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Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal
APLICACIÓN DEL MÉTODO SINTACS PARA LA DETERMINACIÓN DE LA
VULNERABILIDAD ACUÍFERA EN LA CUENCA DEL RÍO DUERO, MICHOACÁN, MÉXICO
Francisco ESTRADA GODOY
1, 2
, José Teodoro SILVA GARCÍA
2*
, Salvador OCHOA ESTRADA
2
,
Rodrigo MONCAYO ESTRADA
2
, Gustavo CRUZ-CÁRDENAS
2
, Fabián VILLALPANDO BARRAGÁN
2
,
Alfredo RAMOS LEAL
3
y Jaime NAVA VELÁZQUEZ
2
1
Estudiante de Doctorado en Ciencias en Horticultura, Posgrado del Instituto de Horticultura, Departamento
de Fitotecnia, Universidad Autónoma Chapingo. Carretera México-Texcoco km 38.5, 56230 Texcoco, Estado
de México, México
2
Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Instituto Politécnico Nacional,
Michoacán, COFAA, Justo Sierra 28, 59510 Jiquilpan, Michoacán, México
3
Instituto Potosino de Investigación Científca y Tecnológica, A. C., Presa San José 2055 Lomas 4a. Sección,
78216, San Luis Potosí, SLP, México
*Autor responsable: tsilva09@hotmail.com
(Recibido enero 2013, aceptado julio 2013)
Palabras clave: acuífero, sensores remotos, SIG, hidrogeología
RESUMEN
El concepto de vulnerabilidad acuíFera se defne como la probabilidad de que el agua
subterránea se contamine con alguna sustancia en concentraciones por arriba de la
normatividad para agua de consumo humano o de los valores recomendados por
la Organización Mundial de la Salud. Aunque inicialmente se le relacionaba sólo a
aspectos cualitativos de contaminación, actualmente puede incluir aspectos cuantita-
tivos, mediante la aplicación de diferentes métodos. El objetivo de este estudio, fue
determinar los niveles de vulnerabilidad acuífera para el agua subterránea en la cuenca
del río Duero, Michoacán, mediante la utilización del método SINTACS. La cuenca,
se localiza al noroeste del estado de Michoacán, dentro de la Región Hidrológica No.
12, Lerma-Santiago, específcamente en la Zona Hidrológica Río Lerma-Chapala. En
la región, prevalece un ambiente volcánico sedimentario, destacando estructuras de
tipo estratovolcán, depósitos aluviales y lacustres. La economía se sustenta en la pro-
ducción de frutillas, muy demandante del recurso agua, lo cual hace que la extracción
de agua subterránea se realice mediante la operación de aproximadamente 805 pozos,
generando sobrexplotación en los valles principales. El comportamiento hidráulico de
los acuíFeros en la cuenca varía de libre a semiconfnado. Se determinaron primordial
-
mente dos niveles de vulnerabilidad: baja, en el rango de 80-105 puntos, que cubre la
mayor parte de la cuenca (50 %) y que se asocia con un acuífero en condiciones de
semiconfnado constituido por los materiales arcillosos de baja conductividad hidráulica;
y vulnerabilidad media (105-140 puntos) con el 25 % del área, para acuíFeros en con
-
dición hidrogeológica de libres, asociados a depósitos aluviales. Sólo existen pequeñas
porciones con vulnerabilidad muy baja y alta. La obtención de información enfocada
hacia este ámbito, coadyuva en el establecimiento de políticas públicas orientadas a
la protección del agua subterránea, zonifcando sitios potenciales a ser contaminados
por actividades antrópicas no planifcadas.
Rev. Int. Contam. Ambie. 29 (4) 235-248, 2013
F. Estrada Godoy
et al.
236
Key words: aquifer, remote sensing data, GIS, hydrogeology
ABSTRACT
The concept of aquifer vulnerability is deFned as the probability of groundwater con
-
tamination by any substance in concentrations above the values established in the ofFcial
Mexican Norms for drinking water or the values recommended by the World Health
Organization. Although the concept was initially related to qualitative contamination
aspects, nowadays it can include quantitative elements, by applying various methods.
The main aim of this study was to determine the levels of aquifer vulnerability to ground-
water in the Duero river watershed, Michoacán, by using the SINTACS method. The
watershed is located northwest of the state of Michoacán, at the Hydrological Region
No. 12, Lerma-Santiago, speciFcally in the Río Lerma-Chapala Hydrologic Area. In
the region, volcanic sedimentary environment prevails, highlighting stratovolcano type
structures, as well as alluvial and lacustrine deposits. The hydraulic behavior of the basin
aquifers varies from free to semi-conFned. The economy is based on the production
of berries, a cultivation highly water demanding, aspects that promotes groundwater
extraction by operating approximately 805 wells, and generating overexploitation in
the main valleys. We determined two principal vulnerability levels: (1) low, 80-105
points, covering most of the watershed (50 %) and associated with semi-conFned aquifer
conditions and related to low hydraulic conductivity clay materials and (2) medium
(105-140 points) in 25 % of the surface for aquifers in free hydrogeological condition,
associated with alluvial deposits. Very low and high vulnerabilities were detected in few
zones. Information focused on this area, helps the establishment of public policies for
the protection of groundwater, by zoning potential sites to be contaminated as results
of unplanned anthropogenic activities.
