PRESENCIA DE LIXIVIADOS PRODUCIDOS POR EL TIRADERO MUNICIPAL DE LA CIUDAD DE OAXACA EN LA ZONA NO SATURADA Y MEDIO FRACTURADO, Y MONITOREO CON TÉCNICAS GEOFÍSICAS. Salvador BELMONTE-JIMENEZ (1); Manuel ARAGÓN-SULIK (1) y Susana NAVARRO-MENDOZA (1) . (1) CIIDIR-OAXACA-IPN. Hornos 1003, Santa Cruz Xoxocotlán, Oaxaca. C.P. 71230, Oaxaca. sbelmont@prodigy.net.mx Palabras clave: Monitoreo, geofísica, lixiviados, zona no saturada RESUMEN Al sur de la ciudad de Oaxaca de Juárez se ubica el tiradero de residuos sólidos municipales que tiene una vida de más de 25 años. Se ubica en una zona que está afectada por la falla de Oaxaca. A 2.5 al suroeste del tiradero está una laguna que reciben los lixiviados generados los cuales se infiltran al subsuelo cuya trayectoria y comportamiento en el subsuelo aún no está totalmente comprendida. Con el fin de monitorear los lixiviados al subsuelo, se realizaron mediciones usando los métodos geofísicos; resistividad (arreglos Schlumberger y dipolo – dipolo) y VLF (Very Low Frecuency). Los sitios considerados como anómalos se encuentran al norte y sureste del tiradero y en las vecindades de la laguna de lixiviados. Se presentan los resultados principalmente del método VLF al aplicarlo en los alrededores del tiradero y laguna de lixiviados, cuya respuesta es razonable. Los métodos geofísicos considerados como no intrusivos son importantes ya permite monitorear contaminantes en un tiempo corto y a bajo costo, sin embargo deben usarse las técnicas más adecuadas para el trabajo de campo y la interpretación de datos. INTRODUCCIÓN El tiradero de la ciudad de Oaxaca de Juárez se ubica al sur de la ciudad, donde la generación de desechos municipales se ha incrementado en los últimos años trayendo como consecuencia directa el incremento en la generación de residuos municipales. En promedio se generan 450 toneladas de desechos al día (IEE, 2001), existiendo contaminación visual, atmosférica, del suelo y del acuífero. El tiradero abarca 17 has, la geología local consiste en una alternancia de estratos delgados de lutitas y areniscas fracturadas y se asocian con la falla Oaxaca cuya dirección preferencial es N10° W (Belmonte, 2005). El espesor de la zona no saturada (ZNS) varía entre 3 a 8 m. Los lixiviados generados se incrementan en épocas de lluvia y al no haber capa impermeable en el fondo, 1 una parte se infiltra y otra fluye a una laguna que capta parte de éstos, los cuales se infiere se infiltran a través del suelo y medio fracturados. El objetivo de este trabajo es presentar la aplicación de los métodos geofísicos de resistividad en sus variantes dipolo - dipolo y sondeo eléctrico vertical, y el método electromagnético VLF (Very Low Frecuency) en el monitoreo de lixiviados que tienen una fuerte carga de fierro entre otros elementos (Fotografía 1). El método VLF hace uso de las componentes magnéticas de los campos electromagnéticos generados por trasmisoras militares de frecuencias de radio que generalmente usan el ancho de banda llamado VLF (Very Low Frecuency) de 15 a 39 kHz. Las fuentes trasmisoras se encuentran en diversas ciudades del mundo. Las estructuras eléctricamente conductoras que se encuentran cerca de la superficie o en el subsuelo cuando están cubiertas por espesores de suelos o materiales conductores como las arcillas no responden adecuadamente, sino más bien se debe utilizar en medios fracturados. Además esta situación geológica afecta la dirección e intensidad del campo generado por la señal de radio transmitida. El campo secundario que se genera en la estructura geológica (fractura) es pequeño pero puede ser medido con este equipo de tal manera que las lecturas observadas es la intensidad de campo y el desplazamiento de fase alrededor de dicha fractura. Naturalmente que si no existe fractura, no hay respuesta de campo secundario. Generalmente se mide la parte real (ángulo de inclinación) y parte imaginaria (elipticidad), cuyos datos son procesados usando generalmente (existen otros) el filtro diseñado por Karous & Hjelt (ABEM, 2001) que consiste básicamente en resaltar las anomalías, cuyo resultado es una densidad de corriente a cierta profundidad de filtrado en el subsuelo que puede ser interpretado como la zona de influencia de fracturas. El filtrado depende de la separación de las estaciones medidas. El método de resistividad no se explica ya que es uno de los más empleados en estudios de corte ambiental, sólo se menciona que consiste en introducir una corriente eléctrica al subsuelo a través de un par de electrodos impolarizables y medir la diferencia de potencial con otro par de electrodos. Se puede usar corriente directa o alterna, en este estudio fue el primer caso, y el arreglo depende del objetivo. Fotografía 1.- Tomando medidas de VLF junto a laguna de lixiviados. 