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TESIS
EVALUACIÓN GEOLÓGICA AMBIENTAL PARA
SELECCIONAR EL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL
DE LOS DESECHOS SÓLIDOS DE LA PARROQUIA
MENE DE MAUROA, ESTADO FALCÓN
Simón Enrique Morales
�Página legal
Título de la obra: Evaluación geológica ambiental para seleccionarel sitio de disposición
final de los desechos sólidos de la Parroquia Mene de Mauroa, Estado Falcón, 83 pp.
Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN:
1. Autor: Simón Enrique Morales Soto
2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez
Jiménez¨
Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015
La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de
tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y
distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus
autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas.
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Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum
�Instituto Superior Minero Metalúrgico
“Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Facultad de Geología y Minería
Departamento de Geología
EVALUACIÓN GEOLÓGICA AMBIENTAL PARA
SELECCIONAR EL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL DE LOS
DESECHOS SÓLIDOS DE LA PARROQUIA MENE DE
MAUROA, ESTADO FALCÓN
Tesis en opción al título académico de Máster en Geología, Mención Geología Ambiental.
8va Edición
Autor: Simón Enrique Morales Soto.
Moa, 2014
�Instituto Superior Minero Metalúrgico
“Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Facultad de Geología y Minería
Departamento de Geología
EVALUACIÓN GEOLÓGICA AMBIENTAL PARA
SELECCIONAR EL SITIO DE DISPOSICIÓN FINAL DE LOS
DESECHOS SÓLIDOS DE LA PARROQUIA MENE DE
MAUROA, ESTADO FALCÓN
Tesis en opción al título académico de Máster en Geología, Mención Geología Ambiental.
8va Edición
Autor: Simón Enrique Morales Soto.
Tutor: Dra. Alina Rodríguez Infante
Moa, 2014
�INDICE
INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………….
1
CAPÍTULO I - BASAMENTO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN………………
8
1.1 Introducción………………………………………………………………………..
8
1.2 Estado del arte…………………………………………………………………….
8
1.3 Marco legal…………………………………………………………………………
19
1.4 Descripción general del municipio beneficiado……………………………….
25
1.4.1Geología………………………………………………………………………...
25
1.4.2 Ubicación y marco biofísico………………………………………………….
30
1.4.3 Marco socioeconómico……………………………………………………….
30
1.4.4 Situación actual de la disposición final de residuos sólidos
municipales……………………………………………………………………………..
32
1.4.5 Generación de residuos sólidos municipales……………………………..
32
1.4.6 Disposición final de los residuos sólidos municipales……………………
34
1.5 Conclusiones………………………………………………………………………
34
CAPÍTULO II – METODOLOGIA APLICADA……………………………………….
36
2.1 Introducción………………………………………………………………………...
36
2.2 Aspectos técnicos considerados para la selección del sitio……………….....
36
2.3 Parámetros nacionales e internacionales usados para la selección de
sitios……………………………………………………………………………………..
39
2.3.1 Criterios recomendados por la Agencia de Protección Ambiental de los
E.E.U.U., EPA/1991……………………………………………………………………
39
2.3.2 Criterios Ambientales Recomendados por la Organización
Panamericana de la Salud (Copenhague, 1971)…………………………...………
40
2.3.3 Criterios nacionales usados para la selección de sitios………………….
42
2.4 Factores usados en la evaluación de sitios para rellenos sanitarios………..
43
2.5 Metodología aplicada en la selección del sitio para ubicar un relleno
sanitario manual en la parroquia Mene de Mauroa………………………………..
46
2.6 Conclusiones………………………………………………………………………
49
CAPÍTULO III – RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN………………………..
50
3.1 Introducción………………………………………………………………………...
50
3.2. Factores ambientales que condicionan el área bajo régimen de
administración especial…………………………………………………………….....
51
3.3 Evaluación de alternativas……………………………………………………….
53
vii
�3.4 Restricciones de ubicación……………………………………………………….
57
3.5 Geomorfología de las zonas preseleccionadas………………………………..
61
3.6 Condiciones hidrológicas de las zonas preseleccionadas…………………..
61
3.7 Condiciones hidrogeológicas. …………………………………………………...
65
3.8 Geología……………………………………………………………………………
67
3.9 Vida útil……………………………………………………………………………..
71
3.10 Material de cobertura……………………………………………………………
71
3.11 Dirección de los vientos…………………………………………………………
73
3.12 Topografía del área……………………………………………………………...
73
3.13 Selección del área. Criterios de selección …………………………………...
75
3.14 Valoración de las alternativas por orden de mérito y selección del sitio…..
77
3.15 Conclusiones…………………………………………………………………….
79
CONCLUSIONES……………………………………………………………………...