INTRODUCCIÓN
La política hídrica se ha diseñado para lograr que
el país cuente con agua en cantidad y calidad suF
-
ciente, se reconozca su valor estratégico, se utilice
de manera eFciente y se protejan los cuerpos de agua
para preservar el ambiente y garantizar un desarrollo
sustentable (SEMARNAT 2010).
Sin embargo, podría decirse que la totalidad de
las cuencas hidrológicas de México se encuentran en
mayor o menor medida con verdaderos problemas de
contaminación. Ejemplo de ello, es la cuenca del río
Lerma considerada la más contaminada de México
(Pacheco-Vega 2007). La cuenca del río Duero,
localizada dentro de la Región Hidrológica No. 12,
Lerma-Santiago, especíFcamente en la Zona Hidroló
-
gica Río Lerma-Chapala no escapa de esta situación.
Problemas relacionados con la pérdida de suelo,
disminución de la cubierta vegetal, tala clandestina
de bosques, contaminación de suelos y acuíferos por
residuos sólidos, descarga de aguas negras directas
al río y desaparición de fauna silvestre, son el común
denominador (CONAGUA 2009).
Dado el deterioro continuo en la calidad del agua
superFcial, el aprovechamiento del agua subterránea
en la cuenca se ha incrementado considerablemente.
El Registro Público de Derechos de Agua (REPDA)
de la CONAGUA, asienta la existencia de un total
de 100 pozos para el año 2000, pasando en el 2012
a 805, con volúmenes totales de extracción anual de
aproximadamente 120 Mm
3
. En la cuenca, los acuí-
feros presentan condiciones de libre a semiconFnado,
lo cual les hace altamente vulnerable a actividades
antrópicas (CONAGUA 2002).
Las premisas anteriores son el soporte para impul-
sar la generación de mapas de vulnerabilidad acuífera
a nivel de cuenca, a efecto de que los organismos
gubernamentales encargados de su administración
y manejo, consideren su eFcacia para estructurar
esquemas de explotación y de desarrollo urbano
planiFcado. Las evaluaciones de vulnerabilidad del
agua subterránea, mediante la aplicación de diversos
métodos, han sido utilizadas cada vez más a partir de
los años noventa como una herramienta para planear
y manejar los recursos acuíferos en diferentes partes
del mundo (Cortés
et al
. 2004, Draoui
et al.
2008).
Existen diferentes metodologías que son utili-
zadas en la valoración de la vulnerabilidad de un
acuífero a la contaminación. La mayoría de ellas
coinciden en determinar la vulnerabilidad en fun-
MÉTODO SINTACS PARA DETERMINACIÓN DE VULNERABILIDAD ACUÍFERA EN MICHOACÁN
237
ción de las características intrínsecas del medio.
Se habla entonces de vulnerabilidad intrínseca, que
Foster y Hirata (1991) defnen como la sensibilidad
del acuífero para ser adversamente afectado por una
carga contaminante impuesta. En México y América
Latina los métodos más utilizados son: DRASTIC,
SINTACS, GOD y AVI (Castro
et al.
1996, Báez
2002). En general, cada uno de ellos es similar, siendo
la cantidad de variables su diferencia. Estos métodos
buscan determinar la vulnerabilidad intrínseca del
acuífero de la manera más objetiva posible, por lo
que suelen utilizar rangos de clasifcación defnidos
para cada una de las variables (Agüero 2000).
El método SINTACS es un derivado del DRAS-
TIC, ambos, evalúan la vulnerabilidad del acuífero
dividiendo el mismo en celdas o polígonos, para los
cuales calculan un índice de vulnerabilidad a partir de
un sistema por rangos ponderados. En otras palabras,
estos métodos defnen rangos para cada uno de los
factores que emplean y además, asignan un peso en
función de la importancia relativa de ellos. La suma
de estos rangos ponderados permite obtener un índice
que re±eja la vulnerabilidad de cada celda o polígono
del acuífero. A mayor valor de este índice, mayor es
la probabilidad de que el acuífero sea contaminado
(Aller
et al.
1987).
En general, puede destacarse que a los métodos
DRASTIC y SINTACS se les critica la cantidad de
variables que emplean, la dependencia entre algunas
de ellas y que las ponderaciones que realiza a las
mismas pueden ser subjetivas (Napolitano y Fabbri
1996, Valcarse y Rodríguez 2004) pero ambos méto
-
dos son más completos y robustos que los otros. En
este trabajo se decidió utilizar el SINTACS, ya que
considera la infltración e²ectiva, o la precipitación
efectiva que llega al acuífero, lo que hace necesario
la cuantifcación de datos climáticos (precipitación,
temperatura y evapotranspiración) y conocer la con-
dición geológica superfcial (Civita y De Maio 2000).
