17 Diciembre 2018

Manantiales

Autor
Luis Roberti Pérez (seecon)
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Introducción
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Las aguas subterráneas constituyen una valiosa fuente de agua al ofrecer, en ausencia de contaminantes antropogénicos o geológico, una excelente calidad, apta para el consumo humano. Los manantiales son la fuente de aguas subterráneas con más fácil acceso, en cuanto a su captación y aprovechamiento (MEULI and WEHRLE 2001; SMET and WIJK 2002).

Pozo Azul de Cuatrociénagas
Poza Azul de Cuatrociénegas. Fuente: CAMARILLO 2016 [imagen online]

Las aguas subterráneas se generan cuando una parte de las precipitaciones (lluvia) o del agua que discurre por cursos superficiales (como ríos, lagos, etc.) penetra en la corteza terrestre, infiltrándose a través de las diferentes capas del suelo, hasta llegar a saturarlo de agua. El nivel superior de esta zona saturada, también llamada acuífero, es lo que se conoce como nivel freático. En función de la geología e inclinación del terreno, se generan flujos de aguas subterráneas (USGS s.f.) cuando una roca o sedimento impermeable “detiene la circulación descendente del agua subterránea y la obliga a moverse lateralmente” (TARBUCK and LUTGENS 2005); cuando estos flujos consiguen aberturas, grietas o conductos hacia la superficie, entonces brotan naturalmente en forma de manantiales de agua. Es más probable que los manantiales broten en las laderas de las colinas, o en los valles u otras depresiones y que, igualmente, se formen en zonas donde la corteza terrestre sea de caliza o dolomita, debido a la facilidad que tienen para fracturarse (GEOENCICLOPEDIA s.f.).

Se pueden identificar dos tipos básicos de manantiales: los perennes y los intermitentes. Los perennes se producen cuando el agua del manantial viene de una profundidad por debajo del nivel freático, es decir, de la zona saturada; el flujo de agua se produce entonces de manera continua. Los manantiales intermitentes se producen cuando el agua proviene de un nivel cercano al freático, por lo que solamente emanará durante la estación de lluvias, cuando la capa freática esté en su nivel más alto. Por lo tanto, la existencia de manantiales y su caudal dependerán de la geología del terreno, de la estacionalidad y volumen de las precipitaciones y de la frecuencia de infiltración (recarga del acuífero) de las lluvias y aguas superficiales en la corteza terrestre (FUNDACIÓNAQUAE s.f.; GEOENCICLOPEDIA s.f.).

Los manantiales también se pueden clasificar de acuerdo con las condiciones bajo las cuales agua fluye a la superficie. Algunas veces pueden ser bajo presión, mientras que otras lo hacen como resultado de discontinuidades en los estratos que mantuvieron el agua bajo tierra. Por ello, se habla de manantiales de gravedad y manantiales artesianos, ya que su comprensión servirá no sólo para conocer la forma en la que se debe captar el agua, sino también cómo deben protegerse (SMET and WIJK 2002). Es así como los manantiales por gravedad se producen cuando la superficie del terreno intercepta el nivel freático, como es el caso de desborde (A en la gráfica) o depresiones del terreno (B en la gráfica). Por lo general, se encuentran cerca del nivel freático, por lo que el flujo puede variar según la época del año (recarga del acuífero).

Manantiales por gravedad
Tipos de manantiales por gravedad. Fuente: adaptado de SMET and WIJK 2002, pp.153-154

 

Los manantiales artesianos ocurren donde el agua subterránea está confinada entre dos capas impermeables de suelo, emergiendo a la superficie a través de una fractura en la capa impermeable superior (C en la gráfica), depresión (D en la gráfica) y por desborde (E en la gráfica), originando que el flujo sea casi constante durante todo el año (WHO 1996). En la literatura, también se puede encontrar la clasificación de manantial de ladera, aquel que por acción de la gravedad o por efecto del confinamiento de capas impermeables, aparece en las laderas de los cerros. También existes los manantiales de fondo, que surgen de forma ascendente en zonas bajas o fondos de valles, relacionados a aguas subterráneas provenientes de un acuífero confinado (GARCÍA et al. 2011).

