
Por: Dr. Ing. Stephen Foster, Ing. Ricardo Hirata / OPS-CEPIS, 1988
Importancia de las Aguas Subterráneas Antecedentes del Programa Regional Agradecimientos
1. El riesgo de contaminación de aguas subterráneas
1.1 Comportamiento de contaminantes en el subsuelo 1.2 Concepto fundamental del riesgo de contaminación 1.3 Importancia de la zona no saturada 1.4 Función de los suelos 2. Bases estructurales para la determinación del riesgo
2.1 Estrategia y nivel de determinación del riesgo 2.2 Selección de la zona y escala de estudio 2.3 Requerimientos de personal 2.4 Adquisición de datos básicos 3. Caracterización de la carga contaminante al subsuelo
3.1 Clasificación de actividades contaminantes 3.2 Requerimientos óptimos 3.3 Restricciones prácticas 3.4 Determinación de carga contaminante de fuentes dispersas
3.4.1 Areas residenciales urbanas 3.4.2 Uso agricola del suelo 3.5 Determinación de carga contaminante de fuentes puntuales
3.5.1 Actividad industrial 3.5.2 Lagunas de efluentes 3.5.3 Disposición de residuos sólidos 3.5.4 Aguas superficiales contaminadas 4. Caracterización de la vulnerabilidad del acuífero
4.1 Concepto de la vulnerabilidad 4.2 Limitaciones prácticas 4.3 Esquema de clasificación 4.4 Indice de vulnerabilidad 5. Implementación de proyectos de reconocimiento
5.1 Procedimientos cartográficos 5.2 Evaluación final del riesgo 5.3 Implicancias para el abastecimiento de agua subterránea Bibliografía Anexo: Hojas de inventario para el reconocimieto de la carga contaminante al subsuelo
Figura 0
Esquema conceptual para la determinación del riesgo
de contaminación de aguas subterráneas
No existen datos completos acerca de la proporción de los abastecimientos de agua municipal y doméstica que proviene del recurso hídrico subterráneo. Tampoco existe información confiable sobre la proporción de todos los abastecimientos de agua, para cualquier propósito, derivados del recurso hídrico subterráneo. Así, para ilustrar el rol clave que juegan las aguas subterráneas en el abastecimiento de agua potable en América Latina y el Caribe, ' se tiene que recurrir a estimaciones cualitativas y ejemplos específicos.
Al menos, en tres grandes centros urbanos, las ciudades de México, Lima y La Habana, las aguas subterráneas suministran la mayor parte del abastecimiento de agua municipal, y en algunos otros, incluyendo Buenos Aires, Santiago de Chile, San José de Costa Rica, San Salvador, Managua, Santo Domingo y la ciudad de Guatemala, representan una importante proporción. El agua subterránea también está siendo amplia y mayormente explotada para abastecimiento de agua potable en áreas rurales, ya que es normalmente el recurso más barato y seguro. Por ejemplo, provee más del 90% del abastecimiento rural en Costa Rica, El Salvador y Guyana.
El normalmente bajo costo y la excelente calidad natural del agua subterránea, ha justificado su amplia utilización para abastecimientos públicos, aún en las regiones más húmedas. Por ejemplo, ha sido rápidamente explotada para el abastecimiento de agua municipal en San José de Costa Rica, Santo Domingo, Rep.Dominicana y Georgetown-Guyana, desde 1965. En el estado brasileño de Sao Paulo, 750 M1/d de aguas subterráneas abastecen más de 500 pueblos. También es de gran importancia en muchas islas del Caribe, por ejemplo Barbados que es totalmente dependiente de las fuentes subterráneas que proveen 110 M1/d. Debido a razones similares las aguas subterráneas han sido consideradas como la fuente más atractiva de abastecimiento de agua potable para innumerables pueblos a través de la Región.
En vista de la importancia de estos abastecimientos de agua, se podría pensar que la protección de acuíferos para prevenir el deterioro de la calidad del agua subterránea debería haber recibido ya una atención detallada, particularmente dentro y alrededor de grandes áreas urbanas. Sin embargo, por un sinnúmero de razones, no se le ha dado todavía mucha consideración en la Región de América Latina y el Caribe a la protección de los acuíferos. El flujo de agua subterránea y el transporte de contaminantes no son fáciles de observar ni medir. Ambos procesos son generalmente lentos. Es por esto que existe una amplía despreocupación acerca del riesgo de contaminación del --agua subterránea, aún entre los administradores de recursos de agua y de suelo. Sin embargo, el asunto es de importancia práctica y directa por la escala y persistencia de muchos episodios de contaminación de agua subterránea, por su impacto en los abastecimientos de agua potable y por el costo excesivo o la impracticabilidad técnica de la rehabilitación de acuíferos.
Antecedentes del Programa Regional
El desarrollo de un Programa Regional de Control y Prevención de la Contaminación de Aguas Subterráneas es parte del plan a mediano plazo del CEPIS, adoptado por la Organización Panamericana de la Salud (OPS) para la Región de América Latina y el Caribe durante el período 1984-89.
Los elementos claves de este programa son:
(a) Identificación de los principales problemas de contaminación de las aguas subterráneas que afectan su potabilidad.
(b ) Selección de instituciones con la responsabilidad y los recursos para aplicar un
programa de control de la contaminación, y
movilización de éstas a través del establecimiento de
una red cooperativa con servicios de consultoría brindados por CEPIS.
(c) Preparación y divulgación de manuales sobre la evaluación del riesgo de
contaminación, a investigación de la calidad, de aguas
subterráneas y sobre políticas de control apropiado para
contexto regional.
La meta principal del Programa Regional es que para el año 1989 varios países de la Región hayan iniciado programas nacionales de control de contaminación de las aguas subterráneas, respaldados por procedimientos adecuados para la identificación del riesgo de contaminación y con políticas apropiadas para el control selectivo de la disposición de efluentes y las prácticas de use del suelo.
Un reconocimiento técnico de los problemas de contaminación de aguas subterráneas que afronta la Región de América Latina y el Caribe ha sido recientemente publicado como producto del Programa Regional de Aguas Subterráneas de OPS-CEP IS (Foster et al, 1987).
Alcance de la Metodología Desarrollada
El informe presenta procedimientos que se consideran apropiados para la determinación del riesgo de la contaminacíón de aguas subterráneas en la Región de América Latína y el Caribe. A través del uso de esta guía, se espera bríndar una consideración más sistemática de este riesgo. La metodología desarrollada se consídera como un primer Paso en la evaluación del riesgo de contaminación de aguas subterráneas. Debería ser aplicada para establecer prioridades, pero no para sustituir la inspección y el monitoreo sistemático de campo. La metodología se refiere exclusivamente al riesgo de que el agua subterránea se contamine con concentraciones que excedan las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS) para la calidad del agua potable, pero no al riesgo resultante para la salud humana.
Este informe enfoca el riesgo de contaminación del agua subterránea debído a la actividad del hombre. No se consideran otros importantes temas relacionados, tales como problemas de la calidad natural de aguas subterráneas, intrusión salina de acuíferos asociada con sobre-explotación, y reducción de la recarga del agua subterránea debido a la urbanización. El diseño de acabado sanitario de pozos y manantiales también está fuera del alcance de este trabajo.
El informe intenta servir como una guía para el planeamiento y ejecución de estudios sobre la vulnerabilidad de los acuíferos y el riesgo de contaminacíón de aguas subterráneas. Contiene mucha información sobre procesos hidrogeológicos y actividades contaminantes para la orientación general del usuario, no siendo necesarios todos éstos para el desarrollo de la metodología. Esta guía no es un manual con procedimientos establecidos, ya que simplemente no es posible díctar reglas para todas las actividades potencialmente contaminantes y para todas las condiciones hidrogeológicas. Tampoco no se toma en cuenta el riesgo de contaminación de las aguas superficiales.
Se necesitará una adaptación de la metodología de acuerdo a los objetivos de estudio, y a la escala y disponibilidad de datos locales. Aparecerán circunstancias que la guía no cubra adecuadamente. Por ejemplo, ningún intento se ha hecho para presentar un procedimiento para la evaluación de la carga contaminante al subsuelo debido a la industria minera y petrolífica, ya que para éstas es muy difícil generalizar.
Esta primera impresión del informe se dirige a promover estudios de la determinación del riesgo de contaminación de aguas subterráneas a varias escalas en áreas seleccíonadas de América Latina y el Caribe. Debería ser usado por un hidrogeólogo o ingeniero de aguas subterráneas en conjunto con un ingeniero sanitario o científico ambiental. Se espera que los usuarios de este manual adopten la metodología descrita, y de existir alguna interrogante, se sirvan dirigir al CEPIS y sugerir posibles mejoras para futuras ediciones.
Agradecimientos
Este informe ha sido revisado y perfeccionado por el Comité Técníco del Programa Regional de Prevención y Control de la Contaminación de las Aguas Subterráneas del CEP IS, incluyendo representantes de instituciones en Argentina, Bolivia, Brasil, Costa Rica, Cuba, El Salvador, México, Paraguay, Perú, Puerto Rico, República Domínícana y Venezuela.
Los autores agradecen al Ing. Alberto Flórez Muñoz (Director del CEPIS) y al Ing. Geroncio de Albuquerque Rocha (DAEE) por el interés demostrado desde el inicio del programa y por su continuo estímulo en la preparación de este informe, a los Profesionales Jóvenes Residentes del CEPIS, Ing. José Lobos, de INCYTH (Argentina) a Ing. Daniel Gomes, de CETESB (Brasil) por sus discusiones en relación al problema de la determinación de la carga contaminante al subsuelo generada por actividad industrial y por la caracterización de la vulnerabilidad a la contaminación del acuífero.
También agradecemos el excelente trabajo secretarial de la Sra. Isabel Delgado de Risso en relación a la producción de este informe en sus versiones en español a ínglés.
1. El riesgo de contaminación de las aguas subterráneas1.1 Comportamiento de Contaminantes en el Subsuelo
1.1.1 Los perfiles del suelo atenúan activamente un gran número, pero no todos, de
los contaminantes del agua. Durante muchos
años, han sido considerados como un sistema
potencialmente efectivo para la disposición segura de excrementos humanos y
efluentes domésticos (Idelovitch &
Michail, 1984).
1.1.2 Los procesos involucrados en la atenuación de contaminantes (Figura 1)
continúan, en menor grado, a mayores
profundidades, especialmente en donde se
encuentran sedimentos no consolidados en la zona no saturada.
1.1.3 Adicionalmente, la dispersión hidrodinámica asociada con el flujo del agua
subterránea ocasiona la dilución de contaminantes
móviles y persistentes, especialmente en la
zona saturada de los acuíferos (Figura 1).

