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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA

FACULTAD DE INGENIERÍA

SECRETARIA DE INVESTIGACIÓN Y POSGRADO

MAESTRÍA EN HIDROLOGÍA SUBTERRÁNEA

Comportamiento y Localización del Lixiviado de la Celda 1 del

Basurero Municipal de Chihuahua en el Acuífero Tabalaopa –

Aldama, Mediante Métodos Geofísicos.

TESIS

PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRO EN INGENIERÍA

PRESENTA

ANDRÉS SALAZAR TRUJILLO

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA FACULTAD DE INGENIERIA

MAESTRÍA EN HIDROLOGÍA SUBTERRÁNEA

Comportamiento y Localización del Lixiviado de la Celda 1 del

Basurero Municipal de Chihuahua en el Acuífero Tabalaopa –

Aldama, Mediante Métodos Geofísicos.

TESIS

(PARA OBTENER EL GRADO EN MAESTRO DE INGENIERÍA)

APROBADO:

M.I Rodrigo de la Garza Aguilar, director

M.I Agustín Javier Tonche Ramos, sinodal

Dr. Alejandro Villalobos Aragón, sinodal

Copyright ©

Por ANDRÉS SALAZAR TRUJILLO.

2016

Derechos Reservados

ANDRÉS TRUJILLO SALAZAR Circuito No. 1 Campus Universitario II Chihuahua, Chihuahua C.P. 31100

Julio, 2016

Dedicatoria

Este trabajo está dedicado a toda mi familia y amigos:

A mi tía (Teresita de Jesús) y mi tío (M.I Rodrigo De la Garza Aguilar) por su apoyo y ayuda, A mis amigos de la maestría

(Heber Chávez, Heber Martínez, Juan Corral, David Navarro, Fernando Chávez, Daniel Chávez y Adriana Acosta) por

brindarme su amistad, A todos mis Maestros que me dieron clase por impulsarme a ser mejor, A mi mejor amigo (Marco Terrazas),

A mi novia (Georgina) y madre (María de la Soledad) por su comprensión y ayuda. Gracias por todo su apoyo incondicional

que me han brindado.

Agradecimientos

A mi madre por traerme a este mundo, por sus consejos su entrega incondicional, por entregarse en cuerpo y alma a su familia. Gracias mamá por tu amor, por no dejarme nunca caer y tu motivación para que siempre siga adelante. Gracias por creer en mí y

tenerme paciencia. Te amo madre. Gracias a mi tío Rodrigo por apoyarme siempre que lo necesito, por sus consejos y paciencia. Gracias por los lindos momentos y la unión que enseñaste en cada momento. Gracias tío lo quiero mucho. A mis primos hermanos les agradezco su apoyo y compresión a lo largo de mi vida. Gracias por compartir una

linda niñez a mi lado. Gracias porque siempre salimos adelante y por sus risas compartidas los amo.

A mi padre que no lo veo tan seguido pero sé que está orgulloso de tener un hijo como yo, te quiero padre. Gracias a la vida que me dio la dicha y la fortuna de conocer al

amor de mi vida, Georgina. Gracias por tu apoyo, por creer en mí y tenerme paciencia. Gracias por tus enseñanzas y por todos los lindos momentos compartidos. Gracias por

ser mi inspiración y mi motivación cada día. Te amo mi Gina. A mi querido amigo, confidente Marco Terrazas. Gracias por todo tu apoyo para lograr terminar este

trabajo. Gracias por tus consejos y tus palabras alentadoras de seguir para no dejar este pequeño, pero importante trabajo para concluir un ciclo más de mi vida. Gracias Dios te bendiga a ti y a tu linda familia. Te quiero mi Marco. Dr. Alejandro Villalobos, gracias por ayudarme a encontrar una salida y conclusión de este trabajo. Gracias por toda su dedicación, paciencia y amistad. Mil gracias por su apoyo. A la Dra. Lourdes

Villalba, por su apoyo y asesoría en este trabajo. Al maestro Javier Tonche por su gran ayuda para mi examen final. A mis amigos que sin querer estuvimos juntos en este mismo tren de la vida, gracias porque también formaron parte importante en este

camino de mi maestría. Gracias en verdad a todos aquellos que estuvieron compartiendo sus experiencias. Los aprecio mucho. A mi querida y gran tía teresita de Jesús, quien ha sido un ejemplo y una motivación en mi vida. Gracias por sus consejos y su incondicional y apreciable amor. Es una gran mujer y excelente ser humano. A mi

tía Martha por cuidarme muchos años en mi niñez. Gracias por encontrarla en mi camino. La quiero mucho. Como no mencionar a mi tía layla Edith (Miguelita) por estar siempre ahí cuando la necesite y brindarme su gran cariño en todo mi gran camino. Para todas esas personas queridas e importantes en mi vida que son mis

abuelitos que no están ya aquí en este mundo, pero que están presentes en mi corazón, que también son parte de esto les agradezco todas sus enseñanzas, amor, cuidado y muchas cosas más, no sería este hombre exitoso los amo eternamente agradecido.

Gracias a mis familiares que me han dado su apoyo incondicional, no terminaría de nombrarlos porque son muchos en verdad pero a todos los que siempre estuvieron

cerca y me vieron llegar hasta aquí. Gracias por su confianza, apoyo y por creer en mí. Y por último a mi padre Dios y a la virgen de Guadalupe por bendecirme de tener esta

oportunidad de vivir esta experiencia y tener esta maravillosa familia y amistades.

Andrés Salazar Trujillo

Resumen

La presente investigación se realizó en el basurero a cielo abierto de la ciudad

de Chihuahua, que se localiza al suroeste de la capital del estado,

aproximadamente a 7.5 km por la carretera Aldama-Chihuahua. En dicho lugar

constituye actualmente un importante problema ambiental e hidrológico, debido

a que se generan lixiviados que se infiltran en el subsuelo. El propósito de la tesis

consistió en evaluar la respuesta de dos Arreglos geofísicos el Wenner y

Schlumberger para la identificación de los estratos del subsuelo, de zonas

fracturadas o con mayor infiltración ya contaminadas, empleándose los métodos

geofísicos, en el acuífero Talabaopa – Aldama. Esto se traduce en un ahorro

significativo a la hora de cuantificar el grado de contaminación minimizando el

número de sondeos necesarios para el estudio. Se observó el comportamiento y

localización del lixiviado en ciertas partes en el área de estudio, el cual se

encuentra entre las capas de exploración desde los 0.5 hasta los 2 metros de

profundidad aproximadamente, en los SEV´s más cercanos a la Celda 1 del

Basurero municipal de Chihuahua por lo que se puede inferir que este saturando

algunas capas de material de este contaminante a la profundidad anteriormente

mencionado, no necesariamente existe una gran extensión de la pluma de

contaminación, pero si puntualmente, por lo que posiblemente puede ser

distribuido por el flujo del agua subterránea hacia otras zonas en un futuro dado.

Palabras clave: Métodos Geofísicos, pluma de contaminación, lixiviado,

Sondeos eléctricos Verticales.

ÍNDICE

Capítulo I .......................................................................................................................... 1

1.1. Introducción. ............................................................................................................. 9

Capítulo II ...................................................................................................................... 10

2.1. Justificación ............................................................................................................. 10

2.2. Objetivo general. ..................................................................................................... 12

2.3. Objetivos específicos. .............................................................................................. 12

2.4. Antecedentes. .......................................................................................................... 12

Capítulo III ..................................................................................................................... 15

3.1 Contaminantes del agua subterránea generados en los basureros. ........................... 15

3.1.1 Descripción lixiviados. .......................................................................... 15

3.1.2 Formación de los lixiviados. .................................................................. 17

3.1.3 Composición de los lixiviados. .............................................................. 20

3.2 Relleno Sanitario (Basurero) .................................................................... 25

3.2.1 Marco legal para la disposición de desechos sólidos municipales. ....... 26

3.2.2 Descripción del proceso de relleno sanitario ......................................... 27

3.2.3 Descripción del sistema de recolección de residuos sólidos urbanos. ... 28

3.2.4 Comparación de fracciones de residuos sólidos urbanos generados en

Chihuahua con otras ciudades. ................................................................................... 32

3.3 La Tierra y la Resistividad. ....................................................................... 33

3.3.1 Sales Solubles. ....................................................................................... 33

3.3.2 Composición del Terreno. ..................................................................... 34

3.3.3 Estratigrafía ............................................................................................ 34

3.3.5 Estado Higrométrico. ............................................................................. 34

3.3.6 Temperatura ........................................................................................... 35


3.3.7 Compactación. ....................................................................................... 35

3.3.8 Ley de Ohm. .......................................................................................... 35

3.4 Métodos de exploración. ........................................................................... 38

3.4.1 Métodos Directos ................................................................................... 38

3.4.2 Métodos Indirectos ................................................................................ 39

3.5 Importancia de la Geofísica ...................................................................... 39

3.6 Exploración Geofísica .............................................................................. 41

3.6.1 Método Schlumberger. .......................................................................... 42

3.6.2 Método Wenner. .................................................................................... 43

3.7 Medios estratificados. Cortes geoeléctricos, notación y nomenclatura .... 45

3.8 Interpretación de las curvas de resistividad aparente. .............................. 50

3.9 Criterios para la Interpretación de los Resultados. ................................... 50

Capítulo IV .......................................................................................................................... 52

4.1 Medio Físico en la zona de estudio. ......................................................................... 52

4.1.1 Ubicación de la ciudad de Chihuahua.................................................... 52

4.1.2 Ubicación de la ciudad del acuífero Tabalaopa – Aldama. ................... 53

4.1.3 Tipo de acuífero ..................................................................................... 54

4.1.4 Ubicación del basurero municipal de Chihuahua .................................. 55

4.1.5 Geología en la zona de estudio. ............................................................. 56

4.1.6 Clima en la zona de estudio. .................................................................. 58

4.1.7 Edafología en la zona de estudio. .......................................................... 60

4.1.8 Red hidrológica en la zona de estudio. .................................................. 62

4.1.9 Ubicación de los puntos de sondeos eléctricos (SEV) ........................... 64

Tabla 4.2 Coordenadas de los Sondeos Wenner.¡Error! Marcador no

definido.


Tabla 4.2.1 Coordenadas de los Sondeos Schlumberger.¡Error! Marcador no

definido.

Capítulo V ...................................................................................................................... 68

5.1 Trabajo en campo en la zona de investigación. ........................................................ 68

5.1.1 Información Geofísica ........................................................................... 68

5.1.2 Descripción del equipo. ......................................................................... 69

5.1.3 Procedimiento de Sondeo Eléctrico Vertical. ........................................ 70

5.1.4 Obtención de Datos en Campo. ............................................................. 72

Capítulo VI ..................................................................................................................... 85

6.1 Resultados y análisis de la investigación. ................................................................ 85

6.1.1 Modelos Representativos. ...................................................................... 85

6.1.2 Descripción de Figuras para Interpretación. .......................................... 86

6.1.2 Perfiles geoeléctricos. .......................................................................... 105

6.1.3 Interpretación del Perfil y Sección 1. ................................................... 107





6.2 Conclusiones y recomendaciones. .......................................................................... 116

6.2.1 Conclusiones. ....................................................................................... 116

6.2.2 Recomendaciones. ............................................................................... 116


ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Foto actual relleno sanitario, 2015 .................................................................... 5

Figura 2. Foto de ejemplo de una Celda ........................................................................... 6

Figura 3. Esquema de sondeo eléctrico vertical ............................................................... 8

Figura 4. Geología dentro y fuera del basurero municipal de Chihuahua, 2006 ............ 13

Figura 5. Mapa de localización del relleno sanitario de Chihuahua, con curvas de nivel e

hidrología, 2006 .............................................................................................................. 14

Figura 6. Lixiviados en Celda 1, Chihuahua .................................................................. 15

Figura 7. Laguna de contención por lixiviados, Celda 1 ................................................ 16

Figura 8. Modelo conceptual del movimiento de lixiviados en rellenos sanitarios Ehrig,

1999 ................................................................................................................................ 18

Figura 9. ejemplo de disposición final de los RSU municipales SEDESOL, 2005 ....... 24

Figura 10. Relleno sanitario actual sin control de emisiones (Den Boer et al., 2005 ..... 25

Figura 11. Diagrama de flujo del relleno sanitario McDougall et al., 2002 ................... 28

Figura 12. Sistema de recolección-transporte de residuos en la ciudad de Chihuahua .. 29

Figura 13. Pepenadores separando materiales con valor ................................................ 31

Figura 14. Recolecta final al día de algunos pepenadores .............................................. 32

Figura 15. Ley Ohm ........................................................................................................ 35

Figura 16. Arreglo Schlumberger ................................................................................... 42

Figura 17. Esquema del dispositivo simétrico de Schlumberger Corrwin, 2008; Rhoades,

1976 ................................................................................................................................ 43

Figura 18.Diagrama de electrodos en arreglo Wenner Rhoades, 1976 .......................... 44

Figura 19. Principio del SEV. A medida que A y B se separan, la corriente va penetrando

en las capas más profundas, García, 2011 ...................................................................... 45

Figura 20. Corte geoeléctrico estratificado y su notación Orellana, E. y H. M. Mooney

1966 ................................................................................................................................ 46


Figura 21. Curvas de resistividad verdadera (CRV) para diversos cortes geoeléctricos.

Nomenclatura de los tipos de cortes ORELLANA, 1965; ORELLANA y Money, 1966

........................................................................................................................................ 49

Figura 22. Ubicación de la ciudad de Chihuahua en México ......................................... 52

Figura 23. Localización Acuífero Tabalaopa – Aldama, CONAGUA 2004.................. 53

Figura 24.Tipos de acuíferos, Trejo 2014 ....................................................................... 54

Figura 25.Imagen de la ubicación del Basurero ............................................................. 55

Figura 26. Mapa Geología dentro de la zona de estudio ............................................... 56

Figura 27. Mapa de clima dentro de la zona de estudio ................................................. 58

Figura 28. Mapa de edafología en la zona de estudio..................................................... 60

Figura 29. Mapa de la red hídrica dentro de la zona de estudio ..................................... 62

Figura 30. Direcciones preferenciales del flujo subterráneo .......................................... 63

Figura 31. Ubicación de los SEV ................................................................................... 64

Figura 32. Selección y ubicación de las secciones ......................................................... 65

Figura 33. Aparato geofísico medidor de resistividad .... ¡Error! Marcador no definido.

Figura 34. Equipo completo para realizar los SEV´s en campo ..................................... 70

Figura 35. Instalación del Syscal Junior para empezar los SEV´s ................................. 71

Figura 36. Procedimiento de Sondeo Eléctrico Vertical ................................................ 71

Figura 37. Procedimiento de Sondeo Eléctrico Vertical ................................................ 71

Figura 38. Curva de resistividad Wenner 1 .................................................................... 87

Figura 39.Curva de resistividad Wenner 2 ..................................................................... 88








Figura 47. Curva de resistividad Wenner 10 .................................................................. 96




Figura 50. Curva de resistividad Schlumberger 1 .......................................................... 99

Figura 51. Curva de resistividad Schlumberger 2 ........................................................ 100





Figura 56. Sección 1 ..................................................................................................... 105

Figura 57. Perfil 1 Geoeléctrico IPI2WIN.................................................................... 106

Figura 58. Sección 2 ..................................................................................................... 108

Figura 59. Perfil 2 geoeléctrico IPI2WIN .................................................................... 108

Figura 60. Sección 3 ..................................................................................................... 110


Figura 62. Sección 4 ..................................................................................................... 112


Figura 64. Sección 5 ..................................................................................................... 114

Figura 65. Perfil 5 geoeléctrico IPI2WIN ...................... ¡Error! Marcador no definido.


ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Valores de los principales parámetros en fases de degradación anaeróbica (fermentación

ácida y Metanogénica) cuantificados en lixiviados (Ehrig, 1999) .............................................. 22

Tabla 2. Composición de las fracciones separadas Fuente: Den Boer et al., 2005. .................... 30

Tabla 3. Composición de residuos sólidos urbanos generados en Chihuahua y otras ciudades de

México Fuente: Den Boer et al., 2005 ......................................................................................... 31

Tabla 4. Diferentes Resistividades López Hidalgo, 2004............................................................ 37

Tabla 5. Valores típicos en terreno natural Auge, 2008. ............................................................. 37

Tabla 6. Coordenadas poligonales del acuífero CONAGUA 2004. ............................................ 54

Tabla 7. Coordenadas de los Sondeos Wenner ........................................................................... 66

Tabla 8. Coordenadas de los Sondeos Schlumberger .................................................................. 67

Tabla 9. Datos del Sondeo Eléctrico Vertical 1 Arreglo Wenner ................................................ 72

Tabla 10. Datos del Sondeo Eléctrico Vertical 2 Arreglo Wenner .............................................. 73

Tabla 11. Datos del Sondeo Eléctrico Vertical 3 Arreglo Wenner.............................................. 73






Tabla 17. Datos del Sondeo Eléctrico Vertical 9 Arreglo Wenner.............................................. 76

Tabla 18. Datos del Sondeo Eléctrico Vertical 10 Arreglo Wenner ............................................ 77



Tabla 21. Datos del Sondeo Eléctrico Vertical 1 Arreglo Schlumberger .................................... 79






Tabla 27. Tabla 24. Datos de resistividades de diferentes materiales (Martínez, 2016) ............. 86

1


Capítulo I

1.1. Introducción.

En general un lixiviado es un líquido resultante de un proceso de percolación de

un fluido a través de un sólido (Manahan, 2007). Este proceso contiene

constituyentes de desecho que son solubles, que no son retenidos por el suelo

y que no son degradados química y bioquímicamente (Manahan, 2007). Los

basureros de los residuos sólidos urbanos (RSU), tienen una consecuencia

medioambiental inmediata en su entorno. Su impacto se ha estudiado desde

distintas disciplinas científicas de investigación, la contaminación de aguas

subterráneas por lixiviados ha sido uno de los temas más investigados (Carrasco

y Andreo, 1994).