Manantiales artesianos
Manantial artesiano
Tipos de manantiales artesianos. Fuente: adaptado de SMET and WIJK 2002, pp.155-156

 

Para aprovechar un manantial, se deber realizar un estudio de factibilidad completo con el objetivo de conseguir un aprovechamiento óptimo del mismo y así lograr un suministro adecuado de agua a la comunidad. Es importante la participación de los habitantes de la zona por el conocimiento que puedan tener sobre el manantial y su entorno. A través de este estudio se obtiene información y datos relevantes para el diseño de un sistema de suministro de agua, así como las medidas que deben ser consideradas para evitar posibles impactos ambientales que perjudiquen a la fuente misma. Los principales aspectos para tomar en cuenta son los siguientes: cantidad y calidad del agua, fiabilidad de los datos, usos actuales y futuros (demandas de agua, tanto humana como la del propio ecosistema) y aceptabilidad sociocultural para suministro de agua doméstica (BRUNI and SPUHLER 2017).

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Consideraciones de calidad
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Normalmente, el agua que proviene de manantiales es de buena calidad, ya que el paso a través de rocas y sedimentos filtra los sólidos en suspensión y favorece la eliminación de patógenos (organismos que causan enfermedades) (GEOENCICLOPEDIA s.f.; LEDESMA 2012; MEULI and WEHRLE 2001; SMET and WIJK, 2002). El flujo del agua subterránea a través de diferentes sedimentos también la puede enriquecer en minerales como, por ejemplo, azufre, sílice o cal, que pueden hacer que incluso varíe de color o sabor. Sin embargo, el mismo proceso puede generar que se acumulen elementos nocivos para la salud como arsénico, hierro y fluoruro. También existe riesgo de contaminación de acuíferos por vertidos de residuos industriales, ganaderos o aguas residuales domésticas sin tratar, especialmente cuando el nivel freático está cerca de la superficie. Estos contaminantes hacen que el agua resulte nociva para el consumo humano y precise de un tratamiento previo (MEULI and WEHRLE 2001) para hacerla apta para el consumo. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ofrece datos acerca de las concentraciones admisibles para el consumo humano de una gran variedad de compuestos que pueden estar presentes en las aguas subterráneas. Hay que recordar que, si se realiza un estudio de factibilidad completo del manantial, las pruebas de laboratorio de calidad del agua estarán incluidas (SMET and WIJK 2002).

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Consideraciones de cantidad
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La cantidad de agua de un manantial y su caudal van a depender, principal y directamente, de la duración de las estaciones de lluvias y el volumen de las precipitaciones que se produzcan en una zona determinada. Conocer la cantidad y el caudal de agua disponible es fundamental para decidir si el manantial es una fuente adecuada y segura para satisfacer la demanda diaria de la población (FUNDACIONAQUAE s.f.; MEULI and WEHRLE 2001; SMET and WIJK 2002). Por ejemplo, si la cantidad de agua total no es suficiente para todos los posibles usos, entonces debe haber un control en su uso para poder cubrir las necesidades de consumo y cocina. La cantidad de agua disponible también puede depender de otros factores como: el tipo de árboles presentes en la zona, ya que algunos (por ejemplo, eucalipto) tienden a necesitar grandes cantidades de agua; el tipo de construcción o el diseño de captación, porque podrían hacer que el agua subterránea emane por otra salida diferente; la deforestación de la zona, que podría ocasionar cambios en las condiciones climáticas características de una gran superficie geográfica (país, región, etc.) (MEULI and WEHRLE 2001). Es conveniente incluir a la comunidad en la evaluación de la disponibilidad, pues suelen conocer el manantial, pero no las cantidades reales de agua que tienen durante todo el año. 

