Estudio Hidrogeológico y de Recarga en la Cuenca del Lago de Atitlán (Guatemala)

Autor: GEÓLOGOS DEL MUNDO (GM) (*) (*) Miguel Ángel Hernández: ejecución técnica, redacción y jefe de proyecto (GM).

Laura Núñez Álvarez: ejecución técnica y redacción (GM).

Luis Iván Girón: coordinación de contraparte Asociación Vivamos Mejor (AVM).

Ricardo Gutiérrez López: coordinación en sede (GM).

Colaboración técnica: José Ismael Ordoñez (AVM) Berta Morales (GM) Josefina Muñoz (GM)

Publicación realizada por Geólogos del Mundo en colaboración con la Asociación Vivamos Mejor como uno de los resultados del proyecto Gestión Ambiental y de Riesgos en la Cuenca del Lago Atitlán, fase III (GARICLA III).

Esta publicación ha sido realizada con el apoyo financiero de la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AECID) con cargo al proyecto GARICLA III. Su contenido es responsabilidad exclusiva de Geólogos del Mundo y no refleja necesariamente la opinión de la AECID. Geólogos del Mundo y Asociación Vivamos Mejor Calle de los Salpores 0-83 Z.3 Barrio Jucanyá, Panajachel, Sololá. Guatemala.

Tel +502 77620159/60 Geólogos del Mundo. Delegación de Cataluña.

C/ Peu de la Creu, 24. 08001 Barcelona. España.

Tel+34 933 291 636 E-mail: catalunya@geologosdelmundo.org Geólogos del Mundo. Sede central.

C/ Raquel Meller 7 (Local). 28027 Madrid. España Tel+34 91 5532403 E-mail: geologosdelmundo@icog.es

Estudio hidrogeológico y de recarga en la cuenca del lago de Atitlán (Guatemala) by Geólogos del Mundo is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 3.0 Unported License

Este libro se publica bajo licencia Creative Commons de tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada. Se permite su copia y distribución por cualquier medio siempre que se mantenga el reconocimiento del autor, no se haga uso comercial de la obra y no se realice ninguna modificación de ella. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ Reconocimiento: GEÓLOGOS DEL MUNDO (2013). Estudio hidrogeológico y de recarga en la cuenca del lago de Atitlán (Guatemala). Con el apoyo financiero de la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AECID)

ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO Y DE RECARGA EN LA CUENCA DEL LAGO DE ATITLÁN (GUATEMALA).

Proyecto de cooperación al desarrollo “Gestión Ambiental y de Riesgos en la Cuenca del Lago de Atitlán” (GARICLA III) Geólogos del Mundo

Índice 1.

Introducción ................................................................................................................................... 2

2.

Antecedentes .................................................................................................................................. 2

3.

Área de estudio ............................................................................................................................... 4

4.

3.1.

Marco Climático....................................................................................................................... 5

3.2.

Marco Edafológico y usos del suelo......................................................................................... 5

3.3.

Marco Orográfico..................................................................................................................... 6

3.4.

Marco geológico ...................................................................................................................... 7

3.5.

Marco estructural .................................................................................................................... 9

3.6.

Marco hidrogeológico.............................................................................................................. 9

Mapa hidrogeológico..................................................................................................................... 10 4.1.

Metodología .......................................................................................................................... 10

4.2.

Inventario de puntos de agua ............................................................................................... 12

4.3.

Sondeos Eléctricos Verticales (SEV)...................................................................................... 13

4.4.

Caracterización hidrogeológica............................................................................................. 15

4.5.

Caracterización hidrogeoquímica.......................................................................................... 23

4.5.5.

Unidades hidrogeoquímicas .......................................................................................... 26

4.5.6.

Distribución hidroquímica ............................................................................................. 31

4.6.

5.

Zonas hidrogeológicas .......................................................................................................... 47

Mapa de Recarga Acuífera ............................................................................................................ 51 5.1.

Recarga acuífera. Métodos para su determinación. Modelos Hidrológicos........................... 51

5.2.

Metodología .......................................................................................................................... 52

5.3.

Balance hídrico. Método Thornthwaite ................................................................................. 55

5.3.1.

Precipitación.................................................................................................................. 55

5.3.2.

Temperatura.................................................................................................................. 58

5.3.3.

Reserva útil ................................................................................................................... 62

5.3.4.

Evapotranspiración potencial........................................................................................ 63

5.3.5.

Evapotranspiración real ................................................................................................ 64

5.3.6.

Excedente ...................................................................................................................... 65

5.4.

Cálculo de infiltración ........................................................................................................... 66

6.

Supuestos y limitaciones .............................................................................................................. 70

7.

Conclusiones ................................................................................................................................. 71

8.

Bibliografía.................................................................................................................................... 75

ANEXOS................................................................................................................................................. 77

1. Introducción El agua subterránea y sus interacciones con el medio físico y biológico son una de las disciplinas más desconocidas en gran parte del planeta. Su ubicación bajo el subsuelo y las grandes interdependencias que posee con el medio que le rodea, como las características geológicas y edáficas, la morfología del terreno, características estructurales, vegetación existente, uso de la tierra, así como las condiciones climatológicas de cada área, le confieren una dificultad intrínseca para ser estudiada y reconocida.

Sin embargo, el agua subterránea constituye un recurso esencial para los ecosistemas y los seres que habitan en ellos y es, por tanto, un recurso imprescindible para el suministro de agua de consumo humano en la mayor parte del planeta.

El presente informe complementa la información representada en los mapas hidrogeológicos y de recarga acuífera a escala 1:25.000 de la Cuenca del Lago Atitlán, elaborados por Geólogos del Mundo (GM) en colaboración con Asociación Vivamos Mejor (AVM), dentro del marco del proyecto Gestión Ambiental y de Riesgos en la Cuenca del Lago Atitlán (GARICLA), fase III, financiado por la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AECID).

Por un lado, el mapa hidrogeológico de la cuenca del Lago de Atitlán a escala 1:25.000 muestra una síntesis de las características hidrogeológicas de los materiales presentes en la cuenca y, por otro lado, el mapa de recarga acuífera identifica las zonas de mayor infiltración o recarga de los acuíferos existentes en la cuenca del lago Atitlán. Por lo tanto, la realización de estos mapas constituye un avance en el cocimiento del recurso hídrico subterráneo en la cuenca del lago de Atitlán.

De este modo, el proyecto GARICLA III fortalece el conocimiento técnico de las entidades locales, instituciones, mancomunidades y alcaldías, en el marco de la gestión hídrica subterránea. Este fortalecimiento se establece mediante las herramientas (mapas hidrogeológicos y de recarga) que permiten la elaboración de estudios técnicos que conformen instrumentos para su aplicación en las políticas de gestión de recurso hídrico subterráneo.

Dicho proyecto, desarrollado desde enero de 2012 hasta junio de 2013, presenta como productos 9 mapas tamaño A1, en formato papel y formato digital (shapes): -

Mapas o o o o

Hidrogeológicos: Mapa Hidrogeológico, Mapa Hidrogeológico, Mapa Hidrogeológico, Mapa Hidrogeológico,

-

Mapas o o o o o

de Recarga Acuífera: Mapa Recarga Acuífera, Mapa Recarga Acuífera, Mapa Recarga Acuífera, Mapa Recarga Acuífera, Mapa Recarga Acuífera,

escala escala escala escala

1:25.000.

1:25.000.

1:25.000.

1:25.000.

escala escala escala escala escala

Hoja Hoja Hoja Hoja

1.

2.

3.

4.

Santa Lucía Utatlán.

Sololá.

Santiago Atitlán.

San Lucas Tolimán.

1:50,000 Cuenca del lago de Atitlán 1:25.000. Hoja 1. Santa Lucía Utatlán.

1:25.000. Hoja 2. Sololá.

1:25.000. Hoja 3. Santiago Atitlán.

1:25.000. Hoja 4. San Lucas Tolimán.

2. Antecedentes Es escasa la información relativa a las aguas subterráneas en la cuenca del lago de Atitlán. Así, existen pocos datos hidrogeológicos, incluyendo sondeos de perforación, ensayos de bombeo y monitoreo continúo de las aguas subterráneas y de precipitación.

Esta situación constituye un factor limitante, ya que sólo se dispone de escasos datos sobre algunos nacimientos y pozos en la cuenca. Únicamente se han realizado estudios hidrogeológicos puntuales en dos municipios (San Pedro la Laguna, 2011 y San Andrés Semetabaj, 2009). Desde un punto de vista

2

regional, existen dos estudios relacionados con el agua subterránea que incluyen a la cuenca; uno, sobre el desarrollo de las aguas subterráneas en el altiplano central de la república de Guatemala realizado por JICA en 1995; y otro, un estudio de potencial de aguas subterráneas en toda república guatemalteca realizado por Cordillera S.A. con el financiamiento de USAID, durante 2008-2009.

El Estudio sobre el desarrollo de las aguas subterráneas en el altiplano central de la república de Guatemala realizado por JICA en 1995, aun cuando el marco geográfico se centra en

todo el Altiplano central de Guatemala, sienta una de las principales bases para el presente estudio. Éste realiza una categorización de 96 municipios de acuerdo con la magnitud del déficit de suministro de agua, condiciones socioeconómicas y de las nuevas fuentes de agua, una planificación preliminar del desarrollo de las fuentes de agua, así como un estudio de factibilidad de los diez municipios prioritarios categorizados principalmente según el potencial del desarrollo de las aguas subterráneas, entre los que se encuentran algunos municipios de la cuenca del Lago de Atitlán, como Santa Lucía Utatlán y Sololá.

Los resultados del estudio hidrogeológico de JICA indican que las aguas superficiales, en el altiplano guatemalteco, no deberían ser destinadas para el consumo humano, ya que su calidad se encuentra en progresivo deterioro. Por lo tanto, el uso de las aguas superficiales deberá ser planteado únicamente después de tomar las contramedidas relacionadas con las aguas residuales y disposición de desechos, de tal manera que las aguas superficiales recuperen suficientemente la calidad necesaria para el consumo humano. De este modo, recomiendan que el desarrollo de las nuevas fuentes de agua para abastecimiento se enfoque en las aguas subterráneas.

En las conclusiones del estudio, se indica que la perforación en las rocas volcánicas terciaras debe centrarse en las áreas fracturadas, previos estudios hidrogeológicos de detalle.

Durante los años 2008 y 2009, se realizó, con el financiamiento de la agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional (USAID), el Ministerio de Agricultura, Ganadería y Alimentación (MAGA), el Centro Universitario del Norte (CUNOR) de la Universidad San Carlos de Guatemala (USAC), con el apoyo de la Asociación para el Manejo Sostenible de los Recursos Kársticos y Espeleológicos (ASOKARST) y la empresa Cordillera SA, el estudio de Evaluación del potencial de aguas subterráneas de Guatemala con fines de apoyar el desarrollo básico en riego en comunidades de pequeños y medianos productores. De este estudio, se obtiene una evaluación indicativa, teórica y preliminar del potencial de aguas subterráneas para cada departamento.

En este estudio se generaron mapas de potencial de aguas subterráneas por departamentos donde se indica, en una clasificación de 1 a 5, el grado potencial de las aguas subterráneas, señalando de manera general, aquellas zonas con mayor potencial, que pueden ser indicativos y dar un idea de las características hidrogeológicas de los materiales presentes en la cuenca.

En el año 2009, se realizó el Estudio Hidrogeológico del municipio de San Andrés Semetabaj, Departamento de Sololá con el objetivo de realizar una investigación sobre el potencial hídrico

superficial y subterráneo del municipio. El estudio fue realizado por IPREM Ingeniería y Proyectos Electromecánicos a requerimiento de la Organización No Gubernamental Solidaridad Internacional, con el financiamiento del Gobierno Vasco.

En el informe se evalúa la infraestructura básica y servicios de las comunidades, se recopila información sobre las fuentes de agua, se realiza un diagnóstico físico-biológico del municipio, una medición de caudales de las fuentes y de su calidad físico-química y bacteriológica, un balance hídrico de las subcuencas hidrológicas, un análisis geológico mediante 10 sondeos de prospección geofísica orientados a establecer la conformación litológica que determinen la presencia de niveles o estratos saturados; se determinan herramientas de planificación hidráulicas adecuadas que den solución a la problemática de la demanda de agua mediante un análisis de la distribución durante un periodo de 20 años, se analiza la situación de las aguas residuales y desechos sólidos y se presenta un análisis de cálculo de almacenamiento del acuífero principal, mapas de isopiezas y direcciones de flujo, etc.

De las conclusiones del estudio cabe citar la indicación de la necesidad de perforar, en la mayor parte del municipio, a profundidades mayores de 300 m para alumbrar caudales importantes.

3

3

Durante el año 2011 Hidroconsult realizó un Estudio Hidrogeológico, a requerimiento de la Mancomunidad La Laguna, en la cabecera municipal de San Pedro La Laguna, con objeto de investigar las condiciones geológicas e hidrogeológicas del área para la selección de sitios adecuados de perforación de pozos mecánicos para la mejora del abastecimiento de agua potable en la zona.

En las conclusiones del estudio, en base a consideraciones hidrogeológicas del área y de la demanda de agua en la cabecera municipal de San Pedro La Laguna, se recomienda la perforación de un pozo en un área señalada, recomendando una profundidad de 400 pies.

3. Área de estudio La cuenca del lago de Atitlán se sitúa en el altiplano central de la República de Guatemala. El altiplano ocupa alrededor de la décima parte del país y se compone de grupos de cuencas montañosas con elevaciones que oscilan entre los 800 y los 4000 msnm. Está conformado por la cadena montañosa de la Sierra Madre, los Cuchumatanes y la cadena volcánica, que se extiende en dirección noroestesureste a lo largo de la margen sur del altiplano, donde se encuentra ubicada la cuenca del lago de Atitlán.

La cuenca del lago de Atitlán limita al norte con la cuenca del Río Motagua, al este con la Cuenca del Río Madre Vieja y al sur y oeste con la Cuenca del Río Nahualate.

Se trata de una cuenca montañosa (figura 1) de 541 km2 de área, con un relieve abrupto formado por el hundimiento de varias calderas volcánicas, que favorecieron la acumulación de grandes masas aguas, como el actual lago de Atitlán, lago de carácter endorreico que ocupa una extensión de 130 km2, con una profundidad media de 188 m y una profundidad máxima estimada de 324 m. En el área sur de la cuenca se localizan tres estratovolcanes andesíticos (Atitlán, Tolimán y San Pedro).

Figura 1. Modelo Digital del Terreno (MDT). Cuenca del lago de Atitlán (Fuente: MAGA. Edición propia).

Por tanto, el rasgo predominante de la cuenca es su volcanismo, que a través de su historia ha generado varios edificios volcánicos y calderas. Estos eventos dictan su entorno geográfico actual y la configuración de las cuencas hidrográficas (Newhall, 1986).

En cuanto a sus características geográficas, cabe destacar que la altitud en la cuenca varía, desde los 1562 m a orillas del lago, hasta los 3535 m en la cima del volcán Atitlán. Así, el terreno es típicamente escarpado, con pendientes predominantes de más de 30º y con paredes, en algunos cañones fluviales, entre 200 y 500 m de altura (Geólogos del Mundo, 2012).

La cuenca presenta numerosos cursos fluviales, en su mayoría de muy corto recorrido y carácter estacional; a excepción de los ríos principales: Quiscab y San Francisco, situados en el área norte de la cuenca. La subcuenca del Río Quiscab posee una longitud de 22,25 km y cubre un área de 100 km2, mientras que la subcuenca del Río San Francisco alcanza 15,6 km de longitud con un área de 75 km2 (Plan Maestro de la RUMCLA, 2007), ambas cubren toda la zona norte de la cuenca. Todos los cursos fluviales desembocan sus aguas en el lago de Atitlán.

44

3.1. Marco Climático La región de la cuenca del lago de Atitlán presenta dos estaciones bien marcadas, una estación seca, entre los meses de noviembre y abril, con escasas precipitaciones y temperaturas elevadas; y, la estación húmeda, entre los meses de mayo y octubre, con precipitaciones abundantes y temperaturas más suaves.

La precipitación media anual en la cuenca varía entre los 1200 y los 1600 mm según puede inferirse del mapa de isoyetas de Guatemala (INSIVUMEH 2002) y de las series de precipitación registradas en las tres estaciones operativas actualmente en la cuenca del lago de Atitlán. Estas estaciones operativas, propiedad del INSIVUMEH, son el Tablón, localizada en el norte de la cuenca, en el municipio de Sololá; y dos estaciones ubicadas en el área sur de la cuenca, la estación de Santiago, ubicada en el municipio de Santiago Atitlán, y la estación de El Capitán, ubicada en el municipio de San Lucas Tolimán. Mientras que las dos primeras estaciones presentan registros medianamente extensos y de continuidad aceptable, la última estación tiene un registro más corto y discontinuo, lo que limita la inclusión de esta estación para la realización de estudios hidrológicos de diferente naturaleza.

Las precipitaciones en el área se caracterizan por ser, generalmente, de marcada intensidad, lo cual trasciende en la realización de estudios hidrológicos como estudios de avenida o estudios de recarga hídrica.

La temperatura media anual varía desde los 10°C en el extremo noroeste de Sololá hasta 25°C, en el lado sur del volcán Atitlán. En los conos volcánicos esta temperatura puede alcanzar niveles de 0°C. El mayor aporte de humedad proviene del océano Pacífico y de la transpiración de la vegetación en la costa sur del país. La gran barrera que representan los volcanes Atitlán, Tolimán y San Pedro provoca que en el centro del área la humedad sea relativamente baja, mientras que al sur de la cadena volcánica la humedad es muy alta (Plan Maestro de la RUMCLA, 2007).

3.2. Marco Edafológico y usos del suelo Por su naturaleza volcánica, los suelos predominantes de la cuenca del lago Atitlán (figura 2), son los andisoles, que cubren más del 70% del área de la cuenca. Los andisoles son suelos de color oscuro, porosos, que se desarrollan a partir de cenizas y otros materiales volcánicos ricos en elementos vítreos. Tienen altos contenidos en materia orgánica, alta capacidad de retención de agua y alta capacidad de campo, por tanto son suelos favorables para la recarga acuífera.

Con cerca de un 20%, los inceptisoles siguen en extensión a los andisoles. Los inceptisoles son suelos jóvenes, poco desarrollados y con presencia de horizontes de diagnóstico poco evolucionados.

Provienen de la meteorización de sedimentos aluviales, coluviales y coluvioaluviales de naturaleza volcánica y sedimentaria. Se desarrollan en zonas con pendientes abruptas donde la erosión del suelo continuamente elimina la parte superficial del terreno. Por tanto, son suelos con características poco acentuadas y con menor capacidad de infiltración, retención de agua, etc., que los andisoles, lo que se traduce en una menor capacidad de recarga.

5

5

Figura 2. Mapa taxonómico de suelos. Cuenca del lago de Atitlán (Fuente: MAGA, Edición propia).

Por último, con una extensión geográfica del 6%, aparecen los entisoles. Son suelos más jóvenes que los anteriores y menos desarrollados. Se trata de suelos desarrollados sobre material parental no consolidado que, en general, no presentan horizontes genéticos (excepto un horizonte A), ni de diagnóstico. Son típicos de laderas, donde la escorrentía no permite la evolución de los suelos en profundidad a causa de la erosión hídrica. Por tanto, presentan una baja capacidad de infiltración y retención de agua.

El área sin suelo representa el 3% de la cuenca y se corresponde, principalmente, con las laderas de muy alta pendiente y materiales piroclásticos pomáceos muy deleznables (que sufren frecuentes deslizamientos), con la consecuente pérdida del suelo.

Los usos del suelo dentro de la cuenca (figura 3), están condicionados por sus características biofísicas y por condiciones socioeconómicas. La presión demográfica en ciertas áreas define su intensidad de uso y la distribución parcelaria de la tierra.

En la cuenca de Atitlán el lago ocupa casi un 23% del área total. La mayor se parte del suelo es bosque (27%) y las áreas ocupadas por vegetación arbustiva baja (matorral) abarcan un 6% del área de la cuenca, ambas caracterizadas por una buena capacidad de infiltración y retención de agua.

Figura 3. Mapa de usos del suelo. Cuenca del lago de Atitlán (Fuente: MAGA, Edición propia).

El tradicional cultivo de maíz ocupa un 15% y el de café un 13%, por su parte, el cultivo de hortalizas abarca casi un 4%. El 20% son áreas con vegetación escasa mientras que el tejido urbano alcanza casi un 8% del área total.

3.3. Marco Orográfico Las características orográficas de la cuenca del lago de Atitlán están definidas por la geomorfología, que a su vez se encuentra condicionada por la historia geológica, así como por otras características: climáticas, hidrológicas, estructurales, etc.

Los tres ciclos volcánicos acaecidos en la cuenca han originado una orografía muy diversa, que incluye conos volcánicos, depresiones cratéricas, coladas de lava, escarpes, superficies de acumulación de pómez, laderas de borde de la caldera, laderas de incisión fluvial, terrazas, barras, depósitos de canal, abanicos aluviales, conos de deyección, abarrancamientos, piedemontes, glacis, etc.

Las pendientes de la cuenca varían de 0° a 65° (figura 4). Por lo general, las pendientes son más pronunciadas en las laderas de la zona norte,

Figura 4. Mapa pendientes de la cuenca del lago Atitlán obtenido del MDT (Fuente; MAGA) (Elaboración propia).

6

Cordillera María Tecún (caldera Atitlán I), en las laderas de la caldera actual, en las laderas de incisión fluvial de la cuenca del río San Francisco y en la parte media y alta de los conos volcánicos actuales.

Destacan, en la zona central de la cuenca, zonas planas de grandes extensiones (superficies de acumulación de pómez), donde se favorece la retención del agua de lluvia y su infiltración.

3.4. Marco geológico La cuenca del lago de Atitlán se encuentra ubicada en la región fisiográfica de las Tierras Volcánicas del altiplano Guatemalteco. Su historia geológica se enmarca dentro de varios eventos volcánicos explosivos que originaron estructuras caldéricas y potentes paquetes de piroclastos.

Por lo tanto, dentro del marco geológico local, la región del lago de Atitlán se ha formado a partir de 3 ciclos volcánicos que comenzaron hace 14 m.a. y que conllevan las mismas fases; crecimiento de estratovolcanes, erupciones silíceas y formación de caldera (Newhall, 1986): - Primer ciclo: Atitlán I (14-11 m.a.)

•

Crecimiento de estratovolcanes andesíticos. El ciclo Atitlán I, como los siguientes, comienza con la erupción de magma básico e intermedio (ascienden primero por su menor densidad), lo que origina los primeros estratovolcanes. Aunque los estratovolcanes del ciclo Atitlán I no están expuestos en la actualidad, su existencia fue demostrada por la presencia de xenolitos en las tobas de flujos de cenizas silíceas (Newhall, 1986).

Figura 5. Mapa geológico. Cuenca del lago de Atitlán (Fuente: Geólogos del mundo, 2011).

•

Formación de un gran plutón silíceo. Al ir ascendiendo el magma básico (que forma los estratovolcanes anteriores), la cámara magmática se va enriqueciendo en magma ácido (de mayor densidad). Parte de este magma comienza a ascender, pero sin alcanzar la superficie, enfriándose lentamente, originando granitos y granodioritas (Tg), que afloran en la zona sur de la cuenca.

•

Gran erupción de flujos y cenizas silíceos serie María Tecún. El gran plutón de magma ácido alcanza las condiciones de presión y temperaturas necesarias y produce una gran explosión de cenizas silíceas. Aquellas cenizas que se depositan cerca del área de emisión mantienen una alta temperatura durante su deposición, por lo que se funden conformando una toba muy consolidada, denominada Toba María Tecún (Tmt), que conforma la cordillera del mismo nombre, al norte de la cuenca actual.

•

Colapso y formación de la caldera Atitlán I. Al vaciarse la cámara magmática, el techo colapsa, produciéndose un gran hundimiento que origina la caldera Atitlán I, ubicada al norte de la caldera actual.

•

Relleno de la caldera Atitlán I. Comienzan un periodo de menor actividad volcánica, donde predominan los procesos de erosión y sedimentación que van rellenando la caldera, dando lugar a los Sedimentos de Relleno de Caldera I (Tfc1).

7

7

- Segundo ciclo: Atitlán II (10-8 m.a.)

•

Crecimiento de estratovolcanes andesíticos. Como en el ciclo anterior, los magmas básicos e intermedios (menos densos) comienzan a ser expulsados primero, dando lugar a los estratovolcanes del ciclo Atitlán II. Estos estratovolcanes se evidencian en los cerros de lavas andesíticas, al este de la cuenca. Se encuentran, en su mayor parte, cubiertos por depósitos piroclásticos posteriores.

•

Formación de plutón silíceo. Parte de éste será expulsado como cenizas silíceas y parte será enfriado en el interior dando lugar a granitos y granodioritas (Tg) que afloran al suroeste de la cuenca.

•

Erupción de flujos y cenizas silíceas. Varias erupciones (cortas) silíceas dan lugar a las tobas de la serie San Jorge (Tsj), serie El Adelanto (Tat), serie Panajachel (Tpt), y las series de erupción de cenizas Catarata Inferior (Tc1) y Catarata Superior (Tc2).

•

Colapso y formación de la caldera Atitlán II. Al vaciarse la cámara magmática, el techo de ésta colapsa, dando lugar a la caldera Atitlán II, ubicada entre la caldera III y la I. Posteriormente se producen inyecciones de estado tardío de diques anulares (Trd).

•

Relleno de la caldera Atitlán II. Comienza un período de baja actividad volcánica, donde dominan procesos de erosión y sedimentación, rellenándose la caldera Atitlán II, dando lugar a los denominados Sedimentos de Relleno de Caldera II (Tcf2).

- Tercer ciclo: Atitlán III (1-0 m.a.)

•

Crecimiento de estratovolcanes andesíticos. La erupción de magma básico e intermedio del tercer ciclo, origina los Volcanes Tecolote (en San José Chacayá), Volcán San Marcos (parte de lo que es el cerro San Marcos) y Volcán Paquisís (cerro Paquisís, en San Pedro La Laguna), formados por flujos de lavas, lodos y piroclastos andesíticos (Qta).

•

Formación de un gran plutón silíceo. Se produce una acumulación de al menos 5-10 km3 de magma riolítico a una profundidad de alrededor de 10 km.

•

Erupción W. Se trata de la erupción precursora de la gran erupción de Los Chocoyos; es, por tanto, una erupción mixta.

•

Gran erupción de Los Chocoyos. Inicia hace 160.000 y termina hace 84.000 años. Expulsa una enorme cantidad de material piroclástico; cenizas, lapillis y bombas volcánicas pomáceas (Qpa1, Qpf3, Qps3, Qpa4) que alcanzan grandes distancias (se han encontrado cenizas de esta erupción desde California hasta Panamá) (Newhall, 1986).

•

Colapso y formación de la actual caldera Atitlán III. Al vaciarse la cámara magmática, el techo de ésta colapsa, produciéndose un gran hundimiento que origina la caldera Atitlán III que conforma las paredes del actual lago de Atitlán.

•

Relleno de la caldera Atitlán III. Se trata de la fase actual, donde dominan procesos de erosión y sedimentación en los principales ríos (Quiscab, San Francisco, etc), conformando depósitos aluviales (Qal) en los fondos de los valles y depósitos coluviales (Qcol) procedentes de la erosión de las laderas.

88

Figura 6a.Ilustración tercer ciclo (R. D. Chavajay).

- Cuarto ciclo: Atitlán IV (actualidad) •

Crecimiento de los modernos estratovolcanes. El Volcán San Pedro surgió hace más de 40.000 años, Volcán Atitlán entre 40.000 y 10.000 años atrás y el Volcán Tolimán hace menos de 10.000 años. Se tienen datos de erupciones recientes en 1469 e, intermitentementes, desde el año 1826 hasta 1856. Estos estratovolcanes se encuentran conformados por intercalaciones de flujos de lavas, lodos y piroclastos andesíticos cuaternarios (Qa). Estos volcanes se localizan al sur de los de la etapa 2, lo que refleja un movimiento relativo del foco volcánico hacia el sur o, lo que es igual, un movimiento de la placa hacia el norte.

Figura 6b. Ilustración cuarto ciclo (R. D. Chavajay).

3.5. Marco estructural Regionalmente, el plegamiento de las zonas volcánicas es secundario y se limita a la deformación local a través de las zonas de falla y algunos pliegues (Williams, 1960a). La tendencia es:  



Tendencia N45-60W y N30-60E, tanto en dirección destral como sinestral.

Tendencia N-S, que provoca fracturas por tensión y grabens que controlan las lineaciones volcánicas y los cursos fluviales.

Tendencia E-W (al norte del área de estudio), que podría relacionarse con el movimiento relativo hacia el este de la placa del Caribe hacia la placa Norteamericana.

Localmente, el comportamiento estructural de la cuenca del lago de Atitlán se define por diversos procesos estructurales asociados a los tres ciclos de hundimiento de caldera, que determinan un sistema de anillos de fallas (figura 7).

