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1 INTRODUCCIÓN El agua es un elemento vital para la vida del ser humano, para su alimentación, higiene y diferentes actividades económicas como la agricultura y la industria. Por eso, las exigencias para su protección y conservación son más rigurosas respecto al uso y aprovechamiento que se haga de este preciado recurso. Los recursos hídricos subterráneos han sido considerados una fuente importante para el suministro por su carácter económico y seguro, que brinda posibilidades de abastecimiento a la población y a diversas actividades de tipo agrícola, industrial y minera, pero en efecto, ha sido abandonado a su suerte. Existe un deterioro generalizado del recurso, en especial en zonas indispensables para su producción. Este deterioro puede atribuirse a la intervención del hombre, en el desarrollo de actividades económicas, el mal uso de la tierra y la carencia de estrategias que permitan un uso y manejo eficiente del agua, particularmente las subterráneas, las cuales han sufrido impactos, muchas veces difíciles de detectar y mitigar. A gran escala las estrategias de protección del agua subterránea, requieren de una evaluación previa de las áreas que potencialmente están facilitando la infiltración vertical del agua (zonas de recarga) permitiendo la recarga hídrica natural permitiendo la determinación y protección de estas zonas, por parte de los entes reguladores del agua o del ambiente. No se puede dejar de lado, que el deterioro del recurso hídrico subterráneo, en términos tanto de calidad como de cantidad y disponibilidad, radica en que no existen instrumentos claros de identificación en los cuales se de la connotación implícita de las ZRHA (Zonas de Recarga Hídrica de Acuíferos) como áreas de protección especial, que requieren de una delimitación y designación clara de unos usos del suelo especiales, no solo por su carácter de aporte, sino por la complejidad que tiene todo el sistema hídrico. En este marco, las aguas subterráneas están adquiriendo cada vez una importancia estratégica para cubrir la demanda del recurso, principalmente para consumo humano. Sin embargo, no siempre se tiene la información de donde se encuentran las fuentes de agua subterránea, cuál es su disponibilidad y muy frecuentemente se tiene información que estas también se están contaminando (Faustino 2006). 2 1. ANTECEDENTES El agua es un recurso que siempre ha estado disponible a nivel superficial y subterráneo, permitiendo la subsistencia de la población humana y de los ecosistemas. Sin embargo, su acelerado deterioro, puede atribuirse a factores de intervención que ha venido sufriendo siglos atrás. A partir de la segunda mitad del siglo XVIII, con el inicio de la Revolución Industrial y el incremento poblacional de la época, se evidenciaron los primeros impactos directos sobre el recurso hídrico. Actividades como la explotación petrolera, agricultura extensiva, minería de alto impacto y descarga indiscriminada de desechos en las vertientes de los ríos, son solo algunas de las actividades antrópicas que han incidido de forma directa en los mantos freáticos o aguas subterráneas. Con el proceso de industrialización y la necesidad de convertirnos en países con un alto nivel de desarrollo económico, las actividades agrícolas, industriales, pecuarias, y de expansión urbanística realizadas en este proceso, han sido factores determinantes del agotamiento hídrico superficial y subterráneo. Agregado a este contexto, la deficiente implementación de los planes de ordenamiento territorial, el continuo incumplimiento de la ley de protección y el uso inadecuado de los recursos hídricos del país, son algunos de los factores detonantes del agotamiento de tan preciado recurso. En el último medio siglo, tanto el crecimiento poblacional como la expansión urbana sobre zonas de recarga, han seguido avanzando sin controles efectivos, llevando a una crisis de escasez y sobreexplotación en la actual década, que pone en riesgo la futura viabilidad del recurso hídrico subterráneo. Esta dinámica de desarrollo, posteriormente estuvo acompañada de los primeros adelantos tecnológicos importantes. En el país, los primeros estudios de hidrogeología realizados, se llevaron a cabo, a partir del año 1950, donde se diseñaron los primeros mapas de distribución y localización de agua subterránea, principalmente en las cuencas del Valle del Cauca, Boyacá, Antioquia y Cundinamarca, logrando reconocer la calidad del recurso y el relativo bajo costo de manejo, convirtiéndose en una clara opción para el abastecimiento1. 1 COLOMBIA. INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIAY MINERIA. Programa de Exploración de Aguas Subterráneas.2004. 3 Con estos primeros avances, en la década de los setentas se suscribieron los primeros convenios y contratos interinstitucionales de cooperación técnica con gobiernos de otros países, como Holanda mediante el TNO- Te Netherlands Organization for Applied Scientific Research y por parte del país con entidades como el Departamento Nacional de Planeación (DNP) e Ingeominas. La finalidad de estos convenios fue realizar los estudios sistemáticos de carácter regional, adelantar estudios hidrogeológicos en algunos municipios e iniciar las actividades de exploración de aguas subterráneas2. En los años 90, a través de convenios con el Corpes-Costa Atlántica, las corporaciones autónomas regionales, los entes territoriales y algunas empresas de servicios públicos, se realizaron evaluaciones hidrogeológicas en el Valle del Patía, la Sabana de Bogotá, el Urabá antioqueño, los departamentos del Huila, Cesar, Tolima, Magdalena, Sucre, Córdoba y la isla de San Andrés.3 Uno de los mayores aportes realizados en el estudio del recurso hídrico subterráneo, se inicio en el año 1996 con la elaboración del Atlas de Aguas Subterráneas de Colombia por parte del Ingeominas, en el cual se recopiló y analizó la información de los estudios hidrogeológicos existentes. Con esta herramienta se logro establecer la potencialidad y la probabilidad de ocurrencia de aguas subterráneas, así como la localización y caracterización hidrogeológica en algunas zonas del país. El Plan de Ordenamiento y Manejo de los Cerros Orientales (POMCO) se completo en el 2006, en el se contemplo el tema relacionado con el desarrollo de recursos hídricos en los Cerros Orientales, incluyendo el manejo de las cuencas de los ríos. El POMCO, hace énfasis en la conservación del ecosistema fuera del área urbana. Los estudios hidrogeológicos en los últimos cincuenta años, han estado enfocados a inventariar y cuantificar el recurso hídrico subterráneo para su exploración y explotación y no al estudio de sus dinámicas potenciales ambientales para su conservación y uso sostenible. Los estudios más detallados, han identificado ciertas áreas como zonas de recarga de acuíferos, mediante el uso de modelaciones matemáticas y modelos 2 COLOMBIA. MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Formulación de Proyectos de Protección Integrada de Aguas Subterráneas. Guía Metodológica. 2002. 3 COLOMBIA. INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGIAY MINERIA - INGEOMINAS. Programa de Exploración de Aguas Subterráneas. Bogotá, D.C.: Ingeominas .2004. 4 conceptuales que permiten ampliar el conocimiento de funcionamiento del acuífero y evaluar solo la parte de aprovechamiento hídrico. Con el fin de reglamentar la gestión y manejo del recurso hídrico, uno de los aportes más importantes durante el último periodo, fue adelantado por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, entidad que lideró el proyecto de la Política Nacional para la Gestión Integral del Recurso Hídrico PNGIRH) que establece los objetivos, estrategias, metas, indicadores y líneas de acciónestratégica para el manejo del recurso hídrico en el país. A pesar de los esfuerzos técnicos y legales realizados por las autoridades ambientales y la existencia de numerosos instrumentos legales para la preservación y conservación de los recursos naturales, aun no se ha emitido una figura legal específica en la cual se haga referencia a la identificación, delimitación, protección y manejo adecuado de las zonas de recarga, que pueden verse afectadas por efectos de impermeabilización por la falta de restricción de actividades de gran impacto que afectan la calidad y cantidad del agua que allí se infiltra 1.1 Antecedentes del Autor Laura Flantermesk Pineda, profesional en Administración Ambiental egresada de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas 2007. Actualmente me encuentro adelantando la Especialización en Gerencia Ambiental en la Universidad Libre. He desempeñado actividades con entidades como la Contraloría de Bogotá, realizando el apoyo técnico para el “Análisis de Las Emisiones Atmosféricas Generadas Por Las Operaciones Aeroportuarias Y Proyecciones de los Efectos Durante el Proceso de Ampliación y Modernización del Aeropuerto Internacional El Dorado (Bogotá – Colombia)”2006. En la actualidad, hago parte del equipo de trabajo de la Dirección de Abastecimiento de la Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá, la cual ha adelantado estudios con el fin de promover el desarrollo sostenible del Recurso Hídrico Subterráneo. El análisis de la información disponible, me llevó a evidenciar la inexistencia de métodos encaminados a la delimitación de áreas de significancia hídrica, para su conservación y manejo adecuado. La propuesta presentada, pretende generar un aporte para trabajar en el tema de manera que se integre al proceso de manejo integral de recurso hídrico subterráneo. 