DETERMINACION DE PARAMETROS HIDRAULICOS FORMACIONALES DEL ACUIFERO PUELCHE EN UN SECTOR DEL SUR DE LA PROVINCIA DE SANTA FE. ARGENTINA

Jorge R.Tomás, Oscar A. Dalla Costa y Mario F. Filí

PROINSA - Proyectos de Ingeniería S.A.

Dorrego 3187

(3000) Santa Fe - Argentina

Email: proinsa@satlink.com

ABSTRACT

The results of six pumping test developed in an area of 250 km 2 in the Southeast of Santa Fe Province are presented. The objective of this study was to give hydraulic formational parameters of the Puelche Aquifer to a hydrogeological mathematic model. Also to estimate the recharge from the Pampeano to Puelche induced by the pump, to design the pumpig borehole and test the present and future hydrochemistry under a future pumping area.

Several method were utilized to test the multi aquifer system. The test was make during 30 to 72 hours, and the piezometric drawdown and recovery level was measured. They were interpreted by the classic methodology. From a hydraulic point of view, the results present a hydrogeologic complex system.

RESUMEN

Se presentan los resultados de los ensayos de bombeo y recuperación ejecutados en seis baterías ubicadas en un área aproximada de 250 km 2 en el sudeste de la Provincia de Santa Fe.

Los ensayos tuvieron como principal objetivo proporcionar parámetros hidráulicos formacionales del Acuífero Puelche a un modelo matemático hidrogeológico. Asimismo estimar la recarga del Pampeano al Puelche por efecto del bombeo, diseñar las perforaciones de explotación definitiva y evaluar las características y el comportamiento hidroquímico actual y bajo un régimen prolongado de bombeo del sistema Cada una de las baterías está constituida por una perforación de bombeo con sección filtrante al Acuífero Puelche, a veces total y a veces parcialmente penetrante, un piezómetro a igual profundidad y un freatrímetro al Acuífero Pampeano.

Los ensayos tuvieron una duración de 72 horas de bombeo, a excepción del ubicado en Santa Teresa, cuya duración fue de 30 horas. Posteriormente se registraron las recuperaciones.

Previo a los ensayos de bombeo a caudal constante, se efectuaron ensayos escalonados con al menos tres rangos de caudales. Todas esta pruebas fueron interpretadas por métodos clásicos. Los resultados muestran la presencia de un sistema hidrogeológico heterogéneo desde el punto de vista hidráulico.

INTRODUCCION

En el marco del "Estudio hidrogeológico complementario para el abastecimiento de agua potable al sur santefesino" en un área de 250 km2 se ejecutaron seis baterías de pozos, en seis localidades que se muestran en la figura 1.

Figura 1. Plano de ubicación zona de estudio y localización de baterías.

El objetivo perseguido a través de la construcción y posterior ensayo de las mismas fue identificar un sector, química e hidráulicamente apto, para ser utilizado como "campo de bombeo".

En cada una de ellas se ejecutaron ensayos de bombeo a caudal variable y constante de diferente duración, de acuerdo al tiempo de estabilización del nivel dinámico. Una vez producido el cese del bombeo se registraron, en todos los casos, los niveles de recuperación.

Los datos fueron procesados mediante el programa "Aquifer Test", (Waterloo Hydrogeologic, 1996). De acuerdo a la columna hidrogeológica en cada uno de los sitios ensayados, se adoptan como representativos, los parámetros determinados por uno de los métodos de interpretación en particular.

OBJETIVOS

Los objetivos del trabajo fueron:

- caracterizar hidráulicamente el área

- determinar parámetros hidráulicos formacionales del Acuífero Puelche

- estimar la recarga del Pampeano al Puelche por efecto del bombeo

- alimentar un modelo matemático hidrogeológico

- diseñar las perforaciones de explotación definitivas

- evaluar las características y el comportamiento hidroquímico actual y bajo un régimen prolongado de bombeo del sistema.

METODOLOGIA

A partir de los estudios geofísicos, geomorfológicos, hidroquímicos, del censo de pozos y de la ejecución de 6 perforaciones de exploración, que se constituyeron en piezómetros a la Formación Puelches, se definió la localización de los pozos de exploración en las localidades de:

Santa Teresa, Cepeda, Sgto. Cabral, Stephenson, Godoy y en la Escuela N° 948 de La Vanguardia ( figura 1), PROINSA, 1997.

Para alcanzar los objetivos en cada una de las seis baterias de bombeo, se siguieron los siguientes pasos:

Construcción de una perforación de exploración de 7" de diámetro a rotación con muestreo continuo hasta alcanzar la base del acuífero Puelche, o una profundidad máxima de 100 m establecida por contrato. Se utilizó como inyección de perforación el aditivo biodegradable "regress" de manera de garantizar un rápido y adecuado desarrollo de la perforación, evitando la impermeabilización de las paredes por el uso de otros lodos del tipo bentonítico. El muestreo por "cutting" se realizó mediante tamiz normalizado #40, muestreando el lodo de inyección con el objeto de extraer muestras de terreno que fueron procesadas en laboratorio a fin de determinar las aberturas del filtro y el tamaño de grava para el prefiltro. En estas perforaciones se corrieron las herramientas de perfilaje múltiple (eléctricas y radiactivas).