Así, existe una alta influencia estructural asociada a la formación y hundimiento de las calderas, lo que genera litologías muy fracturadas y grandes fallas perpendiculares a estos anillos. De los tres ciclos, Atitlán I y III son los que están mejor definidos, mientras que el ciclo de Atitlán II se distingue por los anillos de fractura y anillos de diques.

Figura 7. Mapa estructural. Cuenca del lago de Atitlán (Fuente: Geólogos del mundo, 2011).

3.6. Marco hidrogeológico En el estudio hidrogeológico del MAGA (1991) a nivel nacional se identifican, de manera general, cuatro regiones hidrogeológicas en la república de Guatemala: i. ii. iii. iv.

Las llanuras aluviales de la costa del pacífico.

El altiplano volcánico.

Las tierras altas cristalinas.

La región sedimentaria septentrional.

9

9

Como se ha descrito anteriormente, la cuenca del lago de Atitlán se encuentra ubicada en la región II, en el altiplano volcánico. Este área se encuentra constituida por rocas volcánicas terciarias y cuaternarias, principalmente lavas, tobas y cenizas, las cuales descansan sobre un basamento levantado, formado por rocas carbonatadas e ígneas, en el que se originaron grandes depresiones tectónicas que fueron rellenados por depósitos piroclásticos (MAGA, 1991).

El mayor potencial de desarrollo de las aguas subterráneas en el altiplano Guatemalteco se encuentra en los acuíferos inferiores del volcánico terciario y en los acuíferos superiores del volcánico cuaternario (JICA, 1995).

El acuífero superior se compone, principalmente, de rocas volcánicas cuaternarias, tales como depósitos de pómez del pleistoceno (Qp) y flujos de lava del holoceno; y, a veces, por depósitos aluviales. El espesor del acuífero superior varía, desde varios metros en los bordes hasta 250 metros en el centro. El nivel freático de este acuífero muestra grandes variaciones estacionales, por tanto, se considera como un acuífero no confinado (JICA, 1995). Esta unidad presenta valores de transmisividad de 50 a 750 m²/d en el valle de Guatemala y entre 100 y 300 m²/d en el valle de Quetzaltenango. Los valores del coeficiente de almacenamiento varían entre 0.01 y 0.03.

Las aguas de manantiales y de los pozos poco profundos provienen de los acuíferos superiores en los depósitos pomáceos pleistocénicos (Qp) (JICA, 1995). El potencial de desarrollo de las aguas subterráneas en estos acuíferos es generalmente bajo, debido a potencias muy variables del estrato, frecuentes cambios laterales de litofacies y las variaciones estacionales del nivel freático.

El acuífero inferior se constituye básicamente por lutitas, tobas soldadas dacíticas y andesíticas y flujos de lavas basálticas andesíticas del terciario, localmente fracturados. Sin embargo este acuífero es poco conocido, y por ende, poco explotado (JICA, 1995). Esta unidad presenta, en el valle de Guatemala, valores de transmisividad entre 500 y 5000 m²/d, con caudales de 4 a 15 l/s, capacidades específicas de 0.4 a 1.8 l/s/m y niveles de bombeo de entre 30 y 90 m; mientras que en el valle de Ipala presenta caudales entre 12 y 30 l/s, capacidades específicas de alrededor de 1 l/s/m y niveles de bombeo de entre 35 y 90 m (MAGA, 1991).

El nivel freático en la mayoría del altiplano central es, en general, muy profundo debido a las características geológicas y topográficas (JICA, 1995).

4. Mapa hidrogeológico Los mapas hidrogeológicos en la cuenca del lago Atitlán se enmarcan en un contexto geológico volcánico y, en menor medida, en un contexto de cuenca sedimentaria.

Debido a la diversidad de tipos litológicos y génesis de las formaciones volcánicas y sedimentarias en la cuenca del lago de Atitlán, ésta presenta características hidrogeológicas muy variables. Los principales factores que van a determinar las características hidrogeológicas de la cuenca son el tipo de volcanismo, la distancia desde el centro de emisión, la tectónica, los efectos de la edad y la presencia de materiales no volcánicos interestratificados (Custodio, 1986).

4.1. Metodología La cartografía sistemática de los mapas hidrogeológicos de la Cuenca del Lago Atitlán a escala 1:25.000, precisa, como base fundamental, los mapas geológicos y geomorfológicos elaborados durante la primera fase del proyecto GARICLA. La aportación de dichos mapas es fundamental para la elaboración de un mapa hidrogeológico.

Así, el mapa geológico proporciona toda la base litológica y morfoestructural que condiciona las características hidrogeológicas y estructurales de las unidades presentes en la cuenca, mientras que el

10 10

mapa geomorfológico suministra todo aquello relacionado con la morfología de superficie, que determina tanto la capacidad de infiltración como la descarga de los acuíferos.

Considerando que las formaciones rocosas de la zona son muy heterogéneas y combinan los dos grandes tipos de acuíferos, granulares y fisurales, la leyenda del mapa se ha desarrollado sobre la propuesta de Struckmeier y Margat (1995) en Hydrogeological Maps, a guide of a standard legend.

Para la elaboración del mapa hidrogeológico se ha seguido la siguiente metodología: o

Búsqueda y preparación de información previa:  Información bibliográfica (estudios hidrogeológicos anteriores realizados en la cuenca)  Mapa geológico (1:25.000)  Mapa geomorfológico (1:25.000)  Mapa topográfico  Modelo digital del terreno  Ortofotos a escala 1:10.000  Recopilación de información existente de puntos de agua.

o

Inventario de puntos de agua:  Coordinación con los técnicos municipales para el acompañamiento en campo a los puntos de agua de cada municipio (16 municipios).  Visita a los puntos de agua (nacimientos, galerías, pozos, etc).  Elaboración de ficha de puntos de agua con las características básicas de cada punto, según ficha elaborada para el inventariado. Ver formato de ficha en el anexo I.  Digitalización de la información de las fichas de puntos de agua y elaboración de shapes para manejo de dicha información en Sistemas de Información Geográfica.

o

Caracterización hidrogeológica de los materiales:  Localización del contexto geológico y morfoestructural de la cuenca.  Análisis estructural: estudio de fallas (lineamientos), zonas de fractura, zonas de desgaste y estructura de la cuenca.  Definición de las características hidrogeológicas de las unidades litológicas en base a características geológicas, observaciones en campo, ubicación y características de los puntos de agua, análisis estructural, etc.  Agrupación de litofacies geológicas en unidades con propiedades hidrogeológicas similares.

o

Caracterización físico-química:  Planificación de la campaña de muestreo de aguas subterráneas en función de los siguientes criterios: número de muestras representativas en cada unidad hidrogeológica, distancia entre las muestras (otorgando separaciones mínimas entre ellas, mediante una distribución que cubran representativamente cada unidad), nacimientos más representativos o característicos en cada unidad, caudal (aforo), uso (se priorizan los nacimientos para abastecimiento), posibilidad y acceso para la toma de muestra, etc.  Coordinación con las municipalidades para el acompañamiento en campo.  Medición de aquellos parámetros en campo (in-situ) que pueden sufrir variación desde la toma de la muestra hasta su entrega en laboratorio: temperatura, pH, conductividad eléctrica y sólidos totales disueltos.  Toma de muestras. Las muestras se recolectaron en envases nuevos de polietileno, con tapa y contratapa. Durante la toma de la muestra se enjuaga el envase con agua del punto a muestrear (un mínimo de tres veces) y se procede al etiquetado (código de tres letras, correspondiente a las siglas del municipio de ubicación del punto de agua, seguido de tres números consecutivos, según el orden de recogida), con el fin de llevar un control sistemático del muestreo.  La muestra para metales se toma en un bote de 0.5 galones (1.89 l) al que se agregan de 20 a 30 gotas de ácido nítrico, hasta alcanzar un pH menor o igual a 2.

11 11

La muestra para parámetros básicos (Cond, TDS, etc.) se tomó en un bote de 1 l, sin añadir ningún tipo de conservador ni filtrado.  Las muestras para no metales se recolecta en un bote de 0.5 l al que se añaden entre 10 y 20 gotas de ácido sulfúrico, hasta alcanzar un pH menor o igual a 2.

Al finalizar la recogida de cada muestra, se guarda en una hielera portátil a una temperatura menor a 4ºC, y posteriormente, en un frigorífico hasta su entrega en el laboratorio, antes de transcurridas 24 horas desde su toma.

Análisis de laboratorio. Las muestras seleccionadas fueron enviadas al laboratorio ECOQUIMSA en la Ciudad Guatemala. Los procedimientos de análisis de dicho laboratorio, cumplen con las normas del Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 21st Edition 2005 (APHA, AWWA, WEF), así como la ISO17025.

Se enviaron un total de 102 muestras para análisis.

A todas estas muestras se les analizaron los siguientes parámetros físico-químicos, según los siguientes métodos:  Iones fundamentales: Sodio (Na+), Calcio (Ca2+), Magnesio (Mg2+), Potasio (K+) con el método STM 3111 B; Cloruro (Cl-), Sulfato (SO 4 2-), Spectroquant® Merck 14897; Bicarbonato (CO 3 H), STM 2320 B; Nitrato (NO 3 -) con Spectroquant® Merck 14773.  Iones menores: Hierro (Fe2+), STM 3111 B; Aluminio (Al3+): Spectroquant® Merck 14825; Amonio (NH4+), Spectroquant® Merck 14752); Nitrito (NO2-), Spectroquant® Merck 14776; Fosfato (PO43-), Spectroquant® Merck 14848.  Elementos/compuestos traza: Azufre (Sulfatos), Spectroquant® Merck 14789; Silice (SiO 2 ), Spectroquant® Merck 14794; Boro (B), Azometina H; Arsénico (As), STM 3114 A; Flúor (F), Spectroquant® Merck 14598.

Tratamiento e interpretación de los resultados de los análisis físico-químicos (elaboración de diagramas de Piper (anexo III), diagramas de Stiff (figuras 11 y 12), shapes, etc.). Los resultados de los análisis realizados por GM se muestran en una tabla resumen del anexo II. Elaboración de mapas isoquímicos (figuras 13-34). 



 

•

• o

Sondeos eléctricos verticales (SEV): • Análisis de información previa.

• Selección de lugares de ubicación de SEV, según criterios litológicos (lugares de escasa información hidrogeológica), utilidad de la información (previsión de construcción de pozos de agua), acceso y permisos.

• Realización de 2 SEV en los municipios de Santiago Atitlán y San Pedro la Laguna con el fin de ubicar el nivel freático en los lugares seleccionados y obtener información del subsuelo.

Los resultados se encuentran en el Anexo IV (Estudio Geofísico – Sondeos Eléctricos Verticales, Santiago Atitlán y San Pedro La Laguna, Guatemala, Diciembre/2012), del presente informe.

• Para la realización de los SEV se contrató a la empresa “GEO Ciencia Aplicada”.

o

Elaboración del mapa Hidrogeológico: • Análisis e interpretación de toda la información anterior.

• Transferencia de datos a una base topográfica digital. Elaboración y dibujo del mapa hidrogeológico provisional digital.

• Digitalización y tratamiento informático definitivo (elaboración de shapes definitivos).

• Edición de mapas.

• Redacción de memoria explicativa.

4.2. Inventario de puntos de agua Durante el presente estudio se inventariaron un total de 872 puntos de agua, de los cuales 804 se encuentran dentro de la cuenca del lago de Atitlán y 68 se encuentran en las inmediaciones de ésta

12 12

(figura 8). De los 872 puntos de agua, se levantaron un total de 677, mientras que 195 fueron inventariados a partir de la información facilitada por la Mancomunidad Manztzolojyá.

Durante las visitas a campo se efectuó un análisis sobre la situación de cada punto. Se elaboró una ficha con las características básicas: código, coordenadas, fecha de visita, caudal (aforo), parámetros físico-químicos básicos in situ (pH, conductividad, sólidos disueltos, temperatura), características constructivas y características geológicas del punto, uso del agua, propietario, abastecimiento, etc. El formato de ficha se adjunta en el anexo I del presente documento.

La información obtenida se digitalización y se elaboraron shapes, para manejo de dicha información en Sistemas de Información Geográfica (figura 8).

De los 872 puntos de agua inventariados, 732 corresponden a nacimientos (manantiales) y 139 a pozos, de los cuales 32 son pozos profundos (excavados mecánicamente) y 107 son perforados manualmente (pozos artesanales, de no más de 50 metros de profundidad) y una zona encharcada de carácter estacional. Destacar que únicamente se inventariaron algunos pozos superficiales, a modo representativo. Sin embargo, en la cuenca, una práctica muy habitual de abastecimiento unifamiliar es mediante la perforación de pozos superficiales, así que existen numerosos pozos de esta tipología.

Se aforaron un total de 510 nacimientos. Los caudales medidos fueron, en general, bajos. Más de un 20% caudales menores a 0.05 l/s, casi un 15% poseen caudales entre 0.05 y 0.1 l/s, más de un 38% posee caudales entre 0.1 y 0.5 l/s, menos de un 10% posee caudales entre 0.5 y 1 l/s, cerca de un 14% posee valores entre 1 y 5 l/s y únicamente un 2% posee valores entre 5 y 12 l/s.

El caudal medio es de 0.6 l/s y el caudal máximo medido dentro de la cuenca es de 11,61 l/s.

El bajo caudal en los nacimientos de la cuenca y su variabilidad estacional puede indicar que son de carácter superficial. Por tanto, la mayoría de los nacimientos de la cuenca proceden de acuíferos superficiales.

Figura 8. Mapa inventario puntos de agua. Cuenca del lago de Atitlán.

4.3. Sondeos Eléctricos Verticales (SEV) Los SEV corresponden a una serie de medidas realizadas alrededor de un punto, donde se aplica corriente eléctrica a cierta distancia para obtener lecturas de resistividad. Estas diferentes medidas permiten crear una curva que, después de interpretarse, permite identificar la presencia o no de agua subterránea, así como su profundidad. Por tanto, los SEV son utilizados para identificar cuerpos de interés hidrogeológico, espesores de unidades, geometría de cuerpos en el subsuelo, etc.

Durante la elaboración del mapa hidrogeológico en la cuenca del lago de Atitlán se identificaron áreas de interés para la realización de SEV, según criterios litológicos (lugares de escasa información hidrogeológica), utilidad de la información (previsión de construcción de pozos de agua), acceso y permisos.

13 13

Se identificaron dos áreas en los municipios de Santiago Atitlán y San Pedro la Laguna y se realizaron dos SEV con el fin de ubicar el nivel freático en los lugares seleccionados y obtener información del subsuelo.

En conclusión, para el SEV levantado en Santiago Atitlán se identificaron tres contrastes resistivos:

Figura 9. Mapa de ubicación y modelo geoeléctrico y columna litológica inferida, resultante de la inversión de datos del SEV levantado en Santiago Atitlán

1.- En la base de los abanicos aluviales 2.- En la base de flujos de lava, quizás fracturados, cuyo nivel coincide con el nivel del lago de Atitlán (a 18-56) m de profundidad; dado que el SEV fue levantado a una elevación de 1588 msnm.

3.- A unos 176 m de profundidad; que podría asociarse a cuerpos de granito o graniodiorita fracturados (e.g. por eventos explosivos de la Caldera). Estos cuerpos pueden estar a su vez recargados por fluidos hidrotermales y/o de agua caliente. Esto último, sin embargo, solamente se puede corroborar por medio de la excavación directa de un pozo.

Según dicho estudio, se concluye que en la zona de Santiago (Panajab) existe un acuífero granular superficial, ubicado a unos 2 metros de profundidad, asociado a depósitos aluviales. Se trata de un acuífero de pequeña importancia, debido a sus fluctuaciones estacionales así como su bajo espesor (aproximadamente 6 m). Por debajo, existe un acuífero intermedio, ubicado a una profundidad de 56 m., con un espesor de casi 40 m., ubicado en los flujos de lavas fracturados, que coincide con el acuífero del lago de Atitlán. Por último, un acuífero fisural profundo (176 m.), posiblemente de carácter hidrotermal, asociado a fracturas en granitos y granodioritas. Estos tres niveles de acuíferos se encuentran separados por niveles impermeables.

En el SEV realizado en San Pedro La Laguna se identificaron tres estratos de contraste resistivo:

Figura 10. Mapa de ubicación y modelo geoeléctrico y columna litológica inferida, resultante de la inversión de datos del SEV levantado en San Pedro la Laguna

14 14

1.- En la base de los depósitos de pómez, cuyos valores de resistividad son relativamente altos (~2000 Ω-m). Por ende, no alberga acuíferos; lo cual tiene sentido por la escasez de manantiales superficiales en el sur de la caldera.

2.- A la base de los flujos de lava, quizás en una condición fracturada, pero cuya recarga quizás sea la de un acuífero colgante (estacionario).

3.- Nuevamente, en un estrato por debajo de la unidad de flujos andesíticos escoriáceos, donde se interpreta la localización de granitos fracturados. Este último, se estima a una profundidad coincidente al nivel medio del Lago (a unos 280 m); lo cual es razonable y coincidiría con la hipótesis de acuíferos en cuerpos fracturados (lavas andesíticas).

Por tanto, en esta zona de San Pedro se podrían correlacionar dos acuíferos: un acuífero superficial estacionario, ubicado a 50 m. de profundidad y con un espesor de aproximadamente 20 m., localizado en los flujos de lavas fracturados; y un acuífero fisural profundo (280 m.), que puede estar asociado con el nivel freático del lago de Atitlán.

4.4. Caracterización hidrogeológica La caracterización hidrogeológica de los materiales en un área permite definir sus características y propiedades hidrogeológicas y, así, su capacidad para permitir la circulación del agua en su interior. Por tanto, la definición de estas características permite interpretar como será el comportamiento del flujo subterráneo en el subsuelo.

La cuenca de Atitlán se encuentra constituida por rocas volcánicas terciarias y cuaternarias, principalmente lavas, tobas y cenizas, así como rocas sedimentarias asociadas a procesos de relleno de calderas. Todas ellas descansan sobre un basamento levantado formado por rocas ígneas.

Estas litologías se han agrupado hidrogeológicamente en 12 unidades. Además, según su permeabilidad, se han diferenciado tres tipologías: •

Permeabilidad por fisuración: tobas terciarias dacíticas y riolíticas (Tmt y Tat) altamente consolidadas y fracturadas; flujos de lavas y lodos asociados a complejos estratovolcánicos terciarios y cuaternarios (Qa y Qta); y sedimentos de relleno de la primera caldera (Tcf1) formado por conglomerados y areniscas de consolidación media-alta ligeramente fracturados.

•

Permeabilidad por porosidad granular: depósitos piroclásticos pomáceos cuaternarios (Qpa y Qpfs); y depósitos aluviales y coluviales cuaternarios (Qal y Qcol).

•

Permeabilidad limitada o impermeables: sedimentos de relleno de caldera II (Tcf2) formados por areniscas y lutitas, muy consolidadas; tobas riolíticas terciarias (Trt) muy consolidadas; así como granitos y granodioritas (Tg).

A continuación se describen, por orden cronológico, las características hidrogeológicas de las unidades presentes en la cuenca: o

Terciario granítico (Tg)

Las rocas plutónicas terciarias, que forman el basamento cristalino de la cuenca del lago Atitlán, afloran de manera discontinua en la zona sur de la caldera Atitlán III. Aparecen principalmente desde el mirador Tepepul hasta la parte baja del monte Cabeza de burro en Santiago Atitlán, así como el paraje Nicajquim y Pachicoc en San Juan La Laguna, aflorando también en las laderas de San Pablo la Laguna, en la carretera desde San Pablo a Santa Clara (Núñez y Martínez, 2011).

Fotos 1 y 2. Muestra de mano y afloramiento de granitos al sur de la cuenca.

15 15

Desde el punto de vista petrográfico, los afloramientos más comunes se corresponden con granitos y granodioritas, constituyendo la mitad de las rocas plutónicas del área (Newhall, 1986).

Se trata de una unidad muy consolidada, meteorizada en superficie, a favor de fracturas. La permeabilidad del granito fresco es nula, sin embargo, puede presentar, localmente, pequeños acuíferos de escasa relevancia localizados en las áreas de mayor meteorización y fracturación.

Los SEV realizados en Santiago Atitlán y San Pedro la laguna identifican un nivel resistivo entre 176 y 280 m respectivamente que puede estar asociado a cuerpos de granito o granodiorita fracturados (e.g. por eventos explosivos de la Caldera). o

Toba dacítica terciaria María Tecún (Tmt)

En toda la zona norte (formando la cordillera María Tecún) y en la zona centro-oriental de la cuenca aflora la denominada Toba María Tecún. Se trata de un grupo de cinco voluminosas niveles de tobas de cenizas volcánicas, de litología similar, que pueden llegar a alcanzar un espesor de más de 1000 m.

Se trata de una toba cristalina, de matriz afanítica altamente consolidada y muy afectada por procesos tectónicos reflejados en numerosas fallas con direcciones predominantes (N-S y NESO), originando fracturaciones de tipo romboida. Las fracturas suelen ser lisas, con separaciones menores a 10 cm, rellenas de arcillas o arenas (Núñez y Martínez, 2011). En ocasiones aparecen estructuras columnares que representan procesos de contracción-enfriamiento.

Fotos 3,4 y 5. Afloramientos y muestra de la Toba María Tecún.

Se trata, por tanto, de una potente unidad (con espesores de más de 1 km), que posee una nula permeabilidad primaria, sin embargo, puede constituir un acuífero importante asociado a una permeabilidad secundaria por intensa fracturación.

Su capacidad acuífera se detecta en base a la presencia de numerosos manantiales asociados a ella, con gastos máximos de 2.8 l/s, de los que se abastecen las comunidades de la parte norte de la cuenca.

De los datos del pozo perforado por JICA (JICA, 1995) en Santa Lucía Utatlán, se puede interpretar que el acuífero está ubicado las dacitas autobrechadas y fracturadas María Tecún, a una profundidad entre 146 y 195 m. Dicho estudio atribuye una transmisividad para esta unidad de 375 m2/d y la clasifica como una unidad permeable, que da lugar a acuíferos de regulares a buenos (Navarro et al., 1993). o

Sedimentos terciarios de rellenos de caldera I (Tcf1)

En la cuenca del lago se pueden encontrar dos formaciones sedimentarias, asociadas a relleno de calderas anteriores en fases de no actividad volcánica, donde predominan los procesos erosivossedimentarios.

La primera formación sedimentaria se compone de unos 400 m de conglomerados de matriz arcilloarenosa (ricos en clastos y gravas de la toba de María Tecún), con intercalaciones de areniscas procedentes de la erosión de la caldera Atitlán I y sedimentación de éstos en el fondo de la misma. En ocasiones, éstos se encuentran intercalados con capas de cenizas volcánicas consolidadas procedentes de erupciones intermitentes (Trt), ya explicadas posteriormente.

16 16

Estos sedimentos afloran en la zona noreste de la caldera actual y en la parte baja del valle del río San Francisco. Se pueden observar excelentes afloramientos a lo largo de la carretera del este y norte de Panajachel hacia San Andrés Semetabaj (Newhall, 1986).

Fotos 6,7 y 8. Afloramientos de Sedimentos de rellenos de caldera I.

Se trata de una unidad de consolidación media-alta, con textura muy heterogénea, si bien predominan las gravas y conglomerados con una matriz areno-arcillosa. En la mayoría de los casos, presentan consolidación alta, mientras que en algunos lugares la matriz areno-arcillosa está menos consolidada.

Por tanto, dada su heterogeneidad textural y errático depósito, esta unidad experimenta cambios en sus características hidrogeológicas laterales y verticales considerables. Sin embargo, en general, se trata de una unidad con una permeabilidad baja (excepto en zonas alteradas y/o meteorizadas), que se encuentra afectada por fracturas, asociadas a procesos tectónicos de subsidencia de caldera, lo que le proporciona una permeabilidad por fisuración media-baja. o

Toba riolítica terciaria El Adelanto (Tat)

La toba El Adelanto aflora al NE de la cuenca, en las cercanías de la comunidad El Adelanto, en el municipio de Sololá y en las laderas de la cabecera del río Pacubaja (en la parte alta de la cuenca del río San Francisco).

Esta unidad se encuentra formada por cenizas y material piroclástico, producto de erupciones terciarias, que se depositaron calientes y se fundieron durante su enfriamiento, conformando una toba altamente consolidada.

Se trata de una toba riolítica bandeada, de textura fina y alta consolidación, con tonalidades de beige a gris claro y espesores medios de 150 m. Esta unidad se encuentra muy afectada por procesos estructurales que se traducen en abundantes plieques y fracturas.

La alta compactación que caracteriza dicha toba le confiere una muy baja permeabilidad primaria. Sin embargo, los abundantes pliegues y fracturas permiten la circulación del agua, lo que se traduce en una permeabilidad fisural muy alta, que da lugar a varios nacimientos en la parte alta de la cuenca y que abastecen a las comunidades de la zona, con caudales máximos de 1.5 l/s.

o

Fotos 9 y 10. Afloramiento y muestra Toba El Adelanto.

Tobas riolíticas terciarias (Trt)

El ciclo Atitlán II comenzó antes de que se rellenara la caldera Atitlán I, por tanto varias tobas riolíticas que pertenecen a los estados tempranos del ciclo Atitlán II se encuentran interstificadas en los sedimentos de rellenos de caldera I. Éstas se han agrupado en una misma unidad denominada tobas riolíticas terciarias, ya que poseen características hidrogeológicas similares.

17 17

Como la unidad anterior, se trata de cenizas y productos piroclásticos que se depositaron calientes durante erupciones terciarias y se fundieron dando lugar a tobas muy consolidadas. Sin embargo, este grupo de tobas posee una disposición horizontal, que da lugar a escarpes típicos en la zona, con espesores máximos de 50 m, intercalados entre los depósitos sedimentarios de relleno de caldera I y II. Dentro de esta unidad se incluye: la Toba Panajachel (Tpt), Toba San Jorge (Tsjt), Toba Catarata Inferior (Tc1), Toba catarata superior (Tc2) y Toba San Pablo (Tspt) .

Estas tobas litificadas varían desde consolidadas a altamente consolidas, por tanto, poseen una permeabilidad primaria nula, y aunque se puede encontrar una cierta permeabilidad secundaria asociada a fracturas, su ubicación estratigráfica horizontal impermeable, en general, impide el flujo vertical de agua. o

Fotos 11. Toba Panajachel, 12. Toba San Jorge, 13.

Afloramiento toba Panajachel y 14.Toba Catarata 1.

Sedimentos terciarios de rellenos de caldera II (Tcf2)

Esta unidad se encuentra conformada por areniscas y lutitas tableadas silíceas (pudiendo aparecer intercalaciones de conglomerados), que pueden encontrarse tanto estratificadas como consolidadas y en ocasiones fracturadas.

Fotos 15, 16, 17 y 18. Afloramientos de Sedimentos de relleno de caldera II.

Esta unidad es de menor espesor y de grano más fino que los sedimentos de relleno de caldera I, lo que indica que existía un ambiente de menor energía durante la caldera II. Su tamaño granulométrico fino y su alta compactación le confieren a esta unidad una porosidad baja y, por tanto, una muy baja permeabilidad primaria (prácticamente impermeable). Sin embargo, en algunas áreas, su parte superior se encuentra menos compactada, presentando alteración y fracturación, lo que aumenta su permeabilidad en esta zona superficial. Así, en estos casos, pueden constituir acuíferos, susceptibles de ser explotados mediante pozos mecánicos (con trasmisividades de 28,55 m2/d).

De este modo, esta unidad, por debajo de su zona superior, actúa como barrera impermeable que genera numerosos nacimientos y saltos de agua (“cascada El Tzalá” o “La Catarata”).

18

En definitiva, se trata de una formación con potencias de hasta 300 m., de muy baja permeabilidad, que actúa como base impermeable, dando lugar a acuíferos en la parte superior de la misma, donde se encuentra afectada por procesos de menor compactación, con presencia de fracturación y/o alteración. o

Cuaternario-Terciario andesítico (QTa)

Como en los ciclos anteriores, el ciclo Atitlán III, comenzó con la formación y desarrollo de tres edificios volcánicos que actualmente se encuentran parcialmente erosionados: Volcán de San Marcos, Volcán Tecolote y Volcán Paquisís. El primero se encontraba en lo que actualmente es el Cerro San Marcos; el segundo se encontraría en San José Chacayá, en el borde de la actual caldera; y el tercero se localizaba sobre el borde suroeste de la caldera, en lo que actualmente es el cerro Paquisís, en Santiago Atitlán.

Los restos de dichos edificios estratovolcánicos y sus coladas adyacentes conforman una potente unidad, de hasta 1 km de espesor, formada por gruesas pilas de lavas andesíticas discordantes intercaladas con flujos de lodos y piroclastos que conforman las paredes de la mitad occidental de la caldera actual.

En estos depósitos, la permeabilidad de las lavas depende de los procesos de solidificación de las mismas. En general, las lavas de estos complejos se enfriaron lentamente, dando lugar a procesos de desgasificación, lo que no favorece que las burbujas queden atrapadas, dando lugar a una textura masiva y, por tanto, muy baja permeabilidad. Del mismo modo, la permeabilidad varía significativamente dentro las coladas, de tal forma que la parte superior de las mismas, donde se concentra la mayor cantidad de gases, posee una textura vesicular, y, por tanto, más permeabilidad.

