuíferos actúan suministrando agua de

sus reservas para ser utilizada cuando la extracción exceda a la recarga y, a la vez, almacenando

agua durante los períodos en que la recarga resulta mayor que la extracción.

De lo dicho anteriormente, se ve claramente que los acuíferos se caracterizan por ser

permeables al agua, es decir, por permitir el paso de ésta a través de ellos; pero, junto a los

acuíferos propiamente dichos, aparecen otras formaciones geológicas que reciben nombres de

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acuerdo con sus posibilidades de contener agua y de permitir su circulación, tales como: los

acuicludos o acuicierres, los acuitardos y los acuífugos.

Los acuicludos o acuicierres (del latín claudere = cerrar) son formaciones geológicas

impermeables que contienen agua, pero que no la transmiten, haciendo de este modo imposible

su explotación. En este caso están las arcillas, que a pesar de contener enormes cantidades de

agua (en muchos casos, más de 50% de su volumen) no la drenan por gravedad ni la dejan pasar;

por consiguiente, no son aptas para la construcción en ellas de captaciones de agua subterránea.

Los acuitardos (del latín tardare = retardar) son formaciones geológicas semipermeables que,

conteniendo agua en gran cantidad, la trasmiten muy lentamente, por lo que en estas formaciones

tampoco resulta adecuado emplazar captaciones; no obstante, en determinados casos, la

presencia de un acuitardo puede proporcionar a un acuífero que esté en contacto con él, una

recarga vertical que puede llegar a ser importante. Las arcillas limosas y arenosas son

formaciones que pueden comportarse como acuitardos.

Los acuífugos (del latín fugere = huir) son aquellas formaciones geológicas impermeables

que no contienen agua ni la pueden transmitir, tales como, por ejemplo, los macizos rocosos no

alterados.

Características geológicas generales de los acuíferos

Como es evidente, no todas las formaciones geológicas poseen las propiedades que

caracterizan a un acuífero, es decir, que sus intersticios o espacios huecos, sean capaces de

almacenar el agua y de servirle de conductos a la vez para transmitirla, permitiendo su

aprovechamiento. Desde este punto de vista, el concepto de acuífero es en cierto modo relativo,

ya que una formación geológica que sea capaz, por ejemplo, de producir 1 L/s, no se considerará

como acuífero, en un lugar donde haya otras en que sea posible captar 50 L/s o más; pero en una

región árida, donde no haya otras posibilidades, a pesar del ínfimo caudal, esa formación que

brinda 1 L/s, para resolver las necesidades de una pequeña población, constituye sin duda un

acuífero, aunque pobre.

Los espacios huecos o intersticios que presentan las rocas que componen los acuíferos,

pueden ser poros o vacíos intergranulares, como en el caso de rocas formadas por depósitos

sedimentarios granulares (grava y arena) consolidados o no, o fracturas, fisuras y canales de

disolución. Parece oportuno destacar aquí, que una porosidad alta puede ser una buena cualidad

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de un acuífero pero que la alta porosidad no significa, al mismo tiempo, la posibilidad de

transmitir grandes cantidades de agua. (Las arcillas, como se dijo, son muy porosas pero a la vez

poco permeables).

La existencia de dos tipos, en general, de intersticios ha hecho que algunos autores europeos

hablen de rocas y terrenos de permeabilidad por porosidad y permeabilidad por fisuración.

Por otra parte, las formaciones geológicas que constituyen acuíferos pueden incluirse en uno

de estos dos grupos: los acuíferos formados por depósitos no consolidados y los formados por

rocas consolidadas. Los acuíferos formados por depósitos no consolidados están constituidos por

materiales sueltos, fundamentalmente, arenas, gravas o mezclas de ambas de origen geológico

muy diverso. Según Todd (1) el 90% de los acuíferos en explotación en el mundo, caen bajo esta

categoría. Los acuíferos formados por rocas consolidadas pueden presentarse en: Calizas y

dolomías (fisuradas, fracturadas y karstificadas), Conglomerados o areniscas (disueltas y con

algunas partes cementadas), Rocas volcánicas alteradas (escoriáceas) y algunas rocas cristalinas

(granitos fracturados).

¿Cómo funcionan los acuíferos?

Los acuíferos tienen áreas de recarga por donde se infiltra el agua de lluvia en su jornada

hacia el subsuelo. Estas áreas de recarga pueden ser los bosques localizados en mogotes de la

zona cárstica, o los valles aluviales con suelos de alta infiltración. En la zona cárstica, los ríos y

quebradas pueden ser subterráneos, en cuyo caso recargan el acuífero directamente. Esta zona

también tiene sumideros y otros huecos que permiten el flujo de agua de la superficie hacia los

acuíferos. La recarga que experimenta un acuífero en una región cárstica es muy superior a la

correspondiente, por ejemplo, a una zona de valles aluviales. Una vez que se produce la

infiltración, el agua del acuífero continúa su flujo lento hacia el mar, y en su paso puede

descargar por ríos, quebradas, manantiales y lagunas, o caños. La calidad del agua se modifica a

medida que se mueve por las capas de los suelos y rocas donde fluye. Poco a poco el agua lixivia

o disuelve las formaciones rocosas que atraviesa y adquiere minerales y sustancias químicas que

alteran su calidad.

En ocasiones las aguas de los acuíferos costeros generalmente descansan sobre capas de agua

salada, procedentes del mar. Esto no causa problemas bajo condiciones naturales porque, debido

a sus distintas densidades, el agua de mar y el agua dulce no se mezclan, pudiendo existir incluso

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capas impermeables que separen los dos tipos de agua. El agua de mar es más densa que el agua

dulce, en un 3 a 4%

Si se reduce la profundidad del agua dulce de un acuífero costero, sube el agua de mar en la

misma proporción (más un 3%). De sobre utilizarse un acuífero de agua dulce, el agua salada

subiría a ocupar los espacios abandonados por el agua dulce. Como consecuencia, el acuífero se

salinizaría y quedaría inservible. Este proceso se conoce como intrusión salina. La sobre

explotación también puede alterar la relación entre acuífero y río y en ocasiones, secar ríos.

¿Cómo se contaminan los acuíferos?

El agua de los acuíferos puede contaminarse de varias formas. Se puede salinizar, ya sea

como resultado de pobres prácticas de riego que añaden sales al acuífero, bien sea por disolución

de sales en las rocas del acuífero, o como efecto de extracciones exageradas que bajan los niveles

del agua e inducen la intrusión salina.

En algunas zonas costeras del Estado Falcón, la intrusión salina causada por el sobre bombeo

y un manejo pobre de los pozos, obliga al abandono del acuífero que suministraba agua a la

población. Las descargas de aguas usadas directas al acuífero, a través de pozos, o indirectas, a

través de ríos o quebradas, pueden contaminar el acuífero con bacterias, coliformes fecales, sales

y contaminantes químicos. Los acuíferos pueden contener naturalmente concentraciones altas de

calcio, magnesio, sodio, potasio, cloro y sulfato, lo que representa un problema para ciertos usos.

Los lixiviados de basureros o superficies contaminadas también contaminan los acuíferos.

La fuente principal de contaminación de acuíferos, resulta ser sin embargo, las descargas

industriales y domésticas. Todavía se permite la inyección directa de residuos industriales y

domésticos a los acuíferos, lo cual es quizás la causa más importante de su contaminación. Los

derrames industriales ocurren frecuentemente y asimismo contaminan los acuíferos. A lo largo y

ancho del globo se han cerrado muchos pozos por causa de la contaminación industrial.

Tipos de acuíferos

De acuerdo con el grado de confinamiento de las aguas que contienen, los acuíferos pueden

clasificarse en cuatro tipos: a) Acuíferos libres, freáticos o no confinados, b) Acuíferos

confinados o artesianos, c) Acuíferos semiconfinados (leaky aquifers) y d) Acuíferos semilibres.

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Los acuíferos libres son aquellos en que el agua subterránea presenta una superficie libre,

sujeta a la presión atmosférica, como límite superior de la zona de saturación. Esta superficie

libre se conoce como superficie freática y el nivel a que ella se eleva, respecto a otro de

referencia, nivel freático. Está formado en general por un estrato permeable parcialmente

saturado de agua que yace sobre otro estrato impermeable o relativamente impermeable. En la

mayoría de los casos existe solamente un nivel freático, pero en algunos casos, a causa de la

presencia de acuicierres o acuitardos de pequeñas dimensiones relativas, pueden existir acuíferos

que se denominan acuíferos colgados con niveles freáticos adicionales, tales como aparecen en la

figura 4

Figura 4. Acuíferos colgados

En algunos acuíferos libres compuestos de partículas finas el drenaje por gravedad de los

poros con frecuencia puede que no sea instantáneo y, en ese caso, el acuífero entrega el agua un

cierto tiempo después de que el nivel freático baja en el mismo. A este tipo de acuífero se les

denomina libres con entrega retardada. En los pozos perforados en este tipo de acuífero, el agua

se eleva hasta el nivel freático.

