AGUA SUBTERRANEA DE PUERTO RICO

 


CICLO HIDROLÓGICO EN PUERTO RICO

Cuevas submarinas de Isabela
Lewiz Menz

¿Que es el agua subterranea?

 El agua subterránea se encuentra se bajo la superficie terrestre. En Puerto Rico , la existencia de este recurso pasa desapercibido a su naturaleza-fuera de la vista- Toda el agua dulce disponible enl a isla, la mayor parte se encuentra bajo el sub-suelo. se utilizan 660 millones de galones por día (MGD) .Para suplir la demanda doméstica, comercial, industrial y agrícola .El 38% de 250MGD son obtenidos de acuíferos.

¿Que es un acuífero?

 Un acuífero es cualquier formación geológica que contenga o pueda contener agua y rinda suficiente caudal a un pozo hincado dentro de éste. El término suficiente caudal es relativo, ya que donde el agua sea un recurso escaso se podría interpretar de 5 a 10 galones por minuto o cualquier formación geológica que rinda hasta 100 galones por día a pozos individuales.

El Departamento de Recursos Naturales define legalmente que un acuífero es cualquier formación geológica que contiene y transmite o puede contener y transmitir, agua subterránea.

¿ De donde proviene el agua subterránea?

El agua subterránea, al igual que el agua en los ríos, quebradas, manatiales y lagos, tienen su origen en la lluvia que cae abundantemente sobre Puerto Rico. Una parte de la lluvia se infiltra a través de los poros de  del terreno atraída hacia el centro de la tierra por la fuerza de gravedad. Las rocas bajo la superficie contienen poros y fracturas que varían en tamaño y abundancia.  estas rocas, o formaciones se conocen como acuíferos. Un acuífero es esencialmente un depósito  para almacenar agua bajo la superficie. La cantidad de agua que puede almacenarse depende del tamaño y densidad de los poros o fracturas en las rocas.
En materiales como el aluvión y grava los poros pueden ocupar hasta el 30 por ciento del volumen total.

Los acuíferos normalmente están formados de "fondo" por rocas impermeables. A medida que el agua se infiltra en el subsuelo los poros de material que forma el acuífero se saturan. La "zona saturada" aumenta el nivel a medida que el acuífero recibe más "recarga". El nivel superior de la zona saturada se conoce como el "nivel o mantofreáico"

¿ Cuanto agua subterránea se usa y quien la usa en Puerto Rico?

El agua subterránea se usa en Puerto Rico principalmente para riego en la agricultura, para consumo humano en fábricas e industrias. Investigaciones del Servicio Geológico Federal indican que en 1980 se usaban cerca de 246 millones de galones por día (MGD) du agua subterránea en lsla. Se estima que el uso aumenta en promedio cerca de 250 MGD. Esto constituye cerca del 24 por ciento del total de uso de agua en Puerto Rico, incluyendo el agua usada en plantas hidroeléctricas.

El uso y la importancia del agua subterránea varian con la zona de la Isla. A lo largo de la costa norte el agua subterránea provee cerca del 20 por ciento del agua para el abasto del sistema de Acueductos. En la costa sur, cerca del 50 % de los abastecimientos de uso público provienen de pozos profundos.

La agricultura constituye el principal usuario de agua subterránea en la isla. En 1980 cerca de 100MGD de agua proveniente de pozos se utilizan en la agricultura. Datos recientes indican que está calidad puede haber disminuido al reducirse la produción y riego de la caña de azúcar.

 El uso doméstico constituye el segundo renglón de importancia. Los acuíferos proveen cerca de 81MGD de agua para usos en el hogar.

Las actividades industriales representan extracciones de carca de 50 MGD, mayormente para usos en proceso químicos y alimenticios. La industria farmacéurtica constituye la principal usuaria fabril de agua subterránea en la Isla.