Así, dentro de una misma colada, la zona superior e inferior posee una mayor permeabilidad que la zona central de la misma, la cual puede actuar como barrera, aislando ambas zonas.

Fotos 19. Afloramiento, 20. Muestra de lavas andesíticas y 21. Flujos laháricos.

Del mismo modo, cuando la colada de lava avanza en contacto con la atmósfera, su capa superior, en contacto con ella, y su capa inferior, en contacto con el terreno, ambos más fríos, provocan su solidificación formando costras, mientras que la lava en la zona intermedia continúa fluida. En su avance, la colada rompe esas costras superior e inferior, las arrastra y las mezcla, produciendo confusas masas de bloques con alta permeabilidad.

Además, en general, la permeabilidad de estos materiales, disminuye con el tiempo, debido a procesos de compactación y colmatación, que reducen significativamente el volumen de vacíos en la roca. Si transcurre suficiente tiempo entre la efusión de dos coladas superpuestas, la meteorización puede originar un suelo arcilloso sobre la colada inferior que la separa hidráulicamente de la superior (Navarro et al., 1993).

Por tanto, las coladas de lavas asociadas a antiguos complejos estratovolcánicos en la cuenca del lago de Atitlán (Qta) se encuentran afectadas por los procesos anteriormente descritos, apareciendo una

19 19

alternancia capas de mayor porosidad y permeabilidad intercaladas con capas de mayor consolidación, compactación, y, por tanto, menor permeabilidad.

Además, estos depósitos presentan generalmente una intensa fracturación por actividad tectónica secundaria, asociada a la subsidencia de la caldera, que produce en todo el conjunto un elevado grado de permeabilidad, permitiendo la circulación de agua subterránea a lo largo de dichas fracturas.

El resultado es que los macizos volcánicos actuales y antiguos se comportan como una masa rocosa permeable y anisótropa, que sigue razonablemente bien las leyes de la hidráulica subterránea clásica (esquema 1) (Navarro at al., 1993).

La geometría de los acuíferos asociados a complejos estratovolcánicos en la cuenca del lago de Atitlán queda controlada por el grado de fracturación de las lavas y ldepósitos laháricos consolidados, así como por los contrastes de Esquema 1. Corte esquemático del comportamiento hidrogeológico en un antiguo estratovolcán (al que le falta su mitad occidental). permeabilidad por la alternancia de coladas de lava, de baja permeabilidad, y las intercalaciones de flujos de lodos, lahares y mantos de naturaleza piroclástica, de mayor permeabilidad.

De este modo, el agua subterránea de esta unidad circula a través de las capas más permeables (lahares o depósitos piroclásticos) y a través de fracturas (en las lavas), dando lugar al acuífero volcánico terciario-cuaternario, que genera abundantes nacimientos en las áreas de descarga, con una media de caudal de 0.45 l/s de los que se abastecen los municipios de la parte centro-occidental de la cuenca.

De los datos del pozo perforado por JICA en 1995 en Sololá, se puede interpretar que el acuífero está ubicado en lavas basálticas a andesíticas fracturadas y autobrechadas (Qta). Dicho estudio atribuye una transmisividad para esta unidad de 28.55 m2/d, que se clasifica como una unidad de permeabilidad media-alta que da lugar a acuíferos pobres (Navarro, 1993). o

Cuaternario piroclástico Los Chocoyos (Qpf3 y Qps3)

La mayor parte de la cuenca del lago de Atitlán se encuentra cubierta por depósitos piroclásticos pomáceos cuaternarios procedentes de la gran erupción de Los Chocoyos. Los detalles de estos depósitos y mapas de distribución han sido reportados por Koch and Mc Lean, 1975; Hahn et al. 1979; Rose et al. 1979, 1987; Newhall, 1980; y Núñez y Martínez, 2011.

Estos depósitos piroclásticos se enfriaron antes de depositarse y no llegan a enterrarse y consolidarse, dando lugar a grandes extensiones y espectaculares paredes de depósitos piroclásticos no consolidados.

La unidad Qpf3 es la mayor unidad pliniana conocida en Centroamérica. Se trata de una unidad conformada por flujos piroclásticos de caída formados por cenizas, lapilli, bombas pomáceas y fragmentos líticos (predominantemente andesitas, dioritas, granitos y granodioritas), no clasificados ni consolidados. Poseen un espesor medio de 20 m y máximo de 200 m, aunque la mayoría de las veces no supera los 100 m.

Por encima de piroclásticas de encontrar en la barrancos cerca

éstos depósitos aparecen, en algunas áreas, espectaculares depósitos de oleadas caída (Qps3), de estado tardío de la erupción de Los Chocoyos, que se pueden zona Norte del lago (cerca de Novillero), al noreste y norte de Godínez y en los de Patzún. Se trata de capas de cenizas muy bien clasificadas. La mayoría de estos

20

depósitos muestran capas de (“sand wave”) oleadas de arenas que tienen frecuentemente intercalaciones discontinuas de lapilli y cenizas horizontales.

El conjunto de ambos depósitos ignimbríticos cuaternarios forman una unidad de textura heterogénea, de muy baja consistencia y, por tanto, muy alta porosidad granular y permeabilidad, originando acuíferos libres granulares en un medio homogéneo e isótropo. Esta unidad se encuentra saturada en gran porcentaje hacia su base, dando lugar a acuíferos superficiales que generan nacimientos cuando esta unidad es cortada por quebradas o barrancos, con caudales medios de 0.2 l/s.

Se trata de unidad de mucha importancia, ya que puede funcionar como filtro natural para evitar el transporte de contaminantes hacia la zona saturada (BRGM-INSIVUMEH, 1997).

Fotos 22. Afloramiento de flujo piroclástico de caída (Qpf3), 23. Detalle de flujo piroclástico (Qpf3), 24.Depósitos de oleadas (Qps3) de la erupción de Los Chocoyos.

o

Cuaternario piroclástico Post-Los Chocoyos (Qpa1 y Qpa4)

En el interior y alrededor de la caldera actual, se encuentran representadas varias capas de tephra formadas por depósitos pomáceos de al menos cinco erupciones silíceas posteriores a Los Chocoyos.

Se trata de depositos piroclásticos de cenizas silíceas (Qpa4), con espesores que no superan los 20 m.

Poseen baja consolidación, aunque su textura fina y homogénea le confiere una cierta compactación.

Al norte y este del lago Atitlán (San Andrés Semetabaj, etc) aparecen grandes afloramientos de cenizas pomáceas con “lapilli acrecional” (Qpa1) (Foto 26). El “lapilli acrecional” son peloides con una estructura interna concéntrica formados por la acreción de ceniza fina alrededor de gotas de agua de condensación o de partículas sólidas, en el interior de columnas eruptivas ricas en vapor. La distribución de los afloramientos sugiere una vena N-NW del lago (Newhall, 1986).

Ambas unidades poseen tamaños granulométricos muy finos y homogéneos, por lo que poseen una alta porosidad. Sin embargo, la coherencia media en estos materiales, el pequeño tamaño de los poros y su desconexión entre ellos le confieren una baja permeabilidad.

Es, por tanto, un material de consolidación media, muy poroso y de permeabilidad baja, dando lugar a amplias extensiones con alta capacidad de recarga acuífera.

Foto 25. Afloramiento depósitos Post-Los Chocoyos (Qpa4) y 26. Muestra de depósitos pomáceos con lapilli acrecional.

21 21

Su escasa potencia y baja permeabilidad favorece la acumulación de agua superficial, con un movimiento lento, originado acuíferos superficiales de pequeña importancia, que son explotados mediante pozos perforados manualmente, de bajo caudal, para abastecimiento unifamiliar.

o

Cuaternario andesítico (Qa)

Como en los ciclos anteriores, el cuarto ciclo (actual) comienza con el crecimiento de estratovolcanes. El Volcán San Pedro, Atitlán y Tolimán son estratovolcanes jóvenes que han crecido a lo largo del filo de la caldera Atitlán III. Los estratovolcanes actuales, al igual que los anteriores, se encuentran formados por flujos de lavas (predominantemente andesíticas), lodos y piroclastos.

Foto 27. Flujos de lodos y piroclastos, 28. Lavas y 29. Muestra de mano, todos asociados a complejos estratovolcánicos cuaternarios.

Las lavas de estos complejos poseen una textura masiva y por lo tanto una baja permeabilidad. Por su juventud, las litologías que conforman los actuales complejos estratovolcánicos de la cuenca del lago de Atitlán (Qa) se encuentran poco afectadas por procesos de compactación y colmatación, por lo que poseen una porosidad y permeabilidad muy alta, en comparación con las formaciones de los complejos estratovolcánicos terciarios descritos anteriormente (Qta).

Sin embargo, las lavas de los complejos estratovolcánicos actuales presentan una intensa fracturación, causada por condiciones de enfriamiento rápido de las lavas y por actividad tectónica secundaria, que producen en todo el conjunto un elevado grado de permeabilidad, favoreciendo la circulación del agua subterránea (esquema 2), no originando así nacimientos.

Por tanto, las características hidrogeológicas asociadas a los complejos estratovolcánicos actuales, queda controlada principalmente por el grado de fracturación que presentan las lavas, así como por la alta permeabilidad en los depósitos laháricos y piroclásticos intercalados.

Esquema 2.

Corte esquemático del comportamiento hidrogeológico en un estratovolcán actual.

De este modo, el agua subterránea en estos complejos estratovolcánicos circula rápidamente en dirección vertical a favor de las fracturas en las lavas y en las capas más permeables (lahares o depósitos piroclásticos), no encontrándose nacimientos en las laderas de los volcanes y recargando, de este modo, el acuífero profundo del lago de Atitlán. o

Cuaternario coluvial (Qcol)

Una vez formadas las anteriores calderas, los agentes climáticos comienzan a meteorizar y erosionar sus laderas acumulando depósitos en los pies de las mismas, conformando los denominados depósitos coluviales (foto 30).

Estos depósitos están formados por materiales con una textura areno-arcillosa, aunque también se pueden encontrar gravas y bloques, de variada composición, dependiendo de la litología de origen.

22 22

Se trata, por tanto, de depósitos muy porosos y de baja permeabilidad con potencias variables (normalmente bajas). Cuando no quedan colgados y drenados, estos depósitos constituyen acuíferos superficiales en conexión con depósitos aluviales o sustratos permeables. o

Cuaternario aluvial (Qal)

Los cursos fluviales, tanto los estacionarios (que son la mayoría en la cuenca), como los permanentes (Quiscab, San Francisco y algunos de sus afluentes), arrastran los materiales erosionados de las laderas, conformando los depósitos aluviales (Qal) cuaternarios de la cuenca del Lago de Atitlán.

Se trata de depósitos formados por materiales de variada granulometría (bloques, gravas, arenas y arcillas) y composición que constituyen acuíferos por porosidad. Sin embargo, debido a su juventud y a las litologías de la zona, no Foto 30. Depósitos aluviales sobre depósitos lacustres (en poseen elevados espesores, por lo que el río Quiscab). poseen una baja trasmisividad (que puede aumentar en la desembocadura de los ríos Quiscab y San Francisco, al poseer mayores espesores). En este último, los depósitos aluviales alcanzan espesores aproximados de 30 m en la localidad de Panajachel.

4.5. Caracterización hidrogeoquímica La caracterización hidrogeoquímica de un área determina la relación entre el medio geológico y el agua que circula en su interior. Por tanto, el análisis físico-químico del agua subterránea permite definir el comportamiento del flujo en el subsuelo, su interacción con los elementos geológicos así como las áreas de recarga, descarga y tránsito de las mismas.

En este aspecto, hay que considerar que las condiciones químicas “naturales” pueden verse modificadas por las actividades antrópicas que se desarrollen en el área (agrícolas, industriales, servicios, etc).

Los principales factores que condicionan la composición del agua subterránea son: naturaleza y disposición espacial de los materiales con los que el agua entra en contacto, superficie y duración del contacto, temperatura, presión, presencia de gases, grado de saturación del agua en relación con las distintas substancias incorporables, etc (Porras et al., 1985).

Aunque la composición media del agua subterránea suele considerarse invariable en un acuífero o porción del mismo, no debe olvidarse que las interacciones agua-medio, que determinan dicha composición, son procesos dinámicos que se desarrollan a ritmo diverso, tanto en el espacio como en el tiempo. En consecuencia, la composición del agua subterránea debe contemplarse con la perspectiva de su posible variación espacio-temporal (Porras et al., 1985).

El agua de circulación regional presenta una mayor mineralización que una local, al irse saturando en los diferentes iones. Generalmente, se admite que las aguas de circulación regional tienden a evolucionar hacia la composición del agua de mar, siguiendo la secuencia iónica de Tchebotarev (x): HCO 3 -  HCO 3 -+ SO 4 2-  S0 4 2-  S0 4 2- + Cl-  ClEsta secuencia indica que las aguas con menor permanencia en el acuífero son, generalmente, bicarbonatadas y que, a mayor permanencia, se van hacienda aguas más salinas y, por tanto,

23 23

cloruradas. Hay que tener en cuenta que si en el agua de infiltración inicial no dominan los iones HCO 3 – y Ca2+ la secuencia puede empezar en otro lugar, para terminar con la evolución normal.

En cuanto a los cationes, la secuencia no es tan clara y es mayor el número de excepciones, pero en general la secuencia es la siguiente: Ca2+  Mg2+-  Na2+ Se debe considerar que la secuencia de Tchebotarev (excesivamente simplista) puede verse afectada por numerosos factores, como fenómenos sucesivos de precipitación-disolución, efectos de intercambio iónico, disminución del potencial redox, reducción de sulfatos y por supuesto la influencia de la litología predominante.

La determinación de las propiedades físico-químicas del agua subterránea en la cuenca del lago de Atitlán, constituye una herramienta imprescindible para el estudio hidrogeológico de la misma. Esta caracterización proporciona información básica sobre las condiciones naturales por donde circula el agua subterránea, así como la relación entre ambos.

Por los altos costos que implica la realización de análisis hidrogeoquímicos, se seleccionó un número de nacimientos representativos en cada una de las litologías (en función de su extensión, área, etc). Se seleccionaron un total de 102 puntos de agua para analizar, de los cuales 70 pertenecen a muestras tomadas en manantiales, 23 tomadas en pozos (21 en pozos profundos y 2 en pozos superficiales) y 9 tomadas en el lago de Atitlán (de las cuales 3 pertenecen a manantiales termales dentro del lago y 7 a las aguas superficiales del lago, a 20 m de profundidad). En el anexo II se presenta un cuadro resumen de los resultados de los análisis obtenidos en el laboratorio. En el anexo III se muestra el diagrama de Piper y a continuación se muestra los diagramas de Stiff obtenidos en los resultados de los análisis.

Los diagramas de Stiff de la figura 11 muestran que la litología y sus características hidrogeológicas son uno de los principales condicionantes del proceso de incorporación de sales solubles en las aguas subterráneas en la cuenca del lago de Atitlán. De este modo, la textura y porosidad de la roca, el grado de fisuración, la estructura geológica regional, la presión, temperatura, secuencia en la que el agua atraviesa distintos materiales, tiempo de permanencia del agua en contacto la roca, transmisividad, etc, son los principales responsables de las características físico-químicas de las aguas subterráneas en la cuenca del lago de Atitlán.

Los tiempos de contacto con los materiales dentro de los acuíferos en la cuenca son muy variados (aunque en general bajos), y aumentan en función de la profundidad de los materiales. Por tanto, las aguas profundas suelen ser más salinas que las de los acuíferos superficiales (o locales) ya que tienen más posibilidades de disolver sales.

Como se observa en la figura 11, la mayor parte de las aguas procedentes de nacimientos y pozos son aguas bicarbonatadas, llegando como mucho a aparecer aguas sulfatadas y en algún caso excepcional (que se explicará más adelante), aguas cloruradas.

En general,las aguas de la cuenca son poco salinas. Esto indica que la mayoría de los nacimientos y pozos muestreados provienen de acuíferos fisurales, poco profundos y, por tanto, el tiempo de contacto entre la roca y el agua es bajo. De este modo se determina que la mayoría de las aguas del lago de Atitlán son de circulación local y tienen baja interacción con el terreno, manteniendo una configuración similar a la adquirida durante la infiltración.

No obstante, no todas las aguas de la cuenca son de circulación local; por ejemplo, las aguas de los pozos profundos poseen una mayor concentración en sales, lo que indica un mayor tiempo de recorrido subterráneo. Del mismo modo, las aguas procedentes de circulación termal profunda y las aguas del lago poseen las mayores concentraciones salinas.

Las aguas muestreadas en el lago de Atitlán son aguas con una alta concentración en sales. Además, en los diagramas de Stiff se observa una fuerte influencia termal en las aguas del lago, con diagramas similares. Del mismo modo, la estratificación de las aguas en éste, reduce la mezcla de las mismas;

24

además, la alta evaporación en estas latitudes, favorece el aumento de la concentración de sales en las zonas superficiales de lago.

Destaca una muestra tomada al sur del lago, en el municipio de San Lucas Tolimán, en un nacimiento que se encuentra a una distancia de 6 km al sur-este de la cuenca (figura 11). Esta muestra posee características hidroquímicas similares a las aguas del lago, lo que podría indicar que esta es una zona de descarga de las aguas del lago.

Figura 11. Diagramas de Stiff en la cuenca del lago de Atitlán.

25 25

4.5.5.Unidades hidrogeoquímicas La gran variedad de componentes y características fisicoquímicas del agua subterránea de la cuenca de Atitlán exige su clasificación en grupos, para obtener una información breve y sencilla sobre la composición química y su comportamiento a lo largo de la cuenca.

En general, se observa que las diferentes unidades hidrogeológicas dan lugar a diferentes tipos de aguas. Éstas se pueden agrupar en 8 conjuntos de aguas (figura 12) que poseen características hidrogeoquímicas similares y que, por tanto, pueden ser asociadas a un mismo acuífero:

Figura 12. Distribución de diferentes grupos de agua a lo largo de la cuenca Atitlán.

26 26

•

Grupo 1: Aguas bicarbonatadas. Acuífero fisural Toba María Tecún (ATmt)

•

Grupo 2: Aguas sulfatadas-bicarbonatadas. Acuífero cuaternario piroclástico (AQpfs)

•

Grupo 3: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas cálcicas. Acuífero fisural estratovolcánico Cuaternario-Terciario andesítico (AQTa)

•

Grupo 4: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas cálcico-magnésicas y cálcico-sódicas.

Acuífero superior Sedimentos de relleno II (ATcf2)

•

Grupo 5: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas cálcico-sódico-magnésicas. Acuífero cuaternario aluvial (AQal)

•

Grupo 6: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas sódico-cálcicas. Acuífero Fisural Termal Lago de Atitlán (ATLA)

•

Grupo 7: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas sódico-magnésico-cálcicas. Acuífero Lago de Atitlán (ALA)

•

Grupo 8: Aguas sulfatadas sódicas. Acuífero terciario granítico (ATg)

•

Muestras que no pertenecen a ningún grupo

A continuación se describe las características de estos grupos de aguas: •

Grupo 1: Aguas bicarbonatadas: Acuífero fisural Toba María Tecún (ATmt)

Se trata de aguas tipo bicarbonatadas (bicarbonatadas, bicarbonatadas cálcicas y bicarbonatadascloruradas) del norte de la cuenca, que son aguas provenientes de la Toba fisurada María Tecún (grupo azul de la figura 12).

Se localizan en la zona de recarga hídrica de la parte norte de la cuenca; son, por tanto, aguas procedentes de un acuífero local fisurado, con un corto recorrido subterráneo, por lo que han permanecido poco tiempo en contacto con la roca, resultando aguas con bajos contenidos en sales.

En este grupo se distinguen: -

-

•

Aguas bicarbonatadas que se observan en el esquema 3, procedentes de nacimientos en la toba fisurada María Tecún y que, por tanto, han tenido muy poco contacto con la roca en espacio y tiempo.

Aguas bicarbonatadas cálcicas que son muestras procedentes de pozos profundos en la base de la cordillera María Tecún, con un mayor contenido en sulfatos y un menor contenido en bicarbonatos. Estas aguas proceden de la acumulación de las aguas anteriores infiltradas y acumuladas en profundidad (esquema 3), pero que al haber permanecido un mayor tiempo y recorrido en contacto con la roca se han ido cargando ligeramente en sales y evolucionando según la secuencia iónica natural.

Aguas tipo bicarbonatadas-cloruradas, son aguas con un excepcional contenido en cloruros en relación al resto de muestras de la cuenca, lo que se puede explicar por un proceso de afección por abonos agrícolas. Así, los nacimientos de donde proceden estas muestras se encuentran en zonas con una actividad agrícola intensa, donde el uso de abonos provee de una fuente importante de sales solubles (cloruros). Por tanto, el agua que alcanza el nivel freático en estas zonas es el resultado de una concentración de agua de riego con abonos, más las sales que se añaden en los procesos del suelo. Además, en estas zonas, el nivel freático se encuentra alto y por tanto no existe un horizonte regulador, lo que unido a una alta evapotranspiración en la zona, favorece la acumulación de cloruros directamente en el acuífero.

Grupo 2: Aguas sulfatadas-bicarbonatadas. Acuífero cuaternario piroclástico (AQpf3)

Se trata de las aguas tipo sulfatada-bicarbonatada (sulfatada-bicarbonatada, sulfatada-bicarbonatada cálcica, sulfatada-bicarbonatada cálcico-sódica) de la zona central de la cuenca, procedentes de los nacimientos que atraviesan depósitos pomáceos piroclásticos de los Chocoyos (grupo naranja de la figura 12).

27 27

Son, por tanto, aguas de infiltración superficiales, con un corto recorrido subterráneo y con bajos contenidos en sales (esquema 3). Las rocas volcánicas pomáceas recientes que atraviesan aportan altos contenidos en sulfatos a estas aguas, convirtiendo las aguas de infiltración bicarbonatadas en aguas sulfatadas.

La diferencia entre los tres grupos es su pequeña variación en cuanto a su concentración en sales. A medida que las aguas alcanzan mayores profundidades, aumenta su tiempo de permanencia en contacto con los depósitos pomáceos y se incrementa su concentración en sales. Así, las aguas más superficiales son de tipo sulfatada-bicarbonatada con muy poca cantidad de sales en solución; pero al ir infiltrándose hacia zonas más profundas se cargan ligeramente en cationes, apareciendo aguas tipo sulfatada-bicarbonatada cálcicas y, si alcanzan una mayor profundidad, aumenta su contenido en sodio, encontrándose aguas sulfatada-bicarbonatada cálcico-sódicas.

Esquema 3. Corte esquemático de distribución de los diferentes grupos de aguas.

•

Grupo 3: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas cálcicas. Acuífero fisural estratovolcánico Cuaternario-Terciario andesítico (AQTa)

Se trata de las aguas tipo bicarbonatada-sulfatada cálcica de la zona central de la cuenca, que atraviesan los flujos de lavas, lodos y piroclastos asociados a antiguos complejos estratovolcánicos (grupo naranja oscuro de la figura 12).

Las aguas que atraviesan los depósitos volcánicos terciarios-cuaternarios andesíticos sufren un mayor tiempo de transporte (en comparación con los grupos anteriores), ya que la fracturación intercalada entre capas aumenta su tiempo de recorrido (esquema 3). Por tanto, estas aguas han cambiado su composición por el contacto con las rocas andesíticas hacia un mayor contenido en bicarbonatos y calcio.

Del mismo modo, esta unidad posee una mayor alterabilidad de los minerales constituyentes. La mayor parte del sodio, calcio y magnesio contenido en las rocas andesíticas pasan al agua, mientras que el potasio es retenido y el hierro precipitado, dando bajas concentraciones en estos elementos. Las concentraciones relativamente altas de calcio pueden provenir del ataque de feldespatos y otros silicatos cálcicos. Las altas concentraciones de sulfatos pueden ser debidas a la oxidación de sulfatos metálicos existentes en estas litologías.

•

Grupo 4: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas cálcico-magnésicas y cálcico-sódicas.

Acuífero fisural Sedimentos de relleno II (ATcf2)

Se trata de las aguas tipo bicarbonatada-sulfatada cálcico-magnésica y aguas sulfatadas cálcico-sódicas de la zona central de la cuenca, procedentes de las aguas que atraviesan las fisuras superficiales en los sedimentos de relleno de caldera II (grupo rojo de la figura 12).

28 28

Son, por tanto, aguas de circulación local, que atraviesan la parte superior (alternada y fracturada) de los sedimentos de rellenos de caldera II (esquema 3 y 4). Son unidades más alterables que las litologías anteriores, por lo que el lavado de estas rocas da lugar a aguas relativamente salinas.

Estos sedimentos lacustres proceden de un lago anterior y se encuentran cementados con materiales bastante solubles como el carbonato de calcio. Así, dan lugar, a aguas subterráneas más bicarbonatadas y con mayores concentraciones de calcio.

Las aguas bicarbonatadas-sulfatadas cálcico-magnésicas son las que atraviesan las fisuras más superficiales de estos sedimentos, por lo que la sucesión catiónica ha llegado a la fase magnésica. Si estas aguas alcanzan fracturas más profundas a través de estas litologías, su contenido en cationes avanza hasta la secuencia sódica, encontrándose aguas bicarbonatadas-sulfatadas cálcico-sódicas.

Esquema 4. Corte esquemático de distribución de los diferentes grupos de aguas.

•

Grupo 5: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas cálcico-sódico-magnésicas. Acuífero granular cuaternario aluvial (AQal)

Se trata de las aguas tipo bicarbonatada-sulfatada cálcico-sódico-magnésica procedentes del acuífero aluvial superficial de la zona de Panajachel (grupo granate de la figura 12).

Estas aguas contienen concentraciones relativamente altas en sales, ya que se trata de aguas que han sufrido un largo tiempo de recorrido en contacto con la roca. Son aguas similares a las del grupo anterior; sin embargo, el mayor recorrido de estas aguas ha conducido la sucesión catiónica natural hasta la fase magnésico-sódica (esquema 4).

•

Grupo 6: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas sódico-cálcicas. Acuífero Fisural Termal Lago de Atitlán (STLA)

Se trata de las aguas tipo bicarbonatada-sulfatada sódico-cálcica y bicarbonatada-sulfatada sódica, procedentes del acuífero fisural termal profundo (grupo magenta de la figura 12).

Se trata de aguas con altas temperaturas, procedentes de acuíferos termales profundos, asociados a la cámara magmática, que ascienden a la superficie a través de fracturas (esquema 3,4 y 5). Sus altas temperaturas producen una fuerte alteración y ataque de minerales que provocan una liberación de determinados elementos que se incorporan a su seno. Por tanto, estas aguas contienen las mayores concentraciones en la mayoría de los elementos analizados.

29 29

•

Grupo 7: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas sódico-magnésico-cálcicas. Acuífero Lago de Atitlán (ALA)

Se trata de las aguas tipo bicarbonatada-sulfatada sódico-magnésico-cálcica procedentes del lago de Atitlán (grupo fucsia de la figura 12).

Es donde descargan todas las aguas de la cuenca y se encuentran conectadas con el acuífero regional profundo, por lo que esta masa de agua posee una mezcla de todas las aguas anteriores. Al ser aguas con un largo recorrido presentan altos contenido en sales (esquema 3 y 5).

Destaca en las muestras del lago la baja concentración de calcio. Esto puede ser debido a que en el lago existe una precipitación de carbonato de calcio, que retira el Ca del agua.

Esquema 5. Corte esquemático de la distribución de los diferentes grupos de aguas.

•

Grupo 8: Aguas sulfatadas sódicas. Acuífero superficial terciario granítico (ATg)

Se trata de las aguas tipo sulfatada sódica que atraviesan las formaciones graníticas (de la zona sur de la cuenca) a través de fisuras (grupo rosa de la figura 12 y esquema 5).

Estas aguas son muy poco salinas y en ellas predomina el catión sodio. En general, las aguas procedentes de ambientes graníticos tienen bajos contenidos en cloruros y sulfatos; sin embargo, las aguas procedentes de estos ambientes son aguas sulfatadas. El alto contenido en sulfatos de estas aguas se puede explicar por la oxidación de los cristales de pirita que contienen estas litologías.

Aunque suelen solubilizar cantidades importantes de potasio y hierro, el primero suele quedar retenido en las arcillas y el segundo suele precipitar como Fe(OH) 3 , dado que las concentraciones de estos elementos suelen ser bajos.

•

Muestras que no se incluyen en ningún grupo:

Existe un cierto número de muestras (4) que no se corresponden ni se asemejan a ninguno de los diferentes grupos de aguas observados en la cuenca. A continuación se explica el comportamiento anómalo de este tipo de aguas: o

o

Muestras de agua bicarbonatada-sulfatada magnésica (SAP021). Se trata de una muestra tomada en la parte alta en Chuiquistel. Se puede interpretar como una zona que posee un acuífero superficial desconectado de todo lo demás, en la parte alta del cerro.

Muestras de agua bicarbonatada-sulfatada cálcico-magnésico-sódica (SPE001). Se trata de una muestra de un pozo en San pedro, cercano a la orilla del lago, pero difiere ligeramente de las muestras obtenidas en el lago. Esto podría deberse a que el pozo se encuentra en un beneficio de café, donde las aguas mieles que se infiltran al acuífero pueden modificar las concentraciones de éste.