El manejo y la eliminación de residuos sólidos domésticos son problemas críticos

en las áreas urbanas de América Latina. En general el destino final de estos

residuos es su disposición en rellenos sanitarios. (Alazraque Cherni, 2008).

Aunque los rellenos que existen en la actualidad poseen diversos problemas

operativos, encontrándose con mayor frecuencia el inadecuado tratamiento de

los lixiviados (Noguera y Olivero, 2010).

Estos son altamente contaminantes que pueden arrastrar todo tipo de sustancia

nociva y contaminar suelos, aguas superficiales y subterráneas, y afectar la salud

pública, si no son gestionados adecuadamente (Giraldo, 2001).

La disposición final de residuos en México

México tiene 2 mil 439 municipios donde los ayuntamientos tienen la

responsabilidad del manejo de la basura. Se estima que de cada 100 sitios para

la disposición de residuos sólidos en México, unos 66 son tiraderos a cielo

abierto sin ningún control ambiental. Otros 33 son vertederos municipales con

mínimos controles técnico administrativo, pero con fallas en la infraestructura

para controlar la contaminación ambiental (Pérez, 2009).

2


Apenas uno es un depósito con mayor control y se puede llamar relleno sanitario.

Es decir, dos terceras partes de los sitios de disposición final son tiraderos y una

tercera parte son vertederos municipales. Así las cosas, el porcentaje de rellenos

sanitarios es mínimo (Pérez, 2009).

Los tiraderos a cielo abierto se encuentran en rancherías, poblaciones rurales,

ciudades pequeñas y medias donde los ayuntamientos tienen escasos recursos

para el manejo de la basura. Los vertederos municipales son más comunes en

ciudades con población mayor a los 250 mil habitantes, donde los gobiernos

locales tienen cierto nivel de ingresos y presupuesto estable exclusivo para el

manejo de residuos (Pérez, 2009).

Finalmente, los pocos rellenos sanitarios en el país se ubican, por lo general, en

las principales ciudades y zonas metropolitanas, por lo que logran captar grandes

volúmenes de residuos municipales. Se estima que un 17 por ciento de los

residuos municipales que se generan diariamente a lo largo de la república van

a sitios con mayor control y rellenos sanitarios, es decir tienen una buena o muy

buena disposición final, desde el punto de vista ambiental. El otro 83 por ciento

de los residuos se depositan en sitios cuya infraestructura y operación se pueden

clasificar en un rango que va de mala a pésima (Pérez, 2009).

En México existen problemas más graves que sufre y en casi la totalidad de las

ciudades son la generación e inadecuada disposición final de los residuos

sólidos. Según el Instituto Nacional de Estadística y Geografía e Informática

(INEGI), cada año se generan en el país más de 32 millones de toneladas de

residuos sólidos municipales, y casi 11 millones son colocados en tiraderos a

cielo abierto sin ningún control. Teniendo una contribución importante en esta

contaminación ambiental la mala disposición de residuos sólidos (Busquets y

Casas, 1995).

Estos son depositados en lugares que no cumplen con la normatividad ambiental

vigente; en este caso con la NOM-083-SEMARNAT-2003, que se refiere a las

3


especificaciones de protección ambiental para la selección del sitio, diseño,

construcción y operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de un

sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos y de manejo especial

(Samsudin et al., 2006).

En México el sistema de recolección de los residuos es semejante en todas las

ciudades del país. Los residuos se depositan en las aceras de la banqueta, en

bolsas de polietileno y posteriormente pasa el camión recolector,

transportándolos para disposición final. Los pepenadores realizan la separación

de fracciones para su venta posterior (ejemplo: cartón, metal, etc.).

La gestión de residuos municipales en el estado de Chihuahua.

Se han realizado diversos proyectos de investigación sobre la problemática de

los residuos en Chihuahua, por medio del Centro de Investigación en Materiales

Avanzados (CIMAV) y de la Universidad Autónoma de Chihuahua (UACh), estos

proyectos se refieren tanto a contextos urbanos y rurales.

Comprenden tres tipos de investigaciones:

1) Diagnósticos técnicos de los sistemas de gestión de residuos a nivel

municipal.

2) Encuestas a la población sobre la percepción del problema de la basura.

3) Estudios de la composición material de los residuos municipales.

Como parte de los resultados obtenidos en los estudios se comprobó que cada

chihuahuense produce residuos que pesan entre 0.400 y 1 kilogramo por día. El

menor nivel de producción de residuos se tiene en los asentamientos rurales y

el rango más alto de generación está en las zonas urbanas y en las grandes

urbes. Los residuos domésticos y las fuentes domiciliarias son los principales

tipos de generadores de residuos en los municipios: del 50 al 70 por ciento del

total de la basura, mientras que el porcentaje restante lo generan comercios e

instituciones que brindan servicios (Lozoya Márquez, 2009).

4


Las grandes distancias entre localidades de un mismo municipio dificultan que

los sistemas públicos de recolección que se operan desde las cabeceras

municipales no puedan cubrir todas las poblaciones. De esta manera, buena

parte de las localidades lejanas a la cabecera municipal no cuentan con un

servicio formal de recolección y disposición de sus residuos. Por lo general, la

población residente en localidades aisladas dispone de sus residuos de cualquier

forma, tirándolos en solares, barrancas o cauces de arroyos. Se puede afirmar

que existe un tiradero a cielo abierto por cada una de las poblaciones que no se

encuentran cercanas a la cabecera municipal (Lozoya Márquez, 2009).

Se puede afirmar que los sistemas municipales de gestión de residuos carecen

de la infraestructura mínima de funcionamiento. Cabe destacar que el manejo de

la disposición final de los residuos se efectúa en la mayoría de los municipios de

forma inapropiada, si nos atenemos a lo que se establece en los criterios

ambientales de la normatividad vigente (Lozoya Márquez, 2009).

Los asentamientos rurales.

En Chihuahua es que son los asentamientos rurales los que tienen mayor

problema debido a la mala gestión y la falta de control de sus residuos. En la

entidad las localidades rurales representan el 99.5 % del total de las poblaciones

con menos de 2 mil habitantes, el problema más agudo es que gran parte de las

localidades rurales no cuentan con un servicio público de recolección y

disposición de residuos municipales, este es grave pues muchos ayuntamientos

tienen la mejor disposición para brindar el servicio pero las limitaciones

económicas y de infraestructura no les permite llevarlo a cabo en todas las

localidades de su territorio municipal (Lozoya Márquez, 2009).

En estos casos son los pobladores los que manejan sus residuos en condiciones

precarias y con pocos conocimientos, lo que redunda en malas prácticas de

manejo, la quema incontrolada de residuos y la disposición en cañadas, lechos

de arroyos y otros espacios no apropiados para tirar sus residuos.

5


Estas prácticas generan un fuerte impacto ambiental a nivel local. Es lo que se

conoce como contaminación hormiga (Lozoya Márquez, 2009).

Manejo de Residuos Sólidos Urbanos en el Municipio de Chihuahua.

La ciudad de Chihuahua como el resto de ciudades de México ha adquirido

compromisos de desarrollo sostenible. Confirman este compromiso la Ley

General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos (LGPGIR) la cual

plantea entre sus objetivos aplicar los principios de responsabilidad compartida

y manejo integral de residuos, bajo criterios de eficiencia ambiental, tecnológica,

económica y social, los cuales deben considerarse en el diseño de instrumentos,

programas y planes de política ambiental para la gestión de residuos (LGPGIR,

2003). En la Figura 1 se presenta una foto real donde se deposita la basura

diariamente de la ciudad de Chihuahua, Aldama y Meoqui así como algunas

empresas importantes, hasta ser llenado a su totalidad (Basurero Municipal de

Chihuahua).

Figura 1. Foto actual relleno sanitario, 2015

6


Condiciones importantes de un basurero o relleno sanitario.

Los basureros o tiraderos son los métodos más baratos y simples de disposición

de residuos. Típicamente un relleno sanitario consiste en depositar en el suelo

los residuos sólidos, los cuales se esparcen y compactan reduciéndolos al menor

volumen posible para que así ocupen menor área, para esto es necesario

construir Celdas de confinamiento final de los RSU (Vélez, 2005).

Luego se cubren con una capa de tierra y se compactan nuevamente al terminar

el día. En este caso la Celda No.1 del actual basurero municipal de Chihuahua

se encuentra en su capacidad máxima, por ello ya no se deposita ningún tipo de

residuo sólido, solo se lleva a cabo el control de lixiviado y de gas metano. Todo

esto regularizado por la Norma (NOM-083-SEMARNAT-2003). En la Figura 2 se

presenta un ejemplo de una Celda donde se depositan la basura diariamente

hasta que este sea cubierto en su totalidad.

Figura 2. Foto de ejemplo de una Celda

Una Celda es una Infraestructura que podrá ser ubicada en las áreas donde se

realizará la disposición final de residuos sólidos urbanos, mediante la tecnología

de relleno sanitario, donde se esparcen y compactan los residuos durante el día

para cubrirlos totalmente al final del mismo (Vélez, 2005).

7


El termino geofísica proviene del griego geo=tierra y fisikos=físico, esta se dedica

al estudio la composición de la tierra y su dinámica, sobre la base de medidas

de campos físicos que normalmente se realizan desde la superficie del planeta.

Uno de los objetivos principales que busca la geofísica, es generar mediante ella

la deducción de las propiedades o el estado físico de las rocas y de los minerales

que se encuentran sobre la tierra, junto a su composición interna, a partir de

diversos fenómenos físicos (Lorenzo,1999).

La Geofísica aporta información que puede ayudar a determinar la geometría,

extensión espacial y profundidad de una pluma contaminante causado por

lixiviados (Soupios et al., 2007).

El método geofísico más ampliamente utilizado en hidrogeología es el método

de resistividad, el cual puede dar a conocer profundidad del acuífero y el espesor

del basamento. (Olayinf y Barker, 1990). La exploración geofísica permite

caracterizar las distintas unidades geológicas, como rocas y suelos, de acuerdo

a sus propiedades resistivas, magnéticas, gravimétricas, radioactivas, entre

otras (Yañez, 2005).

Para ello es necesario identificar las principales características del sitio a

estudiar debido a su influencia en el comportamiento de los contaminantes en el

suelo; entre estas características se encuentran geología regional y local, tipo de

suelo, estratigrafía, la hidrología, topografía, profundidad del nivel freático,

conductividad hidráulica, climatología y meteorología, población y servicios,

entre otras (Cantos, J., 1987).

Existen diversas técnicas geofísicas eléctricas o electromagnéticas que miden la

resistividad de los materiales, o en alguno de los casos su inverso, la

conductividad. Algunas de estas técnicas son más modernas y mucho más

precisas, pero los sondeos eléctricos verticales (SEV) se siguen utilizando por

su sencillez y relativa economía del equipo necesario (Sánchez, 1998).

8


Debido a esto los (SEV), facilitan las tareas de poder delimitar varias capas en el

subsuelo, así pues se logran obtener los espesores y resistividades. Para arrojar

como resultado previo, o final la identificación del material o roca que se muestre

todo esto debido a su resistividad (Sánchez, 1998).

La aplicación del sondeo eléctrico vertical (SEV) en estudios de esta naturaleza

es de suma importancia debido a los resultados que se obtienen y son los de

mayor aplicación en la búsqueda del agua subterránea. Los electrodos de

corriente y de potencial se van separando de acuerdo con el arreglo o dispositivo

que se tenga y la profundidad de investigación que se desee; conforme se abren

más los electrodos se tiene una mayor penetración en el subsuelo, claro que;

esto también está en función de las características propias de las unidades que

componen el subsuelo, condiciones como las características geológicas,

porosidad y permeabilidad, compactación y saturación (De la Garza, 2008).

Figura 3. Esquema de sondeo eléctrico vertical (De la Garza, 2008)

9


Para cada abertura de los electrodos se efectúa una medición, las cuales se van

registrando en una gráfica denominada de campo la cual se interpreta

posteriormente con el apoyo de una serie de curvas maestras de dos o tres

capas y empleando la técnica del punto auxiliar; que permite definir desde un

punto de vista eléctrico, diversas unidades en función de las variaciones de la

resistividad que presentan y su espesor correspondiente; permitiendo finalmente

determinar las profundidades y resistividades de las diferentes unidades que

constituyen el subsuelo.

Con el objeto de mantener un porcentaje alto de certidumbre en la interpretación

cuando se utilizan programas de computadora es recomendable que los valores

de resistividad sólo tengan un porcentaje de error máximo del 10%.

Contando con las curvas de campo interpretadas y una vez obtenidos los valores

de la resistividad y los espesores de cada unidad se proceden a elaborar los

perfiles Geoeléctricos correlacionando los valores de cada uno de los sondeos

con el contiguo; para ello es de suma importancia tomar en cuenta los aspectos

de geología (De la Garza, 2008).

10


Capítulo II 2.1. Justificación

La población de la ciudad de Chihuahua en esta última década ha ido creciendo,

esto hace que exista un consumo excesivo de recursos naturales y procesados,

este aprovechamiento sirve para satisfacer las necesidades humanas pero

también como resultados del mismo genera una gran cantidad de desechos

sólidos urbanos (Ayuntamiento de Chihuahua, 2004).

Una ciudad con un rápido crecimiento, la composición de los residuos sólidos ha

cambiado a lo largo del tiempo en volumen y en composición debido al aumento

de la población de la ciudad de Chihuahua, así como también de los municipios

más pequeños de alrededor como Aldama y Aquiles Serdán que son tomados

en cuenta ya que sus residuos sólidos urbanos son depositados de igual manera

en el basurero municipal de Chihuahua y otro punto muy importante mencionar

son los cambios del estilo de vida que se tiene actualmente. Además los cambios

en los hábitos de consumo y el desarrollo de nuevos productos generan también

nuevos residuos (Ayuntamiento de Chihuahua, 2004).

Uno de los problemas que presenta el basurero municipal de Chihuahua en la

celda 1, son el lixiviado producto del manejo ya depositado de los residuos

sólidos urbanos, generando graves problemas al suelo, subsuelo, agua

superficial y subterránea, como a la comunidad cercana por los malos olores,

incremento de roedores o carroñeros en la zona.

En un sistema de gestión de residuos sólidos con bajo presupuesto, como en

Chihuahua, la opción más económica de tratamiento es depositar los residuos

en el vertedero. En cuanto al reciclado, se presenta la extracción de materiales

por medio de los pepenadores que seleccionan algunas fracciones de los

residuos totales, por ejemplo: cartón, papel periódico, metal, etc., para venderse

en centros de acopio o en instalaciones de tratamiento.

11


Por todo esto surge la necesidad de desarrollar un estudio en el basurero

municipal de Chihuahua, aplicando métodos geofísicos para ver el alcance de la

pluma de contaminación por causa de los lixiviados y así encontrar sí existe

algunos problemas con el agua subterránea en la zona de estudio que abarca

una parte del acuífero Talabaopa-Aldama por esta causa (Salazar, 2015).

Los resultados encontrados contribuirán a determinar zonas de suelo

contaminadas, por donde puedan estar infiltrando los lixiviados que pudieran

contaminar el acuífero; es decir, definir con cierta exactitud las características de

la pluma contaminante (Salazar, 2015).

De tal manera que las autoridades correspondientes ya sean municipales,

estatales de Chihuahua por medio de la junta municipal de agua y saneamiento

(JMAS) o la junta central de agua y saneamiento (JCAS), o federal por medio la

comisión nacional del agua (CONAGUA), puedan tomar decisiones importantes

como ubicar pozos de monitoreo, clausurar pozos de extracción de agua potable

y lo más importante si es necesario reubicar o limitar el crecimiento de la mancha

urbana hasta que las condiciones de contaminación sean las más adecuadas.

Este trabajo tiene un vínculo muy importante con el medio ambiente, el cual

servirá para dar a conocer la existencia y la ubicación de la pluma de

contaminación que generan los lixiviados y la posible relación que esta tenga con

el acuífero Talabaopa – Aldama.

Cabe mencionar que aunque la investigación no contribuye a construir una nueva

teoría, tiene relevancia científica ya que los métodos geofísicos empleados

tienen relativamente mucho tiempo de usarse en cuestiones hidrológicas y

cualquier aportación en la aplicación, identificación e interpretación de datos

resulta relevante.

12


2.2. Objetivo general.

El objetivo principal de esta investigación es la localización de la pluma de

contaminación generada por los lixiviados del basurero del municipio de

Chihuahua y su relación con el acuífero en la zona de estudio.

2.3. Objetivos específicos.

• Realizar 12 sondeos geofísicos del método Wenner y 6 sondeos del

método Schlumberger en el área de estudio.

• Realizar un recorrido geológico para ubicar los puntos donde se

realizaran los sondeos.

• Buscar información de la precipitación y temperatura en la estación

meteorológica de CONAGUA más cercana a la zona de estudio.