5 2. JUSTIFICACION Si bien, el recurso natural que se ha convertido en fuente vital para la subsidencia de la población humana y de los ecosistemas, es el Agua. Numerosos estudios realizados han determinado que aproximadamente el treinta y uno por ciento (31%) del recurso hídrico es subterráneo y ha sido definido durante los últimos años como el recurso invisible que corre bajo nuestros pies. El agua surge como el mayor conflicto geopolítico del siglo XXI, ya que se espera que para el año 2025, la demanda de este elemento tan necesario para la vida humana sea un cincuenta y seis por ciento (56%) superior que el suministro actual, y quienes posean agua podrían ser blancos de un saqueo forzado. La pugna es entre quienes creen que el agua debe ser considerado un “comodita” o bien comerciable (como el café o el maíz) y por otro lado, quienes expresan que es un bien social relacionado con el derecho a la vida (Faustino 2006). A escala mundial, los acuíferos o formaciones geológicas que contienen recursos hídricos utilizables están experimentando una creciente amenaza de contaminación causada por la creciente ampliación urbanística, el desarrollo industrial, las actividades agrícolas y emprendimientos mineros. El deterioro de las zonas de recarga hídrica de las cuencas hidrográficas, la baja eficiencia del uso del recurso, la contaminación de ríos, fuentes, zonas de recarga y reservorios de agua, están causando una acelerada reducción de la disponibilidad de las fuentes de agua para usos múltiples. Dentro de este contexto, parte de la problemática de deterioro del recurso hídrico subterráneo, en términos tanto de calidad como de cantidad y disponibilidad, radica en que no existe ninguna figura de ordenamiento ambiental territorial específica que contemple implícitamente las ZRHA (Zonas de Recarga Hídrica de Acuíferos) como áreas de protección especial, que requieren de una identificación y delimitación clara, así como de la designación de unos usos del suelo especiales, no solo por su carácter de aporte, sino por la complejidad que tiene todo el sistema hídrico subterráneo. En este momento, faltan instrumentos legales para delimitar y proteger las zonas de recarga de su posible impermeabilización; y para restringir y controlar las actividades que se desarrollan en su superficie, de modo que no afecten la cantidad ó calidad del agua infiltrada. Falta así mismo, asegurar que el cuidado de las zonas de recarga sea un factor determinante en la asignación de usos del suelo. 6 Al desconocer los sitios precisos por donde mayormente se está realizando la recarga hídrica, por la falta de elementos o criterios que faciliten de una forma práctica su identificación, se dificulta cada vez más, definir su buen uso y manejo. La zonas de recarga de los acuíferos y su explotación adecuada, permite mejorar la circulación del agua y su calidad (UNESCO, 1986). Es evidente, que no se podrá obtener una mayor cantidad de agua si no se conoce la cantidad y calidad de la que se haya infiltrado a partir de las precipitaciones atmosféricas y esté acumulada en la cuenca hidrológica subterránea. Por esta razón es importante establecer donde y cuanto se está infiltrando y delimitar las zonas donde gracias a sus características se acumula e infiltra el mayor porcentaje de agua. Por lo tanto, la creación de una propuesta metodológica para la identificación de zonas potenciales de recarga hídrica, como mecanismo de protección, contribuye en gran medida al manejo integral del recurso hídrico subterráneo, ya que se constituye como una herramienta de información, defensa y conservación, que incentiva y promueve el cuidado y la sostenibilidad de los recursos naturales y integrándose a los procesos de planificación y valoración del recurso. Mediante el presente trabajo de grado, se pretende contribuir con un método de valoración mediante el uso de criterios prácticos y de fácil aplicación para la identificación y/o selección de las zonas de recarga hídrica, su delimitación y a su vez proponer una figura de ordenamiento, donde queden estipulados de forma clara sus usos, la toma de decisiones en torno a la protección, conservación y manejo sostenible de dichas zonas, en función de mejorar la disponibilidad y calidad de las aguas, especialmente para consumo humano, así como para otros usos (agricultura, ganadería, industria, etc.). 7 3. OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GENERAL Proponer una metodología general basada en criterios técnicos de identificación, delimitación y preservación de zonas de recarga hídrica de acuíferos. 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Analizar la información existente sobre el manejo de recurso hídrico subterráneo. • Consolidar los criterios técnicos de identificación base de zonas de recarga hídrica de acuíferos. • Establecer criterios de selección para la delimitación de zonas de recarga hídrica de acuíferos previamente identificadas. • Proponer una figura de ordenamiento ambiental territorial para preservar las zonas de recarga hídrica y sus sistemas reguladores. 8 4. MARCOS REFERENCIALES Para efectos de la investigación y con el propósito de contextualizar la presente monografía, el marco referencial se organizó de manera que se relacionaran los conceptos de mayor relevancia en el manejo y gestión integral del recurso hídrico subterráneo; para la delimitación y alternativas de manejo se presenta las figuras de protección y preservación existentes en el país. Por otra parte, se desarrolló el marco legal que en materia de recurso hídrico se ha presentado en el país. 4.1 MARCO CONCEPTUAL Tradicionalmente, la gestión integrada del recurso, es un proceso que promueve el manejo y desarrollo coordinado del agua, la tierra y los recursos relacionados, con el fin de maximizar el bienestar social y económico resultante de manera equitativa sin comprometer la sustentabilidad de los ecosistemas vitales, por lo tantoel manejo sostenible de los recursos hídricos subterráneos parte de un buen conocimiento científico de los mismos. Esto supone, en primer lugar, un conocimiento adecuado de la hidrología, geología y por ende de la hidrogeología. 4.1.1 La Hidrología La Hidrología interviene directa o indirectamente en casi todas las actividades socioeconómicas relacionadas con el recurso hidrico: agua potable, agua para la generación de energía, agua para riego, para la industria, la salud, la navegación, la recreación, y actividades naturales tales como la erosión de suelos y la sedimentación, abarcando todos los aspectos del agua. Esta ciencia también abarca todos los aspectos del agua superficial y subterránea de calidad y cantidad y sus aprovechamientos. Según Custodio 1998, la Hidrología, es definida como la ciencia geográfica que se dedica al estudio de la distribución espacial, temporal y las propiedades del agua presente en la atmósfera y en la corteza terrestre. Esto incluye las precipitaciones, la escorrentía, la humedad del suelo, la evapotranspiración y el equilibrio de las masas glaciares. El concepto fundamental de la hidrología es el Ciclo Hidrológico; como todo ciclo no tiene ni principio ni fin y su descripción puede comenzar en cualquier punto. La energía solar evapora el agua de la superficie de los ríos, lagos y océanos, concentrándola en la atmósfera en forma de vapor de agua, así como el vapor producido por la transpiración de las plantas. 9 Gran parte del vapor de agua incorporado a la atmósfera se condensa y se precipita sobre los océanos y la tierra en forma de lluvia y nieve; otra pequeña parte se condensa como rocío y escarcha sobre la superficie terrestre, al precipitarse sobre el terreno, una parte del agua se escurre hacia los cursos de agua, lagos o mares; otra se evapora y una última parte penetra en el suelo. (Custodio, 1998). Figura No 1 Fases del Ciclo Hidrológico Fuente: CATIE 2007. Para comprender la dinámica del Ciclo Hidrológico y cómo influyen cada uno de sus componentes en la identificación de las zonas primordiales de recarga hídrica es importante contextualizar el área donde interactúan el agua superficial y el agua subterránea. Las Cuencas son definidas como el área de la superficie terrestre drenada por un único sistema fluvial, pueden considerarse como sistemas abiertos (conjunto de elementos y alteraciones interrelacionadas que intercambian energía y materia con las zonas circundantes) en los que es posible estudiar los procesos hidrológicos. Pueden ser Cuenca hidrográfica, espacio de territorio delimitado por la línea divisoria de las aguas, conformado por un sistema hídrico, allí se encuentran los recursos naturales, la infraestructura que el hombre ha creado, desarrolla sus actividades económicas y sociales generando diferentes efectos favorables y no favorables para el bienestar humano, y la Cuenca Hidrológica, es la unidad morfológica constituida por la cuenca hidrográfica y las aguas subterráneas. 