30

o

o

Muestras de agua clorurada-sulfatada cálcico-magnésica (SJC013). Al igual que las muestras (SOL159-079) son muestras con un excepcional contenido en cloruros, que puede ser debido a su ubicación superficial (nivel freático alto), y en áreas agrícolas que aportan abundantes cloruros por fertilizantes, etc.

Muestras de agua bicarbonatada-sulfatada-clorurada sódico-cálcica (PAN004). Se trata de un pozo mecánico (profundo) ubicado en el casco urbano de Panajachel. Esta muestra anómala se puede explicar por una infiltración en el pozo, desde el acuífero superior, originando una mezcla de aguas que da lugar a una muestra anómala.

4.5.6.Distribución hidroquímica La distribución de los diferentes elementos químicos en la cuenca del lago de Atitlán es muy variable espacialmente. Las diferentes unidades hidrogeológicas, su estructura, distribución y textura, condicionan la existencia y liberación de determinados elementos en las aguas subterráneas.

En la siguiente tabla y gráficas se representan los valores medios de concentraciones para cada elemento analizado en las aguas subterráneas, en las aguas del lago y la suma de ambas. En ellas se observa que los valores medios de las aguas del lago son los más altos en flúor, cloro, calcio, magnesio, potasio, pH, conductividad eléctrica, temperatura, total de sólidos disueltos, bicarbonatos y sulfatos, en comparación con las aguas de los pozos y nacimientos. Este comportamiento no se refleja en el caso del hierro, nitratos y sílice, que tienen concentraciones menores en las aguas del lago.

VALORES MEDIOS PARÁMETROS FÍSICO-QUÍMICOS

Aguas

Aguas del lago

Aguas cuenca Atitlán

subterráneas

Atitlán

(subterráneas + lago)

6.83

8.49

6.93

Conductividad eléctrica (in-situ) (µS/cm)

186.21

458.33

202.38

Sólidos Disueltos Totales (in-situ) (mg/l)

116.48

228.83

123.15

Temperatura (in-situ) (°C)

18.66

21.50

18.83

Aluminio (mg/l)

0.04

0.03

0.04

Amonio (mg/l)

0.04

0.03

0.04

Arsénico (mg/l)

0.01

0.02

0.01

Potencial de Hidrógeno (in situ)

Bicarbonatos (mg/l)

117.51

234.50

124.46

Boro (mg/l)

0.10

0.11

0.10

Cloruros (mg/l)

6.95

20.83

7.77

Calcio (mg/l)

14.34

22.12

14.80

Flúor (mg/l)

0.22

0.49

0.23

Fosfatos (mg/l)

0.29

0.24

0.29

Hierro (mg/l)

0.37

0.04

0.35

Magnesio (mg/l)

5.04

19.69

5.91

Nitratos (mg/l)

8.23

2.63

7.90

Nitritos (mg/l)

0.08

0.07

0.08

Silicio (mg/l)

34.07

12.80

32.80

Sodio (mg/l)

14.49

41.61

16.10

Sulfatos (mg/l)

51.66

106.17

54.90

Potasio (mg/l)

3.16

5.63

3.31

Tabla 1. Valores medios de concentraciones en los elementos analizados, en las muestras de aguas subterráneas, del lago de Atitlán y ambas sumadas.

31 31

Grafica 1. Valores medios de concentraciones en los elementos analizados, en las muestras de aguas subterráneas, del lago de Atitlán y ambas sumadas.

A continuación se expone la distribución de cada elemento en los nacimientos analizados, a lo largo de la cuenca: •

Bicarbonatos (HCO 3 -)

Los principales mecanismos que dan lugar a la formación de iones bicarbonatos son la disolución de calizas y dolomías y, aunque con velocidades menores, la hidrólisis de silicatos.

Los valores normales en las aguas de lluvia se encuentran entre 1-10 mg/l, en aguas subterráneas entre 50 y 400, pudiendo llegar hasta 800 mg/l (Porras M.J. et al., 1985).

En la figura 13 se muestra que las mayores concentraciones de bicarbonatos en nacimientos de la cuenca se encuentran en la zona norte (toba fracturada María Tecún), lo que puede ser debido a que son aguas de infiltración poco profundas. Además, esta toba dacítica posee un alto contenido en silicatos que mediante su hidrólisis liberan carbonatos.

Seguido de éstas, las concentraciones de la zona nororiental poseen concentraciones relativamente altas, cuya razón puede estar en que estos nacimientos atraviesan litología de sedimentos de relleno de caldera anteriores que poseen cementos carbonatados.

Figura 13. Mapa isoquímico del ión bicarbonato en los nacimientos de la cuenca.

32

En el histograma de frecuencia (grafica 2) de todas las muestras de la cuenca (nacimientos, pozos superficiales, pozos profundos, manantiales termales y muestras superficiales del lago) más de un 50% de las muestras poseen concentraciones menores de 100 mg/l. Se trata, por tanto, de aguas poco carbonatadas, a excepción de algunas zonas: la concentración de HCO 3 - alcanza sus máximos (200-350 mg/l) en las muestras obtenidas en nacimientos de la zona norte, en los pozos y nacimientos asociados al acuífero termal (250 - 275 mg/l), así como en las muestras de las aguas del lago.

•

Cloruros (Cl-):

Si se exceptúan las evaporitas y rocas de origen marino, las rocas, por lo común, presentan escasa proporción de cloruros. Sin embargo, dada la su elevada solubilidad, éstos pasan rápidamente a la fase acuosa pudiendo alcanzar concentraciones muy altas. El agua de lluvia puede ser una fuente importante de ion Cl-, especialmente en zonas próximas a la costa. La concentración de Clen el agua de lluvia disminuye rápidamente tierra adentro. Los valores normales de Cl- en el agua de lluvia son <2 mg/l, en aguas dulces entre 10 y 250 mg/l y en aguas subterráneas entre 10 y 20 mg/l (<30 mg/l), mientras que el agua de mar contiene alrededor de 20.000 mg/l (Porras et al., 1985).

Grafica 2.

Frecuencia de concentración del ión bicarbonato en la cuenca.

Grafica 3. Frecuencia de concentración del ión cloruro en la cuenca.

El rango de concentración de cloruros en las aguas subterráneas de la cuenca del lago de Atitlán es bajo (gráfica 3). Se mantiene por debajo de 20 mg/l, encontrándose los valores más frecuentes menores a 5 mg/l (más del 60%).

Las muestras con mayores concentraciones de cloruros son las asociadas a actividad termal, ya que el electrolito dominante en aguas termales es el cloruro de sodio (Brian K); las asociadas al abanico aluvial de Panajachel y dos muestras de la zona norte de la cuenca. Estas últimas pueden estar asociadas a contaminación por actividades agrícolas.

Ninguna de las muestras supera los límites permisibles para aguas de consumo humano COGUANOR NTG29001, que fija el límite de cloruros en 250 mg/l.

En las muestras de nacimientos representadas en la figura 14 se observa que las aguas con Figura 14. Mapa isoquímico del ión cloruro en los menores concentraciones de cloruros se nacimientos de la cuenca. encuentran en la zona central, donde aparecen litologías piroclásticas pomáceas, por lo que son aguas de circulación rápida y superficial y pasan poco tiempo en contacto con la roca, teniendo menos tiempo para enriquecerse en iones (como el cloruro).

33 33

•

Sulfatos (SO2-)

El ión sulfato en las aguas subterráneas procede, en la mayoría de los casos, de la disolución de yeso, anhidrita y otros tipos de sulfatos.

Aunque los sulfatos también pueden proceder de la oxidación de sulfuros, que se encuentran ampliamente distribuidos en rocas ígneas y sedimentarias, así como de la descomposición de substancias orgánicas, etc. En aguas dulces, la concentración normal de SO 2 puede variar entre 2 y 150 mg/l. En aguas salinas asociadas al Ca2+, puede llegar a 5.000 mg/l (Porras et al., 1985).

Grafica 4. Frecuencia de concentración del ión sulfato en la cuenca.

En las aguas de la cuenca, más del 80% de las muestras poseen concentraciones menores de 80 mg/l (grafica 4). Las muestras con valores más altos son las procedentes del acuífero termal, que aporta grandes cantidades de sulfatos a las aguas del lago.

La mayor concentración de sulfatos en los nacimientos de la cuenca (figura 15) se encuentra en las cercanías a la cabecera de Santa Lucía Utatlán, lo que puede deberse a la influencia de los vertidos antrópicos en dicha cabecera. Sin embargo, ninguna supera los límites permisibles por la norma COGUANOR NTG29001, que fija el límite de sulfatos en 250 mg/l.

•

Amonio (NH4+), Nitritos (NO2-) y Nitratos (NO3-)

Los compuestos nitrogenados en las rocas se presentan como elementos minoritarios, en forma de NO 3, que es la forma más usual y estable en que el nitrógeno se presenta en las aguas subterráneas (Porras et al., 1985).

Figura 15. Mapa isoquímico del ión sulfato en los nacimientos de la cuenca.

Los procesos de oxidación-reducción de las especies nitrogenadas en el agua están influenciados por fenómenos biológicos y, en consecuencia, los productos finales dependerán del número y tipo de organismos que intervengan en ellos.

El ión amonio (NH 4 +) aparece, generalmente, sólo como trazas en aguas subterráneas, aumentando su concentración cuando el medio es fuertemente reductor. Este compuesto es el producto final de la reducción de sustancias orgánicas o inorgánicas nitrogenadas que naturalmente se incorporan al agua subterránea. Su detección en cantidad significativa en el agua se considera como indicación de contaminación reciente probable (Porras et al., 1985).

Grafica 5. Frecuencia de concentración del ión amonio en la cuenca.

En la figura 16 se muestra que las aguas de la cuenca, poseen bajas concentraciones de amonio (más del 95% poseen concentraciones menores a 0.1 mg/l). Las aguas que poseen mayores concentraciones de amonio se encuentran en la desembocadura del río San Francisco (Panajachel), lo que puede ser indicativo de contaminación en la zona.

34 34

Figura 16. Mapa isoquímico del ión amonio en los nacimientos de la cuenca.

Figura 17. Mapa isoquímico del ión nitrito en los nacimientos de la cuenca.

El ión nitrito (NO 2 -) puede estar presente en las aguas, bien como consecuencia de la oxidación del NH 3 o como resultado de la reducción microbiana de los nitratos. Su presencia en el agua ha de considerarse como un indicio de una posible contaminación reciente (dada su inestabilidad) (Porras et al., 1985).

En los nacimientos de la cuenca del lago de Atitlán (figura 17) y en todas la muestras analizadas (grafica 6), las concentraciones de nitritos son bajas (más del 90% de las muestras poseen concentraciones menores a 0.12 mg/l) y se encuentran siempre por debajo de los límites que permite la norma COGUANOR NTG29001 de 3mg/l.

Grafica 6. Frecuencia de concentración del ión nitrito en la cuenca.

El ión nitrato (NO 3 -) puede estar presente en las aguas subterráneas, bien como resultado de la disolución de rocas que los contengan (lo que ocurre raramente), o bien por la oxidación bacteriana de materia orgánica. Su concentración en aguas subterráneas no contaminadas varía ampliamente, aunque no suele sobrepasar los 10 mg/l. A menudo son indicadores de contaminación, alcanzando entonces elevadas concentraciones. Esta contaminación está relacionada con las actividades urbanas, industriales y ganaderas y, muy frecuentemente y con carácter no puntual, con las prácticas de abonados intensivos inadecuados con compuestos nitrogenados (Porras et al., 1985).

Grafica 7. Frecuencia de concentración del ión nitrato en la cuenca.

35 35

La concentración de nitratos en las aguas muestreadas en la cuenca del lago (grafica 7) es relativamente baja, ya que más del 80% poseen concentraciones por debajo de 10 mg/l y más de un 99% se encuentran por debajo de 50 mg/l.

De los nacimientos de la cuenca (figura 18), únicamente en una muestra se ha encontrado valores por encima de 50 mg/l (límite permisible por la norma COGUANOR NTG29001). Se trata de un nacimiento de Sololá (cercano a San José Chacayá), en una zona de intensa agricultura.

Figura 18. Mapa isoquímico del ión nitrato en los nacimientos de la cuenca.

•

Calcio (Ca2+)

El calcio suele ser el catión principal en la mayoría de las aguas naturales debido a su amplia difusión en rocas ígneas, sedimentarlas y metamórficas. En rocas ígneas aparece como constituyente esencial en silicatos (piroxenos, anfíboles), feldespatos (plagioclasas), etc. En rocas sedimentarias aparece fundamentalmente en forma de carbonatos o de sulfatos. Suele aparecer en forma iónica (Ca2+), aunque en presencia de altas concentraciones de HCO 3 puede formar CaHCO 3 + y, del mismo modo, precipita fácilmente como CaCO 3, lo que ocurre en las aguas del lago.

La concentración de Ca2+ varía ampliamente en las aguas subterráneas. Concentraciones entre 10 y 250 mg/l son frecuentes en aguas dulces, mientras que en aguas de terrenos yesíferos pueden llegar a 600 mg/l y en salmueras de CaCl, hasta 50.000 mg/l (Porras et al., 1985).

En la cuenca del lago de Atitlán, el calcio procede de la alteración de silicatos contenidos en las rocas andesíticas volcánicas (feldespatos, anfíboles, piroxenos, etc).

Figura 19. Mapa isoquímico del ión calcio en los nacimientos de la cuenca.

36 36

Las aguas de los nacimientos con mayores concentraciones de calcio (zona centro-oriental) se encuentran relacionadas con los sedimentos de relleno de calderas anteriores (figura 19), compuestos por cementos calcáreos, que liberan iones Ca2+ cuando las aguas los atraviesan, aumentando las concentraciones en estas zonas.

En la gráfica 8 se observa que las aguas de la cuenca poseen valores relativamente bajos de Ca. Así, más del 75% de las muestras poseen concentraciones menores a 20 mg/l.

Todas las muestras analizadas en la cuenca del lago se encuentran por debajo del límite máximo permitido por la norma COGUANOR NTG29001, de 250 mg/l.

•

Grafica 8. Frecuencia de concentración del ión calcio en la cuenca.

Magnesio (Mg2+)

El comportamiento del ión magnesio es similar al del calcio, pero éste es menos abundante, más soluble y más difícil de precipitar (MgCO 3 no precipita directamente). En las aguas subterráneas procede de la disolución de rocas carbonatadas (dolomías y calizas magnesianas), evaporitas y de la alteración de silicatos ferromagnesianos (Porras et al., 1985).

En aguas dulces, el contenido en ión Mg2+ no suele sobrepasar 40 mg/l. En terrenos calcáreos pueden rebasarse a veces 100 mg/l y en terrenos evaporíticos pueden alcanzarse valores de 1000 mg/l (Porras et al., 1985). La norma COGUANOR NTG29001 establece como límite máximo permisible 100 mg/l.

Grafica 9. Frecuencia de concentración del ión magnesio en la cuenca.

En la cuenca del lago de Atitlán (gráfica 9) el magnesio se encuentra en bajos contenidos (más del 80% poseen concentraciones menores a 10 mg/l). Son las muestras del lago y las muestras termales las que presentan mayores concentraciones. En estas muestras el magnesio proviene de la alteración de minerales volcánicos ferromagnesianos como el olivino, biotita, hiperstena, augita, horblenda, etc, contenidos en las rocas andesíticas. Esta alteración ocurre en mayor medida en las aguas asociadas a termalismo (que por su temperatura favorecen la alteración de estos minerales) que descargan en el lago, aumentando la concentración en éste.

En los nacimientos de la cuenca (figura 20) se observa un aumento en la concentración de magnesio en determinadas zonas. La causa podría ser que estos nacimientos atraviesan sedimentos de relleno de caldera II que poseen precipitados de magnesio en el cemento de los mismos.

Figura 20. Mapa isoquímico del ión magnesio en los nacimientos de la cuenca.

37 37

•

Sodio (Na2+)

El sodio es el principal componente en las rocas ígneas. Como sucede con el calcio y el magnesio, es liberado en la meteorización de silicatos. Las sales de Na2+ son altamente solubles y tienden a permanecer en solución, ya que no se producen entre ellas reacciones de precipitación, como ocurre con el Ca2+.

La presencia de sodio en cantidades elevadas es muy perjudicial para la agricultura, ya que tiende a impermeabilizar los suelos.

La concentración de Na+ en aguas naturales es muy variable, pudiendo alcanzar hasta 120.000 mg/l en zonas evaporíticas. Sin embargo, raramente sobrepasa 100 o 150 mg/l en aguas dulces.

Grafica 10. Frecuencia de concentración del ión sodio en la cuenca.

En las aguas de la cuenca (gráfica 10) las concentraciones de sodio son relativamente bajas (más del 80% de las muestras poseen concentraciones menores de 26%). Las muestras con mayores cantidades de sodio se encuentran asociadas al acuífero termal, ya que en fluidos hidrotermales el electrolito dominante es típicamente el cloruro de sodio (Brian K. Townley); dando concentraciones mayores de 100 mg/l en muestras asociadas a estos fluidos.

En los nacimientos muestreados en la cuenca (figura 21), el sodio sigue un patrón muy similar al del magnesio. Se observa que, en general, las mayores concentraciones se encuentran en la zona centro-oriental de la cuenca. Esto se puede explicar, al igual que el magnesio, por qué estos nacimientos atraviesan litologías de sedimentos de relleno de caldera II, que poseen precipitados de sodio contenidos en su cemento y que liberan al paso de las aguas subterráneas.

Del mismo modo, se observa en la muestra con altas concentraciones en la zona centrooccidental que está asociada a sedimentos de relleno de caldera II. Figura 21. Mapa isoquímico del ión sodio en los nacimientos de la cuenca.

•

Aluminio (Al3+)

Se trata de un elemento muy abundante en las rocas, pero poco móvil. Difícilmente se encuentra en solución, ya que suele quedar retenido fácilmente por arcillas. A pH entre 5 – 9, los valores normales de Al se encuentran por debajo de 1 mg/l, aunque a pH ácido el Al se libera, pudiendo encontrar valores de hasta 1000 mg/l (en forma de Al3+).

En las muestras de la cuenca, la mayoría de las concentraciones de Al se encuentran por debajo de 0.04 mg/l. Únicamente una muestra de un pozo en San Andrés supera 0.1 mg/l (COGUANOR NTG29001).

38 38

Grafica 11. Frecuencia de concentración del ión aluminio en la cuenca.

En las muestras analizadas de los nacimientos de la cuenca del lago (figura 22), se observa que la mayoría de los nacimientos contienen concentraciones de aluminio por debajo de 0.05 mg/l.

Del mismo modo, se observa que todos los nacimientos de la cuenca se encuentran por debajo (o en el límite) permitido por la norma, como es el caso del municipio de Panajachel, donde varios nacimientos se encuentran en el límite de la norma, con valores de 0.1 mg/l.

Figura 22. Mapa isoquímico del ión aluminio en los nacimientos de la cuenca.

•

+

Potasio (K )

Grafica 11. Frecuencia de concentración del ión potasio en la cuenca.

Procede de la meteorización de feldespatos. El potasio tiende a ser fijado irreversiblemente en procesos de formación de arcillas y de adsorción en las superficies de minerales con alta capacidad de intercambio iónico; por ello, su concentración en aguas subterráneas es generalmente mucho menor que la del Na+. En aguas subterráneas el contenido en potasio no suele sobrepasar 10 mg/l, aunque en casos excepcionales puede alcanzarse 100.000 mg/l (salmueras). Cantidades de potasio por encima de 10 mg/l puede, en ocasiones, ser indicio de contaminación por vertidos de aguas residuales (Porras et al., 1985).

En las muestras de la cuenca (grafica 11), las concentraciones de potasio, en general, no superan los 10 mg/l, salvo tres muestras que superan este dato (en el municipio de Panajachel). La muestra de mayor concentración se encuentra en un nacimiento en el caserío Xecotoj, las otras muestras se encuentran en pozos; uno asociado a actividad termal y la otra, a un pozo superficial en Panajachel. Excepto la muestra termal, éstas se pueden relacionar con indicios de contaminación por vertidos residuales.

Figura 23. Mapa isoquímico del ión Potasio en los nacimientos de la cuenca.

39 39

•

Sílice (SiO 2 )

El origen fundamental de la sílice en el agua subterránea debe buscarse, en general, en los procesos de hidrólisis de feldespatos y silicatos. El cuarzo o la sílice amorfa, por su baja solubilidad fuertemente dependiente de la temperatura y el pH, no son fuentes significativas del Si0 2 del agua subterránea.

Por lo general, la concentración de sílice en aguas subterráneas no sobrepasa 3-8 mg/l (solubilidad del cuarzo a 25°C), pero en ocasiones puede aproximarse a 100 mg/l. El valor medio, sin embargo, oscila entre 17 y 25 mg/l.

El valor medio en la cuenca del lago oscila alrededor de 30 mg/l. Se trata de un valor más alto de lo normal, explicable al tratarse de una cuenca volcánica, donde existe una alta cantidad de silicatos.

En las muestras de nacimientos (figura 24) destacan los valores de la zona centrooccidental, con valores entre 60 y 80 mg/l.

•

Flúor (F-)

Figura 24. Mapa isoquímico del ión Sílice en los nacimientos de la cuenca.

Parece estar relacionado con la alteración de rocas plutónicas. Raramente sobrepasa 2 mg/l.

En aguas para consumo humano valores superiores a 1 mg/l pueden ser nocivos, mientras que si no está presente o su concentración es ínfima pueden originar caries (Porras et al., 1985).

Las aguas procedentes de nacimientos (figura 25) poseen, en general, bajas concentraciones de flúor, a excepción de algunas muestras con valores mayores de 0.5 mg/l.

En la cuenca (grafica 12) dos muestras poseen concentraciones superiores a 1 mg/l. Se trata de un pozo termal (estadio) en Panajachel (1.98 mg/l) y un manantial termal del lago (2.28 mg/l).

Grafico 12. Frecuencia de concentración del ión flúor en la cuenca.

Figura 25. Mapa isoquímico del ión flúor en los nacimientos de la cuenca.

40 40

•

Boro (B)

A pesar de ser un constituyente minoritario en la mayoría de las aguas, es esencial, en pequeñas cantidades, para el crecimiento de las plantas. En concentraciones excesivas es perjudicial, tanto en los suelos como en las aguas de riego (Porras et al., 1985).

Sus fuentes pueden ser la alteración de rocas ígneas, por gases volcánicos, agua marina, terrenos evaporíticos y detergentes.

Los manantiales termales pueden llegar a alcanzar concentraciones de boro del orden de 10 a 100 mg/l (Porras et al., 1985). Sin embargo, este comportamiento no se observa en la cuenca del lago de Atitlán.

Así, únicamente aparecen 2 muestras con valores por encima del límite permisible COGUANOR NGO29001 de 0.3 mg/l, no estando asociados a termalismo (figura 26 y grafica 13).

Figura 26. Mapa isoquímico del ión boro en los nacimientos de la cuenca.

Grafica 13. Frecuencia de concentración del ión nitrito en la cuenca.

•

Fosfatos (PO 4 3-)

Las principales fuentes de fosfatos se asocian a rocas ígneas o sedimentarias marinas, fertilizantes fosfatados, aguas residuales de origen urbano (detergentes) o ganadero, etc (Porras et al., 1985).

Como se observa en la figura 27, en los nacimientos de la cuenca las mayores concentraciones de fosfatos se concentran en la mitad oriental (cuenca del río San Francisco).

Esto puede estar relacionado con una fuente de origen antrópico (actividad agrícola, etc).

Figura 27. Mapa isoquímico del ión fosfato en los nacimientos de la cuenca.

41 41

Más del 90% de las muestras de la cuenca (grafica 14), poseen valores por debajo de 0.7 mg/l. Las dos muestras con mayores concentraciones se encuentran en dos pozos que se ubican debajo del núcleo urbano de Sololá y Panajachel.

Grafica 14x. Frecuencia de concentración del ión fosfatos en la cuenca.

•

Hierro (Fe)

Es un elemento esencial para el metabolismo de animales y plantas. Procede de la alteración meteórica de óxidos de hierro (magnetita), sulfuros de hierro (pirita), micas (biotita), piroxenos, anfíboles y granates. Su solubilidad depende a menudo del contenido del agua en otros elementos (carbonatos, bicarbonatos, sulfatos, etc) y del pH (Porras et al., 1985).

Valores de concentración de hierro entre 1 y 10 mg/l pueden ser comunes, aunque aguas con pH entre 6 y 8 pueden presentar concentraciones de hasta 50 mg/l. Cuando los bicarbonatos se encuentran por debajo de 61 mg/l, lo más normal es que se encuentre en concentraciones inferiores a 0.1 mg/l (Porras et al., 1985).

Figura 28. Mapa isoquímico del ión hierro en los nacimientos de la cuenca.

En las muestras de los nacimientos representadas en la figura 28 se observa que la mayoría de las muestras poseen concentraciones menores a 0.3, exceptuando dos muestras ubicadas cerca de los núcleos urbanos de Sololá y Santa Lucía Utatlán.

En las muestras analizadas en la cuenca del lago de Atitlán (gráfica 15), más del 98% de las muestras se encuentran por debajo de 2 mg/l. Una muestra posee un valor anormalmente alto (22.8 mg/l), lo que podría deberse a una contaminación de la muestra durante la toma o por oxidación en la pared del pozo.

•

Arsénico (As)

Grafica 15. Frecuencia de concentración del ión hierro en la cuenca.

El arsénico en las aguas subterráneas puede provenir tanto de procesos naturales (meteorización, actividad biológica, actividad termal), como de procesos antropogénicos (minería, combustibles fósiles, pesticidas, herbicidas, desecantes, aditivos de piensos, etc).

Se trata de un elemento extremadamente tóxico por bioacumulación. Exposiciones prolongadas a este elemento pueden ser nocivas para la salud humana: diversos tipos de cáncer, patologías cardiovasculares, diabetes, anemia, y alteraciones en las funciones reproductoras, inmunológicas, neurológicas y del desarrollo (J. Lillo, 2008).

42

La toxicidad de un compuesto con arsénico para los humanos depende en gran medida de su forma química, diferenciándose dos grupos de compuestos: los inorgánicos y los orgánicos (Aragonés et al., 2001). Los inorgánicos son los más tóxicos y aparecen sobre todo en aguas, donde se encuentran principalmente en forma pentavalente As (V) o forma trivalente As (III). En general, la forma pentavalente del arsénico tiende a predominar en las aguas superficiales (más oxigenadas), frente a la forma trivalente. Sin embargo, en las aguas subterráneas no siempre predomina la forma trivalente, pudiéndose encontrar ambos estados de oxidación (Lillo, 2008).

Las concentraciones de arsénico de origen natural se encuentran controladas por tres factores: la fuente de origen, procesos de movilización/retención en la interacción entre la fase sólida y la fase líquida y el transporte de arsénico como especie acuosa (Lillo, 2008).

La presencia de arsénico asociado a fluidos termales se conoce desde mediados del siglo XIX. Además de arsénico, otros elementos se encuentran comúnmente asociados a actividad termal como el boro (B), mercurio (Hg), antimonio (Sb), selenio (Se), talio (Tl), litio (Li), flúor (F) y sulfuro de hidrógeno (H2S) (Webster y Nordstrom, 2003).

En los años 60 se realizaron varios experimentos de lixiviación de As, mediante fluidos de altas temperaturas, en rocas andesíticas, encontrándose valores de 1,3 mg/l (Webster y Nordstrom, 2003).

Grafica 16. Frecuencia de concentración de arsénico en la cuenca.

En la cuenca (grafica 16), más del 75% de las muestras poseen valores por debajo de 0.01 mg/l (límite máximo permisible por norma COGUANOR NTG29001); sin embargo, más de un 20% de las muestras superan dicho límite. Las mayores concentraciones de As aparecen en la zona centro-oriental de la cuenca, en los municipios de Panajachel, San Andrés Semetabaj, Santa Catarina Palopó y San Antonio Palopó. Las muestras con mayores concentraciones (0.05 – 0.13 mg/l) son las muestras asociadas a actividad hidrotermal (pozos y nacimientos termales), aunque también aparecen nacimientos no asociados a actividad termal, que poseen altas concentraciones de As (0.01 – 0.04 mg/l).

La figura 29 muestra las concentraciones de As en los nacimientos de la cuenca. Se observa que los nacimientos con altos contenidos en As se encuentran en la zona centro-oriental, donde aparecen depósitos piroclásticos de caída con lapilli acrecional.

El lapilli acrecional son peloides (concéntricos) que se forman por acreción de ceniza alrededor de gotas de agua de condensación, en el interior de columnas eruptivas ricas en vapor. Estas gotas de aguas (sobre las que se adhirieron las cenizas) contenían arsénico, que quedó retenido en dichos depósitos y actualmente se está liberando en las aguas subterráneas.

Por lo tanto, el arsénico en solución acuosa en la cuenca del lago de Atitlán procede del lavado de depósitos piroclásticos (asociados a antiguas erupciones freatomagmáticas) o de rocas afectadas por alteración hidrotermal actual.

Figura 29. Mapa isoquímico del ión arsénico en los nacimientos de la cuenca.