Los acuíferos confinados o artesianos son formaciones geológicas permeables,

completamente saturadas de agua, confinadas entre dos capas o estratos impermeables o

prácticamente impermeables (una inferior y otra superior). En estos acuíferos, el agua está

sometida, en general, a una presión mayor que la atmosférica y al perforar un pozo en ellos, el

agua se eleva por encima de la parte superior (techo) del acuífero hasta un nivel que se denomina

nivel piezométrico. La superficie imaginaria que representa la carga piezométrica en los distintos

puntos del acuífero se conoce como superficie piezométrica. En algunos casos, la superficie

piezométrica puede estar por encima del nivel del terreno natural, por lo que un pozo perforado

en el lugar fluirá solo, como si fuera un manantial. Los acuíferos confinados se nombran también

artesianos, a causa de que en la región francesa de Artois fue el primer lugar donde se perforaron

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pozos profundos en acuíferos confinados, alrededor del año 1750. Originalmente, el término

artesiano se aplicaba solamente a los pozos fluyentes, pero en la actualidad, la palabra se aplica a

cualquier pozo perforado en un acuífero confinado. En la figura 5 puede apreciarse la

representación esquemática de un corte geológico que muestra un acuífero libre y uno confinado

en la misma zona.

Figura 5. Acuífero libre y confinado

Los acuíferos semiconfinados son acuíferos completamente saturados sometidos a

presión que están limitados en su parte superior por una capa semipermeable (acuitardo) y en su

parte inferior por una capa impermeable (acuicierre o acuifugo) o también por otro acuitardo. En

este tipo de acuífero, la disminución de la carga piezométrica originada por el bombeo, por

ejemplo, inducirá un flujo vertical del agua contenida en el acuitardo, que actuará como recarga

del acuífero. Las características del acuitardo confinante en un acuífero semiconfinado son tales

que puede ignorarse la componente horizontal del flujo en el acuitardo.

Los acuíferos semilibres representan una situación intermedia entre un acuífero libre y

uno semiconfinado. En este caso, la capa confinante superior es un estrato semipermeable o

acuitardo, de características tales que la componente horizontal del flujo no puede ignorarse.

Kruseman y De Ridder, partiendo de considerar los acuíferos apoyados en una capa

impermeable, especifican que el tipo de acuífero queda determinado por el carácter de la capa

confinante superior y presentan el cuadro que aparece en la Tabla I como instrumento para

caracterizar los acuíferos.

16

Tabla I. Caracterización de los acuíferos.

Capa Superior Tipo de Acuífero

Impermeable (acuicierre) Confinado

Semipermeable (acuitardo) en que puede ignorarse la componente

horizontal del flujo Semiconfinado

Semipermeable (acuitardo), menos permeable que la parte principal del

acuífero, hay que tomar en cuenta la componente horizontal del flujo Semilibre

Igual que la parte principal del acuífero Libre

Propiedades hidrogeológicas de los acuíferos

En el comportamiento hidráulico de los acuíferos pueden distinguirse diversas

propiedades que se describen a continuación y que se utilizan para caracterizar dicho

comportamiento y establecer sus leyes.

En general puede decirse que la velocidad U con que circula el agua subterránea es

proporcional a una potencia del gradiente hidráulico I, multiplicada por una constante de

proporcionalidad denominada conductividad hidráulica.

La conductividad hidráulica representa la mayor o menor facilidad con que el medio deja

pasar el agua a través de él por unidad de área transversal a la dirección del flujo. Tiene las

dimensiones de una velocidad (L T-1) y modernamente se distinguen dos tipos: la conductividad

hidráulica darciana o lineal, KD y la conductividad hidráulica turbulenta, KT.

La transmisibilidad o transmisividad es el producto del espesor saturado del acuífero m y

la conductividad hidráulica. Tiene las dimensiones L2 T-1 y, lógicamente, se distinguirán dos

tipos: la transmisibilidad darciana o lineal, TD (TD = m KD) y la transmisibilidad turbulenta, TT

(T = m KT).

Diversos experimentos han demostrado que la conductividad hidráulica darciana no sólo

depende de las características del medio, sino también de las del fluido (su viscosidad y peso

específico) por lo que se estableció una relación entre KD, las propiedades del fluido y una

característica intrínseca del medio que es independiente del fluido que circula a través de él. Esa

característica se denomina permeabilidad intrínseca o geométrica y se representará por el

símbolo κ. La ecuación que relaciona KD con k se puede expresar como:

17

κκµγ

v

gKD == Ec. 1

Y también

DKg

v=κ Ec. 2

donde:

, es el peso específico absoluto del fluido,

, viscosidad dinámica del fluido

g , aceleración de la gravedad

υ, viscosidad cinemática del fluido

La permeabilidad intrínseca tiene las dimensiones de una longitud al cuadrado (L2).

Por otra parte, se ha demostrado que al considerar el flujo en medios porosos en su forma

más general, no lineal, es necesario tomar en consideración un nuevo parámetro adimensional

característico de cada medio, o sea una nueva propiedad intrínseca, que por analogía con el flujo

en tuberías se denomina rugosidad equivalente, y que se representa por el símbolo C. Esta

propiedad está relacionada con la conductividad hidráulica turbulenta por la expresión.

2

12

1

)(C

gKT

κ= Ec. 3

Como se puede ver, al disponer de las ecuaciones 1 y 3 es posible utilizar indistintamente,

para caracterizar el medio, las propiedades KD y KT o en su lugar k y C.

Se ha definido como coeficiente de almacenamiento, que se representará por el símbolo E,

como el volumen de agua que puede ser liberado por un prisma vertical del acuífero, de sección

unitaria y de altura igual a su espesor saturado, cuando se produce un descenso unitario de la

carga hidráulica (del nivel piezométrico o del nivel freático). De esta definición se deduce que el

coeficiente de almacenamiento es adimensional. El concepto fue introducido en la Hidráulica

Subterránea en 1935 por C.V. Theis.

En el caso de los acuíferos confinados, el agua liberada procede de los efectos mecánicos de

la compresión del cuerpo del acuífero y del agua. En el caso de los acuíferos libres o freáticos,

ignorando los efectos relativamente pequeños que puede introducir la elasticidad del acuífero,

resulta claro que el coeficiente de almacenamiento es equivalente a la llamada porosidad

efectiva, ya que en ambos casos resulta ser la cantidad de agua que puede ser extraída por

gravedad de una unidad de volumen del acuífero saturado.

18

Tanto para acuíferos confinados como para acuíferos libres las propiedades a considerar y

determinar serían cualquiera de los tres tríos:

k, C y E, KD, KT y E o TD, TT y E

ya que las ecuaciones de transformación de que se dispone permiten calcular todo el conjunto

si se tienen los valores de uno cualquiera de los tríos.

Para el análisis de acuíferos semiconfinados es necesario tener en cuenta dos nuevas

propiedades, la resistencia hidráulica y el factor de goteo. La resistencia hidráulica, representada

por el símbolo C', es una medida de la resistencia que ofrece la capa confinante al flujo en

dirección vertical, y se define por la relación entre el espesor saturado del acuitardo, m' y su

conductividad hidráulica darciana vertical, K'D, o sea que:

DK

mC

'

''= Ec. 4

Las dimensiones de la resistencia hidráulica son las del tiempo. Si el acuífero es confinado, el

acuitardo se convierte en acuicierre y C' → ∞.

El factor de goteo (leakage factor) representado por el símbolo B, tiene las dimensiones de

una longitud y está definido por la ecuación:

2

1

2

1

2

1

)'

'()'()(D

DDD

K

KmmmKCCTB === Ec. 5

Los valores altos de B indican una gran resistencia al flujo del acuitardo confinante en

comparación con el acuífero, lo que implica una pequeña influencia relativa en la recarga del

acuífero a partir del acuitardo.

En el análisis de acuíferos libres con entrega retardada o semilibres, es necesario tener en

cuenta el llamado factor de drenaje, D, que está definido por la ecuación:

2

1

)(y

D

S

mKD

α= Ec. 6

Donde αααα , es el inverso del índice de retraso de Boulton (1/αααα) y Sy, es el volumen total de

entrega retardada procedente del almacenamiento, por unidad de abatimiento por unidad de área

horizontal. (Rendimiento específico después de un tiempo grande de bombeo)

Los valores altos de D indican un drenaje rápido. Si D → ∞, la entrega es instantánea al

descender la superficie freática y el acuífero será libre sin entrega retardada. El factor de drenaje

tiene dimensiones de longitud.

19

Ecuaciones que caracterizan el movimiento del agua subterránea

La ley general del flujo del agua subterránea puede representarse por expresiones monómicas

o binómicas. Se ha demostrado que las expresiones binómicas de la forma conocida como de

Dupuit-Forchheimer se adaptan mejor al carácter hidrodinámico del proceso de flujo. Se ha

logrado identificar los coeficientes de la ecuación de Dupuit-Forchheimer con las propiedades

hidrogeológicas del medio, por lo que la ley general del flujo en medios porosos puede

expresarse en las dos formas siguientes:

2Ukg

CU

gI +=

κγ

Ec. 7

2

2

TD K

U

K

UI += Ec. 8

Estas son las ecuaciones de las que se parte para la deducción de las fórmulas de los distintos

casos de flujo hacia los pozos en régimen no lineal, que incluye como caso particular el régimen

lineal o darciano.

Cuña salina

La cuña salina se origina por el intercambio entre el agua de mar y el agua dulce de un

cuerpo de agua superficial (ríos, lagos) o subterráneo (acuíferos), cuya diferencia de densidades

origina una interfase entre las dos masas de agua (estratificación por densidad), y la capa inferior

por debajo de la bien definida interfase se le conoce como cuña salina. La formación de dicha

cuña se ve afectada por las condiciones hidrológicas que presenta el estuario; estas condiciones

están definidas por el gasto neto de agua dulce que entra al acuífero, las corrientes existentes y la

acción de los ciclos de la marea. Todos estos factores intervienen en la mezcla de estas aguas

produciendo variaciones en la concentración salina.