• Estimar una remediación del impacto negativo a los suelos por lixiviado y

el comportamiento del acuífero.

• Verificar que se cumplan las normas oficiales municipales, estatales y

federales en la zona de estudio.

• Establecer los métodos geofísicos en el estudio del acuífero para

confirmar que los sondeos estén interconectados.

• Localizar los puntos específicos donde se encuentre la mayor infiltración

de lixiviados en el basurero municipal en la Celda 1.

2.4. Antecedentes.

URMO INGENIERIA INTEGRAL S.A. de C.V. contrato los servicios profesionales

del M.I. Rodrigo de la Garza Aguilar para que elaborara un estudio geofísico de

la celda 1 del basurero municipal de Chihuahua, con el objetivo de reconstruir el

espesor del material depositado y tratar de asumir si existe material liquido

(soluciones de lixiviado) que migre hacia la cuenca del acuífero Tabaloapa-

Aldama.Es de vital importancia saber cuál es el flujo regional del agua

subterránea dentro del área de estudio por ello se toma como referencia los

datos de la tesis del M.I. Modesto Acosta 2006, donde sugiere un movimiento

regional de oeste a este hacia el valle de Tabaloapa- Aldama, marcando un

pequeño cono de abatimiento hacia el centro suroeste del valle producto del

bombeo excesivo de los pozos de agua potable de la junta central de agua de

13


N

URMO INGENIERIA INTEGRAL S.A. DE C.V.

ESTUDIO GEOFISICO EN LA CELDA 1 DEL BASURERO MUNICIPAL DE CHIHUAHUA.

FIGURA No. 2.- Plano Geológico.

LUGAR: MUNICIP IO REALIZADO POR:

BASUR ERO CHIHUAHU A CHIHUAHUA

ING. RODRIGO DE LA GARZA AGUILAR FECHA:

JUNIO DEL 2008




LUGAR: MUNICIP IO REALIZADO POR:

BASUR ERO CHIHUAHU A CHIHUAHUA

ING. RODRIGO DE LA GARZA AGUILAR FECHA:

JUNIO DEL 2008

395000 400000

395000

SIMBOLOGIA Conglomerado polimíctico

400000

Pórfido Riolítico

Caliza Area de Estudio

N

Chihuahua y que la recarga del acuífero ocurre a lo largo de la Sierra Nombre de

Dios sobre la unidad geológica de conglomerado polimíctico sobre la cual fue

construido el relleno sanitario o la específicamente la celda 1 (Figura 4).

Así mismo se muestra en la figura No. 5 un mapa realizado en el mismo estudio

en el año 2006 de las curvas de nivel, la red hídrica y localización del relleno

sanitario de la ciudad de Chihuahua.




REALIZADO POR:

ING. RODRIGO DE LA GARZA

AGUILAR

LUGAR:

BASUR ERO CHIHUAHU A

MUNICIP IO

CHIHUAHUA

FECHA:

JUNIO DEL 2008

Figura 4. Geología dentro y fuera del basurero municipal de Chihuahua, 2006

3175

000

14


S ie r r a N o m b r e d e D io s

r ca is

huv C

o Ri

N

Figura 5. Mapa de localización del relleno sanitario de Chihuahua, con curvas de nivel e hidrología, 2006

15


Capítulo III MARCO TEÓRICO O GENERALIDADES.

3.1 Contaminantes del agua subterránea generados en los basureros.

3.1.1 Descripción lixiviados. Los lixiviados se caracterizan por altas cargas orgánicas demandantes de

oxígeno, así como por altos contenidos de sales, amonio, metales pesados,

ácidos orgánicos, proteínas y grasas, entre otros compuestos químicos (Ehrig,

1999).

Éstos pueden viajar a través del medio poroso hasta alcanzar el nivel freático

con velocidades que van a depender de las condiciones hidrogeológicas del

medio, de los procesos de degradación biótica y abiótica y del propio diseño que

se haya hecho en el basurero o relleno sanitario (Ehrig, 1999).

Figura 6. Lixiviados en Celda 1, Chihuahua

16


Figura 7. Laguna de contención por lixiviados, Celda 1

La primera preocupación concerniente asociada con los rellenos sanitarios es la

producción de lixiviados que pueden contaminar tanto los recursos subterráneos

como los superficiales; donde las sustancias químicas inorgánicas son

normalmente dominantes, en un rango típico por arriba de los 50,000 mg.l-1

(Llamas & Custodio, 2001).

Los lixiviados también pueden contener concentraciones significativas de ácidos

orgánicos y compuestos orgánicos sintéticos, tales como componentes de

petróleo, pinturas, productos químicos de la casa, solventes, limpiadores,

pegamentos, tintas y plaguicidas (Llamas & Custodio, 2001).

La magnitud del riesgo que representan los lixiviados de los basureros para el

agua subterránea en los países latinoamericanos ha sido abordada como un

problema en el proceso de planeación y manejo de los recursos hídricos (Rossin,

A. et al, 1998). Existen estudios en Argentina, Colombia, Chile, México y

República Dominicana, entre otros países; que abordan la contaminación

generada por los residuos sólidos (Cárdenas, 1996; Ehrig, 1999; Castillo, et al.,

2000; OPS, 2003; Quadri de la Torre et al., 2003).

17


Entre los principales aspectos que se abordan está la contaminación del agua

subterránea; en donde se muestran relaciones entre el régimen de precipitación

local y la carga de lixiviados que potencialmente pueden generarse y emigrar

hacia el acuífero, creando estelas de contaminación que pueden ser aceleradas

por el bombeo de pozos circundantes.

Este trabajo tiene la finalidad de valorar la presencia de los lixiviados en el medio

hidrogeológico (caracterización de la estela de contaminación generada por el

basurero) de la zona donde está ubicado el basurero de la ciudad de Chihuahua;

determinar la composición de los mismos, así como su dispersión en el acuífero

y los posibles impactos producidos en él; en especial en el campo de pozos de

abastecimiento público con lo cual se hará un aporte de información necesaria

para establecer las bases técnicas apropiadas para la planificación del

aprovechamiento actual y futuro del agua subterránea tomando en cuenta las

normas regionales de calidad del agua potable.

3.1.2 Formación de los lixiviados.

Los lixiviados son definidos como el líquido que ha percolado por los desechos

sólidos, el cual arrastra consigo materiales disueltos y suspendidos, se compone

en su mayor porcentaje del líquido que ha entrado de fuentes externas (lluvia) y

del líquido producido en la descomposición de los mismos desechos

(Tchobanoglous & O´Leary, 1994).

Durante la descomposición de la basura solamente los procesos aeróbicos

producen líquidos, aunque en éste proceso dominan los procesos anaeróbicos

que son consumidores de agua (Ehrig, 1999). El agua que sale del relleno lo

hace por vía superficial, subsuperficial, por evaporación y en mayor proporción

como lixiviados que puede incorporarse a la zona no saturada, la cual se

encuentra gobernada por las condiciones hidrogeológicas del área, todo este

movimiento de lixiviados puede ser representado en la figura 8.

18


Figura 8. Modelo conceptual del movimiento de lixiviados en rellenos sanitarios Ehrig, 1999

La valoración del potencial productivo de lixiviados se logra preparando un

equilibrio de agua en el vertedero, esto implica sumar la cantidad de agua que

entra al vertedero, la humedad del propio desecho sólido, la humedad del

material de cobertura y restar los volúmenes consumidos en las reacciones

químicas, pérdidas en forma de vapor de agua saturada en gas. Todo se resume

en la siguiente ecuación (Kreithh, 1994).

Donde:

∆SsW= Cambio en la cantidad de agua almacenada en el desecho sólido en el

vertedero (producción de lixiviados).

Wsw= Humedad en el desecho sólido entrante al vertedero.

WTS= Humedad en el lodo que entra en la planta de tratamiento.

19


WCM= Humedad contenida en el material de cobertura.

WA(R)= Agua de la parte superior del vertedero correspondiente al agua de lluvia.

WLG= Agua que se pierde en la formación del gas de vertedero.

WWV= Pérdida como vapor saturado de agua con el gas de Vertedero.

WE= Pérdida de agua por la superficie de evaporación.

WB(L)= Agua que sale del sistema de colección, correspondiente al lixiviado.

Para efecto de los cálculos del volumen de los lixiviados en el basurero, se hará

la estimación de acuerdo al grado de compactación del relleno, se considerará

un porcentaje del agua de precipitación en el área y el tipo de compactación de

la basura en el depósito final (Kreith, 1994).

Se propone un 40% de la tasa de precipitación (en zonas entre 500 y 1050 mm

de precipitación anual) compactado con un equipo de oruga. El valor estimado

bajo estas condiciones es aproximadamente 9 m3/ha/día (valores encontrados en

estudios hechos en rellenos de Europa; Ehrig, 1999).

Esto será lo más apropiado porque se carece de datos y metodologías que

podamos implementar para estimar los volúmenes consumidos en las

reacciones químicas, pérdidas de agua en forma de vapor saturado en gas, entre

otros elementos necesarios para la ecuación. La simplificación de la fórmula

genera un mayor error en la estimación; sin embargo, el resultado será

igualmente importante.

20


3.1.3 Composición de los lixiviados.

La composición de los lixiviados está determinada por los procesos de

reacciones bioquímicas que se llevan a cabo en el relleno y por las condiciones

ambientales en el basurero. Estas sustancias se incorporan al agua superficial

y/o subterránea y su solubilidad es mayor cuando se dan los procesos

bioquímicos o los productos finales correspondientes a los procesos de

reacciones químicas en el basurero (Ehring, 1999). Ejemplo de ello la solubilidad

de los metales pesados cuando las condiciones de pH son ácidos.

Los procesos que tienen lugar en los rellenos pueden ser en condiciones

aeróbicas o anaeróbicas. Una vez que se deposita la basura, los procesos

iniciales son los aeróbicos que toman un período desde días a semanas hasta

que se haya agotado el oxígeno contenido inicialmente. A partir de ésta

condición se inicia la degradación en ausencia de oxígeno denominada

degradación anaeróbica (Ehring, 1999).

La descomposición anaeróbica se da en dos fases, en la primera de ellas,

“fermentación ácida”, los organismos anaeróbicos descomponen las sustancias

orgánicas iniciales tales como proteínas, grasas e hidratos de carbono en ácidos

grasos menores, CO2 e H2. Este proceso se da con la participación de diferentes

organismos en condiciones de crecimiento óptimo y diferenciado (Ehrig, 1999).

Una vez bien avanzada la primera fase se tienen los productos ácido acético,

ácido fórmico, CO2 gaseoso e H2 que marcan el inicio de la segunda fase conocida

como “fermentación metanogénica”. Esta es realizada por organismos

estrictamente anaeróbicos, es decir, por bacterias conocidas como

metanogénica especialistas en descomponer los productos de la fermentación

ácida convirtiéndolas en metano, sustancias húmicas y agua. Las sustancias

húmicas le confieren coloración a los lixiviados, generalmente es parduzca

(Ehrig, 1999).

La tasa de crecimiento bacteriano es baja, determinada por las condiciones

ambientales del medio ácido, la poca variación de temperatura y el suficiente

21


contenido de humedad. La degradación en el relleno necesita de un equilibrio

entre ambas fases.

En un relleno o depósito primero se desarrollan las bacterias que realizan la

fermentación ácida con una alta tasa de crecimiento. Las bacterias

metanogénica no pueden mantenerse al mismo paso de este proceso porque su

tasa de crecimiento es menor, además que los residuos de la fermentación ácida

cambian las condiciones ambientales en forma desfavorables, de modo que hay

una reducción aún más del crecimiento, esto hace que el equilibrio en la

descomposición se logre después de algunos años en el relleno (Ehring, 1999).

La estructura de los materiales orgánicos e inorgánicos en el basurero es

transformada por la degradación bioquímica con lo que cambian las condiciones

para la lixiviación y la absorción del agua, así como la intensidad y tipo de

procesos. El agua que percola sigue la fase de degradación predominante y las

diferentes características de pH, carga orgánica que entre otros, dará diferentes

condiciones de disolución, esto da una relación estrecha entre el agua y los

procesos químicos, bioquímicos y físicos (Ehrig, 1999).

Las condiciones ambientales que se forman en los procesos aeróbicos provocan

diferencias en solubilidad de compuestos metálicos cuyo rango de

concentraciones está relacionado con los parámetros orgánicos, además, las

solubilidades están influidas por la formación de complejos, quelatos y sulfuros

(Ehring, 1999).

En la Tabla 1 se observan las influencias sobre los valores medios (X) y máximos

para ambas fases de degradación anaeróbica, además de algunos valores

encontrados en los lixiviados.

22


Tabla 1. Valores de los principales parámetros en fases de degradación anaeróbica (fermentación ácida y Metanogénica) cuantificados en lixiviados (Ehrig, 1999).

En México, desde la publicación de la Norma Oficial Mexicana NOM-083-ECOL-

1996 (SEMARNAT, 1996) se establecen las condiciones que deben reunir los

sitios destinados a la disposición final de los residuos sólidos municipales; Desde

entonces se han instalado en algunos estados de la República Mexicana,

rellenos sanitarios que cumplen con esta norma; pero existe una cantidad no

23


conocida de vertederos a cielo abierto (basureros), algunos oficiales y otros

clandestinos; ya que es la forma más “barata” de operarlos; sin considerar con

algún tipo de regulación de los desechos sólidos municipales que se generan en

las ciudades.

Uno de los problemas principales lo genera la infiltración de lixiviados

provenientes de basureros, derrames químicos o desperdicios líquidos. Esto

produce la degradación local de la calidad del agua subterránea (Díaz y

Arizabalo, 1991).

Durante décadas, esta actividad no representó un problema serio para las

autoridades encargadas del servicio de limpia y disposición de los residuos

sólidos, ya que bastaba con llevarlos fuera de los núcleos urbanos para evitar el

impacto visual y las molestias que podrían ocasionar a la población. La cantidad

generada y sus características de composición, permitían que se reintegraran

rápidamente al ciclo natural, sin ocasionar daños al ambiente, ya que el subsuelo

sí puede usarse para depósitos de desecho (Díaz y Arizabalo, 1991).

Ante estos cambios y frente a la perspectiva de prácticas tradicionales en la

disposición de los residuos sólidos, aparecieron grandes tiraderos a cielo abierto

y tiraderos clandestinos, los cuales constituyen un foco de contaminación grave

para los cuerpos de agua, aire y suelo, así como un medio propicio para el

desarrollo de fauna nociva, lo que pone en riesgo la salud de la población, genera

la degradación de los recursos naturales; y afecta la economía, incluyendo el

deterioro de la imagen urbana del lugar.

En la siguiente figura 9 podemos observar un ejemplo del basurero municipal de

Chihuahua sobre la formación de lixiviados en sitios de disposición final de

residuos sólidos urbanos municipales.

24


Figura 9. Ejemplo de disposición final de los RSU municipales SEDESOL, 2005

25


3.2 Relleno Sanitario (Basurero).

El relleno sanitario es el método más barato y simple de disposición de residuos.

Típicamente un relleno sanitario consiste en depositar en el suelo los residuos

sólidos, los cuales se esparcen y compactan reduciéndolos al menor volumen

posible para que así ocupen menor área. Luego se cubren con una capa de tierra

y se compactan nuevamente al terminar el día (NOM-083-SEMARNAT-2003).

En la Figura 10 se presenta un esquema del RS actual sin control de emisiones

(gas y lixiviado).

Figura 10. Relleno sanitario actual sin control de emisiones (Den Boer et al., 2005)

En la actualidad el RS de la ciudad de Chihuahua no cumple en su totalidad con

la normativa de la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales. Algunas

de las faltas en las que incurre son: −tiempo que transcurre entre la disposición

de los residuos y su cubrimiento−, −distancia mínima a zonas habitacionales−,

−insuficiente recolección y tratamiento de gases y lixiviado− (NOM-083-

SEMARNAT-2003, 2004). Los principales problemas de disposición final de los

residuos en el RS son la emisión de gas y lixiviado. El gas generado, también

llamado biogás, compuesto mayoritariamente por metano (55%) y CO2 (45%),

es consecuencia de la descomposición de los residuos orgánicos. El lixiviado se

genera por el contenido de agua de los residuos y la precipitación pluvial

(McDougall et al., 2002).

26


3.2.1 Marco legal para la disposición de desechos sólidos municipales.

Menciona Kirov (1973) que para un eficiente manejo de los desechos se necesita

un marco legislativo consistente para que pueda funcionar adecuadamente, esto

es porque se ha observado que los países han establecido normas ambientales

que llevan consigo una serie de obligaciones y observaciones, las cuales se

deben efectuar para llevar una gestión ambiental bien controlada, que debe

cumplirse tanto a nivel de gobierno como privado.

Esto ha llevado consigo a que se destinen lugares especiales que capten esta

generación de desechos sólidos, ya que en su mayoría son a cielo abierto, sin

ningún tipo de control o gestión de dicho vertedero.

Según la norma oficial mexicana NOM-083 en México, menciona que los sitios

de disposición final de residuos sólidos municipales generan lixiviados que

contienen diversos contaminantes que pueden afectar los recursos naturales en

especial a los acuíferos y los cuerpos superficiales de agua. Esta es una ley que

establece las condiciones de ubicación, hidrológicas, geológicas e

hidrogeológicas que deben reunir los sitios destinados a la disposición final de

los residuos sólidos municipales, y es de observancia obligatoria para aquellos

que tienen la responsabilidad de la disposición final de los desechos sólidos

municipales, preservar el ambiente y el equilibrio ecológico y minimizar los

efectos contaminantes.