 


Tomado de Documentos:
Departamento de Recursos Naturales
9-04

 

 

 

ROCAS BAJO LA SUPEREFICIE DE LA TIERRA

La cantidad de agua que puede almacenarse depende del tamaño y densidad de los poros o fracturas en las rocas.
En materiales como el aluvión y grava los poros pueden ocupar hasta el 30 por ciento del volumen total .Las rocas calizas debido a que se disuelven con facilidad, pueden contener cavidades y conductos de gran tamaño que aumentan la porosidad .

 

 

 

¿Qué es un acuífero? 

Un acuífero es una formación geológica subterránea compuesta de grava, arena o piedra porosa, capaz de almacenar y rendir agua. Las condiciones geológicas e hidrológicas determinan su tipo y funcionamiento. Por ejemplo, se espera que mientras mayor sea la porosidad de las rocas (variante entre 5 y 20 por ciento), según el tipo de roca, más agua produzca el acuífero. Hay dos tipos de acuíferos: los confinados y los no confinados. En el acuífero confinado, el agua está atrapada entre las estratas impermeables de la roca o entre rendijas de la formación rocosa. Dicha agua podría encontrarse almacenada a presión, y a esta presión se le llamaría artesiana. Si se hinca un pozo en un acuífero confinado, el nivel del agua en el pozo aumenta en proporción a la presión artesiana, y fluye naturalmente sin necesidad de utilizar una bomba 9 de la presión ser alta). Tanto a este pozo como a su acuífero se le llaman también artesianos. Los acuíferos artesianos profundos pueden tener un espesor de hasta 3,000 pies(914 metros), y rendir hasta 1,000 galones de agua por minuto. En un acuífero no confinado, en cambio, el agua no está almacenada a presión por no estar encapsulada en la roca. Si se hincara un pozo en él, el agua se tendría que bombear a la superficie. 

¿Dónde están los acuíferos en Puerto Rico? 

En Puerto Rico hay cuatro regiones con acuíferos importantes. Las rocas cársicas entre Aguadilla y Luquillo en la costa norte forman vastos acuíferos confinados y acuíferos no confinados. La planicie costera sur entre Ponce y Guayama forma un acuífero aluvial no confinado. Los valle aluviales de los ríos forman también acuíferos no confinados en todas las costas. Ejemplos de ellos son: en el norte, el Río Grande de Arecibo, el río Grande de Manatí y otros ríos; en el este, en la región de Humacao; en el sur, en el área entre Ponce y Guánica; y en el oeste, en el área entre Mayagüez, Aguada y Añasco. Los valles aluviales entre Canóvanas y Fajardo tienen acuíferos de poca capacidad y todos están conectados a los ríos y quebradas de la región. En estos casos, la extracción de uno afecta al otro. Vieques, por su parte, cuenta con dos acuíferos de valle aluvial, aunque pequeños y de capacidad muy limitada, uno localizado al sur y el otro, en el oeste de la Isla. Las dunas de arena en la costa norte forman acuíferos no confinados, caracterizados por desarrollar un lente de agua dulce sobre el agua salada. Las rocas volcánicas, por su parte, son menos propensas a formar acuíferos pues son rocas más densas; de ahí que no hayan acuíferos de importancia volcánica de la Cordillera Central. Sin embargo, aun las rocas volcánicas densas tienen fracturas que puede almacenar cantidades significativas de agua y convertirse en pozos productivos.

¿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 cársica, o los valles aluviales con suelos de alta infiltración. En la zona cársica, 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 máxima de un acuífero en la región cársica del noroeste es de una 20 pulgadas (508 milímetros) anuales. En los valles aluviales la recarga es de unas 5 pulgadas (127 milímetros) anuales. El agua del acuífero continua su flujo lento hacia el mar, y en su paso puede descargar por ríos, quebradas, manatiales y lagunas (como la de Tortuguero), o caños (como Tiburones). 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(Separar por medio del agua u otro disolvente [una sustancia soluble] de otra insoluble.) o disuelve las formaciones rocosas que atraviesa y adquiere minerales y sustancias químicas que alteran su calidad.