Los estuarios pueden clasificarse en: estratificados, mezclados o parcialmente mezclados, de

acuerdo al grado de mezcla o comportamiento de la cuña salina. El estuario estratificado es la

mezcla de agua de mar con agua dulce en un grado pequeño donde en la zona baja del estuario la

salinidad es casi igual a la del océano mientras que en la parte superior el agua dulce fluye casi

20

sin contaminarse con el agua del mar; esto se conoce como una estratificación por densidad. El

mezclado es aquel donde la mezcla de agua de mar y agua dulce resulta con un grado máximo.

De acuerdo a la problemática que existe actualmente en la costa norte continental del estado

Falcón por la salinización de los pozos debido al desplazamiento de la cuña salina por la mala

ubicación de los mismos, genera una situación alarmante, debido a las consecuencias que ello

provoca en el desarrollo agrícola, pecuario y la utilidad del agua para el uso de la población. En

la Figura 6 se representa esquemáticamente la mala planificación y explotación de pozos que

extraen agua en cantidades excesivas mediante bombeo, lo que provoca que la intrusión marina

sea arrastrada tierra adentro.

Figura 6. Pozos a las cercanías de la costa y penetración de la cuña salina

Este proceso de migración de la cuña salina hacia el interior continental es irreversible una

vez que se produce. Como se dijo anteriormente, en la naturaleza se establece un equilibrio entre

el agua dulce y el agua salada; cuando este equilibrio se rompe el agua salada invade el acuífero

elevando el nivel de sales de las aguas. El agua salina no sirve para consumo humano ni animal

ni para su uso en la agricultura, porque deteriora cultivos y suelos.

Elementos en la agricultura

Las plantas necesitan, para el desarrollo de su ciclo vital, de una serie de elementos químicos

que se denominan "elementos nutritivos". Todos estos elementos son igualmente importantes

pero, unos los necesita la planta en grandes cantidades y se les llama macro-elementos, mientras

que otros los necesita en pequeñas cantidades y se les denomina micro-elementos u

oligoelementos.

Todos los elementos nutritivos esenciales para la planta son tomados o asimilados en forma

de iones. Estos iones pueden ser positivos (cationes) o negativos (aniones).

Hay elementos que, por sus características de toxicidad, deben estar presentes sólo a muy

bajas concentraciones. Para aguas de consumo humano las cantidades deben ser muy bajas y

21

para aguas de riego, si bien la tolerancia es un poco mayor, esas sustancias también deben

aparecer en bajas concentraciones. Más adelante mostraremos los resultados y los

correspondientes valores permitidos según la Gaceta Oficial de la República de Venezuela No.

5.021, del 18 de diciembre de 1995.

La salinidad del agua

Los niveles de salinidad del agua son un factor determinante para todo tipo de vegetación. Se

entiende por salinidad a "la cantidad de sal disuelta en un litro de agua". De la medida de la

conductividad eléctrica del agua podemos pasar al contenido salino disuelto expresado en g/litro

y viceversa. Las siguientes secciones expresan diferentes rangos de conductividad (salinidad) y

sus implicaciones.

• 0 a 200 mS/cm. En este caso el problema no es la salinidad, sino el gran poder de

disolución que tienen estas aguas. Esto puede representar un problema en suelos donde la

disolución de las sales del suelo comprometa la capacidad de infiltración de los mismos, en

particular esto ocurre en suelos con altos contenidos de calcio.

• 200 a 750 mS/cm. El agua con este rango de conductividad tiene un bajo contenido en

sal. Puede ser utilizada para cualquier cultivo y en cualquier terreno. Suelos con baja

permeabilidad (por ejemplo arcillosos), pueden requerir ocasionalmente irrigación para disolver

las sales depositadas.

• 750 a 1500 mS/cm. Agua de salinidad media. Puede ser utilizada para regar terrenos

suficientemente permeables y cultivos medianamente tolerables a la salinidad, sin cuidado

especial para el control de la salinidad. Igualmente, pueden requerir ocasionalmente irrigación

para disolver las sales depositadas, según diagnósticos periódicos del suelo (cada seis meses).

• 1500 a 3000 mS/cm. Agua de salinidad elevada. Poco apta para el riego, pudiéndose

emplear solamente en terrenos bien drenados y para cultivos que toleren bien la salinidad. En

zonas de escasa lluvia, es necesario hacer un control regular del suelo y riegos para evitar

depósitos de sal. Si aparecen depósitos salinos hay que suspender su uso de manera inmediata.

• Más de 3000 mS/cm. Esta agua no es apta para el riego. Puede ser utilizada

ocasionalmente en terrenos con una extremada permeabilidad y si el cultivo es muy tolerante al

alto contenido en sal. Este nivel de salinidad en agua de riego requiere constante control de la

22

salinidad en el suelo y adoptar prácticas de cultivo especiales. En estos casos se hace

indispensable el riego por goteo y muy poco riego. Incluso en zonas donde las precipitaciones

sean elevadas y compensen el uso del agua salobre en temporada seca, son necesarios riegos

eventuales con otras fuentes de agua para el riego y lavado de la tierra en ausencia de lluvias.

Además de estas observaciones, para evaluar el riesgo de salinización o sodificación

(alcalinización) del suelo, se pueden usar aproximaciones que utilizan parámetros del agua de

riego. Uno de los más utilizados es el propuesto por Richards (1954), el mismo se basa en la

medida de la conductividad eléctrica del agua y en el cálculo de la Relación de Adsorción de

Sodio (RAS ó, en inglés, SAR). Esto se lleva a cabo según la fórmula:

2

22 ++

+

+=

MgCa

NaRAS Ec. 9

Donde Na+ es la concentración del ión sodio, Ca2+ y Mg2+ las del calcio y magnesio

respectivamente (en meq/l por ejemplo). Interpretaciones más recientes del significado de estos

parámetros permiten una evaluación según la siguiente tabla (Olías et al. 2005).

Tabla II.- Clasificación de la calidad del agua para riego según la FAO (Ayers y Westcot, 1985). C.E.: Conductividad eléctrica (en mS/cm ó dS/m).

23

El pH en aguas y suelos

El pH es un valor variable entre 0 y 14 que indica la acidez o la alcalinidad de una solución.

Las sustancias capaces de ceder grupos H+ son ácidas, y las capaces de ceder grupos hidroxilo,

OH-, son básicas o alcalinas.

La importancia del pH en los cultivos radica en que el pH de la solución nutriente puede

afectar el crecimiento vegetal de dos formas principalmente:

a) A la disponibilidad de los nutrientes, ya que, con los valores extremos de pH se produce la

precipitación de ciertos nutrientes permaneciendo en forma no disponible para las plantas.

b) A la capacidad de absorción de nutrientes por parte de las raíces. Todas las especies

vegetales presentan unos rasgos característicos de pH en los que su absorción es idónea, fuera de

este rango, la absorción radicular se ve dificultada. Si la desviación es extrema, puede verse

deteriorado el sistema radicular o presentarse toxicidades.

El rango ideal de pH está entre 5.0 - 6.5, ya que la práctica totalidad de los nutrientes son

asimilables por la planta. Por encima de pH 6.5 la formación de precipitados puede causar

importantes problemas. Por debajo de pH 5 puede verse deteriorado el sistema radicular, sobre

todo en cultivos hidropónicos.

El pH en el suelo es otro factor a tener en cuenta, pues usualmente las aguas de riego

muestran un pH superior al óptimo. La cantidad de ácido a aportar depende principalmente de la

concentración del ión bicarbonato presente en el agua de riego, ya que éste actúa como tampón

contra los cambios de pH en el agua de riego y a concentraciones elevadas es necesario mayor

cantidad de ácido para su neutralización y ajuste de pH.

24

V. TECTÓNICA Y GEOLOGÍA DE LA CUENCA DE FALCÓN.

Resumen Tectónico

La zona de trabajo se encuentra en la Cuenca de Falcón, cuya evolución geotectónica esta

determinada por su ubicación dentro de la zona de interacción entre las placas del Caribe y

Suramericana (Gonzáles de Juana et al, 1980; Muessig, 1984). Debido a ello esta cuenca ha

sufrido una evolución bastante compleja que abarca en líneas generales una fase de extensión,

cierre de la cuenca y finalmente una inversión tectónica asociada a pulsos orogénicos en

dirección norte-sur. A lo largo del borde de placas donde existe la colisión oblicua entre las

placas, debido al movimiento hacia el este de la placa Caribe, se desarrolló una zona de tracción

extensiva, entra la dorsal de Curaçao y el sistema de fallas San Sebastián–Oca (Figura. 7). El

cizallamiento lateral destral causó subsidencia extensional a lo largo de las fallas normales con

rumbo noroeste. Como resultado de la extensión se produjo un callamiento cortical que facilitó la

inyección de magmas alcalinos. Falcón fue así una de las cuencas de tracción formadas dentro

del grupo de las cuencas extencionales. (Rodríguez Ríos Richard).

La historia geológica del occidente de Venezuela fue común hasta fines del cretácico

superior, cuando pulsos orogénicos cambiaron su configuración de margen pasivo y comenzó el

proceso de generación de cuencas colisiónales. Debido al aumento de la deformación durante el

Eoceno los ejes de máxima subsidencia de los depocentros migraron hacia el sur y gracias a

nuevos pulsos orogénicos se separaron las cuencas de Falcón y Maracaibo. Como resultado de

del continuo desplazamiento de la falla de Oca se formó un frente de deformación que avanzó

hasta el norte y fue plegando por transgresión los estrato. Esto generó la formación de una

cuenca ante país orientada ENE-WSW.

Figura. 7. Sistemas de Fallas Tectónicas Activas de Venezuela.