GOD es un método relativamente fácil de aplicar,
sobre todo en condiciones de escasa información,
ya que sólo considera la ocurrencia del agua subte-
rránea, la litología del acuífero y la profundidad del
nivel del agua subterránea (Draoui
et al.
2008). AVI
es una metodología sencilla pero que requiere cono-
cer el espesor y la conductividad hidráulica vertical
de las capas que sobreyacen al acuífero (Valcarce y
Rodríguez 2004).
En el “1st International Workshop Aquifer Vulne-
rability and Risk” (2003) llevado a cabo en la ciudad
de Salamanca, Guanajuato, México, se expusieron
numerosos trabajos sobre el tema de vulnerabilidad
de acuí²eros. Una de sus conclusiones se refere al
tema de los métodos, mismos que pueden ayudar en
los programas de prevención de la contaminación
de las aguas subterráneas con la defnición de áreas
protegidas y el manejo del acuífero.
El objetivo principal de este estudio fue deter-
minar los niveles de vulnerabilidad acuífera para la
cuenca del río Duero, utilizando el método SINTACS,
justifcándose con ello, acciones de prevención de
contaminación durante los procesos de desarrollo
económico y social en la región.
MATERIALES Y MÉTODOS
La cuenca del río Duero, con una superfcie de
2531.3 km
2
, se localiza al noroeste del estado de
Michoacán, delimitada por las coordenadas 19º 40’
y 20º 15’ latitud norte y 101º 45’ y 102º 45’ longitud
oeste a una altitud media de 2,000 msnm. El río
Duero nace cerca del poblado de Carapan, pasa por el
valle de Zamora y se une al río Lerma en los límites
estatales de Michoacán y Jalisco (
Fig.1
).
La reducción de los caudales escurridos por el
río de La Laja en Guanajuato, han contribuido a la
disminución de las aportaciones del río Lerma al
Lago de Chapala. Esto hace que el río Duero sea
el único a±uente continuo que alimenta este lago
(CONAGUA 2009).
Se aplicó el método SINTACS, para medir el
grado de vulnerabilidad al que puede estar sujeto el
acuífero por actividades naturales o antrópicas (Ci-
Cuenca del Río Duero
Michoacan
de Ocampo
Estados
Unidos
Mexicanos
Fig. 1
. Mapa de localización de la cuenca del río Duero, Mi-
choacán, México
F. Estrada Godoy
et al.
238
vita y De Maio 2000). Este consiste en un análisis
por cuadrantes de 0.25 km
2
, de los siete factores del
método: profundidad del nivel piezométrico (S);
inFltración efectiva (I); capacidad de atenuación de
la zona no saturada (N); tipo de suelo (T); caracterís
-
ticas hidrogeológicas del acuífero (A); conductividad
hidráulica (C) y pendiente (S
2
).
Los datos utilizados para el cálculo de cada factor
se detallan a continuación:
La profundidad del nivel piezométrico (factor S)
se obtuvo con respecto al nivel del terreno y re-
presenta el espesor de los depósitos que el ±ujo
contaminante tiene que atravesar antes de alcanzar
el acuífero. En este trabajo se realizó una campaña
de medición de niveles piezométricos en 105 pozos
profundos durante el mes de mayo de 2010, utilizan-
do una sonda eléctrica portátil.
La inFltración (factor I) se puede obtener por dos
métodos. El primero, mediante el cálculo del balance
hidrogeológico, que da como resultado la inFltración
eFcaz en mm/año y el segundo, calculando la preci
-
pitación eFcaz (Q) en cada elemento de la retícula,
utilizando la ecuación Q = P - Er (mm/año), donde
P es la precipitación y Er la evapotranspiración real.
Los valores obtenidos se multiplican por el índice
χ reportado por el método correspondiente al tipo
de suelo. En este trabajo, la inFltración se calculó
mediante la ecuación: I= Q × χ (mm/año), donde Q=
precipitación eFcaz; χ = coeFciente de inFltración
potencial (Civita y De Maio 2000). El valor de Q,
está en función de la temperatura y precipitación
obtenidas de 10 estaciones meteorológicas (Purépero,
Carapan, Zamora, Orandino, Chaparaco, Adjuntas,
Urepetiro, San Cristóbal, Cumuato y Cumuatillo) del
periodo 1970-1990.
Para el factor N (capacidad de atenuación de la
zona no saturada), se obtuvo información de la carta
geológica reportada por Garduño
et al.
(1999) y se
realizó una correlación de la litología predominante
y tablas proporcionadas por el método SINTACS.
La obtención del valor para el tipo de suelo (fac-
tor T), se soporto en cartas edafológicas (INIFAP-
CONABIO 1995) y en la construcción de un mapa
edafológico de la cuenca, realizando interpolaciones de
las variables de los puntos de muestreo con el método
de inverso de la distancia. Para obtener los mapas de
las variables de suelos, se emplearon valores de cada
una de ellas de los puntos de muestreo distribuidos al
azar en el área de estudio. Se utilizó el método de IDW
de ArcGis
®
como algoritmo de interpolación.
