EL ACUIFERO COSTERO CON ALTO GRADO DE SENSIBILIDAD A LOS SISMOS EN LA REGIÓN DE TACNA, ASENTAMIENTO 4 – LA YARADA

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMAN
FACULTAD INGENIERÍA DE CIVIL, ARQUITECTURA Y GEOTECNIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA-GEOTECNIA
EL ACUIFERO COSTERO CON ALTO GRADO DE SENSIBILIDAD A LOS SISMOS EN
LA REGIÓN DE TACNA, ASENTAMIENTO 4 – LA YARADA
CURSO: Metodología de la Investigación Científica
GRADO: V SEMESTRE
SECCIÓN: B
DOCENTE: Ing. Wilber Percy Mendoza Ramírez
ESTUDIANTE:
-
Vargas Mamani Ana Fiorella
FECHA DE ENTREGA: 13/07/22
TACNA - PERÚ
2021
2020-130023
ii
Índice
I. Planteamiento del Problema ................................................................................... 1
1.1 Descripción del problema .............................................................. 1
1.2 Formulación del problema ............................................................. 3
1.3 Justificación de la investigación .................................................... 4
II. Objetivos de la investigación ................................................................................. 4
2.1 Objetivo General ........................................................................... 4
2.2 Objetivos Especificos .................................................................... 4
III. Hipotesis de la investigación................................................................................. 5
3.1 Hipótesis General ......................................................................... 5
3.2 Hipótesis especificas..................................................................... 5
3.3 Operacionalización de variables.................................................... 5
IV. Marco Teórico ...................................................................................................... 7
4.1 Antecedentes del problema........................................................... 7
4.2 Bases teoricas .............................................................................. 9
4.2.1 Acuífero costero .................................................................... 9
4.2.1.1 Caracterización de rebase de un acuífero costero ....... 9
4.2.1.2 La explotación abusiva determinante de la calidad de
agua ........................................................................... 10
4.2.1.3 El balance hídrico inestable de los niveles explotación
....................................................................................... 10
iii
4.2.1.4 Reposición de toda la fauna acuática subterránea..... 10
4.2.2 Actividad sísmica ................................................................. 11
4.2.2.1 Eventos peligrosos en una zona costera.................... 11
4.2.2.2 Zonas lucrativas agrícolas devastadas ..................... 11
4.2.2.3 Las perforaciones expuestas a intrusión marina ....... 12
4.3 Definición de términos básicos .................................................... 12
4.3.1 Permeabilidad ..................................................................... 12
4.3.2 Caudal ................................................................................. 12
4.3.3 Patología ............................................................................. 12
4.3.4 Nivel Freático ...................................................................... 12
4.3.5 Seguridad Hídrica ................................................................ 13
4.3.6 Licuefacción ........................................................................ 13
4.3.7 Descarga Difusa .................................................................. 13
4.3.8 Estudio Hidrogeológico ........................................................ 13
4.3.9 Subsidencia ......................................................................... 13
4.3.10 Conductividad Hidráulica ................................................... 13
4.3.11 Resiliencia ......................................................................... 14
4.3.12 Niveles piezométricos ........................................................ 14
4.3.13 Fisicoquímico .................................................................... 14
Referencias Bibliografícas ................................................................................... 15
Bibliografía ........................................................................................................... 15
iv
Índice de Tablas
Tabla 1 Dimensión de la Variable, Acuífero Costero ............................................................. 5
Tabla 2 Dimensión de la Variable, Actividad Sísmica ........................................................... 6
v
Índice de Figuras
Figura 1 Proceso de subducción de placas .......................................................................... 2
Figura 2 Permeabilidad del acuífero y el caudal del pozo ..................................................... 3
Figura 3 Napa freatico ........................................................................................................ 14
1
EL ACUÍFERO COSTERO CON ALTO GRADO DE SENSIBILIDAD A LOS
SISMOS EN LA REGIÓN DE TACNA, ASENTAMIENTO 4 – LA YARADA
I. Planteamiento del Problema
1.1 Descripción del problema
A nivel mundial ocurren en promedio dos sismos por minuto, su ocurrencia va
de una zona urbana donde pueden producirse desastres de gran magnitud hasta zonas
rurales donde el sector agrícola y por ende productivo, es afectado en rupturas de
canales de riego o incluso la destrucción de pozos subterráneos, que conllevan a
agrietamientos, hundimientos y deslizamientos cosismicos con la inutilización de
pastizales para el ganado; también sugieren un margen importante en la fauna acuática
subterránea dado que un terremoto de 6.6 grados de magnitud según lo ocurrido en el
centro de Italia, provoco una masiva sequía del acuífero, que desencadenó la
desaparición de la fauna acuática de aguas subterráneas y una disminución dramática
en la abundancia de especies. Las tasas de rotación de la población se alteraron, no
existiendo reposición de las comunidades que habitan este tipo de ecosistemas y el
acuífero quedó casi totalmente privado de vida animal, e incluso la calidad del agua
tiende a contaminarse provocando fugas desde sistemas de saneamiento básico, aguas
residuales, vertederos a estaciones de servicio.