80
RECOMENDACIONES……………………………………………………………….
82
BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………………………
83
viii
�INDICE DE GRAFICOS
Gráfico 1. Mapa de Ubicación…………………………………………………
31
Gráfico 2. Áreas naturales protegidas por el estado o zonas protectoras..
52
Gráfico 3. Vulnerabilidad del área a desastres naturales………………….
54
Gráfico 4. Infraestructura existente……………………………………………
55
Gráfico 5. Accesibilidad al sitio…………………………………………………
56
Gráfico 6. Distancia a la población más cercana……………………………..
59
Gráfico 7. Distancia a los aeropuertos o pistas de aterrizaje……………….
60
Gráfico 8. Distancia a la fuente de agua más cercana………………………
62
Gráfico 9. Condiciones hidrológicas de las zonas preseleccionadas……...
64
Gráfico 10. Descripción de las fuentes hídricas cercanas…………………..
66
Gráfico 11. Geología del municipio Mauroa…………………………………...
69
Gráfico 12. Sismicidad dentro del municipio Mauroa………………………...
70
Gráfico 13. Sistema de clasificación de Köeppen dentro del mun icipio
Mauroa………………………………………………………………………………
72
Gráfico 13. Dirección de los vientos dentro del estado Falcón y el
municipio Mauroa………………………………………………………………….
74
ix
�INDICE DE TABLAS
Tabla 1. Caracterización de los desechos sólidos……………………………
33
Tabla 2. Cuantificación de variables de evaluación de sitios para
rellenos sanitarios…………………………………………………………………
44
Tabla 3. Variables priorizadas según resultados de la matriz peso y
escala………………………………………………………………………………..
45
Tabla 4. Ficha de evaluación de sitio para ubicar rellenos sanitarios……..
47
Tabla 5. Criterios de selección. Morales……………………………………….
75
Tabla 6. Calificación de alternativas……………………………………………
76
Tabla 7. Ponderación de alternativas…………………………………………..
76
Tabla 8. Orden de mérito por cada alternativa………………………………..
77
x
�INTRODUCCIÓN
Desde su creación el ser humano para poder subsistir ha venido realizando una
serie de actividades que le permiten utilizar los recursos de la naturaleza. A la par de
la evolución de los procesos productivos, las necesidades de desarrollo se
incrementan y es así como las diversas actividades de pesca, agricultura, ganadería,
forestal, manufactura, comercio, industria, turismo, tecnología, entre otras, cada día
se aceleran y requieren en gran proporción de las bondades de la tierra y del uso de
mejores criterios de la gerencia ambiental para lograr con éxito un desarrollo
sustentable.
El acelerado e inarmónico crecimiento demográfico requiere recursos humanos,
maquinarias, equipos, materiales, herramientas e infraestructuras para el desarrollo
urbano local, que se concentra en pueblos, ciudades y metrópolis. A mayor
población el número de viviendas, comercios, industrias, centros, instituciones y
servicios aumentan y con ello, la producción de los residuos y desechos sólidos.
La República Bolivariana de Venezuela no escapa a esa realidad, la presencia de
desechos y residuos sólidos ha ido en continuo aumento, encontrándose entre los
países generadores de más residuos sólidos per cápita, 62 % de origen doméstico y
38 % de origen industrial (BIOMA, 1991). Adicionalmente, cabe acotar la ausencia
de una cultura ambiental que favorezca comportamientos y actitudes responsables
con el ambiente tanto de la población como de los decisores a nivel local, lo cual
evidencia la deficiente educación ambiental, lo que trae aparejado la generación de
impactos ambientales ya que la producción y el manejo de los residuos sólidos se
vuelven cada día más grave en la mayoría de los países latinoamericanos y
particularmente en aquellas regiones donde el crecimiento poblacional es acelerado.
Otra faceta del problema es que en la República Bolivariana de Venezuela el
crecimiento poblacional urbano y rural no ha ido acompañado por una infraestructura
adecuada y las medidas necesarias para dar un destino controlado a los residuos y
desechos sólidos generados por la población, resultando que su manejo es un
problema de salud pública en el ámbito urbano y más aún en ámbito rural.
Se estima que en promedio en el país, cada persona produce 850 g de residuos y
desechos sólidos por día. Si se agregan los residuos y desechos sólidos de
1
�comercios, hospitales y servicios, la cantidad aumenta en 25 - 50 % y alcanza hasta
1,2 kg por persona/día (ADAN, 1999).