El factor A (características hidrogeológicas del
acuífero), se deFnió principalmente con base en la
información de cortes litológicos de pozos piloto de
la cuenca y valoraciones hidrogeológicas reportadas
para la región (CONAGUA 2002, 2009).
Los datos de conductividad hidráulica (factor C)
se obtuvieron por correlación directa con materiales
cuyos valores son conocidos y que ofrecen similitud
con el tipo de litología presente en la cuenca (Civita
y De Maio 2000).
Para el parámetro S
2
(factor pendiente), se empleó
el modelo digital de elevación del terreno y se generó
el mapa de pendientes para el área de estudio.
El índice de vulnerabilidad acuífera SINTACS, se
determinó aplicando la siguiente expresión (Civita y
De Maio 2000):
=
=
7
1
j
j
j
SINTACS
W
P
I
Donde:
I
es el índice de vulnerabilidad SINTACS;
P
(1,7) es el puntaje de cada uno de los factores y
W
(1, N) son los pesos respectivos. La obtención de los
valores de cada factor, se basa en los lineamientos
establecidos por el método, mostrados en la
fgura 2
,
y en donde la puntuación de los factores varía de 1
a 10.
Para la asignación del peso (W) respectivo de cada
factor, el método SINTACS considera en particular
cinco condiciones especíFcas, asociadas con el nivel
de desarrollo socio ambiental de una región y algunos
aspectos hídricos; los mismos son: impacto normal
(IN), impacto relevante (IR), drenaje (D), cárstico
(C) y fracturamiento (F). El puntaje del peso es dis-
tinto para cada condición, pero en un rango de 1 a
5 (
Cuadro I
). Para deFnir dentro de la cuenca cada
condición especíFca se realizó un análisis de datos
de sensores remotos, apoyados principalmente con
cartas edafológicas (INIFAP- CONABIO 1995).
a vulnerabilidad acuífera (
Cuadro II
), está cons-
tituida por seis niveles, en un rango que varía de 26
a 260 puntos.
El proceso de la información implicó en cada
caso, algebra de mapas, para obtener como producto
Fnal un mapa paramétrico. Se implementó ArcGis
de ESRI
®
para la discretización de áreas, con los
siguientes módulos y extensiones: Spatial Analyst,
Geostatistical y 3D Analyst. El índice de vulnerabi-
lidad acuífera SINTACS, resulta de la suma de los
factores considerados.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Se identiFcaron en la cuenca tres condiciones
especíFcas: fracturamiento (²), impacto relevante
(IR) e impacto normal (IN) (
Fig. 3
).
MÉTODO SINTACS PARA DETERMINACIÓN DE VULNERABILIDAD ACUÍFERA EN MICHOACÁN
239
10
Puntuación
Unidades hidrológicas
Aluviones mixtos y gruesos
Calizas Karstificadas
Calizas fracturadas
Dolomita fracturadas
Aluviones medios-finos
Complejos arenosos
Areniscas y conglomerados
Roca plutónica fisurada
Secuencia turbidítica
Roca volcánica fisurada
Marga y argita
Morrenas mixtas y gruesas
Morrena media-fina
Arcilla, limos, turbas
Rocas piroclásticas
Rocas metamórficas fisuradas
Puntuación
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
01
02
03
04
0
Intervalo de valores (m)
a) Profundidad del nivel freático
e) Capacidad de atenuación de la zona no saturada
b) Infiltración
50
60
70
80
90
100
1234
5
Puntuación
6789
10
10
Puntuación
9
8
7
6
5
4
3
2
1
–10
–9
–8
–7
–6
–5
–4
–3
–2
–1
Intervalo de valores (1E m/s)
c) Conductividad hidráulica
05
0
100
150
200
250
300
350
400
450
550
500
Intervalo de valores (mm/año)
0 - 2
3 - 4
5 - 6
7 - 9
10 - 12
13 - 15
16 - 18
19 - 21
22 - 25
28 - 30
Intervalo de valores (%)
12345678
91
0
Puntuación
d) Pendiente
Unidades hidrológicas
Aluviones mixtos y gruesos
Calizas Karstificadas
Calizas fisuradas
Dolomita fisuradas
Aluviones medios-finos
Complejos arenosos
Areniscas y conglomerados
Rocas plutónicas fisuradas
Secuencia turbidítica
Roca volcánica fisurada
Marga y arcilla
Morrenas mixtas y gruesas
Morrena media-fina
Arcilla, limos, turbas
Rocas piroclásticas
Rocas metamórficas fisuradas
g) Características hidrogeológicas del acuífero
1234
5
Puntuación
6789
10
Unidades hidrológicas
Delgado o ausente
Grava limpia
Arena limpia
Arenoso
Turba
Arcilla arenosa
Franco arenoso
Franco areno-limoso
Franco
Franco limoso
Franco limo-arcilloso
Franco arcilloso
Areno-lomoso
Suelo humífico
Arcilloso
f) Efectos de mitigación de los suelos
1234
5
Puntuación
6789
10
Fig. 2.