El Perú un territorio sísmico, debido al proceso de subducción de placas (Fig.
01) y a las dinámicas de cada una de las unidades tectónicas presentes en el interior
del continente, los sismos de foco superficial se encuentran distribuidos entre la línea
de la fosa peruano-chilena y la costa, desde el departamento de Tumbes hasta Tacna,
definiendo la fuente sismogénica del país. Así también consideramos a la segunda
fuente sismogénica a la deformación cortical, ubicada sobre los bordes de la Cordillera
Andina y zona sub andina, para luego desaparecer completamente sobre la Llanura
Amazónica.
2
Figura 1
Proceso de subducción de placas
Nota. Proceso de subducción de placas presente en el Perú, un territorio sísmico.
Los efectos de los terremotos en las aguas subterráneas presentes en territorio
peruano se suelen dividir en oscilaciones transitorias, que incluyen subidas o bajadas
bruscas y un aumento gradual sostenido, que dura varios días después del terremoto.
Estos fenómenos son el resultado de la interacción entre los procesos hidrogeológicos
y las propiedades mecánicas y características tectónicas de la corteza terrestre ante
una deformación de origen sísmico.
En la región de Tacna, Asentamiento 4, caracterizada por la escasez de agua
superficial; “condición que se ha visto agudizada en las últimas décadas debido a la
frecuente ocurrencia de sequías, la ampliación de la frontera agrícola con la
consecuente incorporación de nuevos pozos de explotación de aguas subterráneas”
(ANA, 2011). la relación con los parámetros destacados en la difusividad y el coeficiente
de almacenamiento que influyen en la profundidad del nivel de agua subterránea antes
del terremoto, la extensión y características geométricas y mecánicas del acuífero, así
como su grado de aislamiento; el paso de las ondas sísmicas agita los sistemas
acuíferos, limpiando de finos la matriz de los acuíferos superficiales detríticos y retirando
el relleno de las fracturas y diaclasas, aumentando la permeabilidad del acuífero y el
3
caudal del pozo, consecuentemente destruyendo el ecosistema subterráneo y alterando
su génesis (Fig.2).
Figura 2
Permeabilidad del acuífero y el caudal del pozo
Nota. Ubicamos la permeabilidad del acuífero y el caudal del pozo, respecto a la
insurgencia y secado del rio por el descenso de la superficie freática.
1.2. Formulación del problema
1.2.1. Problema general
¿Cómo influyen los sismos al acuífero costero de alto grado de sensibilidad en
la región de Tacna, Asentamiento 4 - La Yarada, en el año 2022?
1.2.2. Problemas específicos
- ¿Cómo es la sismicidad en la zona Sur del Perú?
- ¿Cuáles son las características de los acuíferos de alto grado de
sensibilidad?
- ¿Cuáles son las patologías subterráneas y superficiales, por la
sobreexplotación de agua subterránea?
- ¿Cuál será el margen de sobreexplotaciones agrícolas y ganaderas a largo
plazo?
