TALLER DE HIDROGEOLOGÍA DUITAMA II SEMESTRE 2015

ELABORADO POR:

OMAR RODRIGO VELANDIA ANGARITA

LEONARDO CORREDOR VARGAS

LIBARDO CORREA CHAPARRO

PRESENTADO A:

Msc.PhD JORGE ELIECER MARIÑO

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

ESCUELA DE INGENIERÍA GEOLÓGICA

FACULTAD SOGAMOSO

SOGAMOSO

2015

INTRODUCCIÓN

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Ante realidades actuales y las diferentes problemáticas ambientales globales, como el cambio climático y las consecuencias que esto acarrea, la gran mayoría de los servicios geológicos mundiales han identificado las aguas subterráneas como el principal recurso obtenido del subsuelo, con el cual se busca brindar oportunidades de desarrollo social y sostenible. Es en este sentido en que se han venido orientando sus actividades promoviendo y fortaleciendo este tema de investigación. El agua subterránea constituye una verdadera alternativa para el consumo humano en zonas donde la demanda de este preciado recurso es inminente, debido a que su uso es vital para el desarrollo de proyectos agroindustriales, mineros y de hidrocarburos, entre otras actividades que requieren para su ejecución grandes cantidades de agua.

La abundancia de los recursos hídricos superficiales en Colombia han hecho que se desarrolle la hidrogeología como ciencia con presente y futuro, a medida que el país lo requiera. Las tendencias del proyectado avance industrial y minero de Colombia se incremente la demanda en la explotación de acuíferos. El déficit de agua existente en algunas regiones de Colombia, como en el caso de El Cerrejón, en La Guajira, donde el estado está obligado a encontrar una solución a esta problemática ambiental, seguramente se seguirá ejemplos de países desarrollados donde han tomado aguas subterráneas como solución, incluso a grandes ciudades.

En el siguiente trabajo se presenta la realización de exploración y evaluación de aguas subterráneas en el municipio de Duitama, Boyacá, donde a partir de la información suministrada se procederá realizar el correspondiente balance hídrico.

CONTENIDO

Resumen……………………………………………………………………………………………………..4

Objetivos…………………………………………………………………………………………………...…5

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Recopilación información……………………………………………………………….…….…………….6

Herramientas y metodología……………………………………………………………………......…….22

Fundamentos del método de thorntwaite………………………………………………………….....….23

Descripción del método……………………………………………………………………………..….….25

Metodología para los sondeos eléctricos verticales (sev) ………………………………………..…...31

Interpretación SEV………………………………………………………………………………….......….32

Análisis y resultados …………………………………………………………………………………..…..34

Cálculo del balance hídrico…………………………………………………………………………….….34

Balance hídrico………………………………………………………………………………………..……43

Perfiles geológicos e hidrogeológicos …………………………………………………………...……. 45

Interpretación de los sondeos eléctricos verticales…………………………………………….………46

Discusión…………………………………………………………………………………………………….48

Conclusiones………………………………………………………………………………….………...…..52

Bibliografía……………………………………………………………………………………………….….53

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RESUMEN

Se requiere realizar el balance de aguas del área de Duitama, Boyacá, de la cual se han escogido tres localidades en el área de estudio, la zona 1. Correspondiente al pozo El Bosque, pozo visitado durante la práctica; la zona 2. Estación Moreno y zona 3. Postobón, en las zonas 2 y 3 se han adelantado Sondeos Eléctricos Verticales (SEV) con el fin de estudiar la potencial construcción de nuevos pozos. Se dispone de los resultados de la prueba de pozo en la zona 1. De la cual se obtiene la infiltración, los registros de resistividad de los SEV de las zonas 2 y 3 y los datos meteorológicos suministrados por el IDEAM de Duitama y zonas adyacentes de Precipitación (mm s), Temperatura (°C) y evaporación (mm s) registrados desde 1980 y 1996 hasta el año 2015, para lo cual se procede con la metodología (a) recopilación de la información; (b) reconocimiento del área de estudio; (c) geología, hidrografía e hidrogeología de la zona de estudio; (d) análisis de datos; € Caracterización Hidrometeorologica y (e) índice de disponibilidad del agua. Para lo anterior es indispensable realizar mapas de Isoyetas y polígonos de Thiessen para determinar la precipitación, cálculo de recarga teniendo en cuenta la precipitación e infiltración para las zonas estudiadas, realización de cortes geológico e hidrogeológicos que nos permiten ubicar las rocas a profundidad, interpretación de SEV realizados, determinar la ubicación de posibles acuíferos presentes en las zonas 1 y 2., determinar los costos del pozo y las posibilidades de potenciales reservorios y calidad de agua.

OBJETIVOS

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OBJETIVO GENERAL:

Desarrollar la explotación y evaluación de aguas subterráneas, balance de aguas del área de Duitama, cuantificando cada uno de sus parámetros, a modo de determinar las zonas más favorables de explotación de aguas subterráneas. Cuantificar la recarga del acuífero a partir del balance hídrico.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Cuantificar los valores de precipitación y representarlos por medio de mapas de Isoyetas en el área de estudio.

Deducir la recarga para las zonas 1,2 y 3 del área de estudio. Realizar los cortes geológicos e hidrogeológicos haciendo la conversión hidrogeológica de

las rocas. Determinar costos de pozo en la zona 1, posibilidades calidades de un posible pozo

permanente de explotación. Interpretación de SEV de las zonas 2 y 3. Determinar la ubicación y posibilidad de acuíferos presentes en las zonas 1 y 2,

estableciendo las zonas más favorables de explotación de agua subterránea.

RECOPILACIÓN DE LA INFORMACIÓN

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Mapa geológico del municipio de Duitama, Boyacá. Tomado del Plan de Ordenamiento Territorial del Municipio de Duitama.

Generalidades: el área de estudio está situada dentro de la Cordillera Oriental de Colombia, aproximadamente hacia la longitud de la ciudad de Duitama, en cercanías con los límites con el departamento de Santander. Está dividida en tres zonas: el pozo El Bosque, Estación Moreno y las instalaciones de Postobón, zonas que se encuentran dentro del perímetro urbano.

UBICACIÓN: El municipio de Duitama está ubicado en el departamento0 de Boyacá, situado en el centro oriente de Colombia, en la región del Alto Chicamocha. Siendo la capital de la Provincia de Tundama, constituye el puerto transportador terrestre más importante del oriente colombiano al encontrarse sobre la Troncal Central del Norte, y es un punto estratégico de las relaciones industriales y comerciales de esta región.

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Ubicación espacial de Duitama.

Limita por el norte con el departamento de Santander, municipios de Charalá y Encino; Por el sur con los municipios de Tibasosa y Paipa; por el oriente con los municipios de Santa Rosa de Viterbo y Belén; y por el occidente con el municipio de Paipa.

Subdivisiones Políticas: El municipio de Duitama se encuentra políticamente constituida por cinco (5) corregimientos, diecinueve (19) Veredas y ocho(8) comunas.

Superficie Total: 266.93 Km2.

Altitud Media: 2530 m.s.n.m.

Población total: 112 692 habitantes.

Población Urbana: 102 519 habitantes.

Población Metropolitana: 318 724 habitantes.

Extensión: Según información actualizada del Instituto Agustín Codazzi, Duitama tiene una extensión local de 267.042 Km2, de los cuales el 3,29% (8,861 Km) corresponden a zona urbana y el 96,6% (258,180) corresponde a zona rural.

Hidrografía: Los recursos hídricos de los ríos y quebradas. En una abrupta y quebrada topografía se presentan en valles profundos disectados por un gran número de drenajes donde tienen origen los ríos Chontales, La Rusia, Surba y Chiticuy y numerosas quebradas que alimentan lka vertiente seca del Río Chicamocha.

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Lagunas: Se destacan Cachalu, Agua Clara, Pan de Azucar y Las Cruces. Se complementan con lagunas Corralitos, El Juncal, Aracoba, Peña Negra, Chochal, Los Cuadros, Pozo Negro y numerosos humedales.

Humedales: Funcionan en el páramo como sistemas ecológicos menores y se constituyen en el ecosistema ecológico más amenazado de la zona por actividad ovinas y ganaderas. Algunos peces y patos de páramo própios de este habitat han perdido su espacio, por la competencia de alimento generada a partir de la introducción de la trucha a esto se suma la actividad antrópica ejercida sobre estos ecosistemas.

Clima: En el municio de Duitama la altura barométrica es de 2550 m.s.n.m. y la temperatura promedio es de 14° centigrados. El promedio anual de la distribución de la Precipitación esta calculado en 1,128 mm; los periodos de lluvias corresponden estadisticamente a los meses de Marzo y de Septiembre a Noviembre; la temporada seca corresponde a los meses de Junio a Agosto y de Diciembre a Febrero. La humedad relativa es de 81,4% promedio; los vientos predominantes proceden de sureste a de sur, la velocidad media es de 2,86 y 3,29 m/s, los vientos con más fuertes en Julio y Agosto; la insolación o Brillo solar corresponde a 5 horas promedio día y de 1820 horas anuales de sol.

Clima Frío Humedo: Se ubica entre los 2500 y 3000 m.s.n.m., con una temperatura media de 14,2 grados centigrados. Corresponde a las veredas de Tocogua, San Lorenzo, Higueras, Quebrada de Becerras, San Antonio sur y norte, parte de Surba y Bonza.

Clima Muy Frío Sub Páramo Seco: Esta unidad se distribuye entre los 3000 m.s.n.m. y los 3600 m.s.n.m. con curvas de Isoyetas entre los 110 y los 1500 m.s.n.m. con temperatura promedio de 8° centigrados. Corresponde a las veredas de Avendaños, El Carmen, Santa Ana, Siratá, parte norte de la Vereda Surba y Bonza.

Clima de páramo Seco: Esta unidad se distribuye entre los 3600 y 3800 m.s.n.m. que hace parte de las alturas más representativas del municipio, correspondientes a las veredas Avendaños,, El Carmen, Santa Ana, vereda Santa Bárbara. La precipitación que se presneta en la zona es la que corresponde a la curva de Isoyetas 1200 m.s.n.m. y 1560m.s.n.m.Según la Clsificacvión de Koppen, Duitama posee un clima de tipo EH: frío de Alta Montaña. Al igual que todas las regiones de la zona intertropical, el clima está influenciado solamente por la altitud y las corrientes oceánicas que causan leves variaciones de temperatura.

