caso de estudio colombia monitoreo de la zona no...
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Caso de Estudio Colombia
Monitoreo de la zona no saturada y aguas subterráneas en áreas
de aplicación de vinazas Valle del Cauca- Colombia
G.I. Páez*
Corporación Autónoma Regional del Valle del Cauca –Colombia,
L. Candela*
Universidad Politécnica de Catalunya Barcelona, España
CONTENIDO
• Contexto Regional
• Localización de las parcelas
• Caracterización geológica e hidrogeológica regional y detallada.
• Diseño de las parcelas de investigación
• Muestreo detallado de suelos: análisis fisicoquímicos
• Diseño de la red de Monitoreo e instrumentación
• Balance Hídrico
• Construcción de pozos de monitoreo y piezómetros.
• Caracterización y aplicación de la vinaza.
• Monitoreo del suelo
• Monitoreo de zona no saturada y acuífero Calidad
• Criterios técnicos, con metodologías validadas como elemento base para la
reglamentación del uso almacenamiento y monitoreo de las vinazas e
implementación de los protocolos en el valle del Cauca.
Contexto Ambiental
En el valle geográfico de río Cauca, se construyeron cinco
destilerías, para la producción de 1.050x103 l/d que generan
como subproducto aproximadamente 2.500x103 l/d de vinaza
que se utiliza como fertilizante o acondicionadores en los
suelos en el cultivo de caña de azúcar en 220 has .
La vinaza se caracteriza por ser el constituyente principal la
materia orgánica, básicamente en forma de ácidos orgánicos y
en menor cantidad, K, Ca, Mg, y SO4, bajo pH, con
características corrosivas y demanda biológica de oxígeno
(DBO entre 300.000 a 62.400 mg/l),
El acuífero es intensamente aprovechado para el riego en
130.000 ha, el uso de 350 industrias y el abastecimiento
público de 1'.000.000 de habitantes, que equivalen
aproximadamente a un tercio de la población del Valle del
Cauca
El objetivo de este estudio es caracterizar la posible
vulnerabilidad del acuífero a la aplicación de estas vinazas a
partir de la investigación insitu de la zona no saturada y
establecer los patrones de flujo y el monitoreo de la calidad del
agua.
Establecer los criterios tecnicos con metodologias validadas
para para la evaluaciòn y monitoreo sobre el Uso, Manejo,
Aplicación, Almacenamiento de las Vinazas, e implementar los
protocolos en el área de jurisdicción de la Corporación
Autónoma Regional del Valle del Cauca – CVC”.Aplicación vinaza
Ubicación destilerias
CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA REGIONAL
• Valle intramontano
• Temperatura Anual´: 24o C.
• Precipitación aprox-1200-1400 mm/año).
• Acuífero aluvial multicapa, semiconfinado
y confinados
• Niveles freáticos altos.
Aproximadamente 1 y 3 m.
• El volumen total de reservas es de 40.000
Mm3, con una recarga anual natural
estimada de 350 Mm3, ocurre
principalmente en las partes altas de los
conos aluviales
• El rendimiento pozos está alrededor de
120 lps
• El 50% del área vulnerabilidad intrínseca de
alta a extrema a la contaminación
MUESTREO DE SUELOS ZONA NO SATURADA
METODOLOGÍA
•Caracterización geológica e hidrogeológica detallada.
•Diseño de las parcelas: Tratamientos de 1 ha (4 por cada parcela de investigación).
Muestreo detallado de suelos: análisis fisicoquímicos, 0-10, 10-20, 20-30, 30-60 y 60-
90 cm.
• Curvas de retención de humedad a diferentes profundidades: 0-10, 10-20, 20-30, 30-
60 y 60-90 cm.
•Sondeos de inducción electromagnética Línea Base y monitoreo de conductividad
eléctrica
• Diseño de la red de Monitoreo : 15 pozos de monitoreo de la calidad y 30
piezómetros para medición de niveles
•Construcción de pozos de monitoreo y piezómetros. 15 pozos y 30 piezómetros
•Caracterización Vinaza de lo que se aplica al campo: Frecuencia dos veces al año (
Periodo lluvioso y periodo seco)
•Monitoreo del suelo : Frecuencia Anual después de cada corte
•Monitoreo de la zona no saturada e instrumentación : Instalación de tensiómetros
se realiza la lectura diaria
• Minitoreo calidad ZNS: lisímetros de succión época de lluvia o después del riego
• Monitoreo del acuífero seguimiento a la calidad se realiza dos veces al año
• Interpretación de resultados
•Validación de metodologías, simulaciones del flujo y trasporte de Nitrógeno Hydrus.