Figura 1
Resumen de los procesos de atenuación de contaminantes
en las aguas subterráneas
(modificado de Gowler, 1983)
El grosor de la línea correspondiente indica la importancia del
proceso en el suelo, sobre y bajo el nivel freático.
1.1.4 Habrá más dilución en pozos de bombeo porque ellos generalmente interceptan o
inducen flujos de agua subterránea a varias
profundidades y en varias direcciones, no todos
los cuales estarán normalmente contaminados.
1.1.5 Sin embargo, no todos los perfiles del suelo y las condiciones hidrogeológicas
son igualmente efectivas para la atenuación de
contaminantes. Además, el grado de atenuación
variará ampliamente según el tipo de contaminante y el proceso de
contaminación en un ambiente dado (Freeze
& Cherry, 1979; Jackson, 1980).
1.1.6 La actividad humana en la superficie de la tierra modifica los mecanismos de
recarga del acuífero a introduce nuevos,
cambiando la tasa, frecuencia y calidad de la
recarga del agua subterránea. Esto es especialmente significativo en climas
áridos, pero también ocurre en regiones
húmedas. El entendimiento de estos mecanismos y el diagnóstico de tales cambios
son importantes para la determinación del
riesgo de contaminación de aguas subterráneas.
1.1.7 El flujo del agua y el transporte de contaminantes desde la superficie del suelo
al nivel freático tiende a ser un proceso lento
en muchos acuíferos (Figura 2). Esto significa
que puede tomar muchos años, aún décadas, antes que se detecten los
efectos de un episodio. de contaminación por
un contaminante persistente en explotación.
1.1.8 La preocupación por la contaminacíón de las aguas los pozos de subterráneas
se relaciona principalmente a los acuíferos no
confínados, especialmente donde su nivel
freático es poco profundo. Un riesgo sígnificativo de contaminación puede también
presentarse aún en donde los acufferos son
semiconfinados, si las capas acuitardas confinadas son relativamente delgadas y
permeables.
1.1.9 Los abastecimientos de agua potable bombeados de acuíferos más profundos y más
altamente confinados, solamente serán
afectados por los contaminantes más
persistentes a muy largo plazo.
1.1.10 Es necesario considerar hasta qué punto las recomendaciones de la OMS para la
calidad de agua potable se relacionan
específicamente con la
contaminación de las aguas subterráneas (Cuadro 1). En este contexto, es también
relevante
mencionar, en términos generales,
la posibilidad de autoeliminación de contaminantes durante el transporte al subsuelo,
como resultado de la degradación
bioquímica y/o reacción química (Mátthess et al, 1985).
1.1.11 Los procesos de retardación de contaminantes debido a fenómenos de sorcíon
(Cuadro 1) son también de importancia
(Figura 1). Aunque tales fenómenos
no conducen a la eliminación de contaminantes desde las aguas subterráneas, ellos
incrementan el período en que los
procesos de eliminación pueden funcionar y afectan las variaciones temporales en la
concentracíón de contaminantes.

Figura 2
Cortes hidrogeológicos hipotéticos para ilustrar el régimen del flujo de
aguas subterráneas bajo condiciones de clima (A) húmedo y (B) semi-arido
Los períodos de residencia indicados son
valores de orden de magnitud típicos para el
tiempo de recorrido desde el punto de recarga hasta el punto de descarga.

Cuadro 1
Resumen de las guias para la calidad de agua potable y del
compartimiento de contaminantes seleccionados en el subsuelo
(parcialmente compilado de Wilson & Mc Nabb, 1983, y Frankenberger, 1984)
1.1.12 Entre los constituyentes inórganicos nombrados en las recomendaciones como
adversos a la salud humana, se encuentra el
nitrato como el más ampliamente
distribuido y problemático por su movilidad y estabilidad en sistemas aeróbicos de aguas
subterráneas.
1.1.13 Otros consituyentes de importancia organoléptica o estética, tales como el
cloro, sulfato, sodío, hierro y manganeso, se
encuentran ampliamente a niveles
elevados en el agua subterránea, naturalmente y debido a la contaminación.
1.1.14 Los metales pesados, incluyendo cadmio, cromo, estaño, mercurio, se inmovilizan
por precipitación y por otros procesos en
muchos acuíferos, pero pueden
tener un transporte significativo en sistemas de aguas subterráneas de bajo pH y Eh.
1.1.15 En lo que se refiere a constituyentes orgánicos, se debe reconocer que las
recomendaciones no cubren aún el rango de
compuestos orgánicos sintéticos
que sean conocidos como contaminantes potenciales del agua ya que no existe suficiente
evidencia médica para establecer
valores consistentes.
1.1.16 Aquellos compuestos que representan la mayor amenaza a la calidad de las aguas
subterráneas y a la salud humana, son
ciertos tipos de hidrocarburos
halogenados, de grupos alifático y aromático (Cuadro 1). Son moderadamente solubles en
el
agua, relativamente móviles y
persistentes en el subsuelo y de un use muy amplIo a toda escala industrial como
solventes,
desinfectantes y desodorantes
sintéticos.
1.1.17 Los pesticidas no han sido incluidos en el Cuadro 1, pero se consideran más
adelante. Cabe mencionar aquí que la mayoría
de los pesticidas enumerados en las
guías de OMS experimentan una fuerte sorción en el suelo, y resulta improbable que
puedan contaminar las aguas
subterráneas. Sin embargo, pocas investigaciones y análisis se han llevado a cabo. Otros
pesticidas tóxicos son conocidos
por ser móviles, pero éstos aún no se encuentran enumerados en las recomendaciones
por falta de evidencia médica.
1.1.18 Los acuíferos superficiales son susceptibles a la contaminación
microbiológica. La actual recomendación de la OMS para la
calidad bacteriológica de agua
para consumo humano indica que un abastecimiento debería ser considerado no satisfactorio
si se detectan las bacterias
indicadoras (coliformes fecales) en cualquier muestra de 100 ml.
1.2 Concepto Fundamental del Riesgo de Contaminación
1.2.1 La definición más logica del riesgo de contaminación de las aguas
subterráneas es concebirlo (Foster, 1987) como la
interacción entre (Figura 3):

Figura 3
Esquema conceptual del riesgo de contaminación de aguas subterráneas
(modificada de Foster, 1987)
La interacción entre la carga contaminante y la vulnerabilidad del
acuífero
determina el riesgo de que la contaminación penetre al acuífero.
(a) La carga contaminante que es, será, o pudiera ser aplicada al subsuelo como resultado de actividad
humana.
(b) La vulnerabilidad del acuífero a la contaminación, debido a las características naturales de los
substratos que se cubren y se separan de la superficie.Esta es la base de la metodología presentada (Figura 0), pero las advertencias indicadas (Andersen, 1987) en relación a la aplicabilidad del concepto de vulnerabilidad de acuíferos a la contaminación deberían ser tomadas muy en cuenta.
1.2.2 Adoptando tal esquema podremos obtener una alta vulnerabilidad sin riesgo de
contamínación, por la ausencia de una carga
significativa de contaminantes, y viceversa.
Ambos son perfectamente lógicos en la práctica. Aún más, la carga contaminante
puede ser controlada o modificada, pero no la
vulnerabilidad del acuífero.
1.2.3 El término vulnerabilidad del acuífero a la contamínación representa su
sensibilidad para ser adversamente afectado por una
carga contaminante impuesta. Es, en efecto, lo
inverso a la capacidad de asimilación de contaminantes de un cuerpo receptor
de agua superficial, con la diferencia que los
acuíferos tienen una cubierta de substratos que proporciona una protección
adicional.
1.2.4 El término riesgo de contaminación se define aquí como la probabilidad de que
las aguas subterráneas se contaminen con
concentraciones por encima de los valores
recomendados por la OMS para la calidad de agua de consumo humano.
1.2.5 El hecho que este riesgo pueda convertirse en una seria amenaza a la calidad de
abastecimento de agua subterránea ya
desarrollado o por desarrollar, dependerá de
la movilidad de los contaminantes dentro del acuífero mismo (Figura 0). Las
consecuencias, en términos de costos de
medidas correctivas y de salud humana, son temas complejos (Haimes, 1984,
Foster y Foster, 1987) y se consideran fuera de
consideración en este tipo de determinación.
1.3 Importancia de la Zona No Saturada
1.3.1 La zona no saturada merece especial atención ya que ella representa la primera y
más importante defensa natural contra la
contaminación de las aguas subterráneas
(Matthess et al, 1985; Foster, 1985a). Esto no es solamente por su posición
estratégica entre la superficie y la napa
freática sino también porque su ambiente es generalmente más favorable para la
atenuación y eliminación de los contaminantes
(Figura 1).
1.3.2 El flujo de agua en la zona no saturada es normalmente lento y se restringe a los
poros más pequeños con mayor superficie
especifica. La condición química es
normalmente aeróbica y frecuentemente alcalina.
1.3.3 Por esto, en la zona no saturada encontraremos un mayor potential para:
(a) Intercepción, sorción y eliminación de bacteria y virus.
(b) Atenuación de metales pesados y otros químicos inorgánicos a través de
precipitacíón (como carbonatos, sulfuros o
hidróxidos), sorción o intercambio de
cationes.
(c) Sorción y biodegradación de muchos hidrocarburos y compuestos orgánicos sintéticos.
Sin embargo, el flujo de agua en la zona no saturada puede ser complejo y su capacidad para atenuar los contaminantes dificil de predecir.
1.3.4 Es importante apreciar que pueden ocurrir cambios marcados en el comportamiento
de algunos contaminantes si la actividad
genera suficiente carga orgánica o ácida para
producir una variación significativa en el Eh o pH en la zona.
1.3.5 Adicionalmente, en el caso de contaminantes persistentes y móviles, la zona no
saturada simplemente causa un gran retardo
en su llegada a la napa freática, sin ninguna
atenuación beneficiosa.
1.3.6 El grado de atenuación de muchos contaminantes dependerá del tiempo de
recorrido o residencia en la zona no saturada, que
a la vez puede ser estimado por sus
características hidráulicas.
1.3.7 La zona no saturada está formada por partículas sólidas, poros llenos de aire y de agua en proporción constantemente variable. El flujo no saturado se rige por la Ley de Darcy que, en dirección vertical, puede ser escrita en la siguiente forma:
![]()
donde vx es la velocidad de flujo, 0 el contenido de humedad, 8 h/8 x la gradiente hidráulica no saturada y K( 0) la conductividad hidráulica no saturada que es tina función del contenido de humedad.
1.3.8 El contenido de humedad y la conductivídad hidráulica vertical no saturada son
funciones del potencial hídrico del suelo, que
es consecuencia de la afinidad del agua para
superficies sólidas y es controlado por la distribución del tamaño de los poros.
En el caso de formaciones heterogéneas, y
especialmente en rocas fisuradas, la variación puede ser dramática ya que los
macroporos y fisuras pueden retener y conducir
aqua solamente a muy bajo potencial hídrico.
1.3.9 Mientras que las tasas de flujo natural en la zona no saturada de casi todas las
formaciones no exceden de 0.2 m/d a corto
plazo, y menos aún promediadas a períodos
más largos, la tasa del flujo de aqua y de la penetración de algunos
contaminantes en formaciones fisuradas pueden
estar en un orden de magnítud más alto, cuando existe una carga hidráulica
artificial. Este es un factor clave en la
determinación del riesgo de contaminación de las aguas subterráneas por
contaminantes microbiológicos y
biodegradables.
1.3.10 Aunque simplista, es normalmente razonable asumir que, bajo condiciones
naturales, el tiempo de residencia en la zona no
saturada es una función de la tasa
de infiltración anual por precipitación y del promedio del contenido de humedad de la
zona, que alcanzará la retención
especifica después de un drenaje prolongado. Puesto que esta última función varía muy
poco entre las diferentes
formaciones geológicas comparadas con las variaciones climáticas de la infiltración
anual. por
precipitación, las tasas del flujo
en la zona no saturada variarán principalmente según el clima (Figura 4).