Aspectos geográficos: La ciudad de Duitama se localiza en el departamento de Boyacá, la cual pertenece a la región geográfica Andina y se ubica en el Antiplano Boyacence, entre los valles del Río Chiticuy y el Río Surba. Duitama esta rodeada y atravesada de sur a norte por los cerros de La Milagrosa o el Calvario, San José Alto, Alacranera o Tavor, La Tolosa, El Cargua, Tocogua, Pan de

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Azucar, el Cerro del Nevado, el Alto del Tigre y Monte Rusio (conocido como el páramo de La Rusia), siendo tofdos estos estibaciones de la Cordillera Oriental.

Dentro de sus principales puntos orográficos destacan los páramos de Pan de Azucar y el páramo de la Rusia, con alturas que superan los 3800 m.s.n.m. Igualmente destaca la cuchilla de Laguna Seca, el morro La Rusia, Cerro de Pan de Azucar, Morro de La Cruz, Morro de Peña Blanca y Cuchilla de Peña Negra.

GEOLOGÍA: la recopilación de la información geológica del área de estudio se basó del trabajo “Geología del Cuadrángulo J-12 Tunja, informe No. 1546, realizado por Giancarlo Renzoni, Servicio Geológico Nacional. Bogotá, 1967.

Resumen Geográfico: La región total de Duitama-Tunja comprende de sureste a noreste: (1) La Serranía del Páramo de La Alfombra, con alturas de 3600 m.s.n.m. 2) La depresión de Pesca-Rondón, con los valles de los ríos Pesca y Tota, los cuales se ensancan hacia el noreste, y los del Mueche y del Fuche, ríos que van a unirse más hacia el sur para formar el Río Lengupá de la vertiente del Orinoco. 3) La Serranía de los Páramos de Siachoque y de Las Tronadoras, cuya dirección, paralela a la anterior, es suroeste noreste; 4) La depresión del Río Chicamocha, afluente del Río Magdalena con el valle homónimo abierto hacia el noreste y con el de Turmequé hacia el sur y el este. 5) La Serranía de Arcabuco que nace en las inmediaciones de Villa de Leyva para ampliarse y levantarse a medida que se dirige hacia el noreste. 6) La depresión del Suárez, río que une sus aguas al Chicamocha, bañada por los ríos Gámbita y Riachuelo separados por la pequeña sierra de Loma Peña Blanca. Se observa una exacta correspondencia entre todos estos rasgos geográficos y los principales rasgos estructurales.

Estratigrafía: A pesar de los escases de fósiles y su significado biocronológico muy amplio, se vislumbra como consecuencia de un último episodio de desarrollo local de la orogénesis y de la granitización ercínicas, la formación, a finales del Paleozoico, del alto estructural del Macizo de Floresta; su prolongación meridional llegaba a ocupar el área entre Duitama y Pesca. Lateralmente y hacia el occidente toma forma, y se individualiza mucho más durante el Mesozoico inferior, una zona de subsidencia, lugar de sedimentación de una espesa serie molásica continental a subcontinental. Es en esta cuenca que al principio del Cretácico, sin que aparentemente se alteren las características de la misma, se instala un dominio de sedimentación radicalmente diferente (epicontinental-euxínico: Formación Cumbre). Este parece emplazarse siguiendo la modalidad de traslapos sucesivos (Etayo et al) a partir de “focos” más antiguos, de tal manera que las facies de la cuenca de Carare llegan de un lado a abarcar a partir del Hauteriviano toda la cuenca Triásico-Jurásica y del otro (zona suroriental) a entrelazarse con las facies de la cuenca de Cundinamarca. A la sedimentación marina del Cretácico sigue la continental del Terciario. El hecho más notable en este momento es la diferenciación de lo que fue el compartimento Cretácico, en dos partes independientes: la Cuenca terciaria de Sogamoso y La Cuenca terciaria de Cundinamarca.

PALEOZOICO

Formación Cuche: (Botero R., 1946) dio este nombre a una sucesión de “argilitas y areniscas” de tonos rojo violeta a amarillo crema con espesor entre 300 y 400 m, discordante sobre la Formación

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Floresta (Devónico medio) y discordante por debajo a la Formación Girón (Triásico-Jurásica); un Fósil, Palaeoneilo Sulcatina (Conrad), encontrado cerca a la base, sugirió una edad Misisipiano inferior; sin embargo, la edad de la formación fue extendida a todo el Permo-carbonífero con base en correlaciones con conjuntos de litología similar más fosilíferos. Reconociéndose capas correlacionables a esta formación en los afloramientos del área Duitama-Tibasosa, donde es fácilmente apreciable la fosilización de los pliegues que afectan estas capas, por el miembro conglomerático basal de la Formación Tibasosa (Cretácico).

MESOZOICO

Formación Palermo: Descrita en los alrededores de Palermo, sin que se haya determinado su base, se calculan 530 m de espesor; la parte más baja, que afloran por el Río Huertas entre Palermo y Gámbita está constituida por un conglomerado con guijos de areniscas rojas de pocos metros de espesor y por un nivel de unos 50 m de shales negros. La parte restante, que aflora subiendo de Palermo por la Quebrada Las Varas, consta de una sucesión de areniscas de grano fino a medio con tintes rojizos, verdosos y violáceos hasta el techo. No se encontraron fósiles. Subyace a la formación Montebel. La formación Palermo corresponde a una parte baja del “middle Shaly Member” de la Formación Girón según Langenheim (op.cit). Se supone mesozoica.

Formación Montebel: Los geólogos de la Shell llamaron así a las capas arcillosas negras de unos centenares de metros que afloran en el área de Montebel. Estudiada en el camino que conduce de Palermo a Paipa sobre la vertiente derecha de la Quebrada Las Varas; consta de 100 m de Shales negros alternando con limolitas gris verduzcas; 40 m de shales negros; 200 m de limolitas ocres a rojizas con intercalaciones de areniscas arcillosas grises, blancuzcas y ocres; seguidas de 66 m de limolitas gris oscuras con restos de vegetales y lamelibranquios (Esterías?) y de intercalaciones de areniscas feldespato-micáceas (según determinación de la sección del Servicio Geológico Nacional), grises, rojizas y verduscas. Subyace la Formación La Rusia. L Formación Montebel corresponde a los 400 m más altos del “middle shaly member” de Langenheim (op.cit.). los geólogos de la Shell y D. Trumpy (Pre-Cretaceous of Colombia, Bull.Geol.Soc.Amer.,Vol.54, pags.1281-1304, 1943) la consideran del Triásico superior; H, Burgl (Bol.Geológico Vol.XII, No. 1-3, 1964), refiriéndose a los afloramientos de esta formación sobre la carretera Duitama-Charalá la consideran del Triásico medio a superior.

Formación La Rusia: Nombre dado a la sucesión de capas que afloran en el Páramo de la Rusia por el carreteable que conduce a las torres transmisoras del Ejercito Nacional, consta de 55 m basales de arenisca conglomerática blanca y verde; 92 m de alternancia de arenisca conglomerática verduzca; 100 m de alternancia de arenisca verde fina con arenisca conglomerática blanca, y lentes de arcilla hacia la parte alta; 89 m de arenisca conglomerática blanca con intercalaciones de arenisca conglomerática de color rojo; 256 m de arenisca conglomerática y arenisca fina de color rojo; estas capas presentan estructuras internas de tipo estratificación entrecruzada; 90 m de arenisca de varios colores intercaladas por limolitas rojas y verdes. El espesor promedio de los estratos, a lo largo de toda la formación, es superior al metro. El espesor total es de 682 m. No se encontraron fósiles. Las dos sucesiones tienen por subyacente la Formación Montebel y la suprayacente Formación Arcabuco y por lo tanto son interpretadas, por similitud litológica, con un

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acuñamiento de la misma formación hacia el sur. Este conjunto corresponde al Girón Superior de Langenheim (op.cit). Respecto a la edad sólo se tiene Jurásico superior.

Formación Arcabuco y su miembro del techo: Su nombre y rango de formación fueron otorgados por A.A. Olsson para indicar las areniscas que afloran por el RÍO Pómeca. La formación está constituida por capas de arenisca cuarzosa blanca con intercalaciones de shales rojos que a veces llegan a formar niveles de 10 a 50 m de grosor, su espesor varia, calculados a los 600 m en Arcabuco, comprobado que mide 520 m en el camino entre Palermo y Paipa, con 300 m entre Paipa y Los Medios. La cumbre concordantemente un miembro de 83 m, descritos en afloramientos sobre la carretera Arcabuco-Moniquirá, formado por areniscas rojas con matriz arcillosa prevalecientes en la mitad inferior y shales rojos prevalecientes a la mitad superior. No se encontraron fósiles. Por sus características litológicas se consideró que este miembro se cierra el dominio de sedimentación continental hasta aquí examinado, sin determinar si el fenómeno se emplaza hasta finales del Jurásico o principios del Cretácico. La presencia del miembro Techo de la formación Arcabuco, solo en unas áreas, unida al adelgazamiento de la formación que hasta llega a desaparecer sobre el cercano Macizo de Floresta, en dirección Este, Sureste, prueba un periodo de erosión Post-Arcabuco o no depositación de esta misma dirección; es probable que en esta desaparición haya jugado un papel importante La Falla de Boyacá.

CRETÁCICO

Formación Cumbre: Se ha propuesto este nombre y rango a una sucesión que aflora en el descenso de la carretera Arcabuco-Moniquirá; consta de 21 m de areniscas grises oscuras alternando con shales negros, observándose estructuras sedimentarias primarias de tipo estratificación cruzada; seguido de 108 m de sales grises oscuros a negros, piritosos, con restos vegetales y a veces con lamelibranquios y gasterópodos, intercalados con capas de areniscas gris verdosa a negra; no se encontraron amonitas. Se infiere de edad Valanginiana. Yace concordantemente sobre el techo de la Formación Arcabuco y está cubierta por la Formación Rosablanca; muestra variaciones de espesor; es de 129 m en el área mencionada, de unos 30-50 m en La Vega, al norte de Sotaquirá y al norte y noreste de Gámbita; tiene medidas intermedias en los demás afloramientos y es probable que alcance un espesor de varios centenares de metros en el área de Charalá. La Formación Cumbre tiene una forma de lentejón que es interpretado como consecuencia de falta de depositación de partes de la formación, o de la acción erosiva en tiempo pre-Rosablanca, en las márgenes de la cuenca.