Las aguas de los acuíferos costaneros 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. El agua de mar es cuarenta veces más densa que el agua dulce. Por lo tanto, por cada unidad de agua dulce sobre el nivel del mar, se requieren cuarenta unidades de agua dulce bajo el nivel del mar(1:40) para evitar que el agua salada desplace al agua dulce y ocupe su espacio.

En otras palabras, si se reduce la profundidad del agua dulce del acuífero por una pulgada, sube el agua de mar cuarenta pulgadas. De sobreutilizarse 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 quedará inservible para el uso humano. Este proceso se conoce como intrusión salina. La sobre explotación también puede alterar la relación entre el acuífero y el río y en ocasiones, secar el río. 

¿Cuál es la importancia de los acuíferos? 

En el 1990, 22 por ciento del agua que se utilizaba en Puerto Rico procedía de acuíferos. En la costa sur, 50 por ciento del agua que se utiliza proviene de los acuíferos. En la costa norte, 20 por ciento de la demanda de agua se satisface de acuíferos también. En el pueblo de Arecibo, nada más, se extraen a diario 13 millones de galones de agua de estos cuerpos. Las farmacéuticas y la industria electrónica utiliza agua de ellos. De los acuíferos del norte, la industria en general extrae diariamente cerca de 11 millones de galones de agua. De los acuíferos de la costa sur, la industria azucarera específicamente extraía hasta 100 millones de galones de agua diarios. En el 1974 se estimaba que en Puerto Rico había unos 6,000 pozos para extraer agua subterránea y se hincaban nuevos pozos a razón de 75 a 150 anualmente. Los acuíferos tienen la ventaja de que su agua no se evapora por estar subterránea. También es más difícil contaminarlos al estar parcialmente protegidos por el suelo y las rocas. Una vez se contaminan, sin embargo, los acuíferos son muy difíciles de restaurarse.

¿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. Esto ya ha ocurrido en acuíferos llanos de la costa norte y en los aluviales de la costa sur.

En Vieques, la intrusión salina causada por el sobrebombeo y un mantenimiento pobre, obligó al abandono del acuífero aluvial del Valle de la Esperanza que suministraba agua a la población. Fue necesario la instalación de una tubería desde Humacao para suplir la necesidad dejada. Las descargas de aguas usadas directas al acuífero o indirectas a través de pozos, ríos o quebradas, contaminan el acuífero de la región caliza con bacterias, coliformes fecales y contaminantes químicos. Los acuíferos pueden contener naturalmente concentraciones altas de calcio, magnesio, sodio, potasio, cloro y sulfato, lo que los hace inservibles para ciertos usos. Los lixiviados (residuos de vertederos)de basureros o superficies contaminadas también contaminan los acuíferos.

La fuente principal de contaminación de acuíferos en Puerto Rico son, 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. Se han cerrado más de 50 pozos por causa de la contaminación industrial. 

Características del Acuífero de Bahía de Jobos 

El Acuífero que circunda la Reserva de Bahía de Jobos está clasificado como aluvial. Su geología principal está compuesta de una formación arcillosa de aproximadamente 20 pies de profundidad. Las características de esta capa arcillosa definen al sistema de aguas subterráneas en esta área como uno de tipo confinado, aunque relativamente llano. Cuando hablamos de tipo confinado, nos referimos a que la capa arcillosa que cubre los primeros 20 pies del acuífero es impermeable. Esto ocasiona que el nivel freático del área sea presionado o retenido más abajo del nivel de agua normal en el área. Estas condiciones ocasionan que el agua se almacene en el acuífero con mayor presión. Al momento de penetrar la capa arcillosa, el agua fluye libremente hacia la superficie buscando el equilibrio en presión.