Son extensas y complejas las actividades vinculadas con el manejo de los residuos y
desechos sólidos, desde sus fuentes de producción y generación, formas de
almacenamiento y acopio, tipos de sistemas de recolección, transporte y
transferencia, técnicas de recuperación, reutilización, reciclaje, aprovechamiento y
procesamiento, hasta sus métodos de disposición final. Las evidencias mundiales
indican que son muchos los avances sobre la materia del manejo integral y
sostenible de los residuos y desechos sólidos y muy claramente definen dos
sistemas de recolección: recolección tradicional y recolección selectiva.
De los 338 municipios que existen en la República Bolivariana de Venezuela, con
sus diferencias regionales, físicas, económicas y poblacionales, 89 poseen menos
de 20.000 habitantes, para un total de 1.212.401 habitantes, mientras los 6
municipios mayores agrupan 6.921.969 habitantes. Esto da una idea de lo difícil que
es establecer una estrategia, tanto para los municipios pequeños que generan
menos residuos y desechos sólidos, como para la producida por los que superan el
millón de habitantes, pero que no presentan, en muchos casos, infraestructuras
urbanas adecuadas por ser áreas subintegradas.
Se desea que casi la totalidad de los desechos y residuos sólidos producidos en las
grandes ciudades del país sea dispuesta en rellenos controlados. Aunque el 80 % de
los desechos y residuos sólidos del país permanecen a cielo abierto y solo un
porcentaje reducido es separado informalmente para ser reciclado por algunas
empresas. Las ciudades pequeñas generalmente planifican y desarrollan sus
sistemas de aseo urbano con soluciones locales. En cambio, las ciudades grandes,
densamente pobladas y urbanizadas, presentan problemas que sobrepasan los
límites municipales, como son la escasez de áreas para la disposición final de los
desechos y residuos sólidos, conflictos en el uso del terreno con la población
establecida alrededor de las instalaciones para el tratamiento y destino final,
exportación de los desechos y residuos sólidos a municipios vecinos, vertederos que
contaminan los escasos recursos hídricos, entre otros.
2
�En la República Bolivariana de Venezuela la composición de los desechos y
residuos sólidos es similar a la de otros países, salvo por los abundantes desechos
de plástico. Asimismo, la composición de los desechos domésticos es parecida en
las distintas ciudades del país; destacándose altos niveles de plástico y de vidrio
(ADAN, 1999).
En líneas generales, los desechos domésticos contienen más del 50 % de restos
orgánicos. Según la normativa vigente, los desechos sólidos de origen doméstico no
clasificados como peligrosos, deben ser dispuestos en un relleno sanitario que
cuente con recolección y tratamiento de gases y lixiviados; sin embargo, la mayoría
de los desechos se disponen en sitios que no cumplen estas normas, donde se
queman los gases y no se tratan los líquidos tóxicos que resultan de la
descomposición. La solución a este problema requiere un enfoque técnico integrado
que incluya todas las etapas del proceso, comenzando por la enseñanza de valores
y comportamientos adecuados y responsables de los ciudadanos con el entorno,
hasta la creación de vertederos que cumplan con las condiciones para su
explotación generando el mínimo impacto ambiental.
No obstante prevalece la escasez de políticas públicas que permitan una cohesión
entre los distintos actores de la sociedad, los organismos competentes y las
instituciones comunitarias organizadas, para la búsqueda de soluciones coherentes
y solidarias sobre los problemas ambientales en común. La puesta en marcha de un
sistema de recolección selectiva en el marco del manejo integral y sostenible de los
residuos y desechos sólidos puede contribuir a mejorar las condiciones de vida de
las comunidades y de su entorno local.
En tanto exista vida humana siempre van a existir residuos, porque son el resultado
de nuestra necesidad de producir y consumir. Pero a diferencia de lo que ocurría en
el pasado, hoy la población humana genera una cantidad de residuos sin
precedentes. El impacto ambiental de la sociedad alcanza niveles alarmantes. Se
debe tener presente que no todos los componentes del residuo son reciclables,
algunos tipos de envases por contener en su composición varios materiales
fuertemente adheridos no son recuperables, otros por encontrarse sumamente
sucios, entre otros, deberán tener una disposición sin otra utilidad. Por esta razón se
deberá contemplar un sitio para su soterramiento controlado en un relleno sanitario.
3
�Existe un porcentaje de residuos de tipo patológicos, como pañales descartables,
remedios vencidos, entre otros; que requieren una disposición final sumamente
controlada.