25

Geología Estructural

Durante el Eoceno medio tuvo lugar una extensa transgresión hacia el Oeste-suroeste que

tiene su mejor expresión en la formación Jarillal. La forma característica de la cuenca fue

definida en el Oligoceno inferior por la sedimentación de Formación El Paraíso, que Días de

Gomero (1977a) considera como un complejo deltáico progradante originado en las tierras recién

levantadas hacia el oeste y suroeste. Otros elementos positivos que limitaban la cuenca son la

cordillera de Churuguara y su prolongación por el sur, el Alto de Dabajuro al noroeste, formado

por rocas aflorantes del Eoceno medio que constituyó un elemento positivo durante casi toda la

historia de la cuenca, y el Alto de Paraguaná-Coro, separado del Alto de Dabajuro por el Surco

de Urumaco. Hacia el cierre del Oligoceno y comienzos del Mioceno la parte central de la

cuenca sufrió una subsidencia rápida que la situó a profundidades de 1500 m, lo cual conlleva

ambientes profundos hasta el borde sur del Alto de Dabajuro, el cual continuó parcialmente

emergente.

El Alto de Paraguaná también continuó emergente, pero su prolongación -el Alto de Coro- se

situó a profundidades adecuadas al desarrollo de arrecifes en su borde sur, donde avanza un

pronunciado talud hacia la zona central profunda. En el Mioceno cesó la subsidencia de la

cuenca y comenzó su relleno dando lugar a la disminución de su profundidad. La sedimentación

de la Formación Castillo en el borde Sur del Alto de Dabajuro y la lente conglomerática de

Guarabal en el área del arrecife de San Luís forman parte de este relleno. La Formación Agua

Clara, de aguas moderadamente profundas a someras, cubre grandes extensiones de terreno

llegando hacia el norte hasta el Alto de Paraguaná, donde ha producido petróleo en la ensenada

de La Vela; igualmente recubre en parte el Alto de Tacal-Dabajuro. En la parte noroccidental de

la cuenca - Distrito Buchivacoa y Alto de Dabajuro- el Mioceno medio se caracteriza por

levantamientos y plegamiento posiblemente concomitantes con movimientos contemporáneos

registrados en la cuenca del Lago de Maracaibo, los cuales en los campos Buchivacoa se reflejan

en la pronunciada angularidad entre las capas de la Formación Agua Clara y los sedimentos del

Grupo La Puerta, coincidentes con el pronunciado cambio litológico sobre Agua Clara.

Fenómenos similares ocurrieron en la región de Tiguaje donde la discordancia de La Puerta

se hace más severa, llegando a mostrar angularidad entre el Eoceno y La Puerta con ausencia de

Agua Clara (Figura 3). A partir de la depresión de Urumaco, este período se caracterizó por

transgresiones y regresiones más locales entre los ambientes deltáicos de la Formación Cerro

Pelado y los más marinos de la secuencia Socorro-Querales. Observando el espesor reducido de

26

Cerro Pelado y sus conglomerados basales en ciertas estructuras como El Saladillo (Mina de

Coro), se puede deducir la presencia de pliegues de crecimiento. Durante este período en la zona

noroccidental se sedimentó la secuencia continental del Grupo La Puerta, productor de petróleo y

más hacia el este, la mencionada secuencia de Socorro- Querales y Caujarao-Urumaco que

durante el Mioceno superior grada a las formaciones Codore-La Vela y equivalentes, de carácter

menos marino. Durante toda esta evolución la parte oriental de la cuenca permaneció subsidente,

con indicación de paleo profundidades de más de 500 m hasta probablemente 1500 m. Este

levantamiento marca el período de orogénesis tardía –Mioceno superior- Plioceno responsable de

la última deformación estructural de Falcón, posiblemente relacionada con el levantamiento final

andino y los movimientos jóvenes detectados en la cuenca del Lago de Maracaibo,

particularmente en la región de Mene Grande.

Estratigrafía de las Formaciones de la Cuenca de Falcón

Los afloramientos en el alto de Cumarebo corresponden al Miembro El Muaco, sección

inferior de la Formación Caujarao, Mioceno medio y superior. Hacia la parte sur, tanto en el

sinclinal del Cerro de los Indios como en los flancos de la estructura, aflora el Miembro medio

de Cauiarao, la caliza de Cumarebo, que se adelgaza y desaparece al norte en condiciones

sedimentarias menos favorables al desarrollo de arrecifes. A diferencia con otras regiones de

Venezuela, en Falcón no se interrumpió la sedimentación en el Eoceno. Mientras que en la

Cuenca de Maracaibo y en el Caribe se iniciaba el período de un largo proceso erosivo, en

Falcón ocurría el comienzo de una cuenca que más tarde fue retrocediendo progresivamente

hacia el norte y el este. La naturaleza y distribución de los sedimentos en el área de Cumarebo

señalan esa regresión continuada originada por movimientos orogénicos en el sur. Los ambientes

sedimentarios variaron en la zona desde aguas relativamente profundas (Oligoceno tardío) y

nerítico (Mioceno) hasta marino somero y litoral (Plioceno) y continental (Cuaternario), con

períodos de erosión y de invasión marina desde el Mioceno tardío.

El ambiente mioceno en la región es esencialmente de transición entre la sedimentación

típicamente litoral que se observa hacia el oeste y los depósitos batiales del noreste de Falcón. Al

occidente de Cumarebo los sedimentos corresponden a facies cercanas a la línea de playa y

reflejan sucesivos avances y retiros del mar; hacia el este, los cambios son menos marcados y la

sedimentación es esencialmente nerítica en comunicación constante con el mar. Un pozo

27

realizado a 17 kilómetros del declive de la Formación San Luís y 9 Km. al sur del campo, llegó a

las calizas cretácicas. Encontró en un anticlinal de modestas dimensiones, un intervalo de calizas

y lutitas (125 metros) con areniscas y limolitas delgadas dentro de un abanico turbidítico del

Mioceno inferior (la Formación Pedregoso) que conforma una cuña concordante entre la

Formación Pecaya infrayacente y la Formación Agua Clara suprayacente. Pasa al oeste a la

Formación Castillo; al norte y noreste es equivalente a la Formación San Luís como una facies

marginal En el campo Cumarebo la Formación Socorro del Mioceno medio, puede llegar a tener

un espesor de hasta más de mil metros, con arcillas mas ó menos laminadas, areniscas de grano

fino y capas margosas, de aguas calidas y poco profundas. En el tramo superior de Socorro se

encuentran intercaladas entre lutitas las llamadas "Arenas de San Francisco". El Miembro El

Muaco de la Formación Caujarao (Mioceno medio y superior) yace concordante y transicional

sobre la Formación Socorro. Está formado por arcillas laminadas, calizas margosas y areniscas

cementadas por óxido de hierro.

La Formación Caujarao presenta en Cumarebo características neríticas. Las estructuras del

norte de Falcón se consideran relacionadas con transgresión dextral en la zona de fricción entre

las placas de Suramérica y del Caribe combinada con fallamiento intenso. La región es una zona

de buzamiento predominante al norte. Los anticlinales de La Vela, Isidro, El Saladillo,

Cumarebo, son pliegues secundarios en el geosinclinal delimitado al norte por la línea de

resistencia Paraguaná-Curazao y al sur por las sierras de Churuguara y San Luís. La estructura de

Cumarebo es un domo alargado en sentido noreste, con una longitud conocida de 5 km. El ancho

es de 1.5 Km., ligeramente asimétrico, que se inclina 25-30° en el flanco sureste hacia el

sinclinal de Taica, y 40° (hasta 50-55° a los 2.500' de profundidad) en el ala noroeste que se

prolonga en el homoclinal de El Veral hacia el Mar Caribe. Al sur, la estructura está separada del

sinclinal de Cerro de los Indios por la falla San Pedro-San Vicente, y al norte termina en la falla

de Santa Rita, fallas normales de desplazamiento al este; más allá de estas fallas prominentes no

aparece la estructura. Un sistema regional de fallas normales transversales con rumbo noroeste-

sureste y desplazamiento al noreste segmenta el domo. Las fallas más antiguas precedieron al

plegamiento. En el Plioceno, un movimiento epirogénico inclinó el área hacia el noroeste,

haciendo regresar el mar hasta su posición actual. En la última parte del Plioceno fueron

deformados los planos de falla y el pliegue de Cumarebo tomó su forma definitiva.

28

VI. UBICACIÓN Y RECONOCIMIENTO DE CAMPO.

Ubicación

El área de estudio se encuentra ubicada en el Edo. Falcón, en la región noreste, entre las

poblaciones de Tocópero y Pto. Cumarebo (Figura 8). El proyecto se desarrollo en los

municipios Zamora y Tocópero. El Municipio Tocópero limita al Norte con el Mar Caribe, al Sur

con los municipios Zamora y Píritu del Estado Falcón, al Este con el Municipio Píritu del Estado

Falcón y al Oeste con el Municipio Zamora del Estado Falcón. Posee una superficie territorial de

82Km2 y una superficie agrícola de 9.441,06 hectáreas. El Municipio Zamora limita al Norte

con el Mar Caribe y el Municipio Tocópero, al Sur con el Municipio Petit, al Este con el

Municipio Píritu y al Oeste con el Municipio Colina. Posee una superficie territorial de 619Km2

y una superficie agrícola de 44.802,17 hectáreas.