43 43

•

Temperatura

En los acuíferos existe una "zona neutra" de temperatura constante, por encima de la cual la influencia térmica es más significativa (variaciones diarias o estacionales de la temperatura ambiente). Por debajo de esta zona, el factor preponderante es el "gradiente geotérmico" o variación de la temperatura con la profundidad, que en áreas continentales, se considera normal cuando es de 3°C/100 m (Porras et al., 1985).

Figura 30. Mapa de isotemperatura en todas las muestras tomadas en la cuenca.

Figura 31. Mapa de isotemperatura en nacimientos de la cuenca.

La figura 30 y gráfica 17 representan la temperatura de todas las muestras tomadas en la cuenca (nacimientos, nacimientos termales, pozos y manantiales termales sublacustres). Los valores más comunes se encuentran entre 10 y 20 °C. Las muestras con temperaturas más bajas son las de la parte centro y norte, ya que son aguas más superficiales y más influenciadas por la temperatura ambiente, más fría en esta zona; así como las aguas de los pozos profundos, donde la influencia térmica solar es menos significativa.

Las mayores temperaturas se observan en los puntos asociados a actividad termal. Únicamente dos muestras (en rojo) sobrepasan los valores de temperatura de la norma COGUANOR NTG29001: un pozo de abastecimiento de Panajachel y un manantial termal dentro del lago.

Grafica 17. Frecuencia de grados de temperatura en la cuenca.

En la figura 31 se representa únicamente los valores de temperaturas de los nacimientos, esta muestra un patrón similar, donde las muestras de mayor temperatura se encuentran en la zona centro-oriental,

44 44

observándose la fuerte interacción de la temperatura asociada a actividad termal en las aguas de nacimientos.

Como se ha visto anteriormente, la temperatura es un parámetro muy importante en lo que se refiere al control químico de las aguas subterráneas de la cuenca, ya que influye de manera muy significativa en la solubilidad de determinadas sales y elementos.

•

Conductividad eléctrica (CE)

Como consecuencia de su contenido iónico, el agua se hace conductora de la electricidad. A medida que la concentración iónica aumenta, aumenta también, hasta cierto límite, la conductividad o capacidad de un agua para conducir la corriente eléctrica (Porras et al., 1985).

Por tanto, la conductividad eléctrica puede ser indicadora de tiempo de permanencia de las aguas en contacto con la roca, y ser diferenciadora de acuíferos superficiales o profundos. De este modo, bajas conductividades eléctricas indican baja concentración iónica y, por lo tanto, acuíferos superficiales que han tenido poco tiempo de contacto con la roca.

La variación de temperatura modifica notablemente la conductividad. Los valores de conductividad de las aguas subterráneas naturales varían considerablemente. Valores normales en aguas dulces oscilan entre 100 y 2000 µS/cm, en salmueras pueden alcanzarse valores de 100.000 µS/cm (Porras M.J. et al., 1985). En la cuenca del lago, los mayores valores de conductividad eléctrica se encuentran en las muestras asociadas a actividad termal.

Figura 32. Mapa isoconductividad eléctrica en los nacimientos de la cuenca.

La figura 32 representa las variaciones de conductividad eléctrica en los nacimientos de la cuenca. Se observa que las CE de la zona norte, noreste y centro-oeste son muy bajas (<100 µS/cm). Esto indica que estas aguas poseen muy bajas concentraciones iónicas y, por lo tanto, los nacimientos en estas zonas, provienen de aguas superficiales que han tenido poco tiempo de contacto con la roca. Estas zonas coinciden con litologías fracturadas, que poseen permeabilidades muy altas y por lo tanto un flujo rápido de las aguas subterráneas a través de éstas. Las muestras con mayor conductividad, son las muestras asociadas a nacimientos y/ termales.

•

pH

El pH indica la acidez del agua, encontrando en aguas neutras valores de pH = 7, en aguas ácidas pH < 7 y en aguas básicas pH > 7.

El pH aumenta con el aumento de temperatura hasta en un 8% y es fácilmente alterable, por lo que su determinación debe hacerse en el momento de la toma de muestra y referirse a la temperatura de medida in situ (Porras et al., 1985).

45 45

El pH juega un papel importante en muchos procesos químicos y biológicos de las aguas subterráneas (equilibrio carbonatado, procesos redox, etc.). Los valores típicos de pH de las aguas subterráneas se mantienen entre 6.5 y 8 (Hem, 1985). Los límites permisibles por la norma COGUANOR NTG29001 se encuentran fijados entre 6.5 y 8.5.

En la cuenca del lago de Atitlán la mayoría de las aguas poseen concentraciones de pH entre 6.5 y 7.5, exceptuando las aguas del lago, que poseen valores entre 8 y 8.5.

En las aguas de los nacimientos (figura 33) se observan varias muestras (representadas en rojo y naranja) que poseen valores menores a 6.5.

•

Total de sólidos disueltos (TDS)

El total de sólidos disueltos mide el peso de todas las substancias disueltas en el agua, sean o no volátiles (Porras et al., 1985).

Diversos factores (tipo de ión, grado de disociación, movilidad iónica, etc.) determinan que no exista una relación estrecha entre conductividad y TSD (Porras et al., 1985).

Figura 33. Mapa de isolíneas de pH en los nacimientos de la cuenca.

La norma COGUANOR NTG29001 limita los TDS para agua de consumo a valores menores de 1000 mg/l. En la cuenca del lago de Atitlán (gráfica 18), los valores de TDS, en más de un 80% las muestras, poseen valores por debajo de 100 mg/l y ninguno supera los 1000 mg/l.

Los valores más altos (figura 34) se encuentran en un nacimiento de Santa Catarina Palopó y uno en San Lucas Tolimán con concentraciones de 937 mg/l y 848 mg/l, respectivamente.

Grafica 18. Frecuencia de valores de TDS en la cuenca.

Figura 34. Mapa isolíneas de TDS en los nacimientos de la cuenca.

46 46

4.6. Zonas hidrogeológicas Como se puede concluir de apartados anteriores, la heterogeneidad hidrogeológica en la cuenca del lago de Atitlán es muy alta, por lo que no es correcto establecer una serie de parámetros extrapolables a lo largo de toda la cuenca.

Por tanto, para entender mejor el comportamiento de las aguas subterráneas se ha dividido la cuenca en varias zonas con características hidrogeológicas e hidroquímicas similares. A continuación se realiza una síntesis e interpretación de la información obtenida y recopilada en aquellas zonas en las cuales se tiene información suficiente: o

Zona Sololá

La zona Sololá comprende la parte sur del municipio de Sololá (desde la cabecera municipal hasta El Tablón y desde Concepción hasta San José Chacayá). Dicho acuífero se encuentra ubicado sobre rocas volcánicas terciarias-cuaternarias (Qta) y sedimentarias (Tcf2-Tcf1) terciarias, cubiertas discordantemente por depósitos piroclásticos pomáceos del pleistoceno (Qpa4 y Qpf3).

Según los datos analizados y el estudio realizado por JICA en 1995, en esta zona distinguen dos acuíferos separados por una zona impermeable. Las unidades más productivas en esta zona se encuentran en el acuífero inferior. 

Acuífero superior. Se encuentra ubicado en la base de los depósitos piroclásticos pomáceos. En el pozo perforado durante el estudio se obtuvieron caudales de más de 45 l/s (3888m3/d).



Acuífero inferior. Se encuentra ubicado en lavas andesíticas fracturadas y autobrechadas (Qta) y areniscas tobáceas granuladas (Tcf2). Las características del acuífero inferior en esta zona son:      

o

Espesor estimado del acuífero: 48 m Descarga: 2125 m3/d Profundidad del agua (nivel estático): 71,63 m Abatimiento: 54,86 m a una tasa de bombeo de 1476 l/min (24,59 l/s) Capacidad específica: 38,7 m3/d/m Transmisividad: 28,55 m2/d

Zona Santa Lucía Utatlán

La zona Santa Lucía Utatlán se encuentra en el área sur del municipio (alrededores de la cabecera municipal), sobre una meseta dentro de la cuenca intermontañosa del río Quiscab. En la zona afloran rocas volcánicas terciarias (Qta) cubiertas discordantemente por depósitos pomáceos del pleistoceno (Qpa4 y Qpf3). En esta zona se distinguen dos acuíferos: 

Acuífero superior. Se encuentra ubicado en la base de los depósitos piroclásticos pomáceos. Posee sólo unos cuantos metros de espesor, pero dan lugar a numerosos manantiales.



Acuífero inferior. Se encuentra ubicado por debajo de la unidad anterior, en dacitas autobrechadas y fracturadas (Tmt), a una profundidad entre 146 y 195 m. Las características de este acuífero son las siguientes:     

Descarga: 883 m3/d Nivel estático del agua: 131, 54 m Abatimiento: 9,13 m a una tasa de bombeo de 613 L/min Capacidad específica: 96,7 m3/d/m Transmisividad: 375 m2/d

47 47

o

Zona San Juan La Laguna

La zona de San Juan La Laguna muestra una secuencia de basamento de rocas intrusivas de tipo granito y granodiorítico (Tg), que se encuentran subyaciendo a una secuencia de capas de depósitos laháricos y flujos de lava andesíticas (QTa), asociados a edificios antiguos volcánicos, que pueden llegar a alcanzar más de 300 m de espesor y que conforman las paredes de la caldera actual (al oeste de la cabecera municipal, conformando la famosa montaña denominada “perfil maya”). Por encima de los materiales anteriormente citados aparecen capas de depósitos pomáceos o tefras, originadas por oleadas de piroclastos o flujos de caída que pueden llegar a alcanzar varios metros de espesor. La zona de la cabecera municipal se encuentra conformada por depósitos aluviales y coluviales procedentes del río y de las laderas que la rodean.

En la zona de San Juan se pueden diferenciar dos acuíferos principales:

o



Acuífero superior colgado asociado a las coladas de lavas y depósitos laháricos (Qta) terciarios-cuaternarios fracturados, ubicados en las paredes de la caldera actual.

Este acuífero drena en mayor medida hacia la cuenca del Nahualate y, en menor medida, hacia la cuenca de Atitlán. Se trata de un acuífero local colgado, que en la parte que drena hacia la cuenca origina varios nacimientos (al disminuir permeabilidad de las fracturas) de los que se abastece la cabecera municipal de San Juan La Laguna.



Acuífero inferior ubicado en los depósitos aluviales y coluviales (en contacto con el granítico terciario (Tg)), relacionado con el nivel freático del lago de Atitlán.

Zona de San Pedro La Laguna

El área de San Pedro se conforma, en la superficie, por depósitos piroclásticos de alta permeabilidad, denominados tefras, que van haciéndose más delgados hacia la orilla del lago, hasta desaparecer por erosión (Qpa4). Subyaciendo a éstos, se encuentran rocas volcánicas terciarias formadas por depósitos laháricos de alta permeabilidad, intercalados con coladas de lava fracturadas (QTa). Ambos depósitos permiten que las aguas de lluvia se infiltren con gran facilidad hacia la capa freática, favoreciendo la circulación y almacenamiento de las aguas subterráneas en profundidad. Se considera que debajo de los materiales laháricos se encuentran los materiales intrusivos constituidos por las granodioritas (Tg).

En la zona de San Pedro se pueden encontrar dos acuíferos principales:

o



Acuífero superior colgado. Se ubica en la parte superior de los flujos de lava y depósitos laháricos cuaternarios (Qa), procedentes del volcán San Pedro.



Acuífero profundo. Se ubica por debajo de los flujos andesíticos (Qa), en la unidad de granitos fracturados (Tg). Éste se encuentra conectado con el lago de Atitlán. De este modo, los depósitos laháricos (Qa), que presentan una alta permeabilidad, permiten que el agua percole hasta el contacto con las rocas intrusivas graníticas. Según los datos de Hidroconsult, este acuífero puede alcanzar un espesor aproximado de 60 m debajo del contacto con los depósitos laháricos, favoreciendo la circulación y almacenamiento del agua subterránea para su explotación.

Zona Santiago Atitlán

La zona que se estudió en Santiago Atitlán fue la zona de Panabaj. En esta zona afloran depósitos aluviales, procedentes de los flujos y lodos de derrubios que descienden de las laderas de los volcanes, por debajo de los cuales aparecen flujos de lavas, lodos y depósitos laháricos terciarios asociados al volcán Tolimán y Atitlán.

En esta zona se realizó un SEV en el que se identificaron tres contrastes resistivos que se interpretan como tres acuíferos:

48 48

o



Acuífero superficial. En la base de los abanicos aluviales (Qal).



Acuífero intermedio. En la base de los flujos de lava fracturadas y depósitos laháricos (Qa) procedentes de los volcanes Atitlán y Tolimán, asociado con el nivel del Lago de Atitlán.



Acuífero profundo. Se encuentra asociado a cuerpos graníticos y graniodioríticos fracturados. Estos cuerpos pueden estar a su vez recargados por fluidos hidrotermales y/o de agua caliente.

Zona San Andrés Semetabaj

El área de San Andrés Semetabaj se ubica desde el parte aguas, entre la cuenca del lago de Atitlán y la cuenca del río Madre Vieja, hasta la zona de la cabecera municipal.

A partir de la información recopilada del Estudio Hidrogeológico realizado por IPREM en 2010 y el trabajo de campo realizado durante el presente estudio, se observa que los manantiales son relativamente escasos y de bajo caudal, indicando que la mayor parte del agua subterránea se infiltra hasta niveles de mediana profundidad drenando hacia zonas topográficamente más bajas; una parte hacia el lago de Atitlán y otra hacia la cuenca del río Madre Vieja. El orden de aporte de los manantiales varía desde 0,1 l/s hasta 6,86 l/s, con una media de 2 l/s.

Por tanto, se interpreta que en esta zona se encuentran dos acuíferos hidrogeológicamente distintos, separadas por el trazado de una falla regional en dirección NNW-SSE (anillo de caldera Atitlán II) y que divide los niveles piezométricos de la zona, encontrándose niveles más profundos en la zona oeste y sur del municipio (bloque hundido), con respecto al bloque noreste (zona occidental). Esta falla fue confirmada por la presencia de zonas importantes de humedad a lo largo de su traza. Esta zona puede ser, en el futuro, una zona importante de aporte de agua para futuras perforaciones, previo a estudios en detalle (IPREM, 2010).

A continuación se describen las dos áreas, dentro de la zona de San Andrés. 

Área occidental: se encuentra al oeste de la falla regional (anillo de caldera), en la zona baja donde se ubica la cabecera municipal y alrededores. En este área se puede interpretar la presencia de un acuífero a una profundidad variable (entre 50 hasta 300 m), que se encuentra contenido en el techo de arenas volcánicas finas a limos que se corresponden con sedimentos de relleno de la caldera II (Tcf2), los cuáles poseen permeabilidad baja por fracturación (más pronunciada en la parte superior de los mismos). Las direcciones de flujo en esta zona, según los datos de los SEV y los datos de nivel estático del agua en algunos pozos, indican que drena en forma concéntrica hacia la zona occidental.



Área oriental. Se encuentra ubicada al este del anillo de caldera II, en la parte alta del municipio (donde se ubican Las Canoas). La interpretación de los SEV del IPREM separan dos unidades con diferentes susceptibilidades eléctricas: un acuífero superficial alrededor de los 6 m de espesor y otro acuífero profundo, alrededor de los 40-50 m, con un espesor de unos 250 m, conformado por arenas volcánicas finas a limos que se corresponden con sedimentos de relleno de la caldera II (Tcf2), de carácter homogéneo y espesor de varios cientos de metros. Este paquete homogéneo, en algunas zonas, especialmente en el área de Godinez, Las Canoas, Los Robles y Caliaj presenta en la parte media superior lentes de depósitos lacustres de grano fino que funcionan como horizontes impermeables que permiten el afloramiento de manantiales y pueden funcionar como sello de la unidad inferior (IPREM, 2010). Las direcciones de flujo en este acuífero, según los datos de los SEV y datos de nivel estático del agua en algunos pozos, indican una dirección SE.

49 49

En ambas áreas, los depósitos de piroclastos que conforman la parte más superficial (Qpa1) presentan una porosidad alta, aunque una baja permeabilidad. Debido a su carácter superficial, baja permeabilidad y espesor limitado, las aguas de infiltración originan un acuífero de baja importancia, que es aprovechado mediante pozos superficiales unifamiliares de escaso caudal.

A una profundidad media de unos 250 m afloran lavas dacíticas y andesíticas que podrían estar parcialmente fracturadas y constituir un acuífero profundo. Éste, en la zona sur del acuífero, puede estar sometido a procesos de hidrotermalismo (IPREM, 2010). De este acuífero no existe suficiente información que permita establecer con certeza su espesor. o

Zona Panajachel

La zona de Panajachel se encuentra ubicada a lo largo de una falla, con dirección N-S, sobre depósitos de arenas, gravas limos y arcillas (Qal), que conforman el abanico aluvial del río San Francisco. Por debajo de estos aparecen depósitos de relleno de la primera caldera formados por conglomerados cementados en una matriz arcillo-arenosa (Tcf1).

En base a los estudios de campo, datos en los pozos existentes y análisis de aguas, se reconocen tres unidades acuíferas en la zona de Panajachel:  



Acuífero libre superficial (a una profundidad entre 5-15 m), asociado a los depósitos aluviales del río San Francisco. Dicho acuífero posee una alta porosidad y permeabilidad, pero tiene una alta influencia por las variaciones estacionales.

Acuífero intermedio, ubicado en las fracturas de los sedimentos de relleno de la primera caldera (Tcf1). Esta unidad se encuentra asociada al lago de Atitlán. Esta unidad es explotada por algunos pozos en Panajachel, donde se han encontrado trasmisividades aproximadas entre 6,8 y 19,8 m2/d.

Acuífero termal profundo, asociado a grandes fallas, que transportan los fluidos magmáticos hasta la superficie.

50 50

5. Mapa de Recarga Acuífera 5.1. Recarga acuífera. Métodos para su determinación. Modelos Hidrológicos.

La recarga acuífera es el proceso de incorporación del agua a un acuífero a partir de diversas fuentes, como la precipitación, las aguas superficiales o por transferencias de otro acuífero o de un acuitardo.

Los métodos para estimarla son de variada naturaleza entre los que se destacan los balances hidrológicos, el seguimiento de trazadores ambientales ó artificiales (químicos e isotópicos), las mediciones directas en piezómetros, la cuantificación del flujo subterráneo y las fórmulas empíricas, entre los más comunes. Los resultados son inseguros debido a la incertidumbre de las componentes consideradas en las ecuaciones, la naturaleza empírica o semiempírica de las fórmulas utilizadas, la simplificación de las variables y de los procesos y errores en las mediciones de calibración (Carrica y Lexow 2004).

En el presente estudio, se considera únicamente como fuente de recarga acuífera la precipitación y, para su estimación, se emplea un balance hidrológico por medio de un modelo de tipo conceptual1 distribuido 2 .

Un modelo conceptual, para la recarga acuífera, trata de simular el comportamiento hidrológico de una cuenca estableciendo ecuaciones de balance hídrico y de transferencia entre diversos compartimentos, cuya mayor o menor complejidad dependerá de la escala temporal empleada en las simulaciones y del número de fenómenos y factores incluidos en el modelo.

A mediados de los años 50 se confeccionó el primero de los modelos hidrológicos de tipo conceptual, el modelo Thornthwaite, que reproduce el ciclo hidrológico de forma muy simplificada. Usa solo tres parámetros, ya que utiliza pocas ecuaciones de transferencia y de balance del agua (figura 35). En las dos décadas siguientes se realizaron numerosas variaciones sobre el mismo modificando las relaciones, incluyendo nuevos mecanismos, etc. Algunos ejemplos son los modelos de Stanford, Témez, etc.

Para cumplir con el objetivo planteado en este estudio, que no es otro que realizar una estimación cuantitativa del proceso de recarga natural en la cuenca del lago Atitlán y, atendiendo a la limitada e incluso nula existencia de información de carácter hidrometeorológica e hidrogeológica, se ha aplicado el modelo hidrológico de Thornthwaite.

El modelo de Thornthwaite resulta especialmente adecuado para simular con una periodicidad mensual.

Su desarrollo conceptual es similar al de los modelos que le sucedieron en el tiempo, lo que ha hecho que se haya convertido en punto de referencia. En este modelo se considera el almacenamiento en el suelo similar al de un embalse, que tan sólo deja escapar agua cuando se encuentra totalmente saturado de humedad. Su escurrimiento, llamado “excedente”, se reparte entre agua que discurre superficialmente y agua que recarga el acuífero. La aportación de origen subterráneo la simplifica considerándola proporcional a la escorrentía, en un factor que depende de las características del suelo y del acuífero (Cruces, J. 2001).

Atendiendo al análisis espacial de datos y parámetros, el modelo empleado es del tipo distribuido. El modelo distribuido, en contra del agregado, que considera un valor medio en toda el área de estudio generalizando el comportamiento del sistema, tiene en cuenta la variabilidad espacial de los datos y los

1

Conjunto de ideas, leyes y relaciones que permiten la representación de un fenómeno físico y es usualmente la base de cualquier tipo de modelo.

2

Modelo que considera la variabilidad espacial de los datos y de los parámetros del sistema.

51 51

parámetros del sistema. Así, el modelo distribuido considera la variabilidad espacial de procesos como la precipitación, la evaporación, la infiltración, características fisiográficas de la cuenca, etc.

Dado que la cuenca del lago Atitlán presenta una alta variabilidad espacial, tanto en sus características fisiográficas como en sus procesos físicos, el modelo distribuido es el más indicado para su estudio.

La posibilidad de utilizar el modelo hidrológico distribuido se ve favorecida por el alto conocimiento actual del medio físico de la cuenca (geología, usos del suelo, taxonomía del suelo, topografía) y por la disponibilidad de herramientas informáticas potentes, como los Sistemas de Información Geográfica, para el correspondiente análisis espacial.

Figura 35. Diagrama de flujo del modelo distribuido. Modelo Thornthwaite.

5.2. Metodología La metodología abordada para la estimación de la recarga acuífera incluye un método hidrológico para el cálculo del balance hídrico y la estimación de la lluvia útil, y, otro método, para la estimación de la infiltración, o sea, el porcentaje de lluvia que se incorpora a los acuíferos. De esta forma, el estudio ha conjugado dos métodos, el método de Thornthwaite, empleado para el cálculo del balance hídrico; y la metodología de Schosinsky y Losilla (2000) para la determinación de un coeficiente infiltración, modificada por FORGAES (MARN 2006. El Salvador).

Al aplicar un modelo distribuido se considera la variabilidad espacial de los datos y parámetros incluidos en ambos métodos. Con tal fin, la cuenca del lago Atitlán se ha discretizado en celdas de 20x20 metros, representando cada celda una unidad hidrológica de cálculo. Así, sobre cada una de estas celdas, que contiene información de variables hidrometeorológicas y físicas del terreno, se ha realizado un balance hídrico y una estimación de su coeficiente de infiltración. Como ya se mencionó, el análisis espacial se ha realizado por medio de herramientas SIG. El balance hídrico es la expresión, en forma de ecuación de continuidad, que se refiere al equilibrio de una unidad hidrológica entre las entradas de agua, las salidas y la variación del almacenamiento.

I = E + O + ΔS

52 52

donde: I = Entrada de agua a la zona de almacenamiento.

E = Evapotranspiración.

O = Salida de agua de la zona de almacenamiento. Estas salidas vienen representadas por leyes de descarga que son función del estado y características de las zonas de almacenamiento consideradas. ΔS = Variación en la zona de almacenamiento considerada (zona superior o inferior del suelo y acuífero).

El balance hídrico debe estar referido a un área geográfica, en nuestro caso la cuenca del lago Atitlán, y a un período de tiempo, usualmente un año hidrológico. En el caso de Guatemala, éste inicia en el mes de mayo (inicio de la época de lluvias) y finaliza en el mes de abril (final de la época seca).

El balance hídrico de Thornthwaite presenta como parámetros la precipitación y la evapotranspiración potencial, y trabaja con un solo nivel de reservorio, ubicado como almacenamiento de agua en el perfil del suelo.

Para la obtención de los parámetros de precipitación y evapotranspiración se recurre usualmente a los registros de series de precipitación y temperatura de las estaciones meteorológicas. Sin embargo, la cantidad de registros en la cuenca del lago de Atitlán es limitado, reduciéndose a tres estaciones 3 (todas actuales) con registros históricos, en al menos dos de ellas, de cierta extensión y continuidad.

Por otro lado, la variabilidad fisiográfica de la cuenca dificulta cualquier proceso de completado de datos de lluvia entre estaciones locales. Esta escasez de estaciones meteorológicas y de registros históricos de precipitación y temperatura impide la obtención de mapas distribuidos de precipitaciones y de ETP a partir de la información registrada en las estaciones.

Como consecuencia de esta escasez, se ha introducido un conjunto de estaciones ficticias con objeto de disponer de una red de estaciones en el área de estudio que permita la generación de dichos mapas. La generación de las series meteorológicas en las estaciones ficticias ha seguido dos líneas de trabajo diferentes, en función de si se trata de valores de precipitación o temperatura.

En ambos casos, se requiere obtener, como primer paso, los valores de precipitación media anual, Pe, como de temperatura, Te, de las diferentes estaciones.

El procedimiento para la obtención de las precipitaciones medias anuales de las estaciones ficticias tiene como base el mapa de isoyetas a nivel nacional elaborado por el INSIVUMEH (año 2002). Este mapa de isoyetas, no obstante, fue modificado en función de las precipitaciones medias anuales calculadas para las tres estaciones actuales en la cuenca. Sobre las isolíneas de precipitación de este mapa de isoyetas modificado se ubicaron las estaciones ficticias generadas.

Los mapas de isoyetas para cada mes fueron obtenidos a partir del mapa de isoyetas de precipitación media, afectándolo por un factor mensual, resultado del promedio de las relaciones entre la precipitación media mensual considerada y la precipitación media anual para cada una de las tres estaciones actuales. Finalmente, mediante un proceso de interpolación por el inverso de la distancia de los valores de precipitaciones medias mensuales de las estaciones se obtienen los mapas mensuales de precipitación. Este proceso, que se repite en otros mapas, se apoya en el uso de herramientas geoestadísticas incluidas en software GIS.

3

La cuenca del lago Atitlán presenta actualmente operativas tres estaciones: Santiago Atitlán, El Tablón (Sololá) y El Capitán (San Lucas Tolimán), de las cuales las dos primeras tienen registros de cierta extensión y continuidad.

53 53

El procedimiento para la obtención de las temperaturas medias anuales, Te, de las estaciones ficticias requiere establecer un gradiente térmico regional mediante la representación de las temperaturas medias anuales (de estaciones reales) frente a la altitud de la estación.

Obtenida la altitud de cada estación ficticia a partir del MDT, se puede aplicar el gradiente térmico para calcular la temperatura media anual de estación. A partir de aquí, el procedimiento es análogo al seguido para la precipitación, es decir, se afecta el valor de temperatura media anual de cada estación ficticia con un factor mensual para obtener la temperatura mensual en cada estación.

Con la temperatura mensual de cada estación y, junto con el número de horas de sol correspondiente al área de estudio, se procede al cálculo de la ETP mensual en cada estación ficticia mediante el método Thornthwaite. Una vez calculada la ETP, se procede a crear los mapas mensuales de ETP mediante interpolación por el inverso de la distancia.

Una vez estimados, a nivel mensual, los mapas de precipitaciones medias y de ETP media se da paso a la estimación del balance hídrico en la cuenca por el método tradicional de Thornthwaite. Este balance se calcula mes a mes durante el año hidrológico considerado.

El funcionamiento del balance inicia con el análisis de la relación entre la precipitación (P) y ETP. Si las entradas son mayores a las salidas (P > ETP), el sobrante de agua engrosa el almacenamiento del suelo (variación de almacenamiento positiva) y la evapotranspiración potencial se convierte en la evapotranspiración real (ETR) Si al contrario, las entradas son menores a las salidas (P < ETP) entonces el modelo toma agua del almacenamiento del suelo, presentándose dos alternativas.

Este almacenamiento, a efectos del balance hídrico, tiene dos valores límites, 0 y un valor máximo conocido como reserva útil (RU), que es función de las características físicas del suelo y de la profundidad radicular de la vegetación. Así, la reserva útil viene determinada por la capacidad del suelo para retener agua hasta la profundidad alcanzada por las raíces de las plantas. La RU fue calculada a partir de los datos expuestos en el Estudio Semidetallado de los Suelos del Departamento de Sololá,

Guatemala, MAGA 2013.

Según los límites definidos, cuando P < ETP, si la reserva de agua en el suelo es suficiente, el déficit de la precipitación es satisfecho por la reserva y entonces ETR = ETP. Si la reserva es insuficiente, la ETR queda ligada a la P y a la reserva existente hasta su agotamiento, momento en que aparece el déficit, ETR = ETP – déficit.

Por último, cuando se alcanza la capacidad máxima el sobrante se transforma en excedente (Exc) y se convierte en escorrentía superficial y subterránea. Este excedente también es conocido como lluvia útil (LLU).