Por otra parte la NOM-083 (SEMARNAT, 2003), indica que para ubicar un sitio

para la disposición final de residuos sólidos municipales, deben realizarse

estudios regionales y locales como a continuación se especifica:

I. Geología: Regional.- describir la estratigrafía, geometría y distribución,

identificación de fallas y fracturas.

II. Geología Local: Determinar las unidades litológicas en el sitio, su

geometría, distribución y presencia de fallas y fracturas, incluir estudios

geofísicos para complementar la información sobre las unidades

litológicas.

III. Hidrogeología: se consideran cinco etapas: (i) Evidencias y uso del agua

subterránea, (ii) Identificación del tipo de acuífero, (iii) Determinación de

27


parámetros hidráulicos de las unidades hidrogeológicas; características

físico- químicas del agua subterránea y características elementales de los

estratos del subsuelo, (iv) Análisis del sistema de flujo, (v) Evaluación del

potencial de contaminación.

IV. Adicionalmente se requiere: Definir la ubicación y distribución de

manantiales, pozos y norias, a escala regional y local, determinando el

volumen de extracción, tendencias de la explotación y planes de

desarrollo en la zona de estudio, e identificar la extensión, geometría y

tipo de acuífero (libre, confinado, semiconfinados); determinando la

profundidad al nivel piezométrico en el sistema acuífero, dirección y

velocidad del agua subterránea a partir de los parámetros de

conductividad hidráulica, carga hidráulica y porosidad efectiva (Kirov,

1973).

3.2.2 Descripción del proceso de relleno sanitario

El Relleno sanitario (RS), es el proceso más frecuentemente utilizado para la

disposición final de los residuos sólidos. En Chihuahua la disposición de los

residuos en el RS consiste en depositarlos en un área de terreno plano. El fondo

del RS está compuesto por una capa de tierra fina que evita de alguna manera

la filtración total de lixiviados (McDougall et al., 2002).

Los residuos depositados son compactados y cubiertos con tierra. A

continuación se presenta en la Figura 11 un diagrama de un RS sin control de

emisiones y con control de emisiones, como proceso opcional (relleno sanitario

moderno). En los RS modernos se propone la disposición segura de los residuos,

desde el punto de vista de salud y ambiental. Para ello se controlan las emisiones

de gases y lixiviados. La recolección de gas se aprovecha para generar energía

y el lixiviado se recupera para su tratamiento (McDougall et al., 2002).

28


Figura 11. Diagrama de flujo de los residuos sólidos en un relleno sanitario McDougall et al., 2002

Las entradas al proceso son los residuos mezclados, electricidad y calor

(empleados en el funcionamiento del RS) y diésel empleado como combustible

en la maquinaria de compactación de los RSU. Las salidas son las emisiones de

gas y de lixiviado.

En la situación actual del RS de Chihuahua, no se realiza recolección de

emisiones (de gas y lixiviado), dispersándose estas al medio ambiente. En un

RS moderno se recolectan el gas para producir energía y el lixiviado generado

es tratado para evitar la contaminación del suelo principalmente.

3.2.3 Descripción del sistema de recolección de residuos sólidos urbanos.

La producción de residuos sólidos urbanos (RSU) generados en la ciudad de

Chihuahua es aproximadamente de 1,000 toneladas diarias, durante el tiempo

de este estudio. El 46% de estos residuos son generados en las viviendas de la

ciudad de Chihuahua (Martínez R., 2006). El sistema de recolección de la Ciudad

de Chihuahua se presenta en la Figura 12.

29


Figura 12. Sistema de recolección-transporte de residuos en la ciudad de Chihuahua

Los camiones salen de la cochera para la recolección de los residuos. Los

operadores de servicio tienen la función de recolectar los residuos no peligrosos

en los domicilios de la ruta asignada (RLMCh, 2007). La disposición final de los

residuos sólidos urbanos es en el relleno sanitario. El término “landfill sanitary” o

relleno sanitario fue usado por primera vez en 1935 en los Estados Unidos de

América (Diaz, 2006).

Los autores Tchobanoglous & Kreith (2002) se refieren al relleno sanitario como

término usado antiguamente donde se colocaban los residuos y al final de día se

cubrían. También menciona que actualmente el relleno sanitario se refiere a una

instalación de ingeniería para la disposición de los residuos sólidos urbanos

diseñada y operada para disminuir daños a la salud pública e impacto ambiental.

Esta definición concuerda con la empleada en la NOM-83-SEMARNAT-2003 y

definida como una obra de infraestructura que involucra métodos y obras de

ingeniería para la disposición final de los residuos sólidos y de manejo especial,

con el fin de controlar, a través de la compactación e infraestructura adicionales

los impactos ambientales.

El relleno sanitario se encuentra ubicado al noreste de la ciudad en un área de

48 hectáreas, con capacidad de 6.5 millones de toneladas (SCS Engineers,

2005). Tiene 15 años de operación y estiman las autoridades municipales que

tiene capacidad para recibir residuos por otros 8 a 10 años más (Martínez R.,

2006).

30


En Chihuahua no existe actualmente un sistema de separación selectiva de

residuos sólidos urbanos. Sin embargo existen los llamados pepenadores que

realizan esta función, ya que separan los materiales susceptibles de venta de los

residuos tales como los diferentes tipos de cartón, aluminio, papel, periódico etc.

Esto desde que se colocan en la acera de las banquetas, al depositarse en el

camión recolector y cuando los residuos se depositan en el relleno sanitario,

como se muestra en la figura 13 y la figura 14.

Esta acción disminuye la cantidad de RSU que se llevan al relleno sanitario, a su

vez las fracciones separadas por los pepenadores se llevan a sitios de recepción

establecidos. Dado que no existen datos relativos a esta actividad, actualmente

se desconocen las cantidades de fracciones separadas que no llegan al relleno

sanitario. En la tabla 2 se muestra las fracciones que componen los RSU y los

componentes que generalmente contiene cada fracción, así como en la tabla 3

se observa la composición de residuos sólidos urbanos generados en la ciudad

de Chihuahua y la comparación de otras ciudades de México.

Tabla 2. Composición de las fracciones separadas Fuente: Den Boer et al., 2005.

31


Tabla 3. Composición de residuos sólidos urbanos generados en Chihuahua y otras ciudades de México Fuente: Den Boer et al., 2005

Figura 13. Pepenadores separando materiales con valor

32


Figura 14. Recolecta final al día de algunos pepenadores

3.2.4 Comparación de fracciones de residuos sólidos urbanos generados en

Chihuahua con otras ciudades.

La comparación de las fracciones expresadas en porcentaje promedio con otras

ciudades de México se presenta en la Tabla 3. Los resultados muestran que

Chihuahua tiene una menor generación de residuos orgánicos que las otras

ciudades. La generación de papel, metal, vidrio y plástico fue mayor comparada

con Guadalajara, Mexicali y Morelia. Esta diferencia se puede explicar por el

hecho de que los resultados de este estudio son de 2006-2007 y las referencias

de las otras ciudades son respectivamente de 2001, 2003 y 2001

respectivamente. (Den Boer et al., 2005). En el período 2000-2006, el promedio

del PIB de México ha sido del orden del 3% con el correspondiente aumento del

nivel de consumo y de la composición de otros materiales distintos de la materia

orgánica en los residuos (INEGI, 2007). La generación per cápita de Chihuahua

es parecida al promedio de Guadalajara y Mexicali.

33


3.3 La Tierra y la Resistividad.

El factor más importante de la resistencia a tierra no es el electrodo en sí, sino la

resistividad del suelo mismo, por ello es requisito conocerla para calcular y

diseñar la puesta a tierra de sistemas. La resistividad del suelo es la propiedad

que tiene éste, para conducir electricidad, es conocida además como la

resistencia específica del terreno.

En su medición, se promedian los efectos de las diferentes capas que componen

el terreno bajo estudio, ya que éstos no suelen ser uniformes en cuanto a su

composición, obteniéndose lo que se denomina "Resistividad Aparente" que

para el interés de este trabajo, será conocida simplemente como "Resistividad

del Terreno".

En la NOM-022-STPS-1999 se define el término resistividad, como la resistencia

que ofrece al paso de la corriente un cubo de terreno de un metro por lado. De

acuerdo con la NOM-008-SCFI-1993, Su representación dimensional debe estar

expresada en Ohm-m, cuya acepción es utilizada internacionalmente.

La resistividad del terreno varía ampliamente a lo largo y ancho del globo

terrestre, estando determinada por:

• Sales solubles • Composición propia del terreno • Estratigrafía • Granulometría • Estado higrométrico • Temperatura • Compactación

3.3.1 Sales Solubles.

La resistividad del suelo es determinada principalmente por su cantidad de

electrolitos; esto es, por la cantidad de humedad, minerales y sales disueltas.

Como ejemplo, para valores de 1% (por peso) de sal (NaCl) o mayores, la

resistividad es prácticamente la misma, pero, para valores menores de esa

cantidad, la resistividad es muy alta.

34


3.3.2 Composición del Terreno.

La composición del terreno depende de la naturaleza del mismo. Por ejemplo, el

suelo de arcilla normal tiene una resistividad de 40-500 ohm-m por lo que una

varilla electrodo enterrada 3 m tendrá una resistencia a tierra de 15 a 200 ohm

respectivamente. En cambio, la resistividad de un terreno rocoso es de 5000

ohm-m o más alta, y tratar de conseguir una resistencia a tierra de unos 100 ohm

o menos con una sola varilla electrodo es virtualmente imposible.

3.3.3 Estratigrafía.

Registra en las rocas: formas, composiciones litológicas, propiedades físicas y

geoquímicas, sucesiones originarias, relaciones de edad, distribución y

contenido de fósiles; todas estas características sirven para reconocer y

reconstruir secuencialmente eventos geológicos.

3.3.4 Granulometría.

Influye bastante sobre la porosidad y el poder retenedor de humedad y sobre la

calidad del contacto con los electrodos aumentando la resistividad con el mayor

tamaño de los granos de la tierra. Por esta razón la resistividad de la grava es

superior a la de la arena y de que ésta sea mayor que la de la arcilla.

3.3.5 Estado Higrométrico.

El contenido de agua y la humedad influyen en forma apreciable. Su valor varía

con el clima, época del año, profundidad y el nivel freático. Como ejemplo, la

resistividad del suelo se eleva considerablemente cuando el contenido de

humedad se reduce a menos del 15% del peso de éste. Pero, un mayor

contenido de humedad del 15% mencionado, causa que la resistividad sea

prácticamente constante (Gómez, 2001).

35


3.3.6 Temperatura.

A medida que desciende la temperatura aumenta la resistividad del terreno y ese

aumento se nota aún más al llegar a 0° C, hasta el punto que, a medida que es

mayor la cantidad de agua en estado de congelación, se va reduciendo el

movimiento de los electrolitos los cuales influyen en la resistividad de la tierra

3.3.7 Compactación.

La resistividad del terreno disminuye al aumentar la compactación del mismo.

Por ello, se procurará siempre colocar los electrodos en los terrenos más

compactos posibles.

3.3.8 Ley de Ohm. El flujo de una corriente eléctrica a través de las rocas o los sedimentos, puede

explicarse mediante la Ley de Ohm que establece que la caída de potencial V

entre 2 puntos por los que circula una corriente eléctrica de intensidad I, es

proporcional a ésta y a la resistencia R que ofrece el medio al pasaje de la

corriente (figura 15).

Figura 15. Ley Ohm

∆V = I. R (1)

La resistencia es función de la naturaleza y la geometría del conductor y si esta

puede asimilarse a una cilindro de longitud L y sección S:

R = p. L / S (2)

36


Ecuación en la que p representa la naturaleza del conductor y se denomina

resistividad. En el caso de la prospección geoeléctrico, es la resistividad de las

rocas o sedimentos. Remplazando R de la ecuación (1) por su equivalente de la

ecuación (2) si tiene que:

∆V = I. p. L / S (3)

La resistividad es una propiedad inversa a la conductividad eléctrica y

generalmente se expresa en ohm por metro (.m). La resistividad de la mayoría

de las rocas y sedimentos secos es elevada, por lo que actúan como

semiconductores, o conductores de baja capacidad.

Este comportamiento cambia significativamente cuando las fisuras o los poros

están ocupados por agua, lo que genera una disminución de la resistividad, o lo

que es lo mismo en aumento en la capacidad de conducción de la corriente

eléctrica. Además del grado de saturación también incide en la resistividad del

medio, el contenido salino del agua; a mayor salinidad, menor resistividad y

viceversa. Los contrastes en las resistividades son los que permiten aplicar exitosamente los métodos de prospección geoeléctrica mediante la inyección de corrientes continuas (Auge, 2008).

En la tabla 4 y 5 se indican las resistividades que caracterizan a los minerales, a

las rocas y a los sedimentos, y dentro de estos últimos también se aprecian

diferencias notorias entre los de grano fino (margas, limos, arcillas), los de grano

mediano (arenas) y grueso (gravas) y sus valores típicos en terreno natural.

37


Tabla 4. Diferentes Resistividades López Hidalgo, 2004.

Tabla 5. Valores típicos en terreno natural Auge, 2008.

38


3.4 Métodos de exploración.

Se han desarrollado muchas técnicas de exploración del suelo, todas apropiadas

para una gran variedad de condiciones. Dentro de los métodos de exploración

de suelos existen dos clasificaciones: métodos directos (sondeos) y métodos

indirectos (geofísica). A continuación se muestra una clasificación general de los

métodos de exploración más usuales y una breve descripción de cada una de

ellas. (Juárez Badillo & Rodríguez Rico, 1998).

3.4.1 Métodos Directos

Método de exploración:

Pozos a cielo abierto. Es el método más satisfactorio para conocer

las condiciones del subsuelo. Consiste en excavar un pozo de

dimensiones suficientes para poder introducirse en él, examinar los

diferentes estratos del suelo en su estado natural y extraer muestras

alteradas e inalteradas. Su aplicación eficiente resulta sobre suelos

cohesivos.

Pala posteadora. Es un método manual de exploración somera que

consiste en hincar un barreno y obtener muestras del tipo alterado, pero

representativas en cuanto al contenido de agua. Se utiliza en lugares

donde otros equipos mecánicos no pueden ser usados.

Tubo Shelby. Consiste en un tubo afilado de 7.5 a 10 cm de diámetro que

se hincan a presión para obtener muestras relativamente inalteradas de

suelos finos blandos o semiduros.

Sondeo de penetración estándar. Con esta técnica se rescatan muestras

alteradas de los suelos y se mide la resistencia al corte con el número de

golpes con el que se hinca el penetrómetro una distancia de 30 cm. El

equipo consta de un penetrómetro el cual se hinca a golpes mediante un

martinete de 63.5 kg que cae desde 76 cm de alto.

Muestreador Denison. Consiste en dos tubos concéntricos que se hinca

en el suelo para obtener muestras alteradas o inalteradas con ayuda de

la inyección de fluido de perforación que se hace circular entre ambos

tubos (Juárez Badillo y Rodríguez Rico, 1998).

39


3.4.2 Métodos Indirectos

Método de exploración

Método sísmico. Consiste en provocar una explosión en un punto

determinado del área a explorar usando una pequeña carga de explosivo,

usualmente nitro amonio. Por la zona a explorar se sitúan geófonos cada

15 o 30 cm. Este procedimiento se funda en la velocidad de propagación

de las ondas vibratorias de tipo sísmico a través de diferentes medios

materiales.

Método de resistividad eléctrica. Consiste en inducir una corriente

eléctrica a través de los suelos, de tal forma que se presente una mayor

o menor resistividad eléctrica para determinar la presencia de estratos de

roca en el subsuelo. Mayores resistividades corresponden a rocas duras,

siguiendo con rocas suaves y así sucesivamente hasta valores menores

correspondientes a suelos suaves saturados.

Métodos magnéticos y gravimétricos. Para el primero se utiliza un

magnetómetro, que mide la componente vertical del campo magnético

terrestre en la zona considerada en varias estaciones próximas entre sí.

En los métodos gravimétricos se mide a aceleración del campo

gravitacional en diversos puntos de la zona a explorar (Juárez Badillo y

Rodríguez Rico, 1998).

3.5 Importancia de la Geofísica.

La utilización de métodos geofísicos es una de las maneras más rápidas y

baratas de estudiar las propiedades de las superficies de poca profundidad, cosa

que podría ser de interés para proyectos de ingeniería y del medio ambiente en

la actualidad. La mayoría de los métodos geofísicos son excelentes para

descubrir varias capas y discontinuidades en la tierra. Su principal desventaja es

que los resultados son de forma indirecta y no se saca ninguna muestra del

subsuelo. Sin embargo, se pueden combinar los resultados de diferentes

métodos para reducir la ambigüedad.

40


Los sondeos eléctricos verticales (SEV), son una variante dentro de los métodos

eléctricos. La finalidad de su aplicación es la determinación de las variaciones

de la resistividad de las rocas que conforman el subsuelo, mediante mediciones

en la superficie del terreno a través de diferentes arreglos geoeléctricos. Casi

todos los métodos eléctricos requieren del uso de cuatro electrodos.