• Criterios técnicos como base para la reglamentación y implementación de los
protocolos establecidos
LOCALIZACION ZONA DE ESTUDIO
DISEÑO DE LAS PARCELAS DE INVESTIGACIÓN
• Diseño de las parcelas: Tratamientos de 1 ha (4 Has por cada parcela de
investigación).
•Criterios selección de sitios : suelos homogéneos Granulometría, estratigrafía
•Vulnerabilidad intrínseca del acuífero.
•Tipos de suelos más representativos del valle del Cauca.
•Dirección del Flujo Regional
•Dosis: 0, 90, 180 y 270 kg de K2O/ha, equivalentes a volúmenes entre 6 y 24
m3/ha de vinaza. Concentración de vinaza 20% y 55% de sólidos totales,
mezclada con urea al 46% como fuente de N y K.
CARACTERIZACION ZONA NO SATURADA E INSTRUMENTACION
•Instalación de 17 tensiómetros y 21
lisímetros de succión para el monitoreo
del flujo y la calidad del agua en el
suelo 30-60- 90, 120 y 150 cm.
• El tensiómetro permite determinar
indirectamente: humedad volumétrica,
conductividad hidráulica y variaciones
de dirección de flujo ZNS. obtenidos de
la curva de retención mediante el
modelo de Van Genuchten•El lisímetro: calidad del agua en la
zona no saturada del suelo .
INSTRUMENTACIÓN DE LAS PARCELAS DE INVESTIGACIÓN
CARACTERIZACION ZONA NO SATURADA
• Establecer línea base y hacer
monitoreo a través del tiempo de la
conductividad eléctrica en la zona No
saturada y saturada hasta una
profundidad de 7.5 m, después de cada
corte de caña.
SONDEOS DE INDUCCIÓN
ELECTROMAGNETICA
CARACTERIZACION ZONA NO SATURADA RESULTADOS INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
HDA EL ALIZAL- AÑO 2008CORPORACIÓN AUTÓNOM A
REGIONAL DEL V ALLE DEL CAUCA
DIRECCIÓN TÉCNICA AMBIENTAL
GRUPO RE CURSOS H ÍDRICOS
PROYEC TO 1556:" DETERMINACIÓN DE LOS
EFEC TOS DE L A APLIC AC IÓN
DE VINAZAS EN LAS ZON AS NO SATUR ADAS Y
SATU RADAS SOBR E LAS
PROPIED AD ES FÍSICO-QU ÍMICAS
DE SU EL OS, AGUAS SUPERFICIAL ES
Y AGUAS SU BTERRÁNEAS Y D EF INICIÓN DE
PROTOCOLOS DE MANEJO
SOSTENIB LE EN EL VALL E DEL CAUCA"
SONDEO DE INDUC CIÓ N E LE CTR OMAGNÉ TIC A
FECHA SON DE O ABR IL 21/ 200 8
H ACIE ND A ALI ZAL
SU ER TE 20 8
M U NI CIP IO D E EL C ER RI TO
I NGE NIO PROVIDEN CIA S.A
990.
750
991
.00
0
991.2
50
991.
500
991
.750
99 2
.000
99 2
. 25 0
991.
000
ZANJON
POSTES
1-8362 Has. 1-8726 Has.
208Z
208Z-4 208Z-5
0k O2
270k O2
180k O2 90k O2
1-8731 Has. 2-0333 Has.99
1.250
Torre EnergiaVCE-PM-23
VCE-PM-22
VCE-PM-21VCE-PM-24
N
EW
S
ELABORÓ: ING. JH ON ALEXANDER PRADA O.
REVISÓ: GEÓL. GLORIA ISABEL PÁEZ O.