Figura 4
Estimación del tiempo de recorrido en la zona no saturada
(Foster, 1985a)
Los estimados se basan e cálculos simplificados bajo condiciones
de precipitación nutural y fuerte recarga artificial. Ya que las variaciones de I y Kv
son mucho más grandes que aquellas de Sr y Ø, es evidente que, para un grosor
dado de la zona no saturada, el tiempo de recorrido es predominantemente controlado
por J y por Kv en los casos respectivos. Las grandes reducciones en tiempo de
recorrido en la presencia de recarga artificial son también aparentes.
1.3.11 Se puede obtener una indicación de la reducción del tiempo de
recorrido de la zona no saturada con aumento en la carga
hidráulica asumiendo que, bajo
condiciones de alta recarga artificial, será una función de porosidad efectiva y
conductividad
hidráulica vertical saturada.
Aunque este caso sólo se alcanza bajo condiciones especiales, demuestra (Figura 4) que en
la
mayoría de formaciones
geológicas, con la excepción de finos sedimentos no consolidados, los tiempos de
recorrido son
radicalmente redcidos.
1.3.12 A pesar de la importancia del factor climático y su influencia en los tiempos
de residencia en la zona no saturada, es más
lógico tratar la carga
hidráulica, incluyendo el componente natural de la infiltración por precipitación, como
parte de la carga
contaminante en consecuencia de la
alta recarga hidráulica artifícal asociada con muchas actividades contaminantes.
1.3.13 Aún más, mientras que la presencia de tasas bajas de infiltración natural
reducirán el riesgo de lixiviacíón de residuos
sólídos dispuestos en el suelo en
climas áridos, también ocasionará una menor dilución de la contaminación de otras
fuentes.
1.4 Función de los Suelos
1.4.1 La mayoría de los procesos que causan la atenuación y eliminación de
contaminantes en el subsuelo son mucho más activos
en la zona del suelo biológicamente activa
(Figura 1), como resultado de su mayor contenido de arcilla y materia orgánica, y
de su población bacteriana mucho más grande.
1.4.2 Las características de esta zona influenciarán grandemente en la escala de
lixiviación de nutrientes y pesticidas de una
actividad agrícola dada y en la
neutralización de una deposición ácida aérea.
1.4.3 Sin embargo, en muchas fuentes puntuales de contaminación, la carga contaminante
al subsuelo es aplicada bajo esta zona,
en la base de excavaciones tales como pozos,
zanjas, lagunas, sumideros y canteras, y la capacidad de atenuación de esta
zona no contribuye a la reducción de la
vulnerabilidad del acuífero.
1.4.4 Así, es preferible no incorporar la capacidad de atenuación del suelo a la
vulnerabilidad del acuífero (Foster, 1987), pero hay
que tomarlo en cuenta indirectamente cuando se
estime la carga contaminante al subsuelo de diversas fuentes de
contaminacíón dispersa.
2.1 Estrategia de Determinación del Riesgo
2.1.1 En vista de la complejidad de los factores que afectan el transporte de los
contaminantes en las aguas subterráneas, de la
importancia potencial de factores muy
detallados y de la singularidad de cada situación de campo o área de evaluación, sería
lógico tratar cada actividad contaminante en
un ambiente hidrogeológico dado a mérito individual y llevar a cabo
investigaciones independientes para evaluar el
riesgo de contaminación (Foster, 1987).
2.1.2 Sin embargo, el costo de investigaciones hidrogeológicas e hidroquímicas es
relativamente alto y un simple y económico
(pero consistente) procedimiento para
determinar el riesgo de contaminación de aguas subterráneas se requiere inicialmente
(Cuadro 2), para prioritízar las
investigaciones posteriores en campo. La determinacíón del riesgo de contaminación de
aguas
subterráneas debería ser un elemento de un
esquema más amplio para la evaluación y administración del recurso hídrico
subterráneo (Figura 5).
2.1.3 El requerimiento de un procedimiento simple también emana de los limitados
presupuestos y recursos humanos
generalmente disponibles para el
planeamiento y ejecución de programas de protección de acuíferos, a menudo resultante
de
la dividida responsabilidad institucional
por las aguas subterráneas.
2.1.4 La determinación debe ser diseñada para que pueda llevarse a cabo en forma
relativamente rápida con recursos humanos
limitados, y en muchos casos utilizando datos
básicos recolectados para otros propósitos.
2.1.5 Estos datos generalmente no están todavía publicados, sino que se encuentran en
archivos de diferentes organizaciones y,
algunas veces, poco ordenados. Normalmente
sería necesario un limitado reconocimiento de campo para confirmar y ampliar
datos existentes, pero no se contempla el
muestreo ni el análisis de efluentes, pozos y suelos, ya que sería muy costoso y
requeriría de mucho tiempo.
2.1.6 La metodología también puede ser aplicada en el caso que el objetivo sea
evaluar el riesgo de contaminación causada por una
actividad futura. Esto es, que puede ser usada
en el contexto de un estudio global del impacto ambiental (Covello et al, 1985).
2.1.7 Hasta en el mejor de los casos, tales determinaciones pueden producir solamente
una evaluación preliminar. Por otra parte,
las limitaciones en el estado actual del
conocimiento científico del comportamiento de contaminantes en la subsuperficie, y
las características de la carga contaminante
al subsuelo asociada con ciertas actividades humanas, reducen la capacidad
para interpretar el riesgo de contaminación de
las aguas subterráneas.
Cuadro 2
Niveles de evaluación del riesgo de contaminación de las aguas subterráneas


Figura 5
Posición de la determinación del riesgo de contaminación de aguas
subterráneas en el esquema global de evaluación y administración
del recurso hídrico sanitario
2.1.8 La determinación del riesgo debería servir al menos para ídentificar los
acuíferos, o partes de acuíferos, más vulnerables, y
determinar las actividades causantes del
máximo riesgo de contaminación en estas áreas. De esta manera, la determinación
servirá para llamar la atención sobre estas
actividades y establecer prioridades para la investigación y el monitoreo de campo.
2.2 Selección de la Zona y Escala de Estudio
2.2.1 Se reconocen distintos niveles para la evaluación del riesgo de contaminación
de las aguas subterráneas (Cuadro 2). El
requerimiento más común parece ser la
evaluación sistemática del riesgo existente en extensas áreas urbanas, generalmente
en la escala de 1:50,000 ó 100,000 (II en el
Cuadro 2) .
2.2.2 En algunos países, estados o provincias, puede existir la necesidad de llevar a
cabo un reconocimiento más amplío a mayor
escala, por decir 1:250,000 0 500,000 (I en el
Cuadro 2). En alguno s casos, la metodología podría ser tan simple como
aquella que se muestra en la Figura 6, que
requeriría solamente de datos cualitativos de las condiciones hidrogeológicas y
fuentes de carga contaminante, pero en la
mayoría de los casos, sería deseable clasificar la vulnerabilidad a la contaminación
del acuífero y determinar la carga
contaminante al subsuelo.
2.2.3 Los límites del área de evaluación pueden ser definidos con criterios
físicos, políticos o económicos (WHO, 1982). Cada cual
tiene sus méritos. En términos científicos,
es preferible definir el área de evaluación en base física que tenga que ver con el
acuífero entero 0 una subcuenca de aguas
subterráneas dentro de un acuífero.
2.2.4 La definición del área de evaluación debería también ser considerada en
relación a otros factores, tales como problemas
conocidos o sospechados de contaminación, ó
distribución de fuentes de agua subterránea desarrolladas o designadas.
2.2.5 La selección del área dependerá considerablemente del nivel y de la escala del
estudio que se está llevando a cabo. Estudios
a escalas menores que 1:100,000 considerarán
un acuífero entero o una subcuenca de aguas subterráneas dentro de un
acuifero, mientras que estudios de
reconocimiento a escalas mayores de 1:250,000 incluirán varios acuíferos.
2.2.6 En muchos casos , la determinación del riesgo de contaminación será seguida
por un estudio más detallado de las
condiciones hidrogeológicas y de la carga
contaminante, incluyendo el muestreo y el análisis de aguas subterráneas y
efluentes, y en muchos casos, la perforación
de Pozos de investigación y monitoreo (III-IV en el Cuadro 2).

