DIAGNÓSTICO HIDROGEOMORFOLÓGICO, SEDIMENTARIO Y GEOQUIMICO: ALTERNATIVA DE SOLUCIÓN AL SISTEMA DE CAPTACIÓN DE AGUA DE LA CUENCA DEL RIO MUCUJÚN

OMAR ANTONIO GUERRERO

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES - ESCUELA DE INGENIERIA GEOLOGICA

MERIDA - VENEZUELA

 INTRODUCCIÓN

En base a trabajos realizados en la subcuenca alta del río Mucujún (Municipio Libertador, Parroquia Gonzalo Picón Febres, comprende un área estimada en 183,95 km2), por la Escuela de Ingeniería Geológica (LLavaneras, et al, 2014; Guerrero, et al, 2014, entre otros) y en colaboración con personal de INPARQUES  y el CIDIAT, se presentan resultados preliminares de aspectos relacionados con la cantidad y calidad isotópica de agua (geoquímica de agua). Se realizaron valoraciones físico y químicas de algunos sistema de humedales altoandinos de fondo de valle especialmente en la subcuenca alta (<3000msnm) del rio Mucujún. Además de realizo análisis hidrogeomorfológico y sedimentológico, con la finalidad de estimar valores de captación, almacenamiento, regulación y cantidad de agua. La cuenca presenta relieve montañoso con una forma alargada, con características de una cuenca poco torrentosa para estar en una zona completamente montañosa (Figura 1). Los humedales de fondo de valle, presentan un comportamiento sedimentológico que está relacionado con la afectación generada por las vertientes, la de Barlovento presenta un mayor aporte de sedimentación fina, lo cual hace que los humedales se colmaten mucho más rápido con sedimentos de naturaleza areno-limosa y areno-arcillosa como lo son los humedales espejo de agua sector del Pan de Sal como el Humedal semicolmatado de Laguna Larga. Mientras que los humedales que están hacia la vertiente de sotavento, caso del humedal de Pan de Azúcar, tiene un mayor contenido de sedimentos de naturaleza gravo-arenosa, los análisis fisicoquímicos de las muestras de agua, no mostraron cambios significativos respecto a la curva meteórica mundial (realizados en periodos secos Enero – Febrero 2014), estando así en los rangos de aceptabilidad para el consumo humano y para cualquier actividad antropogénica. La capacidad de almacenamiento estimado para algunos humedales de fondo de valle de la subcuenca alta del rio Mucujún, es de aproximadamente ±116.353 m³.

Figura 1. Delimitación topográfica aproximada de la cuenca del río Mucujún. Nótese los abundantes represamientos naturales de agua (humedales altoandinos) y posible propuesta de captación agua abajo (humedales antropogénicos – represamiento).

Tabla 1 Morfometría de Cuenca Mucujún. Sierra la Culata.

Variable	Parámetro	Símbolo	Ecuación	Magnitud
Escala de la Cuenca	Área	A	-	183,95 km2
	Perímetro	P	-	74,39 km
	Longitud	L	-	30,5 km
	Ancho	W	-	44,5 km
	Diámetro	D		15,30 km
Gradiente y Forma del Relieve de Cuenca	Altitud Máxima	H	-	4570 m.s.n.m
	Altitud Mínima	h	-	1477,67 m.s.n.m
	Altitud Mediana	Hmd	-	3582,19 m.s.n.m
	Relieve Máximo	Hb		3092,33 m.s.n.m
	Radio del Relieve	R		0,10
	Pendiente Mediana	Smd	-	40,69 %
	Pendiente Media del Perfil Longitudinal de la Corriente Principal	Sm		9,05%
	Concavidad del Perfil Longitudinal de la Corriente Principal	Ch		0,896
Forma de                 la Cuenca	Elongación	Se		0,45
	Perímetro relativo de Crenulación	Sc		30,25
	Radio de Crenulación	Rc		0,484
	Forma de La Cuenca	Rf		0,20
	Coeficiente de Compacidad	Kc		2,90
Extensión de la Red de Drenaje.	Longitud de la Corriente Principal	Lco	-	32,346 Km
	Longitud Total de las Corrientes de la red de Drenaje	Ct		155,56 Km
	Densidad de Drenaje	Dd		0,85
	Coeficiente de mantenimiento del Canal	Cmc		1,18

El promedio de la relación de bifurcación es de 3,81. Siendo los de  jerarquía 1, los de mayor abundancia de drenaje alcanzando hasta 200 segmentos aproximadamente, estos están en su mayoría en la subcuenca alta de la cuenca hidrográfica.