Rangos paramétricos del método SINTACS (Civita y De Maio 2000)
F. Estrada Godoy
et al.
240
El área de fracturamiento (F), constituye el 55 %
de la región, caracterizado por un ambiente volcá-
nico, destacando estructuras de tipo estratovolcán
como son el cerro La Beata, San Isidro y volcanes
en escudo como es el cerro Patamban, y conos ci-
neríticos representados por los cerros Curutarán, La
Ladera y La Cantera; todos ellos con un alto grado
de fracturamiento (Silva y Ramos 1998). Hay que
tener presente que la cuenca se ubica dentro de la
provincia geológica Faja Volcánica Transmexicana
(FVTM), específcamente hacia el límite occidental
del denominado Campo Volcánico Michoacán – Gua-
najuato (CVMG), caracterizada por su alta densidad
volcánica (Hasenaka y Carmichael 1985).
El área defnida como impacto relevante (IR),
representa el 40 % de la superfcie de la cuenca.
Aquí, la actividad agrícola es predominante, des-
tacando la producción de frutillas de exportación
como son la fresa, zarzamora y frambuesa, deman-
dantes de caudales importantes de agua de buena
calidad y se encuentran los principales asentamiento
humanos de la región como son Zamora, Jacona y
Tangancícuaro.
Finalmente, el ambiente de tipo impacto normal
(IN), ocupa un 5 % de la región; defnido por un bajo
nivel de desarrollo agrícola, escaso drenaje hídrico
CUADRO I.
VALORES DE PESO ASIGNADO A CADA
FACTOR EN FUNCIÓN DE CADA CONDI-
CIÓN ESPECÍFICA (CIVITA Y DE MAIO 2000)
Factor
Impacto
normal (IN)
Impacto
relevante (IR)
Drenaje
(D)
Cárstico
(C)
Fisurado
(F)
S
5
5
4
2
3
I
4
5
4
5
3
N
5
4
4
1
3
T
3
5
2
3
4
A
3
3
5
5
4
C
3
2
5
5
5
S
3
2
2
5
4
26
26
26
26
26
CUADRO II
. CLASIFICACIÓN DEL ÍNDICE DE VULNE-
RABILIDAD SINTACS (CIVITA Y DE MAIO
2000)
Simbología
Clases
Rango de valores del
Índice SINTACS
EA
Extremadamente alta
210-260
MA
Muy alta
186-210
A
Alta
140-186
M
Media
105-140
B
Baja
80-105
MB
Muy baja
26-80
Fig. 3
. Mapa de ubicación de cada condición especifca en la cuenca, de acuerdo con el método
SINTACS.
MÉTODO SINTACS PARA DETERMINACIÓN DE VULNERABILIDAD ACUÍFERA EN MICHOACÁN
241
y escaso desarrollo urbano; todo lo cual la convierte
en una región de bajo impacto antrópico.
En relación con los resultados paramétricos a
continuación se describe cada factor:
Profundidad del nivel piezométrico (S). Toman-
do como base datos medidos en campo en mayo
de 2010, así como información proporcionada
por los organismos operadores de agua potable
alcantarillado y saneamiento de cada municipio de
la región y la CONAGUA, se elaboró un mapa de
profundidades de los niveles de agua subterránea
en la cuenca. Los niveles medidos fuctuaron de 10
m hacia las porciones más cercanas a las principa-
les prominencias volcánicas de la región, hasta 34
metros al adentrarse a los valles, deFniendo así, el
fujo subterráneo local con dirección pre±erencial
S-SW. Con estos datos, los valores obtenidos para
el factor S, referidos a los rangos SINTACS, estu-
vieron entre 3 y 6 puntos, y al asociar estos valores
con el valor del peso, se obtuvieron puntajes entre
20 y 45 (
Fig. 4
).
Los puntajes mayores (36-45), se localizan hacia
la periferia de las principales estribaciones volcánicas
de la cuenca, donde el acuífero presenta condiciones
de libre y alto fracturamiento. Una segunda zona se
asocia con valores de entre 26 y 35 puntos, princi-
palmente hacia los valles de Zamora y Guadalupe,
donde el acuífero presenta condiciones de libre a
semiconFnado. Un tercer nivel (20-25) se encuentra
hacia la ciénega, aquí, los niveles estáticos son más
profundos y la condición del acuífero es predominan-
temente semiconFnado, por e±ecto de la presencia de
niveles de arcillas lacustres.