Figura 6
Nivel más simple de estimación del riesgo de
contaminación de las aguas subterráneas
2.2.7 Una innovación en la modelación matemática de la contaminación de aguas
subterráneas, comprende la asignación de
probabilidades estadísticas para aquellos
parámetros y factores que afecten el transporte de contaminantes, y la
determinación del modo cómo estas
probabilidades interactúan para determinar el riesgo de contaminación usando técnicas
estocásticas (Schwartz, 1977). Sin embargo, si
se desea obtener resultados útiles, este método sólo puede ser aplicado
donde ya exista un detallado conocimiento de la
hidrodinámica del acuífero.
2.3 Requerimientos de Personal
2.3.1 El procedimiento propuesto requiere de dos profesionales calificados, un
hidrogeólogo o ingeniero en aguas subterráneas y
un ingeniero sanitario ó un científico
ambiental, apoyado por personal auxiliar no calificado con una oficina base y transporte
de campo. Uno de los dos profesionales debería
ser nominado como jefe de grupo.
2.3.2 Estos dos profesionales pueden pertenecer a diferentes instituciones, pero se
requerirá de una estrecha comunicación para
producir una buena evaluación.
2.3.3 Siguiendo la metodología aquí presentada, tal equipo debería completar una
evaluación dentro de un período de 2-12 meses,
dependiendo del tamaño y complejidad del área
de evaluación.
2.3.4 Aunque el procedimiento está simplificado, será necesario para el personal
profesional tener un conocimiento básico y cierta
experiencia práctica en la contaminación de
aguas subterráneas porque tendrán que desarrollar la habilidad de clasificar
algunos componentes de la vulnerabilidad del
acuífero y la carga contaminante en base a la limitada información.
2.4 Adquisición de Datos Básicos
2.4.1 La determinación del riesgo de contaminación normalmente se llevará a cabo en
áreas que abarquen recursos importantes de
aguas subterráneas, que estén sujetas a un
desarrollo urbano, industrial y/o agrícola. Por consiguiente, es probable que
existan estudios previos de la distribución de
aguas subterráneas y que los datos relevantes hayan sido compilados. Esto
ayudaría considerablemente en la adquisición
de datos básicos.
2.4.2 La determinación contempla utilizar, en to posible, datos normalmente existentes
y a minimizar la necesidad de programas de
trabajo de campo. Muchos de los datos básicos
requeridos para la evaluación están disponibles en varios departamentos y
agencias de gobierno y el procedimiento se basa
esencialmente en tales datos.
2.4.3 Gran parte de la información requerida para el procedimiento puede ser archivada
en versión borrador y no clasificada o
procesada. En este caso, tendrá que hacerse un
esfuerzo considerable para compendiar, procesar y clasificar estos datos.
2.4.4 Es posible que sea muy difícil determinar cuáles son los datos esenciales. Existe
el peligro de omitir alguna información
importante si no se hace un cuidadoso
análisis, pero, por otro lado, los requerimientos de esfuerzo humano aumentan
considerablemente si muchos datos sin
importancia se recuperan y procesan.
2.4.5 Durante el proceso de compílación, todos los datos coleccionad os tendrán que
ser organizados, evaluados mediante revision
y discusíón, y verificados cuando sea
necesario. Este proceso ayudará a identificar aspectos con insuficientes datos, ya que
no toda la inform ación necesaria se puede
obtener siempre a través de agencias del gobierno.
2.4.6 Para obtener información adicional, frecuentemente se tendrá que entrevistar
personal no estatal de sectores industriales o
agrícolas. Tal proceso requiere de mucho
tiempo y se tendrá que pacer un balance entre la necesidad de contar con los datos
y el esfuerzo requerido para obtenerlos.
2.4.7 Las fuentes de todos los datos usados deberían ser mencionadas en el informe de
evaluación para permitir su futura
verificación y ampliación (WHO, 1982). La
confiabilidad de los datos debería ser estimada en la medida de lo posible por
medio de una verificación con información de
otras fuentes.
2.4.8 Inevitablemente existirán deficiencias en los datos básico y a menudo se
tendrán que pacer supo siciones subjetivas para
completar el procedimiento. Esto es aceptable
en este tipo de metodología, siempre y cuando todos los datos deficientes
estén claramente indicados en el informe y
sean usados para evaluar la precisión de la determinación y qúe sirvan como guía
de prioridades para el mejoramiento de los
datos básicos (WHO, 1982).
2.4.9 La autorización para el acceso a los datos básicos debería ser obtenida de los
departamentos correspondientes del gobierno
y de empresas privadas, ya que es importante
fomentar un espíritu de cooperación entre el equipo de evaluación y aquellos
que proveen datos básicos (WHO, 1982). Tal
cooperación facilitará la recolección de datos más completos y precisos, y así
se establecerá una colaboración que es
fundamental para la implementación futura de posibles medidas de control de la
contaminación.
3.1 Clasificacíón de las Actividades Contaminantes
3.1.1 Se le debe dar mucho más consideración a la carga contaminante al subsuelo
generada por actividades humanas en la
superficie. Aunque hay un amplio rango de
actividades humanas que generan cierta carga contaminante, a menudo se
encuentra que sólo unas pocas son responsables
por el máximo riesgo de contaminación de aguas subterráneas en un área
dada.
3.1.2 Habría que obtener mejor información para permitir una evaluación más precisa
del riesgo de contaminación de less aguas
subterráneas, y pares definir medidas
efectivas pares controlar los componentes más peligrosos de la carga contaminante.
3.1.3 La caracterización inadecuada de la carga contaminante al subsuelo ímpide en
gran manera la investigación detallada de
episodios de contaminación de aguas
subterráneas y de la predicción de la futura calidad de aguas subterráneas resultantes
de tales episodios. El llamado "input
factor" es invariablemente uno de los que no se pueden definir
adecuadamente en los modelos subterráneas.
3.1.4 Una lista de actividades potencialmente generadoras de carga contaminante al
subsuelo se presenta y clasifica en el Cuadro
3. Algunas de estas actividades que causan un
serio riesgo de contaminación en naciones en desarrollo son comparables a
aquellas presentes en países altamente
industrializados, pero otras son diferentes.
3.1.5 Es fundamental la división entre la contaminacíón por fuentes puntuales (que
son fáciles de identificar) y por fuentes difusas.
Así también, es importante la subdivísión
entre las actividades en las que la generación de la carga contaminante al subsuelo
es parte integral de su diseño, y de aquellas
en less que el componente es incidental o accidental, especialmente
considerando su implicación para la
prevención y control de contaminación.
3.1.6 Aunque algunos informes existentes proporcionan estimados de la descarga al
ambiente de industrias específicas y
presentan resúmenes de datos actuales de
descarga a cursos de aguas y/o al aire (e. g. WHO, 1982), ninguno se dirige al
problema de caracterización de la carga
contaminante al subsuelo.
3.2 Requerimientos Optimos
3.2.1 Desde un punto de vista teórico, se necesita establecer cuatro características
semi-índependientes de la carga contaminante
al subsuelo (Foster, 1987) pares cada actividad
contaminante:
Cuadro 3
Resumen de actividades potencialmente generadoras de
carga contaminante al subsuelo

(a) La clase de contaminante involucrado.
(b) La intensidad de la contaminación.
(c) El modo de disposición en el subsuelo.
(d) El tiempo de aplicación de la carga contaminante.
Cada una de estas características depende de dos o más factores, cuyos estimados permitirían clasificar los componentes contaminante en una escala relativa de 0-1 (Figura A-B).
3.2.2 La clase (s) de contaminante(s) involucrado(s) en una actividad contaminante o
episodio de contaminación dado, puede(n) ser
definida(s) (Figura 7A) por:
(a) Su tendencia hacía la degradación o transformación in-situ, como resultado de actividad bacteriológica o reacción
química.(b) Su tendencia hacia el retardo con respecto al flujo de agua subterránea como resultado de procesos como
intercambio de cationes, sorción, etc.
Estas propiedades variarán ampliamente para muchos contaminantes según las características litológicas del medio geológico involucrado, pero lo que es de interés es su posición relativa de la carga
3.2.3 Se puede definir la intensidad de la contaminación (Figura 7B) por*.
(a) La concentración relativa de cada contaminante involucrado en relación a los valores recomendados por la OMS
para la calidad de agua potable.(b) La proporción de la recarga local del agua subterránea afectada por la contaminación.
3.2.4 Se puede definir el modo de disposición del contaminante al subsuelo (Figura 7C) por:
(a) La carga hidráulica asociada con el contaminante, incluyendo infiltración natural de precipitación.
(b) La profundidad bajo superficie a la que el efluente es descargado o dónde la lixíviación de residuos sólidos ocurre.
3.2.5 Se puede definir el tiempo de aplicación de la carga contaminante (Figura 7D) considerando;
(a) La probabilidad que el contaminante sea descargado al subsuelo, que en la mayoría de las situ aciones será alta,
con la excepción del caso de accidentes ambientales.(b) El período durante el cual se aplica la carga, también una amplia variación de horas a décadas.
3.2.6 Cada una de estas características interactúa con un diferente componente de
vulnerabilidad de contaminación del acuífero, y
estamínteracción determina el grado del
riesgo de contaminación de las que mostrará aguas subterráneas. De esta manera,
es difícil justificar los intentos para
combinarlos dentro de un sólo índice que pretenda clasificar la carga contaminante al
subsuelo.
3.3 Restricciones Prácticas
3.3.1 Dado el estado actual del conocimiento técnico y las restricciones económicas
de los estudios de campo, no es posible
obtener todos los datos ideales que se
requieren. Sin embargo, estos requerimientos no deberían perderse de vista ya que
pueden formar la base para un futuro estudio
más detallado de la carga contaminante al subsuelo, incluyendo muestreo de
efluentes, inspección de procesos, etc.
3.3.2 En el caso de plantas industriales, surgirán problemas por la dificultad para
establecer cómo se descargan los efluentes. Esto
sucede donde partes de un proceso industrial
generan efluentes por separado, donde parte de la carga total del efluente está
siendo removida del lugar por alcantarillado o
por transporte a un lugar lejano de disposición, ó donde está siendo descargada
al suelo a través de infiltración por
lagunas, fosas, sumideros ciegos, etc.
3.3.3 En casos de cultivo agrícola y saneamiento sin alcantarillado en áreas de suelo
permeable, no es fácil recolectar muestras de
infiltración para análisis de lixiviados. Por
este motivo los datos científicos disponibles para definir las concentraciones de
contaminantes son muy limitados.
3.3.4 En relación a la clase de contaminante (Figura 7A), la retardación física y
transformación química de contaminantes orgánicos
son generalmente citados sólo para suelos
netamente fértiles, alcalinos y aeróbicos. Aún en este caso, existe incertidumbre
acerca del comportamiento de algunos compuestos
orgánicos sintéticos. Es posible que los procesos de retardación y
transformación sean significativamente más
lentos o mínimos en:
(a) Suelos arenosos permeables presentes en superficial de muchos acuíferos.
(b) En la parte más profunda de la zona no saturada, especialmente en arenas de cuarzo homogéneo o rocas
calcáreas, como resultado de sus contenidos de arcilla y carbón orgánico muy bajos, y mucho más pequeñas
poblaciones bacterianas.
3.3.5 Por otra parte, la presencia de altas cargas orgánicas y/o acídicas en los
efluentes pueden resultar en un cambio significativo
de pH y/.o Eh en toda la columna de la zona no
saturada, modificando radicalmente la posibilidad de retardación y/o
transformación de contaminantes (Figura
7A) .
3.3.6 Como consecuencia de estas complicaciones, las contaminantes serán tradadas
individualmente en un caracterizar la carga
contaminante que generan al subsuelo.