FECHA: JUNIO DE 2008 FUENTE: CARTOGRAFÍA INGENIO
PLANO:
ARCHIVO:
ESCALA:
CONDUCTIV IDAD ELÉCTRICA
HORIZONTAL mS/m
1083100
1083100
1083200
1083200
1083300
1083300
1083400
1083400
1083500
1083500
891900 891900
892000 892000
892100 892100
892200 892200
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
COPORACIÓN AUTÓNOMA
REGIONAL DEL V ALLE DEL CAUCA
DIRECCIÓN TÉCNICA AMBIENTAL
GRUPO RE CURSOS H ÍDRICOS
PROYEC TO 1556:" DETERMINACIÓN DE LOS
EFEC TOS DE L A APLIC AC IÓN
DE VINAZAS EN LAS ZON AS NO SATUR ADAS Y
SATU RADAS SOBR E LAS
PROPIED AD ES FÍSICO-QU ÍMICAS
DE SU EL OS, AGUAS SUPERFICIAL ES
Y AGUAS SU BTERRÁNEAS Y D EF INICIÓN DE
PROTOCOLOS DE MANEJO
SOSTENIB LE EN EL VALL E DEL CAUCA"
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FECHA SON DE O ABR IL 21/ 200 8
H ACIE ND A ALI ZAL
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M U NI CIP IO D E EL C ER RI TO
I NGE NIO PROVIDEN CIA S.A
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ZANJON
POSTES
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0k O2
270k O2
180k O2 90k O2
1-8731 Has. 2-0333 Has.99
1.250
Torre EnergiaVCE-PM-23
VCE-PM-22
VCE-PM-21VCE-PM-24
N
EW
S
ELABORÓ: ING. JH ON ALEXANDER PRADA O.
REVISÓ: GEÓL. GLORIA ISABEL PÁEZ O.
FECHA: JUNIO DE 2008 FUENTE: CARTOGRAFÍA INGENIO
PLANO:
ARCHIVO:
ESCALA:
CONDUCTIV IDAD ELÉCTRICA
VERTICAL mS/m
1083100
1083100
1083200
1083200
1083300
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1083400
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COPORACIÓN AUTÓNOMA
REGIONAL DEL V ALLE DEL CAUCA
DIRECCIÓN TÉCNICA AMBIENTAL
GRUPO RE CURSOS H ÍDRICOS
PROYEC TO 1556:" DETERMINACIÓN DE LOS
EFEC TOS DE L A APLIC AC IÓN
DE VINAZAS EN LAS ZON AS NO SATUR ADAS Y
SATU RADAS SOBR E LAS
PROPIED AD ES FÍSICO-QU ÍMICAS
DE SU EL OS, AGUAS SUPERFICIAL ES
Y AGUAS SU BTERRÁNEAS Y D EF INICIÓN DE
PROTOCOLOS DE MANEJO
SOSTENIB LE EN EL VALL E DEL CAUCA"
SONDEO DE INDUC CIÓ N E LE CTR OMAGNÉ TIC A
FECHA SON DE O ABR IL 21/ 200 8
H ACIE ND A ALI ZAL
SU ER TE 20 8
M U NI CIP IO D E EL C ER RI TO
I NGE NIO PROVIDEN CIA S.A
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50
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00
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50
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. 250
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ZANJON
POSTES
1-8362 Has. 1-8726 Has.
208Z
208Z-4 208Z-5
0k O2
270k O2
180k O2 90k O2
1-8731 Has. 2-0333 Has.99
1.25
0
Torre EnergiaVCE-PM-23
VCE-PM-22
VCE-PM-21VCE-PM-24
N
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ELABORÓ: ING. JH ON ALEXANDER PRADA O.
REVISÓ: GEÓL. GLORIA ISABEL PÁEZ O.