Al estar sometido a extracciones de agua mediante el bombeo de pozos, el acuífero confinado adquiere una característica que causa que el cono de depresión provocado por el bombeo se esparza a distancias mayores de las esperadas en un acuífero no confinado. De no guardarse la distancia requerida entre los pozos del área, se puede provocar una caída en los niveles de agua del acuífero y dar oportunidad a que el lente de agua salada gane acceso al acuífero, reduciendo el lente de agua fresca por medio del fenómeno de cono invertido.

Los pozos en esta área pueden ser muy productivos, facilitando extracciones de entre 300 y 1,800 galones de agua por minuto. La cantidad de agua que puede extraerse de un pozo depende de la recarga de agua fresca que reciba el acuífero en esta área. Cuando las extracciones sobrepasan la recarga del acuífero, la cantidad de agua se ve afectada por el movimiento de agua de mar hacía el acuífero tierra adentro. La recarga de este acuífero está limitada por la ubicación de las fallas geológicas conocidas como Fallas Esmeralda. Estas impiden que la zona con mayor recarga por infiltración de agua de río llegue a esta zona, quedando como única fuente de recarga el agua infiltrada a causa de la lluvia.

Es necesario establecer que toda acción a ser llevada a cabo en esta área esté dirigida a mantener un equilibrio en las cantidades de extracción y recarga del acuífero. Esto ayudará a que el área de la Reserva Estuarina no se vea afectada en sus niveles de salinidad, pues este acuífero es la fuente de agua fresca del sistema estuarino existente.

Referencia: 

Tomado de: Cartilla del agua para Puerto Rico. 1996. Vol. 10 Núm. 1-3 

pp. 35-39 Autores: Ariel. E. Lugo 
Andrés R. García Martin


 

 

 

 


¿Donde se encuentran los principales  depósitos de agua subterránea en Puerto Rico?

Los acuíferos más importantes en Puerto Rico de encuentran a lo largo de los Valles de la costa norte y sur de la Isla . Existen también acuíferos en las costas este y oeste, así como los valles interiores de Caguas, Cidra y Cayey, su importancia es menor comparada con los acuíferos del norte y sur. 

En la costa norte, depósitos de residuos de caracoles y otros animales marinos forman el acuífero principal de Puerto Rico en una banda que se extiende desde Rio Grande hasta Aguada. Estos depósitos ocupan un área de más de 600 millas cuadradas, extendiéndose desde la costa hasta 15 millas hacia el sur.
En el área montañosa la "zona caliza" bordea los pueblos de Corozal, Morovis, Ciales. Lares y San Sebastián. El espesor de los depósitos varía desde las montañas hasta la costa, donde promedia cerca de 600 pies. En el área de Barceloneta el espesor excede 3,000 pies.

Las rocas calizas de la costa norte fueron depositadas a través de millones de años en una serie de formaciones geológicas. A medida que los  residuos marinos se depositaron, cataclísmos geológico (volacenes, alzamientos, hundimientos) ocurrieron en el área del Caribe y Puerto Rico. Estos eventos permiten  diferenciar los depósitos en una serie de  capas a las cuales se les han dado nombres realcionados a pueblos y puntos en la zona. La mejor área para estudiar estas capas es el sector de Barceloneta. En esta zona se han hecho perforaciones en las capas geológicas que nos permiten distinguirlas con bastante presición. Los estudios han demostrado que las capas calizas forman dos acuíferos separados con distintas características. Ambos acuíferos son muy productivos y almacenan grandes cantidades de agua.

Las dos capas superiores, denominadas "Caliza de Aguada" y " Caliza de Aymamón" forman el acuífero "llano" y "freático". Estas dos tienen un espesor combinado que promedia 600 pies en los valles. A medida que se extienden hacia el sur, su espesor se disminuye hasta la superficie. Ambas capas están inclinadas cerca de cinco grados de la vertical debido a un movimiento sísmico hace millones de años que levantó el centro de la Isla. Estas inclinaciones permite que el agua que se infiltra en las rocas se mueva hacia el norte hasta descargar en el Océano  Atlántico.