Figura 7
Caracterización de los componentes de la carga contaminante al subsuelo
(A) Clase de contaminante, (B) Intensidad de contaminanción
(C) Modo de disposición del contaminante y (D) Duración de la carga contaminante
En cada caso se indica un índice comparativo del riesgo en ascenso.
3.3.7 En el caso de algunas fuentes difusas de contaminación, se pueden dar estimados
semi-cuantitativos de la concentración de
ciertos contaminantes persistentes en la
recarga del agua subterránea utilizando varias asunciones simplificantes. En el caso
de las fuentes puntuales, lo mejor que se puede
obtener es un estimado del peligro potencial basado en la clase de
contaminantes involucrados y la probable carga
hidráulica asociada, dada la incertidumbre acerca de la concentración de
contaminantes y su disposición en el subsuelo.
3.4 Determinación de la Carga Contaminante de Fuentes Dispersas
3.4.1 Areas Residenciales Urbanas
(a) La mayoría de las áreas urbanas presentan un panorama complejo de actividades humanas potencialmente
contaminantes de las aguas subterráneas. Es esencial subdividir tales áreas de acuerdo a su manejo de aguas
residuales para poder así intentar una evaluación correspondiente a la carga contaminante al subsuelo. Sin
embargo, en la práctica, el cambio entre zonas será de forma irregular e inevitablemente la definición de los límites
será, en cierta forma, arbitraria.(b) La principal preocupación es la carga contaminante al subsuelo asociada con saneamiento sin alcantarillado,
como fosas tanques y sépticos y letrinas, en áreas residenciales con una conexión del alcantarillado incompleta o
nula. También se debe tomar en consideración que puede existir una industria de servicio pequeña escala
generando una carga potencialmente contaminante.(c) Se debe reconocer que los procesos de urbanización ejercen una gran influencia en los mecanismos de recarga
del acuífero y la instalación de la red de aqua potable y/o de alcantarillado son muy significativos en este respecto.(d) En situaciones donde (i) no existe saneamiento básico o (íi) se han desarrollado esquemas de alcantarillado en
pequeña escala con tratamiento y disposición inadecuados, existirá algún riesgo de contaminación de aguas
subterráneas. Sin embargo, sin una investigación específica es imposible determinar este riesgo. La carga
contaminante al subsuelo asociada con la urbanización disminuirá grandemente si es que el área tiene un buen
sistema de alcantarillado bien diseñado y cuidadsamente operado. Puede ocurrir alguna contaminación como
resultado de rupturas y fugas de cloacas, lo que s siempre difícil de determinar. Ya que la misma área
normalmente estará sujeta simultáneamente a tasas mucho más altas de fugas de la red de agua potable, la
dilución será generalmente suficiente para que cualquier problema residual será de escala muy local.(e) En estudios de amplia escala no será posible evaluar la carga contaminante al subsuelo generada por
urbanización pero se le puede asignar un riesgo potecial a base de (i) la extensión cubierta por alcantarillado y (ii)
el número de habitantes (Cuadro 4)(f) Para estudios más detallados, los factores principales que afectan la escala el carácter de la carga contaminante
al subsuelo por saneamiento in situ (Lewis et al, 198, Foster, 1985b) se resumen en el Cuadro 4B. Los principales
componentes de la carga son (i) nutrientes y sales, (ii) bacterias patógena y virus, y (iii) compuestos solubles
orgánicos, incluyendo trazas de algunos químicos sitéticos.Cuadro 4
Factores que afectan (A) la catería de peligro potencial y
(B) la carga contaminante al subsuelo debido a saneamient I-Situ
(g) En el primero de estos grupos, es posible hacer un estimado semi-cuantitativo de la concentración (C) en la
recarga del agua subterránea para aquellos constituyentes como nitrato y cloro que pueden ser considerados como
contaminantes móviles persistentes. El estimado se basa en la ecuación:C = 1000 a Af
0.36 AU + 10 I
dónde a es el contenido de N03-N o Cl en excrementos (4 y 2 kg/cap/a respectivamente).
(h) Existe gran incertidumbre sobre la proporción del nitrógeno depositado (f) que será oxigenado y lixiviado en la
recarga del agua subterránea. Se considera posible un rango de 20-60% (0.2-0.6) (Walker et al, 1973; Kimmel,
1984; Thomson & Foster, 1986). El valor actual dependerá del uso de agua per cápita, de la proporción de pérdidas
volátiles de compuestos nitrogenados y de nitrógeno que se extraerá durante la limpieza. Todo esto variará con el
tipo de instalación involucrada. También puede existir cierta incertidumbre sobre la estimación de la tasa de
infiltración natural por exceso de precipitacíón.(i) Sin embargo, es evidente que se presentan problemas de contaminación con nitratos (Figura 8), especialmente
donde el use del agua es bajo y/o la densidad poblacional es alta. Elevadas concentraciones ocurrirán en aquellas
regiones áridas con bajo uso de agua per cápita.(j) El saneamiento in-situ también ocasiona una carga al subsuelo que contendrá grandes poblaciones de organismos
de coliformes fecales (en exceso de 106FC/100 ml) y números variables de organismos patógenos dependiendo en
la salud de la población.(k) El riesgo de contaminación de las aguas subterráneas presentado por este componente de carga contaminante
dependerá en alto grado del tipo de instalación sanitaria, ya que esto determinará la carga hidráulica asociada y la
profundidad de descarga bajo la superficie (Figura 9).(l) El impacto en los acuíferos también dependerá principalmente de la densidad poblacional y de la extensión urbana
que controlará el potencial de dilución. El clima influirá en la sobrevivencia de patógenos, que durarán más tiempo
en condiciones húmedas que en condiciones áridas.(m) Los cementerios en que los cadáveres son enterrados en el suelo, son una adicional fuente potencial de
contaminación patógena del agua subterránea en áreas residenciales y deberían ser incluidos en el listado de
actividades contaminantes (Pacheco, 1986).
Figura 8
Estimación de la carga potencial de NO3-N en la recarga de
aguas subterráneas en áreas de saneamiento IN-SITU
Figura 9
Variación del modo de disposición de efluentes por diferentes
unidades de saneamiento IN-SITU
Aquellos con la carga hidráulica más alta y/o descarga más profunda
constituyen la máxima amenaza de contaminación microbiológica y
orgánica de las aguas subterráneas
(n) Los efluentes de saneamiento in-situ tendrán elevadas concentraciones de carbón orgánico disuelto (COD),
posiblemente incluyendo algunos compuestos que podrían penetrar a los acuíferos y generando haloformos
tóxicos durante la clorinación de abastecimientos del agua subterránea, y otros relativamente persistentes como
detergentes que también pueden causar problemas.(o) Es difícil diagnosticar si alguna parte de esta carga de carbón orgánico contiene compuestos halogenados
sintéticos. Estos probablemente están presentes en áreas residenciales de alto status económico, ya que en
ellas se utilizan solventes, desinfectantes y desodorantes.(p) Habrá posible presencia de compuestos tóxicos sintéticos (especialmente benzeno, clorobenzenos, tricloetileno,
tetracloroetileno) en los efluentes de áreas residenciales que gozan de estaciones gasolineras, pequeños talleres
de automóviles, lavanderías y tintorerías (Cuadro 5). El almacenamiento de químicos y combustibles en las
actividades arriba mencionadas también presentará riesgos para las aguas subterráneas.(q) En áreas urbanas existen innumerables pozos de abastecimiento de agua que han sido abandonados. Si éstos no
se han sellado apropiadamente, podrían ser usados ilegalmente como lugar de disposición de residuos, surgiendo
de esta manera altos riesgos de contaminación de aguas subterráneas (Figura 8). En consecuencia, estos pozos
también tienen que ser registrados en el listado de actividades a instalaciones potencialmente contaminantes.(r) Otro problema de una contaminación difusa de aguas subterráneas es la movilización de metales pesados
(especialmente cobre y aluminio) como resultado de precipitaciones ácidas causadas por contaminación aérea.
Los más susceptibles en este respecto son los acuíferos no calcáreos en extensas áreas viento abajo de grandes
ciudades industriales.
3.4.2 Uso Agrícola del Suelo
(a) El cultivo y manejo agrícola del suelo ejerce una gran influencia en la calidad de
las aguas subterráneas y tienen un control muy
importante en las tasas de recarga de acuífero.
(b) Algunas prácticas de uso del suelo son capaces de causar una seria contaminación
difusa de las aguas subterráneas por
nutrientes y/o pesticidas, especialmente en áreas con suelos de
poco espesor, de buen drenado y/o textura arenosa (Foster et
al, 1986; Vrba & Romijn, 1986; Lawrence & Foster, 1987),
y un aumento de la salinidad de las aguas subterráneas
especialmente en las regiones mas áridas (Bouwer, 1987). En este
subcapítulo se considera la evaluación de estos aspectos,
pero no la disposición de efluentes por crianza intensiva de
animales que se incluye bajo la agroindustria.
(c) Los factores que determinan la tasa de lixiviación de compuestos nitrogenados y
sales de los suelos cultivados son complejos.
Los controles principales son enumerados en la Figura 10. En el
Cuadro 6 se da una lista completa de compuestos fertilizantes
comúnmente utilizados. El alcance más lógico es considerar el
suelo como parte del sistema de producción agrícola, a intentar
caracterizar la carga contaminante lixiviada que se infiltra al
agua subterránea.
(d) Varios de los factores son muy difíciles de determinar, especialmente la
proporción de drenaje artificial y (en donde se aplique)
las tasas de irrigación an exceso. Sin embargo, el factor más
desconocido es la cantidad de nitratos y pesticidas lixiviados, que
es una función compleja de la interacción entre el régimen
climático y de irrigación con el sistema de suelo-cosecha.
Cuadro 5
Características químicas de efluentes de lavanderias y talleres de
automóviles que generalmente se encuentran en cualquier área urbana
(compilado de US-EPA, 1980)


Figura 10
Estimación de la carga contaminante en la recarga de
aguas subterráneas bajo tierras de cultivo
Los principales factores que influyen en el índice de lixiviación de
nitratos (f) y de un
compuesto pesticida dado (b), también se indican en términos cualitativos. Para
cloruros, el valor de f puede ser asumido para que se aproxime a 1.0.
Cuadro 6
Resumen de la características de los principales fertilizantes agrícolas
(compilado de Vrba & Romijn, 1986)