Formación Rosablanca: O.C. Wheeler., 1929 (Tropical Oil Company) dio el nombre y rango a una sucesión de calizas que afloran en el río Sogamoso aguas arriba del cerro Tablazo; aflora sobre la carretera que de Arcabuco conduce a Moniquirá, donde consta de 148 m de calizas a veces con lamelibranquios y gasterópodos, con esporádicas intercalaciones de shales negros que alcanzan hasta 5 m de espesor; no se encontraron amonitas. Su edad se supone Valanginiana-Hauteriviana. F. Etayo S. afirma que también las calizas que afloran en las cabeceras de la Quebrada Ritoque pertenecen a esta formación.

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Formación Ritoque: nombre propuesto por F. Etayo S. (op.cit), proviene de la Quebrada que lleva el mismo nombre, afluente del Río Samacá, donde se observó una sucesión de limolitas grises, amarillentas a rojizas por meteorización con bancos de calizas a veces lumaquélicas hacia la base; mide de 75 a 110 m de espesor y contiene equínidos, Trigonias y amonitas. Entre los fósiles empleados para datar estas capas vale la pena recalcar: Subastieria sp., Acanthodiscus gr. Radiatus, Favrella Colombiana. Corresponde, en las columnas estratigráficas de M. Julivert y de E. Hubach (ops.cit.), a los 100 m más bajos de lo que ellos denominaron “Conjunto Villeta”, y en el trabajo de Burgl (El Cretácico inferior en los alrededores de Villa de Leyva, Boyacá, Bol. Geol. 1-2, pag 22, 1954) a los 120 m de roca que el autor designó Valanginiano. (Se correlaciona, con base en la fauna, con una parte de la Formación Tibasosa). Yace concordantemente sobre la Formación Rosablanca en la parte noroccidental, sobre la Formación Cumbre en los alrededores de Arcabuco y sobre la Formación Arcabuco en la Serranía de Arcabuco. Esto demuestra el ulterior ensanchamiento de la cuenca Cretácica.

Formación Los Medios: En el área de Los Medios, entre la Formación Arcabuco y la parte inferior de la Formación Paja existen dos conjuntos bien diferenciados con base en la litología:

Miembro Conglomerático Inferior: por la carreteable que conduce de Paipa a Palermo se observaros capas de conglomerado con algunos guijos de arenisca cuarzosa similar al de la Formación Arcabuco, de arenisca conglomerática y de limolitas con restos de equínidos, con un espesor de 120 m aproximadamente. La parte conglomerática pasa lateralmente a arenisca. No se encontraron amonitas. Este miembro yace sobre la Formación Arcabuco y se acuña hacia el Occidente.

Miembro Limolítico Superior: siguiendo el carreteable Paipa-Palermo, se observaron unos 60 m de limolitas con restos de equínidos. Yace sobre el Miembro Conglomerático Inferior y sobre la Formación Arcabuco hasta la Formación Rosablanca. Está superpuesta por un tercer conjunto de 100 a 150 m de limolitas con esporádicas intercalaciones de areniscas.

Formación Paja: Está representada por una sucesión de 900 m, descrita por la carretera Sáchica-Tunja, compuesta por: una parte inferior de shales negros, datados del Hauterivianos con base, entre otros, en los siguientes fósiles: Olcostephanus boesei, Olcostephanus aff. Delicaticostatus, Olcostephanus (Rogersites) boussingaultii, Crioceratites gr. Nolani; una parte media de arcillas abigarradas yesíferas barremianas (Pseudohaploceras incertum, Ancyloceras degenhardtii, Nicklesia dumasiana, Parasaynoceras horridum, Karsteniceras beyrichii, Pulchellia Leivaensis, Heinzia galeatoides, Heinzia lindigii, Colchidites apolinarii, entre otros) y aptianas (Gargasiceras pulcher, Australiceras columbiae, Cheloniceras (Epicheloniceras) stoliczkanum, Dufrenoyia Justiniae, entre otros) y una parte superior de shales negros aptianos con nódulos huecos. La Formación Paja yace sobre la formación Ritoque e infrayace la San Gil inferior. Toda la sucesión se muestra arenosa en el corte sobre la carretera Tunja-Arcabuco. En el área al norte de Sotaquirá, en una parte baja de la formación, ocurren dos lentejones de caliza fosilífera.

En el sector noroccidental aflora una sucesión de unos 600 m de shales negros con frecuentes nódulos piritosos que yace sobre la formación Ritoque y por debajo de la Formación San Gil Inferior; se infiere para esta sucesión el lapso Hauteriviano-Valanginiano.

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Miembro Arenoso de la Formación Paja: A partir de Arcabuco y Toguí, se observó, en la mitad inferior de la formación Paja la aparición de capas de arenisca blancuzca, que aumenta en número y espesor hacia el norte y forman niveles levantado en afloramientos sobre la carretera Gámbita-Vado Real. Estos niveles de arenisca, alternados con shales negros más o menos arenoso, llegan a formar en esta última localidad un conjunto de 293 m denominado Miembro arenoso de la Formación Paja. El miembro yace sobre la Formación Ritoque y por debajo de los 300 m de shales negros a su vez cubiertos por la Formación San Gil Inferior. Se estima que este miembro sea un desarrollo facial local de la parte baja de la Formación Paja.

Comparando los conjuntos se pone en relieve la variación de espesor (la cual sugiere una depositación de la Formación Paja en el talud de la cuenca) y el cambio de facies en la Parte baja con procedencia del material arenoso desde Santander. S e correlacionan con la parte de la Formación Tibasosa.

Formación San Gil Inferior: Se ha descrito 325 m compuesto por calizas, arenisca Calcárea y shales negros y areniscas en la parte intermedia y en la parte superior areniscas, calizas y shales negros por la carretera Vado Real-Santa Ana. Es la sucesión que Hubach llamó Conjunto San Gil. Hubach y Julivert proponen de edad Albiano (inferior?) a las rocas previamente descritas, aún sin ofrecer datos paleontológicos.

En la carretera Sáchica-Tunja aflora una sucesión de 480 m la cual consta de: 140 m de shales con limolitas e intercalaciones de arenisca de grano fino más o menos calcárea y caliza; F. Etayo S., los data del Aptiano en base a: Colombiceras riedelii y Colombiceras alexandrum; siguen 190 m de caliza con gasterópodos y lamelibranquios explotadas como material de ornamentación, entre las amonitas más frecuentes ya albianas se destaca además Colombiceras obliquum; siguen 25 m de arenisca de grano fino, gris verdosas, micáceas y 125 m de arcillas arenosas gris oscuras, calizas arenosas y arenisca con restos de equínidos en la parte alta.

Ambas sucesiones están cubiertas por os shales negros de la Formación San Gil superior. Esta formación puede corresponder a la Caliza de Tablazo y se correlaciona con parte de la formación Tibasosa (E. Hubach, informe del S.G.N. No. 1212, pág.139).

Formación San Gil Superior: En la vía Sáchica-Tunja se observa una sucesión de 620 m de shales negros con algunas intercalaciones de caliza arenosa a veces con abundantes lamelibranquios. Entre la fauna empleada para la datación de la formación como Albiano superior vale la pena recalcar: Knemiceras semiocostatum, Lyelliceras pseudolyelli, Cf. Desmoceras chimuence, Prolyelliceras prorsocurvatum. Infrayace al Grupo Churuvita. Por la carretera Vado Real-Santa Ana aflora mal expuesto un conjunto de shales negros, con intercalaciones de arenisca, de unos 200 m aproximadamente. Corresponde a la sucesión denominada por Hubach como “Conjunto San Gil superior y que posteriormente hizo corresponder a la Formación Simití. Yace por debajo de capas de arenisca que Julivert y Hubach datan como cenomanianas y que F. Etayo paraleliza con continuidad de levantamiento con el Grupo Churuvita o parte de esta. Esta formación se correlaciona con parte de la Formación Tibasosa y parte de la Formación Une.

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Formación Tibasosa: Se observa a la entrada al pueblo de Tibasosa y aflora en los alrededores de Toledo por la quebrada Naranjos y Capellanía. Al comparar la sucesión levantada en cada localidad, presenta notables aumentos de espesores y pequeñas diferencias en los elementos litológicos.

La formación consta de: miembro basal de conglomerado heterogéneo pobremente sorteado (en la base), seguido por un conglomerado homogéneo y de mejor sorteamiento, seguido por limolitas verde y moradas y por arenisca a veces conglomerática con estratificación cruzada. Un miembro calcáreo inferior, compuesto por shales negros, de calizas más o menos arenosas (20%de capas calcáreas en Tibasosa y 22% en Toledo) y de arenisca (3% de capas de arenisca en Tibasosa y 22% en Toledo); se encontraron amonitas, equinodermos y lamelibranquios; la fauna estudiada (Cf. Acanthodiscus magnificus, Thurmanniceras Cf. novihispanicus, Cf. Olcostephanus (Rogersitas) paucicostatus, valanginites Cf. Santafecinus. Permitiendo la datación en el Hauteriviano inferior; un miembro arenáceo intermedio de shales grises oscuros y areniscas (31% de areniscas en Tibasosa y 76% en Toledo) en el cual no se encontraron fósiles; y un miembro calcáreo superior compuesto en una parte inferior de sales grises oscuros, de caliza lumaquélica rica en equínidos y ostreas (47% de capas calcáreas en Tibasosa y 46% en Toledo) y de arenisca (11 % en Toledo), y una parte superior de shales negros de unos 50 m de espesor en cuyos afloramientos de Puente Chiquita se encontraron Venezoliceras y Oxitropidoceras del Albiano medio a superior.

La Formación Tibasosa infrayace discordante sobre la Formación Cuche y concordante por debajo con la Formación Une (Albiano superior-Cenomaniano). G. Renzoni comprobó en rápidas excursiones que la formación ocupa el área del Macizo de Floresta y que el miembro calcáreo superior con sus capas de shales suprayacentes a calizas con equínidos, sigue aflorando hasta el área de Tibirita (sobre la carretera a Guateque) donde se superpone a shales negros infra puestos por la Formación Alto de Cáqueza. La Formación Tibasosa, la cual disminuye en espesor en sentido S-N, es decir, hacia el Macizo, de 574 a 355 m, es coeva con las formaciones Ritoque, Paja, San Gil Inferior y con la parte baja del San Gil Superior; lo que significaría que la región del Macizo de Floresta, después del avance marino Hauteriviano, se depositó una sucesión más grosera y reducida en comparación con las de más adentro de la Cuenca del Carare. Las relaciones con las facies de la Cuenca de Cundinamarca son menos claras por las distancias entre los afloramientos de la Formación Tibasosa y de los conjuntos pre-Une de esta cuenca.