LOS CONTROLES ESTRUCTURALES, CLIMÁTICOS Y LITOLÓGICO QUE DOMINAN LA CUENCA, PERMITEN DIVIDIR LA CUENCA EN TRES SECTORES (Figura 2): Subcuenca baja: (1600-2400 msnm).La cuenca se encuentra afectada por la falla geológica de La Hechicera que tiene un rumbo NW-SE y disecta de manera oblicua-perpendicular al colector principal del río Mucujún.

Subcuenca media (2400-3000 msnm) y Subcuenca alta (3000-4670 msnm). Donde se encuentran fallas geológicas menores que con direcciones E-W y N-S, cortan al colector principal de manera longitudinal y oblicua, formando en ocasiones saltos de agua (cascadas), valles glaciares colgantes.

Litológicamente compuesto por gneis, granito (Granodiorita de El Carmen- Complejo Iglesias), rocas sedimentarias de las formaciones Terciarias (Mucujún y San Javier) y Cretácicas (Capacho-La Luna-Colón).

Figura 2.Perfil de equilibrio fluvial de la cuenca del rio Mucujún, controles geológicos, climáticos condiciones –sedimentaria y tipos de humedales.

DETALLES DE LOS HUMEDALES EVALUADOS EN LA SUBCUENCA ALTA DEL RIO MUCUJUN.

HUMEDAL SEMICOLMATADO DE LAGUNA LARGA (Figuras 3 y 4)

Este humedal corresponde con el fondo de valle fluvioglaciar de la subcuenca alta de río Mucujún a unos 4160 m.s.n.m. Se encuentra encajado y controlado por fallas geológicas locales de dirección SW-NE, que cortan las rocas de Complejo Iglesias y construyen geoformas alargadas tipo lomas que limitan pequeños valles fluvioglaciares colgantes. El Humedal Laguna Larga tiene un depocentro alargado con profundidad máxima de al menos 0,95 a 1 m., con abundantes sedimentos en ambos lados del mismo, se caracteriza por tener dos entradas de caudal y una salida.

Figura 3. Geomorfología y ubicación del Humedal semicolmatado de Laguna Larga, y su batimetría. Sierra la Culata. Mérida.

Figura 4. Descripción sedimentología de los  núcleos obtenidos del humedal semicolmatado de Laguna Larga. Sierra la Culata. Mérida.

EL HUMEDAL ESPEJO DE AGUA DE PAN DE AZÚCAR (Figura 5)

Está a una altitud de 4440 m.s.n.m.. Se ubica en la base del circo glaciar del Pico Pan de Azúcar (4670msnm), uno de los picos mas altos del sistema de montañas de la Sierra del Norte o La Culata. La vertiente derecha de la cuenca del río Mucujún esta sometida a procesos geomórficos controlados por los fenómenos relacionados con meteorización mecánica acelerada por procesos de gelifracción, los cuales afectan a todas las rocas aflorantes de la zona, produciendo abundantes contenidos granulométricos de tipo arenas y gravas, asi como sedimentos finos (limos y arcillas) que estan sometidos  a la erosión por procesos eólicos.  Por tal motivo las antiguas acumulaciones de till morrénicos estan cubiertas por actuales depositos de abanicos fluvioglaciares y mantos de arena y limos transportados por la acción del viento, formando un ambiente semidesértico frio, con vegetación dispersa del tipo frailejón (espelettia) y arbustales (polilepys), localizado a lo largo de las quebradas en zonas protegidas  de las vertientes.

La batimetria obtenida para el humedal de Pan de Azúcar, permite definir un humedal de tipo espejo de agua palustre con profundidad del depocentro de 4.40 m,  con sistema de ingreso de caudal no visible y salida bien definida. La geometria del pantano es simetrica con depocentro en la zona central del mismo con forma redonda, las acumulaciones de sedimentos son abundantes en las zona N-W, mientras que hacia el sector S-E existe la perdida de sedimentos en periodos de altos pluviométricos.