4
1.3 Justificación de la Investigación
a) Social
El estudio de los pozos del “Asentamiento 4”, contara con un agricultor consciente
que se desarrolle de forma individual y poblacional a fin que considere el producto
agrícola en base a la variación del nivel freático, la intrusión marina y otros, para
que no sucumba en el abandono de tierras.
b) Ecosistema
Los pozos subterráneos tendrán que ser mejor conservados, para que los futuros
agrietamientos, hundimientos u otros, no coincidan en la aniquilación de las
comunidades que habitan el acuífero de la costa, por tanto, la investigación dará
a conocer los efectos negativos por la sobreexplotación de los acuíferos.
c) Económico
La investigación servirá para que los niveles de producción no disminuyan en
calidad y cantidad, dado que se prevendrá a la población de los diferentes sismos
y su magnitud sobre estos acuíferos.
II. Objetivos de la Investigación
2.1. Objetivo general
Evaluar la actividad sísmica del acuífero costero con alto grado de sensibilidad
en la región de Tacna, Asentamiento 4 - La Yarada, en el año 2022.
2.2. Objetivos específicos
-
Analizar la sismicidad en la zona Sur del Perú.
-
Analizar las características del acuífero costero de alto grado de sensibilidad en
el “Asentamiento 4 – La Yarada”.
-
Analizar las patologías subterráneas y superficiales, por la sobreexplotación de
agua subterránea.
-
Analizar el margen de sobreexplotaciones agrícolas y ganaderas a largo plazo.
5
III. Hipótesis de la Investigación
3.1. Hipótesis general
El acuífero costero en la región de Tacna, Asentamiento 4 - La Yarada,
presenta un alto grado de sensibilidad por la actividad sísmica, en el año 2022.
3.2. Hipótesis especificas
-
La zona Sur del Perú presenta un alto grado de sismicidad.
-
El “Asentamiento 4 – La Yarada” presenta características de alto grado de
sensibilidad en el acuífero costero.
-
La sobreexplotación del acuífero costero, genera daños a la corteza terrestre.
-
A largo plazo el margen de explotaciones agrícolas y ganaderas, tendrá un
impacto negativo dada por la sobreexplotación de los acuíferos.
3.3. Operacionalización de variables
Tabla 1
Dimensión de las Variable, Acuífero Costero
Variable
Acuífero
costero
Definición
conceptual
Definición
operacion
al
Dimensione
s
Indicadore
s
Unidad
de
medida
Escala
Es aquel
que se
encuentra
emplazado
en la
cabecera
del Desierto
de Atacama
al norte de
Chile
siendo uno
de los
lugares
más secos
de la Tierra,
la
seguridad
Se ubica
en un
ambiente
árido, que
se
encarga
del
crecimient
o
progresivo
de la
sobreexpl
otación de
la
actividad
agrícola,
donde su
Sobreexplot
ación
Caracteriz
ación de
rebase de
un
acuífero
costero.
Puntaje
De
Inter
valo
La
explotació
n abusiva
determina
nte de la
calidad de
agua.
.
6
hídrica del
acuífero, no
ha sido
alcanzada,
contemplan
do una
fauna
acuática
donde el
balance
hídrico
anual cada
vez es más
negativo y
la calidad
del agua se
viene
deteriorand
o en forma
progresiva.
balance
hídrico
nos da
valores de
recarga
negativos,
y donde la
fauna
acuática
puede
perecer.
Valores
negativos
Perecer
El balance
hídrico
inestable
de los
niveles
explotació
n.
Puntaje
De
Inter
valo
Puntaje
La
inexistent
e
reposición
de toda la
fauna
acuática
subterrán
ea.
De
inter
valo
Nota: La variable contempla una operación de medición para captar la esencia aplicada al tema.
Tabla 2
Dimensión de las Variable, Actividad Sísmica
Variable
Actividad
sísmica
Definición
conceptual
Definición
operaciona
l
Dimensione
s
Indicadore
s
Unidad
de
medida
Escala
Es el
movimiento
brusco de la
Tierra
causado por
la liberación
de energía
acumulada
durante un
largo tiempo
y presenta
deslizamient
os del
terreno,
agrietamient
os del suelo,
licuación y
asentamient
os que son
capaces de
generar
Es la
actividad
productora
de
desastres
de gran
magnitud
que llegan
hasta
zonas
rurales
donde el
sector
agrícola y
por ende
productivo,
es
afectado
en rupturas
de canales
de riego o
Desastres
Eventos
peligrosos
en una
zona
costera.