Los piezómetros fueron entubados en PVC reforzado de 2 a 2,5", con filtro ranurado y grava en el espacio anular. Se aisló el acuífero superior de manera de garantizar la medición de los niveles potenciométricos de la Formación Puelches. Se ejecutó un freatímetro entubado en PVC reforzado, con filtro ranurado y prefiltro de grava, a una distancia intermedia entre el piezómetro y la futura perforación de explotación. En la figura 2 se presenta el esquema tipo de la ubicación de pozo de ensayo (Pb), freatímetros (Fr) y piezómetros (Pz).

Definido el diseño para cada perforación de bombeo, estas se perforaron con diámetro de 17", a efectos de permitir las aislaciones necesarias con cañería de PVC de 12" diámetro. Se colocó cañería portafiltro de acero de 6", de 6,35 mm de espesor y filtros de acero inoxidable tipo Johnson, con ranura continua, cuya abertura, diámetro y longitud se determinó en función del espesor del acuífero, del caudal a extraer y de las curvas granulométricas de la fracción arenosa.

Luego del filtro se colocó un caño ciego de acero, como depósito de fondo para posibles materiales de arrastre, (figura 3).

Una vez finalizada la perforación de ensayo, se procedió a su desarrollo incorporando hipoclorito de sodio para degradar el aditivo "regress" utilizado como lodo de inyección. Se instaló una electrobomba sumergible de 15 Hp con una capacidad de 60 m3/h, con el fin de limpiar y desarrollar por bombeo la misma.

Posteriormente se ejecutó un ensayo a caudal variable, con al menos tres escalones, de manera de estimar el caudal específico y seleccionar aquel a utilizar en el ensayo de bombeo a caudal constante.

Se ejecutó un ensayo de bombeo a caudal constante, midiendo los descensos en el pozo de explotación y en el piezómetro y el freatímetro durante el período de bombeo a lo largo de 72 horas, a excepción del de la localidad de Santa Teresa que fue de 30 horas. Asimismo se registró luego del cese del bombeo en el propio pozo de explotación y en los pozos de observación, de manera de medir la recuperación de niveles en un período no menor de 12 horas, o hasta alcanzar el 95 % de la recuperación total.

Las mediciones de niveles piezométricos se realizaron mediante la utilización de sondas eléctricas. El caudal de bombeo fue controlado, por el método volumétrico, periódicamente de manera de garantizar un caudal de extracción lo más constante posible. Se midieron parámetros físicos del agua cada 6 horas, entre otros: temperatura, conductividad eléctrica y pH. Asimismo se tomaron muestras de agua para la realización de análisis químicos y bacteriológicos al inicio, a las 36 horas y al finalizar el ensayo.

RESULTADOS

Los ensayos de bombeo fueron interpretados mediante los Métodos de Neumann, Hantush y Cooper-Jacob, y los ensayos de recuperación mediante el Método de Recuperación de Theis.

En la Tabla 1 se muestran los resultados obtenidos en cada ensayo. Aquellos valores que se han sombreado son los que, de acuerdo a las características hidrogeológicas de la sección ensayada, la reacción de los pozos de observación, las curvas resultantes y su grado de correlación con las curvas tipo o patrón, representan con mayor grado de exactitud los parámetros hidráulicos formacionales del Acuífero Puelche y del estrato semiconfinante suprayacente.

En la figura 4 se observa la respuesta del piezómetro y del freatímetro en el ensayo de Sgto. Cabral. En el mismo se puede observar la buena correlación que existen entre ambos registros y que a partir de los primeros 60 minutos se producen descensos en el freatímetro, indicando una buena conexión hidraúlica entre ambos acuíferos. En la figura 5, que muestra el mismo registro para el ensayo de Stephenson, claramente se manifiesta la muy baja conductividad hidraúlica del semiconfinante. Los descensos en el freatímetro son la mitad de los de Sgto. Cabral.

La figura 6 presenta los valores observados y teóricos de ajuste de Neuman en la localidad de Sgto. Cabral, en los tramos finales de los puntos, se manifiesta la recarga vertical por efecto del drenaje diferido desde el Acuífero Pampeano.

 

La figura 7 muestra los valores observados y teóricos del Método de Cooper y Jacob para la localidad de Santa Teresa.

CONCLUSIONES

Desde el punto de vista de la hidraúlica subterránea, el área investigada es heterogénea, de acuerdo a la dispersión observada en los parámetros de: espesor, conductividad hidráulica, coeficiente de almacenamiento, coeficiente de retardo y la conductividad hidraúlica del semiconfinante.

A partir de los resultados obtenidos y el modelo hidrogeológico conceptual, (Fili et al 1999), se alimentó al modelo matemático hidrogeológico.

Se definieron los limites del campo de bombeo para proveer de agua a las 39 localidades del sur santafesino objeto del estudio, limitado al área entre las localidades de Sgto. Cabral y Godoy.

Los análisis de las muestras provenientes del ensayo de larga duración (30 días) no presentaron variaciones significativas en la calidad físico-química, tanto en aniones y cationes principales, como en los oligoelementos perniciosos.

BIBLIOGRAFIA

Waterloo Hydrogeologic.1996. The Intuitive Aquifer Test Analysys Package. Canadá. 157 pág.

Filí, M. F.; Díaz, E. L. y Dalla Costa, O. C. 1999. Modelo Hidrogeológico conceptual de la relación entre los acuíferos Pampeano y Puelche en un sector del sur de la Provincia de Santa Fe. República Argentina. II Congreso Nacional de Hidrogeología. En Prensa.

PROINSA 1997. Estudio Hidrogeológico complementario para el abastecimiento de agua potable al sur santefesino. Tomo VI. Subsecretaría de Gestión de los Recursos Hídricos MEyOSP de la Nación.