10 Cuando el relieve y fisiografía, tienen una forma y simetría diferente a la configuración geológica de la cuenca, se puede decir que existe una cuenca subterránea.4 Las corrientes fluviales presentes en la cuenca, generan diferentes tipos de drenaje fruto de la clase de suelo existente en el área y de la erosión del mismo, los patrones de drenaje son: Dendrítico, caracterizado por la ramificación, se forma en áreas con rocas sedimentarias planas, mientras que las regiones con cumbres elevadas, como las volcánicas, tienen un drenaje de tipo Radial. La interdependencia que existe entre el agua superficial y el agua subterránea está influenciada en gran medida por cada uno de los factores que hacen parte del ciclo hídrico, la cantidad y calidad depende directamente de la Precipitación, definida según Castany (1971), como la cantidad de agua meteórica total, líquida o sólida, que cae sobre una superficie horizontal determinada, esto incluye básicamente: lluvia, nieve y granizo. Según Villón (2004), las precipitaciones se clasifican en relación al factor que provoca la elevación del aire en la atmósfera en: Precipitación Convectiva, Se producen por el ascenso de bolsas de aire caliente, generalmente viene acompañada de rayos y truenos, propias de las regiones tropicales, donde las mañanas son muy calurosas, el viento es calmo y ha y una predominancia de movimiento vertical del aire, Precipitación Orográfica, se presentan cuando masas de aire húmedo son obligadas a ascender al encontrar una barrera montañosa La Precipitación Ciclónica, provocadas por los frentes asociados a una borrasca o ciclón y la Precipitación Efectiva porción de la precipitación que puede infiltrarse en el perfil del suelo y estar de forma disponible para ser aprovechada por las raíces de las plantas o bien alcanzar estratos más profundos como los acuíferos. El agua proveniente de la precipitación es la fuente primaria del agua de la superficie terrestre, y sus mediciones y análisis forman el punto de partida de la mayor parte de los estudios concernientes al uso y control del agua (Aparicio 1997). Cuando el agua de lluvia inicialmente satisface las demandas hídricas del suelo y el ambiente Atmosférico, por efecto de variables como temperatura, humedad relativa, lluvia, radiación solar y viento. 4 Aparicio, M. Fundamentos de hidrología de superficie. Cuernavaca, México, Lisuma.1997 11 El efecto combinado de la Transpiración, pérdida de agua de las plantas a través del sistema foliar y la Evaporación del agua de la superficie del suelo genera la Evapotranspiración. Una vez cubiertas todas las demandas, se presenta la Escorrentía, conocida como la cantidad del agua de lluvia que excede la capacidad de infiltración del suelo. Cuando el exceso de lluvia supera la capacidad de almacenamiento del suelo, el agua fluye en sentido longitudinal de la pendiente (aguas abajo), el exceso de agua escurre hacia los arroyos, quebradas, ríos, lagos y océanos (Núñez 2001). La escorrentía se clasifica en tres tipos: Escorrentía superficial, Escorrentía subsuperficial y Escorrentía subterránea la cual es mucho más lenta que la superficial. Al satisfacer la deficiencia de humedad del suelo, la cantidad de agua lluvia excedente, penetra por la superficie del suelo llegando a las capas inferiores del suelo saturando los espacios vacíos, este proceso es denominado Infiltración. El ingreso vertical descendente del agua de lluvia a través de la superficie de un suelo no saturado con agua es influenciado por factores como la conductividad hidráulica, la porosidad del suelo, la condición de la superficie y la capa vegetal afectando la tasa de infiltración (Faustino 2006). Ahora bien, la cantidad máxima de agua que puede absorber un suelo en determinadas condiciones es conocida como la Capacidad de Infiltración, esta cantidad es variable en el tiempo y está en función de la humedad del suelo, el material que conforma al suelo y la mayor o menor compactación que tiene el mismo. La disponibilidad real del recurso hídrico se hace con base en el Balance Hídrico, tomando los parámetros involucrados del ciclo hidrológico y de los ecosistemas asociados y la interrelación entre ellos, dando como resultado un diagnóstico de las condiciones reales del recurso hídrico en cuanto a su oferta, disponibilidad y demanda. La importancia de realizar un balance hidrológico en una cuenca, es la determinación de la oferta real del recurso hídrico, representado por la escorrentía y compararla con la demanda para determinar si la cuenca está siendo sobreexplotada o si por el contrario existe disponibilidad adicional para utilizar mayores cantidades de agua en otros usos. La ecuación de continuidad, o de balance hidrológico, es la ley más importante en Hidrologíay aunque su expresión es muy simple, está sustentado en la aplicación del principio de conservación de masa. Esta expresa la equivalencia entre los 12 aportes de agua que entran al volumen de control y la cantidad de agua que sale considerando además las variaciones internas en el almacenamiento de humedad ocurrida durante un período de tiempo determinado. La ecuación del balance hídrico se expresa de la siguiente forma: P = E + R + G + S P = Precipitación E = Evapotranspiración R = Escorrentía Superficial G = Escorrentía Subterránea S= Cambio Global en el Almacenamiento 4.1.2 La Geología La Geología es la información base para los estudios hidrogeológicos ya que define las propiedades de las rocas y las estructuras geológicas favorables para almacenar aguas subterráneas. Es uno de los factores que ejerce mayor influencia sobre la presencia y distribución del agua subterránea en la corteza terrestre. El ambiente físico donde ocurren los procesos hidrogeológicos es netamente geológico; las aguas subterráneas se acumulan y se mueven en el interior de las formaciones geológicas (roca-sedimento). Las características del suelo, el tipo de roca, las estructuras geológicas y los depósitos no consolidados, condicionan el funcionamiento de los acuíferos. Así mismo, las condiciones hidrodinámicas y las propiedades geológicas de las rocas y sedimentos determinan la composición química del agua que contienen. El Relieve es consecuencia de los procesos geológicos y de meteorización actuando sobre los materiales geológicos, y es considerado como factor formador del suelo. Una de las varias características del relieve es la pendiente, que modifica las condiciones del suelo como son el drenaje, la infiltración, la profundidad, la susceptibilidad a la erosión, el cúmulo de materiales etc., afectando por lo tanto el desarrollo y la evolución del perfil en el tiempo, su grado de utilidad agrícola y su clasificación (Núñez 1981). 13 Los materiales no consolidados sobre la superficie de la tierra son denominados Suelo, el cual sirve como medio natural para el crecimiento de las plantas y que ha estado sujeto e influenciado por factores genéticos y del medio ambiente tales como, el material parental, el clima, organismos y topografía, generando muchas propiedades y características físicas, químicas, biológicas y morfológicas. Cuando nos referimos a las zonas de mayor recarga hídrica de los acuíferos subterráneos es importante conocer y entender cuáles son las principales características del suelo que pueden favorecer o no la mayor recarga de los acuíferos, entre estas características podemos referirnos a la infiltración, permeabilidad, conductividad hidráulica, capacidad de retención, las cuales están relacionadas a la textura, porosidad y contenido de materia orgánica presente en los suelos. La Textura del suelo es una de sus características básicas. Influencia otras propiedades como las relaciones hídricas, la fuerza o succión con que es retenida el agua por los coloides o arcillas del suelo y el rango de disponibilidad de agua para las plantas. Determina parcialmente el grado de aireación del suelo, ya que dependiendo del tipo de textura predominante dominan macro poros (rango 60 – 100 Und) o micro poros (menores de 60 Und). La combinación de los tres componentes primarios arenas, limos y arcillas y otros más grandes (tanto de naturaleza mineral como orgánica), los que por acción directa de materiales cementantes, se agregan y forman lo que se conoce como peds (agregados del suelo de menor tamaño en el contexto de la jerarquía de agregados) es lo que determina la Estructura del suelo. Una característica importante de la estructura del suelo, es la capacidad que tienen los granos de retener su forma cuando se humedecen y de permitir el paso del agua a través del suelo. A esta propiedad se le llama Estabilidad Estructural. Los granos del suelo deben tener suficiente estabilidad para permitir el libre paso del agua y la entrada de aire conforme sale el agua. La estructura del suelo influye en las relaciones suelo-agua-planta, el régimen de aireación del suelo, el grado de porosidad, la velocidad de infiltración del agua en el suelo y su correspondiente movimiento. La fracción orgánica del suelo incluye los residuos provenientes de las plantas y animales que se encuentran en el suelo en diferentes etapas de descomposición, conteniendo residuos frescos, parcialmente descompuestos y totalmente descompuestos (humus), llamándose, en forma genérica Materia Orgánica. 14 Esta, mejora las propiedades físicas y químicas de los suelos y contribuye a la formación de horizontes (procesos pedogenéticos) o contribuye con otros procesos formadores del suelo. Favorece tanto el movimiento de agua y aire como la retención de agua en el suelo debido a que distribuye en forma equilibrada los tipos de poros, también disminuye la densidad aparente ya que incorpora materiales menos densos dentro de un mismo volumen de suelo. La Permeabilidad es la facilidad que tiene un material geológico para dejar pasar cualquier fluido, en este caso el agua, a través de los intersticios. Cuando el fluido es agua, se considera más adecuado emplear conductividad hidráulica, concepto que incorpora la densidad y viscosidad del agua. Se han diferenciado dos clases de permeabilidad: la permeabilidad continua, en pequeño o conductividad hidráulica de medios granulares, que es la que se presenta cuando los poros o instersticios están comunicados entre sí y la permeabilidad localizada, en grande o de medios fracturados, que se presenta cuando el agua se mueve a través de fisuras y grietas de las rocas (Meléndez; Fuster. 