Figura 8. Ubicación Geográfica del área de estudio. (a) Venezuela. (b) Edo. Falcón. (c) Zona de

estudio, entre las poblaciones de Pto. Cumarebo y Tocópero (tomado de Google Earth)

Venezuela

Edo. Falcón

Zona de Estudio

(a) (b) (c)

29

Reconocimiento de campo

La zona corresponde al tramo de la Carretera Nacional Morón-Coro que está más cercano a

la costa. Los terrenos estudiados están entre uno (1) y tres (3) kilómetros de la costa. El clima es

seco y semi-árido, la vegetación es escasa y con preponderancia de las xerófilas. Los suelos se

ven secos y relativamente arcillosos (esto se cuantificará en el siguiente informe). Se localizaron

una docena de pozos que están siendo explotados en la zona. Los cultivos principales son el

melón, y para la época de diciembre, el pimentón.

Figura 9. Izquierda: aspecto de los suelos de la zona en una de las parcelas estudiadas.

Derecha: vista de uno de los pozos y el sistema de extracción de agua.

30

VII. LOCALIZACIÓN DE POZOS Y LEVANTAMIENTO CON GPS

Sistema de posicionamiento Global (GPS)

El sistema de posicionamiento global es un sistema de localización diseñado a principios de

los anos 70, originalmente por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos de América,

con fines militares para proporcionar estimaciones precisas de posición, velocidad y tiempo.

Composición del Sistema de Posicionamiento Global

El sistema de GPS se descompone en tres segmentos básicos, los dos primeros de

responsabilidad militar: Segmento Espacio, compuesto por 24 satélites GPS que giran en orbitas

ubicadas aproximadamente a 20,200 Km. de radio y un periodo de 12 h. Este segmento esta

diseñado de forma tal que se pueda contar con un mínimo de 4 satélites visibles por encima de un

ángulo de elevación de 15 en cualquier punto de la superficie terrestre, durante las 24horas del

día; Segmento de Control, constituido por 5 estaciones de observación y 4 antenas en tierra

distribuidas entre 5 puntos a distancias similares alrededor del ecuador (Isla Ascensión, Diego

García, Kwajalainy, Hawaii y Colorado Springs) y tienen como fin monitorear el estado de los

satélites (altitud, estado de los relojes atómicos), realizar pequeños ajustes en sus órbitas y

calcular las efemérides (posición) de los satélites. Esta información es transmitida a los satélites,

los cuales a su vez la retransmiten a los receptores en tierra al menos una vez al día; y Segmento

usuario, formado por las antenas y los receptores pasivos situados en tierra, dichos receptores, a

partir de los mensajes que una estimación del tiempo y la posición.

Principio de funcionamiento de GPS

El sistema de GPS tiene como objetivo fundamental calcular la posición de un punto

cualquiera en un espacio de coordenadas (x,y,z), tomando como base el calculo de las distancias

del punto a un mínimo de tres satélites cuya localización es conocida. Para esto cada uno de los

satélites envía una serie de señales codificadas que los receptores en tierra pueden decodificar y

de esta manera estimar el tiempo que tardo la señal en viajar desde el satélite Navstar-GPS

(emisor) hasta el receptor. Posteriormente el receptor determina la diferencia en tiempo y

finalmente utilizando la velocidad de la luz determina la distancia.

D = (T1-T2)*300.000 km/s

Donde T1= tiempo en que es estimada la señal por el satélite y T2= tiempo en que es

recibida la señal por el receptor en tierra.

31

Métodos de medición

Para la obtención de la posición mediante el uso del GPS existen diferentes métodos, el método a

emplear dependen de la precisión requerida por el usuario y el tipo de receptor disponible. Bajo estos

términos se pueden establecer tres técnicas:

• Posicionamiento diferencial Corregida, mas comúnmente conocidos como DGPS, el

cual proporciona precisiones de orden de 0.5-5m y es utilizado para navegación costera,

adquisición de datos para el Sistema de Información Geográfica GIS, entre otras.

• Navegación Autónoma, empleado solo un receptor simple, utilizado en su mayoría por

los excursionistas, barcos en alta mar y las fuerzas armadas. La precisión es mejor que 100m

para usuarios civiles y alrededor de 20m para usuarios militares.

• Posicionamiento Diferencial de Fase, ofrece una precisión de 0.5-20mm y es utilizado

para diversos trabajos de topografía, control de maquinas entre otros.

Errores asociados al Sistema de Posicionamiento Global

Retrasos ionosféricas y atmosféricos: Cuando la señal del satélite pasa a través de la

ionosfera, su velocidad puede disminuir e introducir errores en el cálculo de la distancia. La

ionosfera no genera un retraso constante en la señal, existen diversos factores que influyen en le

retraso, entre ellos tenemos:

• Elevación del satélite: Las señales de satélites que se encuentran en un ángulo de

elevación bajo se verán mas afectadas que las señales de satélites que se encuentren en un ángulo

de elevación mayor. Esto se debe a que la señal tiene que viajar una mayor distancia a través de

la atmósfera.

• La densidad de la ionosfera esta afectada por el sol: Durante la noche la influencia

ionosférica es mínima, mientras que durante el día se incrementa generando la disminución de la

velocidad de la señal. La densidad de la ionosfera varía con los ciclos solares (actividad de las

manchas solares), estos llegan a su máximo cada 11 anos.

• El vapor de agua también afecta la señal GPS: El vapor de agua contenido en la

atmósfera genera la degradación de la posición, este efecto puede ser reducido utilizando

modelos atmosféricos.

• Errores en los relojes de los satélites y del receptor: variaciones debido a la deriva propia

del instrumento y a la acción de los efectos relativísticos que originan un diferencial del tiempo

entre el sistema del satélite y del sistema del GPS. Este diferencial de tiempo no es constante

32

para todos los satélites, sin embargo, estos errores, de muy poca magnitud, son ajustados por el

Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

• Errores de trayectoria: Este tipo de error se presenta cuando el receptor esta ubicado

cerca de una gran superficie reflectora, tal como un lago o un edificio, en estos casos la señal del

satélite no viaja directamente a la antena, si no que llega primero al objeto cercano y luego se

refleja a la antena, provocando una medida falsa. Este error afecta únicamente a las mediciones

topográficas de alta precisión.

• Dilución de la precisión: La Dilucidación de la Precisión (DOP) es una medida de la

fortaleza de la geometría de los satélites y esta relacionada con las distancia entre estos y su

posición en el cielo. El DOP puede incrementar el error en la medición de distancia a los

satélites. Cuando los satélites están bien distribuidos, la posición se puede determinar dentro del

área sombreada del diagrama y el margen de error posible es mínimo, sin embargo cuado se tiene

los satélites muy cerca uno de otros, el área sombreada aumenta su tamaño, incrementando

también la incertidumbre en la posición. Dependiendo de la dimensión, se pueden calcular

diferentes tipos de Dilución de la Precisión: (a) PDOP, dilución de precisión para la posición,

proporciona la degradación de la exactitud en posición 3D; (b) HDOP, dilución de precisión

horizontal, proporciona la degradación de la exactitud en la dirección horizontal; (c) VDOP,

dilución de precisión vertical, proporciona la degradación de la exactitud en la dirección vertical;

y (d) TDOP, dilución de precisión de la Precisión Geométrica, proporciona la degradación de la

exactitud en posición 3D y en tiempo.

• Disponibilidad Selectiva (S/A) Esta es un proceso aplicado por el Departamento de los

Estados Unidos a la señal GPS que tiene como finalidad denegar, tanto a usuarios civiles como a

las potencias hostiles, el acceso a toda la precisión que brinda el GPS. Mediante el proceso

denominado como “dithering” (dispersión) son alterados los relojes del satélite, y por ende el

tiempo y las trayectorias seguidas por los mismos.

Adquisición

Primera Salida (Reconocimiento del en campo del área):

Ubicación de la estación GPS de referencia REGVEN para el control del levantamiento

en el Edo. Falcón, Municipio Tocópero.

Traslado de la estación de referencia, a la población de Pto. Cumarebo (Azotea de la

vivienda).

33

Ubicación y obtención de las coordenadas geográfica de los pozos de la zona, así como

sus características generales. Para este punto se realizó una medida por pozo con el navegador

GPS móvil MobileMapper (Figura 10), de aproximadamente 10 minutos. Fueron tomadas, en

planillas de campo, los siguientes datos: coordenadas, altura, PDOP, número de satélites,

observaciones generales y nombre de la entidad.

Descarga de datos en un computador y creación de carpetas por día de adquisición,

mediante el uso del programa MobileMapper Office (MobileMapper Transfer).

Realización de un mapa, con la ubicación de todos los pozos encontrados para establecer

una nueva zona de estudio. En esta nueva área serán aplicados métodos de prospección geofísica

Segunda Salida

Ubicación de la estación de referencia en el Edo. Falcón, Municipio Tocópero. (Anexo 1)

Traslado de la estación de referencia, a la población de Pto. Cumarebo (Azotea de la

vivienda).

Obtención de las coordenadas geográficas de los pozos seleccionados, al igual que los

puntos medios de los tendidos geoeléctricos y sísmicos realizados en los alrededores de los

pozos. Para este punto se realizaron varias medidas en cada pozo con el navegador GPS móvil

MobileMapper, de aproximadamente 10 minutos. Fueron tomadas, en planillas de campo, los

siguientes datos: coordenadas, altura, PDOP, número de satélites, observaciones generales y

nombre de la entidad.

Descarga de datos en un computador y creación de carpetas por día de adquisición,

mediante el uso del programa MobileMapper Office (MobileMapper Transfer).

Procesamiento de los datos obtenidos, mediante el uso del programa MobileMapper

Office.

Generación de tablas en Microsoft Office Excel, con los datos procesados por día de

adquisición.

Generación de mapas con la ubicación de los pozos estudiados y los nuevos manantiales

encontrados.