Los diferentes dispositivos geoeléctricos sólo difieren por la disposición de los

electrodos. Dos se usan para introducir una señal de corriente eléctrica variable

de muy baja frecuencia, lo que permite considerarla como una corriente directa;

y otro par de electrodos para medir las variaciones del voltaje, diferencia de

potencia, que se establece entre ellos como resultado del paso de la corriente

eléctrica (UPBC, 2011).

La técnica del SEV involucra una serie de mediciones de la intensidad de

corriente y de la diferencia de potencial para una serie de separaciones de

electrodos sucesivamente creciente según una progresión geométrica. La

combinación del valor de la intensidad de corriente introducida, de la señal de

voltaje y la disposición en el terreno de los electrodos, se traduce en una

medición de la resistividad aparente del terreno, mediante el uso de las leyes de

la electricidad (UPBC, 2011).

Las determinaciones sucesivas de la resistividad aparente y de su

correspondiente separación de electrodos de introducción de la corriente se

traducen en un gráfico resistividad vs. Separación electródica denominada curva

de resistividad, la cual mediante procedimientos matemáticos de inversión, se

transforma en curvas de resistividad vs. Profundidad (UPBC, 2011).

Por lo general, a las curvas de resistividad aparente del SEV, se les realiza la

inversión de Occam, para obtener la variación de la resistividad en función de la

profundidad. Este algoritmo de inversión, 1 D, se fundamenta en el criterio de

obtener un modelo de capas que sea lo más simple y suave posible. Con este

algoritmo no se requiere la propuesta de un modelo inicial (UPBC, 2011).

Con el resultado de dichas inversiones se construyen secciones verticales de

resistividad y planos de isovalores de resistividad a diferentes profundidades.

Posteriormente puede recurrirse a modelos bidimensionales, 2D, o

41


tridimensionales, 3D, mediante los cuales se simula la resistividad real de las

capas del subsuelo para obtener perfiles de resistividad aparente sintéticos, lo

más similares posible a los obtenidos en campo (UPBC, 2011).

Las técnicas de inversión consisten en establecer los parámetros de un modelo

supuesto y, mediante un algoritmo, hacer variar sistemáticamente estos

parámetros hasta obtener un buen ajuste entre los resultados del modelo y los

datos observados (figura 5.6). Por ello, es muy importante que la interpretación

de los datos de resistividad vaya, todo el tiempo, de la mano del conocimiento

que se tenga de la geología del subsuelo (UPBC, 2011).

3.6 Exploración Geofísica.

A fin de investigar cuales podrían ser las características físicas de las unidades

que se encuentran en el subsuelo en el basurero municipal de chihuahua; fue

necesario recurrir a los métodos indirectos como se mencionó anteriormente en

el texto, que se aplica a través de la geofísica, utilizando para el presente estudio

el método eléctrico a través de la aplicación del sondeo eléctrico vertical (SEV),

que consiste en introducir corriente eléctrica al subsuelo a través de dos

electrodos que van clavados en el suelo y que reciben el nombre de electrodos

de corriente y otro par de electrodos denominados electrodos de potencial y son

los encargados de medir la diferencia de potencial que se establece entre los

electrodos de corriente al paso de la corriente eléctrica, en términos de

resistividad.

A la forma en que se disponen los electrodos se les denomina arreglo o

dispositivo, en este caso se utilizó el Schlumberger y el Wenner los cuales son

arreglos tetraelectródicos por la utilización de los cuatro electrodos. La figura

No.16 ilustra cómo van dispuestos los electrodos en el método Schlumberger y

en la figura No. 17 y 18 se ilustra el del método Wenner.

42


3.6.1 Método Schlumberger.

El método de Schlumberger también emplea 4 electrodos, pero en este caso la

separación entre los electrodos centrales o de potencial (a) se mantiene

constante, y las mediciones se realizan variando la distancia de los electrodos

exteriores a partir de los electrodos interiores, a distancia múltiplos (na) de la

separación base de los electrodos internos (a). Es de gran utilidad cuando se

requieren conocer las resistividades de capas más profundas, sin necesidad de

realizar muchas mediciones como con el método Wenner. Se utiliza también

cuando los aparatos de medición son poco inteligentes. Solamente se

recomienda hacer mediciones a 90 grados para que no resulten afectadas las

lecturas por estructuras subterráneas (Corrwin, 2008; Rhoades, 1976).

Figura 16. Arreglo Schlumberger

43


En pocas palabras en la medición están situados en línea recta y ubicando un

punto de referencia; la variante de este dispositivo está en que la distancia entre

los electrodos de medición M y N debe ser menor que un tercio de la distancia

entre los electrodos de emisión A y B rAB ⟨⟨⟨ rM N

3 , para mayor seguridad se

adopta que la distancia entre los electrodos de medición M y N debe ser la quinta

parte de la distancia entre los electrodos de emisión rAB ⟨⟨⟨ rM N

5

Figura 17. Esquema del dispositivo simétrico de Schlumberger Corrwin, 2008; Rhoades, 1976

3.6.2 Método Wenner.

En el arreglo Wenner, cuatro electrodos son inyectados en la superficie del suelo

a lo largo de una línea recta a unas distancias predeterminadas (a). La

resistencia eléctrica a un flujo de corriente es medida entre un par de electrodos

(P1 y P2) mientras la corriente eléctrica fluye a través del suelo inyectada a este

por los electrodos externos (C1 y C2) (Corwin, 2008; Rhoades, 1976.)

Cuando una fuente de corriente eléctrica es usada para inyectar esta corriente

(I) en la superficie del suelo con una resistividad eléctrica característica o bien

llamada resistividad aparente (𝜌𝑎), el potencial eléctrico (V) a una distancia (𝑟0)

puede ser expresada por la siguiente ecuación (Kachanoski, 1988):

44


∞ 𝜌 𝑎𝐼 𝜌𝑎𝐼

Donde V es el potencial eléctrico, I es la corriente, 𝜌𝑎 es la resistividad y

𝑟0 es el radio de la superficie equipotencial.

Donde 𝜋 ≈ 3.14 y R es la resistencia medida para un determinado espacio

entre electrodos (a).

Figura 18. Diagrama de electrodos en arreglo Wenner Rhoades, 1976

La finalidad del sondeo eléctrico vertical (SEV) es la determinación del número

de capas del subsuelo, a partir de medidas de la diferencia de potencial en la

superficie. Se utiliza para determinar las variaciones de la resistividad con la

profundidad. (Cárdenas Valencia & Galavis García, 2011).

45


Figura 19. Principio del SEV. A medida que A y B se separan, la corriente va penetrando en las

capas más profundas, García, 2011

3.7 Medios estratificados. Cortes geoeléctricos, notación y nomenclatura.

Consideremos un medio estratificado general, compuesto por dos semi-

espacios. El primero de ellos, de conductividad nula, representa la atmósfera; el

segundo, que representa el terreno, es un medio heterogéneo compuesto de

medios parciales homogéneos e isótropos, de extensión lateral indefinida y

cuyas superficies de separación son paralelas entre sí y al plano aire terreno.

Para caracterizar cada medio estratificado, bastará dar el espesor Ei y la

resistividad ρi de cada medio parcial isótropo de índice i, enumerando éstos de

arriba abajo, esto es, comenzando por el medio contiguo al semi-espacio que

representa la atmósfera. Cada uno de estos medios parciales será denominado

capa geoeléctrica. Las distancias de la superficie límite.

46


Figura 20. Corte geoeléctrico estratificado y su notación Orellana, E. y H. M. Mooney 1966

Aire-tierra a cada una de las demás, o sea las profundidades de los “contactos”

respectivos se representarán por z1, z2, z3, etc. la especificación de espesores

y resistividades de cada medio estratificado del tipo descrito, recibe el nombre

de corte geoeléctrico. Un corte geoeléctrico compuesto por n capas requiere para

su especificación el conocimiento de n resistividades y n – 1 espesores o n – 1

profundidades1 (puesto que la última capa, denominada sustrato, tiene siempre

espesor infinito) o sea en total 2 n – 1 parámetros.

Los cortes geoeléctricos pueden clasificarse atendiendo al número de capas que

los componen. Los cortes del mismo número de capas pueden subdividirse

según el orden en que aparezcan, en los sucesivos contactos, resistividades

mayores o menores que en la capa supra yacente. Para el uso más cómodo de

esta clasificación, es muy conveniente establecer algún sistema de notación.

Emplearemos aquí la seguida por los autores soviéticos cuyo origen exacto

desconocemos y que ha sido introducida hace pocos años en Occidente

(Orellana, 1965; Orellana & Money, 1966; Keller & Frischknecht, 1966;

Bhattachary & Patra, y otros) Los símbolos de esta notación son los siguientes:

47


a) Los cortes de dos capas, de los cuales existen dos tipos (ρ1 < ρ2 y ρ1 > ρ2)

no llevan símbolo especial.

b) Las letras latinas H, K, Q, A, representan respectivamente los cuatro tipos

posibles para cortes geoeléctricos de tres capas son:

c) Los cortes de cuatro capas se distribuyen en 8 grupos, que se designan como

combinación de los anteriores; para ello se consideran las tres primeras capas y

se les asigna la letra correspondiente de la lista anterior; luego se hace lo propio

con las tres últimas capas. Así, el tipo AA corresponde a la combinación de

resistividades ρ1 < ρ2 < ρ3 < ρ4 y el HK a ρ1 > ρ2 > ρ3 > ρ4. Sólo son posibles

los tipos siguientes:

Los tipos KK, HH, HQ, etc., carecen de sentido, pues implican condiciones

contradictorias.

d) Los cortes de cinco o más capas se simbolizan siguiendo el mismo método.

Se consideran en primer lugar las tres primeras capas y se les asigna la letra

correspondiente indicada en el párrafo b); luego se hace lo mismo con las capas

segunda, tercera y cuarta, después con la tercera, cuarta y quinta, etc.

Dado un tipo de corte geoeléctrico de n – 1 capas, pueden deducirse de él dos

tipos diferentes de cortes de n capas, según sea la que se añada (por debajo de

la última, dando a ésta previamente espesor finito) sea más conductora o más

resistiva que la anterior. Para el caso de dos capas existen dos tipos: luego, en

general, existirán 2n-1 tipos de n capas.

48


Si al representar gráficamente la distribución de resistividades en un corte

geoeléctrico empleamos escalas logarítmicas en ambos ejes se obtendrá una

gráfica escalonada del mismo tipo que las representadas en la figura 21 aunque

quedará modificado el tamaño de los escalones. Llamaremos a estos gráficos

logarítmicos curvas de resistividades verdaderas abreviadamente CRV.

Si, dado un corte geoeléctrico, cambiamos las resistividades ρ1, ρ2, ρ3, etc., por

sus valores respectivos ρ1-1, ρ2-1, ρ3-1, etc., y conservamos fijos los espesores

E1, E2, etc., el nuevo corte se llama recíproco del anterior.

Teniendo en cuenta las propiedades de la representación logarítmica resulta

que, si dos cortes son recíprocos entre sí, sus respectivas CRV serán

mutuamente simétricas respecto del eje de abscisas (p = 1) (Orellana, E., 1972)

49


Figura 21. Curvas de resistividad verdadera (CRV) para diversos cortes geoeléctricos. Nomenclatura de los tipos de cortes ORELLANA, 1965;

ORELLANA y Money, 1966

50


3.8 Interpretación de las curvas de resistividad aparente.

Antes de interpretar una curva cuantitativamente se debe razonar

cualitativamente el número de capas y la nomenclatura del corte. La primera

fase de la interpretación consiste en conseguir el corte geoeléctrico, formado por

espesores y resistividades. Esto puede realizarse superponiendo la curva

obtenida en el campo a gráficos patrón o mediante programas de ordenador

(Orellana, 1972).

La segunda fase de la interpretación es convertir el corte geoeléctrico en un corte

geológico. Esta etapa precisa de un conocimiento geológico de la región, pues

ya hemos comentado que, aunque intentamos reconocer las formaciones por su

resistividad eléctrica, un valor determinado, por ejemplo 100 Ω.m puede

corresponder a diversos tipos de roca. Esta incertidumbre puede solucionarse si

se han realizado en la zona otros SEV en lugares en que se disponga también

de datos geológicos. De este modo se habrá tomado nota de una equivalencia

entre litologías y resistividades en esa zona. (Orellana, 1972).

3.9 Criterios para la Interpretación de los Resultados.

Las campañas de Sondeos Eléctricos Verticales tienen como finalidad

determinar la estructura del subsuelo en la zona de estudio. La denominación

de interpretación de las curvas de SEV abarca un extenso y complejo trabajo.

Con este nombre se conoce el proceso de correlación de las capas del corte

geoeléctrico con la estratificación.

51


El trabajo de interpretación, que se realiza no sólo después de terminada la

exploración de campo, sino durante la misma, se puede dividir

esquemáticamente en tres etapas:

1. Estudio del corte geoeléctrico.

2. Interpretación Cualitativa de las curvas de SEV.

3. Interpretación Cuantitativa de las curvas de SEV.

Las etapas citadas se encuentran estrechamente relacionadas entre sí y con

frecuencia se solapan y complementan unas con otras, componiendo un eslabón

único en el proceso de interpretación geológica. La interpretación cualitativa es

una etapa muy importante en el trabajo y habitualmente precede a la

interpretación cuantitativa.

En dicha etapa, se estudia cuidadosamente todo el material de la exploración

eléctrica, analizando el aspecto de las curvas, sus particularidades y cambios.

Se estudian los resultados de los sondeos mecánicos y las digrafías eléctricas

hechas en ellos, se determinan los horizontes de apoyo; se calculan los

parámetros de las capas eléctricas y los cambios de los diversos tipos de curvas

de SEV, perfiles y mapas de resistividades aparentes y conductancias, de la

variación de la posición de los puntos extremos de las curvas se SEV, y otros

perfiles y mapas que den una idea general cualitativa de la geología del terreno

explorado. Los resultados de este análisis de las curvas de SEV junto con otros

datos del terreno nos sirven para llegar, de modo definitivo, a una interpretación

cuantitativa.

También suelen ayudar en esta interpretación cuantitativa de las curvas de SEV,

los planos del relieve de la superficie del horizonte de apoyo geoeléctrico y los

cortes geoeléctricos. Existen calculadas curvas teóricas para el caso de varias

capas, curvas-patrón representadas en colecciones convenientemente

ordenadas.

Hay diversas tablas de varios autores que dejan un amplio rango de valores a

ciertas litologías, pues de acuerdo a sus relaciones con el medio su variación

ocurre (Kalenov, 1987).

52


Capítulo IV

4.1 Medio Físico en la zona de estudio.

4.1.1 Ubicación de la ciudad de Chihuahua.

El Estado de Chihuahua se encuentra localizado en la parte norte de la República

Mexicana, con una extensión territorial de 247,087 km2, que representa el 12.6%

del territorio mexicano (INEGI, 1999). La ciudad de Chihuahua es la capital del

estado y tiene una población cercana al millón de personas, de la cual el 60% es

menor de 30 años, según el Gobierno Municipal de Chihuahua (GMCh, 2007).

El municipio de Chihuahua concentra el 23% de la población del estado, la cual

creció a una tasa media anual de 1.1% del 2000 a 2005, según datos del Instituto

Nacional de Geografía Estadística e Informática (INEGI, 2005). En la Figura 22

se presenta un mapa con la localización de la ciudad de Chihuahua dentro de la

República Mexicana.

Figura 22. Ubicación de la ciudad de Chihuahua en México

53


4.1.2 Ubicación de la ciudad del acuífero Tabalaopa – Aldama.

El Acuífero Tabalaopa-Aldama, definido con la clave 0835 en el Sistema de

Información Geográfica para el Manejo del Agua Subterránea (SIGMAS) de la

CONAGUA, se localiza en la porción central del Estado de Chihuahua, entre os

paralelos 28º 32’30” y 29º 0’ 0” de latitud norte y los meridianos 106º 10’ 0” y 105º

52’ 0” de longitud oeste, cubre una superficie de 728 km2.

Colinda al norte con el acuífero Laguna El Diablo y Laguna de Hormigas, al

oriente con Aldama-San Diego, al occidente con el Acuífero Chihuahua-

Sacramento, mientras que al sur colinda con el Acuífero Villalba, todos en el

estado de Chihuahua (Figura 23).

Geopolíticamente el acuífero abarca parcialmente los municipios Aldama,

Aquiles Serdán y Chihuahua.

Figura 23. Localización Acuífero Tabalaopa – Aldama, CONAGUA 2004

54


La poligonal simplificada que delimita el acuífero se encuentra definida por los

vértices cuyas coordenadas se muestran en la Tabla 6.

Tabla 6. Coordenadas poligonales del acuífero CONAGUA 2004.

4.1.3 Tipo de acuífero

El Acuífero Tabalaopa-Aldama es de tipo libre, presenta una permeabilidad que

varía de media a baja y se aloja en sedimentos aluviales depositados en el centro

del valle, constituidos por arenas intercaladas con arcillas y limos estratificados,

cuyo espesor puede alcanzar los 800 m. La fuente principal de recarga es el

agua de lluvia que se infiltra en las zonas topográficamente altas, una menor

fuente de recarga está representada por infiltración vertical del agua de lluvia

que se precipita en el valle. En la figura 24 se da una pequeña descripción de los

diferentes tipos de acuíferos que existen en general en el estado de Chihuahua.