1973) La Conductividad Hidráulica en suelo no saturado, está en función del contenido de humedad del suelo y cuyo valor va disminuyendo a medida que el suelo va secándose. Según varios autores, la conductividad hidráulica es afectada por: la textura del suelo y tipos de poros predominantes, la presencia de grietas y fisuras, la actividad de insectos, la estructura del suelo y el contenido de materia orgánica. Otra de las características importantes del suelo, es la cantidad de agua que retiene contra la gravedad cuando se le deja drenar libremente, este proceso es conocido como la Capacidad de Retención. En un suelo bien drenado, por lo general se llega a este punto, aproximadamente 48 horas después del riego sin problemas de drenaje. Las diferentes formaciones poseen ciertas propiedades que son definitivas para poder constituir buenos acuíferos. Las Rocas son agregados naturales que están formadas por minerales que en su estado sólido presentan un patrón atómico y/o molecular ordenado y tridimensional. Los minerales son sustancias inorgánicas con características definidas de color, brillo, dureza, estructura cristalina, composición química, simetría espacial, relación tridimensional de ejes, etc. El ciclo de las rocas se determina cuando el magma se transforma en rocas ígneas y de éstas pueden generarse sedimentos, rocas sedimentarias o rocas metamórficas. Las rocas ígneas y sedimentarias dan origen a las rocas metamórficas y éstas al magma. En general las rocas por su origen se clasifican en: ígneas, metamórficas y sedimentarias. 15 La solidificación del magma, fragmentado o compacto, sobre y/o en el interior de la corteza terrestre dan origen a las Rocas Ígneas. Estas pueden ser intrusivas, formadas por enfriamiento lento y las Hipoabisales, formadas por enfriamiento rápido que se cristalizan cerca de la superficie. Las Rocas Sedimentarias se originan a partir de la erosión, remoción y deposición de fragmentos de rocas ígneas y metamórficas, a través de procesos diagenéticos. Geológicamente, esto significa que ocurre transformación de los materiales depositados, lo cual produce rocas sedimentarias de característicasdefinidas que se consolidan y se compactan por desecamiento, presión y/o por cementación de sustancias en el medio. Las rocas sedimentarias se clasifican por su origen en, Clásticas formadas de residuos de otras que se consolidan por procesos físicos, éstas se subdividen en, consolidadas y no consolidadas. Las No clásticas (rocas químicas), se originan por cristalización de sales disueltas dentro de la corteza terrestre o en los fondos marinos poco profundos. A partir de rocas ígneas y rocas sedimentarias preexistentes, como consecuencia de altas presiones (termorfismo) y altas temperaturas (dinamorfismo) se originan las Rocas metamórficas. Los diferentes tipos de rocas también presentan una serie de características que influyen en gran medida en el porcentaje de agua que se infiltra hasta el acuífero. La porosidad de las rocas, es la porción del volumen total de una roca no ocupada por material mineral sólido, donde estos espacios pueden ser ocupados por agua y/o aire. Dichos espacios se conocen como poros o intersticios. Los intersticios se caracterizan por su tamaño, forma, irregularidad y distribución. La permeabilidad de las rocas depende directamente de su porosidad, es decir, de los espacios huecos que puedan existir entre los elementos que la integran, y que de estos huecos estén comunicados entre sí. Son rocas muy permeables, las arenas, las gravas y las calizas fisuradas; algo menos permeables los aluviones, en los que la arena y grava están mezcladas con arcillas, y las areniscas, según su grado de cementación. Son rocas impermeables, las arcillas, las magas, las pizarras y las rocas eruptivas cuando no están fracturadas. Cuando las tensiones a que están sometidas las rocas en el interior de la corteza terrestre, sobrepasan su límite de resistencia específico, se produce la rotura de las mismas, según una serie compleja de planos que coinciden con las direcciones de mínima resistencia, en relación con la dirección de la tensión o presión sufrida. 16 Las fracturas pueden ser fallas o diaclasas: ambas suponen un origen común que las explica, es decir, liberación de energía de presión por encima del límite plástico de las rocas. En las fallas hay desplazamiento importante de una masa con respecto a la otra, en las diaclasas no. Una Falla, es una superficie de discontinuidad, una Fractura, es en la que se ha producido desplazamiento relativo de una de las partes con relación a la otra. La calidad del agua se modifica a medida que se mueve por las capas de los suelos y rocas donde fluye. Poco a poco el agua lixivia o disuelve las formaciones rocosas que atraviesa y adquiere minerales y sustancias químicas que alteran su calidad. Existen tres sistemas principales de flujo de agua subterránea que se establecen de acuerdo con la topografía y al marco geológico presente: local, intermedio y regional. Una topografía abrupta producirá varios sistemas locales, en cada topografía el agua entra y sale en el mismo valle. En algunos casos parte del agua de recarga podrá descargar en otro valle localizado a un nivel topográfico menor, esto definirá un sistema intermedio. Los sistemas regionales se desarrollan a mayor profundidad y van de las partes más altas a las zonas de descarga más bajas de la cuenca (Carrillo 2003). Figura No. 2 Movimiento del Recurso Hídrico Subterráneo Fuente: Carrillo Rivera, 2008. 17 La disminución o aumento en la recarga natural y del movimiento de esta a través del acuífero, está relacionado con la presencia de factores tales como: • Conversión de áreas de descarga en áreas de recarga • Afectación del nivel de agua en una gran extensión geográfica • Cambios en la frontera de funcionamiento, pueden afectar los flujos de materia y calor en un rango de miles de años 4.1.3 La Hidrogeología El agua subterránea es un elemento del medio natural que puede ser estudiado desde diversos enfoques, es interdisciplinar, pero va unido muy estrechamente a la Geología. El medio físico en el que se estudia el agua subterránea es un ambiente netamente geológico, lo que significa que el agua se mueve al interior de formaciones litológicas, o rocas, cuyo estudio o conocimiento geológico previo es fundamental. Por esta razón las aguas subterráneas se estudian dentro de una rama de la Geología hamada hidrogeología, mediante un esquema lógico a nivel cualitativo que describa las propiedades, condiciones, procesos y potencialidades de los acuíferos. La Hidrogeología se define como “aquella rama de la ciencia que estudia el almacenamiento, distribución, movimiento y calidad del agua que se encuentra por debajo de la superficie terrestre” (Custodio 1998). Es decir, que la hidrogeología estudia el origen y la formación de las Aguas Subterráneas, las formas de yacimiento, su difusión, movimiento, régimen y reservas, su interacción con los suelos y rocas, su estado (líquido, sólido y gaseoso) y propiedades (físicas, químicas, bacteriológicas y radiactivas); así como las condiciones que determinan las medidas de su aprovechamiento, regulación y explotación. Esta agua proviene de la infiltración directa en el terreno de las lluvias o nieves, o indirectas de los ríos o lagos y de las precipitaciones atmosféricas, la cual penetra en el terreno por gravedad, favorecida por la existencia de grietas o fisuras en las rocas, y por la misma porosidad de los materiales que forman el subsuelo, constituyendo así el agua subterránea también llamada “freática” (Meléndez y Fuster 1972). 18 Ahora bien, en términos del estudio del agua subterránea, reciben el nombre de Acuíferos, aquel estrato o formación geológica que permitiendo la circulación del agua por sus poros o grietas, hace que el hombre pueda aprovecharla en cantidades económicamente apreciables para subvenir a sus necesidades (Custodio 1998). Para entender un poco el funcionamiento interno de los acuíferos es necesario tener en cuenta que la geología junto con otras características específicas (hidrometereológica, hidrogeoquímicas e hidro-geológicas) determinan la posible presencia de un acuífero en un determinado lugar, así como su comportamiento. También es importante tener en cuenta que la capacidad de las formaciones geológicas para almacenar y transmitir agua depende principalmente de su permeabilidad. Hablamos de Capa permeable, cuando sus propiedades transmisoras de agua son favorables o, al menos favorables en comparación con los estratos superiores o inferiores. Una Capa semipermeable tiene propiedades transmisoras de agua relativamente desfavorables para el flujo horizontal y una Capa impermeable, tiene propiedades transmisoras de agua tan desfavorables que solamente fluyen a través de ella, sea vertical u horizontal, cantidades de agua despreciables. Capas completamente impermeables son poco frecuentes cerca de la superficie del suelo, pero son comunes a mayores profundidades, donde han tenido lugar la compactación, cementación y otros procesos de consolidación. Una clasificación de tipos de acuíferos se hace de acuerdo con el grado de confinamiento de las aguases, es decir, la presión a la cual están sometidas5. En este sentido, hay cuatro tipos de acuíferos: Confinados, libres, semilibres y Semiconfinados El Acuífero Confinado es una formación geológica completamente saturada de agua que se encuentra entre dos estratos impermeables. En este tipo de acuíferos, el agua está sometida a una presión mayor que la atmosférica. Por esta razón, al perforar un pozo en ellos, el agua se eleva por encima de la parte superior del acuífero hasta alcanzar un nivel que se denomina nivel piezométrico, el agua de un acuífero confinado se denomina agua confinada o agua artesiana. 