El diseño de la disposición controlada de los residuos y desechos sólidos dependerá
del lugar geográfico y será tanto más costoso en la medida que aumente la
permeabilidad del suelo, el tamaño del mismo, el clima local entre otros. Una
disposición final será más apropiada ambientalmente con menores complicaciones
operativas cuanto más inertes sean los materiales a disponer.
El hecho de eliminar el significativo porcentaje de materia orgánica 50 % en
promedio de todo el peso de los residuos, con su elevado contenido de humedad,
reduce sustancialmente los costos de gestión de la fracción residual que deba
disponerse, por no tener utilidad.
El municipio Mauroa ubicado en el estado Falcón no escapa a la realidad general del
país, no cuenta con una metodología apropiada para el manejo y disposición final de
los desechos y residuos sólidos; el efecto más obvio del manejo inadecuado de los
desechos sólidos es la degradación del ambiente, el deterioro estético de la ciudad y
del paisaje natural, así como también el desorden urbano. Otra consecuencia
importante es la generación de enfermedades que repercuten en la población.
El gobierno municipal de Mauroa posee una estructura organizativa, recursos
humanos, financieros y técnicos propios y unidades de ingeniería, que cumplen, más
que todo, funciones de vigilancia municipal y tributaria. En ese contexto lo que más
se necesita es de un apoyo técnico extra que realicen estudios que den solución al
método de disposición final que mejor se adapta a sus necesidades y sobre todo que
esté acorde a los recursos que la municipalidad posee, sobre todo en el aspecto
económico.
Si consideramos que el suelo es el soporte físico de las actividades constructivas
como el caso del relleno sanitario, la geología permite el conocimiento de las
características y propiedades del suelo ya que considera la información de las
condiciones climáticas, aspectos litológicos, geomorfológicos, geodinámicos y
geohidrológicos.
El problema que se plantea está en función de conocer ¿Cuál es la alternativa de
ubicación más adecuada geológicamente para el relleno sanitario manual de la
4
�parroquia Mene de Mauroa de acuerdo al análisis comparativo y la confiabilidad de
los métodos aplicados?
El objetivo principal de este estudio es seleccionar mediante criterios técnicos
geológicos el mejor sitio para ubicar un Relleno Sanitario Manual para la disposición
final de los desechos sólidos generados en la parroquia Mene de Mauroa.
Para lograr este objetivo, se han definido los siguientes objetivos específicos como
lo son:
• Identificar áreas alternativas para ubicar un espacio que permita realizar el
posterior diseño de un relleno sanitario manual, que contribuya a resolver la
problemática de la disposición final de los desechos sólidos de la parroquia Mene
de Mauroa;
• Utilizar criterios de comparación y evaluación técnica y legal para categorizar las
alternativas seleccionadas y
• Elegir la mejor alternativa de ubicación en base a un sustento técnico y legal
La alternativa de ubicación más adecuada de un relleno sanitario manual para la
disposición final de los residuos sólidos de acuerdo a la realidad urbana de la
parroquia Mene de Mauroa va a depender de la evaluación planteada por los
métodos reconocidos por el Ministerio del Poder Popular para la Vivienda, Hábitat y
Ecosocialismo.
Dada la problemática que se tiene con los residuos sólidos en el municipio Mauroa,
parroquia Mene de Mauroa con la disposición final o tratamiento adecuado de estos
residuos, es posible disminuir el impacto a la salud humana y al ambiente generado
por esta clase de residuos evaluando la mejor alternativa que logre solucionar,
adecuadamente, el problema de la disposición final de estos residuos, identificando
áreas alternativas por medio de la evaluación geológico ambiental para ubicar el
espacio óptimo que permitan realizar el posterior diseño de un relleno sanitario
manual, que contribuya a resolver la problemática de la disposición final de los
desechos sólidos de la parroquia.
Los métodos de evaluación para determinar la mejor alternativa de ubicación del
relleno sanitario manual, los costos en cuanto a la inversión de la infraestructura a
construir así como la operación del relleno sanitario manual y el índice de
5
�confiabilidad de cada método aplicado; son las variables dependientes de la
investigación.
El proceso se inicia con una revisión bibliográfica, cuyo objetivo es establecer
claramente los lineamientos básicos como lo son los requerimientos geológicos,
hidrogeológicos, hidrológicos, geomorfológicos, arqueológicos, urbanísticos y
ecológicos, establecidos por estudios previos y por normativas vigentes a nivel
nacional que se considerarían posteriormente en esta investigación, como guía para
determinar la aptitud de sitios para la disposición de desechos y residuos sólidos.