Figura 24.Tipos de acuíferos, Trejo 2014

55


4.1.4 Ubicación del basurero municipal de Chihuahua.

El área del basurero municipal de Chihuahua se localiza al noreste de la presa

Chihuahua, ver Figura 25 de localización del Área de Estudio, dentro de las

coordenadas en Grados Minutos y Segundos:

• Noreste 28°41'53.72"N 106° 2'31.10"O

• Sureste 28°41'37.68"N 106° 2'13.62"O

• Noroeste 28°42'17.13"N 106° 2'24.90"O

• Suroeste 28°41'59.20"N 106° 1'58.66"O

El acceso se realiza partiendo de la Ciudad de Chihuahua por la carretera estatal

Chihuahua-Juan Aldama Km 7.5., para después tomar una carretera

pavimentada hacia el relleno sanitario con rumbo paralelo a la Sierra Nombre de

Dios.

Figura 25. Imagen de la ubicación del Basurero

56


4.1.5 Geología en la zona de estudio.

Figura 26. Mapa Geología dentro de la zona de estudio

A continuación se hace una breve descripción dentro de la zona de investigación

de las características principales y el origen de la geología correspondiente, esto

gracias a la utilización del software Arc GIS 10.3 y al shapefile de geología

descargado de la página de INEGI 2016, para poder tener más información para

la interpretación de los resultados al final.

57


Rocas Intrusivas:

Las rocas intrusivas, un tipo de roca ígnea, derivan directamente del magma y

se solidifican dentro de la tierra, es por eso que se enfrían lentamente (proceso

que puede tardar desde miles a millones de años para que se solidifiquen por

completo). El ritmo de enfriamiento de las rocas intrusivas permite que se formen

cristales visibles a simple vista, que hacen que la roca tenga granos más

gruesos, a comparación de las rocas extrusivas. La Riolita es un ejemplo de roca

ígnea intrusiva (Martin, V, 2012).

Conglomerado:

Su génesis implica un intenso proceso de transporte y erosión del agua, que

redondea los fragmentos de las rocas y su posterior acumulación

(sedimentación). Los principales medios sedimentarios donde se originan los

conglomerados son: Los causes existentes en los abanicos aluviales formados

por torrentes, los cauces por ramblas y ríos, y además son más abundantes en

zonas cercanas a las montañas o en las zonas bajas de los valles (Guillén F,

.2002)

Riolita:

La riolita es una roca eruptiva de estructura vítrea y colores claros. Pertenece a

la familia de los granitos, es decir, contiene cuarzos, feldespatos y biotitas.

Aunque los piroxenos (grupo de silicatos) son característicos de las rocas

volcánicas, la riolita los posee en menor proporción, probablemente por la

diferencia en la temperatura de consolidación con el granito más alta que en

éste, (ASOCAE, 2013).

La toba ácida (sic):

Es un tipo de roca ígnea volcánica, ligera, de consistencia porosa, formada por

la acumulación de cenizas u otros elementos volcánicos muy pequeños

expelidos por los respiraderos durante una erupción volcánica. Se forma

principalmente por la deposición de cenizas y lapilli durante las erupciones

piroclásticas. Su velocidad de enfriamiento es más rápida que en el caso de

rocas intrusivas como el granito y con una menor concentración en cristales. No

hay que confundirla con la toba calcárea ni tampoco con la pumita (SGM, 2002).

58


4.1.6 Clima en la zona de estudio.

Figura 27. Mapa de clima dentro de la zona de estudio


de las características principales y el origen del clima correspondiente, esto

gracias a la utilización del software Arc GIS 10.3 y al shapefile de clima



59


BSokw:

Clima semiárido, seco, templado, con una temperatura media anual entre los 12

y 18 °C, con una temperatura del mes más frío menor entre 3 y 18 °C y el mes

más caliente menor a 22°C, con lluvias de verano y un porcentaje de

precipitación invernal que oscila entre el 5 y 10.2 % (Servicio Meteorológico

Nacional, 2010)

Heladas y granizadas:

Ya que en la entidad predominan los climas extremosos, es natural que las

heladas incidan sobre la totalidad de su superficie en proporción apreciable. Las

granizadas en cambio, son escasas o inapreciables ya que en el verano, que es

la estación en que tales precipitaciones conectivas se producen

preferentemente, llueve muy poco en el estado.

Heladas:

En altitudes mayores (relacionadas con climas secos templados) se acentúa el

fenómeno y se presentan en promedio, unos 20 a 40 días al año. Este fenómeno

se presenta con mayor frecuencia durante los meses de noviembre a febrero y

en particular en diciembre y enero.

Granizada:

La mayor incidencia de granizadas se produce en el verano, en particular los

meses de junio y julio (SMN, 2010).

60


4.1.7 Edafología en la zona de estudio.

Figura 28. Mapa de edafología en la zona de estudio


de las características principales y el origen de la edafología correspondiente,

esto gracias a la utilización del software ArcGIS 10.3 y al shapefile de edafología



61


Leptosoles:

Los Leptosoles son suelos poco profundos que recubren una roca continua, o

suelos muy pedregosos. Muchos Leptosoles tienen un horizonte superficial rico

en humus y algunos también un horizonte subsuperficial fino y poco desarrollado,

pero todos ellos carecen de horizontes gruesos o bien desarrollados en el

subsuelo. Según algunas clasificaciones tradicionales de suelos, los Leptosoles

sobre roca caliza pertenecen a las rendzinas y aquellos sobre rocas sin

carbonatos, Los Leptosoles son suelos poco profundos que recubren una roca

continua, o suelos muy pedregosos. Muchos Leptosoles tienen un horizonte

superficial rico en humus y algunos también un horizonte subsuperficial fino y

poco desarrollado, pero todos ellos carecen de horizontes gruesos o bien

desarrollados en el subsuelo. Según algunas clasificaciones tradicionales de

suelos, los Leptosoles sobre roca caliza pertenecen a las rendzinas y aquellos

sobre rocas sin carbonatos, como el granito (INEGI, 2009).

Phaeozems:

Los Phaeozems se caracterizan por presentar un horizonte superficial oscuro,

rico en humus. Suelos de este tipo se encuentran principalmente en las regiones

templadas que no son ni muy continentales, ni muy oceánicas. Su elevada

humedad impide que se acumulen los carbonatos o la sal. Debido a su alto

contenido en iones de calcio, que se unen a las partículas del suelo, los

Phaeozems presentan una estructura muy permeable y bien agregada (INEGI,

2009).

62


4.1.8 Red hidrológica en la zona de estudio.

Figura 29. Mapa de la red hídrica dentro de la zona de estudio


de las características principales, así como el origen de la red hídrica

principalmente por los escurrimientos de agua superficial de la sierra nombre de

dios, hacia la dirección sureste del relleno sanitario. Esto gracias a la utilización

del software ArcGISs 10.3 y al shapefile de red hídrica descargado de la página

de INEGI 2016, para poder tener más información y mejor interpretación de los

resultados. El flujo subterráneo va hacia el sureste rumbo al municipio de

Aldama, de igual manera que la superficial como se muestra en el mapa, para

mejor referencia en la figura 30 se muestran las direcciones principales cerca de

la zona de estudio (Relleno sanitario de la ciudad de Chihuahua).

63


Figura 30. Direcciones preferenciales del flujo subterráneo

La secuencia estratigráfica contiene unidades desde el Precámbrico hasta el

Reciente. El basamento sobre el que descansa la secuencia Paleozoica y

Mesozoica está constituido por rocas gnéisicas, anfibolíticas, graníticas y

metamórficas del Precámbrico. Las rocas del basamento han sido sometidas a

fases compresivas y distensivas que conforman grandes bloques emergidos y/o

hundidos que en ocasiones denotan movimientos horizontales de transcurrencia

o cabalgamiento, controlando la sedimentación y sus posteriores deformaciones.

La Sierra de Nombre de Dios es un anticlinal de 30 km de longitud y una altura

de 1,700 m.s.n.m. (Arámbula, 1996).

64


4.1.9 Ubicación de los puntos de sondeos eléctricos (SEV).

Con lo anteriormente mencionado sobre los flujos superficiales, así como los

flujos subterráneos y sus diferentes direcciones, se determinaron los puntos a

realizar los SEV y con ello las secciones para realizar los perfiles eléctricos en la

zona de estudio, en este caso la celda número 1 del basurero municipal de

Chihuahua. En la figura 31 y 32 se observa con mayor detalle la ubicación de

estos puntos y secciones.

Figura 31. Ubicación de los SEV

Perímetro Celda 1

Perímetro RS

Sondeo Wenner

Sondeo Schlumberger

65


Figura 32. Selección y ubicación de las secciones

Perímetro Celda 1

Perímetro RS

Sección 1

Sección 2

Sección 3

Sección 4

Sección 5

Sondeo Wenner

Sondeo Schlumberger

66


Tabla 7. Coordenadas de los Sondeos Wenner.

SONDEOS LAT LONG

WENNER 1 28°42'7.99"N 106° 2'10.47"O

WENNER 2 28°42'6.15"N 106° 2'7.65"O

WENNER 3 28°42'4.63"N 106° 2'4.86"O

WENNER 4 28°42'2.49"N 106° 2'1.74"O

WENNER 5 28°41'50.06"N 106° 1'54.90"O

WENNER 6 28°41'53.15"N 106° 1'52.51"O

WENNER 7 28°41'55.66"N 106° 1'49.48"O

WENNER 8 28°41'59.57"N 106° 1'49.18"O

WENNER 9 28°42'1.08"N 106° 1'42.03"O

WENNER 10 28°42'5.22"N 106° 1'43.23"O

WENNER 11 28°42'9.23"N 106° 1'36.97"O

WENNER 12 28°42'14.28"N 106° 1'36.00"O

67


Tabla 8. Coordenadas de los Sondeos Schlumberger.

SONDEOS LAT LONG

SCHLUMBERGER 1 28°42'7.69"N 106° 2'5.55"O

SCHLUMBERGER 2 28°42'5.90"N 106° 2'1.92"O

SCHLUMBERGER 3 28°41'55.52"N 106° 1'55.58"O

SCHLUMBERGER 4 28°41'52.38"N 106° 1'48.29"O

SCHLUMBERGER 5 28°42'3.41"N 106° 1'41.45"O

SCHLUMBERGER 6 28°42'9.97"N 106° 1'37.92"O

68


Capítulo V

5.1 Trabajo en campo en la zona de investigación.

5.1.1 Información Geofísica.

Este estudio se realizará en la celda 1 del Basurero Municipal de Chihuahua donde

se seleccionaron 18 puntos con el sistema de posicionamiento global (GPS),

sacando las coordenadas geográficas de cada punto, donde se llevara a cabo los

métodos geofísicos (Wenner y Schlumberger) en la celda 1. Los primeros 12 puntos

se les aplicará el sondeo del método Wenner, al resto se aplicará el sondeo del

método Schlumberger.

Figura 33. Aparato geofísico medidor de resistividad

Para poder obtener las medidas de resistividad de los diferentes SEV´s se utilizó un

equipo de resistividad y polarización con la configuración Wenner y Schlumberger

donde se introducirán en el SYSCAL Junior Resistivity Meter (Figura 33). El cual fue

otorgado por el laboratorio de geofísica de la Facultad de Ingeniería UACH.

69


5.1.2 Descripción del equipo.

El SYSCAL Junior es un medidor de resistividad del suelo portable con memoria

para el almacenamiento de lecturas y con la posibilidad de que el usuario defina los

siclos de medición. Este aparato provee la más alta aproximación y lo más bajos

niveles de ruido en la industria.

Este aparato nos provee diferentes tipos de medición como lo son:

• Resistividad aparente

• Resistencia

• Voltaje

• Voltaje de batería.

Así como métodos pre programados como son:

• Schlumberger

• Wenner

• Dipolo-Dipolo

• Polo-Dipolo

• Polo-Polo

• Resistividad

• Métodos definidos por el usuario

El SYSCAL Junior presenta muchos beneficios como lo son:

• Construido para soportar el uso rudo.

• Construido para durar en condiciones reales de campo.

• Menú de fácil manejo y comprensión.

• La mejor aproximación y educción de ruidos en la industria.

• Gran capacidad de memoria interna para almacenar resultados de

mediciones.

70


5.1.3 Procedimiento de Sondeo Eléctrico Vertical.

Los datos geofísicos por medio del trabajo en campo, serán obtenidos por una

brigada integrada por un técnico geofísico y cuatro ayudantes (recomendable), ya

con el equipo formado se utilizaron 4 electrodos (estacas), cuatro carretes de cable

conductor calibre 10 para electrodos externos e internos y herramienta variada,

como cinta métrica, cinta negra, marros, radios, cámara, navaja, entre otros.

Figura 34. Equipo completo para realizar los SEV´s en campo

Figura 35. Instalación del Syscal Junior para empezar los SEV´s

71


Figura 35. Procedimiento de Sondeo Eléctrico Vertical

Figura 36. Procedimiento de Sondeo Eléctrico Vertical

72


5.1.4 Obtención de Datos en Campo.

Las actividades de geofísica consistieron en la utilización del método de

resistividades que es el sondeo eléctrico vertical (SEV); que se basa en obtener

mediciones de voltaje e intensidad de corriente para introducciones sucesivas de

una energía eléctrica y determinar la variación de la resistividad del terreno a

diferentes profundidades.

En este caso en especial para poder localizar donde se encuentra la pluma

contaminante en el subsuelo, ver el comportamiento de la infiltración de los

lixiviados, dependiendo de los tipos de materiales que existen en el subsuelo por la

interpretación del estudio geofísico. Y con ello poder ver la relación que tienen estos

contaminantes con el acuífero Talabaopa – Aldama en la zona de estudio.

A continuación se muestran los datos de las hojas en campo, previamente pasados

en el programa de Excel de los 18 Sondeos Eléctricos Verticales realizados por el

método de Wenner (12) y Schlumberger (8), en el basurero municipal de Chihuahua.

Tabla 9. Datos del Sondeo Eléctrico Vertical 1 Arreglo Wenner.

No. a AB/2 MN/2 RESISTIVIDAD 1 0.4 0.6 0.2 86.3 2 1 1.5 0.5 86.02 3 1.6 2.4 0.8 164.27 4 2.4 3.6 1.2 196.45 5 3.6 5.4 1.8 332.32 6 4.4 6.6 2.2 323.64 7 5.8 8.7 2.9 288.13 8 6.8 10.2 3.4 294.44 9 7.8 11.7 3.9 276.65

10 8.8 13.2 4.4 245.29 11 9.8 14.7 4.9 207.65 12 10.8 16.2 5.4 187.18 13 16 24 8 151.18 14 20 30 10 132.91

Sondeo 1: Arreglo Wenner Coordenadas: 28.702219 -106.036243 Lugar: Basurero Municipal de Chihuahua '' Celda 1''

73




10 8.8 13.2 4.4 178.44 11 9.8 14.7 4.9 159.65 12 10.8 16.2 5.4 157.65 13 16 24 8 141.19 14 20 30 10 185.77




10 8.8 13.2 4.4 175.05 11 9.8 14.7 4.9 161.78 12 10.8 16.2 5.4 159.45 13 16 24 8 133.32 14 20 30 10 126.35


74




10 8.8 13.2 4.4 209.91 11 9.8 14.7 4.9 197.15 12 10.8 16.2 5.4 184.92 13 16 24 8 177.27 14 20 30 10 178.09




10 8.8 13.2 4.4 235.43 11 9.8 14.7 4.9 225.33 12 10.8 16.2 5.4 222.14 13 16 24 8 230.29 14 20 30 10 220.39


75




10 8.8 13.2 4.4 248.16 11 9.8 14.7 4.9 209.56 12 10.8 16.2 5.4 212.17 13 16 24 8 194.33 14 20 30 10 180.35



No. a AB/2 MN/2 RESISTIVIDAD

1 0.4 0.6 0.2 140.92 2 1 1.5 0.5 154.31 3 1.6 2.4 0.8 283.15 4 2.4 3.6 1.2 302.61 5 3.6 5.4 1.8 474.93 6 4.4 6.6 2.2 474.96 7 5.8 8.7 2.9 381.28 8 6.8 10.2 3.4 374.98 9 7.8 11.7 3.9 336.98

10 8.8 13.2 4.4 296.9 11 9.8 14.7 4.9 257.6 12 10.8 16.2 5.4 234.29 13 16 24 8 223.96 14 20 30 10 190.84


76




10 8.8 13.2 4.4 185.15 11 9.8 14.7 4.9 162.93 12 10.8 16.2 5.4 160.04 13 16 24 8 154.78 14 20 30 10 134.92




10 8.8 13.2 4.4 211.88 11 9.8 14.7 4.9 192.58 12 10.8 16.2 5.4 177.26 13 16 24 8 164.43 14 20 30 10 136.37


77




10 8.8 13.2 4.4 329.71 11 9.8 14.7 4.9 288.2 12 10.8 16.2 5.4 270.49 13 16 24 8 220.11 14 20 30 10 180.44

Sondeo 9: Arreglo Wenner

28.701449° - Coordenadas: 106.028675° Lugar: Basurero Municipal de Chihuahua '' Celda 1''



10 8.8 13.2 4.4 151.58 11 9.8 14.7 4.9 139.04 12 10.8 16.2 5.4 143.06 13 16 24 8 151.71 14 20 30 10 145.68



78




10 8.8 13.2 4.4 217.26 11 9.8 14.7 4.9 193.19 12 10.8 16.2 5.4 182.15 13 16 24 8 155.28 14 20 30 10 134.66



79


Tabla 21. Datos del Sondeo Eléctrico Vertical 1 Arreglo Schlumberger.