5 Carrica, Jorge C. y Lexow, Claudio. 2004. Evaluación de la recarga natural al acuífero de la cuencasuperior del arroyo Napostá Grande, provincia de Buenos Aires. Rev. Asoc. Geol. Argent. 2004, vol.59. Disponible en Web: http://www.scielo.org.ar 19 Una formación permeable saturada limitada en su parte inferior por una capa impermeable es llamado Acuífero libre o acuífero freático. El límite superior está formado por la tabla de agua, la que se encuentra en equilibrio con la presión atmosférica. El agua en un acuífero libre se llama agua freática o libre. El Acuífero semilibre, es en realidad una formación casi semiconfinada, en la cual la conductividad hidráulica de la capa semipermeable es tan grande que el componente horizontal de flujo de esta capa no puede ser despreciada. Este tipo de acuífero es una forma intermedia entre el tradicional, acuífero semiconfinado y el acuífero libre. Figura No. 3 Esquema de Acuífero Libre, Confinado y Semiconfinado Fuente: CATIE 2007. Por último, el Acuífero semiconfinado, es una formación permeable saturada, cuyo límite superior está constituido por una capa semipermeable y cuyo límite inferior puede ser una capa impermeable o semipermeable. En la capa superior se encuentra la tabla de agua, cuya altura difiere a menudo a la carga piezométrica y al agua confinada en la capa permeable. Existen otras clasificaciones de acuíferos, pero relacionadas con la porosidad del suelo y de grietas y fisuras, entre ellos tenemos los Acuíferos Porosos, cuya permeabilidad es debida a su porosidad intergranular; entre ellos se encuentran las gravas, arenas, arcosas y, en general, todos los materiales detríticos con tamaño de grano de arena como mínimo y los Acuíferos Cársticos y Fisurados, cuya permeabilidad es debida a grietas y fisuras, tanto de origen mecánico como de disolución y se encuentran entre ellos las calizas, dolomías, granitos, basaltos, etc., siendo los dos primeros los tipos más importantes (Custodio 1998). 20 Los fenómenos más importantes concernientes a los acuíferos desde el punto de vista de la hidrología son la Recarga y Descarga de ellos. Normalmente los acuíferos se van recargando de forma natural con la precipitación que se infiltra en el suelo y en las rocas. Los fenómenos más importantes concernientes a los acuíferos desde el punto de vista de la hidrología son la recarga y descarga de ellos. Normalmente los acuíferos se van recargando de forma natural con la precipitación que se infiltra en el suelo y en las rocas. En el ciclo geológico normal el agua suele entrar al acuífero en las llamadas zonas de recarga, atraviesa muy lentamente el manto freático y acaba saliendo por las zonas de descarga, formando manantiales y fuentes que devuelven el agua a la superficie (Faustino 2006). La recarga es el proceso de incorporación de agua a un acuífero producido a partir de diversas fuentes, de la precipitación, de las aguas superficiales y por transferencias de otro acuífero. Los métodos para estimarla son de variada naturaleza, entre los que se destacan los balances hidrológicos, el seguimiento de trazadores ambientales o artificiales (químicos e isotópicos), las mediciones directas en piezómetros, la cuantificación del flujo subterráneo y las fórmulas empíricas. Los resultados son inseguros debido a la incertidumbre de los componentes considerados en las ecuaciones, la naturaleza empírica o semi-empírica de las fórmulas utilizadas, la simplificación de las variables y de los procesos y errores en las mediciones de calibración (Carrica et ál 2004). En términos generales se denomina recarga al proceso por el cual se incorpora a un acuífero agua procedente del exterior del contorno que lo limita. Son varias las procedencias de esa recarga, desde la infiltración de la lluvia (la más importante en general) y de las aguas superficiales (importantes en climas poco lluviosos), hasta la transferencia de agua desde otro acuífero, si los mismos son externos al acuífero o sistema acuífero en consideración (Custodio 1998). Debido a que gran parte de la precipitación es de origen orogénico, las montañas y zonas altas, principalmente si su suelo y subsuelo son permeables, debido a su mayor constancia de precipitación, son por lo general áreas de recarga importantes. Los acuíferos se recargan en cualquier área en que exista suelo o roca permeable en superficie, que esté en comunicación hidráulica con los acuíferos y que esté temporalmente en contacto con agua. 21 Para conocer y delimitar las principales zonas de recarga de un acuífero y su mecánica de funcionamiento, se necesitan variados estudios hidrogeológicos específicos. Los factores que afectan la recarga hídrica son: Clima, Suelo, Topografía, Estratigrafía geológica y Cobertura vegetal. El Escurrimiento, se presenta cuando el agua que cae proveniente de las precipitaciones forma flujos superficiales, subsuperficiales y subterráneos los cuales son captados por los cauces de los ríos. De acuerdo con el movimiento del agua en el suelo, subsuelo y manto rocoso, las zonas de recarga hídrica se pueden clasificar en; Zonas De Recarga Hídrica Superficial, prácticamente es toda la cuenca hidrográfica, excluyendo las zonas totalmente impermeables, esta es la que se humedece después de cada lluvia, originando escorrentía superficial, Zonas De Recarga Hídrica Subsuperficial, es la que corresponde a las zonas de la cuenca con suelos con capacidad de retención de agua o almacenamiento superficial sobre una capa impermeable que permite que el flujo horizontal en el subsuelo se concentre aguas abajo en el sistema de drenaje. Existen también las Zonas De Recarga Hídrica Subterránea, aquellas zonas de la cuenca (sitios planos o cóncavos, y rocas permeables) en el cual el flujo vertical de la infiltración es significativa, ésta es la que forma o alimenta los acuíferos (Faustino 2006). Adicional a los procesos de recarga natural, anteriormente descritos, la Recarga Artificial de los acuíferos data por lo menos, de la época en que se comenzó a regar el agua sobre el terreno, siendo el volumen de agua excesivo en relación a las necesidades de las plantas, una parte no despreciable de aquel que se infiltraba en el acuífero, provocando una recarga no natural del mismo La recarga artificial consiste en hacer penetrar en el terreno el máximo caudal de agua para el mínimo costo de inversión y explotación. Este tipo de proceso es una herramienta de la gestión hídrica planificada en la que aguas superficiales ocasionales, sobrantes o especialmente destinadas se almacenan en los acuíferos para incrementar los recursos hídricos y para mantener o constituir una reserva disponible para situaciones de escasez estacional o para sequías (Custodio 2000). 22 Figura No. 4 Flujo del Agua Subterránea Fuente: CATIE 2007. Así como se infiltra el agua desde la superficie, el agua subterránea mana de forma natural en distintas clases de emergentes en las laderas (manantiales) este proceso se conoce como Descarga. Cuando no hay emergentes naturales, al agua subterránea se puede acceder a través de pozos, perforaciones que llegan hasta el acuífero y se llenan parcialmente con el agua subterránea, siempre por debajo del nivel freático, en el que provoca además una depresión local. La Descarga, es considerada como el agua liberada de la zona de saturación, es decir, es la salida natural del agua subterránea proveniente de un acuífero, que generalmente define un manantial. En las zonas de descarga, que con frecuencia son de extensión superficial más reducida que las zonas de recarga, el terreno tiene un aporte de humedad suplementario que puede compensar total o parcialmente el déficit hídrico de ciertas épocas del año, produciendo así un fuerte contraste de vegetación según las circunstancias de ese aporte hídrico. Si el exceso de humedad es alto, en las zonas de descarga se inicia la red de drenaje permanente a travésde manantiales o zonas de rezume, con frecuencia acompañadas de rasgos morfológicos erosivos y acumulación superficial de sales. En general las zonas de descarga se sitúan al pie de zonas más elevadas, una cuenca alcanza su estado de equilibrio luego que descarga el excedente de agua a través de manantiales proveniente de la infiltración o recarga (Lynsley 1988). 23 4.1.4 Categorías de Protección y Manejo Las áreas de protección de recursos naturales, son aquellas destinadas a la preservación y protección del suelo, las cuencas hidrográficas, las aguas y en general los recursos naturales localizados en terrenos de aptitud forestal, así como las zonas de recarga de cualquier uso. El establecimiento de áreas naturales protegidas, tiene por objeto asegurar el aprovechamiento sustentable de los ecosistemas y sus elementos, así como los servicios ambientales de las cuencas, incluyendo sus zonas de recarga. Se considera que las zonas de recarga hídrica de acuíferos ZRHA, podrían considerarse “áreas de protección de recursos naturales” dentro de las figuras existentes para protección, como es el caso de las figuras de reservas forestales protectoras y productoras”. El marco legal de las reservas forestales tiene su origen en el Código Nacional de Recursos Naturales, contenido en el Decreto Ley 2811 de 1974. De conformidad con lo establecido en los artículos 202 al 205, las áreas forestales se clasifican en: Productoras, Protectoras y Protectoras – productoras. Las Áreas Forestales Productoras, Son aquellas que deben ser conservadas permanentemente con bosques naturales o artificiales para obtener productos forestales para comercialización o consumo. En ellas, hay dos clases de áreas de producción: la directa y la indirecta. El área de producción es directa, cuando la obtención de productos implica la desaparición temporal del bosque y su posterior recuperación. El área de producción es indirecta, cuando se obtienen frutos o productos secundarios que no implican la desaparición del bosque. Las Áreas Forestales Protectoras son aquellas que deben ser conservadas permanentemente con bosques naturales o artificiales, para proteger estos mismos recursos u otros naturales renovables. Aquí prevalece el efecto protector y sólo se permite la obtención de frutos secundarios del bosque. Las Áreas Forestales Protectoras – Productoras son aquellas que deben ser conservadas permanentemente con bosques naturales o artificiales para proteger los recursos naturales renovables y que además pueden ser objeto de actividades de producción, siempre y cuando se mantenga el efecto protector de la reserva. 