FECHA: JUNIO DE 2008 FUENTE: CARTOGRAFÍA INGENIO
PLANO:
ARCHIVO:
ESCALA:
CONDUCTIV IDAD ELÉCTRICA
VERTICAL mS/m
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1083100
1083200
1083200
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1083500
1083500
891900 891900
892000 892000
892100 892100
892200 892200
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
Las mayores
conductividades se
encuentran hacia el
occidente
Rangos entre 70 – 90
microsiemens/cm
Con estos resultados se
optimizo la red de monitoreo
CONTROL DEL ACUIFERO
• En las Tres parcelas de investigación se
construyeron 30 piezómetros para control del
flujo y 15 pozos de monitoreo con
profundidades que oscilan entre 3 y 10 m, en
PVC de 4”
• La conductividad hidráulica del acuífero se
obtuvo a partir de pruebas de bombeo. o Test
Slug
• Para el resultado de los análisis de calidad
de la zona no saturada se calcularon los
valores medios obtenidos a las diferentes
profundidades (30, 60 y 90 cm).
• Frecuencia: La toma de la muestra se realiza
después de la lluvia o riego
• Con los resultados de los análisis del agua se
realizo el análisis geoestadistico y se analizo
su significancia en cuanto a la dosis y tipo de
tratamiento.
CARACTERIZACION Y APLICACIÓN DE VINAZAS EN LAS PARCELAS
7
ELEMENTOS ABUNDANTES EN
VINAZA55
Total: 9,17 % m/m bh
3,48
0,92
0,490,24
0,12 0,044
2,74
1,14
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
K Ca Mg Na Si Fe SO4 Cl
ELEMENTO
CO
NC
EN
TR
AC
ION
(%
m/m
)
8
ELEMENTOS ESCAZOS EN VINAZA55
Total: 0,01 % m/m bh
38,53
24,29
15,1812,83
10,98
3,741,79 0,41 0,13 0,00 0,00 0,00 0,00
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
Mn Cr Cu B Zn Cd Co As P Ni Se Pb Hg
ELEMENTO
CO
NC
EN
TR
AC
ION
(p
pm
)
Concentraciones altas Materia
Orgánica, sales Potasio K,
Sulfatos, Cloruros, Nitratos,
Calcio. Magnesio, Sodio.
Elementos escasos
Metales: Manganeso ,Cromo,
cobre Hierro, Zinc, No presenta
metales pesados.
PH- bajos, Sustancia ácida y corrosiva.
CARACTERIZACICARACTERIZACIÓÓN VINAZA CONCENTRADA 55%N VINAZA CONCENTRADA 55%
FUENTE SUCROMILES. 2008
CARACTERIZACIÓN VINAZAS VALLE DEL CAUCA MANUE L IT A MAY AG UE Z P R OVIDE NC IA
Parametros Un J ul-21-2008 J ul-21-2008 J ul-21-2008
Grados Brix % 48 13 12.03
pH unidad. 4,78 4,79 5,54
Temperatura °C 40,0 82,0 35,0
Solidos Totales mg ST/l 663964,0 146836,0 116720,0
Solidos Suspendidos mg SS/l 527350,0 43550,0 14000,0
Solidos Disueltos mg SD/l 136614 103286 102720
Demanda Qca. de Oxigeno mg O/l 960320,0 145835,0 121280,0
Dureza Total mg CaCO3/l 52396,0 13196,0 14796,0
Dureza Calcica mg CaCO3/l 26796,0 7996,0 7596,0
Dureza Magnesica mg CaCO3/l 25600,0 5200,0 7200,0
Calcio mg Ca/l 10718,40 3198,40 3038,40
Magnesio mg Mg/l 6144,00 1248,00 1728,00
Alcalinidad a la Fenol mg CaCO3/l 0,0 0,0 0,0
Alcalinidad Total mg CaCO3/l 6780,0 3440,0 2180,0
Carbonatos mg CaCO3/l 0,0 0,0 0,0
Bicarbonatos mg CaCO3/l 8271,6 4196,8 2659,6
Conductancia Especifica µS/cm 29860,0 27910,0 32430,0
Sulfatos mg SO4/l 33446,7 4258,6 6608,0
Fosfatos mg PO4/l 242 19,70 70
Nitrogeno Amoniacal mg N-NH3/l 393,68 45,22 73,15
Nitratos mg NO3/l * 272,00 *
Cloruros mg Cl/l 13250,00 2037,00 3707,00
Sodio Total mg Na/l 1560,25 221,60 286,80
Potasio Total mg K/l 93190,00 10317,50 12392,00
Manganeso mg Mn/l 29,30
Manganeso Total mg Mn/l --- 6,36 5,42
Hierro Total mg Fe/l 186,40 35,32 27,83
Fenoles mg Fenol/l 0,142 <0,026 0,034
Zinc Total mg Zn/l 14,30 1,81 1,42
Cromo Total mg Cr/l 25,42 0,40 0,33
Niquel Total mg Ni/l 5,40 0,75 1,14
Plomo Total mg Pb/l <0,06 <0,06 <0,06
C arac teris itic as
CARACTERIZACICARACTERIZACIÓÓN VINAZA VALLE DEL CAUCAN VINAZA VALLE DEL CAUCA
CURVAS DE RETENCIÓN HUMEDAD
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
20 30 40 50 60
Va
lor
de
Su
cció
n (
pF
)
% HV
CURVAS DE RETENCIÓN DE HUMEDAD PARCELA HDA SANTA LUCIA
10-20 cm 20-30 cm 30-60 cm
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
0 10 20 30 40 50 60
Va
lor
de
Su
cció
n (p
F)
% HV
CURVAS DE RETENCIÓN DE HUMEDAD PARCELA HDA REAL
0-10 cm 20-30 cm 30-60 cm 60-90 cm
Mayor retención:, por presentar
mayor % de arcillas entre 40-49%
en Hda Santa Lucia.