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Protección de la fuente
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La protección y conservación de los manantiales es muy importante porque suelen ser una fuente de agua de buena calidad fundamental para pequeñas poblaciones. Por otro lado, pueden suministrar cantidades constantes de agua a los ríos. Hay que proteger especialmente el área de recarga y el entorno directo del manantial (zonas boscosas, pastizales, etc.) con medidas adecuadas para evitar la contaminación natural por animales y/o causas antropogénicas (por actividades humanas) y así garantizar la calidad del agua potable a largo plazo. Esto incluye un manejo apropiado de las actividades agrícolas y ganaderas (por ejemplo, precaución en el uso de pesticidas o estiércol que puedan infiltrarse en el terreno), de los sistemas de saneamiento básico (evitar la contaminación fecal de la zona alejando las letrinas del área), desechos, vertidos de industrias, actividades recreativas (pesca, campamentos, senderismo), etc. (BRUNI and SPUHLER 2017; GEOENCICLOPEDIA s.f.; WHO 1996). Algunas medidas más específicas se describen en SMET and WIJK (2002) e incluyen el control de la erosión, el trabajo de drenaje del manantial, la conservación del suelo, así como el poder de tener, por parte del gobierno local, una condición legal o jurídica sobre la zona circundante al manantial, y así regular la demarcación e intervenciones permitidas en la zona y evitar problemas/conflictos derivados de títulos de propiedad del terreno, creencias o costumbres tradicionales, cambio de hábitos, etc. Las cámaras de captación protegen el agua de manantial de la contaminación por escorrentía superficial, del contacto con humanos y animales, y actúa como una cuenca de sedimentación (WFTW 1982).

Referencias
Lecturas complementarias

Sistemas de captaciones de agua en manantiales y pequeñas quebradas para la región andina

Manual en español con ilustraciones que aporta una sencilla, práctica y completa información sobre el concepto, clasificación, identificación y caracterización tanto de los manantiales como de pequeñas quebradas, localizadas en la región andina donde habitan agricultores familiares pertenecientes a comunidades rurales. Este manual sirve para profesionales, técnicos y cualquier persona competente dentro del área de la gestión del agua.

GARCÍA, J., ZAMORA, J. y BILBAO, L. (2011): Sistemas de captaciones de agua en manantiales y pequeñas quebradas para la región andina. Buenos Aires (Argentina): Ediciones Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), 1ra edición, Colección Agricultura Familiar, vol.8. URL [Visita: 01.09.2018] PDF

Hidroquímica del Agua de los manantiales de San Joaquín, Querétaro, México

Este artículo contiene información importante sobre las propiedades químicas del agua y su relación con el medio kárstico o calizo de algunos manantiales presentes en la zona del Municipio de San Joaquín, Querétaro, así como también del censo de 16 manantiales analizados.

LEDESMA, G. (2012): Hidroquímica del Agua de los manantiales de San Joaquín, Querétaro, México. México: URL [Visita: 18.05.2018] PDF

Estado actual del aprovechamiento del agua subterránea del valle de Rioverde, San Luis Potosí, México

En este artículo se busca reconocer y jerarquizar los factores que ejercen una influencia en el aprovechamiento de aguas subterráneas para uso agrícola, así como las características de la zona sur del valle de Rioverde, que por ser de aguas bicarbonatadas cálcicas le dan una excelente calidad con diferentes posibilidades de uso, por lo que su aprovechamiento será mayor.

AGUILAR-ORTEGA, F., CHARCAS-SALAZAR, H., AGUIRRE-RIVIERA, J., CASTRO-LARRAGOITIA, J. y FLORES-FLORES, J. (2010): Estado actual del aprovechamiento del agua subterránea del valle de Rioverde, San Luis Potosí, México . Entradas: Tecnología y Ciencias del Agua, antes Ingeniería hidráulica en México: Volume 1 Issue 4, pp.137-148. URL [Visita: 18.05.2018] PDF

Manantiales de la cuenca del río Duero Michoacán: Operación, Calidad y Cantidad

Artículo en el que se habla de la situación actual de la operación, calidad y cantidad de las aguas de 52 manantiales de la cuenca del río Duero de Michoacán, cuyo aprovechamiento es para fines agrícolas, recreativos, de acuacultura y consumo humano.