24 En el artículo 47 del Código Nacional de Recursos Naturales, está establecida la facultad que tienen las autoridades ambientales para declarar reservada, parcial o totalmente, una fracción determinada o la totalidad de los recursos naturales renovables de una región o zona situada dentro de su jurisdicción6. En efecto, dicho artículo consagra lo siguiente: “Artículo 47. Sin perjuicio de derechos legítimamente adquiridos por terceros o de las normas especiales de este Código, podrá declararse reservada una porción determinada o la totalidad de recursos naturales renovables de una región o zona cuando sea necesario para organizar o facilitar la prestación de un servicio público, adelantar programas de restauración, conservación o preservación de esos recursos y del ambiente, o cuando el Estado resuelva explotarlos. Mientras la reserva esté vigente, los bienes afectados quedarán excluídos de concesión o autorización de uso a particulares.” Por lo tanto, incluir dentro de la figura de protección “Reserva Forestal” las zonas de recarga hídrica de acuíferos, está orientada al sentido de preservación y conservación de los recursos naturales, de manera que las ZRHA sean protegidas para conservar su aporte de infiltración del agua, su efecto regulador de la cantidad y calidad de las aguas que en la posteridad serán utilizadas por la comunidad en general. De acuerdo a lo establecido y al marco legal vigente para reservas forestales protectoras, los principales efectos que tendría la declaración e inclusión de las ZRHA (zonas de recarga hídrica de acuíferos) dentro de esta figura de protección y ordenamiento territorial, estarían principalmente dirigidos a la limitación, exclusividad y conservación o preservación del recurso hídrico subterráneo, destinando sus usos principalmente al mantenimiento y aprovechamiento racional del área y la promoción y realización de actividades de divulgación y de adecuación sobre conservación y desarrollo de los recursos naturales renovables. 6 CORPORACION AUTONOMA REGIONAL DE CUNDINAMARCA – CAR. Plan de Manejo Reserva Forestal Protectora Bosque Oriental. Documento Principal 2006. 25 4.2 MARCO LEGAL En Colombia la legislación ambiental en materia de recurso hídrico ha tenido un importante desarrollo en las últimas tres décadas, en especial, a partir de la Convención de Estocolmo de 1972, el ambiente en Colombia fue regulado mediante el Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección al Ambiente - Decreto 2811 de 1974, éste es oficializado e institucionalizado por la Constitución Política de Colombia de 1991 y se convierte en uno de los primeros esfuerzos en para expedir una normatividad integral sobre el medio ambiente. A parte de establecer las prioridades para el aprovechamiento de las diversas categorías de recursos naturales, esta norma establece que aguas subterráneas son las sulvalveas y ocultas debajo de la superficie del suelo o del fondo marino que brotan en forma natural, como las fuentes y manantiales captados en el sitio de afloramiento o las que requieren para su alumbramiento obras como pozos, galerías filtrantes u otras similares, de las cuales se deben organizar su protección y aprovechamiento. Posteriormente, es expedido el Decreto 1541 de 1978, por el cual se reglamenta el uso de las aguas superficiales y subterráneas, se estableció que a fin de prevenir contaminación o deterioro de aguas subterráneas a causa de actividades que no tengan por objeto el aprovechamiento de aguas, tales como explotación de minas y canteras, trabajos de avenamiento, alumbramiento de gases o hidrocarburos, establecimientos de cementerios, depósitos de basuras o de materiales contaminantes, se desarrollan mecanismos de coordinación con las entidades competentes para otorgar concesiones, de tal suerte que en la respectiva providencia se prevean las obligaciones relacionadas con la preservación del recurso hídrico. Ya para 1993 es oficialmente presentada la Ley 99 Sistema Ambiental de Colombia, mediante esta se establecen los Principios Generales Ambientales a seguir por parte de la política ambiental colombiana, contemplando el derecho a la vida saludable y productiva en equilibrio con la naturaleza; la protección especial de áreas de páramos, subpáramos, nacimientos de agua y acuíferos; la disponibilidad, accesibilidad y calidad del agua; la aplicación al principio de precaución para impedir la degradación del ambiente; la incorporación de los costos ambientales y uso de instrumentos económicos para prevenir, mitigar y compensar los impactos al ambiente, 26 Esta ley crea el Ministerio del Medio Ambiente, reordena el sector público encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y de los recursos naturales renovables y organiza el Sistema Nacional Ambiental, SINA para el manejo descentralizado, democrático y participativo del medio ambiente. Para 1997 fue emitida la ley 373 Ahorro y uso eficiente del agua en Colombia, por medio de la cual se estableció que las corporaciones autónomas regionales y demás autoridades ambientales realizarían los estudios hidrogeológicos y adelantarían las accionesde protección de las correspondientes zonas de recarga, con el apoyo de entidades como el IDEAM e Ingeominas. En cuanto al ordenamiento territorial, la ley 388 de 1997, modifico la ley de ordenamiento municipal, promoviendo el uso equitativo y racional del suelo, la preservación y defensa del patrimonio ecológico y cultural localizado en su ámbito territorial y la prevención de desastres en asentamientos de alto riesgo, así como la ejecución de acciones urbanísticas eficientes Para el año 2000, mediante la resolución 1096 se expide el Reglamento Técnico de Agua Potable y Saneamiento Básico RAS 2000, en el cual se reglamentan las características que deben tener las explotaciones de agua subterránea que abastecen acueductos. En los siguientes dos años, se expide el Decreto N° 1729 de Agosto de 2002 relacionado con el manejo de cuencas hidrográficas, donde queda establecido que una cuenca u hoya hidrográfica es el área de aguas superficiales o subterráneas, que vierten a una red natural con uno o varios cauces naturales, de caudal continuo o intermitente, que confluyen en un curso mayor que, a su vez, puede desembocar en un río principal, en un deposito natural de aguas, en un pantano o directamente en el mar. A nivel de la Sabana de Bogotá , la CAR mediante acuerdo 31 de 2005 Declara zonas críticas para aprovechamiento de agua subterránea, de manera que se otorguen concesiones de agua y se autorice el aprovechamiento de aguas subterráneas de acuerdo a disponibilidad del recurso y en armonía con la planificación integral del mismo en la zona, así que la Corporación tiene competencia para reglamentar el aprovechamiento de cualquier fuente de agua subterránea y determinar medidas necesarias para su protección; además, tiene facultad para exigir a usuarios que aprovechan aguas subterráneas, instalación de aparatos y elementos con los cuales se conozcan y cuantifiquen los acuíferos y caudales extraídos de los acuíferos. 27 Teniendo en cuenta el aumento de la demanda hídrica subterránea, la Resolución 872 de 2006 estableció la metodología de cálculo del índice de escasez de agua subterránea, en esta se define un acuífero como la “unidad de roca o sedimento, capaz de almacenar y transmitir agua en cantidades significativas” y recarga de un acuífero como el “proceso por el cual se aporta agua del exterior a la zona de saturación de un acuífero, bien directamente a la formación o indirectamente a través de otra formación”. Esta metodología tiene en cuenta la extracción de aguas subterráneas aumenta el riesgo de contaminación de los acuíferos en términos de su vulnerabilidad y afecta la renovación del recurso, pues la capacidad de recuperación del ecosistema hídrico subterráneo es lenta y finita para un período de tiempo determinado, y además su aprovechamiento debe estar enmarcado dentro del concepto de desarrollo sostenible. En materia de normas en el Distrito Capital, el Plan de Ordenamiento Territorial de Bogotá, Decreto Distrital 190 de 2004, determina que el sistema hídrico deberá ser preservado, como principal elemento conector de las diversas áreas pertenecientes al sistema de áreas protegidas y, por lo tanto, pieza clave para la conservación de la biodiversidad y de los servicios ambientales que estas áreas le prestan al Distrito. En cuanto a la integración del territorio distrital con la región, el artículo 105 del mismo Decreto, regula al sistema hídrico del Distrito como el elemento estructural a partir del cual se deben organizar los sistemas urbanos y rurales en la región; situación que permite evidenciar la unión con la Estructura Ecológica Principal Regional. A nivel internacional existen varias figuras legales que protegen la exploración y explotación del recurso hídrico subterráneo, países como Argentina, México y Nicaragua cuentan con legislación clara y definida en relación al manejo protección y conservación de tan preciado recurso. La Organización de la Naciones Unidas – ONU en Enero del 2009 mediante asamblea general, aprobó la resolución A/63/124 mediante la cual establece las medidas de protección, preservación y gestión de los acuíferos o sistemas acuíferos transfronterizos. Analizando este extenso marco normativo es posible señalar, que para el caso de aguas subterráneas, se ha hecho énfasis en la definición de procedimientos, trámites y requisitos necesarios para adelantar los procesos de obtención de permisos, concesiones y autorizaciones, mas no para la protección, delimitación y preservación de las zonas aportante. 