No. AB/2 MN/2 RESISTIVIDAD 1 1.6 0.32 319.18 2 2 0.32 230.69 3 2.5 0.32 260.2 4 3.2 0.32 256.98 5 4 0.32 247.98 6 5 0.32 234.31 7 5 1 213.23 8 6.3 1 226.12 9 6.3 0.32 248.79

10 8 1 210.01 11 10 1 195.53 12 13 1 182.08 13 16 1 167.26 14 16 3.2 165.24 15 20 3.2 141.07 16 20 1 142.8 17 25 3.2 123.59 18 32 3.2 109.5 19 40 3.2 94.74 20 50 3.2 69.55 21 50 10 70.04 22 63 10 51.68 23 63 3.2 52.26 24 80 10 43.05 25 100 10 37.96 26 130 10 35.57 27 160 10 35.18 28 160 32 29.52 29 200 32 26.62 30 200 10 14.72 31 250 32

32 320 32

33 400 32

34 500 32

Sondeo 1 : Arreglo Schlumberger Coordenadas: 28.702319 -106.034874 Lugar: Basurero Municipal de Chihuahua '' Celda 1''

80




10 8 1 257.97 11 10 1 256.24 12 13 1 242.98 13 16 1 221.72 14 16 3.2 213.07 15 20 3.2 188.42 16 20 1 194.42 17 25 3.2 174.07 18 32 3.2 146.96 19 40 3.2 127.59 20 50 3.2 107.27 21 50 10 104.27 22 63 10 84.71 23 63 3.2 87.46 24 80 10 65.21 25 100 10 58.1 26 130 10 48.07 27 160 10 41.64 28 160 32 37.62 29 200 32

30 200 10

31 250 32

32 320 32

33 400 32

34 500 32

Sondeo 2: Arreglo Schlumberger Coordenadas: 28.701640 -106.033866 Lugar: Basurero Municipal de Chihuahua '' Celda 1''

81




10 8 1 97.86 11 10 1 98.57 12 13 1 92.68 13 16 1 90.9 14 16 3.2 101.71 15 20 3.2 98.45 16 20 1 85.29 17 25 3.2 93.7 18 32 3.2 79.27 19 40 3.2 73.05 20 50 3.2 66.54 21 50 10 58.89 22 63 10 55.96 23 63 3.2 63.61 24 80 10 50.57 25 100 10 48.4 26 130 10 46.23 27 160 10 42.28 28 160 32 39.07 29 200 32 27.44 30 200 10 22.1 31 250 32 24.42 32 320 32

33 400 32

34 500 32


82




10 8 1 222.05 11 10 1 203.84 12 13 1 154.36 13 16 1 176.06 14 16 3.2 191.03 15 20 3.2 180.47 16 20 1 179.42 17 25 3.2 183.88 18 32 3.2 173.46 19 40 3.2 154.69 20 50 3.2 123.96 21 50 10 125.53 22 63 10 108.7 23 63 3.2 114.01 24 80 10 92.75 25 100 10 74.79 26 130 10 65.01 27 160 10 51.26 28 160 32 52.45 29 200 32 42.9 30 200 10 43.41 31 250 32

32 320 32

33 400 32

34 500 32


83




10 8 1 209.93 11 10 1 227.5 12 13 1 219.31 13 16 1 182.91 14 16 3.2 194.38 15 20 3.2 142.11 16 20 1 155.01 17 25 3.2 112.4 18 32 3.2 100.55 19 40 3.2 84.36 20 50 3.2 69.1 21 50 10 63.22 22 63 10 55.11 23 63 3.2 61.12 24 80 10 49.01 25 100 10 48.1 26 130 10 46.82 27 160 10 45.02 28 160 32 48.69 29 200 32 45.61 30 200 10 46.03 31 250 32

32 320 32

33 400 32

34 500 32


84




10 8 1 181.5 11 10 1 166.99 12 13 1 139.99 13 16 1 149.41 14 16 3.2 141.38 15 20 3.2 125.44 16 20 1 132.52 17 25 3.2 93.85 18 32 3.2 111.27 19 40 3.2 104.85 20 50 3.2 92.21 21 50 10 84.9 22 63 10 70 23 63 3.2 75.66 24 80 10 60.68 25 100 10 56.15 26 130 10 56.16 27 160 10 50.99 28 160 32 52.05 29 200 32 53.09 30 200 10 53.89 31 250 32

32 320 32

33 400 32

34 500 32

Sondeo 5: Arreglo Schlumberger


85


Capítulo VI

6.1 Resultados y análisis de la investigación.

En este capítulo se presenta el análisis de los resultados obtenidos en el trabajo en

campo, donde se llevó a cabo los sondeos eléctricos verticales (SEV), con los dos

métodos diferentes el Wenner y Schlumberger. Esto con ayuda de la interpretación

de las curvas de resistividad y perfiles eléctricos, obtenidos por el programa

IPI2WIN. Así como los resultados del laboratorio del lixiviado y del agua subterránea

el pozo más cercano a la zona de estudio.

6.1.1 Modelos Representativos.

Las actividades propias de gabinete consistieron en el análisis y procesamiento de

los datos de campo con ayuda del software IPI2WIN, para obtener lo modelos

representativos de los datos de campo para su interpretación.

Los modelos se realizaron en una gráfica con escala logarítmica, donde se

graficaron la distancia predeterminada entre los electrodos (𝑎) en el eje de las

abscisas y la resistividad obtenida en los SEV’s en el eje de las ordenadas, después

se ajustó la curva de tendencia la cual nos muestra que por cada cambio de

pendiente hay un cambio de estrato en el subsuelo, tomando en cuenta para tener

mejor valoración en los resultados el porcentaje de error, preferentemente un

porcentaje abajo del 3% de cada curva de resistividad.

En la tabla 24 se muestra después de revisar varios autores y tablas de

resistividades de los diferentes tipos de suelos y materiales, se propuso la siguiente

tabla como los valores a utilizar para la interpretación de los resultados obtenidos

de las gráficas en las cuales se define el número de estratos que existen, así como

su espesor y la profundidad explorada.

86


MATERIAL

RESISTIVIDAD

Ω-M

ARCILLAS 0-10

ARCILLAS Y LIMOS 10-20

ARENAS ARCILLOSAS 20-55

ARENAS 55-120

GRAVAS Y ARENAS 120-800

SUELO PEDREGOZO CON ARENAS (CUBIERTA) 400-1000

TOBA RIOLITICA - CALIZA 1200<

CUBIERTA VEGETAL HUMEDA LIMOS Y ARCILLAS (ORGANICOS) 3-25

ALUVIALES 10-25

GRAVAS Y ARENAS CON ARCILLAS 17.5-75

Tabla 27. Datos de resistividades de diferentes materiales (Martínez, 2016).

6.1.2 Descripción de Figuras para Interpretación.

En las siguientes figuras se aprecian a la izquierda el modelo matemático (azul),

que es arrojado automáticamente por el software IPI2WIN, que son obtenidos para

todos los SEV´s realizados en la investigación, así como ajuste matemático (rojo)

de todos los datos obtenidos del trabajo en campo (círculos blancos en línea negra).

A la Derecha se mostraran en forma de columnas la interpretación de las

resistividades aparentes, espesor, profundidad, elevación de las capas y su

porcentaje % de error de cada curva, que para ser confiable se recomienda un

porcentaje abajo del 3% aproximadamente.

Para los sondeos eléctricos verticales del arreglo Wenner se abrieron a una

distancia máxima de 30 m, y para los del arreglo Schlumberger se abren a una

mayor distancia en esta investigación 4 sondeos se abrieron a 200 m y solamente

dos sondeos a una distancia de 250 m.

87


Figura 37. Curva de resistividad Wenner 1

En este primer sondeo Wenner se aprecia que arroja un total de cuatro capas y un

porcentaje de error de 2.81 %, la primera de ella se encuentra a un espesor de 0.2

m y con una resistividad de 66.5 Ω-m, dándonos como resultado material arenoso,

la segunda capa se encuentra a una profundidad de 0.95 m y con una resistividad

aparente de 109 Ωm, obteniendo como resultado arenas compactadas, la tercer

capa con una profundidad 1.42 m y con resistividad muy alta de 1579 Ω-m,

obtenemos el resultado de material no natural, ya que en la zona de estudio se

observó una cantidad enorme de bolsas de plástico en la superficie y enterradas,

siendo este el posible aumento drástico de resistividad, esto porque el sondeo

vertical está hecho a las afueras del relleno sanitario. Una capa cuatro donde se

encuentra un espesor de 11 m, donde la profundidad es de 8.42 m y una resistividad

de 13.9 Ω-m, dándonos como resultado de un tipo de material más fino como limos

con arcilla.

88


Figura 38.Curva de resistividad Wenner 2

En este segundo sondeo Wenner se aprecia que arroja un total de cuatro capas y

un porcentaje de error de 2.24 %, la primera de ella se encuentra a un espesor de

0.24 m y con una resistividad de 375 Ω-m, dándonos como resultado material de

grava con arena, la segunda capa se encuentra a una profundidad de 0.82 m, un

espesor de 1.07 m y con una resistividad aparente de 86.8 Ωm, obteniendo como

resultado arenas disueltas, la tercer capa con una profundidad 3.69 m, un espesor

de 4.76 m y con resistividad de 319 Ω-m, obtenemos el resultado de material

arenoso posiblemente compactado, una capa cuatro donde se encuentra un

espesor de 10 m, donde la profundidad es de 5.26 m y con una resistividad de 39.3

Ω-m, dándonos como resultado de un tipo de material fino como arcilla combinado

con arenas. Este mismo sondeo vertical está hecho a las afueras del relleno

sanitario.

89



En este tercer sondeo Wenner se aprecia que arroja un total de tres capas y un

porcentaje de error de 2.66 %, la primera de ella se encuentra a un espesor de 0.24

m, con una misma profundidad de 0.24 m y con una resistividad de 383 Ω-m,

dándonos como resultado material de grava con arena, la segunda capa se

encuentra a una profundidad de 0.27 m, un espesor de 0.50 m y con una resistividad

aparente de 110 Ωm, obteniendo como resultado arenas con grava, y la tercera y

última capa con una profundidad 4.29 m, un espesor de 4.79 m y con resistividad

de 287 Ω-m, obtenemos el resultado de material arenoso posiblemente

compactado. Este mismo sondeo vertical está hecho a las afueras del relleno

sanitario.

90



En este cuarto sondeo Wenner para terminar la primera sección realizada en el

estudio (Figura 8.1) se aprecia que arroja un total de cuatro capas y un porcentaje

de error de 2.98 %, la primera de ella se encuentra a un espesor de 0.24 m y con

una profundidad de 0.24 m y una resistividad de 164 Ω-m, dándonos como resultado

material de grava con arena, la segunda capa se encuentra a una profundidad de

0.27 m, un espesor de 0.50 m y con una resistividad aparente de 22.7 Ωm,

obteniendo como resultado arenas arcillosas, la tercer capa con una profundidad

2.54 m, un espesor de 3.05 m y con resistividad de 678 Ω-m, obtenemos el resultado

de material arenoso con gravas posiblemente un poco semi-compactado, una capa

cuatro donde se encuentra un espesor de 11 m, donde la profundidad es de 7.98 m

y con una resistividad de 48.1 Ω-m, dándonos como resultado de un tipo de material

como arenas. Este mismo sondeo vertical está hecho a las afueras del relleno

sanitario.

91



En este quinto sondeo Wenner se aprecia que arroja un total de cinco capas y un

porcentaje de error de 2.79 %, la primera de ella se encuentra a un espesor y

profundidad de 0.8 m y con una resistividad de 49 Ω-m, dándonos como resultado

material de arena con arcilla disuelta, la segunda capa se encuentra a una

profundidad de 0.80 m, un espesor de 1.61 m y con una resistividad aparente de

301 Ωm, obteniendo como resultado arenas con gravas disueltas, la tercer capa con

una profundidad 0.85 m, un espesor de 2.45 m y con resistividad de 15.7 Ω-m,

obtenemos el resultado de material arenoso con limos, una capa cuatro donde se

encuentra un espesor de 10 m, donde la profundidad es de 36.5 m y con una

resistividad de 70.9 Ω-m, dándonos como resultado de un tipo de material con

arenas con un espesor de 39 m y un capa quinta con una profundidad de 24 m un

espesor grande de 63 m, con una resistividad de 254 teniendo un resultado de un

material de gravas combinado con arenas. Este mismo sondeo vertical está hecho

a las afueras del relleno sanitario.

92



En este sexto sondeo Wenner se aprecia que arroja un total de cuatro capas y un

porcentaje de error de 2.58 %, la primera de ella se encuentra a un espesor y una



0.31 m, un espesor de 0.60 m y con una resistividad aparente de 93.5 Ωm,

obteniendo como resultado arenas disueltas, la tercer capa con una profundidad

1.69 m, un espesor de 2.3 m y con resistividad muy alta de 1196 Ω-m, obtenemos

el resultado de un material rocoso posiblemente por la zona donde se realizó el

sondeo tobas riolíticas o calizas, una capa cuatro donde se encuentra un espesor

de 5.36 m, donde la profundidad es de 3.06 m y con una resistividad de 50 Ω-m,

dándonos como resultado de un tipo de material fino como arcilla combinado con

arenas. Este mismo sondeo vertical está hecho a las afueras del relleno sanitario.

93



En este séptimo sondeo Wenner se aprecia que arroja un total de tres capas y un




1.29 m, un espesor de 2.15 m y con una resistividad aparente alta de 1130 Ωm,

obtenemos el resultado un material rocoso posiblemente por la zona donde se

realizó el sondeo tobas riolíticas o calizas, la tercer capa con una profundidad 3.22

m, un espesor de 5.37 m y con resistividad de 36.6 Ω-m, obtenemos el resultado de

material arenoso posiblemente compactado con arcillas disueltas. Este mismo

sondeo vertical está hecho a las afueras del relleno sanitario.

94



En este octavo sondeo Wenner se aprecia que arroja un total de cuatro capas y un




0.30 m, un espesor de 0.6 m y con una resistividad aparente de 60.3 Ωm, obteniendo

como resultado arenas, la tercer capa con una profundidad 1.69 m, un espesor de

2.27 m y con resistividad de 887 Ω-m, obtenemos el resultado de material de suelo

pedregoso con arenas, una capa cuatro donde se encuentra un espesor de 5.67 m,

donde la profundidad es de 3.4 m y con una resistividad de 36.9 Ω-m, dándonos

como resultado de un tipo de material fino como arcilla combinado con arenas. Este

mismo sondeo vertical está hecho a las afueras del relleno sanitario.

95



En este noveno sondeo Wenner se aprecia que arroja un total de tres capas y un




1.46 m, un espesor de 2.20 m y con una resistividad alta aparente de 1361 Ωm,

obteniendo como resultado un material rocoso posiblemente por la zona donde se

realizó el sondeo tobas riolíticas o calizas, la tercer capa con una profundidad 1.73

m, un espesor de 3.92 m y con resistividad de 24.4 Ω-m, dándonos como resultado

de un tipo de material fino como arcilla combinado con arenas. Este mismo sondeo

vertical está hecho a las afueras del relleno sanitario.

96



En este décimo sondeo Wenner se aprecia que arroja un total de tres capas y un




0.27 m, un espesor de 0.5 m y con una resistividad aparente de 74.7 Ωm, obteniendo

como resultado arenas, la tercer capa con una profundidad 1.75 m, un espesor de

2.25 m y con resistividad de 1301 Ω-m. obteniendo como resultado un material

rocoso posiblemente por la zona donde se realizó el sondeo tobas riolíticas o calizas

Este mismo sondeo vertical está hecho a las afueras del relleno sanitario.

97



En este onceavo sondeo Wenner se aprecia que arroja un total de tres capas y un



material arenoso, la segunda capa se encuentra a una profundidad de 1.7 m, un

espesor de 2.46 m y con una resistividad aparente de 613 Ωm, obteniendo como

resultado arenas con gravas, la tercer capa con una profundidad 2 m, un espesor

de 4.46 m y con resistividad de 29.6 Ω-m, dándonos como resultado de un tipo de

material fino como arcilla combinado con arenas. Este mismo sondeo vertical está

hecho a las afueras del relleno sanitario.

98



En este doceavo sondeo Wenner se aprecia que arroja un total de tres capas y un



material con arena, la segunda capa se encuentra a una profundidad de 1.48 m, un

espesor de 2.1 m y con una resistividad aparente de 1194 Ωm, obteniendo como

resultado un material rocoso posiblemente por la zona donde se realizó el sondeo

tobas riolíticas o calizas , la tercer capa con una profundidad 2.25 m, un espesor de

4.35 m y con resistividad de 27 Ω-m, obtenemos el resultado de material de suelo

arenoso con arcillas,. Este mismo sondeo vertical está hecho a las afueras del

relleno sanitario.