Formación Une: Por la Quebrada Dorbaquirá se ha descrito una sucesión de 510 m constituida por arenisca blancuzca a amarillenta, con cemento silíceo o ferruginoso, de grano medio a grueso, localmente conglomerática, con gruesas capas intercaladas por shales negros más frecuentemente hacia el techo. No se encontraron fósiles. Yace concordante sobre el Miembro Calcáreo Superior de la Formación Tibasosa, en Tibasosa, Toledo y cerca de Rondón, y por debajo de las capas calcáreas del Grupo Churuvita. Unos 30 m por debajo de la base se encontraron fósiles del Albiano superior; la parte alta puede designarse Cenomaniana. La sucesión comprende arenisca con intercalaciones de shales negros más numerosas y espesas hacia el techo. Yace sobre el miembro calcáreo superior de la Formación Tibasosa y por debajo de un conjunto de shales negros (Grupo Churuvita).

De acuerdo con Hubach llamamos estos conjuntos Formación Une por lo que se trata de una misma sucesión de arenisca que se han seguido por los cortes de Gachalá, Guateque y Miraflores aunque

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sea más joven que en el área de exposición típica; se correlaciona con parte de la Formación San Gil Superior; es también posible que su parte alta corresponda a la arenisca basal del Grupo Churuvita de los sectores occidentales.

Grupo Churuvita: F. Etayo ha denominado Formación Churuvita a un conjunto que aflora en la carretera Sáchica-Tunja conformado por una arenisca basal de 105 m, con alternaciones en la parte intermedia de arcillolitas, areniscas y calizas repletas de exogiras u ostreas, de 75 m y en la parte superior de arenisca y caliza de 225 m; y ha denominado Formación San Rafael el suprayacente conjunto formado por 60 m de shales grises en la parte inferior, y por 15 m de capas delgadas limolítico-silíceas en la parte superior.

G. Renzoni indica la relación existente entre el nivel limolítico-silíceo (parte superior de la Formación San Rafael) y las calizas de la Formación Churuvita (según F. Etayo) se reducen hasta pocos centímetros, pudiéndose interpretar este hecho como un acuñamiento estratigráfico o como una lengua resultante del cambio de facies del elemento arcilloso al calcáreo.

La posición en el tiempo del Grupo Churuvita, puede ser discutida solo en el sector Sáchica-Tunja; se infiere que el grupo sea Cenomaniano-Turoniano porque yace sobre capas con fósiles del Albiano superior y contiene en los 60 m shales grises de la parte alta, fósiles del Turoniano (Mammites afer, Cf. Coilopoceras lesseli).

Formación Conejo: Se encuentra bien expuesta en el camino que se desprende del carreteable Oicatá-Chivatá en la localidad de Pontezuela y conduce a la Vereda San Rafael bordeando el alto El Conejo. Sobre un estrato de caliza de 0,80 m que Suprayace a los shales negros, ricos en Inoceramus, con delgadas intercalaciones limolíticas y calcáreas, seguida por 7 m de shales grises oscuros y areniscas bandeadas un poco silíceas, fracturadas en panelitas, ubicadas en el techo del Churuvita; siguen 265 m formados por siete niveles de arenisca (de 3 a 8 m, formando crestas) intercalados en niveles de shales gris oscuros a amarillentos en superficie (formando valles). Hacia la parte alta, pueden ocurrir esporádicos estratos de caliza como los observados al oriente del pueblo Boyacá. La concesión aflora también por el carreteable que conduce de Pesca a Toledo; allí también se reconoce una sucesión de 154 m de shales grises oscuros intercalas con niveles de arenisca, que Suprayace las capas delgadas silíceas. Toda la sucesión esta invertida.

En el sector Sáchica-Tunja, se observa la siguiente sucesión: 80 m de shales gris oscuros con delgadas intercalaciones de arenisca, 170 m de arcillas gises y amarillentas con grandes nódulos calcáreos en la parte inferior y 120 m de shales grises oscuros, arenisca y caliza con ostreas hacia la base y exogiras hacia el techo; es probable que este último nivel corresponda a la Formación Arenisca Dura en la Sabana de Bogotá. En la parte inferior de nódulos calcáreos del Miembro Cucaita, se encontraron fósiles entre los cuales es conveniente destacar: Prionocycloceras longispinata, Barroisiceras rhombifera, Protexanites cañaencse, Peroniceras mouretii, Prionocycloceras aff. Lenti, datados como Coniaciano y en la parte alta del nivel que subyace a la Formación Plaeners, Lenticeras baltai datados como Santoniano.

Formación Plaeners: En el sector Sáchica Tunja se compone de 50 m de delgadas capas de porcelanitas, chert y esporádica fosforita; en el sector Soracá se compone de 105 m de porcelanitas y chert con una parte media de 30 m de arcillas y areniscas; al norte de El Encanto sobre la

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carretera que une los pueblos de Ramiriquí y Boyacá, está compuesta por 97 m de chert, con nódulos calcáreos, porcelanitas y fosforita en la parte superior; en el sector Pipa, sobre el carreteable que conduce de Paipa a Quebrada Honda, se componen de unos 100 m de arcillas grises a blancuzcas poco caoliníticas y chert. Todos los tipos litológicos anteriormente mencionados se encuentran enriquecidos e foraminíferos y vértebras y escamas de peces.

La correlación entre todas estas sucesiones y la formación Plaeners del Grupo Guadalupe de la Sabana de Bogotá, está basada en la similitud de la roca y de sucesión lito-estratigráfica, y en el control estratigráfico llevado a cabo por medio de cortes paralelos y sucesivos entre Samacá, Guachetá, Sutatausa y Tabio donde ya se aprecia un suprayacente formado por el Miembro Arenisca de Labor, que corresponde en el área del cuadrángulo con los shales inferiores de la formación suprayacente.

Formación Labor y Tierna: En el sector Samacá-Cómbita se observa una sucesión compuesta por 49 m inferiores de shales con contenido foraminífero, con algunas intercalaciones de arenisca y 10 m superiores de arenisca; en Soracá la sucesión está conformada por 117 m inferiores de shales grises oscuros con intercalaciones de arenisca y por 50 m superiores de arenisca. Todas estas sucesiones yacen debajo de la Formación Guaduas y por encima de la formación Plaeners. Por medio de cortes llevados paralelos hasta Tabio, pudimos observar que todos los conjuntos de arenisca con los cuales terminan estas sucesiones, son el Miembros de Arenisca Tierna de la Formación Labor y Tierna del Grupo Guadalupe de la Sabana de Bogotá. No hay registro de amonitas.

Formación Guaduas: por la carretera Chivatá-Toca y por la Quebrada Carbonera se levantó una sucesión compuesta así: 250 m inferiores de arcillas grises y esporádicas areniscas friables, mal expuestas; seguido de 270 m de arcillas grises, arenisca friable y carbón; al techo, 50 m de arcillas verduzcas y violáceas y arenisca.

Yace sobre el miembro de las Areniscas Tierna y por debajo de la Arenisca del Cacho (parte basal de la Formación Bogotá). Corresponde a la Formación Guaduas de la Sabana de Bogotá que T. Van Der Hammen (Estratigrafía del Terciario y Maastrichtiano Continentales y Tectogénesis de los Andes Colombianos; Bol. Geol.Vol.VI Nos. 1-3, 1958, Bogotá) data como Maastrichtiano hasta la parte media y como paleocena en la parte superior.

Una sucesión mal expuesta que ocurre en el área inmediatamente por arcillas grises con intercalaciones de arenisca y de carbón. Se diferencia de las demás, por tener en la parte alta un conjunto de arenisca friable de grano grueso, de 40 m de espesor.

Otra sucesión, mal expuesta en la localidad de Aguascalientes consta de 300 m de arcillas grises con intercalaciones de arenisca y capas de carbón. Las dos sucesiones yacen sobre el miembro de las Areniscas Tierna y por debajo de la Formación Socha inferior. Las correlaciones con la Formación Guaduas de la región de Sogamoso, así como la definieron Alvarado y Sarmiento Soto, la cual según Van Der Hammen, no incluye el Paleoceno.

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Formación Bogotá: Sobre la carretera Tunja-Arcabuco, en la localidad de San Ricardo, G. Renzoni observó una sucesión de 120 m compuesta por: 9 m de arenisca friable; 15 m de arcillas violáceas; 47 m de arenisca de grano medio a grueso, ferruginosa, con estratificación cruzada, friable; y unos 50 m de arcillas amarillentas a bermejas y arenisca alternando; no es observable el techo.

G. Renzoni la correlaciona con la Arenisca del Cacho (base de la Formación Bogotá) que en su totalidad típica es datada Paleoceno por T. Van Der Hammen. Sobre la carretera central del norte, en la bajada hacia Tunja afloran niveles de arenisca, pertenecientes estratigráficamente a la parte media y superior de la formación. Esta sucesión yace sobre la Formación Guaduas y está cubierta discordantemente por la Formación Tilatá.

Formación Tilatá: En el bajo estructural, correspondiente a la depresión del Río Chicamocha, entre Tunja y Duitama, se extiende sobre una vasta superficie un conjunto formado por capas de gravas, arcillas, arenas, y esporádicos lignitos. En la localidad de Olitas, entre los componentes de gravas, aparecen guijarros subredondeados de andesita. Renzoni calculó un espesor de 150 m. en el área de Tuta esta suavemente inclinado hacia el oeste; localmente presenta fuertes buzamientos. Yace discordantemente sobre todas las formaciones comprendidas entre la Formación Bogotá y la Formación Une; parece que falta en las áreas ocupadas por el Terciario de la región de Sogamoso. Renzoni lo correlaciona con depósitos análogos presentes hacia el sur, donde han recibido el nombre de Formación Tilatá. Estudios palinológicos sobre muestras de lignito recolectadas sobre la carretera central del norte en la localidad de Manzanero llevados a cabo por Van Der Hammen, indicaron la presencia de Virola, Compositae, Podocarpus, Sapotaceae, Jussiaea, Cypraceae, Myrica, cf. Hedyosmum, que refieren a las capas consideradas al Plioceno-Pleistoceno más inferior.

CUATERNARIO

Abanicos Aluviales: En los dos flancos del Anticlinal de Arcabuco ocurren depósitos de viejos abanicos aluviales y coluviales abiertos hacia los valles. Están constituido especialmente por gravas (de bloques y guijarros redondeados) que provienen de rocas presentes en sus respaldos. Los pequeños depósitos terrazados del valle de Uvasa son correlacionados por Renzoni a las primitivas prolongaciones de los Conos, sucesivamente aislados del cuerpo principal, por un periodo de erosión.

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Plancha Geológica 171 Duitama, tomado del INGEOMINAS.