34

Figura 10. Navegador GPS. Mobile Mapper

Procesamiento

Para el procesamiento de los datos obtenidos se empleo el programa MobileMapper Office.

Este programa permite importar los datos registrados por día, al igual que la estación de

referencia respectiva. Al abrir las entidades en el programan, se muestra en la parte central de la

pantalla los puntos adquiridos sobre un mapa. En la parte superior derecha se muestran las

coordenadas, PDOD, altura elipsoidal, número de satélites, hora de medición y hora de los

mismos. En la parte inferior se muestran todas las entidades, con sus barras de tiempo de

medición, la cual se encuentra dentro el rango de tiempo de la estación de referencia. (Fig. 3a)

Luego se procede a utilizar la opción de corrección diferencial que posee el programa. Esta

corrección es realizada de forma automática. Finalmente los datos son guardados en un archivo

.CVS para poder ser ordenados en Excel.

35

Figura 11. Pantalla del programa MobileMapper Office.

Durante la adquisición y procesamiento de los datos GPS se totalizaron más de 70 puntos con

errores promedios menores que 1,5 m para aquéllos puntos que soportaron corrección diferencial

(Figura 12). En lugares donde no se pudo hubo problemas con nubosidad y/o vegetación. En

general los puntos están bien localizados para los objetivos propuestos en esta etapa.

Figura 12. Mapa de ubicación de pozos, manantiales, y carretera levantada con GPS.

36

En Tabla II se resumen los pozos y manantiales levantados para esta fase y se mencionan los

que se les práctico geofísica para este informe.

Tabla II. Coordenadas geográficas de cada pozo y manantial levantado para esta fase.

Pozo Longitud Latitud Observaciones

STR1 -69º 19´ 9´´ 11º 30´ 24´´ Santa Rosa 1.

STR2 -69º 18´ 13´´ 11º 31´ 46´´ Santa Rosa 2.

STR3 -69º 17´ 49´´ 11º 31´ 50´´ Santa Rosa 3.

STR4 -69º 17´ 36´´ 11º 31´ 18´´ Santa Rosa 4.

STR5 -69º 17´ 33´´ 11º 31´ 16´´ Santa Rosa 5.

TOC001 -69º 16´ 20´´ 11º 32´ 33´´ Tocópero 1.

TOC002 -69º 16´ 47´´ 11º 32´ 39´´ Tocópero 2.

STR6 -69º 18´ 10´´ 11º 31´ 55´´ Santa Rosa 6.

PJ1 -69º 17´ 33´´ 11º 30´ 19´´ El Paují 1.

STJ1 -69º 24´ 21´´ 11º 29´ 50´´ Santa Juana 1.

ENCE1 -69º 25´ 48´´ 11º 29´ 21´´ Ensenada 1.

ENCE2 -69º 25´ 53´´ 11º 30´ 31´´ Ensenada 2.

ENCE3 -69º 25´ 39´´ 11º 29´ 27´´ Ensenada 3.

STJ2 -69º 24´ 5´´ 11º 29´ 43´´ Santa Juana 2.

Manantial Longitud Latitud Observaciones

MZ1 -69º 30´ 49´´ 11º 15´ 7´´ Manzanillo 1

MTO1 -69º 29´ 14´´ 11º 18´ 48´´ Monte oscuro 1.

PERU1 -69º 28´ 2´´ 11º 14´ 42´´ El Perú 1.

37

VIII. MAPA DE LOCALIZACIÓN.

En los anexos electrónicos se incluye, además de la versión digital del presente informe, el

mapa elaborado con los datos provenientes de la Gobernación (Plan de Ordenamiento Territorial)

y con los datos del levantamiento GPS que se realizó. Este mapa es preliminar y una versión

mejorada acompañará al informe final.

En la Tabla III se muestra el resumen de los pozos explorados con las herramientas

geofísicas y en el cuadro de observaciones se resaltan los resultados obtenidos de manera

preliminar. En la Figura 13 se despliega en un mapa la ubicación de pozos y manantiales en el

área de estudio con su respectiva topografía extraída de la base de datos geofísicos de la

Universidad Simón Bolívar. Adjunto a este breve informe se encuentra la misma carta

topográfica a escala aproximada 1.150000.

Figura 13. Mapa geológico y ubicación de pozos y manantiales con GPS.

38

Tabla III. Coordenadas finales de pozos explorados y por explorar en tercera salida de campo.

En columna de observaciones se resaltan rasgos de interpretación preliminar.

Pozo Longitud Latitud Observaciones

STR1 -69º 19´ 9´´ 11º 30´ 24´´

Santa Rosa 1. Muestras de agua, Sondeos

Eléctricos y Refracción Sísmica. Tres capas

sísmicas de velocidades 0,5km/s; 1,0km/s, y

1,0km/s.

STR2 -69º 18´ 13´´ 11º 31´ 46´´ Santa Rosa 2. Muestras de agua, Sondeos

Eléctricos y Refracción Sísmica. Dos capas

sísmicas. Velocidades 0,4 y 2.2km/s



sísmicas. Velocidades 0.5 y 1,8km/s

STR4 -69º 17´ 36´´ 11º 31´ 18´´ Santa Rosa 4. Pendiente



sísmicas. Velocidades 0,6 y 1,3km/s.

TOC001 -69º 16´ 20´´ 11º 32´ 33´´ Tocópero 1. (Ciénaga Lejos) Pendiente

TOC002 -69º 16´ 47´´ 11º 32´ 39´´ Tocópero 2. (Ciénaga Lejos) Pendiente



sísmicas. Velocidades 0,6 y 1,4km/s

PJ1 -69º 17´ 33´´ 11º 30´ 19´´ El Paují 1. Muestras de agua, Sondeos Eléctricos y

Refracción Sísmica. Dos capas sísmicas.

Velocidades 0,7 y 3,0km/s.

STJ1 -69º 24´ 21´´ 11º 29´ 50´´ Santa Juana 1. Pendiente

ENCE1 -69º 25´ 48´´ 11º 29´ 21´´ Ensenada 1. Pendiente

ENCE2 -69º 25´ 53´´ 11º 30´ 31´´ Ensenada 2. Pendiente

ENCE3 -69º 25´ 39´´ 11º 29´ 27´´ Ensenada 3. Pendiente.

STJ2 -69º 24´ 5´´ 11º 29´ 43´´ Santa Juana 2. Pendiente.

39

IX. CAMPAÑAS DE CONCIENCIACIÓN

Con el auspicio de FUNDACITE FALCÓN se realizaron campañas de concienciación

dirigidas principalmente a los pobladores y agricultores, usuarios de los recursos hídricos

subterráneos.

Cada vez que se llegó a algún terreno o a alguna localidad se procedió a encuestar a los

pobladores sobre la existencia de pozos, su uso, calidad y la evolución de esta calidad a lo largo

de los últimos años. La casi unánime respuesta fue que los pozos tienen uso exclusivamente

agrícola, ya que el agua suministrada por Hidrofalcón es la utilizada para el consumo. Además

en casi todos los casos los pobladores tenían una incipiente conciencia del incremento de la

salinidad en las aguas de sus pozos.

En todos los casos el Profesor Haydn Barros, de la Universidad Simón Bolívar, se dedico a

explicarles a todos los agricultores, usuarios y miembros de las distintas cooperativas, la

problemática de la salinización de los acuíferos costeros y su incidencia en los suelos agrícolas.

Es importante mencionar que al principio la gente estaba renuente a colaborar y desconfiaban

de las intenciones del estudio, pero a medida que los niveles de comprensión del problema

aumentaron la colaboración prestada y el interés fueron una contribución importante para la

realización de las actividades de campo.

Figura 14. Agricultores colaborando con la extracción de las tuberías para la realización de los sondeos gamma.

40

Se contactó a las siguientes personas y cooperativas (entre otros):

o Señor Vicente Cortés (Cienaga Lejos)

o Luís Eduardo Pérez, 0412 7673813 (Cooperativa Agrícola Cultivando la Tierra, SAT.

Rosa)

o Alexis Corona y Clara Colina, 0268 7472216 (Santa Rosa)

o Carmen Rodríguez, 0414 6876876 (Santa Rosa)

o Iván Hernández y Freddy Márquez, 0412 7698465 (Cooperativa Colfulven, Santa Rosa)

o Edmundo Reyes (Cooperativa Agrícola y Pecuaria el Jícoro, Santa Rosa)

41

X. REFRACCIÓN SÍSMICA

Resumen Teórico de Refracción Sísmica

A través de la historia, los instrumentos de refracción sísmica han sido usados para el estudio

de objetivos someros, diferenciándose este, del método de reflexión por un elemento en la

geometría del patrón del trazado de rayos. Ambos métodos son afectados por la refracción de

rayos para bordes entre dos capas con contraste de velocidades. Sin embargo el elemento

geométrico en el método de reflexión es que el rayo incidente sobre el borde del objetivo es

reflejado de regreso a la superficie. En refracción el rayo incidente es refractado críticamente a lo

largo del borde del objetivo antes de regresar a superficie (Figura 15).

Figura 15. Ley de Snell, Rayo Refractado entre dos Medios de diferentes velocidades. En la figura se supone que la velocidad V2 es mayor que la velocidad V1.

Una técnica que ha sido usada por muchos años es el método del tiempo de intercepto

(ITM). Este método puede ser solamente usado cuando los refractores son planos y no tienen

cambios laterales importantes de velocidad (Figura 16a).

42

Figura 16. (a) El gráfico muestra el caso ideal de capas planas realizando un solo disparo, (b) el

gráfico muestra un ejemplo de los resultados obtenidos en campo para tendidos de doble disparo.