Figura 5. Geomorfología y batimetría del humedal Pan de Azúcar,  tipo palustre de espejo de agua. Sierra la Culata Mérida.

HUMEDAL ESPEJO DE AGUA Y SEMICOLMATADOS DEL SECTOR PAN DE SAL (Figura 6)

En el sector Pan de Sal (4610 msnm), se encuentran distribuidos en el fondo del valle fluvioglaciar un rosario de humedales semicolmatados y de espejo de agua, y en menor cantidad colmatados. Limitados por bloques lomos alargados de rocas del Complejo Iglesias,  que separa al valle de la subcuenca alta del río Mucujún en dos circos glaciares, uno ubicado hacia el oeste donde se presenta dos humedales semicolmatados limitados por abundantes sedimentos del till morrénicos. Mientras que hacia el este, encontramos un humedal espejo de agua de gran dimensión rodeado por rocas ígneas y metamórficas y pequeñas acumulaciones de morrenas y abanicos fluvioglaciares. Depocentro de hasta 8,10m, la geometría es bastante circular, con aportes de agua por la sección NE-E y salida hacia el W, controlado por dos bordes de rocas ígneo-metamórficas del Complejo Iglesias y al frente por morrenas de fondo que producen el represamiento del humedal.

El núcleo de sedimento extraído del humedal refleja una sedimentación esencialmente de grano fino (limo-arcillas) con intervalos heterolíticos areno/arcillosos con abundante materia orgánica, en secuencian estrato crecientes y con un incremento en el tamaño del grano de la fracción arena (Figura 7)

Figura 6.Geomorfología y batimetría del humedal Pan de Sal,  tipo palustre de espejo de agua. Sierra la Culata. Mérida.

Este sistema palustre corresponde con un intervalo de falla geológica que define una estructura de ciénaga, es por ello que existen importantes contenidos de fracción limo y arenas muy angulosas en los sedimentos del fondo, así como un depocentro de hasta 8,10m., bien alineado en la zona de posible línea de falla.

Figura 7. Descripción sedimentología de los  núcleos obtenidos del humedal Pan de Sal y su Batimetría. Sierra la Culata. Mérida

ANÁLISIS CUANTITATIVO DEL AGUA EN LOS HUMEDALES

Estos tres (3) humedales constan de un volumen acumulado de ±116.353 m³ (116.353.000Litros), los cuales funcionan como embalses naturales y como potenciales reservas hídricas para la zona metropolitana de Mérida. (Tabla 2)

Análisis químico del agua

El estudio de las muestras de los humedales de fondo de valle se efectuaron con la finalidad de conocer los parámetros representativos del agua para compararse con los parámetros óptimos, para el consumo humano o para actividades antropogénicas y se  fueron analizadas con respecto a “Standard Working de Los Gatos Research” con un espectrómetro láser para agua líquida modelo DLT-100. El valor reportado es el promedio de al menos dos mediciones realizadas es días no consecutivos. (Tabla 3)

Tabla 2. Datos de profundidad y volumen promedio de agua disponible en los sistemas de humedales lacustre y palustre

HUMEDAL	ALTITUD (M.S.N.M)	SEDIMENTOLOGÍA	ZONA DE DEPOCENTRO	VOLUMEN (M3)
Largo	4150	Material clástico grueso que está acelerando la colmatación del depocentro de acumulación de agua.	1 metro	9119.711
Pan de Azúcar	4440	Esencialmente gravo-arenosa, los contenidos de finos están limitados a la zonas de depocentro de la misma	4,40 metros	11463.836
Pan de Sal	4370	Existen importantes contenidos de fracción limo y arenas muy angulosas en los sedimentos del fondo	8,10 metros	95768.679

Tabla 3.  Análisis de Isotopos Estables del agua de los humedales

#ID	IDENTIFICACION MUESTRA	D2H‰ VALOR REPORTABLE (POR MIL)	D2H‰ DESVIACIÓN ESTÁNDAR	D18O‰ VALOR REPORTABLE (POR MIL)	D18O‰ DESVIACIÓN ESTÁNDAR
1	Humedal Largo	-76,450	0,919	-11,625	0,431
2	Humedal Pan de Sal	-72,167	1,662	-9,950	0,276
3	Humedal Pan de Azúcar	-50,033	1,102	-4,863	0,090

Figura 8. Análisis comparativo de la geoquímica de isotopos ambientales de las muestras de los humedales respecto a la curva meteórica mundial.