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DESCRIPCIÓN DE LAS ESTRUCTURAS

El Graben de Pesca-Rondón: delimitado por dos fallas inversas, de las cuales, la occidental, es la prolongación al sur de la Falla de Soapaga. Dentro del Graben, las rocas están deformadas en largos y estrechos anticlinales y sinclinales; en Pesca, debido a que la Falla de Soapaga se bifurca, el Graben está subdividido en dos bloques de los cuales al occidente encierra el Terciario más alto.

El Bajo Estructural del Chicamocha: Emplazado entre la Falla de Soapaga y el Anticlinal de Arcabuco (al noreste) o la Falla de Boyacá (al noreste), consta de numerosas estructuras y dislocaciones entre las cuales conviene destacar:a) El anticlinal de Tibasosa-Toledo: con su flanco occidental invertido en el tramo entre

la quebrada Suanogá y Puerta Chiquita; debido a la ligera diferencia entre la dirección de su eje y el de la Falla de Soapaga, este anticlinal, en su prolongación suroeste, queda cortado casi en el eje.

b) El Sinclinal de Tunja: una amplia estructura de dirección suroeste-noreste que empieza al sur de Tunja, termina en la localidad de El Manzano, probablemente contra la Falla de Boyacá (allí fosilizada por la Formación Tilatá) y está limitada al oriente por la Falla de Chivatá.

c) El anticlinal que pasa por puente Boyacá y ventaquemada: Se prolonga hasta Combita cortado por fallas transversales.

d) El sinclinal que cruza de Zamora hasta Motavita.e) El Anticlinal de Samacá.f) Los cortos y estrechos anticlinales y sinclinales que aparecen en la bajada de

Cucaita a Sáchica. La Falla Inversa DE Boyacá: que nace en las inmediaciones de El Manzano y se dirige

hacia el noreste aumentando su desplazamiento. El Anticlinal de Arcabuco: Que se hunde en las inmediaciones de Villa de Leyva, es una

amplia y larga estructura que se dirige en dirección suroeste-noreste. Es de notar que a la altura de Arcabuco nacen un anticlinal y un sinclinal más pequeño, que se subdividen en sus prolongaciones hacia el norte-noreste, en una serie de estructuras aún más pequeñas frecuentemente afectados por fallas transversales. En el lado oriental del Anticlinal, al norte de Paipa, ocurre el amplio y corto sinclinal de Los Medios.

El Sinclinal de Villa de Leyva: Nace al suroeste de la localidad de Villa de Leyva y sigue en dirección noreste hasta Palmar.

El Anticlinal de Oiba: Es una larga estructura asimétrica con el flanco oriental más inclinado, la cual está afectada por numerosas fallas casi normales a la dirección del eje que la subdividen en una serie de bloques, donde se puede evidenciar resumidamente:a) Un levantamiento tectónico, acompañado por pliegues, a finales del Paleozoico,

referible a un episodio final de la Orogénesis Ercínica (según la definición de L. Radelli. Op. Cit.).

b) Un posible pequeño movimiento positivo restringido al área de Duitama en tiempos post-.Arcabuco.

c) Un plegamiento en tiempos Oligo-Miocénicos.

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d) Un movimiento tectónico por fallas en tiempos post-Tilatá que se refleja como flexiones fuertes y locales en esta última formación.

Consideraciones sobre recursos minerales: En el aspecto de posibles fuentes de materiales, se señala la importancia de la Formación Cumbre para arcillas caoliníticas y para material de recebo; de la Formación Guaduas para los carbones; de la Formación Picacho para los asfaltos; de las Formaciones Labor y Tierna y Bogotá para arenas aptas para construcción; y de las formaciones Bogotá y Tilatá para arcillas aptas en la fabricación de ladrillos y tejas.

Como complemento al estudio se cuenta con el mapa hidrogeológico del municipio de Duitama, el cuál fue tomado del Plan de Ordenamiento Territorial del Municipio de Duitama.

HERRAMIENTAS Y METODOLOGÍA

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Como herramientas base de estudio se cuenta con los datos proporcionados por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de los valores totales de Precipitación, Temperatura y Evaporación de las estaciones meteorológicas de Surbatá-Bonza, Antenas de TV La Rusia y Andalucía, los cuales registran datos de la corriente Surba; Las estaciones Belencito, Tibasosa y Aeropuerto A. Lleras C. , los cuales registran datos de la corriente del Río Chicamocha,; Las estaciones Santa Rosa De Viterbo y Aguazul, las cuales regiran de las corrientes El Manzano y Unete respectivamente, y la Estación Duitama con corriente del río Chiticuy.

Se cuenta además con valiosa información de la ubicación de la tubería y los filtros a su respectiva profundidad, loe resultados de la prueba de pozos realizados en la zona 1. Pozo El Bosque, la cual muestra datos de Caudal, NivelEestático, Nivel Dinámico, Abatimiento, Recuperación, Capacidad Máxima precisa y Profundidad de Instalación. Estudios geofísicos desarrollados en las zonas 2. (Estación Moreno) y zona 3. (Póstobon) dispuestos de 22 puntos con un AB/2 máximo de 200 m muestran los valores de resistividad que deben ser analizados de acuerdo a su composición litológica.

Para poder conocer el potencial hidrogeológico de las diferentes rocas que infrayacen a la ciudad de Duitama y sus alrededores, se debe adelantar un estudio regional el cual debe contener un mínimo de dos fases: 1) Fase de exploración y Caracterización hidrogeológica donde se determinarán las estructuras y caracterización hidroestratigráfica, estudios geoeléctricos y finalmente una determinación de las zonas más favorables para la construcción de pozos exploratorios. 2) Fase II o Construcción de pozos exploratorios (piezómetros) con pruebas de bombeo para determinar las características hidráulicas para finalmente construir un pozo de prueba y producción.

Este trabajo, por ser de carácter educativo, se trabajará principalmente en la Fase I de exploración y caracterización hidrogeológica.

FASE I- ESTUDIOS DE EXPLORACIÓN Y CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA PARA LA UBICACIÓN DE LOS POZOS EXPLORATORIOS.

a) Se realizará la recopilación y análisis de bibliografía existente.b) Realización de un reconocimiento de campo, en el cual se deberá incluir la cartografía

geológica, determinación de las estructuras, tectónica, cortes geológicos, levantamiento detallado de columnas estratigráficas con especial atención en sus características hidráulicas.

c) Caracterización hidrogeológica de las formaciones existentes.d) Realización e interpretación de estudios geoeléctricos en el área de interés con el objetivo

de determinar las características del terreno, tales como: espesor, continuidad, resistividad, saturación de agua.

e) Inventariar puntos de agua con determinación de niveles, profundidades, caudales ubicación.

f) Elaboración de los mapas de isoyetas y polígonos de Thiessen y recarga en la zona.g) Recopilación y análisis de la información existente y determinación de los sitios más

favorables para la construcción de pozos exploratorios.

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Para el cálculo del balance hídrico en el suelo de Duitama se ha determinado hacerse mediante el método de Thorntwaite.

FUNDAMENTOS DEL MÉTODO DE THORNTWAITE

Consiste en cuantificar los distintos componentes del balance hídrico en el suelo, este balance suele escribirse como:

P=Es+ETR+ I

Dónde:

P: precipitación (en mm/ unidad de tiempo). Es un parámetro experimental que se debe medir en estaciones meteorológicas ubicadas en la zona de estudio. De no ser posible, se debe usar valores tomados de estaciones ubicadas en las zonas cercanas y de similares características orográficas y meteorológicas al área de estudio.

Es: escorrentía superficial (en mm/unidades de tiempo). Generalmente la mayor parte esta constituida en forma canalizada (ríos y arroyos) y se mide en estaciones de aforo constituidas especialmente para ello en los cauces.

I: es la infiltración del terreno (en mm/unidad de tiempo). Parte de esta puede descargar de nuevo a la superficie del terreno (cauces, laderas) tras un tiempo de permanencia más o menos corto, y otra parte se incorporará finalmente a la zona saturada, convirtiéndose en recarga efectiva al acuífero (R). I y R se calculan mediante métodos experimentales como numéricos.

ETR: evapotranspiración real (en mm/unidad de tiempo). Es la suma de la evaporación directa de agua desde la superficie del terreno y/o desde los poros y grietas del mismo, más la transpiración de las plantas. La máxima profundidad de alcance de las plantas es la longitud de las raíces.

ETP: evapotranspiración potencial. Es la cantidad de agua que perderá una superficie completamente cubierta de vegetación si en todo momento hay en el suelo agua suficiente para el crecimiento activo de las plantas.

ETR: evapotranspiración real. Es la cantidad de agua que realmente se pierde, por tanto siempre ocurre que ATR ≤ ETP.

La evapotranspiración directa es posible medirla por medio de tanques evaporímetros, pero la transpiración de las plantas es difícil de determinar por esto es más frecuente medirlas en conjunto, la evapotranspiración, mediante lisímetros.

Frecuentemente la evapotranspiración no se mide experimentalmente sino que se calcula por medio de expresiones empíricas, algunas de ellas están basadas en medidas directas y en fórmulas que tienen fundamento físico. Uno de los métodos más frecuentemente empleado para estimar la ETP y ETR en hidrogeología y edafología es el método de Thorntwaite estimado para cada mes del año a

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partir de parámetros básicos e (evaporación potencial media mensual) e i (índice de calor mensual) de la siguiente forma:

e=1,6 (10 t / I )a

Donde

e: evapotranspiración potencial media diaria del mes (mm/día) para mes 30 días y 12 horas de luz diaria. Como ninguna de las dos es siempre cierta, los valores de e deben ser corregidos.

t: temperatura media diaria del mes en cuestión (°c) en la zona de estudio. Calculada a partir de las medias diarias.

I: índice de calor anual. Calculado como la suma de los índices de calor mensual ( i) de los 12 meses del año:

I=∑1

12

i=¿∑1

12

(t /5)1,514 ¿

Donde

i: índice de calor mensual. Se encuentra tabulado en la bibliografía.

t: temperatura media diaria del mes (°c) en la zona de estudio (calculada a partir de datos de estaciones hidrometeorológicas)

a = coeficiente experimental de ajuste

a=(675 ∙109 ) I 3−(771∙107 ) I 2−(1972∙105 ) I+0,4924

Una vez se ha obtenido el valor de e debe ser corregido para la latitud y número de horas de sol diarias reales en el área de estudio. Para ello puede ser calculado multiplicándolo por el coeficiente de corrección F, llamado índice de iluminación mensual, el cual varía con la latitud (No. Horas de sol) y el mes (No. Días del mes). F se puede calcular por la siguiente expresión:

F=( N12

) ∙( d30

) ∙d

Donde

N: número máximo de horas de sol según la latitud del sitio.

d: número de días del mes en cuestión.