En general, en los estratos presentes en el subsuelo, este no es el caso, por lo que los

refractores son muchos más complejos en ocasiones, así que se utiliza un método más

sofisticado para interpretar los datos, utilizando funciones de análisis de velocidad y tiempo-

profundidad, estas son definidas haciendo el uso de perfiles continuos, en los cuales son

realizados en un mismo tendido dos mediciones como mínimo, en una dirección elegida como

principal y en dirección reversa (Figura 16b). Este método nos puede ofrecer una función de

velocidad a lo largo de todo el refractor y es más adecuado para interpretar la irregularidad de las

interfaces de velocidad en los estratos del subsuelo. La función tiempo-profundidad junto con la

velocidad, nos define un óptimo parámetro tiempo-distancia y una distancia entre geófonos que

es de gran importancia para el procesamiento final de este método, así como los valores de

tiempo-profundidad, para la migración.

Para el caso que nos atañe en la gráfica de la Figura 17 se muestra el modelo utilizado

para el análisis de los datos adquiridos en campo, donde la onda directa refleja la velocidad a la

cual la onda se propaga en el medio numero uno y al momento de observar el quiebre es cuando

(de acuerdo al arreglo sísmico, intervalo entre geófonos, fuente-disparo) estamos en contacto con

(a)

(b)

43

el medio numero 2. Un cálculo simple de las velocidades de la onda compresiva (onda P) en

cada medio puede ser calculado como se muestra en la Figura 17.

Figura 17. Gráfico de onda directa y onda refractada. Caso de capas planas en dos medios.

Realización de medidas de Refracción Sísmica

Durante agosto de 2006 se realizaron medidas de refracción sísmica en 6 de los pozos en

estudio. Es importante mencionar que los trabajos se llevaron a cabo durante las vacaciones

académicas porque los estudiantes deben atender sus cursos en el período regular, éste es uno de

los factores limitantes de tiempo que restringe el trabajo de campo de las universidades.

En el campo se realizó la adquisición de datos y parte del coporcesamiento, en el próximo

informe se presentarán los resultados.

Figura 18. Estudiantes de Ingeniería Geofísica de la USB en trabajos de campo.

44

XI. SONDEOS ELÉCTRICOS VERTICALES

Resumen Teórico de Sondeos Eléctricos Verticales

La finalidad de una prospección geoeléctrica es conocer la forma, composición y

dimensiones de estructuras o cuerpos inmersos en el subsuelo a partir de medidas de potencial

eléctrico en la superficie. Mediante la prospección geoeléctrica conseguimos trazar una

cartografía de resistividades aparentes del subsuelo que nos darán información sobre las

estructuras presentes. Las prospecciones geoeléctricas que se realizan se dividen generalmente en

dos tipos:

Sondeo eléctrico vertical (SEV)

Calicatas eléctricas

Entre estos dos tipos de prospecciones la utilizada en campo fue el sondeo eléctrico vertical

tipo Schlumberger, es por esta razón que solamente se describirá brevemente a continuación.

Sondeo Eléctrico Vertical (SEV)

Se denomina SEV a un conjunto de medidas eléctricas realizadas con un dispositivo

electródico de geometría variable que permite estudiar la distribución vertical de la resistividad

eléctrica del terreno El objetivo es delimitar varias capas en el subsuelo, obteniendo sus

espesores y resistividades. Luego se hace una interpretación de las posibles rocas presentes en el

subsuelo de acuerdo al valor de sus resistividades. La técnica más utilizada en SEV es el

dispositivo Schlumberger con 4 (cuatro) electrodos simétricos (Figura 19). Esta técnica se basa

en que la distribución del potencial eléctrico alrededor de un electrodo de corriente enterrado en

el suelo, depende de la resistividad eléctrica del terreno que se encuentre a su alrededor. Dicha

propiedad es una característica propia de cada medio en que se determina de la misma manera

que lo es su densidad o permeabilidad al agua

La resistividad es e1 inverso de la conductividad, la cual se define como una propiedad que

condiciona la cantidad de corriente que atraviesa una roca al serle aplicada una determinada

diferencia potencial (V). La resistividad es expresada en Ohm-m.

45

La resistividad en las rocas depende de propiedades físicas, como la porosidad,

permeabilidad, iones en solución, saturación de fluidos, compactación y temperatura. En las

rocas ígneas y metamórficas y minerales, la resistividad depende del contenido de materiales

conductores.

Tabla IV. Valores de resistividad aparente de algunos materiales.

Material Tipo Resistividad Aparente (Ωm)

Agua de origen Meteórico 30-1000

Agua superficial en detritos de rocas ígneas 30-500

Agua superficial en detritos de rocas sedimentarias 10-100

Agua subterránea en detritos de rocas ígneas 30-150

Agua de mar <1

Figura 19. Esquema del dispositivo Schlumberger usado en este estudio. La resistividad

aparente medida entre M y N viene dada por I

VKa

∆=ρ , con

+−−=BNANBMAM

K1111

.

Realización de medidas de Sondeos Eléctricos Verticales

Durante agosto de 2006 se realizaron sondeos eléctricos verticales en 6 de los pozos en

estudio. Reiteramos que los trabajos se llevaron a cabo durante las vacaciones académicas

porque los estudiantes deben atender sus cursos regulares, siendo éste el factor limitante de

tiempo que más restringe el trabajo de campo.

En el campo se realizó la adquisición de datos y parte del coporcesamiento, y al igual que

antes, en un próximo informe se presentarán los resultados obtenidos.

46

XII. RECOLECCIÓN DE MUESTRAS Y ANÁLISIS DE LABORATORIO

Recolección de muestras

Se recolectaron muestras de agua de los pozos y manantiales en estudio para los análisis en

los laboratorios y determinar parámetros de la calidad del agua evaluando salinidad, pH, cloruros

(Cl-), sulfatos, conductividad eléctrica y salinidad, cationes metálicos mayoritarios, turbidez y

color. Adicionalmente se recolectaron muestras de suelos de cada una de las fincas agrícolas en

que se realizaron labores de campo. Los análisis de estas muestras de suelos se están llevando a

cabo y serán objeto de discusión en un posterior informe.

Las muestras fueron recogidas, por triplicado, en recipientes plásticos limpios y esterilizados,

generalmente se tomaron en volúmenes de 75 ml. En el caso de las aguas de pozo, se esperó a

que el agua que saliera de la bomba fuese homogénea y a que disminuyera el elevado contenido

de partículas en suspensión al inicio del bombeo. Se tomaron muestras también en frascos de

vidrio de 800 ml y se aisló la tapa plástica del agua recogida por medio de una barrera de papel

de aluminio. Estas muestras fueron utilizadas para el análisis de hidrocarburos en el Laboratorio

de Desechos Tóxicos de la USB.

Los análisis químicos y de calidad de agua de las muestras fueron llevados a cabo en el

Laboratorio de Física Nuclear y en el Laboratorio de Desechos Tóxicos de la Universidad Simón

Bolívar, y en el Laboratorio de Análisis Químico del Centro de Investigaciones de Ciencias

Básicas (CICBA) de la Universidad Nacional Experimental Francisco de Miranda. (en la página

Web www.nuclear.fis.usb.ve, se puede ver una descripción de los equipos de ICP-AES y de

TXRF utilizados). Luego de finalizada la caracterización fisicoquímica de las muestras de

estudio se compararán los resultados con los valores máximos permisibles del decreto 883 sobre

la clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de agua.

Figura 20. Pozo artesanal (1 m de diámetro) y pozo perforado con maquinaria (8´ de diámetro)

47

Análisis de Laboratorio

Parámetros fisicoquímicos de las aguas de pozos y manantiales.

El pH

Es un indicador de la acidez de una sustancia. Está determinado por el número de iones libres

de hidrógeno (H+) en una sustancia. La acidez es una de las propiedades más importantes del

agua. El agua disuelve casi todos los iones. El pH sirve como un indicador que compara algunos

de los iones más solubles en agua.

El pH no tiene unidades; se expresa simplemente por un número. El resultado de una

medición de pH viene determinado por una consideración entre el número de protones (iones

H+) y el número de iones hidroxilo (OH-). Cuando el número de protones iguala al número de

iones hidroxilo, el agua es neutra. Tendrá entonces un pH alrededor de 7.

El pH (potencial de hidrógeno) es una característica del agua que se mide en una escala de 1

a 14. Si el pH del agua es menor que 7, será ácida, y si es mayor, se dirá que es un agua alcalina

o básica. Cuanto más se aleje el pH por encima o por debajo de 7, más básica o ácida será la

solución.

El pH es un factor logarítmico; cuando una solución se vuelve diez veces más ácida, el pH

disminuirá en una unidad. Cuando una solución se vuelve cien veces más ácida, el pH disminuirá

en dos unidades. El término común para referirse al pH es la alcalinidad.

Para establecer un criterio de comparación se tomó la gaceta oficial del decreto 883 que trata

sobre las normas para la clasificación y el control de la calidad de los cuerpos de agua y vertidos

o efluentes líquidos, para clasificar el agua procedente de los acuíferos de Puerto Cumarebo y

Tocópero como un agua TIPO 2, es decir, aguas destinadas a usos agropecuarios. Estas mismas

se subdividen en dos tipos la 2A, que son aguas para riego de vegetales destinados al consumo

humano, y de tipo 2B, que son aguas para el riego de cualquier otro tipo de cultivo y para uso

pecuario, donde se expone en dicha norma que el límite o rango máximo es de un pH mínimo 6.0

y máximo 8.5, pudiendo concluir que nuestras muestras de estudio se encuentran en un rango

intermedio dentro de la norma venezolana. Resultados en las Tablas V y VI.