Este balance hídrico se aplica en cada una de las celdas de 20x20 metros en que se ha discretizado la cuenca de lago Atitlán. Así, en cada fase de cálculo del balance hídrico se obtiene un mapa distribuido de la variable analizada. A efectos prácticos, el balance se ha calculado entre los meses de mayo y octubre, ya que en el resto de meses la ETP >> P y hay un déficit de agua en el suelo y, por tanto, no se produce excedente.

Una vez obtenido el mapa de LLU mensual el siguiente paso es estimar el coeficiente de infiltración, que determinará qué porcentaje del agua excedentaria termina recargando los acuíferos, mientras que el resto se convierte en escorrentía superficial.

Para el cálculo del coeficiente de infiltración (Ci) se ha utilizado la expresión de Schosinsky y Losilla (2000), que aplican en su metodología para el cálculo de la recarga acuífera. Esta expresión tiene la siguiente forma: donde:

Ci = Kp + Kv + Kfc Kp : componente por efecto de la pendiente Kv : componente por efecto de la cobertura vegetal Kfc : componente por efecto de la textura del suelo

54 54

No obstante, para la estimación del Ci se han aplicado algunas modificaciones introducidas en el proyecto FORGAES (MARN 2006. El Salvador). Estas modificaciones simplifican el cálculo del factor Kfc y afectan también a las tablas para la asignación de valores de cada uno de los factores incluidos en el cálculo.

5.3. Balance hídrico. Método Thornthwaite 5.3.1.Precipitación Un balance hídrico requiere disponer de una serie de estaciones meteorológicas ubicadas en el área de estudio o en sus proximidades, con un registro, idealmente, lo más extenso y completo posible. A partir del registro de datos pluviométricos se realiza el correspondiente análisis para determinar la fiabilidad de los datos y proceder, en su caso, al completado de datos faltantes. Finalmente, se estima la precipitación media mensual o diaria, según el nivel de detalle del estudio, de la unidad de área del estudio.

En la cuenca del lago Atitlán, el registro de estaciones, bien actuales o históricas, es insuficiente para proceder con dicho análisis. Solo dos estaciones, operativas ambas actualmente, presentan un registro medianamente extenso y completo, mientras que los registros del resto son cortos y muy incompletos.

Con esta condicionante, el estudio de precipitaciones en la cuenca de lago Atitlán ha tenido como base el mapa de isoyetas de precipitación media anual de Guatemala (INSIVUMEH, 2002).

Figura 36. Mapa de isoyetas de Guatemala y de la cuenca del lago Atitlán. Fuente: INSIVUMEH 2002.

Edición propia.

55 55

El mapa de isoyetas extraído para la cuenca del lago Atitlán fue “actualizado” considerando las precipitaciones medias anuales calculadas en las tres estaciones actuales localizadas en la cuenca: Santiago (Santiago Atitlán) El Tablón (Sololá) y El Capitán (San Lucas Tolimán), modificando las curvas en función de los datos puntuales de precipitación registrados en estas estaciones.

10 00

12

1200

00

15

00

1500

1456 14

1456

00

12

10 00

00

12 00 14

0 00 160 0 0

1196

1238

00

00

18

00

16

20

00

00

18

16

45

1196

1238

00 18

4 0 0 0 30 00

1400

2000

14 00

Figura 37. Isoyetas en cuenca del lago de Atitlán. Fuente: INSIVUMEH, 2002. Edición propia.

Figura 38. Isoyetas modificadas en base a valores de precipitación media en estaciones actuales. Elaboración propia

A partir de este mapa de isoyetas se ubicaron las estaciones ficticias sobre las isolíneas de precipitación.

A partir de este mapa de isoyetas modificado de precipitación media anual en la cuenca, se generan cada uno de los mapas de precipitación media para cada mes que se precisan para el cálculo del balance hídrico.

Figura 39. Ubicación de estaciones ficticias en la cuenca del lago de Atitlán. Elaboración propia

56 56

Para ello, se procedió con el cálculo de un factor mensual de precipitación (Pk i ) a partir de la relación entre la precipitación media de cada mes y la precipitación media anual de cada una de las tres estaciones de la cuenca.

PRECIPITACIONES MEDIAS MENSUALES Y ANUAL DE LA ESTACIÓN EL TABLÓN (SOLOLÁ) Meses MEDIA Factor P mensual (Pk 1 )

may

jun

jul

ago

sep

oct

172.7 302.1 187.8 204.3 298.7 173.2

nov

dic

ene

feb

mar

abr

ANUAL

41.7

10.9

3.2

4.3

19.9

37.2

1456.0

0.119 0.208 0.129 0.140 0.205 0.119 0.029 0.007 0.002 0.003 0.014 0.026

1.00

PRECIPITACIONES MEDIAS MENSUALES Y ANUAL DE LA ESTACIÓN EL CAPITAN (SAN LUCAS TOLIMÁN) Meses MEDIA Factor P mensual (Pk 2 )

may

jun

jul

ago

sep

oct

139.2 250.3 152.5 156.8 234.3 149.7

nov

dic

ene

feb

mar

abr

ANUAL

32.0

7.2

1.9

8.7

24.6

39.2

1196.5

0.116 0.209 0.127 0.131 0.196 0.125 0.027 0.006 0.002 0.007 0.021 0.033

1.00

PRECIPITACIONES MEDIAS MENSUALES Y ANUAL DE LA ESTACIÓN SANTIAGO (SANTIAGO ATITLÁN) Meses

may

jun

jul

ago

sep

oct

nov

dic

ene

feb

mar

abr

MEDIA 157.5 255.7 138.2 149.0 235.7 145.9 38.4 10.3 3.8 13.3 29.4 61.0 Factor P mensual (Pk 3 ) 0.127 0.206 0.112 0.120 0.190 0.118 0.031 0.008 0.003 0.011 0.024 0.049

ANUAL 1238.2 1.00

FACTOR DE PRECIPITACIÓN MENSUAL CUENCA DEL LAGO ATITLÁN Meses may jun jul ago sep oct nov dic ene feb mar abr Factor P mensual cuenca (Pk) 0.121 0.208 0.123 0.131 0.197 0.121 0.029 0.007 0.002 0.007 0.019 0.036

1.00

Tabla 2. Cálculo del factor de precipitación mensual en la cuenca del lago Atitlán. Elaboración propia

De la media de los tres factores se obtiene un factor de precipitación mensual para la cuenca (Pk). Con este factor se calcula el valor de precipitación media mensual para cada estación ficticia generada. Se considera así, que la distribución espacial de las isoyetas permanece invariable para cada mes, variando únicamente su magnitud.

Una vez obtenidas las series de precipitación en las estaciones ficticias, se generan los mapas de precipitación media mensual (mapas raster de precipitación) por medio de un proceso de interpolación por el inverso de la distancia.

Figura 40. Mapa raster de precipitación media mes de junio.

Cuenca del lago de Atitlán Elaboración propia.

57 57

5.3.2.Temperatura La serie termométrica de las estaciones ficticias fue construida a partir de la ecuación que define el gradiente térmico regional. Para obtener esta ecuación, se representan las temperaturas medias anuales de estaciones reales frente a la altitud de cada estación, en un sistema de coordenadas cartesiano. Se consideraron las temperaturas medias de 22 estaciones meteorológicas ubicadas en diferentes departamentos próximos a Sololá.

Figura 41. Estaciones meteorológicas seleccionadas para la determinación del gradiente térmico.

Elaboración propia.

58 58

A continuación se presentan las estaciones seleccionadas para el cálculo del gradiente térmico.

Cuenca

Número

202061

111

202090

123

112027 113081 110041 107041 113002

157

307024 202018 104038 104040 105007 103039

Altitud (msnm)

Tª media anual (ºC)

Chimaltenango

-90.7886

14.7786

1800

17.9

Chimaltenango

-90.9153

14.6867

2080

16.4

Escuintla

-90.83

14.3675

730

24.4

-90.7925

14.2686

270

26.5

198

Camantulul

Escuintla

-91.0508

14.325

280

25

206

Tiquisate

Escuintla

-91.3725

14.2861

70

28

208

Insivumeh

Guatemala

-90.5328

14.5864

1502

19

Guatemala

-90.4547

14.7764

1200

22.1

Huehuetenango

-91.7633

15.4953

1700

19.6

296

307023

Lat. (º)

Escuintla

302015

306003

Lon. (º)

El Chupadero

263

105012

San Martín Jilotepeque Santa Cruz Balanya Sabana Grande

Departamento

160

202063

302016

Estación

San Pedro Ayampuc San Pedro Necta

310

Todos Santos

Huehuetenango

-91.6036

15.5047

2460

13.5

450

Labor Ovalle

Quetzaltenango

-91.5139

14.87

2380

13.5

466

Nebaj

Quiche

-91.1422

15.3981

1906

16.6

468

Sacapulas

Quiche

-91.0861

15.2883

1180

23

Quiche

-90.6606

15.3561

680

24.7

474

Chixoy

479

Chiguila

Quiche

-91.1075

14.9528

2025

15.5

490

Retalhuelu Aeropuerto

Retalhuleu

-91.6958

14.5219

205

27

496

El Asintal

Retalhuleu

-91.7244

14.5883

355

26.3

513

Los Brillantes

Retalhuleu

-91.6181

14.5583

345

27.3

534

San Marcos

San Marcos

-91.8094

14.9542

2420

13.5

-92.0772

14.8556

233

26.2

Catarina

San Marcos

102016

538

108013

648

Santiago Atitlán

Sololá

-91.2314

14.6317

1580

19

652

Chojoja

Suchitepéquez

-91.4928

14.5453

430

25.8

106013

Tabla 3. Datos de estaciones meteorológicas seleccionadas para el cálculo del gradiente térmico. Elaboración propia

59 59

La ecuación obtenida viene dada por la siguiente expresión: y = -163.82 x + 4679.8

GRADIENTE TÉRMICO

y = -163.82x + 4679.8 R2 = 0.9772

3000

Altitud (msnm)

2500 2000 1500 1000 500 0 0

5

10

15

20

25

30

Temperatura anual media (ºC)

Figura 42. Gradiente térmico regional. Elaboración propia.

A continuación, a partir del MDT, se asigna la altitud de cada estación ficticia, momento en que se calcula la temperatura media anual de cada estación mediante la expresión del gradiente térmico.

A partir de aquí, el procedimiento para obtener las temperaturas medias mensuales es análogo al seguido para la precipitación; es decir, se calculan los factores de temperatura mensuales (Tk i ) a partir de las tres estaciones actuales de la cuenca.

TEMPERATURAS MEDIAS MENSUALES Y ANUAL DE LA ESTACIÓN EL TABLÓN (SOLOLÁ) Meses

may

jun

jul

ago

sep

oct

nov

dic

ene

feb

mar

abr

ANUAL

MEDIA

15.4

15.2

15.4

15.4

14.8

14.7

14.1

12.7

13.0

13.5

14.1

15.3

14.6

Factor Tª mensual (Tk 1 )

1.057

1.044

1.056

1.058

1.017

1.011

0.970

0.874

0.892

0.926

0.969

1.048

TEMPERATURAS MEDIAS MENSUALES Y ANUAL DE LA ESTACIÓN EL CAPITAN (SAN LUCAS TOLIMÁN) Meses

may

jun

jul

ago

sep

oct

nov

dic

ene

feb

mar

abr

ANUAL

MEDIA Factor Tª mensual (Tk 2 )

19.4

19.2

19.6

20.3

18.7

18.3

18.4

17.8

17.8

17.9

18.3

19.6

18.7

1.040

1.031

1.052

1.088

1.003

0.982

0.985

0.953

0.952

0.958

0.980

1.050

TEMPERATURAS MEDIAS MENSUALES Y ANUAL DE LA ESTACIÓN SANTIAGO (SANTIAGO ATITLÁN) Meses

may

jun

jul

ago

sep

oct

nov

dic

ene

feb

mar

abr

ANUAL

MEDIA

19.7

19.5

19.9

19.4

18.8

18.5

18.2

17.3

17.8

18.1

18.9

19.5

19.0

Factor Tª mensual (Tk 3 )

1.041

1.029

1.051

1.023

0.990

0.977

0.961

0.913

0.940

0.955

0.996

1.030

may

jun

jul

ago

sep

oct

nov

dic

ene

feb

mar

abr

Meses Factor Tª mensual cuenca (Tk)

1.046 1.035 1.053 1.056 1.003 0.990 0.972 0.913 0.928 0.946 0.982 1.042

Tabla 4. Cálculo del factor de temperatura mensual en la cuenca del lago Atitlán. Elaboración propia

60 60

-

De la media de los 3 factores de las estaciones se obtiene un factor de temperatura mensual para la cuenca (Tk). Con este factor se calcula el valor de temperatura media mensual de cada estaciรณn ficticia.

Id

Nombre

X

Y

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49

El Tablรณn El Capitรกn Santiago

417945.9 415160.9 420516.7 424729.9 421516.4 428443.2 433013.5 435012.9 425729.6 420588.1 417517.4 417660.3 429300.1 427729.1 423444.5 422587.6 427372.0 433513.3 436584.0 435727.0 430228.5 426086.7 422444.7 416160.6 412804.4 413732.7 416589.1 415160.9 412804.4 418302.9 416803.3 436584.0 432799.2 431799.5 435869.9 412732.9 412090.3 418160.1 422087.7 429800.0 433656.1 415375.1 419874.0 426158.1 424087.2 427943.3 424658.5 426586.5 431014.0 421230.8

1647681.8 1645039.6 1643754.2 1645039.6 1629829.2 1628686.7 1624901.9 1620831.6 1621045.8 1619760.4 1623330.9 1627686.9 1643897.1 1641112.1 1639469.6 1634828.0 1632257.2 1629115.1 1626187.3 1616189.9 1615690.0 1617403.9 1615475.8 1618974.9 1623402.3 1630186.3 1634399.5 1638898.3 1640540.8 1620760.1 1620831.6 1640469.4 1638755.5 1634613.7 1633614.0 1634185.3 1619903.2 1615832.8 1612476.6 1612619.4 1615261.6 1616189.9 1613190.7 1614047.6 1612262.3 1612262.3 1625259.0 1635470.7 1619331.9 1618118.0

Altitud (msnm) 3301 2949 3127 2623 2007 1525 1537 1856 1660 1554 1671 1546 2559 2400 2508 2346 2042 2115 2039 1517 1643 2966 1831 2139 2037 2286 2461 2804 2479 2578 2686 2526 2257 1800 2168 2470 2178 1809 1764 1594 1303 1856 1376 2707 2492 2351 1510 2336 1567 1582

Pe (mm)

Te (ยบC)

1000 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1500 1500 1500 1500 1600 1600 1600 1600 1600 1600 1800 1800 1800 1800 1800 1800 1456 1238 1196

8.4 10.6 9.5 12.6 16.3 19.3 19.2 17.2 18.4 19.1 18.4 19.1 12.9 13.9 13.3 14.2 16.1 15.7 16.1 19.3 18.5 10.5 17.4 15.5 16.1 14.6 13.5 11.4 13.4 12.8 12.2 13.1 14.8 17.6 15.3 13.5 15.3 17.5 17.8 18.8 20.6 17.1 20.2 12.0 13.4 14.2 19.3 14.3 19.0 18.9

Tabla 5. Valores de altitud, precipitaciรณn media anual, Pe, y temperatura media anual, Te, de las estaciones ficticias y reales

61 61

5.3.3.Reserva útil Finalizada la construcción de las series de datos meteorológicos de las estaciones ficticias, para el cálculo del balance hídrico por el método de Thornthwaite se precisa conocer la reserva útil.

La reserva útil, RU, es el volumen de agua por unidad de superficie de suelo que está contenido entre los estados correspondientes a capacidad de campo, CC, y punto de marchitez permanente, PM, y que puede ser utilizado por las plantas.

Para poder convertir la humedad del suelo, punto de marchitez y capacidad de campo a milímetros, se pasa de porcentaje de peso, tal como aparecen en las tablas de laboratorio de suelos, a porcentaje por volumen multiplicando por la densidad aparente.

La expresión para el cálculo de la RU es la siguiente:

RU =

(CC  PMP ) * Da. * Pr . * 10 100

donde: RU: CC: PMP: Da: Pr

reserva útil del suelo (mm) capacidad de campo (% por peso de suelo seco) punto de marchitez permanente (% por peso de suelo seco) densidad aparente (g/cm3) profundidad raíces (cm)

La CC se define como el grado de humedad de una muestra que ha perdido el agua gravífica, expresada como % de peso. El PM es el grado de humedad contenido en el suelo que las raíces de las plantas no son capaces de extraer.

MAPA DE RESERVA ÚTIL DEL SUELO

CUENCA LAGO DE ATITLÁN

¯

realizaron análisis de las diferentes tipologías de suelos identificados en el departamento de Sololá.

Usualmente, la RU es estimada a través de valores bibliográficos, a partir de la textura considerada en el suelo y de la profundidad radicular considerada según el tipo de vegetación. En nuestro caso, se puede decir que esta componente del estudio alcanza un alto nivel de detalle.

Definida la RU en cada tipo de suelo reflejado en el mapa taxonómico de la cuenca del lago Atitlán, se convierte el mapa a formato raster. La RU en la cuenca varía entre 0 (cuando estrictamente no hay desarrollo de suelos) y los 308 mm.

RU (mm) 0 - 50 50 - 100 100 - 150 150 - 200 200 - 250

Estos parámetros físicos del suelo se extrajeron del “Estudio Semidetallado de

los Suelos del Departamento de Sololá, Guatemala”, MAGA 2013, donde se

LEYENDA

250 - 308

San José Sololá Chacayá

Santa Lucía Utatlán

San Jorge La Laguna Santa Cruz La Laguna San Andrés Semetabaj Panajachel

Santa San Marcos La Laguna Clara La Laguna San Juan La Laguna San Pedro La Laguna

Santa Catarina Palopó

LAGO DE ATITLÁN San Antonio Palopó

UBICACIÓN ÁREA DE ESTUDIO

CUENCA ATITLÁN

MAPA MAPA RESERVA RESERVA ÚTIL ÚTIL DEL DEL SUELO SU ELO

Santiago Atitlán

CU EN CA E ATI N CUE NC AD DE ATITLÁ TLÁN

San Lucas Tolimán

Fuente: Geólogos del Mundo Edición: Geólogos del Mundo

0

3,000

6,000

9,000

12,000 Meters

Figura 43. Mapa raster de Reserva Útil (RU) del suelo. Cuenca del lago de Atitlán Elaboración propia

62 62

5.3.4.Evapotranspiración potencial La evapotranspiración es el resultado del proceso por el cual el agua cambia de estado líquido a gaseoso y, directamente o a través de las plantas, vuelve a la atmósfera en forma de vapor. En consecuencia resulta ser la suma de dos fenómenos: evaporación y transpiración (Custodio y Llamas, 1983). Como es difícil medir ambos procesos por separado, y además en la mayor parte de los casos lo que interesa es la cantidad de agua que se pierde a la atmósfera, se calculan conjuntamente bajo el concepto de evapotranspiración. Existen numerosas fórmulas, teóricas o semiempíricas, y procedimientos de cálculo para estimar la evapotranspiración considerando parámetros climatológicos, agrícolas e hidrológicos.

El procedimiento seguido para estimar la evapotranspiración potencial ha consistido en aplicar el método de Thornthwaite. Este método es uno de los más empleados en hidrogeología debido a que solo requiere en su cálculo de datos climatológicos usualmente disponibles como la temperatura y el número de horas de sol, además de que pueden obtenerse indirectamente (existen tablas que proporcionan el número de horas de sol por mes en función de la latitud considerada).

Latº N

Ene

Feb

Mar

Abr

May

Jun

Jul

Ago

Sep

Oct

Nov

Dic

14.5º

11.2

11.6

11.9

12.3

12.6

12.8

12.8

12.5

12.1

11.7

11.3

11.2

Tabla 6. Número de horas de sol máximas (h/día) para el hemisferio Norte (calculadas para el día 15 de cada mes)

La fórmula de Thornthwaite se expresa de la siguiente forma:

 l1  N  10Ta  ETP = 16      12  30  I  donde: ETP = evapotranspiración potencial (mm) l 1 = número de horas reales de sol al día (h) N = número de días al mes, T a = temperatura del aire media mensual (ºC) A = 6.75 x 10-7 I3 – 7.71 x 10-5 I2 + 1.79 x 10-2 I + 0.49 donde: I =

12

i

para los 12 meses

1

 Ta  donde i =    5

1.514

63 63

a1

A partir de la temperatura media mensual y del número de horas de sol correspondiente (según tabla 6) se obtiene la ETP mensual en cada estación. Por último, mediante un proceso de interpolación espacial por el inverso de la distancia se han obtenido los diferentes mapas de ETP mensuales de la cuenca.

MAPA DE ETP MEDIA MES DE JUNIO

CUENCA LAGO DE ATITLÁN

¯

LEYENDA ETP junio (mm) High : 83 Low : 51

San José Sololá Chacayá

Santa Lucía Utatlán

San Jorge La Laguna Santa Cruz La Laguna San Andrés Semetabaj Panajachel

San Marcos La Laguna Santa Clara La Laguna

Santa Catarina Palopó

LAGO DE ATITLÁN

San Juan La Laguna San Pedro La Laguna

San Antonio Palopó

UBICACIÓN ÁREA DE ESTUDIO

CUENCA ATITLÁN

MAPA MAPA ET P ETP MES MES JUNIO JUNIO

Santiago Atitlán

CU ENC A DE CUE NCA D E ATI ATITLÁN TLÁ N

San Lucas Tolimán

Fuente: Geólogos del Mundo Edición: Geólogos del Mundo

0

3,000

6,000

9,000

12,000 Meters

Figura 44. Mapa raster de ETP del mes de junio. Cuenca del lago de Atitlán Elaboración propia

5.3.5.Evapotranspiración real La evapotranspiración real (ETR) se calcula, como se explicó en el apartado de metodología, a partir de la pluviometría, la ETP y la RU. Cabe destacar que durante la época lluviosa, desde el mes de mayo al mes de octubre, la precipitación es superior a la ETP; así, el agua demandada por ésta es satisfecha (sin requerir agua del almacenamiento del suelo) y la ETR adquiere el valor de la ETP. ETR = ETP (de mayo a octubre) En cambio, durante el resto de noviembre a abril (época seca) las precipitaciones, considerando un año medio hidrológico, son escasas y la ETP >> ETR. Recordar que no se considera en el cálculo otros aportes de agua al sistema que no sean de la precipitación, como podría ser agua de regadíos.

64 64

5.3.6.Excedente El resultado final de la aplicación del balance hidrológico de Thornthwaite es la estimación del excedente o también conocida como lluvia útil. De manera simplificada, la expresión seguida para la estimación del excedente es la siguiente: Exc = P – ETR - ΔR donde: Exc = Excedente (mm) P = Precipitación (mm) ΔR = Incremento de la reserva de agua en el suelo (mm)

MAPA DE EXCEDENTE ANUAL

CUENCA LAGO DE ATITLÁN

¯

LEYENDA Excedente anual (mm)

High : 1260.27 Low : 300.85

Nahualá

Santa Lucía Utatlán

San José Chacayá

Del balance hidrológico efectuado se desprende, como se puede intuir, que únicamente en los meses de la época lluviosa (de mayo a octubre) se produce un excedente de lluvia, siendo, por tanto, los meses que contribuyen a la recarga acuífera.

Sololá

San Jorge La Laguna San Andrés Semetabaj Santa Cruz La Laguna Panajachel San Marcos La Laguna Santa San Pablo La Laguna María Visitación San Juan La Laguna San Pedro La Laguna

Santa Catarina Palopó

LAGO DE ATITLÁN San Antonio Palopó

UBICACIÓN ÁREA DE ESTUDIO

CUENCA ATITLÁN

MAPA MAPA EXC ED ENTE EXCED ENTE ANU AL ANUAL

Santiago Atitlán

CUE NCA E ATI CUEN CA D DE ATITLÁN TLÁ N

San Lucas Tolimán

Fuente: Geólogos del Mundo Edición: Geólogos del Mundo

0

3,400

6,800

10,200

Mediante la aplicación de la herramienta de álgebra de mapas de los Sistemas de Información Geográfica se ha desarrollado, paso por paso (según se ha explicado en los apartados anteriores), la expresión anterior en intervalos mensuales.

Así, en la práctica, del desarrollo del modelo hidrológico se obtienen seis mapas de excedente de lluvia, correspondientes a los meses comprendidos entre mayo y octubre.

Finalmente, sumando los excedentes del año hidrológico (meses de mayo a octubre) se obtiene un mapa raster de excedente anual.

13,600 Meters

Figura 45. Mapa raster de Excedente anual. Cuenca del lago de Atitlán Elaboración propia

La segunda fase del proceso metodológico para la estimación de la recarga acuífera debe determinar la fracción del excedente que se convierte en escorrentía superficial y la fracción que se infiltra a los acuíferos para convertirse en escorrentía subterránea.

65 65

5.4. Cálculo de infiltración Existen numerosos métodos, todos de naturaleza empírica, para estimar un coeficiente de infiltración, o bien un coeficiente de escorrentía, que determine la fracción del excedente de agua (una vez cubierta la RU del suelo) que se infiltra a los acuíferos traduciéndose en escorrentía subterránea o bien que se transforma en escorrentía superficial.

Para la determinación de los coeficientes de infiltración (Ci) en la cuenca se ha empleado la expresión y las tablas que Schosinsky y Losilla (2000) presentan en su metodología para la estimación de la recarga hídrica, modificada por FORGAES (MARN 2006. El Salvador). La metodología de Schosinsky y Losilla (2000) fue desarrollada en Costa Rica y es ampliamente utilizada en Centroamérica. Por su parte, las modificaciones realizadas por FORGAES (MARN 2006, El Salvador) simplifican la determinación del factor Kfc, al estar tabulado en una tabla; además, establece un mayor número de categorías en cada una de las tablas de valores de los factores que determinan la infiltración.

Según esta expresión, el coeficiente de infiltración en un determinado terreno es función de la pendiente, cobertura vegetal y textura del suelo. La expresión considerada es la siguiente: Ci = Kp + Kv + Kfc donde: Kp : factor por efecto de la pendiente Kv : factor por efecto de la cobertura vegetal Kfc : factor por efecto de la textura del suelo - Factor pendiente (Kp) Para la determinación del factor Kp se generó un mapa de pendientes a partir del MDT y se reclasificó el mapa de pendientes según los rangos establecidos en la tabla 7.

MAPA DE FACTOR PENDIENTE (Kp)

CUENCA LAGO DE ATITLÁN

¯

LEYENDA kp 0.40 0.15 0.10 0.07

A continuación se designó el valor correspondiente de kp y finalmente se convirtió el mapa a formato raster.

Pendiente 0 -1% 1 – 15% 15 – 30% 30 – 50% 50 – 70% >70%

Kp 0.40 0.15 0.10 0.07 0.05 0.01

0.05 0.01

San José Sololá Chacayá

Santa Lucía Utatlán

San Jorge La Laguna Santa Cruz La Laguna San Andrés Semetabaj Panajachel

Santa San Marcos La Laguna Clara La Laguna San Juan La Laguna San Pedro La Laguna

Santa Catarina Palopó

LAGO DE ATITLÁN San Antonio Palopó

UBICACIÓN ÁREA DE ESTUDIO

Tabla 7. Factor kp. (FORGAES, MARN 2006, El Salvador)

CUENCA ATITLÁN

MAPA MAPA DE DE FACTOR FACTOR PENDIENTE PEN DIENT E (Kp (Kp))

Santiago Atitlán

CU EN CA CUE NC A DE DE ATI ATITLÁ TLÁN N

San Lucas Tolimán

Fuente: Geólogos del Mundo Edición: Geólogos del Mundo

0

3,000

6,000

9,000

12,000 Meters

Figura 46. Mapa raster factor Kp. Cuenca del lago de Atitlán Elaboración propia

66 66

- Factor cobertura vegetal (Kv) El factor por cobertura vegetal se determina a partir del mapa de usos del suelo del departamento de Sololá. Existe una pequeña área de la cuenca que no queda incluida en el departamento de Sololá. En estos casos, el mapa de usos del suelo de la cuenca del lago Atitlán fue completado a partir de los usos del suelo de las áreas vecinas y de las ortofotos Para generar el mapa del factor Kv se asigna el correspondiente coeficiente (tabla 8) a cada una de las coberturas vegetales identificadas en el mapa de usos del suelo de la cuenca del lago Atitlán. Una vez asignado el valor de Kv se procede con la conversión del mapa a formato raster.

MAPA DE FACTOR DE VEGETACIÓN (KV)

CUENCA LAGO DE ATITLÁN

¯

LEYENDA

Kv 0.20 0.19 0.18 0.15 0.10

Por cobertura vegetal Kv Pasto natural, zonas urbanas 0.10 discontinuas, caña, grano básico, etc.

Coníferas, palmeras, zona urbana 0.15 verde, etc.

Vegetación arbustiva, platanales, etc.