Por tanto, la evapotranspiración potencial para un lugar dado según el método de Thorntwaite es:

ETP=F ∙e

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En la práctica, para el cálculo de la ETP los valores de i están tabulados para temperaturas medias mensuales entre 0,2 y 40,9°c), los valores de e también, donde los valores de e están en función de I y t, y los valores de F (para el hemisferio N en función de la latitud y el mes).

Una vez calculado la ETP se procede a calcular el balance hídrico del suelo y el valor de la recarga del acuífero (R) como se procederá a continuación.

DATOS NECESARIOS PARA EL CÁLCULO DEL BALANCE HÍDRICO EN EL SUELO SEGÚN EL MÉTODO DE THORNTWAITE

1. Nombre, altitud, latitud de la estación meteorológica (termo-pluviométrica) de la cual se usan los datos de P y T.

2. Precipitación media mensual (P, en mm/mes) para cada año, calculado a ser posible con una serie larga de datos históricos para minimizar sesgos debidos a ciclos húmedos y secos.

3. Temperatura media mensual (t en °c) para cada mes del año, calculada igual que P.4. Reserva útil característica del suelo en el estudio (RU: en mm), y valor de RU al comienzo

del año hidrológico (Octubre) en la zona de trabajo.

RU: volumen de agua útil que puede retener un suelo/unidad de superficie y hasta la profundidad desde la que el agua puede ascender por capilaridad. En mm/unidad de superficie. Es característico de cada tipo de suelo. Se encuentra tabulado; mejor pedirlo a los laboratorios agronómicos de la zona de estudio. En nuestra latitud se toma RU a comienzos del año hidrológico (Octubre)=0mm, ya que coincide con el fin del verano.

Agua Útil: cantidad de agua que un suelo puede ceder a las plantas. Su valor esta entre la capacidad de campo (cantidad de agua en un suelo sometido a drenaje libre) y el punto de marchitez (cantidad de agua retenida en un suelo cuando la tensión de las partículas del suelo es mayor a la de las raíces).

DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO

Especificidades: el balance se calcula mes a mes y usando las siguientes reglas

Si un mes P≥ETP, entonces ETR=ETP. Si P‹ETP, entonces ETP=P+ parte de RU, hasta que la suma de ambos sea=ETP.

Pero:a). si no hay suficiente RU para alcanzar el valor de la ETP, entonces ETR‹ETP y la diferencia se llama déficit de agua en el suelo (DEF), DEF no se acumula para el mes siguiente; su relevancia es agronómica ya que afecta al crecimiento de las plantas.b). si la RU=0, entonces ETR=P.

Si un mes P-(ETR+∆RU)›0, la fracción de P sobrante se llama superávit (SUP). SUP equivale a la fracción I en la expresión general P=Es+ETR+I: agua que sobrepasa el alcance de las raíces. Una parte de SUP descargará a os ríos de forma mas o menos diferida y el resto se convertirá en recarga del acuífero (R). según Thorntwaite, aproximadamente la mitad del superávit (SUP) que se produce en un mes concreto

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descarga a los ríos de forma más o menos rápida, y la otra mitad queda en la zona no saturada disponible para seguir descargando a los cauces o convertirse en R en los meses siguientes

Lluvia útil: se refiere a la fracción de la lluvia caída en un mes concreto que es útil tanto para reponer la RU (incremento de RU) como para alimentar a cauces superficiales y acuíferos (SUP). Por tanto, la lluvia útil en un mes dado es ∆RU+SUP de ese mes.

PASOS PARA DESARROLLAR EL MÉTODO

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Usando las tablas 1 y 3 se pueden determinar los valores del balance hídrico.

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Ejemplo: Calculando el balance hídrico con los datos del cuadro 1.

-Estación meteorológica013 (Cartagena-Puerto)

-Serie temporal usada para calcular P y t medias mensuales: periodo 1975-1998

-RU del suelo=10 mm: RU inicial =0 mm

1) Cálculo de la ETP.

Con los datos de P y T medios mensuales (obtenidos a partir de los 23 años de datos disponibles) se ha usado el valor de los parámetros e y F para cada mes en las tablas 2 y 3. Introduciendo estos valores en la expresión ETP = F⋅e se ha calculado la ETP de cada mes.

2) Cálculo del balance de agua.

Octubre

-ETP=72,3 mm, pero como RU a comienzos de mes es =0 mm y p ‹ ETP, entonces ETR tiene que ser igual al agua disponible, es decir la p de ese mes (33,3 mm).

-Como este mes ETP›ETR, el suelo no acumula agua de reserva (RU=O mm) y además experimenta un DEF=39 mm (ETP-ETR= 72,3-33,3 mm).

-Como no hay superávit. La RU no se modifica y a comienzos del mes siguiente RU=0.

Noviembre

-RU=0 mm.

-ETP=29,9 mm y p=26,7 mm, luego

-Como ha llovido menos de lo que el suelo puede evapotranspirar (P‹ETP), toda la lluvia se evapora, la RU sigue siendo =0 y se este mes vuelve a haber un DEF=ETP-ETR=12,4 mm.

Diciembre:

-RU=0 mm.

-ETP=29,9 mm y P=26,7 mm, luego ETR=P.

-Como ha llovido menos de la ETP, toda la lluvia se evapora, RU sigue siendo =0 mm y este mes vuelve a haber déficit para las plantas (DEF=29,9-26,7=3,2 mm).

Enero:

-RU=0 mm.

-ETP=24,4 mm y P=38,8 mm, por tanto este mes ETR=ETP y la lluvia sobrante puede emplearse en incrementar la RU del suelo. Como nuestro suelo sólo puede tener 10 mm de Ru, el resto del agua (38,8 mm- 24,4 mm -10 mm= 4,4 mm) se convierte en superávit (SUP). De esta cantidad, la mitad (2,2 mm) descarga a los ríos de forma rápida y la otra mitad queda disponible para convertirse en recarga (R= 2,2 mm).

-Este mes la lluvia útil es =∆RU+SUP= 14,4 mm.

Febrero:

-RU a comienzos de mes = 10 mm.

-Como ETP=27,9 mm y P=35,5 mm, hay agua suficiente para que ETR=ETP.

-Como RU está al máximo, todo el exceso de lluvia (35,5-27,9= 7,6 mm) se convierte en SUP. De esta cantidad, se supone que la mitad (3,8 mm) descargará a los ríos en pocos días y los otros 3,8 mm se convertirá en recarga (R).

-La lluvia útil de este mes es =0 + 7,6 = 7,6 mm.

Marzo:

-RU a comienzos de mes = 10 mm, ya que no se gastó nada en febrero.

-ETP = 40,2 mm y P= 28,7 mm, Por tanto, este mes ETR= P +RU = 38,7 mm.

-El suelo experimenta un déficit de : DEF = ETP – ETR = 40,2-38,7= 1,5 mm.

Además, como RU se gasta toda la evapotranspiración, el suelo experimenta una variación de reserva =-10 mm, lo que implica que RU a comienzos de abril = o mm.

-Este mes no hay lluvia útil.

Abril:

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-RU = 0 mm, ETP = 56,1 mm y P = 30 mm.

-Hay déficit de: DEF= ETP – ETR = 26,1 mm.

-No hay superávit de la lluvia del mes ni tampoco del mes anterior (Marzo), por lo tanto, en Abril no hay recarga: R= 0 mm.

-Este mes tampoco hay lluvia útil.

Se continúa el mismo procedimiento hasta completar los 12 meses del año.

METODOLOGÍA PARA LOS SONDEOS ELÉCTRICOS VERTICALES (SEV)

Consiste en un conjunto de determinaciones de la resistividad aparente, efectuados en las zonas 2. Y 3. Correspondientes a Estación Moreno y Postobón respectivamente. El objetivo de los SEVs es la obtención de un modelo de variación de la resistividad aparente en función de la profundidad, a partir de mediciones realizadas en superficie, la profundidad alcanzada por la corriente aumenta a medida que crece la distancia AB, aunque generalmente no existe una relación de proporcionalidad entre ambas.

La finalidad del SEV es establecer la distribución vertical de la resistividad específica o real ρ℮ por debajo del sondeo, tomando como base la curva de resistividad aparente (CRA).

CURVAS DE RESISTIVIDAD APARENTE PARA 2 Y 3 CAPAS

La figura representa esquemáticamente las formas de las curvas de resistividad aparente versus AB/2 PARA 2, 3 Y 4 capas y diferentes relaciones de profundidad.

CURVAS PARA RESISTIVIDADES APARENTES PARA 2, 3 Y 4 CAPAS

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Interpretación de SEV

El objetivo de la prospección geoeléctrica es establecer la conformación del subsuelo mediante la ubicación espacial de las capas resistivas (perfil geoeléctrico) para posteriormente transformar el perfil geoeléctrico en otro, que represente los caracteres geológicos subterráneos (perfil geológico).

Para identificar las profundidades de las capas con diferentes resistividades, deben compararse las curvas obtenidas en campo con otras confeccionadas en gabinete denominadas curvas teóricas, mediante un procedimiento similar al que se empleó para calcular los parámetros hidráulicos de los acuíferos por los ensayos de bombeo.

La comparación entre las curvas de campo y teóricas puede realizarse en forma manual, cuando las capas involucradas son 2 o 3. Este procedimiento se usó hasta la década de 1970, mediante el empleo de catálogos de curvas teóricas de resistividad como las elaboradas por: Compagnie

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Génerale de Géophysique (1955) con 480 curvas de 3 capas; Orellana y Mooney 81966) con 25 curvas para 2 capas, 912 para 3 capas y 480 para 4 capas.

El procedimiento manual se complica cuando la cantidad de capas involucradas es 4 o más, pero esta limitación puede mejorarse sensiblemente mediante el uso de Software Ipi2win, el cual ha sido seleccionado para nuestro estudio.

En este caso la prospección geoeléctrica brinda buena definición por el marcado contraste de resistividades de las capas y además, la interpretación se simplifica por el conocimiento que se tiene respecto al comportamiento de los acuíferos de la zona de estudio.

A fin de cotejar el comportamiento resistivo con el componente geológico del subsuelo, se efectuaron 2 sondeos paramétricos en los sectores 2. Estación Moreno y 3. Postobón, alcanzando un valor AB/2 máximo = 200 m.