SILVA, J., OCHOA, S., CRUZ, G., NAVA, J. y VILLALPANDO, F. (2016): Manantiales de la cuenca del río Duero Michoacán: Operación, Calidad y Cantidad . Entradas: Revista Internacional de Contaminación Ambiental : Volume 32 Issue 1, pp.55-68.. URL [Visita: 18.05.2018] PDF

Evaluación de elementos traza en agua de río y manantial del área minera de Ocampo, Chihuahua, México

En vista de que en Chihuahua más del 80% de la economía proviene de la industria forestal y la actividad de la minería de oro y plata, se evaluaron y compararon con los parámetros establecidos las concentraciones de algunos elementos traza en aguas de ríos y manantiales, ya que las principales fuentes de suministro de agua son para uso y consumo humano.

CHACÓN, K., PINEDO, C. y RENTERÍA, M. (2016): Evaluación de elementos traza en agua de río y manantial del área minera de Ocampo, Chihuahua, México . Entradas: Revista Internacional de Contaminación Ambiental : Volume 32 Issue 4, pp.375-384.. URL [Visita: 18.05.2018] PDF

Small Community Water Supplies - Technology, People and Partnership: Chapter 8, Spring Water Tapping

Libro actualizado, en inglés y dedicado a todas aquellas partes interesadas que participan en la planificación, diseño e implementación de programas de suministro de agua. Participan un total de 29 profesionales del sector agua proveniente de países en desarrollo de África, Asia y Latinoamérica e incluye nueva información de avances tecnológicos, problemas emergentes actuales y respuestas a emergencias y desastres. Ver el capítulo 8 que trata sobre los manantiales.

SMET, J. and WIJK, C. (2002): Small Community Water Supplies - Technology, People and Partnership: Chapter 8, Spring Water Tapping . Delft (The Netherlands): International Water and Sanitation Centre (IRC), Technical Paper Series 40, pp. 151-168. URL [Visita: 17.05.2018] PDF

Spring Catchment, Manuals on Drinking Water Supply, Vol. 4

Este manual está dirigido a ingenieros, técnicos, gerentes de proyectos y todas aquellas partes interesadas dentro del sector del agua en zonas rurales. En él se proponen varias tecnologías referentes al suministro de agua considerando diversos aspectos como económicos, regulatorios, sociales, institucionales, etc.

MEULI, C. & WEHRLE, K. (2001): Spring Catchment, Manuals on Drinking Water Supply, Vol. 4. St. Gallen (Switzerland): Swiss Centre for Development Cooperation in Technology and Management (SKAT). URL [Visita: 17.05.2018] PDF

El agua en México, Cauces y Encauces

En este libro se busca aportar una visión de la situación y manejo del agua en México con el fin de contribuir a desarrollar un manejo integrado de los recursos hídricos. Participaron especialistas en agua provenientes de 27 instituciones y 11 estados de la República.

JIMÉNEZ, B., TORREGROSA Y ARMENTIA, M. y ABOITES, L. (2010): El agua en México, Cauces y Encauces . México: Academia Mexicana de Ciencias, 1era edición. URL [Visita: 18.05.2018] PDF

Ciencias de la Tierra, una introducción a la geología física

Libro bastante fácil de leer, entender y utilizar que sirve como herramienta actualizada para el aprendizaje de los principios y conceptos básicos de la Geología. En el capítulo 17, hay información relevante correspondiente a las aguas subterráneas. 

TARBUCK, E. y LUTGENS, F. (2005): Ciencias de la Tierra, una introducción a la geología física. Capítulo 17, Aguas subterráneas. Madrid (España): Pearson Educación, SA., 8va edición, pp.479-504. URL [Visita: 17.05.2018] PDF

Patrimonio Natural de México: cien casos de éxito

Este libro es un ejemplo claro de casos exitosos realizados en México en materia de conservación y restauración de la biodiversidad biológica, así como del manejo sustentable del patrimonio natural del país. Respecto a los manantiales se puede conseguir información en casos como: rescate del cachorrito de Julimes y conservación de goodeidos, familia en alto riesgo.

CARABIAS, J., SARUKHÁN, J., DE LA MAZA, J. y GALINDO, C. (2010): Patrimonio Natural de México: cien casos de éxito. México D.F. (México): Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO). URL [Visita: 23.05.2018] PDF

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