(e) Es conveniente expresar esta lixiviacíón en términos de proporción de pérdida de peso aplicado; aunque en el caso
de los fertilizantes, se debe notar que el nitrato lixiviado se deriva de la acumulación de nitrógeno total en el suelo y
solamente una menor parte se deriva directamente del fertilizante aplicado en un año dado. Aún más, en el caso de
nutrientes, la lixiviación ocurrirá cuando ningún fertilizante haya sido aplicado y/o el suelo sea barbecho. También|
puede ser significativa la cantidad de nutrientes lixiviados de la vegetación natural en climas áridos.(f) Se pueden obtener estimados muy aproximados y simplificados de la proporción de pérdida de la Figura 10. La
concentración CF (en mg/1) de un contaminante persistente y móvil (como Cl y N03) lixiviado de suelos agrícolas
se puede expresar por.CF = Ff
100 I
donde I (mm/a) es la infiltración local debido al exceso de precipitación a irrigación y Ff (kg/ha/a) es la tasa de
lixiviación del contaminante. Se puede usar un promedio ponderado de CF donde less diferentes prácticas de cultivo
son mixtas especialmente en un área limitada.
__100,000 Bb(g) La determinación de Ff causes problemas. En el caso del nitrato se tiene que estimar directamente para una
práctica de cultivo dada y para el régimen de suelo-cosecha (Figures 10). Sin embargo, otros factores tales como
la sincronización de la aplicaciones del fertilizante y de la irrigación en relación a less necesidades de less plantas
pueden reducir la proporción lixiviad a. Para el cloruro, la proporción líxiviada (f) puede ser asumida para que se
aproxime a 1.0 y F se puede determinar por el contenido de la aplicación total en fertilizante, irrigación y
precipitación.(h) La producción agrícola que involucra una continua, o ya sea parcial cubierta del suelo (tales como pastura, foresta
y plantaciones de cítricos, azúcar, café, etc.) probablemente ocasionará menos pérdidas que los cultivos
discontinuos. Esto es consecuencia de una demanda más contínua de nutrientes y menor aeración, con
tendencia a impedir la nitrificación. Sin embargo, después de algunos años, se requiere arar la tierra para poder
replantar, y en estas ocasiones, pueden ocurrir grandes pérdidas de nitratos.(i) Adicionalmente, el pastoreo intensivo de ganado en tierras altamente fertilizadas puede provocar altas tasas de
lixiviación de nitratos (en la forma de NH4 o NO3), como se puede ocurrir también con la aplicación de cantidades
excesivas de lodos y excretas de animales, Iodos derivados del tratamiento de desagües, vinaza, etc. Ambos
efectos, sin embargo, son difíciles de predecir cuantitativamente.(j) En la mayoría de los casos, los otros dos principales nutrientes de plantas, fosfato y potasio, no son lixiviados de
tierras cultivadas en cantidades significativas, debido a su fuerte retención fisicoquímica en el suelo (Cuadro 6) .(k) El uso de plaguicidas va en aumento. Mientras que la movilidad relativa y la tasa de degradación en un suelo
fértil estándar de muchos de estos pesticidas es publicada (Cuadro 7), la proporción de una aplicación perdida por
lixiviación es muy difícil de estimar. Tampoco se dispone de datos correspondientes al comportamiento de estos
compuestos a mayor profundidad en el subsuelo, pero es probable que las tasas de degradación se reduzcan
ampliamente debido a la gran reducción en las poblaciones bacterianas. Realmente, es aconsejable, en el estado
actual de conocimiento, asumir que ninguna biodegradación ocurrirá bajo la base del suelo fértil.(l) Se cree que la proporción líxiviada (b) de una aplicación de pesticida (B in kg/ha/a) puede mostrar una varíación en
el rango 0.5-5.0%, de acuerdo al tipo de compuesto (Cuadro 7), al sistema de suelo-cosecha, al regimen climático
y/o de irrigación (Figura 10) . En consecuencia, la principal amenaza para la calidad de aguas subterráneas estará
asociada con compuestos relativamente móviles, aplicados amplia y regularmente en áreas de afloramiento de
acuíferos (Figura 10) . Se pueden basar los estimados en una expresión comparable a aquella para nutrientes y
sales:CB =
donde CB es la concentración del pesticida lixiviado en g/1.
(m) El reuso de aguas residuales para riego en agricultura es una práctica común que va en aumento, especialmente
en las regiones más áridas. Si la fuente predominante de irrigación son las aguas residuales, esto resulta en un
exceso de nutrientes y sales para los requerimientos de los sembríos. Se puede estimar la concentración
resultante de nitrógeno (como N03 o NH4) y cloruro en infiltración (Figura 11). Adicionalmente, existe el riesgo de
penetración de patógenos fecales y trazos de compuestos orgánicos bajo ciertas condiciones (Geake et al,
1986).
(n) Para estudios de amplia escala que cubren grandes áreas de terreno, no será posible considerar la carga
contaminante al subsuelo derivado del uso agrícola de los suelos. Se recomienda para tales propósitos que se
distingan tres niveles de péligro potencial:
(i) Alto, para las áreas de producción agrícola intensiva y modernizada en suelos bien drenados.
(ii) Bajo, para cosechas tradicionales o áreas extensas de pastoreo.
(iii) Moderado, para otros tipos de use agrícola del suelo.
Capítulo 7
Resumen de las características de los principales grupos
de plaguicidas agrícolas(compilado de Vrba & Romijn, 1986)
Figura 11
Estimación de carga potencial de NO3-N y CL en la recarga de agua
subterránea bajo tierras áridas de cultivo irrigadas con aguas residuales
(compilado de Foster, 1985b)Se asume que el agua residual es la única fuente de irrigación, que las precipitaciones
son mínimas, que las cantidades indicadas de N utilizado son las del exceso de N generado
por la mineralización en el suelo, y que no hay pérdidas por desnitrificación.
Para establecer tales categorías será necesario haber hecho una zonificación agroclimática basada en tipos de cosecha, prácticas de irrigación, etc., y una clasificación del suelo a la escala correspondiente.
3.5 Determinación de la Carga Contaminante de las Fuentes Puntuales
3.5.1 Actividad Industrial
(a) Altas concentraciones de contaminantes y algunas prácticas de disposición hacen
que los efluentes y residuos industriales
sean de gran importancia en la evaluación de la carga
contaminante al subsuelo (Zoetmann et al, 1981; Kimmel, 1984; Cavallar
et al, 1985; Guzman-Rios et al, 1986; Lawrence & Foster,
1987). Sin embargo, debido a su extrema diversidad y a los
obstáculos comunes para obtener una información precisa sobre
los procesos, es difícil generalizar sobre actividades
industriales, y prescribir métodos simples y confiables para la
caracterización de esta carga.
(b) Para caracterizar la carga contaminante al subsuelo, se necesita información sobre
dos factores: (i) la cantidad del efluente o la
parte que llegue al subsuelo y (ii) la calidad de este efluente.
(c) Generalmente, se estima el volumen del efluente generado por una actividad
industrial dada con una adecuada confíabilidad, a
partir de la cantidad de agua utilizada, que normalmente se puede
obtener por la medición de suministro de agua y/o de la
capacidad de rendimiento de pozos de la misma empresa industrial.
En la mayoría de las industrias, aparte de las que
manufacturan productos líquidos, esto dará un estimado
confiable del volumen total del efluente porque el consumo es menor.
En el Cuadro 8 se dan ejemplos ilustrativos de la generación de
efluentes.
(d) Sin embargo, es mucho más difícil establecer qué proporción del efluente total
infiltrará al subsuelo, ya sea accidental,
incidental, o de liberadamente. si la industria estuviera
localizada en un área sin alcantarillado, entonces es probable que toda la
disposición del efluente vaya directamente al suelo, a menos que
haya una evidencia definitiva de que los efluentes
concentrados están siendo transportados fuera del lugar. Si el
área industrial goza de alcantarillado, será necesario solicitar a
las autoridades respectivas que establezcan sí la descarga Por
alcantarillado se limita a los efluentes sanitarios o sí también
incluye efluentes de procesos industriales. Sí la zona
industrial está localizada a to largo del río, será probable que las
descargas se hagan en las aguas superficiales.
(e) Esta sección concierne, primeramente, a la disposición del efluente industrial.
Sin embargo, muchas industrias utilizan lagunas
para el almacenamiento o concentración de líquidos y efluentes,
y en algunos casos disponen sus residuos sólidos en el
mismo lugar. Las fugas de tanques y tuberías de sustancias
Cuadro 8
Resumen del volumen de efluentes industriales y requerimientos para su
tratamiento en el gran Sao Paulo en 1977
(datos no pulicados de CETESB, Sao Paulo, Brasil)

tóxicas, como los drenajes de patios industriales contaminados, son
también fuentes comunes de contaminación de las aguas
subterráneas. Es más conveniente considerar estos aspectos como parte
de la actividad industrial pero la determinación del
riesgo asociado es compleja y se considera fuera del enfoque de esta
metodología ya que requiere de una inspección detallada
del lugar sobre las prácticas de manejo y manipuleo de químicos. Sin
embargo, los tipos de químicos presentes en una zona
industrial dada se puede juzgar por la información presentada.
(f) Se debe enfatizar que, en el caso de la carga contaminante al subsuelo, no son
necesariamente las industrias más grandes y
sofisticadas las que presentan la máxima carga contaminante al
subsuelo y el más alto riesgo de contaminación de las aguas
subterráneas. Esto es porque el manipuleo de químicos y
efluentes, y las prácticas de su disposición, se controlan y
monitorean cuidadosamente. De igual o mayor preocupación son las
pequeñas empresas ya que ellas están ampliamente
diseminadas y a menudo usan cantidades considerables de
contaminantes tóxicos y sus prácticas de disposición de efluentes
están poco controladas.
(g) La estimación de la calidad del efluente, o la parte de los fluidos de procesos o
efluentes industriales que probablemente son
descargados al subsuelo, presentan considerables problemas por;
(i) La gran variedad de actividades industriales.
(ii) La considerable variación en el nivel tecnológíco de cualquier industria.
(iii) La extrema y errática variación temporal en las concentraciones de constituyentes tóxicos en los efluentes
industriales(iv) La amplia variación en el uso y eficiencia de los procesos de tratamiento para efluentes industriales, y la
incertidumbre sobre su efectividad en la remoción de contaminantes potenciales de las aguas subterráneas.
(v) La falta de un control de calidad y de análisis químicos de efluentes, incluyendo concentraciones de metales
pesados y compuestos sintéticos orgánicos.
(vi) La falta de una adecuada información publicada sobre las características de efluentes para industrias
representativas, especialmente aquellas que funcíonan en economías en desarrollo.
(vii) La amplía variedad de modos de manipuleo y disposición de líquidos y efluentes industriales, incluyendo la
frecuente adopción de prácticas clandestinas.
(h) A pesar de estas limitaciones, se cree que efluentes no tratados pueden
caracterizarse en términos no cualitativos con datos
publicados (Lund, 1971; Nemerow, 1971) para las principales 22
categorías de industria (Cuadro 9). Se puede ilustrar la
frecuencia relativa de tales categorías de industria con datos
del estudio de la actividad industrial en el estado de Sao Paulo,
Brasil (Cuadro 8).
(i) Aunque mucho ha sido publicado sobre procesos de tratamiento de efluentes
industriales (Lund, 1971; Nemerow, 1971;
Eckenfelder, 1976), no es fácil indicar mediante la información
existente, a cuánto serán reducidas las concentraciones de
contaminantes por una práctica dada de tratamiento (Cuadro 10). Para
propósitos actuales es probablemente realista asumir que
si se practica un avanzado tratamiento terciario, la concentración de
contaminantes potenciales de aguas subterráneas en el
efluente final será mínima. Sin embargo, en todos los otros casos, se
debe asumir que concentraciones significativas estén
presentes.
(j) Entre los métodos de disposición de efluentes industriales, los pozos de
inyección muy profundos son un ejemplo en que la
disposición final va deliberadamente al subsuelo. Esta práctica
involucra riesgos de contaminación para cualquier acuífero a
través del cual están perforados los pozos de inyección. La
contaminación puede ocurrir debido a fugas a través de (o detrás de)
los revestimientos de los pozos. Sin embargo, la eficacia del diseño y
construcción de un pozo profundo de inyección puede
establecerse solamente por pruebas especializadas.
(k) Una clasificación tentativa de actividades industriales en relación con su riesgo
relativo para la contaminación de las aguas
subterráneas, se puede basar en el tipo de industria y volumen de agua
usada (Cuadro 11). Las prácticas de manipuleo de
químicos en la industria, el tratamiento de efluentes y los manejos de
disposición no son considerados, tomando en cuenta su
dificultad de establecer por estudios superficiales.
(l) Sin embargo, se debe re-enfatizar que la determinación de la carga contaminante al
subsuelo procedente de las actividades
industriales, en el estado actual de conocimiento, es la más
incompleta a insatisfactoria de todos los aspectos de esta guía.
3.5.2 Lagunas de Efluentes
(a) Está muy difundido el uso de lagunas para el almacenamiento, manipuleo,
evaporación, sedimentación y oxidación de efluentes,
derivados de sistemas de alcantarillado municipal o de
actividades industriales, agroindustriales o mineras. Es mejor considerar
lagunas pequeñas o estanques que se forman dentro de locales
industriales y que están íntimamente ligados a los procesos
industriales como parte del último y no por separado.
b) La gran mayoría de lagunas tienen una base de materíales naturales,
impermeabílizados a cierto grado como resultado de la
compactación del suelo y de la sedimentación. No obstante, tales
condiciones normalmente permiten infiltración equivalente a
10-20 mm/d y por to que las lagunas son una causa frecuente de
contaminación de aguas subterráneas (Miller & Scalf, 1974).
Cuadro 9
Resumen de las características químicas e índices para tipos
comunes de actividad industrial
(compilado de BNA, 1975; DMAE, 1981; hACKMAN, 1978; Luin & Stackenburg, 1985;
Nemerow, 1963 & 1971, Mazurek, 1979; EPA, 1977 & 1980 y OMS, 1982;
y otros informes menores no publicados

