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Contaminación por Aguas Termales Un Caso de estudio en la Localidad Villa Elisa Provincia de Entre Ríos - Argentina |
 Por Lic. Abel H. Pesce * Fernando J. Miranda * y Enrique G. Gárea * apesce@secind.mecon.ar (*) Departamento de Geotermia, Instituto de Geología y Recursos Mineros, SEGEMAR. 
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Introducción
En los proyectos de aprovechamiento de recursos termales de baja temperatura y dependiendo de las características del mismo, al menos dos efectos negativos en el ambiente pueden ser considerados como los de mayor impacto en ausencia de una infraestructura adecuada para su disposición. En primer lugar la contaminación química, la cual puede llegar a ser particularmente importante cuando se encuentra involucrado el manejo de grandes volúmenes de agua con importante contenido salino, y en segundo lugar la contaminación termal, consecuencia del vertido de aguas con temperaturas superiores a los valores de fondo en ecosistemas naturales preexistentes.
El presente artículo resume los resultados obtenidos a partir de los estudios realizados en la localidad de Villa Elisa, Provincia de Entre Ríos, Argentina, como consecuencia del impacto producido por los fluídos termales provenientes del pozo termal profundo (1032 mts) Villa Elisa-1 y su vertido a los cursos superficiales de drenaje natural del área (Miranda et al. 1997). El sistema objeto de estudio comprendió el pozo termal, el curso del Cañadón del Zorro y el arroyo San Pascual hasta su desembocadura en el río Gualeguaychú.
Área de Estudio
La localidad de Villa Elisa (32°10'de latitud sur, 58°24'longitud oeste), provincia de Entre Ríos, República Argentina, dista 360 km de la Capital Federal (ciudad de Buenos Aires). El acceso desde esta última se realiza a través de la Ruta Panamericana, complejo Zarate Brazo Largo y rutas nacionales 12 hasta Ceibas y 14 y 26 hasta Villa Elisa.
Objetivos y metodología
El objetivo del estudio apunto a determinar el grado de influencia de los efluentes termales -provenientes del pozo termal Villa Elisa-1-, sobre el sistema afectado en forma directa, constituido por el curso Cañadón del Zorro, el Arroyo San Pascual y el río Gualeguaychú.
Para el desarrollo de esta tarea se realizaron trabajos de campo durante el mes de junio de 1997 a cargo del personal del Departamento de Geotermia dependiente del Instituto de Geología y Recursos Mineros - SEGEMAR con la colaboración de personal de la Municipalidad de Villa Elisa. Dichas tareas apuntaron a la obtención de muestras de aguas para la realización de análisis químicos y medición, in situ, de pH y temperatura en diferentes puntos a lo largo del sistema. Los sitios de muestreo se establecieron en base a puntos previamente seleccionados por personal de la Municipalidad de Villa Elisa, acción que permitió y permitirá utilizar los datos obtenidos como puntos fijos de control y monitoreo tanto para las condiciones en las que se realizó este estudio, como así también, para futuros ensayos. A su vez se incorporaron muestras correspondientes al río Gualeguaychú aguas arriba y abajo de la desembocadura del arroyo San Pascual.
Condiciones del estudio
Los cursos de agua relevados constituyen un drenaje natural cuyo destino final próximo se encuentra en las aguas del río Gualeguyachú. Dado las múltiples variables (clima, caudales, etc.) a las que el sistema se encuentra sometido se describen a continuación las condiciones en que se realizaron dichas tareas; teniendo en cuenta que cualquier variación en las mismas puede condicionar los resultados obtenidos. Al momento de los trabajos el pozo termal Villa Elisa-1 presentaba condiciones de surgencia natural (sin bombeo) con un caudal medido de 12 m3/h y una temperatura del fluido en boca de pozo de 40.2°C. El Cañadón del Zorro, curso transitorio de escorrentía superficial, se hallaba recorrido por una corriente de agua (caudal estimado 13 m3/h), originada por lluvias caídas en los días previos al estudio.