El acuífero llano de la costa norte provee más de 50 MGD de agua para usos industriales., agrícolas, domésticos. Los pueblos de Dorado, Vega Alta y Manatí dependen casi exclusivamente de agua del acuífero llano para uso domésticos e industriales.. Un gran número de industrias en el área, principalmente farmaceúticas, obtienen el agua para sus procesos industriales del acuífero llano.

El acuífero profundo o "artesiano" de la costa norte está formado por rocas de la "Caliza Lares" y la "Caliza Montebello"(parte del la caliiza del Cibao). La capa superior formada por la Caliza del Cibao ocurre a profundidades que exceden 1,000 pies bajo la superficie  en los valles cerca de la costa. Contrario a las demás formaciones que son mayormente carbonato de calcio, la parte superior de la caliza Cibao contiene hasta un 60% de barro impermeable. La presencia del barro hace que las rocas en la Caliza Cibao sean impermeables en algunas zonas. Donde las rocas son impermeables el agua no penetra hacia las capas inferiores de la Caliza Montebello y Lares. La impermeabilidad no permite que el agua que se infiltra hacia las calizas inferiores fluya hacia la superficie. esta condición permite la acumulación de aguas en las Calizas Lares y Montebello a niveles que exceden el nivel freático del acuífero llano y en algunas áreas, en nivel de la superficie de la tierra. 

La elevación del nivel hidrostático en el acuífero por encima de la capa impermeable (denominada confinadora) crea las condiciones artesianas que ocurren en sectores de la costa norte. El acuífero artesiano provee más de 6MGD para usos industriales y domésticos en el áreas del Cruce Dáviala Como resutaldo del desarrollo en el área, las presiones artesianas han disminuido notablemente a través de los años.

Los acuífeos calizos de la costa norte además de los acuíferos aluviales de las costas del sur son de gran importancia.Depósitos conteniendo aluvión y grava ocurren a lo largo de los valles de la costa sur desde las inmediaciones de Maunabo hacia el oeste hasta los valles de Yauco y Guayanilla. Los depósitos más profundos y productivos ocurren desde Salinas hasta Ponce. En esta zona, el espesor del aluvión alcanza hasta 600 pies. de profundidad. Los acuíferos en la costa sur proveen más del 25MGD de agua para riego, industrias y usos domésticos. La mayor parte de los abastecimientos de agua de los pueblos de Guayama, Salinas, Santa Isabel y Juana Díaz provienen de aguas subterráneas para riego. El desarrollo de nuevos cultivos de frutos y vegetales depende al presente del riego por goteo utilizando agua subterránea.

Problemas que existen con las aguas subterráneas en Puerto Rico:

Extracción excesiva:

Un acuífero, al igual que un lago o cualquier depósito de agua, mantiene el nivel constante mientras las extracciones (bombeo) no excedan la descarga. Durante la sequía, la cantidad de agua que se extrae de los acuíferos excede la recarga que proveen la lluvia y ríos. A lo largo de la costa norte, en los sectores de Dorado, Manatí y el Cruce Dávila, las extracciones del acuífero llano durante la sequía exceden la recarga. A consecuencia del bombeo excesivo los niveles freáticos han bajado esas areas. Al umentar la profundiad de la superficie de la tierra al nivel freático, la energía requerida para bombear el agua aumenta., incrementando los costos de operación de  los pozos. La reducción por los niveles freáticos también puede ocasionar que en las costas el agua del mar penetre el acuífero, contaminándolo con agua salada. Varios sectores de acuíferos del norte y del sur están al presente afectados por intrusión salina.