En la zona 2. Estación Moreno, por información geológica compilada anteriormente tenemos la Formación Tilatá, la cual comprenden gravas, arenas y arcillas con esporádicas capas de lignito. Mientras la zona 3. Postobón se encuentra en los aluviones recientes de los ríos, los cuales son buenos acuíferos. Los SEVs también pueden ser de utilidad para identificar paleocauces de grava y arena con agua dulce (más resistivos), labrados en sedimentos pelíticos (menos

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resistivos) o plumas de contaminación en basurales, que suelen tener baja conductividad eléctrica, por la elevada concentración de CINa.

ANÁLISIS Y RESULTADOS

CONSTRUCCIÓN DEL MAPA DE ISOYETAS

Para la generación del mapa de isoyetas se ha utilizado el Software ARGIS 9,3 en el cual se han tenido en cuenta para su desarrollo los datos registrados por las estaciones meteorológicas aledañas al sitio de interés. Usando de la ventana ArcToolbox la herramienta Spacial Analyst tools con el método de interpolación IDW.

De acuerdo al mapa de isoyetas obtenido, las mayores precipitaciones se presentan hacia la parte Noroeste de la Ciudad de Duitama, evidenciado por los valores altos que se presentan en la Zona 2. Estación Moreno. Esto nos muestra que la precipitación tiene una dirección NW-SE, provenientes posiblemente del valle medio del Magdalena y finalizando en el valle de Sogamoso.

CÁLCULO DEL BALANCE HÍDRICO

Como se ha mencionado anteriormente, se ha elegido la determinación del balance hídrico la utilización del método de Thonthwaite, el cual se ajusta mejor a nuestras necesidades y es útil su procesamiento teniendo en cuenta la información suministrada por las diferentes estaciones meteorológicas y el cálculo de sus parámetros, cuyo procedimiento ha sido descrito previamente.

Para la estación Surbata-Bonza se han hecho los respectivos cálculos por lo cual se han obtenido un valor de Precipitación Total Anual (PT) de 891 mm, con valores de Evapotranspiración Rea (ETR) de 718,25 mm, la Escorrentía (R) presenta un valor de 76,72 mm e Infiltración (I), la cual está dada por: I=ETR+R+∆RU ; I=804mm.

Los datos calculados son tabulados a continuación:

Para la estación Andalucía los valores obtenidos son satisfactoriamente mayores, siendo concordantes con las litologías existentes de acuerdo a la información obtenida.

Se han obtenido valores de Precipitación total anual (P) de 891 mm; Evapotranspiración Real (ETR) de 718,25 mm; la Escorrentía (R) con valores 453,7275 mm; e Infiltración (I) es 1163,9775mm.

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Mapa de Isoyetas, obtenidas a partir de las precipitaciones registradas en las estaciones meteorológicas Surbata.bonza y Andalucía dentro del área de estudio.

Los datos de precipitaciones para cada una de las estaciones meteorológicas han sido analizados de acuerdo al tiempo en meses en una gráfica Precipitación Vs. Tiempo en meses, con el objetivo de identificar el comportamiento histórico de las precipitaciones para cada una de las estaciones. De las gráficas precipitación Vs. Tiempo (meses) se observa un comportamiento bimodal, donde principalmente en los meses de Abril, Mayo y Octubre son los meses del año en los que se reportan mayores precipitaciones.

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SURVATA BONZA PRESIPITACIONMES ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBREPRECIPITACION 22,9 44,4 76,1 129,1 116,7 66,5 49,7 52,3 78 119,8 89,7 45,9

ANDALUCIA PRESIPITACIONMES ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBREPRECIPITACION 48,6 81.4 127,5 160,5 153,6 92,7 87 85,8 117,3 167,3 135 82,5

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BELENCITO PRESIPITACIONMES ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBREPRECIPITACION 31,6 42 74,4 117,2 104,1 53,5 50,5 45,6 60 102,9 89,1 46,4

DUITAMA ESTACION PRESIPITACIONMES ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBREPRECIPITACION 23,9 43,1 72,8 129,2 122,6 62 50,7 57,3 72,2 132,4 88,8 46,7

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ESTACION ANTENA TV LA RUSIAMES ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBREPRECIPITACION 56,8 86,2 118,7 171,1 138,8 77,9 78,9 75,9 88,5 169,3 142,3 88,9

ESTACION SANTA ROSA DE VITERBOMES ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBREPRECIPITACION 27 47,6 86,2 137,5 135,4 58,4 51,8 55,7 75,2 147,7 106,7 51,3

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ESTACION TIBASOSAMES ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBREPRECIPITACION 23,8 31,3 62,4 100,5 94,9 51,1 53,4 47,2 51,6 105,9 78,5 40,1

ESTACION AEROPUERTA A. LLERAS C.MES ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBREPRECIPITACION 21,9 30,7 65,6 108,2 95 55,1 53,4 42,7 59,2 102,2 89,3 30

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Adicionalmente se han realizado las gráficas de precipitación anual para cada una de las estaciones para facilitar la comprensión de la misma. Donde los años que históricamente han representado mayores niveles de precipitación son: 1981, 1982, 1988, 1998, 1999, 2010 y 2011. De los cuales los años 2010 y 2011 fueron los máximos años de precipitaciones.

Esto nos muestra cierta ciclicidad en eventos de altas precipitaciones y un considerable aumento de estas en el transcurso del tiempo, lo que hace pensar en posibles niveles de precipitaciones futuras con picos de precipitación muy altos, así mismo, el comportamiento de temporadas de sequías muestran para los años 1986, 1992, 1998, 2002 y 2012 con los años en los que más se registran temporadas de sequías considerables.

BALANCE HÍDRICO

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Tabla 1. Balance Hídrico de la Estación Meteorológica Surbata-Bonza, Usando el método de Thornthwaite.

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TABLA 2. Balance Hídrico de la Estación Meteorológica Andalucía, Usando el método de Thornthwaite.

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Al comparar los valores obtenidos en los balances hídricos de las diferentes estaciones meteorológicas se observa un aumento substancial en los valores de escorrentía e infiltración, donde se determina un área de mayor caracterización hídrica que coincidiría con lo obtenido en el mapa de Isoyetas, lo cual además demuestra condiciones más favorables para realizar estudios de pozos en ésta área. Se ha considerado la Recarga Útil (RU) =10 mm según

PERFILES GEOLÓGICOS E HIDROGEOLÓGICOS

Se han realizado perfiles de acuerdo a la litología propuesta por G. Renzoni et al (1967), en las memorias de la Plancha 171 Duitama, de la cual se ha tomado la compilación de la información geológica, además se ha tomado parte de la información del Plan de Ordenamiento Territorial del municipio de Duitama. De esta información se ha determinado realizar los perfiles geológicos e hidrogeológicos de las zonas 1. 2 y 3, correspondientes a Pozo El Bosque, Estación Moreno y Postobón respectivamente, las cuales deberán tener una dirección NW-SE, para las cuales se ha hecho la conversión hidrogeológica de las diferentes litologías, las cuales nos posibilitará inferir su continuidad a profundidad.

En el perfil A-A´ correspondiente a la zona 1. Pozo El Bosque, se observa que dicho punto se encuentra ubicado sobre los Aluviones recientes de los ríos, la cual comprenden Sedimentos con porosidad primaria de tipo 1A comprendiendo acuíferos de extensión regional con flujo intergranular, altamente productivos. La topografía es favorable para la ubicación del acuífero y además se suma a ello la cercanía de este punto con el Río Chiticuy, el cual recargaría directamente la zona.

En el perfil B-B´ comprende la zona 2. Estación Moreno, ubicada sobre la Formación Tilatá, quien G. Renzoni (1967) describe como capas de gravas, arcillas, arenas y esporádicas capas de lignito. En una conversión hidrogeológica de las rocas de la Formación Tilatá se tienen rocas con porosidad primaria con buen interés hidrogeológico, comprendido por acuífero de tipo 1B de extensión regional con flujo intergranular moderadamente productivo, de baja productividad. Su principal ventaja es que su ubicación es muy cercana a una zona de recarga registrada aledaña a la zona 2.

En el perfil C-C´, corresponde la zona 3. Postobón. En esta zona la litología trata de Aluviones recientes en los ríos, lo cual corresponde a Sedimentos con porosidad primara de interés hidrogeológico muy importante, por constituir una zona de tipo 1A comprenden acuíferos de extensión regional con flujo intergranular altamente productivos.

INTERPRETACIÓN DE LOS SONDEOS ELÉCTRICOS VERTICALES

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Interpretación de la zona 3.Postobón: A partir de los datos de AB/2 y de resistividades aparentes que se obtuvo en las mediciones geoeléctricas, se generó la curva de SEV, mostrando un comportamiento en la gráfica de curva tipo “H”, en la cual se pueden observar tres tipos de litología según los siguientes valores de resistividad con su respectiva profundidad:

δ 1=120δ 2=12δ 3=12

H 1=2,5mH 2=62,5mH 3≈∞

Estos resultados fueron calculados a partir de los valores encontrados en las curvasSEV teóricas al compararlas con las curvas graficadas, de acuerdo a los datos obtenidos en las mediciones geoeléctricas de resistividad Vs. AB/2 de la siguiente manera y según las siguientes fórmulas:

μ1=0,1

μ2=1

∂=25

μ1= δ 2δ 1→δ 2=μ1∗δ 1=0,1∗120=12

μ2= δ 3δ 2→δ 3=μ2∗δ 2=1∗12=12

∂=H 2H 1

→H 2=∂∗H 1=25∗2,5=62,5

Según estso resultados y en conjunto con la estratigrafia de la region se observa que los bajos niviele sde resistividad para esta zona concuerdan con la litologia, pues este SEV se realizo sobre los depositos cuaternaario , los cuales se caracterizan por ser materiales no consolidados , ofreciendo poca resistencia al fluido electrico.

Los resultados de espesoras “H” muestran una profunidad aproximada de 65 metros lo cual sugiere que el fluido electri no supero el espesor total de delposito aluvial ; asi mismo se observa un cambio de resistividad de 120 ohm*m a 12 ohm*m , lo cual incinua que a los 2,5 metros de profunidad y con una resistividad aparente de 12 ohm*m se encuetra el acuifero.