El arroyo San Pascual, colector principal del drenaje superficial del área en cuestión, no recibía aporte superficial perceptible de tributarios menores, salvo los provenientes del Cañadón del Zorro. La desembocadura del arroyo hacia el río Gualeguaychú era a través de su cauce natural.
Caracterización de las Aguas del Sistema Cañadón del Zorro - Arroyo San Pascual - Río Gualeguaychú
Para dimensionar el grado de influencia y el tipo de alteraciones que produce el vertido de los efluentes termales sobre el sistema se realizó, en primera instancia, una caracterización de cada uno de los componentes involucrados (sin interacción entre si) en dicho sistema. Dentro de éste y para los fines de este trabajo, se consideraron cuatro puntos extremos, constituidos por:
Las aguas correspondientes al Cañadón del Zorro, El arroyo San Pascual, El río Gualeguaychú y Los efluentes termales del pozo Villa Elisa-1.
Las aguas del Cañadón del Zorro son del tipo bicarbonatada clorurada-sódica. Su bajo contenido de SDT (194 mg/l) indica una mineralización muy débil y su pH de 6.4 la señalan como un agua de carácter prácticamente neutro. El arroyo San Pascual, presenta el mismo tipo composicional que el Cañadón del Zorro, sin embargo su contenido de sodio es un 50 % menor. Por sus características resultan aguas de mineralización muy débil y dulces con un pH cercano al neutro de 6.2.
El río Gualeguaychú, presenta un tipo químico bicarbonatado-sulfatado sódico, es decir que, a diferencia de los cursos anteriores el anión sulfato sigue en orden de importancia al bicarbonato. El pH de 6.4 y demás parámetros la caracterizan como un agua prácticamente neutra, dulce y de mineralización muy débil.
El otro punto a considerar es el representado por los efluentes termales del pozo termal de Villa Elisa. El tipo químico de estas aguas corresponden al tipo clorurado-sulfatado sódico con un pH de 7.7 que en función de la temperatura registrada en el punto de muestreo (40.2°C), puede ser considerado levemente alcalino. La concentración de sólidos disueltos (14.400 mg/l) señalan la fuerte mineralización de dichas aguas. Los valores de C.E. (18.900 µS/cm), estrechamente relacionados con la salinidad la clasifican dentro del campo de las aguas saladas.
Mediante la utilización del programa WATEQF (Plummer et al. 1976) se realizaron cálculos de equilibrio químico determinando la presencia de posibles complejos y/o formas de las especies disueltas mas probables y más abundantes.
En el Cañadón del Zorro, arroyo San Pascual y río Gualeguaychú las formas predominantes están constituidas por bicarbonato, sodio, sulfato, cloro, etc., es decir principalmente sus formas iónicas. Para el caso del pozo termal de Villa Elisa-1 se observa, al igual que en los otros puntos, un predominio de las formas iónicas, en especial cloruro, sulfato y sodio. Sin embargo, además de estas especies, es posible constatar la presencia de formas salinas entre las cuales predominan las especies sulfatadas, en particular NaSO4 (1.295 ppm).
Efectos del Pozo Termal Villa Elisa sobre el Sistema Natural
El contraste existente entre las aguas del pozo termal y los cursos superficiales es muy amplio, haciendo que el ingreso del fluído termal al sistema provoque perturbaciones modificando su estado natural. Estas se reflejan tanto en variaciones de la temperatura como en las composiciones químicas de los puntos considerados extremos. El alejamiento de las condiciones naturales se da en diferentes grados a lo largo de los cursos influenciados, siendo dependientes de la composición original de los fluídos que son objeto de mezcla, los caudales involucrados en los diferentes puntos, velocidad de circulación de las aguas, etc..