Posteriormente se llevó a cabo la recopilación de datos geológicos, hidrogeológicos
y cartográficos digitales auxiliados por las mediciones con GPS, información toda
que será tratada a través de un Sistema de Información Geográfica. Una vez
obtenidos los datos se utilizaron para desarrollar polígonos y polilíneas de las
carreteras que conducen a cada sitio que fueron analizados.
Es por ello que se propone realizar un estudio geológico que permitirá declarar la
factibilidad del uso del área para el diseño de un relleno sanitario manual en la
parroquia Mene de Mauroa, municipio Mauroa, estado Falcón, como el método de
disposición final más conveniente, principalmente porque estos rellenos necesitan de
poco mantenimiento y conocimientos técnicos para operarlo, tienen un costo
relativamente bajo, pudiendo de esta manera proporcionar y cumplir con las
necesidades de conservar la salud pública y el bienestar social, así como la
obligatoria conservación del ambiente.
La factibilidad de uso de área para relleno sanitario se sustenta en la evaluación
geológica, lo cual significa fijar todos los aspectos técnico- ambientales: ubicación,
accesibilidad,
topografía,
condiciones
geológicas,
climáticas,
hidrológicas
superficiales y subterráneas, seguridad física y los aspectos condicionantes:
seguridad aérea, integridad de los recursos naturales y bienes culturales,
infraestructura existente, los proyectos de desarrollo urbano, regional y nacional,
entre otros.
Las normas sanitarias vigentes exigen condiciones básicas para definir la factibilidad
de uso del área, lo que permite realizar un análisis de variables que influyen a la
hora de prevenir el impacto negativo al ambiente y a la salud pública. Para ello se
parte de la premisa que un relleno sanitario involucra los tres medios bajo los que
6
�existe la vida, que son: suelo, aire y agua, por tanto es vital evaluar las
características específicas de la zona de estudio, debiéndose definir y valorar dichas
características de modo que se obtenga una evaluación lo más objetiva y
técnicamente aceptable.
7
�CAPÍTULO I - BASAMENTO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN
1.1 Introducción
1.2 Estado del arte
1.3 Marco legal
1.4 Descripción general del municipio beneficiado
1.5 Conclusiones
1.1 Introducción
El problema de la explosión demográfica y el desarrollo tecnológico ha estimulado un
cambio en los hábitos de consumo de la población, incidiendo en la generación de
grandes cantidades de residuos sólidos en los centros poblacionales, rebasando la
capacidad de la naturaleza para neutralizar los problemas de contaminación
ambiental que se asocian con la disposición final de los mismos, dada su incidencia
directa en la salud de la población y en los diferentes elementos del ambiente (aire,
agua, suelo), incluyendo los problemas de queja pública y del deterioro de la
estética, cuando no se cumple con los requerimientos que permitan controlarlos
adecuadamente, es importante señalar en el proyecto la estrecha relación entre
teoría, el proceso de investigación y la realidad o entorno.
1.2 Estado del arte
El proceso de los desechos sólidos tiene su punto de partida en la generación de
materiales orgánicos e inorgánicos, que una vez utilizados por nosotros pierde su
utilidad o su valor, es decir son almacenados en espera de ser recolectados por el
servicio de aseo urbano que los concentran en los carros para ser llevados al sitio de
disposición final, que es el lugar donde se depositan para compactarlos y construir
así el relleno sanitario.
El área donde se ubicará el relleno sanitario en una comunidad, debe ser suficiente
para permitir que la vida útil sea compatible con la producción proyectada de
residuos sólidos a disponer en el mismo. Este criterio se calificará en función de la
cantidad de residuos sólidos que se puedan disponer.
El diseño, construcción y operación de los rellenos sanitarios representan factores
que la autoridad ambiental de cada comunidad tiene que vigilar lo que incluye la
supervisión y control del emplazamiento de estos sitios de disposición final, aspecto
8
�poco desarrollados en nuestro país y de vital importancia para la calidad ambiental
de su entorno.
La selección de un sitio es el primer paso en el diseño de un relleno sanitario; la
adecuada planeación del proceso de selección es vital para asegurar que el diseño
cumpla con todos los requerimientos que aseguren su adecuada ubicación y futura
operación. Para ello se conjugan factores técnicos, ambientales, económicos,
sociales y políticos, con el fin de que la disposición de residuos afecte en lo menor
posible el ambiente.