InFltración (I). La inFltración es el proceso por
el cual el agua penetra en el suelo, a través de la
superFcie de la misma y queda retenida por él o
alcanza una zona saturada incrementando el volu-
men de agua almacenado anteriormente. Este factor
involucra aspectos relacionados con la temperatura y
la precipitación y estará en función de la textura del
suelo. Los datos climáticos del periodo 1970-1990,
revelan, para la última década, un incremento en la
temperatura de un grado, manteniendo un promedio
regional de 20 ºC. Para el caso de la precipitación,
registra un ligero decremento en la década de los
noventa con respecto a la década anterior (100 mm),
siendo el valor promedio regional de 811 mm. Los
índices de inFltración están re±eridos a la escala
señalada por el método (
Cuadro III).
El valor de inFltración calculado osciló entre 200
y 420 mm/año, correspondiendo, de acuerdo con la
escala de referencia, a valores de 5 y 9. El método
Fig. 4
. Mapa de profundidad del nivel freático (S) con valores según el método SINTACS
F. Estrada Godoy
et al.
242
Fig. 5
. Mapa de infltración (I) con valores según el método SINTACS
otorga un puntaje máximo a intervalos de 220 a 300
mm. Al asociar este valor con el peso, se obtuvo el
valor respectivo para este factor.
En la cuenca los rangos alcanzados oscilaron entre
4 y 36 puntos. Predominan los valores de 4-5 y 11-12
puntos, específcamente hacia los valles de Zamora
y Guadalupe (
Fig. 5
). Este factor es muy importante
en el grado de vulnerabilidad del acuífero, ya que
es indicativo de la posibilidad por lixiviación de
que algún soluto pueda llegar a contaminar el agua
subterránea desde la superfcie del suelo.
Capacidad de atenuación de la zona no saturada
(N). Este factor es considerado como la “segunda
línea de defensa” del sistema acuífero y depende
esencialmente de las características texturales, mine-
rales, granulométricas, fracturamiento y del espesor
de esta zona no saturada.
La actividad volcánica del Pleistoceno (1.3-
0.83 m.a.) es la más ampliamente distribuida en la
cuenca, y posiblemente se inició con cortas fases
andesítico-basálticas que evolucionaron posterior-
mente a basaltos de hiperstena y formaron conos de
lava y pequeños volcanes en escudo representativos
de la zona como La Beata, Tamándaro y San Ignacio
(Garduño
et al.
1999). También aForan unidades
sedimentarias en los valles de Guadalupe y Zamora
de granulometría media y fna, así como, depósitos
lacustres hacia la ciénega de Chapala.
Al correlacionar dichas unidades geológicas con
la escala de referencia del método, los puntajes ob-
tenidos oscilaron entre 3 y 9. Los valores del índice
de vulnerabilidad, alcanzados al multiplicar el rango
por el peso, ±ueron de 14-18 puntos, presentándose
los valores máximos en los valles de Guadalupe y
Zamora (19-22) (
Fig. 6
).
Tipo de suelo (T). Esta es la “primera línea de
defensa” del acuífero. Los suelos más ampliamente
distribuidos dentro de la cuenca fueron los andoso-
les, cambisoles y luvisoles, localizados en las zonas
serranas hacia el sur-suroeste, coincidiendo con
altitudes que rebasan los 1750 msnm. También se
presentan suelos vertisoles y Fuvisoles dispersos en
-
tre los lomeríos de los cerros y planicies de los valles
CUADRO III.
VALORES DE COEFICIENTE DE INFILTRA-
CIÓN EN FUNCIÓN DEL TIPO DE COBER-
TURA DE SUELO (CIVITA Y DE MAIO 2000)
Tipo de cobertura
Valor de χ
Suelos arcillosos
0.1
Depósitos detríticos
0.5
Suelos arenosos
0.4
MÉTODO SINTACS PARA DETERMINACIÓN DE VULNERABILIDAD ACUÍFERA EN MICHOACÁN
243
Fig. 6
. Mapa de capacidad de atenuación de la zona no saturada (N) con valores según el método
SINTACS
agrícolas de la cuenca. Estos suelos se ubican entre
los 1520 y los 1750 msnm, y están distribuidos
desde la parte media de la cuenca hasta los límites
con el río Lerma. Existe un grupo de suelos (lu-
visol, feozem y cambisol) que se presentan en la
parte media de la cuenca, aguas arriba del valle de
Guadalupe, y que sirve como transición entre los
suelos más importantes de la región. El grupo de
suelos de los litosoles, se asocia con las zonas más
altas de algunas montañas.
Esta distribución de las distintas unidades edafo-
lógicas se refeja en los valores obtenidos para dicho
factor, cuyos niveles son muy variables, desde 2 a 50
puntos. Sin embargo, en la cuenca los valores de entre
2 y 12 son los más predominantes y se encuentran en
la zona de menor pendiente, en donde la agricultura
es intensiva (
Fig. 7
).
Características hidrogeológicas (A). En la cuenca
se identiFcan cuatro ambientes hidrogeológicos: la
cañada de los Once Pueblos, valles de Guadalupe y
Zamora y ciénega de Chapala (CONAGUA 2002).
Cada región presenta condiciones particulares.