Puntaje
De
interv
alo
Productivo
Pozos
Las zonas
lucrativas
agrícolas
Puntaje
devastadas
por la
actividad
sísmica.
Las
perforacion
es
expuestas
a intrusión
De
interv
alo
Puntaje
De
interv
alo
7
deterioros
importantes
o incluso el
colapso total
de las
estructuras.
incluso la
destrucción
de pozos
subterráne
os.
Nota: La variable contempla una operación de medición para captar la esencia aplicada al tema.
IV. Marco Teórico
4.1 Antecedentes del problema
Sanz, A. (2020). Realizo una tesis Doctoral, Universidad Politécnica de
Cartagena, titulada “La sensibilidad de los Acuíferos a los Terremotos: El terremoto de
Lisboa de 1755. Tuvo como objetivo repasar los parámetros hidrogeológicos que más
influyen en la afección hidrológica de los terremotos y el desarrollo de una teoría en la
que se propone al coeficiente de agotamiento como parámetro principal de
sensibilidad de los incrementos de descargas persistentes y de alteración de los
manantiales en general ante las acciones sísmicas, planteando como conclusión que
a mayor coeficiente de agotamiento se dará una mayor repercusión del sismo sobre
la hidráulica del acuífero; los fenómenos hidrológicos, en el campo cercano e
intermedio coexisten a incrementos persistentes en el caudal de manantiales en rocas
duras, con descargas difusas persistentes, licuefacción y ascensos del nivel del agua
de los pozos por consolidación en formaciones geológicas superficiales”.
ANA (1980). Realizo un sub proyecto de reordenamiento rural, Dirección
Regional de Agricultura y Alimentación ORDETAM, titulado “Estudio Hidrogeológico –
Pampas de la Yarada y Hospicio (TACNA), plantea como objetivo determinar la
disposición de las formaciones que constituyen el subsuelo de las Pampas de La
Yarada y Hospicio, e identificar las estructuras favorables al yacimiento y explotación
de las aguas subterráneas, considerando las condiciones del límite del acuífero;
concluyendo que
los eventos tectónicos produjeron fallamientos en bloques,
8
originando cubetas tectónicas, donde se depositaron los clásticos continentales de la
Formación (Fm). Moquegua y de la Fm. Huaylillas que pueden estar formando parte
o limitando el reservorio subterráneo, referente a los pozos de los Asentamientos de
la Yarada Baja comprenden un ligero descenso, que indican una pequeña depresión
localizada del orden de los dos metros que indica como la explotación está superando
la alimentación”.
Ibáñez, J.J. (2012, Junio 5). Realizo un artículo en una revista, Fundación
dependiente de la Consejería de Ciencia, Universidades e Innovación de la
Comunidad de Madrid, titulada “Sobre-explotación de Acuíferos, Subsidencia del
Terreno y Repercusiones de los Terremotos” tiene como objetivo evaluar las tasas de
hundimiento en ambientes áridos y semiáridos respecto a los sucedido en la Lorca en
donde la agricultura bajo riego sobreexplota los acuíferos y estos tienen un impacto
severo de sismos de escasa magnitud, concluye que la agricultura industrial es
insustentable y peligrosa desde multitud de puntos de vista al ser que rápidamente va
en detrimento una planificación territorial sustentable dado que la explotación de agua
subterránea es muy superior a las recargas naturales por infiltración de lluvia y
retornos de los regadíos, en Lorca y todo el Valle del Guadalentín las tasas de
hundimiento que alcanzan valores máximos entre 6 y 15 centímetros por año, lo que
hace que sea una de las zonas con tasas de hundimiento más rápidas en el planeta,
y la mayor de Europa afectando una extensión tan grande “.
Remtavares (2016). Realizaron un artículo de revista, Fundación dependiente
de la Consejería de Ciencia, Universidades e Innovación de la Comunidad de Madrid,
titulada “¿Afectan los terremotos a la fauna acuática subterránea? tiene como objetivo
comparar datos abióticos y bióticos de dos estudios pre-terremoto con los de otro
estudio realizado tras el terremoto, para investigar los efectos del terremoto del 2009
de 6.6 grados en las comunidades dominantes de este ecosistema, donde se mostró
resultados que sugieren que el aumento de la conductividad hidráulica y la
9
consiguiente deshidratación del acuífero, inducida por el terremoto, desencadenó la
desaparición de la fauna de aguas subterráneas y una disminución dramática en la
abundancia de especies, dada su baja resiliencia la perturbación afecto
negativamente a la supervivencia y a la reproducción”.