Contaminación de las aguas subterráneas:

La contaminación de las aguas subterráneas es uno de los problemas más recientes y significativos que amenazan este importante recurso. Investigaciones recientes indican que 350 pozos, cerca de 115-20 por ciento resultaron positvos en análisis orgánicos.

Se han identificado ocho áreas que han sido designadas  como focos de contaminación prioritarios. estos son Barceloneta, Guayama,Vega Alta, y Patillas., donde la contaminación  consiste  en la presencia de compuestos orgánicos tóxicos en el agua subterránea. Se han encontrado pozos contaminados en Ponce, Juana Díaz, Comerio, Caguas y San Juan.

Los contaminantes principales encontrados incluyen solventes orgáncios, mayormente Tricloroetileno (TCE) Tetracloroetileno (PCE) y Tetracloruro de Carbono (CCL4). Estos solventes son utilizados principalmente en la industria, aunque algunos son usados en el hogar y negocios pequeños. La mayor parte de los removedores de grasa contienen estos compuestos., los cuales han sido clasificados como peligrosos  y carcinógenos.

Han detectado además plagicidas y residuos de plagicidas en varios pozos en la costa norte y sur. La emigración de estos compuestos a través del subsuelo hasta el manto freático es un proceso que puede tardar años. estos contaminantes tiene el potencial de afectar la calidad de las aguas subterráneas en forma imprevista en cualquier momento.

Manejo de las aguas subterráneas:

En Puerto Rico se aplican una serie de Leyes federales y locales que reglamentan el uso, desarrollo, manejo y conservación de las aguas subterráneas ha procedido sin ningún orden de planificación o científico.

El Departamento de Recursos Naturales es la agencia principal responsable por el manejo de las aguas subterráneas. La ley de Aguas de Puerto Rico (Ley 136 del 3 de junio de 1976) delega esa agencia la responsabilidad de implementar los reglamentos necesarios para el "aprovechamiento, uso y conservación de las aguas.
En 1984 se publicó el reglamento para el manejo de las aguas subterráneas de Puerto Rico.
Algunos reglamentos:

1.Un sistema de permisos  y franquicias para el hincado de pozos y uso de las aguas subterráneas.

2. Autorización para designar como"áreas críticas" incluyendo acuíferos, aquellas zonas donde los recursos de agua pudieran verse afectados por demandas  excesivas de contaminación. Al nivel Federal la EPA es la entidad responsable por reglamentar el uso y manjeo de las aguas subterráneas. EPA delega en las agencias locales la implementación de programas cactuales que responden a las siguientes leyes:

a- Ley de Agua Limpia de 1977- reglamenta las descargas industriales, domésticas y agrícolas

b-Ley de Aguas Potables de 1974- reglamenta los sistemas de agua potable inyección de desperdicios a los acuíferos.Las inyecciones corresponden al JCA y las aguas potables al Departamento de Salud. Se ha implementado un reglamento que establece las concentraciones de compuestos químicos permisibles en las aguas potables incluyendo las subterráneas. En 1985 se promulgó un reglamento para el control local de inyecciones de fluído a los acuíferos.

c-Ley de Conservación y Reclamo de recursos(RECRA)- reglamenta el manejo de los desperdicios sólidos y tóxicos. delegado a la JAC

d-Ley de Minería de 1977- Reglamenta la protección de las aguas subterráneas contra efectos adversos de las operaciones mineras. Otra ley realcionada con la consevación de las aguas subterráneas el La Ley se susbtancias Tóxicas de 11976(controla la producción y disposición de sustancias tóxicas.

En US  Gological Survey, División de recursos de agua lleva a cabo investigaciones sobre los recursos de agua subterraáea de Puerto Rico. Operan redes de monitoriadas de niveles freáticos, estudios periódicos sobre calidad de aguas subterráneas.

 


Tomado de
US GEOLOGICAL SURVEY
Por Ferdinand Quiñoes y José Alicea

Depto Recursos Naturales de Puerto Rico
9-04

 



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