En la cañada de los Once Pueblos destaca para
el ámbito de vulnerabilidad, un paquete de carac-
terísticas areno-arcillosas que se corresponde con
depósitos aluviales recientes de alta porosidad y baja
conductividad hidráulica y de gran heterogeneidad
en su constitución cuyo espesor promedio es cerca-
no a los 8 m. Esta unidad representa un sistema con
condiciones de semiconFnado a libre en las márgenes
de la cañada.
En el valle de Guadalupe se presenta un estrato
superFcial con características areno-arcillosas no ma
-
yor a 2 metros de espesor, que se corresponde con los
depósitos aluviales recientes cuyo comportamiento
hidráulico es el de un acuitardo actuando como una
unidad de semiconFnante a libre en las márgenes
del valle y presentan comunicación hidráulica con
la secuencia volcánica fracturada que la infrayace,
como lo evidencia el termalismo de pozos ubicados
hacia la porción oriental (Silva
et al.
2004).
En el valle de Zamora
afora un paquete de ca
-
racterísticas areno-arcillosas que se corresponde con
los depósitos aluviales y lacustres recientes de alta
porosidad y baja conductividad hidráulica y de gran
heterogeneidad en su constitución. Su comportamien-
to es el de un acuitardo que actúa como una unidad
semiconFnante en gran parte del valle. In±rayaciendo
a esta unidad se tienen antiguos depósitos lacustres
pliocénicos constituidos por intercalaciones de are-
niscas, limolitas, diatomitas y depósitos volcánicos
piroclásticos (Silva
et al
. 2004).
F. Estrada Godoy
et al.
244
Fig. 7
. Mapa de tipo de suelo (T) con valores según el método SINTACS
En la Ciénega existen depósitos aluviales y lacus-
tres recientes, de características areno–arcillosas, cuyo
comportamiento hidráulico es de un acuitardo que
funciona como una unidad semiconFnante. Su espesor
promedio es de 3 m. Subyaciendo a esta unidad se
encuentran los antiguos depósitos lacustres pliocénicos
constituidos por intercalaciones de areniscas, limolitas,
diatomitas y depósitos volcánicos piroclásticos. Su
espesor llega a ser de 300 a 450 m hacia la zona de
Los Negritos y de Ixtlán de los Hervores (Rosas 1997),
disminuyendo considerablemente hacia las prominen-
cias volcánicas que delimitan la región.
De acuerdo con las características geológicas de la
región, el acuífero se comporta predominantemente de
libre a semiconFnado. El método presenta una clasiF
-
cación de cada condición, asignándole un rango numé-
rico. En este caso, los valores asignados están entre 6
y 10, para ambientes de rocas volcánicas fracturadas,
piroclastos, depósitos aluviales y depósitos de caída.
Los puntajes más altos obtenidos una vez multiplicado
el valor por el peso fueron de 41-45 (
Fig. 8
).
Conductividad hidráulica (C). En hidrogeología,
los medios permeables de mayor relevancia están
constituidos por depósitos sedimentarios no con-
solidados o escasamente consolidados y por rocas
altamente fracturadas. Los materiales con mejor
conductividad hidráulica son los depósitos sedi-
mentarios ±uviales, aluviales, coluviales, lacustres
y lagunares. La conductividad hidráulica de éstos
depende básicamente de la cantidad de arcilla que se
presente y secundariamente del grado de compacta-
ción y cementación que tengan (CONAGUA 2009).
En la cuenca, los medios porosos y fracturados
dominan la región. Los materiales arcillosos de ori-
gen lacustre sólo coexisten en la región de la ciénega.
A efecto de obtener el mapa de distribución de con-
ductividades hidráulicas se realizó una correlación
directa del tipo de unidad litológica presente referida
a valores ya reportados (Silva y Estrada 2005), así
como por los indicados en el método SINTACS.
Los valores obtenidos en el área han sido mayores
para medios fracturados que para medios granulares
(
Fig. 9
). Por otro lado, algunas estructuras permea-
bles como son las fallas regionales, tienen fuerte
in±uencia en los valores altos de este parámetro.
Los valores de 8-20 puntos predominan hacia las
mayores altitudes y de 6-9 en partes llanas, lo que es
coincidente con la extensión de depósitos fracturados
y rocas no consolidadas, respectivamente.
Pendiente (S
2
).
Las pendientes del terreno son un
factor importante en la velocidad de inFltración del
agua y de cualquier soluto disuelto en ella. Con base en
el modelo digital de elevación de la cuenca se generó
el mapa de pendientes para el área de estudio. Aproxi-
MÉTODO SINTACS PARA DETERMINACIÓN DE VULNERABILIDAD ACUÍFERA EN MICHOACÁN
245
Fig. 8
. Mapa de características hidrogeológicas (A) con valores según el método SINTACS
Fig. 9
. Mapa de conductividad hidráulica (C) con valores según el método SINTACS
F. Estrada Godoy
et al.
246
madamente, el 60 % de la cuenca, por ser una región
muy abrupta, presenta valores de pendiente superiores
a 30 % (nivel máximo en la escala del método). Los
valores de menor pendiente estuvieron entre 5 y 8 %.