Se verificó que los sedimentos de
las parcelas Haciendas El Alizal,
Real, Zainera presentan una baja
capacidad de retención del agua en
el suelo.
VARIACIÓN PATRONES DE FLUJO SUELO (ZNS)HDAS REAL Y ZAINERA
0
10
20
30
40
50
60
70
7/10/08 28/1/09 21/5/09 11/9/09 2/1/10 25/4/10 16/8/10 7/12/10 30/3/11
Precipitación (mm)
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
7/10/08 28/1/09 21/5/09 11/9/09 2/1/10 25/4/10 16/8/10 7/12/10 30/3/11
Potencial Hidráulico (cm)
TENSIÓMETRO DE 30 cm TENSIÓMETRO DE 45 cm TENSIÓMETRO DE 60 cm
TENSIÓMETRO DE 90 cm TENSIÓMETRO DE 120 cm TENSIÓMETRO DE 150 cm
0
15
30
45
60
75
90
7/10/08 28/1/09 21/5/09 11/9/09 2/1/10 25/4/10 16/8/10 7/12/10 30/3/11
Precipitación (mm)
-800
-700
-600
-500
-400
-300
-200
-100
0
19/5/09 28/7/09 6/10/09 15/12/09 23/2/10 4/5/10 13/7/10 21/9/10 30/11/10 8/2/11 19/4/11
Potencial Hidráulico (cm)
TENSIÓMETRO DE 15 cm TENSIÓMETRO DE 30 cm TENSIÓMETRO DE 60 cm TENSIÓMETRO DE 90 cm
PATRONES DE FLUJO EN EL SUELO (ZNS)
Patrones de flujo ZNS: Existen dos patrones de flujo, el primero
durante los períodos secos (baja pluviosidad), donde ocurren flujos
ascendentes y el segundo durante los períodos de alta pluviosidad, con
flujos descendentes hacia el acuífero.
El primer patrón de flujo en el periodo junio-septiembre y enero-marzo,
se caracteriza por bajos valores de contenido de humedad volumétrica y
pequeños gradientes de potencial hidráulico con flujos ascendentes.
Los valores de flujo de agua tanto ascendente como descendente son
bajos.
En el periodo lluvioso (octubre-noviembre y abril-mayo), el contenido
volumétrico de agua es mayor, generando mayores gradientes de
potencial hidráulico entre las profundidades más superficiales,
aumentan los valores con flujos altos y descendentes hacia el acuífero.
En el ultimo año 2010 y 2011 se presenta saturación de los suelos en
prácticamente en la mayoría de las parcelas.
CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA ZNS Y ACUÍFERO
ENSAYOS DE CAMPO: CONDUCTIVIDAD
HIDRÁULICA ZS TEST SLUG
G ráfic a de h/h 0 vs tiempo
0,1
1,0
3,00 3,50 4,00 4,50 5,00
T iempo (min)
va
lore
s d
e h
/h0
G ráfic a de h/h 0 vs tiempo
0,1
1,0
3,00 3,50 4,00 4,50 5,00
T iempo (min)
va
lore
s d
e h
/h0Parcela
Conductividad
Hidráulica Máxima
ZNS cm/día)
ACUIFERO
(cm/día)
El Alizal 50 1500
Real 52 2000
Santa
Lucia
60 600
Zainera90
2000
La conductividad (K) en ZNS presenta
una caída abrupta en varios órdenes de
magnitud
(la curva de retención mediante el
modelo de Van Genuchten)
La velocidad de las aguas
subterráneas en el área de mayor
vulnerabilidad se estimó
alrededor de los 60 y 50 cm/día.
RESULTADOS MONITOREO ACUIFERO
CORPORACIÓN AUTÓNOMA
REGIONAL DEL VALLE DEL CAUCA
DIRECCIÓN TÉCNICA AMBIENTAL
GRUPO RECURSOS HÍDRICOS
PROYECTO 1556:" DETERMINACIÓN DE LOS
EFECTOS DE LA APLICACIÓN
DE VINAZAS EN LAS ZONAS NO SATURADAS Y
SATURADAS SOBRE LAS
PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS
DE SUELOS, AGUAS SUPERFICIALES
Y AGUAS SUBTERRÁNEAS Y DEFINICIÓN DE
PROTOCOLOS DE MANEJO
SOSTENIBLE EN EL VALLE DEL CAUCA"
PIEZOMETRÍA
FECHA MEDICIÓN: Abril 04/2011
HACIENDA SANTA LUCÍA
SUERTES 6Z-8Z
MUNICIPIO DE EL CERRITO
INGENIO PROVIDENCIA S.A
CONVENCIONES
POZO DE MONITOREO#
ISOPIEZA
DIRECCIÓN FLUJO SUBTERRÁNEO
PIEZÓMETRO#
N
EW
S
ELABORÓ: ING. Jhon Alexander Prada O.
REVISÓ : GEÓL. Gloria Isabel Páez O.
FECHA: Ab ril d e 2011 FUENTE: Cartog rafía Ingenio
PL ANO:
AR CHIVO:
ESCAL A:
SISTEMA DE FLUJO SUBTERRÁNEO HACIENDA SANTA LUCÍA
MEDICIÓN PIEZÓMETROS
1014.251014.00
1013.75
Ste.8Z
1-3825 Has.
1-2493 Has.
8Z-2 8Z-1
1-1220 Has.0-8779 Has.
0-2089 Has.
8Z-58Z-6
2-2024 Has.
2-1692 Has.
6Z-1
6Z-2
6Z-3
6Z-4
1013.75
1016.500
Ste.6Z2-0035 Has.
1-8891 Has.
1015
.000
VCE-PM-16
VCE-PM-15
VCE-PM-17
VCE-PM-18VCE-PM-20 VCE-PM-19
VCE-PM-28
VCE-PM-29
VCE-PZ-01
VCE-PZ-02
VCE-PZ-03
VCE-PZ-04
VCE-PZ-05
VCE-PZ-06
1012.25
1012.00
1014. 00
1011.75
1014.25
1014. 50
1012. 50
1014
. 75
1015
.00
1013.75
1013.50
1013.25
101 3.00
1012. 7510
15.2
5
1011.50
1011. 25
Con la red de monitoreo de niveles medidos en piezómetros se
establece el sistema de flujo a nivel detallado en cada parcela
RESULTADOS MONITOREO COMPORTAMIENTO DEL ACUIFERO
DIRECCIÓN FLUJO SUBT. HDA ST. LUCIA
(VISTA AÉREA)
POZO
PIEZOMETRO
RESULTADOS ACUIFERO
Medición de niveles: frecuencia semanal
Se detectaron algunas fluctuaciones del nivel del orden de los 0.20 y
3.50 m, principalmente en los meses de octubre y noviembre
correspondientes a épocas de lluvias abundantes, estas precipitaciones
principalmente de los dos últimos años, provocaron una recarga
importante en el acuífero libre.