0.18 Bosque de café 0.19 Bosques, lava reciente, etc.

0.20 Tabla 8. Factor Kv. (FORGAES, MARN 2006, El Salvador)

San José Sololá Chacayá

Santa Lucía Utatlán

San Jorge La Laguna Santa Cruz La Laguna San Andrés Semetabaj Panajachel

Santa San Marcos La Laguna Clara La Laguna San Juan La Laguna San Pedro La Laguna

Santa Catarina Palopó

LAGO DE ATITLÁN San Antonio Palopó

UBICACIÓN ÁREA DE ESTUDIO

CUENCA ATITLÁN

MAPA MAPA DE DE FACTOR FACTOR DE DE VEGETACIÓN VEGETACIÓN (K (KV) V)

Santiago Atitlán

CU E ATI N CUEN ENCA CA D DE ATITLÁ TLÁN

San Lucas Tolimán

Fuente: Geólogos del Mundo Edición: Geólogos del Mundo

0

3,000

6,000

9,000

12,000 Meters

Figura 47. Mapa raster factor Kv. Cuenca del lago de Atitlán Elaboración propia

- Factor tipo de suelo (Kfc) En este factor se consideran dos variables como son la textura del suelo y la geología, las cuales determinan significativamente la capacidad de infiltración de un determinado terreno. La textura se determina para los primeros 30 cm de profundidad, al ser este espesor el que tiene una mayor incidencia en la capacidad de infiltración durante la lluvia.

Las cartografías empleadas para la obtención del mapa de Kfc fueron el mapa taxonómico del departamento de Sololá y el mapa geológico de la cuenca del lago Atitlán. A partir del mapa taxonómico del departamento de Sololá se obtuvó el mapa taxonómico de la cuenca del lago Atitlán, completando las áreas no incluidas de la cuenca en el departamento de Sololá considerando los tipos de suelos de las áreas vecinas y la propia geología.

67 67

MAPA DE FACTOR SUELO/GEOLOGIA (Kfc)

CUENCA LAGO DE ATITLÁN

¯

LEYENDA

Kfc 0.10 0.15

A partir de la unión de los dos mapas citados, se asignan los correspondientes valores de kfc (tabla 9), para finalmente, convertir el mapa a formato raster.

0.20

Por tipo suelo/geología Suelos arcillosos. Latosoles de altura, zonas urbanas, suelos o rocas compactas e impermeables.

Suelos de combinación de limo y arcilla. Litosoles y Regosoles de valle.

Suelos arenosos, recientes, suelos de cauces de ríos, suelos no muy compactos, zonas con muchas fallas.

San José Sololá Chacayá

Santa Lucía Utatlán

San Jorge La Laguna Santa Cruz La Laguna San Andrés Semetabaj Panajachel

San Marcos La Laguna Santa Clara La Laguna San Juan La Laguna San Pedro La Laguna

Santa Catarina Palopó

LAGO DE ATITLÁN San Antonio Palopó

UBICACIÓN ÁREA DE ESTUDIO

0.15

0.20

CUENCA ATITL ÁN

MAPA MAPA DE DE FACTOR FACTOR SUELO/GEOLOGÍA Kfc) SU ELO/GEOLOGÍA ((Kf c)

Santiago Atitlán

Kfc 0.10

CU E NC A DE N CUE N CA D E ATI ATITLÁ TLÁN

Tabla 9. Factor Kfc. (FORGAES, MARN 2006, El Salvador)

San Lucas Tolimán

Fuente: Geólogos del Mundo Edición: Geólogos del Mundo

0

3,000

6,000

9,000

12,000 Meters

Figura 48. Mapa raster factor Kfc. Cuenca del lago de Atitlán Elaboración propia MAPA DE COEFICIENTE DE INFILTRACIÓN (Ci)

CUENCA LAGO DE ATITLÁN

¯

Una vez generados los mapas de factores Kp, Kv y Kfc se procede con su suma para obtener el mapa del coeficiente de infiltración (Ci) en la cuenca.

Obtenido el mapa Ci, basta multiplicarlo con el mapa de excedente anual (suma de todos los mapas de meses con excedente, o sea de mayo a octubre) para obtener como resultado el mapa de recarga acuífera de la cuenca del lago Atitlán.

LEYENDA Ci 0.2 - 0.3 0.3 - 0.4 0.4 - 0.5 0.5 - 0.6 0.6 - 0.8

Nahualá

Santa Lucía Utatlán

San José Sololá Chacayá

San Jorge La Laguna Santa Cruz La Laguna San Andrés Semetabaj Panajachel Santa San Marcos La Laguna María Visitación San Juan La Laguna San Pedro La Laguna

Santa Catarina Palopó

LAGO DE ATITLÁN

San Antonio Palopó

UBICACIÓN ÁREA DE ESTUDIO

CUENCA ATITLÁN

MAPA MAPA DE DE COEFIC COEFICIENTE IENTE INFILTRA CIÓN INFILTRACIÓN

Santiago Atitlán

San Lucas Tolimán

CU E NC E ATI N CUE N CA AD DE ATITLÁ TLÁN

Fuente: Geólogos del Mundo Edición: Geólogos del Mundo

0

3,400

6,800

10,200

13,600 Meters

Figura 49. Mapa raster Ci. Cuenca del lago de Atitlán Elaboración propia

68 68

MAPA DE RECARGA ACUÍFERA

CUENCA LAGO DE ATITLÁN

¯

LEYENDA RECARGA (mm) <150 150-200 200-250 250-300 300-350 350-400

Nahualá

>400

Santa Lucía Utatlán

San José Chacayá

Sololá

San Jorge La Laguna San Andrés Semetabaj Panajachel

Santa Cruz La Laguna San Marcos La Laguna Santa San Pablo La Laguna María Visitación San Juan La Laguna San Pedro La Laguna

Santa Catarina Palopó

LAGO DE ATITLÁN San Antonio Palopó

UBICACIÓN ÁREA DE ESTUDIO

CUENCA ATITLÁN

MAPA MAPA DE DE RECARGA RECARGA ACUÍFERA ACUÍFERA

Santiago Atitlán

CU N CUEN E NCA C A DE DE ATI ATITLÁ TLÁN

San Lucas Tolimán

Fuente: Geólogos del Mundo Edición: Geólogos del Mundo

0

3,400

6,800

10,200

13,600 Meters

Figura 50. Mapa raster recarga acuífera. Cuenca del lago de Atitlán Elaboración propia.

69 69

De la tabla de atributos asociada al mapa raster de recarga se puede calcular, aproximadamente, el valor de la recarga anual media en la cuenca del lago de Atitlán.

Rango P(mm) <150 150-200 200-250 250-300 300-350 350-400 >400

P media (l/m2) 125 175 225 275 325 375 600

Nº celdas 19284 116181 240121 307763 235735 98546 37935

Área (m2)/celda 400 400 400 400 400 400 400

Area (m2) 7713600 46472400 96048400 123105200 94294000 39418400 15174000 422 km2

Hm3/año 0.96 8.13 21.61 33.85 30.65 14.78 9.10 119

Tabla 10. Cálculo de la recarga total anual (Elaboración propia)

6. Supuestos y limitaciones Se ha aplicado el método de Thornthwaite bajo las siguientes consideraciones: -

El período considerado es el año hidrológico, en este caso de mayo a abril.

La temperatura y la precipitación se aplican como valores medio mensuales.

La reserva útil del suelo, al comienzo del año hidrológico, es 0 y las variaciones de dicha reserva se deben exclusivamente al resultado del balance.

P – ETR = +- RU

Al utilizar los valores medios mensuales, las precipitaciones acaecidas en los días de lluvia a lo largo del mes quedan difuminadas dentro de dicho valor medio y sometidas, en el cálculo, a la evapotranspiración, que tiene un carácter continuo durante todo el mes, lo que se traduce en una sobreestimación de la evapotranspiración.

Además, el método no considera algunos fenómenos o particularidades que pueden tener cierta incidencia en la recarga: -

El régimen pluviométrico en Guatemala se caracteriza por lluvias de cierta intensidad en espacios de tiempos cortos. Sin embargo, el método de Thornthwaite no considera en el cálculo del balance la intensidad de la lluvia, la cual influye notablemente en el proceso de infiltración.

-

Es frecuente que las precipitaciones se presenten en horas de la tarde o la noche, cuando las temperaturas son más bajas que la media diaria o incluso se aproximen a la mínima diaria. En este sentido, el efecto de la temperatura y de la evapotranspiración es menor al considerado en el balance hídrico y, por tanto, hay una sobreestimación de la evapotranspiración.

-

Durante la época de canícula los cultivos suelen recibir agua de riego para satisfacer sus necesidades hídricas. En esta situación, las lluvias coincidentes con riegos pueden encontrar suelos cercanos a su máximo almacenamiento, lo que permitiría una mayor infiltración del agua de lluvia a la considerada en el balance.

-

El método utilizado no considera en su cálculo la fracción de agua de lluvia interceptada por la cobertura vegetal. No obstante, esta fracción de lluvia interceptada no suele ser significativa.

Además, en balances anuales, con intervalos de cálculo mensuales, puede despreciarse.

-

En una cuenca hidrológica, además de la recarga por infiltración de la precipitación, pueden existir otras recargas: laterales de acuíferos colindantes, por retorno de agua de riego, etc.

70 70

7. Conclusiones Los mapas hidrogeológicos de la cuenca del Lago de Atitlán, a escala 1:25.000, representan una síntesis de las características hidrogeológicas de los materiales presentes en la cuenca. El presente informe complementa y describe de una manera más detallada la representación hidrogeológica en estos mapas.

La información previa relativa a las aguas subterráneas en la cuenca del lago de Atitlán es escasa, y por lo tanto, existen pocos datos hidrogeológicos, incluyendo estudios, sondeos de perforación, ensayos de bombeo y monitoreo de las aguas subterráneas y de precipitación, que aporten datos y favorezcan el conocimiento hidrogeológico en la cuenca.

En base a la información obtenida durante el proyecto (inventario de puntos de agua, SEV, análisis físico-químicos, etc), se concluye que la heterogeneidad hidrogeológica en la cuenca del lago de Atitlán es muy alta, alcanzando una secuencia de acuíferos multicapas, en ocasiones conectados y en otras totalmente aislados y colgados.

Se han agrupado las distintas unidades litológicas en función de sus características hidrogeológicas, obteniéndose un total de 12 unidades, agrupadas según su grado y tipo de permeabilidad: • • • • • • • • • • • •

Cuaternario Aluvial (Qal): permeabilidad granular muy alta.

Cuaternario Coluvial (Qcol): permeabilidad granular alta.

Cuaternario Piroclástico Post-Los Chocoyos (Qpa): permeabilidad granular baja.

Cuaternario Piroclástico Los Chocoyos (Qpfs): permeabilidad granular alta.

Cuaternario Andesítico (Qa): permeabilidad fisural muy alta.

Cuaternario-Terciario Andesítico (QTa): permeabilidad fisural alta.

Sedimentos terciarios de relleno de caldera II (Tcf2): permeabilidad limitada.

Tobas riolíticas terciarias (Trt): permeabilidad limitada.

Toba riolítica terciaria El Adelanto (Tat): permeabilidad fisural muy alta.

Sedimentos terciarios de relleno de caldera I (Tcf1): permeabilidad fisural media-baja.

Toba dacítica terciaria María Tecún (Tmt): permeabilidad fisural alta.

Terciario granítico (Tg): permeabilidad limitada.

A pesar de esta alta variabilidad hidrogeológica, se puede establecer una división general en tres acuíferos principales, generalmente extrapolables a lo largo de la cuenca: un acuífero superior ubicado en depósitos piroclásticos cuaternarios (Qpfs); un acuífero intermedio (frecuentemente colgado) ubicado en materiales volcánicos (Trt, QTa y Qa,) y/o sedimentarios (Tcf2) terciarios y/o cuaternarios; y un acuífero profundo, ubicado en materiales sedimentarios (Tcf1) y/o volcánicos terciarios fracturados (Tmt y Tg), conectado con el lago de Atitlán.

Cabe destacar que no en todas las áreas de la cuenca aparecen estos tres acuíferos, ya que dependiendo de la zona, puede no aparecer alguno de los acuíferos superior o intermedio, o aparecer además un pequeño acuífero muy superficial, asociado a depósitos aluviales-coluviales o piroclásticos (Qpa, Qal y Qcol) o bien, aparecer un acuífero fisural termal, asociado a grandes fallas, que transportan fluidos hidrotermales hasta la superficie (éste se manifiesta mayormente en la zona centro y suroriental de la cuenca).

Los acuíferos superiores son, en general, de media-alta productividad, aunque pueden aparecer potencias variables, frecuentes cambios laterales de facies y variaciones estacionales del nivel freático, que reducen la productividad de éstos. El acuífero intermedio es (cuando no se encuentra colgado) un potente acuífero productivo. El acuífero profundo (menos conocido y explotado) posee, en general, un alto potencial, con altos valores de permeabilidad por fracturación, trasmisividad y menor estacionalidad, pero en ocasiones se encuentra demasiado profundo para su explotación. Los acuíferos más superficiales (aluviales o piroclásticos) que pueden aparecer en determinadas zonas, son, en general, poco productivos, debido a su escaso espesor y su alta variación estacional. Por último, el acuífero fisural termal es el acuífero más productivo de todos, con altos valores de caudales de

71 71

producción, pero alta concentración de sales y elementos disueltos que limitan su utilización para el consumo.

Desde el punto de vista hidroquímico se analizaron un total de 102 puntos de agua (nacimientos, pozos superficiales y profundos, aguas superficiales del lago de Atitlán, nacimientos termales sublacustres y aéreos), realizándose análisis con 21 parámetros físico-químicos (anexo II). Los resultados muestran que la secuencia iónica de las aguas subterráneas no avanza más allá del ión sulfato y, en general, poseen bajas concentraciones iónicas. Por lo que se concluye que la mayoría de las aguas que dan lugar a nacimientos en la cuenca del lago proceden de acuíferos locales (superficiales e intermedios).

Se observa un patrón de evolución de las aguas a lo largo de un sistema de flujo concéntrico, desde las partes altas de la cuenca hasta la parte central, donde se encuentran las mayores concentraciones iónicas. Del mismo modo, se observa un patrón de flujo subterráneo profundo desde el lago de Atitlán hacia el sur de la cuenca (boca costa).

Los datos de temperatura y concentraciones iónicas, muestran una fuerte influencia de actividad termal en la zona centro-oriental de la cuenca. En la mayoría de los elementos analizados, las mayores concentraciones iónicas se encuentran en las muestras asociadas a actividad termal, ya que las altas temperaturas y el largo recorrido de estas aguas disuelven y arrastran mayores cantidades de elementos. Además, se observa una fuerte influencia de actividad hidrotermal en el lago, que determina la química de sus aguas.

Los diagramas de Stiff muestran una diferenciación de acuíferos a lo largo de la cuenca. Éstas se pueden agrupar en 8 conjuntos de aguas (figura 11) que poseen características hidrogeoquímicas similares y que por lo tanto pueden ser asociadas a un mismo acuífero: •

Grupo 1: Aguas bicarbonatadas. Acuífero fisural Toba María Tecún (ATmt)

•

Grupo 2: Aguas sulfatadas-bicarbonatadas. Acuífero cuaternario piroclástico (AQpfs)

•

Grupo 3: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas cálcicas. Acuífero fisural estratovolcánico Cuaternario-Terciario andesítico (AQTa)

•

Grupo 4: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas cálcico-magnésicas y cálcico-sódicas.

Acuífero superior Sedimentos de relleno II (ATcf2)

•

Grupo 5: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas cálcico-sódico-magnésicas. Acuífero cuaternario aluvial (AQal)

•

Grupo 6: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas sódico-cálcicas. Acuífero Fisural Termal Lago de Atitlán (ATLA)

•

Grupo 7: Aguas bicarbonatadas-sulfatadas sódico-magnésico-cálcicas. Acuífero Lago de Atitlán (ALA)

•

Grupo 8: Aguas sulfatadas sódicas. Acuífero terciario granítico (ATg)

•

Muestras que no pertenecen a ningún grupo.

Cabe destacar las altas concentraciones de algunos elementos analizados en determinadas zonas de la cuenca, como es el caso del arsénico, que se encuentra por encima del límite máximo permitido (0.1 mg/l) según la norma COGUANOR NTG29001. Estas altas concentraciones de arsénico se encuentran en algunos nacimientos y pozos profundos de los municipios de Panajachel, San Andrés Semetabaj, Santa Catarina Palopó y San Antonio Palopó, lo que se relaciona con una fuerte influencia hidrotermal (actual y anterior) en la zona.

Las concentraciones de cloruros en los puntos analizados de la cuenca no son significativas. Las mayores concentraciones se encuentran en la zona de actividad termal, en el abanico aluvial de Panajachel y dos muestras en la zona norte (La Cuchilla y Chaquiyá). Estos últimos se pueden relacionar con una fuerte influencia de actividades agrícolas (pesticidas y fertilizantes), aunque ninguna de las muestras analizadas en la cuenca supera los límites permisibles de la norma COGUANOR NTG29001, que fija el límite de cloruros en 250 mg/l.

72 72

La mayor concentración de sulfatos en los nacimientos de la cuenca se encuentra en las cercanías de la cabecera municipal de Santa Lucía Utatlán, lo que puede ser debido a la influencia de vertidos antrópicos en dicha cabecera. Sin embargo ninguna de las muestras analizadas en la cuenca supera los límites permisibles por la norma COGUANOR NTG29001, que fija el límite de sulfatos en 250 mg/l.

Los fosfatos se concentran en la mitad oriental (cuenca del río San Francisco), esto puede estar relacionado con una fuente de origen antrópico (actividad agrícola, etc). Las dos muestras con mayores concentraciones de fosfatos se encuentran en dos pozos que se ubican debajo del núcleo urbano de Sololá y Panajachel.

Por último, destacar que en algunas zonas puntuales se han encontrado (mayores a 10 mg/l) como es el caso de los municipios de Sololá (El Tablón), Laguna, así como la parte alta de San Juan; y mayores a 50 mg/l (límite norma COGUANOR NTG29001) en una muestra de Sololá (cercana a San José

niveles altos de nitratos Concepción, San Pedro la máximo permitido por la Chacayá).

Aunque los datos de la mayoría de los elementos no son alarmantes (a excepción del caso de arsénico y flúor de origen natural en la zona centro-oriental), se recomienda imprescindible la puesta en práctica de medidas preventivas, enfocadas a la reducción y manejo efectivo de aguas residuales y fertilizantes químicos, que palien la situación y eviten un aumento de las concentraciones de algunos elementos nocivos en las aguas subterráneas, hasta límites razonables compatibles con el desarrollo agrícola del país.

El modelo empleado para la estimación de la recarga acuífera aplica el balance hídrico de Thornthwaite, mes a mes, durante un año hidrológico en cada una de las celdas en las que se ha discretizado la cuenca del lago de Atitlán.

Durante el desarrollo del balance hidríco, se han empleado métodos indirectos en el cálculo de la precipitación, temperatura y ETP que restan confiabilidad en el mapa de recarga obtenido.

En cambio, el cálculo de la reserva útil del suelo, como del coeficiente de infiltración, según Schosinsky y Losilla (2000), modificado por FORGAES (MARN 2006. El Salvador), ha contado como base el “Estudio Semidetallado de los Suelos del Departamento de Sololá, Guatemala”, MAGA 2013, lo que ha resultado en un alto grado de aproximación en esta componente del estudio. Así, se ha dispuesto de un número representativo de análisis in situ y de laboratorio, de los diferentes tipos de suelos de la cuenca, que establecen sus características: densidad aparente, espesor del suelo, textura, capacidad de campo, y punto de marchitez permanente, todas ellas utilizadas durante el estudio.

Se puede concluir que aplicando la metodología desarrollada en este estudio, la recarga en la cuenca del lago Atitlán varía entre los 88 y los 796 mm en un año hidrológico (figura 50). Del mismo modo, se estima que la recarga total en la cuenca del lago Atitlán es de 119 hm3/año (tabla 10).

Las áreas donde se produce una mayor recarga son las localizadas en las regiones de El Tablón, Xibalbay, Argueta, María del Carmen y El Sucún y Santa Lucía, en la zona norte de la cuenca; mientras que en la zona sur, las principales áreas de recarga se sitúan en la parte media y alta de los edificios volcánicos.

Este mapa de recarga acuífera comprende tanto la recarga superficial como la recarga profunda, producto del balance hídrico de suelos efectuado durante la aplicación del modelo empleado. La superposición del mapa de recarga con el mapa hidrogeológico permitirá definir en que áreas de la cuenca la recarga alimenta acuíferos profundos (donde existen formaciones geológicas permeables debajo del suelo) y en que áreas la recarga se limita, en gran medida, a la capa suelo y a la zona de alteración cuando subyace una formación geológica de carácter impermeable; limitándose la circulación del agua, en estos casos, a un flujo subterráneo, principalmente, subsuperficial.

No solo el conocimiento de las características y la dinámica de los acuíferos constituyen una información vital en la planificación hidráulica, sino también su potencialidad.

La determinación de la recarga acuífera de un municipio o una región constituye una información fundamental en la ordenación del territorio y en la planificación municipal. Así, el agua que recarga los

73 73

acuíferos es posteriormente captada, en mayor o menor medida, por medio de perforaciones o por nacimientos de agua. Ante la posibilidad de presiones futuras cada vez más intensas, bien para satisfacer la demanda de abastecimiento para consumo o por actividad agrícola, se hace necesario conocer el potencial de las aguas subterráneas para ser explotadas, de forma racional, mediante pozos, en aquellas áreas donde no exista otra alternativa viable de abastecimiento.

El presente estudio de recarga debe ser tratado como una evaluación preliminar de la recarga acuífera en la cuenca y no como una herramienta definitiva para la planificación territorial. No obstante, hasta la realización de nuevos estudios que profundicen en la recarga, puede tener un valor orientativo de las principales áreas de recarga acuífera en la cuenca, las cuales deben ser protegidas frente a actividades antrópicas agrícolas, urbanísticas, industriales, etc.; con objeto de evitar la deforestación, la erosión de suelos y la compactación; sobre todo en zonas de recarga con pendientes muy elevadas (áreas críticas de recarga) que favorecen la escorrentía superficial.

La línea de investigación a seguir para profundizar en el conocimiento de la recarga en la cuenca, pasa ineludiblemente por la ampliación de la red de estaciones meteorológicas de la cuenca y el fortalecimiento en la recogida de datos, de tal forma que permita determinar, con mayor precisión, la distribución espacial de la precipitación y la temperatura diaria en la cuenca en vistas a su empleo en estudios de balance hídrico de mayor detalle, tanto espacial como temporal.

74 74

8. Bibliografía Aragonés N., Palacios M., Avello de Miguel A., Gómez P., Martínez M., Rodríguez M.J., 2001. Nivel de arsénico en abastecimientos de agua de consumo de origen subterráneo en la Comunidad de Madrid.

Revista Española de Salud Pública, 75: 421-432 N.º 5 .

CONAP, 2007-2011. Plan Maestro de la Reserva de Uso Múltiple Cuenca del Lago Atitlán, 2007-2011.

Guatemala. The Nature Conservancy, 185 pp.

CRUCES, J. (2001) Evaluación de los recursos y el Libro Blanco. Metodología utilizada en cuanto a las aguas subterráneas. En: Las Aguas Subterráneas en el Plan Hidrológico Nacional. Asociación Internacional de Hidrogeólogos – Grupo Español. Ediciones Mundi-Prensa 19-25.

Curso internacional de Hidrología, 2010. CEDEX. Custodio E., y Llamas M. R., 1983. Hidrología Subterránea. Ed. Omega. Barcelona, 2 tomos, 2359 pp.

BRGM-INSIVUMEH, 1997. Modelización y trasporte de agua y solutos en los estratos volcánicos y sedimentarios de la ciudad de Guatemala. Proyecto de Cooperación Internacional Franco-Guatemalteco.

Guatemala, 144 pp.

Brian K. Townley, "Hidrotermalismo". Geología Económica. Departamento de Geología. Universidad de Chile (http://cabierta.uchile.cl/revista/11/biblioteca/1_31/) GEO Ciencia Aplicada, 2012. Estudio Geofísico – Sondeos Eléctricos Verticales, Santiago Atitlán y San Pedro La Laguna, Guatemala. 14 pp.

Geólogos del Mundo, 2011. Mapa geológico y geomorfológico de la cuenca del Lago de Atitlán, escala 1:25.000. Guatemala.

Geólogos del Mundo, 2012. Guía metodológica para la elaboración de mapas de susceptibilidad a movimientos de ladera en la cuenca del Lago Atitlán (Guatemala). Con el apoyo Financiero de la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AECID). 70 p.

Hem J.D., 1985: Study and Interpretation of the chemical characteristics and Natural Water. Geological Survey 3rd ed. Water-Supply Paper 2254. Washington D.C. 269 pp.

Herrera I.R., 1998. Reconocimiento hidrogeológico de la cuenca del río Itzapa, departamento de Chimaltenango, Guatemala. Tesis de maestría Posgrado en Geología con enfásis en Manejo de Recursos hídricos e hidrogeología. Costa Rica. 103 pp.

Hidroconsult, 2011. Estudio Hidrogeológico para la selección de sitios para la perforación de pozos mecánicos para mejora del abastecimiento de agua potable para la cabecera municipal de San Pedro la Laguna, Departamento de Sololá. Financiado por la Mancomunidad La Laguna (Fondo de Cooperación para Agua y Saneamiento de la Cooperación Española). 108 p.

Instituto Geológico y Minero de España, 2007. Estimación de la recarga natural por subcuencas hidrológicas en el acuífero regional Jurásico de El Maestrazgo (Castellón) IPREM y SI, 2009. Estudio Hidrogeológico del municipio de San Andrés Semetabaj, Departamento de Sololá. Financiado por el Gobierno Vasco. 665 p.

J. Lillo, 2008. Peligros geoquímicos: arsénico de origen natural en las aguas. GEMM, Grupo de Estudios de Minería y Medioambiente. (http://www.aulados.net/GEMM/Documentos/Peligros_geoquimicos_As/Peligros_As_2.pdf).

JICA e INFOM, 1995. Estudio sobre el desarrollo de las aguas subterráneas en el altiplano central de la república de Guatemala. Kokusai Koguo CO., LTD. Tokio. 392 p.

75 75

MAGA, 1991. “Caracterización hidrogeológica de la zona saturada presente en el valle de Chimaltenango”.

MAGA, 2011. Mapa de Usos del Suelo del departamento de Sololá. Guatemala.

MAGA, 2013. Estudio semidetallado de los suelos del departamento de Sololá, Guatemala. Dirección de información geográfica, estratégica y gestión de riesgos (DIGEG) e Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC).

Navarro A., Fernández-Uría A., Doblas J.G. 1993. Las aguas subterráneas en España. Instituto Geológico y Minero de España, Madrid, España. 591 p.

Newhall, C.G., 1980. Geology of the Lake Atitlan area, Guatemala. Ph.D. dissert., Dartmouth College, Hanover, NH, 364 pp.

Newhal, C.G., 1986. Geology of the lake Atitlán region, western of Guatemala. Dartmouth College, Hanover, NH 03755, U.S.A. Núñez L. y Martínez V., 2011. Informe complementario a la cartografía geológica y geomorfológica (1:25000) de la cuenca del lago Atitlán (Guatemala). Geólogos del Mundo. Guatemala. 68 p.

Orozco E. O., J.J. Taracena, Montiel A. J. Caracterización hidrogeológica de la zona saturada presente en el valle de Chimaltenango, 2010. Instituto de Investigaciones Agronómicas y Ambientales, Facultad de Agronomía, Universidad San Carlos de Guatemala.

Porras M.J., Nieto L.G., Álvarez-Fernández C., Fernández U. A., Gimeno, M.V. 1985. Calidad y contaminación de las aguas subterráneas en España. IGME. Rose, W.I., Grant, N.K and Easter, J., 1979. Geochemistry of the Los Chocoyos ash, Quezaltenango Valley, Guatemala. In: C.E. chapin and W.E. Elston (Editors), Ashflow Tuffs. Geol. Soc. Am. Spec. Pap., 180: 87-99.

Rose, W.I., Newhall, C.G., Bornhorst, T.J. and Self, S., 1987. Quaternary silicic pyroclastic deposits of Atitlan Caldera, Guatemala. In: S.N. Williams and M.J. Carr (Editors), Richard E. Stoiber 75th Birthday Volume. J. Volcano. Geotherm. Res., 33: 57-80.

Struckmeier W.F., Margat J., 1995. Hydrogeological maps: a guide and standard legend. IAH, Intern.

Contr. to Hydrogeology, Heise, Hannover, V.17, 177 pp.

USAID y MAGA, 2008-2009. Evaluación del potencial de aguas subterráneas de Guatemala con fines de apoyar el desarrollo básico en riego en comunidades de pequeños y medianos productores. CUNOR, ASOKARST, CORDILLERA SA. 73 p.

Webster, J.G., Nordstrom, D.K., 2003. Arsenic in groundwater: Geochemistry and occurrence.

Geothermal arsenic. In. Welch, A.H., Stollenwerk, K.G., (eds.),. Kluwer Academic Publ., Boston, 101126 p.