4.2 Bases teóricas
4.2.1 Acuífero costero
4.2.1.1 Caracterización de rebase de un acuífero costero.
Este acuífero imparte su presencia tierra adentro, cuya recarga o
alimentación se encuentra en el continente, su ubicación imparte al
contornarse cerca de una masa de agua salada, por tanto, su existencia
está condicionada por factores geológicos e hidrometeorológicos de una
determinada cuenca.
Su existencia tiene contacto con pozos subterráneos donde pueden
secarse si el nivel freático cae por debajo de su profundidad inicial,
caracterizando del medio:
•
Descenso de niveles piezométricos.
•
Recarga lenta o casi nula.
•
Secado de manantiales.
•
Zonas con intrusión salina.
•
Compartimentación de acuíferos.
•
Aumento de los costos de explotación.
•
Compactación inducida del terreno.
•
Abandono de pozos.
•
Modificaciones inducidas en el régimen de los ríos.
4.2.1.2 La explotación abusiva determinante de la calidad de agua
10
Los flujos internos de aguas subterráneas son interceptados por
centros poblados a partir de perforaciones verticales y son extraídas para el
uso en agricultura y consumo humano. Sin embargo, estas captaciones no
tienen ningún tipo de tratamiento para controlar el contenido fisicoquímico
de las aguas, por tanto, podría ser optativo utilizar el “Diagrama logarítmico
de potabilidad Schoeller Berkaloff” y así identificar si es aceptable su
consumo humano o neto para la agricultura y ganadería, por la posible
presencia de calcio, sulfatos, magnesio, u otro.
4.2.1.3 El balance hídrico inestable de los niveles de explotación.
Estos sistemas en su mayoría, contemplan al flujo de agua
subterránea que fluye naturalmente hacia el mar, debido el estado de
energía libre del agua, es decir al potencial producido por la recarga tierra
adentro. Esta recarga tendrá un papel fundamental, pues si no establece
los ritmos de almacenamiento, no podrá con el potencial para contener al
flujo marino hacia zonas de producción del acuífero (Fig. 3), por tanto, si
tenemos un Balance hídrico positivo es superior a las pérdidas y si es un
Balance hídrico negativo los ingresos son inferiores a los egresos. Para
calcular la diferencia de agua que entra y sale del acuífero se elabora un
“balance hidrológico”, con él se puede calcular la recarga y la cantidad de
aguas en explotación.
4.2.1.4 La inexistente reposición de la fauna acuática subterránea.
Sucede notablemente por la sobreexplotación abundante de la fauna
acuática subterránea que da paso a sales en terrenos costeros con
insuficiente cantidad de agua, quedando el ecosistema sin reparo dado
que acoge comunidades que desarrollan rasgos adaptativos para
sobrevivir pues carecen de pigmentación, son ciegos debido a la falta de
11
luz, sobreviven a la escasez de alimento, cuentan con un metabolismo
lento y una baja tasa de fecundidad; quedando la muerte del arbolado el
inicio de las erosiones laminar y concentrada, cárcavas y procesos
remontantes.
4.2.2 Actividad sísmica
4.2.2.1 Eventos peligrosos en una zona costera
Los sismos más importantes son identificados en las zonas costeras,
pues su momento sísmico representa una magnitud (Mw>8,0) de energía
liberada e intensidad de sacudimiento del suelo, generando:
• Tsunamis, cuando los epicentros del sismo están en el mar, frente a la
zona costera.
• Deslizamientos de tierra y piedras en zonas de mediana a alta pendiente,
sea cerca de la costa o en el interior del continente.
• Procesos de licuación de suelos en zonas con superficies inestables y con
presencia de agua
Esta situación implica el consumo progresivo del agua que se
encontraba almacenada en el terreno, y acarrea numerosas
consecuencias negativas, como, por ejemplo: un gradual encarecimiento
de la producción, problemas en los cursos de agua o entre usuarios y,
frecuentemente, una degradación de la calidad del agua.