El vertido de aguas con temperaturas comprendidas entre 35° y 40°C arrojados directamente hacia el cauce del Cañadón del Zorro constituye, dependiendo de los caudales involucrados, una potencial causa de contaminación termal. Este tipo de polución repercute principalmente sobre los organismos altamente sensitivos a las variaciones de temperatura (cambios permanentes tan leves como un grado centígrado o incluso menores) y provocando un empobrecimiento en la cantidad de oxígeno disuelto en el agua, factores que interfieren con la normal ecología del curso de agua.
Previo a la confluencia SP-CZ la temperatura registrada fue de 13.6°C, similar a la obtenida en el arroyo San Pascual. El escaso intervalo transcurrido entre dichas mediciones indica que el efecto de la temperatura de los efluentes termales no ejerce mayor influencia en dicho sector. Se puede observar una correlación directa entre las temperaturas de la muestra y los valores ambiente, señalando un control directo ejercido por las variaciones atmosféricas diurnas.
Además de la variación térmica producida en el curso del Cañadón del Zorro, el ingreso de VE-1 modifica la composición química original de dicho arroyo. Esto se observa, en diferentes proporciones a lo largo del curso, cambiando de bicarbonatada clorurada-sódica, a clorurada-sulfatada sodica. Esta variación se observa hasta dicho efecto -debido a la distancia recorrida y la mayor velocidad de circulación del arroyo- es algo más reducido que en el tramo superior y medio del cañadón. De acuerdo al contenido de SDT se puede observar que en el sector próximo a la salida de los efluentes termales en el Cañadón del Zorro se produce un dilución de aproximadamente un 50%, mientras que en el punto previo a la confluencia CZ-SP la proporción de los efluentes es de un 18 %.
A su vez, las aguas que penetran en el arroyo San Pascual, modifican la composición de este último de forma similar a lo que acontece en el cañadón del Zorro, aunque en menor proporción dado el avance en el grado de dilución y los volúmenes de agua involucrados. Esto se constato en el punto posterior a la confluencia CZ-SP, donde la influencia se reduce a un 10 %. La composición química original del arroyo San Pascual varía en este punto, a partir del cual progresa la dilución hasta su desembocadura, donde participa en el 2.75% de la mezcla, haciendo incluso sentir sus efectos en el río Gualeguaychú.
Si bien la proporción en que participan los efluentes en el río Gualeguaychú es leve, las aguas del mismo se ven modificadas en sus contenidos de elementos mayores, especialmente Cloruros (hasta 10 veces superior) y Sodio (aproximadamente en un 50 %). En cuanto el contenido de elementos minoritarios se observa un incremento del 50 % en el contenido de Boro, de 0.07 mg/l a 0.14 mg/l, sin embargo dicha concentración se encuentra muy por debajo del límite aceptado para aguas potables (20 mg/l) y muy por debajo al tolerable para cultivos en general (de hasta 1 mg/l).
Los diagramas de Stiff para las muestras localizadas en los cauces del Cañadón del Zorro y arroyo San Pascual muestran la dilución de las aguas a lo largo del sistema en cuanto el contenido de elementos mayores. Por otro lado la conductividad eléctrica, la cual posee una relación directa con la salinidad de las aguas permite observar el grado de participación de los efluentes termales hasta el tramo del río Gualeguaychú incluído en el estudio.
Riesgos potenciales
La concentración de sales y otros elementos (Cl, SO4, F, B, As, Hg, Pb, Cd, etc.) puede resultar nociva, a diferentes niveles (según límites y aplicaciones), para actividades agrícolas, la salud y la fauna regional. En forma conjunta y como elemento comparativo se adjuntan los resultados obtenidos para el pozo termal Villa Elisa.