76 76

ANEXOS

77

ANEXO I: Formato ficha inventario punto de agua

FICHA DE INVENTARIO DE PUNTOS DE AGUA Técnico 1:

Teléfono

Técnico 2:

Teléfono

Acompañante:

Teléfono

Hora/Fecha:

N° de visita

CODIGO COORDENADAS

X Y Z

Precisión (m±)

Municipio ubicación:

Sist. Coord

Muni/Com abastece:

pH

Aldea:

Conduct (µS/cm)

Paraje:

TSD (mg/l)

Nombre captación: Cuenca Hidrografíca/Subcuenca:

Sal (mg/l) T ºC CARACTERÍSTICAS GENERALES

Propiedad:

g Comunal

g Privado

Nombre propietario:

Acceso:

g Vehiculo

g Vehículo 4x4

Tlf:

Uso:

g Consumo

g Aseo

g A pie (< 30 min) g Ganado g Riego

Protección:

g Tapado

g Abierto

g Vallado

Análisis :

g Fisico-Quím

Estado: Tipo de Bomba:

g Abandonado g Manual

g Bacteriológico Color: g En uso g En obras g Eléctrica sumergible

g A pie (> 30 min) g Otro: g Ninguno

g Sin vallar

g Con plataforma g Sin plataforma Olor:

g Sin uso g Eléctrica sup.

g Sin bomba

g Gravedad

ESPECIFICACIONES DEL PUNTO DE AGUA g MANANTIAL

g POZO

Tipo:

g Litológico

g Fisural

Tipo:

Régimen: Caudal (l/s):

g Estacional

g Permanente

Profundidad (m):

g Perforado manual g Bibliográfica

Q extracción(l/s):

Diámetro (m):

Obra de captación:

g Si

g No

g BD

g CS

Tipo de Obra: Litología:

g GI

Año Construcción: Constructor:

Observaciones:

Croquis de localización y/o fotos

DATOS AFORO Tiempo (s)

Caudal (l/s)

Caudal Medio (l/s) Nombre y firma del evaluador:

Tlf:

Litología superficial: Existe informe perforación: Prof. Nivel Estático (m):

Volumen (l)

g Excavado g Oral

Nombre y firma autoridad local:

78

g Si Contacto:

g No

21-11-12

21-11-12

CCP021

CCP027

79

06-12-12

23-10-12

23-10-12

23-10-12

23-10-12

05-12-12

05-12-12

23-10-12

23-10-12

23-10-12

23-10-12

23-10-12

13-424-4

LAT006

PAN004

PAN005

PAN010

PAN011

PAN016

PAN029

PAN030

PAN036

PAN041

PAN046

PAN062

06-12-12

LAT005

PAN001

06-12-12

06-12-12

LAP002

06-12-12

06-12-12

LAG003

LAS009

06-12-12

LAT001

06-12-12

LAC007

LAD008

06-12-12

29-11-12

CCP014

21-11-12

29-11-12

CCP013

CCP028

21-11-12

CCP009

LAA004

FECHA

CÓDIGO GM

Y GTM

1637290

1634878

1633894

1637333

1638028

1637603

1625845

1624246

1619679

1625476

1630181

1621998

1630625

1629337

1626794

1631446

1630538

1630192

1629700

1629941

1630732

1633334

1634311

1634184

1631589

1631586

1631545

X GTM

432427

430018

431162

434314

431653

431701

419234

431912

431388

426298

428175

423704

428537

422100

432038

431012

430212

429762

428952

429086

430293

433543

433974

432997

432312

431771

428899

1775

1870

1877

1811

2015

2035

1620

1584

1577

1595

1609

1646

1565

1565

1565

1565

1565

1565

1565

1565

1565

2314

2436

2497

2008

2096

2178

Z

6.75

6.63

7.06

7.47

7.7

6.6

6.1

6.05

6.94

7.65

7.58

7.78

8.02

7.04

7.88

8.39

8.5

8.55

8.48

8.43

8.6

6.09

6.01

7.7

6.91

6.74

7.2

pH (insitu)

254.3

375

199

190.7

92

126.4

300

596

759

1101

133.1

440

706

691

641

455

474

459

451

447

464

106.5

78.2

63.9

131.6

131.9

79.9

CE (insitu) µS/cm

113

187

99

95.3

53.6

764

150

297

305

405

71.8

226

353

345

322

226

237

230

223

225

232

53.5

39.1

40.6

66

65.6

47.6

TDS (insitu) mg/l

19.8

21

22.2

26.6

17.1

17.9

22.2

24.3

30.6

41.7

21

24

53.4

27.5

31.4

20.8

22.4

21.2

21.1

21.8

21.7

15.7

14.4

14.5

19.5

18.5

17.5

T (insitu) °C

<0.02

0.1

0.1

0.06

0.1

0.1

<0.02

<0.02

0.1

0.1

0.1

0.1

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

0.08

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

+

Al mg/l

0.009

0.011

0.014

0.03

0.0046

0.006

0.0072

0.0075

0.03

0.13

<0.003

0.006

0.095

0.062

0.035

0.017

0.016

0.016

0.017

0.021

0.012

<0.003

<0.003

0.0046

<0.003

<0.003

<0.003

2+

As mg/l

0.086

0.029

0.029

0.029

0.079

0.061

0.096

0.081

0.051

0.061

0.029

0.07

0.052

0.029

0.161

0.088

0.168

0.146

0.081

0.067

0.081

0.079

0.029

0.079

0.1

0.195

0.216

2+

B mg/l

75

36.93

20.24

12.28

6.62

12.39

37.87

58.7

47.35

15.01

8.74

13.17

20.46

35.78

29.67

24.24

21.57

22.01

21.48

22.16

21.26

8.3

11.17

8.33

9.21

9.83

6.23

2+

Ca mg/l

0.039

0.12

0.049

0.049

0.049

0.049

0.039

0.316

0.49

0.17

1.13

22.28

0.039

0.137

0.166

0.039

0.039

0.039

0.039

0.039

0.039

0.039

0.069

0.246

0.039

0.039

0.039

2+

Fe mg/l

1.23

16.1

3.65

3.12

0.97

1.66

4.44

9.38

11.6

10.2

4.94

1.91

3.9

7.56

6.14

5.35

5.67

5.64

5.67

6.01

5.45

2.21

1.48

1.65

2.71

2.33

1.53

2+

K mg/)

.035

10.72

5.79

2.15

3.54

5.05

7.5

16.81

12.84

1.87

1.57

1.84

8.39

17.52

17.02

19.77

19.21

19.52

19.72

19.97

19.97

3.27

1.97

2.2

4.25

4.39

3.14

2+

Mg ( mg/l

17.86

18.81

8.75

16.92

11.48

9.28

14.82

37.96

60.23

126.4

11.56

80.19

111

74.52

58.79

41.14

41.44

41.49

41.23

41.65

42.68

6.52

4.91

4.54

9.33

7.47

7.57

2+

Na mg/l

<0.01

0.06

0.06

0.14

0.06

0.06

0.04

0.03

0.18

0.22

0.36

0.46

<0.01

<0.01

0.03

0.01

0.06

0.06

0.01

<0.01

0.04

<0.01

<0.01

0.03

0.04

<0.01

<0.01

+

NH4 mg/l

15.05

41.6

42.02

32.39

39.83

37.91

28.65

31.18

46.74

30.01

1.45

31.32

23.51

18.56

19.63

17.81

12.2

11.5

12.25

11.97

11.08

38.5

25.48

18.79

46.18

40.76

34.54

2+

Si mg/l

<2.5

16.8

2.6

6.2

<2.5

4

8.3

25.2

38.9

32.6

15.2

4.2

31.6

28.2

24

20.5

20.8

20.5

20.7

21.9

20.6

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

-

Cl mg/l

0.8

<0.1

<0.1

<0.1

0.16

0.19

0.43

<0.1

0.76

1.98

<0.1

0.35

2.28

0.67

0.87

0.6

0.55

0.34

0.61

0.66

0.18

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

-

F mg/l

142.8

180.6

105

121.8

63

96.6

147

222.6

239.4

281.4

63

323.4

260.4

273

252

235.2

239.4

239.4

247.8

210

235.2

33.6

46.2

46.2

58.8

67.2

50.4

-

HCO3 mg/l

0.089

0.102

0.092

0.082

0.125

0.082

0.062

0.069

0.092

0.082

0.115

0.108

0.062

0.079

0.066

0.066

0.069

0.062

0.069

0.066

0.079

0.089

0.125

0.102

0.049

0.059

0.092

2-

NO mg/l

6.42

5.58

1.64

2.57

2.97

1.37

3.32

5.4

1.77

1.51

3.32

0.089

0.089

3.63

2.04

2.21

2.12

3.32

1.86

1.86

4.43

10.98

14.08

3.19

11.38

16.64

2.66

3-

NO mg/l

0.37

0.64

0.64

0.21

0.49

0.61

0.86

0.43

1.01

0.49

0.09

0.4

0.37

0.21

0.18

0.37

0.12

0.12

0.34

0.31

0.15

0.37

0.31

0.21

0.52

0.43

0.37

-3

PO4 mg/l

81

81

43

48

42

56

40

39

107

102

47

55

145

78

111

110

108

135

92

96

96

49

51

60

58

61

60

-2

SO4 mg/l

ANEXO II: Tabla resumen resultados análisis físico-químicos

80

25-10-12

25-10-12

25-10-12

19-11-12

19-11-12

19-11-12

19-11-12

27-11-12

19-11-12

19-11-12

19-11-12

SCP002

SCP005

SCP021

SCR002

SCR011

SCR013

SCR028

SJC013

SJC045

SJC058

SJC063

08-11-12

30-10-12

SAT012

SLU001

30-10-12

SAT008

30-10-12

30-10-12

SAT006

SLT004

30-10-12

SAT005

30-10-12

25-10-12

SAS046

30-10-12

25-10-12

SAS045

SLT003

23-10-12

SAS016

SLT002

05-12-12

SAS002

06-11-12

25-10-12

SAS001

19-11-12

25-10-12

SAP042

SJC070

25-10-12

SAP021

SJU026

FECHA

CÓDIGO GM

Y GTM

1624215

1624639

1627779

1629532

1631265

1629404

1630513

1616836

1615718

1615019

1614469

1627952

1626657

1627147

1631633

1631088

1631636

1630266

1633868

1634308

1634165

1635254

1632811

1625621

1617358

1610701

1617359

1634149

X GTM

435770

434456

434733

434591

431774

432360

432947

416702

418456

419611

422061

433149

433740

434001

424296

418524

421843

420750

424080

422146

423019

421153

421350

413562

431252

432303

430467

415980

2425

1620

1099

1749

1781

2428

2316

2233

2284

2120

2307

2326

2140

2064

2267

2121

2127

1840

1721

1682

1925

2040

2019

1950

2232

2251

1932

2231

Z

6.61

7.49

7.06

6.46

6.82

6.78

6.56

6.75

7.19

6.78

7.51

6.51

6.59

6.65

6.69

6.97

6.61

6.74

7.02

6.7

7.1

6.58

6.65

7.31

6.6

6.48

7.4

7.8

pH (insitu)

103.4

512

416

187.4

110.7

67.2

115.7

114.2

111.1

244

88

64

102

125

215

193

168.7

109.5

58.2

142.3

62

175.9

194.6

313

131

144.9

170

122

CE (insitu) uS/cm

63.1

255

208

937

61.3

33.7

57.7

56.9

55.7

122

44

33

49

61

108

96

848

55.1

28.5

71.9

33

98.5

109.6

157

65

82.3

85

61

TDS (insitu) mg/l

15.9

18.9

22

18

20

14.6

15.1

15.2

15.8

17.3

17

16

17.8

18.3

16.6

18.1

19.5

17.5

17.8

18.9

16.4

19.4

19.4

24.9

20

19

22.4

16.2

T (insitu) °C

0.05

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

0.04

<0.02

<0.02

<0.02

0.09

0.08

0.06

0.05

0.05

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

0.05

0.04

0.1

<0.02

0.12

0.05

0.05

+

Al mg/l

<0.003

0.0092

0.0053

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

0.0034

0.02

0.021

0.039

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

0.026

0.012

0.013

0.0093

0.023

0.011

<0.003

2+

As mg/l

0.192

0.079

0.088

<0.03

0.049

0.269

0.1

0.074

0.049

0.216

0.176

0.074

0.057

0.057

<0.03

<0.03

<0.03

<0.03

<0.03

<0.03

<0.03

<0.03

<0.03

<0.03

0.154

<0.03

<0.03

<0.03

2+

B mg/l

11.15

38.86

26.74

18.3

9.22

5.39

9.13

11.08

8.11

22.91

9.94

7.61

11.55

17.92

23.27

22.3

13.54

7.51

1.56

11.2

3.96

18.76

17.84

17.04

11.4

14.29

14.55

7.47

2+

Ca mg/l

<0.04

0.07

<0.04

<0.05

<0.04

<0.04

0.362

<0.04

0.24

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

0.081

<0.05

<0.05

<0.05

<0.05

0.089

<0.05

<0.05

<0.05

<0.05

0.09

<0.04

2.9

<0.05

<0.05

2+

Fe mg/l

3.06

5.68

4.72

5.65

3.24

0.85

3.14

1.86

1.67

3.96

2.79

2.86

3.05

2.57

3.45

4.75

3.92

1.99

1.61

1.46

1.57

4.04

3.77

3.13

3.6

4.45

4.03

0.84

2+

K mg/)

4.67

20.48

17.99

5.55

4.66

1.65

3.6

3.8

3.01

7.72

3.09

2.02

3.74

3.63

9.95

7.19

5.48

2.99

1.15

4.97

1.86

7.46

8.16

4.12

4.21

6.68

5.64

5.61

2+

Mg ( mg/l

6.41

41.26

36.96

7.03

8.28

3.22

5.14

6.44

6.31

8.34

5

4.24

5.58

3.75

7.02

8.41

7.32

7.5

4.47

6.79

4.74

9

11.02

36.33

10.2

8.28

12.22

9.05

2+

Na mg/l

<0.01

0.05

0.04

0.06

0.03

0.06

0.03

0.04

0.04

<0.01

0.05

0.03

0.04

0.05

<0.01

<0.01

<0.01

<0.01

0.08

<0.01

0.03

<0.01

<0.01

0.06

0.03

<0.01

<0.01

<0.01

+

NH4 mg/l

23.6

19

22.4

40.5

75.3

27.3

30.2

36.18

36.37

39.31

36.37

31.22

32.16

28.47

32.21

37.63

41.7

40.4

32.9

19

23.3

39.59

41.13

38.33

35.76

31.74

38.61

41.51

2+

Si mg/l

<2.5

19.6

15.2

<2.5

6

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

4.5

4.3

3.6

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

12.2

11.1

3.6

<2.5

10

4.3

4.2

-

Cl mg/l

<0.1

0.61

0.38

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

0.22

<0.1

0.15

0.25

0.11

0.16

0.15

0.28

0.23

0.16

0.34

<0.1

<0.1

0.33

0.22

0.15

0.42

0.21

-

F mg/l

92.4

260.4

218.4

105

84

42

50.4

75.6

50.4

50.4

75.6

54.6

67.2

84

113.4

113.4

113.4

117.6

29.4

79.8

42

113.4

113.4

151.2

96.6

100.8

100.8

113.4

-

HCO3 mg/l

0.046

0.066

0.062

0.046

0.105

0.072

0.066

0.066

0.066

0.085

0.089

0.072

0.125

0.066

0.108

0.092

0.069

0.046

0.069

0.066

0.053

0.095

0.085

0.099

0.066

0.131

0.099

0.099

2-

NO mg/l

7.3

2.43

6.95

13.24

5.89

4.29

2.83

4.43

3.9

73.93

4.91

1.46

4.25

1.73

8.41

5.53

5

3.14

1.46

0.089

0.089

8.85

9.3

2.92

3.81

9.34

7.79

8.32

3-

NO mg/l

0.31

0.31

0.31

0.28

0.28

0.31

0.15

0.18

0.15

0.18

0.15

0.18

0.28

0.21

0.18

0.55

0.71

0.34

0.029

0.15

0.18

0.43

0.18

0.43

0.4

0.55

0.46

0.06

-3

PO4 mg/l

45

96

45

52

59

57

62

44

53

54

61

77

49

60

44

24

26

34

36

55

34

24

24

100

40

24

24

24

-2

SO4 mg/l

81

29-11-12

27-11-12

27-11-12

21-11-12

21-11-12

21-11-12

15-11-12

05-12-12

15-11-12

14-11-12

SOL014

SOL017

SOL018

SOL032

SOL036

SOL041

SOL055

SOL067

SOL079

SOL080

06-11-12

SMA006

14-11-12

14-11-12

SLU058

15-11-12

08-11-12

SLU053

SOL008

19-11-12

SLU043

SOL005

08-11-12

SLU031

15-11-12

14-11-12

SLU027

SOL004

15-11-12

SLU026

05-12-12

08-11-12

SLU020

27-11-12

08-11-12

SLU013

SOL003

08-11-12

SLU008

SOL002

08-11-12

SLU003

06-11-12

08-11-12

SLU002

SMA010

FECHA

CÓDIGO GM

1633710

1636067

1635463

1638835

1639755

1640242

1641210

1638094

1639143

1639423

428869

426597

426132

434961

432416

432336

430271

426133

425014

423077

1628967

417815

1642700

1637675

417074

431172

1633316

416071

1640067

1633957

419298

427874

1634586

417611

1638518

1639482

416504

427264

1640128

416778

1638650

1632818

415456

428828

1633070

417478

1634313

1633770

415622

426445

1633266

417854

1630966

1633270

417453

416236

Y GTM

X GTM

2275

2390

2226

2669

2576

2483

2572

2346

2370

2193

2564

2438

2399

2422

2180

2401

1780

2420

2424

2364

2279

2525

2654

2503

2537

2462

2480

2514

Z

6.5

6.54

6.88

6.76

5.78

6.38

6.6

6.3

6.94

6.14

7.5

6.89

7.1

7.49

6.57

7.03

6.71

6.61

6.58

6.86

6.83

6.63

6.5

6.43

6.32

6.48

6.83

6.44

pH (insitu)

92

140.8

107.3

55.8

97

82.2

73

55

150.7

189.5

107

139.7

154.9

196

153.9

103

271

143.9

78

104.9

115.9

114

104.7

86

83.8

101.4

141.7

114.5

CE (insitu) uS/cm

46

70

53.6

27.9

48

41.4

36

43

75.6

94.7

54

68.7

77.5

98

77.4

50

135

71.8

39

51.9

58

58.7

52

41

41.8

61.9

70.9

57.2

TDS (insitu) mg/l

17.6

15.1

15.8

13.7

15.8

15.1

14.6

19.5

14.6

17.8

19.2

17.6

18

20.2

19.2

16.8

21.6

16.7

15.2

15.1

13.6

15.3

12.7

19.8

13.8

15.8

14.6

14.5

T (insitu) °C

0.04

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

0.09

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

0.05

<0.02

<0.02

0.06

0.06

0.05

<0.02

<0.02

0.07

<0.02

0.08

+

Al mg/l

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

0.047

<0.003

0.0044

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

2+

As mg/l

0.21

<0.03

0.168

0.032

0.1

0.068

0.047

0.195

0.163

0.205

0.074

0.091

0.176

0.067

0.174

0.111

0.117

0.083

0.105

0.184

0.186

0.337

<0.03

0.204

0.111

0.248

0.13

0.18

2+

B mg/l

6.98

12.16

5.88

3.21

7.21

6.99

7.06

13.14

11.85

16.7

0.154

12.11

16.56

17.86

14.85

10.8

31.38

10.89

6.64

15.33

9.1

12.52

9.47

7.56

5.49

9.43

17.07

9.19

2+

Ca mg/l

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

0.254

1.5

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

<0.04

0.931

<0.04

2+

Fe mg/l

1.24

2.43

0.63

0.38

3.86

2.77

1.05

1.98

2.72

4.29

0.12

3.25

0.73

0.89

4.29

3.13

3.97

2.57

2.3

2.31

3.12

1.93

1.01

1.59

1.52

3.04

3.42

2.83

2+

K mg/)

2.8

4.03

2.76

1.37

2.23

1.83

1.31

5.08

4.56

4.95

<0.025

3.81

3.99

4.77

2.94

2.86

12.35

4.59

2.89

3.39

3.86

3.87

1.18

2.99

2.82

3.76

5.31

3.58

2+

Mg ( mg/l

6.4

6.41

8.52

4.1

6.15

6.016

5.23

8.44

11.58

6.83

44.9

7.43

9.54

10.5

10.47

5.15

11.17

7.54

4.32

5.9

5.97

5.67

8.727

4.17

4.51

6.31

6.73

4.75

2+

Na mg/l

0.08

0.02

<0.01

0.02

<0.01

0.01

0.04

<0.01

0.04

0.03

0.05

<0.01

<0.01

<0.01

0.03

0.03

0.03

0.04

<0.01

0.04

0.03

0.04

0.09

0.03

0.03

0.03

0.03

0.03

+

NH4 mg/l

30.27

0.98

34.26

0.56

34.08

33.8

16.55

42.58

43.05

40.25

12.06

1.5

1.36

21.36

42.91

68.4

78.8

46.09

33.7

39.5

37.4

26.92

22.11

27.9

28.7

39.1

32.5

31.3

2+

Si mg/l

4.2

27

<2.5

16

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

2.5

4.6

3.2

15

15

<2.5

<2.5

<2.5

2.6

4

2.7

<2.5

2.5

7.1

7.2

<2.5

<2.5

3.1

4.5

3.1

-

Cl mg/l

0.18

<0.1

<0.1

0.2

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

0.37

0.14

0.2

<0.1

<0.1

<0.1

0.36

0.18

0.1

<0.1

0.15

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

0.23

0.11

-

F mg/l

243.6

273

58.8

193.2

50.4

50.4

50.4

92.4

100.8

54.6

260.4

163.8

176.4

130.2

75.6

67.2

172.2

247.8

50.4

50.4

75.6

193.2

163.8

50.4

75.6

79.8

79.8

67.2

-

HCO3 mg/l

0.085

0.059

0.053

0.062

0.105

0.092

0.099

0.062

0.079

0.033

0.089

0.059

0.066

0.072

0.154

0.066

0.105

0.085

0.066

0.069

0.059

0.085

0.076

0.066

0.066

0.059

0.066

0.053

2-

NO mg/l

4.52

13.9

4.38

11.33

9.96

5.31

7.48

15.49

11.07

40.68

1.64

9.47

3.5

3.01

7.08

5

6.2

13.99

6.11

5.8

8.63

7.22

1.73

9.56

5.84

8.63

8.19

7.3

3-

NO mg/l

0.21

0.09

0.21

0.06

0.34

0.28

0.28

0.18

0.28

0.31

0.15

0.21

0.37

0.25

0.15

0.15

0.28

0.15

0.31

0.18

0.31

0.15

0.12

0.34

0.25

0.31

0.28

0.21

-3

PO4 mg/l

24

26

40

28

42

56

38

60

43

66

24

36

31

38

59

46

41

24

80

72

146

31

24

39

75

39

46

48

-2

SO4 mg/l

82

14-11-12

15-11-12

21-11-12

29-11-12

05-12-12

SOL155

SOL159

SOL160

SOL161

SOL162

06-11-12

14-11-12

SOL153

06-11-12

29-11-12

SOL147

SPE005

14-11-12

SOL130

SPE001

27-11-12

SOL119

06-11-12

29-11-12

SOL116

SPA018

29-11-12

SOL114

06-11-12

27-11-12

SOL113

05-12-12

27-11-12

SOL110

SOL164

27-11-12

SOL108

SPA002

FECHA

CÓDIGO GM

Y GTM

1633312

1632906

1633671

1632471

1632764

1633954

1637690

1636863

1639460

1642185

1641003

1641151

1632592

1638878

1641058

1630114

1629023

1624819

1620056

X GTM

426832

427449

425396

428284

429045

427156

417909

428545

420181

424051

430780

431150

427216

429915

429803

414494

416590

416279

412787

2301

1557

1821

1516

2674

2349

2095

2604

2575

2960

2369

2280

2424

2194

2052

2050

2038

2097

2131

Z

7.3

7.47

6.68

6.94

6.5

6.63

6.26

5.95

6.42

7.6

6.5

7.04

6.84

6.43

7.04

6.29

6.74

7.43

6.5

pH (insitu)

100.5

411

167.9

105

59.7

141.5

323

26

149.6

53

105

103

112.8

127.1

185.2

236

150

89.7

183.4

CE (insitu) uS/cm

49.8

205

92.3

63.7

29.8

70.8

161

13

75.1

26

52

61.7

56.4

63.4

92.8

117

75.9

44.6

91.5

TDS (insitu) mg/l

14

20.6

20

16.7

13.8

16.7

18.6

8.5

16.6

13.1

18.7

17.3

16.6

17.5

19.7

18.9

19.2

19.8

18.3

T (insitu) °C

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

0.09

0.04

<0.02

0.05

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

<0.02

+

Al mg/l

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

0.0034

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

<0.003

2+

As mg/l

0.155

0.117

0.105

0.117

0.161

0.045

<0.03

0.153

0.1

0.2

0.1

0.037

0.176

0.247

0.047

0.195

0.111

0.374

0.079

2+

B mg/l

12.09

36.68

18.08

14.82

5.72

10.96

26.09

2.04

10.22

4.44

8.38

10.99

9.5

9.98

17.04

23.71

13.62

5.07

14.54

2+

Ca mg/l

<0.04

<0.04

<0.05

0.064

<0.04

<0.04

<0.04

0.14

0.146

<0.04

<0.04

<0.04

0.04

<0.05

<0.05

<0.04

<0.04

0.53

<0.05

2+

Fe mg/l

3.44

4.53

2.38

3.26

1.19

2.78

3.79

1.13

3.86

0.47

2.27

0.83

1.71

2.07

4.08

4.15

3.87

1.96

4.01

2+

K mg/)

3.3

15.41

7.64

4.66

1.03

3.79

2.59

0.899

4.4

0.699

3.9

2.89

3.24

3.62

6.17

7.44

5.63

2.78

5.71

2+

Mg ( mg/l

5.18

25.72

9.88

6.29

5.05

8.8

27.74

3.38

7.21

4.46

6.3

6.94

6.44

7.47

8.75

10.02

6.58

6.71

8.89

2+

Na mg/l

0.03

0.03

<0.01

0.05

0.04

<0.01

0.04

0.05

<0.01

0.05

0.04

0.03

0.05

<0.01

0.03

0.03

<0.01

<0.01

<0.01

+

NH4 mg/l

60.2

64.4

73.8

60.4

20.75

36.65

43.33

14.63

1.59

16.92

45.34

40.53

36.69

43.75

38.94

41.23

42.16

42.12

43.71

2+

Si mg/l

9

12.8

6.8

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

<2.5

39

<2.5

4.1

<2.5

4.1

<2.5

4.7

6.1

4.7

<2.5

<2.5

-

Cl mg/l

<0.1

<0.1

0.41

0.38

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

0.2

0.19

0.21

<0.1

0.12

0.24

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

<0.1

-

F mg/l

67.2

180.6

138.6

92.4

37.8

54.6

54.6

33.6

189

298.2

252

67.2

214.2

84

92.4

100.8

84

50.4

84

-

HCO3 mg/l

0.135

0.105

0.102

0.099

0.079

0.066

0.049

0.118

0.066

0.082

0.118

0.053

0.131

0.039

0.046

0.066

0.046

0.171

0.099

2-

NO mg/l

5.8

34.62

7.13

3.6

3.19

5.09

5.4

4.43

24.66

3.72

4.87

9.78

8.99

10.62

20.76

35.46

19.92

6.2

18.59

3-

NO mg/l

0.28

0.17

0.18

0.15

0.37

0.25

1.07

0.06

0.12

0.15

0.18

0.34

0.31

0.18

0.34

0.25

0.03

0.06

0.12

-3

PO4 mg/l

47

60

46

29

46

41

46

46

25

24

24

46

27

67

64

78

86

60

64

-2

SO4 mg/l

ANEXO III: Diagrama de Piper DIAGRAMA DE PIPER TITOL (data) 100

Ca + Mg

SO4 + Cl

Na + K 0 100

0 CO3 + HCO3

0

0

100

Mg

SO4

0

100

0 100

Ca

0

0

100

Cl

CATIONES

ANIONES

SAS001

SAS046

SAS045

SAP021

SAP042

SCP021

SCP005

SCP002

SMA010

SMA006

SPA002

SPA018

SJU026

SPE001

SPE005

SLU001

SLU002

SLU008

SLU031

SLU003

SLU013

SLU053

SLU020

SLT002

SLT003

SLT004

SAT006

SAT008

SAT012

SAT005

PAN001

PAN004

PAN005

PAN010

PAN029

SAS016

PAN46

PAN041

PAN030

PAN036

CCP013

CCP014

SOL014

SOL114

SOL116

SOL147

SOL161

SCR011

SCR028

SCR013

SCR002

SJC058

SJC070

SLU043

SJC063

SJC045

SOL079

SOL004

SOL005

SOL159

SOL055

SLU026

SLU027

SLU058

SOL002

SOL008

SOL017

SOL018

SOL032

SOL036

SOL041

SOL080

SOL108

SOL110

SOL113

SOL119

SOL130

SOL153

SOL155

SOL160

SJC013

CCP009

CCP021

CCP027

CCP028

SAS002

PAN016

PAN011

SOL067

SOL162

SOL003

SOL164

LAT001

LAP002

PAN062

LAG003

LAA004

LAT005

LAT006

LAC007

83