MONITOREO PRECITACION+IRRIGACIÓN VS NIVEL DEL AGUA
• Se pudo establecer la
respuesta del acuífero vs la
precipitación y el riego
•Se detectaron algunas
fluctuaciones del nivel del
orden de los 0.20 y 3.50 m,
principalmente en los meses de
octubre y noviembre
correspondientes a épocas de
lluvias abundantes, estas
precipitaciones principalmente
de los dos últimos años,
provocaron una recarga
importante en el acuífero libre.
CONTROL DEL ACUIFERO
la red de pozos de aguas subterráneas
Medición de Niveles estáticos de manera continua (27)
RESULTADOS ACUIFEROMONITOREO NIVEL FREATICOS VS PRECIPITACION
RESULTADOS ACUIFEROMonitoreo continuo comportamiento del acuífero entre Niveles de
extracción pozos profundos de producción Vs pozos
COMPORTAMIENTO DE LOS CONSTITUYENTES DE LA VINAZA EN LA ZONA NO SATURADA Y SATURADA
Debido a la limitación de el volumen de la
muestra en la ZNS se seleccionaron
principalmente conductividad eléctrica,
Calcio, Magnesio, Potasio y Nitratos y
Cloruros .
Los datos se interpretaron de forma
cualitativa efectuando comparaciones
entre las concentraciones observadas en
la vinaza y los valores encontrados en las
ZNS y ZS.
Las aguas de la ZNS y ZS se clasifican
cómo bicarbonatada cálcico-magnésico,
con una tendencia de mayores contenidos
de magnesio en la ZNS.
INTERPRETACIÓN EVOLUCIÓN DEL AGUA E HIDROGEOQUIMICA DIAGRAMAS PIPER
ZAINERA LA OLGA
RESULTADOS MONITOREO ACUIFERO ALIZAL
ANÁLISIS COMPARATIVOS DE LA CALIDAD DEL AGUA A TRAVÉS DEL TIEMPO
En cuanto a la calidad del agua de la ZS del acuífero comparando 2006
vs 2012 , se observa en algunas parcelas un incremento en las
concentraciones de calcio, Potasio, nitrógeno, nitratos, sulfatos,
manganeso y conductividad eléctrica.
VALIDACIÓN DE LA METODOLOGIA CALCULO DE LA RECARGA CON TRAZADORES
BROMURO)
Parcela de 3x 3 m
Cálculo de la masa del bromuro y Aplicación de
Lámina de riego de 10mm (10 l/m2)
Muestreo de suelos cada 10 cms hasta 1,20
metros
Monitoreo, de humedad del suelo para validación del balance
hídrico y la recarga de acuiferos en la simulación con hydrus
MONITOREO DE LA HUMEDAD DEL SUELO
SIMULACIÓN DATOS TENSIÓMETROS CON HYDRUS
GRAFICAS DE SIMULACION CON HYDRUS CONTENIDO DE HUMEDAD
• Hacienda Real – 2 capas de suelo= 0-30 y 30-90 cm
• 468 días de simulación
• Textura Franco arenosa Plantilla 1 – variedad 93-4418
• Con valores de Ksat diferentes
• 468 días de simulación
• Estación Meteorológica Rozo: Tmax, Tmin, Radiación, Viento
• Estación CVC Aeropuerto: Brillo Solar
• Precipitación: Pluviómetro Ingenio
0
50
100
150
200
250
0 100 200 300 400 500
Time [days]
Cum. Infiltration
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0 100 200 300 400 500
Time [days]
Observation Nodes: Water Content
-100
-80
-60
-40
-20
0
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Theta [-]
Profile Information: Water Content
De acuerdo con los resultados obtenidos el desempeño de los equipos de monitoreo es
aceptable, permitiendo una descripción lógica del flujo del agua y de los constituyentes
de la vinaza por las ZNS y ZS.
Se verificó que los sedimentos de la parcela Hda Real y Zainera presentan una baja
capacidad de retención del agua en la ZNS y son vulnerables a los cambios en las
características naturales de las aguas subterráneas.
Se determinó dos patrones de flujo: el primero durante los períodos secos (junio-
septiembre, enero-marzo), donde ocurren flujos ascendentes y el segundo durante los
períodos húmedos (octubre-noviembre, abril-mayo), con flujos descendentes hacia el
acuífero que originan la recarga profunda. También se deben tener en cuenta las grietas
presentes en los suelos y la presencia de flujos preferenciales hacia el acuífero, los
cuales pueden acelerar la llegada de los constituyentes de la vinaza hacia el acuífero.