Los contenidos de Cl, SO4 y SDT resultan excesivos respecto de los límites permitidos o utilizables en otras aplicaciones y en particular para el uso doméstico. Las concentraciones de elementos menores, F-, B-, As, Pb y Hg no superan los valores permitidos para aguas potables, lo cual los descarta como riesgo potencial para la salud. Una excepción a esto es el Cd, que resulta elevado con respecto a los límites tolerables. Dado que el agua termal de Villa Elisa no es considerada para consumo, el contenido de Cd debe ser evaluado según la aplicación a desarrollar.
La modificación de las variables composicionales y térmicas pueden afectar el normal y natural desarrollo de los organismos pobladores del arroyo pudiendo ocasionar efectos nocivos sobre la fauna y flora de los ecosistemas preexistentes. Si bien durante las tareas de campo (bajo las condiciones del estudio) no se constato mortandad de peces ni modificaciones importantes en la flora de los cursos, hecho que fue reportado por personal de la Municipalidad de Villa Elisa en ocasión de los ensayos de bombeo del pozo, en los cuales el caudal vertido alcanzo los 130 m3/h variando ampliamente las características composicionales y régimen térmico del arroyo San Pascual.
Otro factor de riesgo frente a los cultivos lo constituyen su alto índice de salinidad y el contenido de Boro de las aguas termales. La alta concentración de Sodio y sus posibles efectos nocivos se traducen en la reducción de la permeabilidad del suelo y su dureza (causados por el intercambio iónico del Calcio y el Magnesio con el Sodio en suelos arcillosos), situación que como resultado final produce daños en la estructura del suelo.
Conclusiones
Los fluídos termales de baja temperatura pueden acarrear consigo sales totalmente foráneas al ambiente actual de superficie, de tal manera que en el proceso de explotación, las perturbaciones ambientales que eventualmente puedan ocasionar deben ser tenidas en cuenta cuidadosamente, y los remedios a las posibles situaciones que se planteen deben ser halladas en los primeras etapas de los proyectos. Para esto se deben analizar diferentes alternativas y tener en cuenta la funcionalidad de las mismas de acuerdo a las condiciones existentes en cada lugar.
Una de las mayores dificultades en el tratamiento de las aguas termales efluentes del pozo termal de Villa Elisa-1, la constituye su elevada salinidad. Si bien existen diferentes metodologías y sistemas de evacuación (dilución previa a descarga en ríos y arroyos, reinyección, piletas de evaporación, sistemas de eliminación de sales, etc.) para este tipo de fluídos, su aplicación en algunos casos, resulta poco viable debido a la composición de las aguas, caudales a utilizar, clima, infraestructura del área, costos, etc. .
La variación de las características naturales del sistema de drenaje se encuentran estrechamente vinculadas a los caudales a utilizar, siendo este último función de la actividad y magnitud del proyecto a desarrollar. Evidentemente cuanto menor sea el caudal a utilizar menores serán las perturbaciones ocasionadas al medio. Como sintéticamente se señala en el trabajo, el agua termal de Villa Elisa constituye un riesgo para diferentes aplicaciones de uso habitual (uso doméstico, riego, etc.) sin embargo, por su particular grado de mineralización, presenta características excelentes desde el punto de vista de los tratamientos balneológicos con criterio terapéutico. La dosificación y administración en forma adecuada del recurso bajo este criterio permitirían un uso racional y la disminución de los caudales a emplear, facilitando de este modo procesos de dilución y enfriamiento previo al vertido en sistemas naturales.
Referencias
Dickson M. H. and M. Fanelli, 1995. Geothermal Energy. John Wiley & Sons, 214 pp.
Miranda F. J., A. H. Pesce y E. G. Garea, 1997. Termas de Villa Elisa. Contaminación termal y su influencia sobre la red hidrográfica. Provincia de Entre Ríos. Análisis y consideraciones. Departamento de Geotermia, IGRM, SEGEMAR. 53 p. Informe inédito.
Plummer L. N., B. F. Jones and A. H. Truesdell, 1976. WATEQF. Fortram IV version for calculating chemical equilibrium of natural waters. U.S. Geological Survey.
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