Cuadro 10
Resumen de los procesos de tratamiento de efluentes industriales y su
capacidad para reducir grupos específicos de contaminantes
(compilado de Lund, 1971)

Cuadro 11
Categorías de peligro potencial para el agua subterránea
debido a actividades industriales
Uso
del agua |
Indice de peligro potencial para las aguas subterráneas |
||
| 1 | 2 |
3 |
|
| 100 | bajo | moderado | moderado |
| 100 - 1000 | bajo | moderado | alto |
| 1000 | moderado | alto | alto |
(c) Ningún material de costo razonable, disponible en la actualidad, permanece
impermeable por largos períodos, especialmente si
las lagunas contienen químicos corrosivos o son limpiadas
intermitentemente. Así, se debe esperar alguna fuga en
lagunas revestidas, aunque a tasas más bajas que aquellas arriba
indicadas.
(d) La mayoría de las lagunas son poco profundas pero pueden ocupar áreas extensas.
Su período de retención de líquidos varía
ampliamente en el rango de 1-100 días, dependiendo de su
función.
(e) Para caracterizar la carga contaminante al subsuelo generada por la presencia de
tales lagunas, es necesario considerar dos
factores semi-independientes:
(i) La cantidad del líquido descargado en la laguna.
(ii) Su calidad y cualquier cambio en la concentración de contaminantes que puede ocurrir durante la infiltración.
(f) La estimación de la infiltración de una laguna (o su carga hidráulica asociada)
puede hacerse considerando el balance hidráulico
del sistema (Figura 12) en la que la infiltración (IL) se expresa por:
IL - Fi + P - Ev - Fo
donde Fi y Fo son las entradas y salidas del
aqua a la laguna, P la precipitación y Ev la evaporación libre, todos en
unidades
compatibles (mm/d o mm/a).
(g) En un sistema operacional, se encontrará a menudo dificultad para obtener las
cifras relevantes. Un método más preciso es el
de tomar medidas directas de los niveles de la laguna, durante
períodos cuando las entradas son insignificantes y la evaporación
mínima (normalmente durante la noche). Sin embargo, esto sólo
se podrá realizar cuando sea posible un acceso y control del
lugar.

Figura 12
Esquema del balance hidráulico de una laguna de efluentes
Aún si las lagunas tuvieran una base impermeable, la infiltración
podría
ser considerable, especialmente bajo las bermas
(h) La caracterízación de la calidad de los líquidos infíltrantes de una laguna no
es tarea fácil. En el caso de empresas industriales,
agroindustriales o mineras, sería razonable asumir que los
líquidos contienen muchos de los contaminantes normalmente
asociados con la correspondiente actividad.
(i) En el caso de efluentes industriales, éstos son resumidos en la sección
respectiva de este informe. Sin embargo, probablemente
exista una fuerte retención de muchos contaminantes por los sedimentos
de la laguna, especialmente patógenos y metales
pesados, aunque estos últimos pueden ser móviles bajo algunas
condiciones hidroquímicas.
(j) Las lagunas de estabilización de aguas residuales municipales normalmente
contienen grandes cantidades de materia orgánica
natural, grandes poblaciones de patógenos y altas concentraciones de
nutrientes. Normalmente también incluirán efluentes de
industrias de pequeña escala (tales como talleres de automóviles,
lavanderías, tintorerías, procesadoras fotográficas, etc.), los
que contribuirán algunos compuestos orgánicos sintéticos, como
solventes y desinfectantes.
(k) Si las aguas residuales municipales incluyen efluentes de extensas áreas
industriales, se pueden preveer concentraciones
mucho mayores de sustancias tóxicas y/o de elevada salinidad.
Algunos de estos compuestos que probablemente estén
presentes, también pueden ser identificados desde la
industriales de este informe.
(l) En términos cualitativos, sería posible evaluar el nivel de tratamiento en
lagunas de aguas residuales municipales (Yanez, 1982)
y, de esta manera, la calidad resultante de la carga contaminante al
subsuelo (Kehew et al, 1984; Geake et al, 1988). En el
Cuadro 12 se indica el comportamiento de los principales grupos de
contaminantes. Se ha verificado la capacidad para la
remoción de metales pesados bajo condiciones anaeróbicas (Hussainy, 1978)
(Cuadro 13).
(m) También en el caso de lagunas será difícil determinar la carga contaminante al
subsuelo sin investigación y monitoreo en
campo. Se presenta una clasificación de peligro potencial
(Cuadro 14), basada en los factores más fácilmente determinados. El
grado en que este peligro se concretice en la práctica,
dependerá de los detalles operacionales y de construcción de la laguna
involucrada.
3.5.3 Disposición de Residuos Sólidos
(a) Un residuo sólido puede ser definido como cualquier sustancia residual que no
tenga suficiente consistencia para fluir por sí
mismo, no siendo útil en su forma original o para el proceso en
que fue generado.
(b) Una estimación global de la tasa de generación de desperdicios en la Región de
América Latina y el Caribe en 1984, dio como
resultaado las siguientes cantidades para los sectores
respectivos: agrícola, 214 MT/a; minera, 188 MT/a; municipal, 50 MT/a e
industrial, 32 MT/a.
(c) La disposición de residuos sólídos es una fuente importante de carga
contaminante al subsuelo (Miller & Scalf, 1974; Cherry,
1983). Se debe considerar to siguiente.
(i) Cantidad de lixiviado : que será una función del contenido de humedad del residuo y su modo de disposición en
el ambiente.
(ii) Composición del lixiviado : que se rá relacionado al origen del residuo ínvolucrado.
(d) Los principales factores responsables ears la generación del lixiviado se detallan
en el Cuadro 15A. Esta tabla da también una
clasificación simple de residuos por origen a indica la
presencia potencial de contaminantes en base de cinco parámetros.
Cuadro 12
Comparación entre la calidad del efluente y la infiltración al agua
subterránea en una instalación para reuso de aguas residuales en Lima, Perú
(compilado de Geake et al, 1986)

Cuadro 13
Remoción de metales pesados de efluentes municipales durante su
tratamiento en lagunas de estabilización
(compilado de Hussainy, 1978)

Cuadro 14
Categorización de peligro potencial para aguas subterráneas
procedentes de lagunas de efluentes
| Origen del efluente |
Area de lagunas (ha) |
||
| MUNICIPAL - sólo residencial - residencial e industrial |
baja baja |
baja moderada |
moderada alta |
| MINERA -metalífera -no metalífera |
moderada baja |
moderada moderada |
alta moderada |
| INDUSTRIAL índice de peligro potencial para las aguas subterráneas (ver Cuadro 9) |
|||
| - 1. (incl agroindustria) - 2. - 3. |
baja moderada moderada |
moderada moderada alta |
moderada alta alta |
(e) Existe una clasificación de tres clases industriales (CETESB, 1985): para residuos sólidos
(i) Clase I: Residuos peligrosos corrosivos, reactivos, tóxicos o patógenos y presentan riesgos para la salud pública
cuando son manipulados y dispuestos inadecuadamente.(ii) Clase II: Residuos reactivos que no Pertenecen a la Clase I o a la Clase III.
(iii) Clase III: Residuos inertes, sólidos de baja solubilidad, que generan un lixiviado dentro de las concentraciones
recomendadas para el agua potable.
(f) La mayor dificultad en la determinación generada por disposición inadecuada de
falta de información confiable sobre
residuos. En muchos casos, el origen del residuo aún permanece
desconocido. Este problema es más agudo en lugares donde
una disposición clandestina de residuos ha sido o está siendo
practicada. Un problema adicional es aquel en que las
recomendaciones para una disposición sanitaria no pueden ser, o no han
sido, implementadas.
(g) Para calcular el volumen probable de lixiviado (Figura 13) se requiere de un
estimado de percolación que puede ser expresado
por:
Per = P + R + ESi - ESo - Evv - S
donde Per = infiltración (mm/a), P =
precipitación (mm/a), R = irrigación (mm/a), Esi Eso =
escorrentía de agua superficial
(i = entrada, o = salidad), Evv =
evapotrasporación actual, S = el cambio en la retención de agua en el suelo que puede
ser
generalmente tomada como igual a cero en balances de períodos
largos.