28 En cuanto al Sistema Nacional de Áreas Protegidas, con la expedición del a Ley 2a de 1959 se determinaron los principios básicos para la conservación de los recursos naturales renovables, con el objeto de conservar la flora y la fauna nacionales. La misma declaro y estableció siete grandes zonas de reserva forestal, para el desarrollo de la economía forestal, protección de los suelos, las aguas y la vida silvestre. Con el Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente, se constituyeron los objetivos nacionales de conservación para el manejo, uso, desarrollo y administración del conjunto de áreas protegidas de diversas categorías o unidades de conservación. Tales categorías de manejo fueron definidas como: Área de Reserva Forestal Protectora, Área de Reserva Forestal Productora, Área de Forestal Protectora – Productora y Distrito de Manejo Integrado de los Recursos Naturales Renovables. Cabe destacar que en el país no existe un régimen legal que haga explicita la declaratoria de Áreas Protegidas de Manejo Integral del Recurso Hídrico Subterráneo y tampoco una articulación de normas claras para su manejo. No obstante se busca que las ZRHA (Zonas de Recarga Acuífera) se enmarquen en la categoría de Área de Forestal Protectora o Distrito de Manejo Integrado de los Recursos Naturales Renovables de manera que se garantice su protección y definición de uso apropiado. 29 5. METODOLOGÍA Para la selección y clasificación de los elementos o criterios que integran la propuesta metodológica de identificación, delimitación y preservación de las zonas de recarga hídrica de acuíferos, se manejó el tipo de investigación descriptiva de manera que se logrará recopilar, evaluar y clasificar de manera practica, sencilla y entendible los diferentes criterios que enmarcan el proceso integral de manejo y preservación de las ZRHA. La propuesta metodológica busca identificar aquellas áreas que por sus aportes en láminas de recarga (infiltración vertical), constituyen áreas principales de recarga hídrica natural y aquellas que por sus características específicas, se consideran potenciales para la recarga del acuífero o que influyan sobre la dinámica del sistema hídrico subterráneo; por lo tanto, entre las bases teóricas que sustentan la investigación se encuentran la Hidrología, Geología, características de Suelos y los conceptos básicos de Hidrogeología. El enfoque metodológico es de tipo cualitativo, mediante el cual se integraron los elementos técnicos de análisis con las figuras técnico-legales de protección y conservación existentes en el país, para lo cual se diseñó un procedimiento que consta de tres fases con sus respectivas actividades y subactividades: La primera fase consistió en la revisión de la literatura y bibliografía existente, dentro de esta etapa se realizaron una serie de consultas a entidades y expertos que han participado en numerosos estudios de recursos hídricos; la recolección de esta información se realizó de forma sistemática y según las necesidades de la investigación. De igual manera, se consultó el marco legal que en materia de recurso hídrico subterráneo existe en el país. La segunda fase se centró en el estudio, análisis y clasificación de los parámetros y/o criteriosque son utilizados en la determinación de la cantidad de recarga hídrica que permitan la identificación de las zonas de recarga, así como de los criterios que han sido utilizados en el estudio y evaluación de las aguas subterráneas. Se escogieron los contenidos base para la selección, identificación y delimitación de las ZRHA, para realizar la formulación del documento. Entre los criterios se encuentran los conceptos claves de la Hidrología, la Geología y la Hidrogeología, teniendo en cuenta que son los pilares del estudio del recurso hídrico subterráneo y sobre los cuales se fundamentó la investigación. 30 En la tercera fase, se realizó el análisis para la integración de la Zonas de Recarga Hídrica dentro de alguna de las figuras existentes de ordenamiento territorial, tomando como base la zonificación y ordenamiento forestal en Colombia, puesto que es uno de los más completos y de los que mejor se ajusta al concepto de protección y preservación de zonas de importancia ecosistémica. Para el caso del recurso hídrico subterráneo se opto por utilizar la figura de Reserva Forestal Protectora por su carácter de restauración, conservación y preservación de los recursos naturales presentes en el área. Adicionalmente, se establecieron una serie de estrategias y acciones para el manejo de las zonas de recarga hídrica, las cuales están dirigidas a la preservación y conservación de manera que se encaminen a la posterior formulación de una declaratoria de protección como figura única para el sistema hídrico subterráneo. Figura No. 5 Proceso Metodológico Fuente: El Autor 2010 Metodología Fase I Revisión Bibliográfica Existente Revisión del marco legal aplicable en materia de recurso hídrico subterráneo Consulta a entidades y expertos en el tema Fase II Clasificación de la información correspondiente a procesos de recarga Identificación de criterios de selección y delimitación de zonas de recarga hídrica de acuíferos Formulación de la propuesta metodológica Fase III Propuesta de integración de las ZRA en las figuras de protección existentes Identificación de estrategias y acciones para el manejo de las ZRA para su manejo y gestión 31 5.1 Alcances y Limitaciones La propuesta metodológica basada en criterios de selección de zonas de recarga hídrica, pretende analizar los principales aspectos que se deben tener en cuenta en el momento de identificar y delimitar un área como zona de recarga de acuíferos. Al tener identificados los criterios de selección, se facilita el proceso para definir los lineamientos para el manejo y conservación que se deben dar las Zonas de Recarga Hídrica, integradas a la dinámica de las cuencas hidrográficas y de todo el sistema hídrico en general. El enfoque del documento comprende desde el análisis hasta la formulación de una metodología rápida y sencilla para determinar el potencial de las áreas de una cuenta hasta la determinación del uso, aprovechamiento y protección del recurso hídrico, enfocada en la gestión integral que debe darse de este, para asegurar su disponibilidad a corto, mediano y largo plazo. Esta propuesta aborda la problemática desde la óptica de la falta de instrumentos de protección claros y específicos para la identificación y selección de zonas de infiltración estratégica y de la total ausencia de figuras legales de ordenamiento que conserven estas áreas. A pesar de existir información valiosa sobre el tema de estudio y experiencias previas que se tienen a nivel latinoamericano en cuanto a la protección y manejo de las ZRHA, la aplicabilidad de la presente propuesta dependerá en gran medida de la calidad de los datos que arrojen los estudios hidrogeológicos del área de estudio y de cómo se ajuste la misma a las condiciones de dicha área. Por otra parte, el vacio que existe en la normativa respecto a la definición e importancia que tienen las zonas de recarga hídrica, es uno de los mayores limitantes, puesto que los análisis realizados han estado enfocados hacia exploración y explotación del recurso subterráneo y no hacia su identificación, protección y conservación. 32 6. RESULTADOS Y ANALISIS Los resultados del trabajo de investigación y análisis fueron obtenidos mediante el desarrollo de tres etapas, de acuerdo al cumplimiento los objetivos planteados inicialmente. En la primera etapa, se establece el proceso metodológico para la identificación y manejo de las ZRHA, se priorizan los criterios para la identificación de las zonas de recarga hídrica de acuíferos, donde se presenta el contexto dentro del cual se debe realizar la valoración de las áreas que van a ser estudiadas para determinar su aporte en recarga hídrica y los pasos a seguir en la identificación de las zonas de recarga hídrica. En la segunda etapa se exponen los lineamientos para la delimitación de las áreas seleccionadas como zonas de recarga hídrica de acuíferos, para que sean enmarcadas dentro de la figura de protección y conservación que se ajuste a cada área de estudio donde sea aplicada esta propuesta metodológica. Como tercera y última parte se presenta la propuesta de figura de ordenamiento territorial y algunas estrategias y acciones que se deben implementar o promover, para el manejo, recuperación y sostenibilidad de las zonas de recarga hídrica identificadas con la aplicación de la metodología, las que se escogieron de acuerdo a los criterios analizados y que requieren de su delimitación. 