2 METODOLOGÍA Los perfiles de VLF se hicieron en la parte norte, sur, y oeste del tiradero y en las inmediaciones de la laguna de lixiviados, donde además se hicieron dos perfiles de resistividad con el arreglo dipolo -dipolo, cuya distancia fue de 1 m y n=7. También se hicieron 5 sondeos eléctricos verticales determinando la geometría de la ZNS. Los datos de resistividad se interpretaron a partir de la teoría de filtros usando el modelado directo. Para la toma de datos con el método VLF se usó un equipo ABEM WADI realizando cuatro perfiles en el tiradero y 5 en la laguna de lixiviados. La longitud de los perfiles fue de 200 a 300 m y la separación entre estaciones de 5 a 0 m. A los datos de campo se les aplicó el filtro de Karous & Hjelt (López-Sánchez, 1998; ABEM, 2001) con lo que se resaltaron las zonas fracturadas asociadas con la presencia de lixiviados, presentándose en secciones de densidad de corriente donde los valores mayores en porcentaje representan zonas conductoras, de hasta 30%. El filtrado depende de la separación de las estaciones medidas, aquí se usó una profundidad de filtrado de 60 m. En la figura 1 se muestra un perfil filtrado para la zona norte del tiradero. Se observa que la componente en fase (real) es mayor que la componente en cuadratura (imaginaria) Figura 1.- Componente parte real (ángulo de inclinación) y parte imaginaria (elipticidad), la primera es mayor que el segundo. El máximo reasocia con zonas de fractura. 3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los sondeos eléctricos verticales permitieron obtener un modelo geoeléctrico donde se observa que el espesor del material granular es menor a 3 m en la zona del tiradero, mientras que en la zona de la laguna de lixiviados alcanza hasta los 12 m, siendo abundante la presencia de materiales arcillosos. Los datos de dipolo – dipolo muestra dos zonas sobre el bordo de la laguna de lixiviados que se infiere corresponde a zonas fracturadas por donde se infiltran de manera preferencial los lixiviados, aunque la presencia de materiales granulares como limoarcillas también constituye un medio por donde se favorece la infiltración hacia la zona no saturada. En todos los casos la presencia de rocas fracturadas hace compleja la interpretación y ubicación espacial de los lixiviados, aunque se han determinado la presencia de suelo con altos contenidos de elementos como el fierro cuyos valores son de hasta 39 000 ppm. Entre el tiradero y la laguna de lixiviados abundan afloramientos de rocas fracturadas constituidas por lutitas deleznables debido a los efectos del intemperismo, por lo que el uso del método VLF fue de gran utilidad. En la figura 2 se presenta la sección de la parte real (en fase) del campo secundario mostrándose valores de densidad de corriente de hasta 30% que corresponde a zonas fracturadas por donde se infiltran lixiviados al subsuelo. En ese mismo tramo se pueden observar lixiviados de manera superficial cuyos valores de conductividad eléctrica son del orden de 22,000 mS/m medidos in situ. Figura 2.- Sección de la parte real (en fase) de un perfil medido en la parte norte del tiradero municipal de la ciudad de Oaxaca. (la zona de color magenta se asocia con altos porcentajes de densidad de corriente, relacionado con zonas conductoras. 4 Es importante recordar 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. CONCLUSIONES Se realizaron estudios en la zona del tiradero y laguna de lixiviados generados por el tiradero de la ciudad de Oaxaca para monitorear los lixiviados que son generados y para conocer las zonas por donde se infiltran. Se usaron los métodos geofísicos de resistividad en su variante Schlumberger y dipolodipolo, así como el método electromagnético VLF que es ad hoc para casos donde existen rocas fracturadas. Este último método arrojó resultados interesantes asociados con los sitios donde se infiltran lixiviados al subsuelo a través de fracturas. El método de resistividad tuvo mejor respuesta en el medio granular, y el arreglo dipolo – dipolo mostró las variaciones laterales de los primeros 8 m en la zona de la laguna por donde se infiltran una parte de lixiviados. AGRADECIMIENTOS Parte de la información ha sido obtenida con el apoyo del proyecto SEMARNAT-CONACyT: 2002-C001-0097; y IPN-SIP: 2005380. El Ing. Inocente Valeriano Hurtado e Israel S. Palacios, apoyaron parte de los trabajos de campo. BIBLIOGRAFÍA ABEM, 2001. Abem wadi VLF instruments. Simple, state-of-the-art water and mineral prospecting instruments. Manual de operación, Encinitas, California, USA. Belmonte, Jiménez, S.I., 2005. Caracterización geofísica del sistema hidrogeológico del valle de Zaachila, Oax., y su relación con la geología tectónica regional. Tesis de Doctorado, UNAM Geosoft, 1998. Gravity ang magnetic modeling for Win and X-W, GM-SYS, v.4.04, User´s guide,USA. IEE, (Instituto Estatal de Ecología)-Gob. Oax., 2001. Informe interno del Tiradero de basura municipal. López-Sánchez, M.1998. Medidas y estimaciones de la resistividad en VLF, en jornadas sobre la aplicación de los métodos electromagnéticos en la investigación minera. Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Minera de Belmez (Códoba, España). 5