La factibilidad de uso de área para relleno sanitario se sustenta en la evaluación
geológica, lo cual significa fijar todos los aspectos técnico ambientales: ubicación,
accesibilidad,
topografía,
condiciones
geológicas,
climáticas,
hidrológicas
superficiales y subterráneas, seguridad física; y los aspectos condicionantes:
seguridad aérea, integridad de los recursos naturales y bienes culturales,
infraestructura existente, los proyectos de desarrollo urbano, regional y nacional,
entre otros razón por la cual se necesita una recopilación, análisis y síntesis de
trabajos e investigaciones realizadas por diversos autores.
Allende, T. (2005) en su Estudio Geológico - Geotécnico en los Proyectos de Relleno
Sanitario, considera que el suelo es el soporte físico de las actividades constructivas
como el caso del relleno sanitario. La geología permite el conocimiento de las
características y propiedades del suelo y los estudios geológicos consideran la
información de las condiciones climáticas, aspectos litológicos, geomorfológicos,
geodinámicos e hidrogeológicos.
Las condiciones climáticas se convierten en un parámetro que puede vulnerar la
estabilidad de una obra sanitaria, como tanto en aquellas ubicadas en regiones de
alta precipitación como las sometidas a la acción del viento en direcciones no
compatibles con la ubicación de los centros urbanos y áreas de reserva natural.
Los aspectos físicos como la vegetación, el clima, la hidrografía, los suelos y la
tectónica del área definen la forma del relieve como parámetro para la implantación
de un relleno sanitario.
Los aspectos litológicos definen la naturaleza de los materiales suelo y/o roca,
siendo el suelo un material factible para un relleno sanitario y como material de
cobertura. En este sentido, son importantes las características del suelo,
9
�reconociendo los aspectos físicos, la profundidad, textura, estructura, característica
hídricas y las propiedades físicas del suelo como el drenaje interno, porosidad,
permeabilidad, consistencia y plasticidad, para definir el área factible de un relleno
sanitario. En lo posible, el área factible debe estar conformada por suelos limo
arcillosos y areno arcillosos, con porosidad y permeabilidad baja para evitar la
infiltración de las aguas pluviales y de los lixiviados, tener una consistencia y
plasticidad para mantener la estabilidad y permitir la excavación del suelo.
Los aspectos geomorfológicos permiten comprender las diferentes geoformas de la
corteza terrestre y permiten ubicar el terreno factible. Así áreas ubicadas en zonas
de llanuras de inundación, cárcavas, conos aluviales de las quebradas no son
recomendables. Mientras en las llanuras, laderas de colinas y depresiones, tienen
condiciones para la implantación de un relleno sanitario.
La geodinámica define los aspectos de seguridad física del área y define los riesgos
naturales. De esta manera, toda obra constructiva ubicada en la superficie terrestre
puede ser afectada por los fenómenos naturales asociados a los procesos de
remoción de masa, procesos fluviales, procesos glaciares, sísmicos y volcánicos.
Los aspectos hidrogeológicos pueden definir el riesgo de la contaminación de las
aguas subterráneas debido a la instalación de un relleno sanitario. En este sentido,
las bondades de los aspectos geohidrológicos para una obra de relleno sanitario
dependerán de los factores: hidrográficos, geológicos, topográficos, del suelo y de
vegetación.
Guadalupe, E., et al., (2002) en su trabajo Estudio Geológico – Geotécnico para el
Relleno Sanitario de Machu Picchu y Pueblos Aledaños El Santuario Histórico de
Machu Picchu, así como los pueblos de Ollantaytambo, Urubamba, Guayllabamba y
Yucay, presentan una gran problemática para la disposición final de los desechos
sólidos que se generan. Estos desechos crean focos de infección por su tratamiento
inadecuado, contaminando el Valle Sagrado de los Incas, el río Urubamba y otros
lugares. Razón por la cual, se ha proyectado un Relleno Sanitario Manual en el área
de Yuncacha Huayco, en el distrito de Urubamba, para lo cual se presenta el Estudio
Geológico - Geotécnico, que abordará los temas de geomorfología, estratigrafía,
geología económica, suelo, subsuelo, condiciones de cimentación, análisis de
estabilidad de taludes, diseño antisísmico y otros.
10
�En los resultados de esa investigación se presenta un proyecto para construir un
relleno sanitario manual, para lo cual se han realizado los estudios básicos
valorando la topografía, la geología en sus diversos aspectos, la geomorfología,
estratigrafía, tectónica, petrografía, geología económica, geotecnia, hidrología e
hidrogeología, proponiendo finalmente recomendaciones para la construcción del
relleno sanitario, que es una obra de gran prioridad en la zona, ya que Machu Picchu
tiene un flujo de miles de turistas que generan divisas y es necesario evitar la
contaminación del Valle Sagrado de los Incas y por ende el deterioro de la imagen
del país.