6.1 PROPUESTA METODOLÓGICA La propuesta metodológica para la identificación, delimitación y preservación de la zonas de recarga hídrica de acuíferos, se encuentra fundamentada en el proceso de infiltración del agua en el suelo y los factores que se encuentran influenciándola. En este sentido, se deben tener en cuenta todos los elementos de carácter Hidrológico, Geológico e Hidrogeológico. Para efectos de la presente propuesta se partió de los cuarenta y ocho criterios generales, de estos se escogieron los criterios más representativos a consideración del autor. La metodología consta de una serie de pasos secuenciales para su aplicabilidad y puesta en marcha. Es importante aclarar, que la aplicación de esta, se encuentra en función de la importancia que tiene la implementación de medidas correctivas, de manejo, ordenamiento y gestión del recurso hídrico subterráneo, con el propósito de mejorar la disponibilidad de agua y la calidad, queda bajo responsabilidad de las partes interesadas acoger la presente propuesta como mecanismo de valoración. 33 Figura No. 6 Flujograma Propuesta Metodológica de Identificación, Delimitación y Conservación de Zonas de Recarga Hídrica de Acuíferos Fuente: El Autor 2010 Paso 1. Def inir la zona de estudio en la cual se empleará la metodología propuesta Paso 2. Analizar el comportamiento de la Cuenca a partir de los patrones de drenaje. Paso 3. Analizar y evaluar los criterios prácticos, en la áreas identif icadas. Balance Hídrico Precipitación Microrelieve, Pendiente Capacidad de Inf iltración Tipo de Roca Cobertura Vegetal Paso 4. Determinación del potencial de recarga hídrica Paso 5. Integración con los modelos hidrogeológicos existentes. Paso 6. Caracterización de la zona identif icada. Paso 7. Delimitación de la ZRH (Zona de recarga Hídrica) Cartograf ía Usos del suelo Hidrología Inventario de predios Propiedad o tenencia de la tierra (Publica o Privada) Paso 8. Establecer estrategias y acciones para el manejo de las ZRH Paso 9. Integración de la propuesta metodológica a las f iguras de protección y ordenamiento territorial existente. Áreas de Reserva Forestal Protectora Áreas de Reserva Forestal Productora Áreas de Reserva Forestal Protectora - Productora Paso 10. Dar a conocer resultados y recomendaciones obtenidas del proceso. 34 6.2 CRITERIOS DEIDENTIFICACION La identificación de las zonas de recarga hídrica de acuíferos (ZRHA) es el proceso que da inicio al manejo y gestión del recurso hídrico subterráneo. Esta acción ubica a la zona de recarga en un punto importante, ya que al existir una clara definición de los criterios que se deben tener en cuenta para designación de un área como ZRHA permite delimitar y proteger áreas que actualmente son vulnerables al deterioro y que podrían estar contempladas dentro de alguna de las figuras existentes de protección. Es importante mencionar, que no existe una pauta exclusiva para la identificación de zonas de recarga, todo depende de los ecosistemas en los cuales se esté presentando el proceso de infiltración; sin embargo, dentro de esta propuesta metodológica se consideran algunos criterios para la identificación y selección de zonas de recarga hídrica como: tipo y uso del suelo, vegetación, topografía, geología, precipitación, entre otras. Hasta el momento no hay una metodología que permita de forma práctica y sencilla la identificación de zonas de recarga hídrica, de manera que se orienten acciones en relación a la protección, conservación y aprovechamientos de dichas áreas. Al nivel científico hay métodos para la determinación de las zonas de recarga hídrica como por ejemplo estudios hidrogeológicos o isotópicos, el uso de trazadores, sondas, pero son muy costosos y no están al alcance de los organismos o comités a niveles regionales quienes son los responsables del manejo integral del recurso, además de ser procesos complejos y que requieren de unos tiempos de análisis significativos. Para cumplir con lo planteado anteriormente es necesario básicamente determinar las zonas de recarga hídrica natural de mayor importancia a nivel nacional. Estas áreas se caracterizan por sus aportes en lámina de recarga vertical y se podrán reconocer considerando básicamente los aspectos relacionados en la figura No.7. De todos los parámetros establecidos dentro de la Hidrología, Geología e Hidrogeología, se seleccionaron los más significativos, es decir, aquellos que pueden ser más confiables al momento de realizar la evaluación del área, estos permiten realizar una valoración de forma clara y sencilla partiendo de los estudios hidrogeológicos que existan, de no contar con modelos hidrogeológicos, la propuesta metodológica puede basarse en registros y comportamientos históricos. 35 Figura No. 7 Criterios de Identificación de ZRHA (Zonas de Recarga Hídrica de Acuíferos) Fuente: EL Autor 2010 Hidrogeología Hidrología Patrones de Drenaje de la Cuenca Precipitacion Evapotranspiracion Escorrentia Superficial Balance Hidrico Geología Suelo Textura Permeabilidad Tipo y usos del Suelo Cobertura Vegetal Litología Tipo de Roca Porosidad Fallas o Fracturas Relieve Pendiente Microrelieve Tipo de Recarga Tipo de Acuiferos Libre Confinado Semilibre Semiconfinado Recarga Natural Recarga Artificial 36 A partir de los criterios generales, se seleccionaron para la metodología los más sencillos y efectivos para la valoración, entre ellos están: • Balance Hídrico • Precipitación • Pendiente Y Microrelieve • Tipo de Suelo • Tipo de Roca • Cobertura Vegetal • Tipo de Acuífero • Uso del Suelo • Cuenca Hidrográfica y Zonas de Vida 6.2.1 Balance Hídrico Otro fundamento de la metodología se encuentra en el balance hídrico climático, ya que al realizar este análisis (restar de la precipitación mensual o diaria la evapotranspiración) se obtiene la cantidad de agua que se encuentra disponible para que escurra o se infiltre/recargue. Estos intercambios de agua entre las plantas, el suelo y la atmósfera, permite cuantificar los recursos hídricos a diferente escala y las modificaciones del mismo por influencia de las técnicas de manejo de las actividades del hombre en general. 6.2.2 Precipitación La precipitación es un criterio hidrológico base, si se toma en cuenta que la mayor parte del agua del subsuelo proviene de la infiltración de la lluvia, ya que las zonas lluviosas constituyen, en mayor o menor grado, zonas de alimentación del agua subterránea, por lo que en las zonas secas el agua subterránea no proviene de la infiltración directa, procede de regiones lejanas o cercanas, en donde la lluvia se infiltra y llega lentamente hasta ellas. Los valores de precipitación anual fueron obtenidos a partir del Mapa de Zonificación de la Precipitación Media Anual de la Sabana de Bogotá. Instituto Colombiano de Geología y Minería INGEOMINAS, puesto que el comportamiento de la precipitación media anual del país está dentro de estos rangos. Ver Anexo A. 37 Cuadro No. 1 Criterio de Recarga Hídrica por Precipitación Anual Precipitación Potencial (mm/año)7 Posibilidad de Recarga > 3000 Muy alta 1701 - 3000 Alta 801 - 1700 Regular 401 - 800 Baja < 400 Muy baja Fuente: El autor. 2010 6.2.3 Pendiente y Microrelieve La pendiente que es un criterio del relieve, es por lo tanto un criterio muy importante en el análisis e identificación de las zonas potenciales de recarga hídrica, ya que influye sobre la recarga hídrica al estar directamente relacionada con la escorrentía superficial. La UNESCO (1986) señala que en el relieve se pueden identificar superficies planas, cóncavas y convexas. En las superficies convexas el agua se ha movido, dispersándose hacia distintas direcciones; en las superficies planas inclinadas la trayectoria del agua ha seguido direcciones casi paralelas y las cóncavas se ha desplazado concentrándose en el lugar más bajo. Por lo tanto se puede inferir que en relieves con elevaciones altas, escarpados y de rápido escurrimiento superficial, el proceso de infiltración/recarga disminuye y se acelera el proceso de erosión de los suelos y/o compactación; esto indica que el relieve afecta de forma negativa. Por el contrario, en lugares con relieves planos, semi planos y cóncavos se favorece el proceso de infiltración/recarga hídrica al permitir un mayor tiempo de contacto del agua con el suelo. 7 INGEOMINAS, de Zonificación de la Precipitación Media Anual de la Sabana de Bogotá. Instituto Colombiano de Geología y Minería, 2004. 38 Cuadro No. 2 Criterio de Recarga Hídrica por Pendiente y Microrelieve Microrelieve Pendiente (%)8 Posibilidad de Recarga Planos o casi planos Con o sin rugosidad 0 - 6 % Muy alta Moderadamente ondulados 6 - 15 % Alta Ondulados 15 - 45 % Moderada Escarpados 45 - 65 % Baja Fuertemente escarpados > 65 % Muy baja Fuente: El autor. 2010 Los valores de la pendiente se tomaron de acuerdo con la geografía del país, el cual se caracteriza por tener zonas de alta pendiente, así como altiplanos de pendientes mínimas. 6.2.4 Capacidad de Infiltración y Textura del Suelo El análisis y evaluación del tipo de suelo es un criterio de selección importante en la identificación de las zonas potencia les de recarga hídrica, porque refleja la textura, porosidad, permeabilidad o compactación de los suelos. Según Maderey (2005) entre mayor sea la porosidad, el tamaño de las partículas y el estado de fisuramiento del suelo, mayor será la capacidad de infiltración. El tipo de suelo pone de manifiesto una importante característica de las zonas de recarga hídrica como es la permeabilidad, debido a que dichas zonas son o deben ser de alta capacidad de infiltración, así como en los suelos con textura gruesa, porosos y por lo tanto permeables, existe alta recarga hídrica. 8 INGEOMINAS, Programa de Exploración de Aguas Subterráneas. Bogotá D.C., 2004. 39 Cuadro No. 3 Criterio de Recarga Hidrica por Capacidad de Infiltracion y Textura Textura9 Capacidad de Infiltración Posibilidad