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Interpretación de la zona 2.planta moreno: de la misma manera que se grafico la curva SEV a partir de los datos de ab/2 y de resistividad , se grafico también la curva SEV para los registros obtenidos a la zona correspondiente a la planta moreno ; donde se obtuvo una curva tipo “K” y se obtuvieron los siguientes resultados de resistividad y espesor :

δ 1=1700δ 2=4250δ 3=684

H 1=2,6mH 2=65mH 3≈∞

Estos resultados fueron calculados a partir de los valores encontrados en las curvasSEV teóricas al compararlas con las curvas graficadas, de acuerdo a los datos obtenidos en las mediciones geoeléctricas de resistividad Vs. AB/2 de la siguiente manera y según las siguientes fórmulas:

μ1=2,5

μ2=0,4

∂=25

μ1= δ 2δ 1→δ 2=μ1∗δ 1=2,5∗1700=4250

μ2= δ 3δ 2→δ 3=μ2∗δ 2=0,4∗1700=680

∂=H 2H 1

→H 2=∂∗H 1=25∗2,6=65m

Apartir de los resultados de espesores se deduce que el fluido elécrico no logra atravezar la formación Tilatá en la cual se realizaron las mediciones geoeléctricas.

La resistividad inicial de 1700 ohm*m es coherente con la litología de la formación pues la formación Tilatá esta compuesta por conglomerados; la resistividad de 4250 ohm*m sugiere rocas arenosas las cuales tambien coinciden con la estratigrafía de la región; posteriormente se encuentra la resisitividad de 684 ohm*m que insinua una nueva capa conglomerática pero saturada de agua, ya que esta resistividad es menor que la capa conglomerática inicial.

Adicionalmente se realizaron las curvas SEV para las dos zonas con el software IPI2WIN con el objetivo de contrastar las curvas hechas análogamente y tener una mayor certeza en el cálculo de las resistividades y espesores a partir de dichas gráficas.

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DISCUSIÓN

Teniendo en cuenta los diferentes resultados arrojados por el mapa de isoyetas, el cual nos muestra una dirección de precipitaciones de NW-SE, los perfiles geológicos e hidrogeológicos de las diferentes zonas de estudio y sus respectivas conversiones hidrogeológicas de los sedimentos y rocas, con acuíferos tipo 1A en las zonas 1 y 3, y acuíferos tipo 1B en la zona 2. Estación Moreno. Los registros de resistividad de los SEVs en las zonas 2 y 3, donde se han observado valores de resistividad más altos en la zona 2. Estación Moreno que a diferencia de los valores de resistividad en la zona 3, Postobón, valores muy bajos de resistividad, son interpretados como rocas con mejor porosidad y mayor conductividad en la zona 3. Postobón. Mostrándose una zona más favorable para la presencia de buenos acuíferos sobre los sedimentos denominados Aluviones Recientes (G. Renzoni), a diferencia de la zona 2, cuyos valores registran mayor nivel de compactación y características más rocosas.

De lo anterior se ha determinado que la zona con mayor posibilidad de representar un pozo de producción representa la zona 1. Pozo El Bosque, debido a que se encuentra en la parte baja de la Cuidad de Duitama, comprendida por sedimentos de porosidad primeria de tipo 1A altamente productivo, donde su cercanía al Río Chiticuy, influye propiciamente la presencia de buenos acuíferos en este sector, sumado los valores de resistividad presentes en el SEV efectuado en la zona 3. Postobón, la cual nos representaría valores muy similares a los de la zona 1 por sus características litológicas similares.

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Se ha realizado el cálculo del pozo para la zona 1. Donde de manera general se ha hecho una apreciación, teniendo en cuenta los diferentes factores que influyen en la totalización de los precios, los cuales de manera integrada se han dividido de acuerdo a las diferentes etapas de construcción

COSTOS ESTUDIO HIDROGEOLOGICO PARA EXPLORACION DE AGUAS SUBTERRANEAS EL LA CIUDAD DE DUITAMA.

Nombre del producto Costos $Recopilación, sistematización y evaluación de la información hidrogeológica de la zona. Localización y caracterización pozos, aljibes, manantiales, corrientes superficiales. $ 4.175.000

Recopilación, sistematización, evaluación de información geológica de la zona. Aspectos estructurales, estratigráficos, sedimentológicos y de ambiente deposicional.

$ 4.000.000

Realización Sondeos Geoeléctricos Verticales, Arreglo Schlumberger con profundidad de investigación entre 150 y 200m. Se ha estimado para cada punto.

$ 1.150.000

Realización prediseño de pozo o alternativa de aprovechamiento de aguas subterráneas. $ 460.000

Perforación: costos de operación, transporte e instalación donde se lleve a cabo la perforación. Perforadora roto-percusión, con mesa rotaria de 1,5 toneladas; esta maquinaria tiene la capacidad de perforar hasta 200 metros con diámetro de 22 pulgadas,  pudiendo haber variaciones en función de las condiciones geológicas.

$2´500.000

Tubería: El diámetro de la tubería de revestimiento será de 12 pulgadas menos que el hoyo, La tubería de revestimiento siempre será nueva, resistente a la acción corrosiva del agua y del terreno y especialmente fabricada para tal uso, se prolongará hasta el acuífero. Total longitud de la tubería 75m.

$1´000.000

La grava: La empacadura de grava deberá seleccionarse en función de la granulometría del acuífero. La grava utilizada será limpia, redonda, esférica con contenido de sílice o cuarzo en un 95%, con granos de superficie lisa y sin fractura, sin partículas aplanadas, o alargadas, no más de 10% en peso. Cantidad 3m^3

$ 300.000

mantenimiento del pozo: equipo necesario como motobombas para la extracción y limpieza de los lodos de perforación $ 700.000

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Impermeabilización o anillo de protección: construcción de un cubo de 0,6 m de concreto reforzado con el fin de evitar filtración de algún líquido contaminante. “grava, semento arena y mano de obra”.

$ 500.000

Informe técnico dos copias impresas y medio digital; que contenga la información y cartografía hidrogeológica y geológica, la localización georeferenciada de los SEV, los datos geoelectricos de campo, su análisis e interpretación, la correlación geoelectrica con unidades geológicas, los espesores de las unidades eléctricas, la clasificación de los acuíferos detectados; el prediseño del o los pozo y sus costos; recomendaciones y demás información técnica de interés para la explotación del recurso hídrico.

$ 2.990.000$ 1´500.000

SUBTOTAL. 19´275.000I.V.A. (16%) 3´084.000TOTAL COSTO DE ESTUDIO. 22´359.000TIEMPO DE ENTREGA 60 DIAS

TABLAS DE COSTO ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICOS.

COSTOS ADICIONALES.nombre del producto costo $

análisis completo de agua para riego (incluye: pH, CE RAS, Ca, Mg, K, Na,SO4-2, Cl-, CO3-2, HCO3-1 y clasificación)

100.000

análisis parcial de agua para riego (INCLUYE pH, CE, Ca, Mg, Na y RAS) 70.000Boro en agua. 45.000conductividad eléctrica (C.E) 250.000nitratos y amonio en aguas 150.000sulfatos en agua 150.000aluminio en agua 150.000cloruros en agua hierro en agua 150.000manganeso en agua 150.000aluminio o silicio en agua 150.000fosforo en agua 150.000fraccionamiento de humus en soluciones liquidas (C en extracto húmico total, carbono de ácidos fúlvicos y carbono de ácidos

250.000

sólidos totales, sólidos en suspensión y sólidos solubles 150.000cromo, plomo, cadmio en agua: cada uno 150.000SUBTOTAL 20´650.000I.V.A. (16%) 330.400TOTAL 20´980.400

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Además de estos valores estimados se han adjuntado algunos costos adicionales que caracterizarán las condiciones del terreno y permitan determinar los parámetros geotécnicos, los cuales serán necesarios para la construcción del pozo.

COSTOS ADICIONALES.nombre del producto costo $

humedad a diferentes tensiones (cada punto) 50.000densidad aparente (método terrón y/o cilindro) 50.000densidad real 60.000granulometría por pipeta (7 fracciones) 60.000COEL método del rodillo y/o método estándar 70.000estabilidad estructural 200.000límites de consistencia (líquido y plástico 100.000conductividad hidráulica 100.000módulo de ruptura 150.000distribución de poros (intra agregados) y densidad real 150.000granulometría por pipeta (7 fracciones) con mineralogía de arcillas y arenas

150.000

infiltración de campo 150.000conductividad hidráulica en campo 150.000humedad de campo 100.000SUBTOTAL 15´400.000I.V.A. (16%) 246400TOTAL 15´646.400

CONCLUSIONES

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El mapa de isoyetas nos muestra valores de precipitación mayores en las partes noroccidentales del área de estudio, las cuales disminuyen gradualmente hacia las regiones surorientales de la misma área.

Los perfiles geológicos e hidrogeológicos muestran que en las zonas 1 Y 3 comprenden acuíferos tipo 1 A de alta productividad, mientras en la zona 2 se caracteriza por ser un acuífero de tipo 1 B con una baja productividad.

En el análisis de los SEVs se encontraron valores de resistividad aparentes mayores en la zona 2 Moreno, lo cual muestra rocas con menor posibilidad de ser acuíferos, mientras en la zona 3, Postobón, se encontraron valores de resistividad aparentes menores, por lo cual se infiere una mayor porosidad de los sedimentos y mejores condiciones para potenciales acuíferos.

A partir de la información de los análisis obtenidos se concluye que la zona con mejores condiciones para la prospección de pozos productivos se encontrarían en la zona 1. Pozo El Bosque, lo cual se ve favorecida por su topografía, su ubicación cercana al río Chiticuy, los valores de resistividad en la zona 3 Postobón, los cuales en litología son similares a los de la zona 1.

BIBLIOGRAFÍA E INFOGRAFÍA

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Geología del cuadrángulo J-12 Tunja, Giancarlo Renzoni, Bogotá, 1967. Memorias de la Plancha 171-Duitama.

Introducción a la hidrogeología, Joerg Werner, Primera edición, 1996, Linares, Nuevo León, México

http://www.bvsde.paho.org/bvsAIDIS/PuertoRico29/adam.pdf

http://www.aguassub.com/aguassubpdf/TEMA%206-PERFORACION_POZOS_DE_AGUA.pdf

http://aprchile.cl/pdfs/Costos_y_Eficiencia.pdf

BRAS, Rafael. “Hydrology an Introduction to Hydrologic Science”. Massachusetts: Addison-Wesley Publishing Company, 1990. 643p.

CHOW, Ven Te. 1993. Hidrología aplicada. Santafé de Bogotá, McGraw-Hill.

Custodio, E. y M. R. Llamas (Eds.) (1983) .- Hidrología Subterránea. (2 tomos). Omega, 2350 pp

Curso Internacional de Hidrología Subterránea (2009).- Hidrogeología. Fundación Centro Internacional Hidrología Subterránea, 768 pp

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