99


Figura 49. Curva de resistividad Schlumberger 1

En este primer sondeo del arreglo Schlumberger se aprecia que arroja un total de

seis capas y un porcentaje de error de 2.94 %, la primera capa de las seis totales

se encuentra a un espesor y una profundidad de 0.8 m y con una resistividad de

383 Ω-m, dándonos como resultado material arenoso con gravas, la segunda capa

se encuentra a una profundidad de 0.61 m, espesor de 1.41 m y con una resistividad

aparente de 92 Ωm, obteniendo como resultado arenas compactadas, la tercer capa

con una profundidad 1.13 m, espesor de 2.54 m y con resistividad de 464 Ω-m,

obtenemos el resultado de material de grava con arenas, una capa cuatro donde se

encuentra un espesor de 21.7 m, donde la profundidad es de 19.1 m y una

resistividad de 126 Ω-m, dándonos como resultado de un tipo de material arenoso,

la capa número 5 está a una profundidad de 21 m, un espesor de 42.6 y la

resistividad de 14. 9 Ω-m teniendo una capa de suelo con material más fino de limos

con arcilla y una última capa con un espesor de 86.5 m, una profundidad de 43.9 m

y la resistividad de 73.7 Ω-m, obteniendo como resultado de arenas. Este mismo

sondeo vertical está hecho a las afueras del relleno sanitario a una distancia

aproximada de 105 metros.

100



En este segundo sondeo del arreglo Schlumberger se aprecia que arroja un total de

tres capas y un porcentaje de error de 2.12 %, la primera capa de las tres totales se

encuentra a un espesor y una profundidad de 0.8 m y con una resistividad de 182

Ω-m, dándonos como resultado material arenoso con gravas, la segunda capa se

encuentra a una profundidad de 6.82 m, espesor de 7.62 m y con una resistividad

aparente de 263 Ωm, obteniendo como resultado arenas compactadas con grava

disuelta, la tercer capa con una profundidad 23.2 m, espesor de 30.8 m y con

resistividad de 125 Ω-m, obtenemos el resultado de material de arenas. Este mismo



101




cuatro capas y un porcentaje de error de 2.6 %, la primera capa de las cuatro totales


35.9 Ω-m, dándonos como resultado material fino como arcillas con arenas

disueltas, la segunda capa se encuentra a una profundidad de 1.08 m, espesor de

2 m y con una resistividad aparente de 253 Ωm, obteniendo como resultado gravas

con arenas, la tercer capa con una profundidad 17.2 m, espesor de 19.2 m y con

resistividad de 85.9 Ω-m, obtenemos el resultado de material con arenas, una capa

cuatro donde se encuentra un espesor de 122 m, donde la profundidad es de 103

m y una resistividad de 51.8 Ω-m, dándonos como resultado de un tipo de material

arenoso. Este mismo sondeo vertical está hecho a las afueras del relleno sanitario

a una distancia aproximada de 160 metros.

102




cinco capas y un porcentaje de error de 2.18 %, la primera capa de las cinco totales


266 Ω-m, dándonos como resultado material arenoso con gravas, la segunda capa

se encuentra a una profundidad de 1.14 m, espesor de 2.74 m y con una resistividad

aparente de 632 Ωm, obteniendo como resultado arenas con gravas, la tercer capa

con una profundidad 3.48 m, espesor de 6.22 m y con resistividad de 80 Ω-m,

obtenemos el resultado de material arenoso, una capa cuatro donde se encuentra

un espesor de 13.5 m, donde la profundidad es de 7.24 m y una resistividad de 428

Ω-m, obtenemos el resultado de material de suelo pedregoso con arenas, la capa

número cinco está a una profundidad de 105 m, un espesor de 119 y la resistividad

de 69.7 Ω-m teniendo una capa de suelo con material de arenas. Este mismo



103




cinco capas y un porcentaje de error de 2.79 %, la primera capa de las cinco totales

se encuentra a un espesor y una profundidad de 0.8 m y con una resistividad de 49

Ω-m, dándonos como resultado un material fino como arcillas con arenas, la

segunda capa se encuentra a una profundidad de 0.81 m, espesor de 1.61 m y con

una resistividad aparente de 301 Ωm, obteniendo como resultado arenas con

gravas, la tercer capa con una profundidad 0.85 m, espesor de 2.45 m y con

resistividad de 15.7 Ω-m, obtenemos el resultado de material mucho más fino de

limos con arcillas, una capa cuatro donde se encuentra un espesor de 39 m, donde

la profundidad es de 36.5 m y una resistividad de 70.9 Ω-m, obtenemos el resultado

de material arenoso, la capa número cinco está a una profundidad de 24 m, un

espesor de 63 y la resistividad de 254 Ω-m , obtenemos el resultado de material de

suelo pedregoso con arenas. Este mismo sondeo vertical está hecho a las afueras

del relleno sanitario a una distancia aproximada de 525 metros.

104




seis capas y un porcentaje de error de 2.98 %, la primera capa de las seis totales


95.5 Ω-m, dándonos como resultado material arenoso, la segunda capa se

encuentra a una profundidad de 0.79 m, espesor de 1.6 m y con una resistividad

aparente de 566 Ωm, obteniendo como resultado gravas con arenas , la tercer capa

con una profundidad 1.53 m, espesor de 3.12 m y con resistividad de 31.5 Ω-m,

obtenemos el resultado de material de arenas arcillosas, una capa cuatro donde se

encuentra un espesor de 7.44 m, donde la profundidad es de 4.32 m y una

resistividad de 571 Ω-m, dándonos como resultado de un tipo de material de gravas

con arenas, la capa número cinco está a una profundidad de 13.1 m, un espesor de

20.6 y la resistividad de 69.3 Ω-m teniendo una capa de suelo con material de

arenas y una última capa con un espesor de 51.4 m, una profundidad de 30.8 m y

la resistividad de 320 Ω-m, obteniendo como resultado de gravas con arenas. Este

mismo sondeo vertical está hecho a las afueras del relleno sanitario a una distancia


105


6.1.2 Perfiles geoeléctricos.

El software IPI2WIN nos permite realizar perfiles geoeléctricos para los diferentes

sondeos. Lo anterior nos ayuda a tener una mejor visualización de los materiales,

cada material son clasificados por un color diferente y profundidad, esto para tener

una mejor interpretación y así crear secciones que nos permitan entender la

geología del subsuelo en las diferentes zonas del área de estudio. Por lo que se

generaron 5 secciones (perfiles), perpendiculares al flujo subterráneo del basurero

municipal de Chihuahua, que se mostraran a continuación:

Figura 55. Sección 1

106


Figura 56. Perfil 1 Geoeléctrico IPI2WIN

107


Es muy importante recordar o tomar en cuenta para todos los perfiles geoeléctricos

que se interpretarán de la forma más adecuada a continuación, es que las arcillas

actúan como una pantalla protectora ante la presencia de lixiviados, sin embargo

puede saturarse y permitir el paso a través de los poros. Asimismo puede actuar

como una barrera o una capa impermeable para la infiltración de agua en el

subsuelo.

6.1.3 Interpretación del Perfil y Sección 1. El corte geoeléctrico 2D fue generado con la información de los SEV’s 1, 2, 3 y 4,

por medio del arreglo Schlumberger como se muestra la Figura 57. La sección tiene

una orientación al Sur Este. En este corte se puede apreciar claramente que los

sondeos alcanzan una profundidad de 200 metros, con resistividades

medianamente bajas, no se encontró la localización de lixiviados en este perfil. Es

decir, que la pluma de contaminación no fue detectada por los sondeos eléctricos.

Lo que se observaron fueron gravas y arenas saturadas, donde el grosor del

acuífero es de >150 metros aproximadamente y los SEV´s 1, 2 y 3 siguen totalmente

el flujo subterráneo al Sureste ya que el nivel freático (N.F) se pudiera encontrar a

una profundidad de 70 metros, el SEV 4 se aleja al flujo y su N.F es más profundo

hasta los 70 metros. Antes del nivel freático tenemos una capa de 20 metros de

gravas y arenas con arcillas. En este caso este acuífero forma parte del acuífero

Talabaopa – Aldama. Dada la geología de la zona no se encuentra ninguna roca

intrusiva fracturada dominante para una posible infiltración directa de lixiviado o

agua superficial de los 0 a 10 metros de profundidad, pero sí de gravas, arenas y

arcilla.

108



Figura 58. Perfil 2 geoeléctrico IPI2WIN

109


6.1.4 Interpretación del Perfil y Sección 2.

El corte geoeléctrico 2D fue generado gracias a los SEV’s 1, 2, 3 y 4, por medio del

arreglo Wenner como se muestra la Figura 59. La orientación de la sección es al

Sur Este. En este corte se puede apreciar claramente que los sondeos alcanzan una

profundidad de 20 metros, esta sección se realizó prácticamente entre los 25 a 35

metros de distancia de la Celda 1 del Basurero Municipal de Chihuahua. En esta

sección si se detectaron lixiviados en este perfil. En los SEV’s 1, 2 y 3 se encuentra

estos lixiviados a poco profundidad de la superficie aproximadamente a los 0.60 a 1

metro de profundo, particularmente en el SEV 4 tiene un mayor espesor de este

líquido contaminante hasta alcanzar los 2 metros, esto porque la pluma de

contaminación va siguiendo la dirección preferencial del flujo subterráneo al Sur

Este. Naturalmente existe una variedad de materiales finos como una mezcla de

arenas, arcillas y gravas gruesas de los 2 hasta los 10 metros de profundidad esto

es muy importante para el paso o infiltración más profunda de los lixiviados, ya que

existen arcillas que tienen la función de retener cualquier líquido ya se agua o el

mismo lixiviado. Solamente en el SEV 2 entre los 12 y 16 metros es posible que se

encuentre aproximadamente una roca fracturada donde puede llegar un líquido con

mayor facilidad al acuífero, en este caso llega a formar parte del de Talabaopa –

Aldama.

110




111



El corte geoeléctrico 2D fue generado gracias a la información recabada de los

SEV’s 5, 6, 7 y 8, por medio del arreglo Wenner como se muestra la Figura 61. La

orientación es al Sur Este. En este corte se puede apreciar claramente que son los

sondeos ubicados a la mayor distancia 230 metros de la Celda 1 del Basurero

Municipal de Chihuahua. Con una profundidad de 20 metros aproximadamente, en

esta sección se encontró la localización de lixiviados. En los SEV’s 5, 6 y 7 se

encuentra estos lixiviados a poco profundidad de la superficie aproximadamente a

los 0.50 a 1 metro de profundo, esto por la infiltración del contaminante cuando

existe escurrimiento superficial por precipitación y con el tipo de suelo que existe en

la zona hace que el líquido no llegue más profundo y se quede estancado.

Particularmente en el SEV 5 tiene otro tipo de material posiblemente como una

mezcla de arenas limosas con gravas y gravas gruesas hasta alcanzar la misma

profundidad de los demás SEV’S, después de los lixiviados que es al metro de

profundidad esto porque la pluma de contaminación va siguiendo el flujo

subterráneo. Del metro a 1.78 metros de profundidad para todos los SEV´s de este

perfil tenemos una Capa de arenas secas, con una resistividad entre los 215 – 245

Ω-m. A partir del 1.80 y 2.40 metros existe una capa de arena y grava con la

resistividad de 245 – 278 Ω-m. En el SEV 5 y 8 de 2.40 a los 4.40 metros se

encuentra una Capa de arena silícea, con una resistividad entre los 280 a 316 Ω-m.

Particularmente en el SEV 6 y 7 a la profundidad de 3 hasta los 6 metros existe una

Capa de limos con arcilla, resistividad mayor a los 350. De los 6 metros hasta los 18

metros de profundo con resistividades variadas entre los 190 Ω-m y los 140 Ω-m

podemos definir que existen capas o estratos de gravas normales y gruesas con

arcillas compactadas, esto es sumamente importante ya que puede servir para

impedir a largo plazo la infiltración de los lixiviados que puede afectar al acuífero

negativamente así como al subsuelo en esta zona de estudio.

112




113



El corte geoeléctrico 2D fue generado gracias a la interpretación de los SEV’s 5, 6,

7 y 8, por medio del arreglo Wenner como se muestra la Figura 63. La orientación

es al Sur Este. En este corte se puede apreciar claramente que la distancia es los

600 metros aproximadamente de la Celda 1 del Basurero Municipal de Chihuahua.

Los sondeos en este sitio alcanzan una profundidad casi a los 20 metros, esta

sección se realizó y no se localizó ninguna evidencia de existencia de lixiviados en

este perfil. En los SEV’s 11 y 12 tienen prácticamente capas o estratos a la misma

profundidad y espesores de Mezclas de Gravas, arenas y arcillas de los 0.4 a los 18

metros de profundidad, solamente una pequeña capa de limos compactados en el

SEV 12 de los 3.10 metros a los 4.50. En el SEV 10 cambia un poco la naturaleza

de sus capas ya que tienen más material fino en ellas. Particularmente a la

profundidad de 2 metros hasta los 5.70 m, existe una capa de arcilla compactada

con una resistividad mayor a los 412 Ω-m. A partir de esta profundidad hasta los 18

metros existen intercalaciones de gravas con arenas.

114



Figura 65. Perfil 5 Geoeléctrico IPI2WIN

115



El corte geoeléctrico 2D fue generado con a información recabada de los SEV’s 1,

2, 3 y 4, por medio del arreglo Schlumberger como se muestra la Figura 65. La

orientación es al Sur Este. En este corte geoeléctrico se puede apreciar con claridad

que los sondeos alcanzan una mayor profundidad que los demás hasta alcanzar los

500 metros, con resistividades medianamente bajas, no se encontró la localización

de lixiviados en este perfil. Es decir, que la pluma de contaminación no llega a estas

distancias tan lejanas a la Celda 1 del Basurero Municipal de Chihuahua. Lo que si

se observaron fueron gravas y arenas saturadas de agua, donde el grosor del

acuífero es de >200 metros aproximadamente y en los SEV´s 5 y 6 siguen

totalmente el flujo subterráneo al Sureste ya que el nivel freático se pudiera

encontrar a una profundidad de 250 metros. En este caso este acuífero forma parte

del Talabaopa – Aldama. Dada la geología de la zona no se encuentra ninguna roca

fracturada dominante para una posible infiltración directa de lixiviado o agua

superficial de los 0 a 30 metros de profundidad, pero sí de gravas, arenas y arcilla

pero con muy poca agua, incoherente en los poros. Dado por el arrastre de todo el

material más fino de la sierra nombre de dios a través del tiempo por efectos

naturales como la erosión del viento, precipitación o temperatura así como

antropogénicos.

116


6.2 Conclusiones y recomendaciones.

6.2.1 Conclusiones.

Se observó el comportamiento y localización del lixiviado en ciertas partes en el área

de estudio, el cual se encuentra entre las capas de exploración desde los 0.5 hasta

los 2 metros de profundidad aproximadamente, en los SEV´s más cercanos a la

Celda 1 del Basurero Municipal de Chihuahua, hechos con el arreglo Wenner. Si

bien, no necesariamente existe una gran extensión de la pluma de contaminación,

pero si puntualmente, por lo que posiblemente puede ser distribuido por el flujo del

agua subterránea hacia otras zonas en un futuro.

Por lo que se concluye que la parte del acuífero Talabaopa – Aldama en la zona de

estudio no presenta contaminación del agua subterránea por lixiviados, ya que no

existe una infiltración profunda del lixiviado por los materiales existentes en el

subsuelo.

Lamentablemente si está haciendo afectado los suelos superficiales y a través del

tiempo podría ser afectado el subsuelo, pero la geología de la zona va ayudar

consideradamente ya que existe material fino que pueda absorber y retener el

líquido contaminante.

6.2.2 Recomendaciones.

Se recomienda identificar la velocidad y el trayecto de dichas plumas

contaminantes, obtener muestras del lixiviado de la laguna de lixiviados dentro del

relleno sanitario y los que se encuentran afuera del mismo, para un análisis químico

completo y construir pozos de observación para una mejor comprensión del

comportamiento de estos líquidos y de la pluma contaminante y planear las

estrategias de remediación que procedan.

117


Se recomienda no construir pozos aguas abajo próximas a esta zona, ya que el

cono de abatimiento generado, puede provocar una difusión más extensa y rápida

de la contaminación que se puede presentar en el acuífero y contaminar otros

pozos.

Se recomienda no construir ningún tipo de área habitacional, industrial o recreativa,

ya que probablemente se encuentren gases y líquidos de lixiviación confinados

entre la basura depositada, material de relleno y el material de la zona de estudio.

Se podrá construir solo en caso de que se tenga un estudio que evalué y/o controle

los riesgos antes mencionados; realizado lo anterior el área de estudio puede ser

incorporada al ambiente natural, reforestándola. Esta zona podría quedar como una

reserva ecológica para conservación de flora y fauna regional siempre y cuando se

establezcan previamente las medidas de remediación.

118


LISTA DE REFERENCIAS

Acosta et. al. (2009). Modelado de transporte de contaminantes en la zona vadosa del relleno sanitario municipal de la ciudad de Chihuahua, Chih. México. 2º Congreso Internacional de Investigación Cd. Delicias, Chihuahua, México. Del 23 al 25 de Septiembre 2009.

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Arias, M.E., 2007: Modelización directa y comparación de los principales dispositivos Geoeléctricos.- Ciencia y Tecnología, 25 (1 y 2): 7 – 23

Alazraque-Cherni, J., Renewable Energy for Rural Sustainability in Developing Countries., Bulletin of Science Technology Society, Vol. 28, No. 2, 2008, pag. 105-114.

AGI. (7 de junio de 2015). AGI Advancced Geosciences, Inc. Obtenido de https://www.agiusa.com/sting.shtml

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