Para este factor, los valores dominantes oscilaron
entre 2 y 4 puntos, coincidiendo en las partes mon
-
tañosas con pendientes mayores, mientras que los
valores más altos en rangos de 17 a 30, se encuentran
hacia los valles y ciénega de Chapala, topográfca
-
mente con pendientes menores a 3 % (
Fig.10
).
Índice SINTACS
La vulnerabilidad en acuíFeros semiconfnados está
controlada por las propiedades físicas y geométricas
del acuitardo que conforma su techo (conductividad
hidráulica, porosidad y espesor) y también por la dife-
rencia de potencial hidráulico con el libre sobrepuesto.
El mapa obtenido está representado por seis
categorías de vulnerabilidad, en rangos de 26 a 260
puntos. En la cuenca predominan tres: vulnerabilidad
muy baja (26-80 puntos) coincidente con el ambiente
lacustre de la ciénega de Chapala, característico de
un medio de granulometría fna arcillosa y de escaso
Fracturamiento; vulnerabilidad baja (81-105 pun
-
tos), ocupando aproximadamente el 50% del área,
coincidiendo con los valles de Zamora y Guadalupe
con predominio de medios granulares heterogéneos
y acuíFeros semiconfnados a libres; y fnalmente
vulnerabilidad media (105-140 puntos) en el 25%
del territorio, localizándose hacia las zonas ocupadas
por las mayores prominencias volcánicas, destacando
la cañada de los Once Pueblos, donde los medios
fracturados predominan. La
fgura 11
muestra la dis-
tribución de los valores del índice de vulnerabilidad
acuífera para la cuenca del río Duero.
Dicha información puede ser utilizada con múl-
tiples propósitos tal como lo mencionan Bessouat y
colaboradores (1999) y González y colaboradores
(2003) quienes referen que estos mapas deberán
servir como guía en la planifcación de actividades
relacionadas con el ambiente y el ordenamiento te-
rritorial, siendo una herramienta fundamental para
defnir el uso que pueden tener determinadas áreas
y defnir políticas de protección para las aguas sub
-
terráneas subyacentes a la superfcie.
El factor que es determinante en la vulnerabi-
lidad del acuífero es la profundidad del nivel del
agua; mismo que se encuentra somero en la mayoría
de la zona de estudio. Este factor es el de mayor
peso en la obtención de rangos altos de vulnerabi-
lidad en la cuenca. Una topografía plana también
favorece la obtención de valores de vulnerabilidad
altos; en un terreno plano el agua tendrá mayor
oportunidad de infltrarse y habrá más Facilidad
Fig.10
. Mapa de pendientes (S
2
) con valores según el método SINTACS
MÉTODO SINTACS PARA DETERMINACIÓN DE VULNERABILIDAD ACUÍFERA EN MICHOACÁN
247
Fig. 11
. Mapa del índice de Vulnerabilidad Acuífera SINTACS para la cuenca del río Duero
de encontrar almacenamientos mayores de aguas
subterráneas, ahí se encuentra tanto agua infltrada
localmente como la de descargas de regiones mon-
tañosas vecinas.
Por otra parte, las características texturales condi-
cionan la velocidad de Fujo en la zona no saturada,
este factor es conocido como la conductividad hidráu-
lica y para la cuenca del río Duero es baja. Además,
los materiales arcillosos funcionan como una barrera
para los contaminantes que pueden migrar a través la
zona no saturada, ya que hay que tener presente su
alta capacidad de retención (Rangel 2001).
CONCLUSIONES
Los valores obtenidos de vulnerabilidad mediante
la aplicación del método SINTACS muestran para
la cuenca dos niveles principales: una vulnerabili-
dad baja que cubre la mayor parte de la cuenca y
se localiza en los principales valles Fuviales, y otra
media, localizada en la zona de ambiente volcánico.
En menor proporción se identifcan zonas con la
vulnerabilidad muy baja y alta, que coinciden con el
ambiente lacustre de la ciénega de Chapala.
Los niveles de vulnerabilidad resultantes están
directamente relacionados con las condiciones hidro-
geológicas, de tal manera que los rangos mayores ob-
tenidos están asociados a sitios donde las condiciones
del acuí±ero son libres; los rangos de vulnerabilidad
menores se relacionan con áreas donde el acuífero es
semiconfnado, representados por materiales arcillo
-
sos de baja conductividad hidráulica.
Con la generación de mapas de vulnerabilidad
acuífera, se pueden apoyar acciones enfocadas a
la planeación ordenada de las distintas actividades
antrópicas con enfoque de protección al acuífero,
estableciendo estrategias de defensa del agua subte-
rránea, preservando y garantizando su calidad.
AGRADECIMIENTOS
Este proyecto se realizó gracias al fnanciamien
-
to otorgado por la Comisión Nacional del Agua
(CONAGUA) y el Instituto Politécnico Nacional.
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