Fernández I., (2010) en su trabajo Diseño y Factibilidad de Relleno Sanitario Manual
para el municipio de La Libertad, Departamento de La Libertad. Analiza los
problemas ocasionados por un inadecuado manejo de los residuos que están
afectando, tanto a las grandes ciudades y sus zonas marginales, como a las
poblaciones rurales. En muchos municipios, el manejo empírico del servicio de aseo,
se realiza con una evidente falta de criterios técnicos, económicos y sociales,
ocasionando que este servicio carezca de una adecuada planificación y
organización, traduciéndose en altos costos de funcionamiento, que las mismas
municipalidades han tenido que subsidiar consumiendo buena parte de su
presupuesto.
Un relleno sanitario constituye una solución a esta problemática, pues es una técnica
de eliminación final de los desechos sólidos en el suelo, que no causa molestia ni
peligro para la salud y seguridad pública; tampoco perjudica el ambiente durante su
operación ni después de terminado el mismo, utiliza principios de ingeniería para
confinar la basura en un área lo más pequeña posible, cubriéndola con capas de
tierra diariamente y compactándola para reducir su volumen. Además, prevé los
problemas que puedan causar los líquidos y gases producidos en el relleno, por
efecto de la descomposición de la materia orgánica.
En la investigación se incluye la recopilación de información, datos, parámetros,
cálculos y análisis que plantean una propuesta del diseño y la factibilidad para la
construcción y operación de un relleno sanitario manual para el municipio de La
Libertad, ubicado en el departamento de La Libertad. Este relleno sanitario es un
proyecto de ingeniería más, destinado a la disposición sanitaria y ambientalmente
segura de los residuos sólidos que se generan en dicho municipio, de acuerdo con
11
�los principios y métodos de la ingeniería sanitaria y ambiental, ayudando a resolver
en gran parte de los problemas que se generan por la inadecuada disposición de los
residuos sólidos, tomando en cuenta una buena planeación desde las etapas
iniciales de diseño, hasta las de su clausura.
Bautista, M. y otros. (2010) en su Guía para la Selección de Sitios Potenciales para
la Ubicación de Rellenos Sanitarios por el Método de Peso y Escala. Con el uso de
algebra de mapas, actualmente uno de los temas que mayor discusión genera en el
ámbito de ambiente, conservación y desarrollo sustentable, es el relacionado con la
construcción de rellenos sanitarios en lugares adecuados. En nuestro país se han
documentado varios ejemplos de rellenos sanitarios que, por su mala ubicación,
generan grave contaminación; por mencionar tan solo un caso, está el de
Tlanepantla, estado de México, en el cual se produce contaminación al aire por
escape de biogas en zonas urbanas y se seguirá produciendo en los próximos años.
En la guía se plantea que en la evaluación y selección de sitios para construir un
relleno sanitario, es necesario realizar un análisis de variables que influyen a la hora
de prevenir el impacto negativo al ambiente y a la salud pública; por ello, se
considera que un relleno sanitario involucra, los tres medios bajo los que existe la
vida: suelo, aire y agua. Por tanto, es importante evaluar las características
específicas de la zona de estudio, debiéndose definirlas y valorarlas de tal modo que
se obtengan los resultados más objetivos y técnicamente aceptables para la
autoridad ambiental competente.
Finalmente se propone el uso de esta guía en evaluaciones preliminares de
selección de sitios potenciales para relleno sanitario; la que contempla 15 factores o
variables del terreno, como son: drenaje superficial, topografía, vocación y uso de
suelo, acceso, zonas urbanas, recursos hídricos, peligros hidrometeorológicos, entre
otros temas. Dichas variables son sometidas a un sistema de valorización por el
método de peso y escala -que consiste en la confrontación de variables- de modo
que se pueda dar prioridad, ordenando los sitios con base en el cumplimiento de las
mejores condiciones.
Este trabajo, realizado en gabinete con la información de que disponen las
instituciones públicas y privadas que forman parte del Sistema de Información
Territorial del Estado de Jalisco (SITEJ) permite valorar los predios y preseleccionar
aquellos que presenten las mejores condiciones para la ubicación de un relleno
12
�sanitario y, así, hacer búsquedas en campo más eficientes y exitosas. Es decir, la
presente guía sólo busca aportar elementos de juicio, elementos técnicos
preliminares, con base en la normatividad vigente, para facilitar la toma de
decisiones en la elección del sitio de confinamiento.