En cuanto a la calidad del agua de la ZNS hasta la fecha, se observa en algunas parcelas
un incremento en las concentraciones de calcio, nitrógeno, nitratos, sulfatos, manganeso
y conductividad eléctrica.
CONSIDERACIONES FINALES
En el acuífero el se presenta el potasio y los nitratos en la mayoría de
los casos no se presentan alteraciones importantes de la calidad
natural del agua subterránea., solo en la Parcela de la Hda Real se
encontraron concentraciones de nitratos (entre 0.1 y 12.1 mg NO3/l),
además se observó una tendencia creciente en tres de los cuatro pozos
de monitoreo existentes en la parcela. En consecuencia actualmente se
establece el origen de los nitratos con isotopos N15 y S34
Para la validación del flujo, la recarga del acuífero así como del
trasporte del nitrato hacia el acuífero se realizan las simulaciones a
través del programa Hydrus y definir escenarios a diferentes dosis y
las probables modificaciones hidrogeoquímicas en el suelo y acuífero
causadas por la aplicación de la vinaza en el valle del Cauca.
CONSIDERACIONES FINALES
REGLAMENTACIÓN DEL USO, MANEJO, APLICACIÓN,
ALMACENAMIENTO DE LAS VINAZAS, Y DE LOS
PRODUCTOS QUE DE ELLA SE DERIVEN, EN EL ÁREA DE
JURISDICCIÓN DE LA CORPORACIÓN AUTÓNOMA
REGIONAL DEL VALLE DEL CAUCA -CVC.
RESOLUCION 0100-. No 0630 -0081 DE 2012
PUBLICADO DIARIO OFICIAL 48.360 DE MARZO 2 DE 2012.
GLORIA ISABEL PAEZ O
DIRECCIÓN TECNICA AMBIENTAL
CALI-ABRIL 2012
CRITERIOS TECNICOS AMBIENTALES
Los criterios técnicos ambientales fueron
entre otros:
• Los posibles riesgos ambientales sobre los
recursos naturales (aguas, suelos y aire)
en el Valle del Cauca.
• La importancia de la producción de azúcar
y alcohol en la economía del país.
• El valor agronómico de la vinaza como
acondicionadores, enmiendas, y
fertilizantes.
• La integración de criterios y
procedimientos técnicos para el muestreo
monitoreo, seguimiento ambiental de los
suelos, zona no saturada, aguas superficial
y subterráneas, a través de protocolos
específicos para esta actividad.
• Unificar criterios de uso
y aplicación de vinaza
para otros aplicadores
particulares diferentes a
las destilerías
CRITERIOS TECNICOS AMBIENTALES
RESTRICCIONES
• Se restringe la aplicación a 15 metros, en
áreas próximas a las vías férreas, vías
intermunicipales o autopistas, a 500
metros, alrededor de centros urbanos y
50 metros, de áreas de protección
ambiental
• En zonas de recarga de acuíferos y
predios que se localicen en áreas de alta y
extrema vulnerabilidad, no se permitirá la
aplicación de fertilizante liquido.
• Vertimiento directo de vinazas o productos
derivados de ésta a las agua
superficiales, canales de aguas lluvias,
acequias, etc., ni permitir su infiltración.
Aplicación de vinazas
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• El monitoreo es una herramienta esencial de gestión para los
tomadores de decisiones de las instituciones involucradas así como
de advertir y controlar los indicios de sobreexplotación, alteración de
la calidad o contaminación y de sus variaciones en el tiempo del
recurso subterráneo, que requieren modificaciones de las políticas,
acciones, así como del comportamiento humano.
• Se recomienda la implementación del programa de monitoreo del
agua subterráneas la cual permite obtener los criterios técnicos, como
en este caso en el Valle del Cauca para la elaboración de legislación y
reglamentación de las aguas subterráneas y realizar acciones
concretas para el manejo en la gestión y protección de las aguas
subterráneas
Las aguas
subterráneas son
una fuente de
recurso Hídrico,
de gran potencial
¡Es tarea de todos
protegerlas!
Gracias