Los resultados fisicoquímicos obtenidos en los humedales, reflejan las siguientes características:

a)                 Los valores de pH tienen un promedio de 9,6, siendo mayor para el humedal de Pan de Azúcar, debido a la cercanía de la fuente, y la presencia de alto contenido de feldespatos cálcicos que contienen los granitos aflorantes.

b)                 La  temperatura promedio de 10,3 °C, se obtiene valores de oxígeno disuelto de 5,8 mg/L, siendo ligeramente mayor para el humedal de Pan de Azúcar que tiene un valor de 6,1.

c)                  En cuanto a la dureza expresada en (mgCaCO3)/L, se obtuvo un valor promedio de 188,2 mg/L; obteniendo valores por encima de la media para los humedales Largo y Pan de Sal, que tienen la misma fuente y distancia de transporte de sedimentos, estas son consideradas aguas duras. (Figura 9).

Figura 9 Resultados fisicoquímicos del agua en humedales. Sierra la Culata Mérida

CONCLUSION Y PROPUESTAS ALTERNATIVAS

Morfometría de la cuenca: Las características morfométricas de la cuenca hidrográfica del rio Mucujún, son distintiva de una cuenca con relieve montañoso con una tendencia de alargamiento, con un valor de forma de 0,22; además tiene características de una cuenca poco torrentosa para estar en una zona completamente montañosa, con una pendiente media de 9% del colector principal. Su morfología presenta dos (2) valles colgantes fluvio-glaciares con dos (2) vertientes características, el alto valor del coeficiente de mantenimiento del canal, indica que por cada kilómetro de cauce del colector principal existen ±118.000m² de drenaje. Además esta cuenca refleja un comportamiento “ideal” con relaciones de bifurcación promedio de 1:2 y máximo de 1:4 donde alrededor de 4 drenajes de menor jerarquía se colectan a una de mayor, siendo los de  jerarquía uno (1) los de mayor dominio con casi 200 segmentos, presentándose la mayoría en la vertiente de sotavento. Esta cuenca posee un tiempo de concentración aproximado de 114.1 minutos, los cual nos infiere la baja posibilidad de inundaciones. Al analizar la curva hipsométrica, se determinó un estado de madurez de la cuenca, ya que ha sido objeto de procesos erosivos y movimientos de masa.

Aspectos físico – químicos: Los análisis fisicoquímicos de las muestras de agua, no mostró cambios significativos respecto a la curva meteórica mundial, y teniendo un valor de oxígeno disuelto bajo (5,8 mg/L) ante el límite de aceptabilidad que es de     500 mg/L estando así en los rangos de aceptabilidad según el decreto 883 (Ley Orgánica del Ambiente 1995)  para el consumo humano y para cualquier actividad antropogénica. La capacidad de almacenamiento estimado para los humedales de fondo de valle de la subcuenca alta del rio Mucujún, es de aproximadamente 116.353.000 litros

PROPUESTAS EN BASE AL DIAGNÓSTICO APROXIMADO DE LA ZONA:

1)                 Hacer un inventario de los humedales bajo el concepto de represamiento natural, considerando que en la cuenca del rio Mucujún existen al menos unas 170 a 200 humedales palustrinos, que son los responsables de mantener los niveles de estiaje del colector principal del rio Mucujún.

2)                 Hacer batimetría, sedimentología y geoquímica de los humedales, para determinar con mayor exactitud la cantidad de agua de almacenamiento de los humedales y poder tener un valor más aproximado del balance hídrico (oferta hídrica efectiva – demanda). Aunque sabemos que el bosque húmedo montano alto es importante fuente de agua (como lo menciono el Dr. Edgar Hernández).

3)                 Estudiar la posibilidad de represamiento de agua en zonas claves del colector principal y de los drenajes secundarios y terciarios de la ladera derecha y evaluar la hidráulica para el transvase hacia la estación de tratamiento. Con la finalidad de mitigar el efecto de coloides o la pérdida de calidad de las aguas en su tránsito.

PROF. OMAR GUERRERO

PROFESOR JUBILADO

ESCUELA DE INGENIERIA GEOLOGICA

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.