Figura 13
Esquema del balance hidráulico de un relleno sanitario
En la práctica se pueden ignorar o simplificar numerosos parámetros
para alcanzar una estimación aproximada del volumen de lixiviado (L).
(h) El volumen de lixiviado (L) (Figura 13) será una función de la
infiltración (Rev), el contenido y la retención de humedad del residuo
y (LS):
L = Per + B - B - LS
Cuadro 15
Principales factores que afectan (A) la carga contaminante al subsuelo y
(B) La categoría de peligro potencial para aguas subterráneas en lugares
de disposición de residuos sólidos al suelo

(i) Las dificultades en el estimado del volumen de lixiviado (L) se pueden reducir por
varias simplificaciones. Se puede asumir que la
humedad del drenaje en resíduos municipales es del 40%-50% de su peso.
En climas áridos los residuos municipales pueden
ser la única, pero aún significativa, fuente de lixiviado. Además,
en lugares sin una cobertura efectiva del suelo, puede asumirse
(CETESB, 1985) que el 25%-50% de P se infiltrará y será lixiviado.
(j) La composición del lixiviado dependerá del tipo de material del residuo, o en la
asociación de materiales residuales en casos
donde ocurran reacciones químicas dentro del mismo. Sí el origen del
material del residuo es conocido, es posible hacer un
estimado aproximado de la composición del lixiviado. La mayoría de
los residuos municipales contiene solamente pequeñas
cantidades de materiales peligrosos y el Cuadro 16 muestra
composiciones típicas de lixiviado basada en datos para ciudades
norteamericanas.
(k) Los residuos sólidos de origen industrial son los que contienen la proporción
más alta de constituyentes tóxicos. El Cuadro 9
muestra los químicos peligrosos probablemente derivados de los
principales grupos industriales. Sin embargo, una amplia
variación en los procesos de producción industrial complica y
reduce la confianza en cualquier estimación.
(l) Se considera esencial una investigación detallada y un monitoreo a largo plazo
para establecer el riesgo de contaminación del
agua subterránea en lugares donde se ha practicado o se pueda
practicar la disposición de residuos radioactivos.
(m) Muchos lixiviados presentarán muy bajo pH y Eh como resultado de altas cargas
ácidas y orgánicas. Esto aumentará
grandemente la movilidad de metales pesados y reducirá la
probabilidad de biodegradación de compuestos orgánicos
sintéticos. Si el lugar de la disposición de residuos
está en rocas calcáreas, la lixiviación acídica será neutralizada y la
movilidad de estos compuestos será red ucida.
(n) Si los lugares de disposición de residuos están adecuadamente localizados,
construidos y manejados (e. g. usando diseños
estándares de relleno sanitario con una base impermeable y
cubierta del subsuelo, junto con drenaje de aGua superficial), éstos
generan una pequeña carga al subsuelo, Poco voluminosa y poco
peligrosa.
(o) Sin embargo, la disposición de residuos en la superficie -o en rellenos sin
control en áreas excavadas, a menudo causarán una
carga contaminante al subsuelo con alto riesgo de contaminación
de las aguas subterráneas, especialmente en lugares donde
la napa freática está en contacto directo con el residuo.
Cuadro 16
Rango de la composición química de lixiviados en varios lugares
de disposición de desechos municipales
(Compilado de Cartwright, 1984 ans Steiner et al, 1971;
los rangos A,B,C,D se refieren a varios lugares señalados
por diferentes autores)

(p) Es difícil establecer los detalles de construcción en muchos lugares de disposición de residuos sólidos,
especialmente la efectividad de base impermeabilizada y la eficiencia de colección de lixiviados por una
inspección superficial. En este caso, también se puede introducir una categorización de peligro potencial para
aguas subterráneas (Cuadro 15B), en la que tales factores no son considerados
3.5.4 Aguas Superficiales Contaminadas
(a) Los cursos de agua superficial, como ríos, arroyos, quebradas y canales, se usan frecuentemente para la
disposición final de agua residuales de diverso origen. En muchos casos, ellos reciben altas cargas de efluentes
no tratados que exceden la capacidad de purificación natural por muchos kilómetros aguas abajo. Tales cursos de
agua superficial se convierten en fuentes de contaminación de aguas subterráneas bajo ciertas condiciones
hidrogeológicas.(b) Es posible estimar, en términos generales, la natural capacidad purificante de los ríos en que los siguientes
mecanismos son activos. sorción, sedimentación, volatilización, biodegradación, bioconcentración, hidrólisis. Una
indicación empírica de la distancia del flujo necesario para reducir las concentraciones contaminantes al nivel del
5%, se muestra en la Figura 14.(c) En muchos países las aguas superficiales son clasificadas para propósitos de calidad de acuerdo a sus niveles de
DBO y SS bajo condiciones de flujo mínimo. Sin embargo, se debería tomar nota de que estos indicadores no son
necesariamente muy significativos. Mejor indicación del riesgo potencial para las agues subterráneas está dado
por la presencia de sustancias tóxicas específicas y los niveles de salinidad y coliformes fecales.(d) Es posible clasificar los cursos de agua superficiales en términos de su relación con las agues subterráneas
(Figure 15):(i) Cursos efluentes, que reciben descarga de las aguas subterráneas.
(ii) Cursos influentes, cuyos niveles de agua son más altos que los niveles del agua subterránea y que tienen el
potencial pare recargar acuíferos.Esta relación puede variar naturalmente como resultado de los cambios estacionales del río o del bombeo de las aguas subterráneas (Figure 15).
(e) Para determinar el riesgo de contaminación de las aguas subterráneas por cursos
de agua superficiales, es necesario estimar la
cantidad y calidad del agua infiltrada por los lechos de los
ríos.
(f) La cantidad será controlada por la permeabilidad del cauce del río involucrado y
por los niveles relativos del agua en el río y
acuífero.
(g) La calidad del agua ínfiltrante será una función de (i) la calidad del agua
superficial y (ii) los procesos de atenuación y
eliminación que pudieran ocurrir durante la infiltración del
cauce. Esta última puede ser muy significativa, conduciendo a
reducciones importantes en la mayoría de los tipos de
contaminantes que no sean de los más móviles y persistentes.

Figura 14
Tasas de eliminación de los principales grupos químicos de
contaminantes en aguas superficiales
(modificado de Thomann et al, 1987)
De esta figura, se puede evaluar la
probabilidad de que un contaminante
dado persista a concentraciones significativas aguas abajo de una
conocidad descarga.
(h) A nivel de reconocimiento, es difícil
establecer tales datos con seguridad, y cualquier curso de agua muy contaminado en
condiciones de bajo flujo debe ser considerado como un peligro
potencial de contaminación de las aguas subterráneas.
Figura 15
Clasificación de aguas superficiales a base de su relación
con los acuíferos

Todos los cursos de agua superficial
contaminados que no demuestran
una clara condición efluente, pueden contaminar las aguas subterráneas,
y aún una condición efluente puede ser reversida por bombeo de pozos cercanos al río.
4. Caracterización de la vulnerabilidad del acuífero
4.1 Concepto de la Vulnerabilidad
4.1.1 El término vulnerabilidad a la contaminación del acuífero es usado para
representar las características intrínsecas que
determinan la sensibilidad de un acuífero a
ser adversamente afectado por una carga contaminante (Foster, 1987).
4.1.2 La vulnerabilidad del acuífero es primera y lógicamente una función de:
(a) La inaccesibilidad de la zona saturada, en un sentido hidráulico, a la penetración de contaminantes.
(b) La capacidad de atenuación de los estratos encima de la zona saturada del acuífero como resultado de su
retención física y reacción química con contaminantes.
4.1.3 Estos dos componentes de la vulnerabilidad del acuífero interactúan con los
siguientes componentes correspondientes de la
carga contaminante al subsuelo:
(a) El modo de disposición del contaminante en el subsuelo, y en particular, la magnitud de cualquier carga hidráulica
asociada.(b) La clase de contaminante en términos de su movilidad y persistencia.
Esta interacción determinará el tiempo de residencia en la zona no saturada y la demora de la llegada del contaminante al acuífero, y además, el grado de su atenuación, retención o eliminación antes de llegar al acuífero.
4.1.4 Científicamente, es más coherente evaluar la vulnerabilidad a cada contaminante
o cada clase de contaminante (nutrientes,
patógenos, microorgánicos, metales
pesados, etc.) individualmente; o cada grupo de actividades contaminantes
(saneamiento in-situ, cultivos agrícolas,
disposición de efluentes industriales, etc.) separadamente (e. g. Seller & Canter,
1980; le Grand, 1983; Carter et al, 1987).
4.1.5 La mejor manera de presentar la vulnerabilidad de acuíferos es en forma de
mapas. Por lo tanto, un seguimiento del anterior a
su lógica conclusión, generaría una serie de
mapas de vulnerabilidad específica que podrían ser compilados en un atlas de
vulnerabilidad de acuíferos.
4. 2 Limitaciones Prácticas
4.2.1 Sin embargo, todavía no existe informaación suficiente y/o datos adecuados para
alcanzar este ideal. En consecuencia,
sistemas más generalizados y menos refinados
de mapeo de la vulnerabilidad de acuíferos han sido desarrollados
progresivamente (Albinet & Margat, 1970;
Haertle, 1983; Aller et al, 1985).
4.2.2 Tales mapas deben ser siempre interpretados, sin embargo, con mucha precaución.
Científicamente el concepto de una
"VULNERABILIDAD GENERAL A UN CONTAMINANTE
UNIVERSAL EN UN ESCENARIO TIPICO DE CONTAMINACION", no
tiene validez (Andersen, 1987).
4.2.3 Por ejemplo, a la larga todos los acuíferos son vulnerables a contaminantes
persistentes no degradables generados por una
actividad contaminante ampliamente distribuida.
En este caso, aun la capacidad de dílución del acuífero puede no ser efectiva
para mitigar la contaminación.
4.2.4 Adicionalmente, aquellos acuíferos que serían considerados como de menor
vulnerabilidad a la contaminación, en términos
generales, tienden a ser los más difíciles de
rehabilitar una vez contaminados. En este sentido, al menos, ellos podrían ser
considerados como de alta vulnerabilidad a la
contaminación.
4.3 Esquema de Clasificación
4.3.1 Los componentes de la vulnerabilidad del acuífero arriba definidos
desafortunadamente no son directamente mensurables, sino
determinados por varias combinaciones de otros
factores (Cuadro 17).
4.3.2 Los datos relacionados con muchos de estos factores generalmente no están
disponibles ni se estiman fácilmente. La
reducción y simplificación de la lista de
parámetros a ser estimados es, por consiguiente, inevitable si se debe desarrollar un
esquema práctico de la evaluación del riesgo
de contaminación de aguas subterráneas.
4.3.3 Si la selección de parámetros se basa en aquellos datos probablemente
disponibles o fácilmente recolectados, entonces la
lista se reduce radicalmente a:
(a) La profundidad de la napa freática o techo del acuífero confinado.
(b) El tipo de ocurrencia del agua subterránea.
(c) Las características, en términos de litología y grado de consolidación, de los estratos encima de la zona saturada.
Sin embargo, una consideración adicional revela que estos parámetros contienen, aunque solamente en un sentido cualitativo, la mayoría de aquellos en la lista original (Cuadro 17) .
4.3.4 La metodología empírica propuesta para la evaluación de la vulnerabilidad del
acuífero (Foster, 1987) involucraría un número de
fases discretas (Figura 16). La fundamental es
la identificacíón del tipo de ocurrencia de aguas subterráneas dentro de un
rango para este parámetro de 0-1.
Cuadro 17
Principales factores que controlan la vulnerabilidad del
acuífero a la contaminación
| Componente de vulnerabilidad del acuífero a contaminación (Figura 3) | Datos hidrogeológicos |
|
| Idealmente requeridos | Normalmente disponibles | |
| Inaccesibilidad Hidráulica | - grado de
confinamiento del acuífero - tipo de contaminante - profundidad de la napa freática o - profundidad al agua del acuífero subterránea - contenido de humedad de la zona no saturada - conductividad vertical hidráulica de la acuiperm* o acuitard |
|
| Capacidad de atenuación | - distribución del
tamaño del
- grado de consolidación/ grano y fisura de la acuiperm* o fisuración de la acuiperm* acuitard - mineralogía de la acuiperm* o | |