48

Conductividad Eléctrica (ρρρρ) y Salinidad

La conductividad eléctrica, se define como la capacidad que tienen las sales inorgánicas en

solución (electrolitos) para conducir la corriente eléctrica. Las unidades de la conductividad

eléctrica son el Siemens/cm (las unidades antiguas, eran los m ohmios / cm que son

numéricamente equivalentes al S/cm). El agua pura, prácticamente no conduce la corriente, sin

embargo el agua con sales disueltas conduce la corriente eléctrica. Los iones cargados positiva y

negativamente son los que conducen la corriente, y la cantidad conducida dependerá del número

de iones presentes y de su movilidad.

Todos los valores de conductividad están referidos a una temperatura de referencia de 25 ° C.

Este factor se puede aproximar, en soluciones con pH entre 5 y 8, por 0.65. Resultados en las

Tablas V y VI.

Cloruros

Los cloruros son una de las sales que están presentes en mayor cantidad en todas las fuentes

de abastecimiento de agua y de drenaje. El sabor salado del agua, producido por los cloruros, es

variable y dependiente de la composición química del agua, cuando el cloruro está en forma de

cloruro de sodio, el sabor salado es detectable a una concentración de 250 ppm de NaCl. Cuando

el cloruro está presente como una sal de calcio ó de magnesio, el típico sabor salado de los

cloruros puede estar ausente aún a concentraciones de 1000 ppm. La máxima concentración

permisible de cloruros en el agua potable es de 250 ppm. La determinación de cloruros en las

muestras de agua de acuíferos se llevó a cabo por métodos argentométricos específicamente el

Método de Mohr:

Según la gaceta oficial del decreto 883 nuestro valor promedio se aleja considerablemente de

la concentración que estipula la norma, la cual equivale a unos 600 ppm. El agua de estos

manantiales se aleja considerablemente por debajo de ese valor ya que la que posee mayor

cantidad de iones cloruros es el pozo Q-4 con 297,8 ppm.

Resultados en las Tablas V y VI.

Turbidez

La turbidez es la expresión de la propiedad óptica de la muestra que causa que los rayos de

luz sean dispersados y absorbidos en lugar de ser transmitidos en línea recta a través de la

muestra.

La turbiedad en el agua puede ser causada por la presencia de partículas suspendidas y

disueltas de gases, líquidos y sólidos tanto orgánicos como inorgánicos, con un ámbito de

49

tamaños desde el coloidal hasta partículas macroscópicas, dependiendo del grado de turbulencia.

La eliminación de la turbiedad, se lleva a cabo mediante procesos de coagulación, asentamiento

y filtración. La medición de la turbiedad, en una manera rápida que nos sirve para saber cuando,

como y hasta que punto debemos tratar el agua para que cumpla con la especificación requerida.

Es por ello, que en el Laboratorio de Análisis Químico de la UNEFM, se procedió a

determinar la cantidad de unidades nefelométricas de turbidez, que presentase cada una de las

dieciochos muestras de estudio. Siguiendo el método de procedimiento similar al de la

determinación de color, utilizando el espectrómetro con un margen operativo de 400 nm, se

obtuvieron los siguientes resultados.

La interpretación a estos resultados se relaciona con el mencionado en el de color, ya que la

gran mayoría o mejor dicho la totalidad de ellas a nivel macroscópico se evidenciaba que no

poseían ningún tipo de materia suspendida, al pasar las muestras por el espectrómetro para

corroborar la turbidez provocada por elementos microscópicos, se notó que según lo resultados

obtenidos, al parecer concordaba con lo que a simple viste se hacía notar, son muestras bastante

limpias.

La turbidez se determinó sólo para el agua de los manantiales, ya que se evalúa la posibilidad

de utilizarlos como fuentes de agua tanto para riego como para consumo. Ver resultados en la

Tabla VI.

Color

El color en el agua, puede estar asociado a sustancias en solución (color verdadero) o a

sustancias en suspensión (color aparente). El primero es el que se obtiene a partir de mediciones

realizadas sobre muestras filtradas por membranas de 0.45 µ m, mientras que el segundo

proviene de las mediciones directas sobre muestras sin filtrar.

Son causantes de color en muestras de aguas naturales, el material vegetal en

descomposición, tipo ligninas, taninos, ácidos húmicos, fúlvicos, algas, etc. y algunos minerales

disueltos en hierro y manganeso.

La forma genérica de expresar el color es la Escala de Hazen. Se utilizó la muestra original

sin someterla a ningún filtrado ni centrifugado. Los resultados con valores negativos indican

muestras bastante claras y transparentes. El color se reporta sólo para el agua de los manantiales.

Resultados en la Tabla VI.

50

Tabla V. Parámetros fisicoquímicos de las aguas de pozo.

Pozo Sulfato mg/l

Cl-

mg/l pH Cond.

mS/cm Salinidad mg/l

Salinidad

STR1 1063 2561 8,1 9,7 6305 Alta

STR2 287 1718 7,8 6,2 4030 Alta

STR3 211 1416 7,8 5,3 3445 Alta

STR4 S.M S.M S.M S.M S.M S.M

STR5 157 693 8,1 3,5 2275 Alta

STR6 219 1085 8,0 4,0 2600 Alta

TOC001 500 1235 7,8 5,0 3250 Alta

TOC002 213 1085 8,3 4,3 2795 Alta

PJ1 575 2139 8,0 11,6 7540 Alta

ENCE1 46 70 8,6 1,0 650 Moderada

ENCE2 43 60 7,9 2,1 1365 Moderada

ENCE3 40 241 8,1 3,0 1950 Moderada

PERU1 23 28 8,0 0,4 260 Baja

STJ2 106 121 8,0 S.D S.D S.D

N.D. No determinado.

S.M. No se tomó muestra.

51

Tabla VI. Parámetros fisicoquímicos de las aguas de manantial.

Muestra Cl-

mg/l

pH Conductividad

mS/cm

Salinidad

mg/l

Turbidez

UNT

Color

Pt/Co

SF-1 262 7 1,75 1138 -4,8 0,3

SF-2 202 8 1,00 650 -5,7 -0,4

CU-1 76 8 0,65 423 -4,8 0,3

CU-2 92 8 0,80 520 -4,8 0,9

CU-3 209 8 1,25 813 -2,3 -1,0

SP-1 199 8 1,30 845 -4,0 -1,0

Q-4 298 7 1,95 1268 -4,0 1,5

QUI-1 73 8 0,60 390 -2,3 0,3

OA-1 144 8 0,94 611 -5,7 -0,4

SM-1 204 8 1,03 670 -4,8 -1,0

LT-1 252 7 1,71 1112 -4,0 0,3

SPB-1 122 7 0,90 585 -5,7 -0,4

CA-1 117 8 0,86 559 -5,7 0,3

SJ-1 275 8 1,62 1053 -4,0 1,5

SC-1 227 8 1,50 975 -2,3 2,1

SC-2 230 8 1,55 1008 0,2 5,1

SR-1 136 7 1,05 683 -4,0 -0,4

CONST 172 8 1,10 715 -5,7 -0,4

52

Metales mayoritarios

Para la determinación de las concentraciones elementales se utilizaron las siguientes técnicas:

La Espectrofotometría (Espectrofotómetro VARIAN ®, SpectrAA. 20 PLUS), ICPAES

(Spectrum Ciros CCD) y TXRF (Tubo Philips y detector de NaI(Tl) CANBERRA). Los métodos

espectroscópicos se basan en la medida de la radiación electromagnética emitida o absorbida por

la materia, cuando un analito es excitado por energía térmica, eléctrica o radiante.

Tabla VII. Cationes metálicos mayoritarios en las aguas de pozo.

Pozo Na mg/l

Ca mg/l

Mg mg/l

K mg/l

RAS

STR1 1598 283 277 17,0 32

STR2 688 311 232 12,4 14

STR3 607 304 183 13,5 13

STR4 420 153 135 12,2 11

STR5 457 205 149 9,4 11

STR6 1598 283 277 17,0 32

TOC001 566 303 142 14,5 13

TOC002 573 160 163 16,7 15

PJ1 1122 262 354 24,4 21,2

ENCE1 135 65 39 30,8 6

ENCE2 103 114 38 28,2 4

ENCE3 362 45 60 60,4 16

PERU1 20 22 12 11,9 1,8

STJ1 S.M S.M S.M S.M S.M

STJ2 185 69 14 9,0 10,6

S.M. No se tomó muestra.

53

Tabla VIII. Cationes metálicos mayoritarios en las aguas de manantial.

Muestra K

mg/l Mg mg/l

Na mg/l

SF-1 6,8 40 170

SF-2 5,5 20 76

CU-1 2,7 20 59

CU-2 1,8 20 55

CU-3 14,3 50 116

SP-1 6,2 50 96

Q-4 9,5 110 534

QUI-1 8,9 20 61

OA-1 4,4 40 79

SM-1 4,9 30 78

LT-1 9,9 30 172

SPB-1 4,1 30 73

CA-1 3,9 30 66

SJ-1 6,1 40 166

SC-1 6,1 50 94

SC-2 5,9 50 138

SR-1 7,1 20 77

CONST 4,5 30 83

En un próximo informe se analizarán los datos con respecto a su significado hidrogeológico y

con respecto a la calidad de las aguas. Por ejemplo, según la gaceta oficial venezolana el

contenido máximo permisible de sodio en cuerpos de aguas naturales es de 200 mg/l,

clasificando a muchos de nuestros resultados por encima del valor máximo permitido.

54

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