4.2.2.2 Zonas lucrativas agrícolas devastadas
La situación se ve acrecentada por la ruptura de presas, presencia
de material detrítico y salubre ascendiendo a la superficie, saturación de
los suelos o aumento significativo de la humedad de los mismos, cultivos
que quedan cubiertos total parcialmente durante varios días, a
consecuencia del estrés hídrico excesivo y contaminación del agua.
12
4.2.2.3 Las perforaciones expuestas a intrusión marina
Se llama intrusión marina al movimiento permanente o temporal del
agua salada que desplaza al agua dulce. En condiciones naturales ambas
se encuentran en equilibrio, formando una zona de interfase. El agua
captada en un acuífero costero se contamina (saliniza) cuando este se
sobreexplota. La zona dulce se ve afectada por la mezcla de agua dulce y
agua salada, o por la propia agua salada, procedente del mar.
4.3 Definición de términos básicos
4.3.1 Permeabilidad
Es la capacidad de un material para permitir que un fluido lo atraviese sin
alterar su estructura interna.
4.3.2 Caudal
Es la cantidad de fluido que circula a través de una sección por unidad de
tiempo.
4.3.3 Patología
Se encarga de investigar el daño, deterioro o el colapso producido.
4.3.4 Nivel Freático
Aquella que puede definirse como el nivel superior del agua en un acuífero
o más correctamente como el lugar donde la presión del agua es igual a la de la
presión atmosférica. El nivel freático o también llamada capa freática o napa
freática puede medirse mediante una perforación en el subsuelo (Fig.3).
4.3.5 Seguridad Hídrica
Es aquella que impacta en el desarrollo económico, social y ambiental del
país, así como en el desempeño en los servicios de agua, riesgos relacionados
13
al agua y la gestión misma, evaluando así la cantidad, calidad y disponibilidad
del recurso hídrico.
4.3.6 Licuefacción
Es un fenómeno en el cual los terrenos, a causa de saturación de agua y
particularmente en sedimentos recientes como arena o grava, pierden su
firmeza y fluyen como resultado de los esfuerzos provocados en ellos debido a
los temblores.
4.3.7 Descarga Difusa
Es una fuente no puntual de contaminación hídrica afecta los cuerpos de
agua desde fuentes como escorrentías de áreas agrícolas que drenan hacia los
ríos, o desechos lavados por el viento hacia el mar.
4.3.8 Estudio Hidrogeológico
Es la ciencia que se dedica al estudio de la distribución, espacial y
temporal, y las propiedades del agua presente en la atmósfera y en la corteza
terrestre
(precipitaciones,
la
escorrentía,
la
humedad
del
suelo,
la
evapotranspiración, etc.).
4.3.9 Subsidencia
Es la actividad tectónica de las placas (especialmente la extensión de la
corteza, que favorece el adelgazamiento y el hundimiento), la carga de
sedimentos y la remoción del fluido de los yacimientos son procesos por los
cuales la corteza puede deprimirse.
4.3.10 Conductividad Hidráulica
Es un parámetro que rige el flujo del agua en un acuífero y se relaciona
con el flujo mediante la ley de Darcy, ley empírica de la naturaleza obtenida
experimentalmente.
14
4.3.11 Resiliencia
Es el término empleado en ecología de comunidades y ecosistemas para
señalar la capacidad de estos de absorber perturbaciones, manteniendo sus
características de estructura, dinámica y funcionalidad prácticamente intactas;
pudiendo retornar a la situación previa a la perturbación tras el cese de la misma.
4.3.12 Niveles piezométricos
Es la presión existente sobre el punto del acuífero en el cual está ranurado
el pozo o sondeo, cada punto de un acuífero confinado tiene un nivel
piezométrico propio y diferente. El nivel piezométrico sólo se manifiesta allí
donde existe una perforación.
4.3.13 Fisicoquímico
Son aquellos que modifican, al mismo tiempo, la naturaleza interna
(molecular) de las sustancias, a la par que su estado físico, vale decir, su forma
o la disposición de sus elementos constitutivos.
Figura 3
Napa freático
Nota. Esquema de formación del cono de intrusión marina por explotación en pozos
cerca del litoral.
15
Referencias Bibliográficas
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