Por tanto, una vez identificado el potencial del terreno, dichos sitios deberán ser
visitados y analizados a detalle mediante los estudios específicos requeridos en los
proyectos ejecutivos, entre los cuales destacan: topografía a detalle y mecánica de
suelos, entre otros.
Villarosa G. et al., (2009) en su investigación Evaluación de Sitios para la
Localización de un Relleno Sanitario, la que constituye el primer Informe de las
actividades desarrolladas por el INIBIOMA, cumpliendo con los términos de la
Asesoría Institucional Cierre del actual Vertedero de Aluminé y propuesta de Plan de
Manejo de residuos sólidos urbanos (RSU) en el marco del acuerdo subscrito entre
el CONICET y el Gobierno municipal de la localidad de Aluminé, presenta los
resultados obtenidos y las metodologías empleadas en la primera etapa de la
asesoría cuyos objetivos han sido: iniciar las tareas para identificar sitios aptos para
emplazar un relleno sanitario para la localidad de Aluminé y abordar el diseño de un
plan de gestión de los residuos sólidos urbanos que incluya aspectos tales como el
tratamiento de los pasivos ambientales generados (Parte II: Diagnóstico de los
Sistemas de Gestión, Tratamiento y Disposición Final de los Residuos Sólidos
Urbanos de la localidad de Aluminé).
Para dar cumplimiento a estos dos objetivos se avanzó en la identificación de sitios
adecuados mediante técnicas de Evaluación Multicriterio con herramientas SIG y
teniendo en cuenta especialmente a aquellos sitios que han sido indicados como de
interés para el municipio, alguno de los cuales cuenta con estudios previos. Se
incluyen los mapas temáticos de vegetación, suelos, geología, hidrología, rutas y
caminos y de pendientes que forman parte de la caracterización del medio natural y
que constituyen la base para la elaboración del mapa de aptitud con la aplicación de
la Evaluación Multicriterio (EMC), integrada en un SIG. Se presentan los resultados
de la primera evaluación de aptitud en donde se han definido las restricciones.
En forma simultánea, se trabajó en el Plan de manejo de RSU para la localidad. Se
procedió a realizó un diagnóstico de situación, que incluye el muestreo de residuos
para su caracterización (secos / húmedos / materiales recuperables / fracción menor
13
�a 50 mm), la identificación de las corrientes residuales y la determinación de la tasa
de generación consolidada (urbana, domiciliaria) y su proyección a 20 años. A su
vez, se presentan los resultados obtenidos sobre el diagnóstico del sistema de
higiene urbana (costos y presupuestos, indicadores de eficiencia, aspectos
institucionales y operativos). Se incluyen recomendaciones sobre las medidas
urgentes a implementar en el actual vertedero y pautas para la separación de
residuos en origen para una gestión más racional y ambientalmente sustentable
hasta tanto se tenga la localización del futuro relleno sanitario y el municipio haya
aceptado la propuesta del plan de gestión que se está elaborando en el marco de la
presente asesoría.
García K et al., (2009) en su trabajo Selección Técnica, Económica y Ambiental de
un Sitio para la Ubicación del Relleno Sanitario del Municipio de San Antonio de
Oriente, Honduras. El manejo inadecuado de los residuos sólidos afecta tanto a las
grandes ciudades como a las pequeñas poblaciones rurales de los países en vías de
desarrollo. Las principales causas de estos problemas son las deficiencias de
criterios técnicos, económicos, ambientales y sociales. La ausencia de estos criterios
limita la capacidad de las comunidades de manejar adecuadamente el problema de
residuos sólidos. Esta problemática ocasiona que el servicio carezca de una
adecuada planificación y organización lo cual incrementa los costos de
funcionamiento y hace que las municipalidades tengan que subsidiar (Jaramillo,
1991).
La producción y el manejo de los residuos sólidos se vuelven cada día más grave,
en la mayoría de los países latinoamericanos y particularmente en aquellas regiones
donde el crecimiento poblacional es acelerado. El problema es aún mayor en las
áreas urbanas debido a la alta concentración poblacional, el desarrollo industrial, los
cambios de hábitos de consumo y el cambio en el nivel de vida (Trajo, 1994).
Según la Organización Panamericana de la Salud, la importancia de los residuos
sólidos como causa directa de enfermedades no está bien determinada, sin
embargo, se les atribuye una incidencia en la transmisión de algunas enfermedades,
al lado de otros factores principalmente por vías indirectas como la contaminación
del agua subterránea y aire (Jaramillo,1991).
Según la municipalidad de San Antonio de Oriente, la situación del manejo de
residuos sólidos en el municipio se encuentra en un estado crítico. Los residuos se
14
�acumulan en las orillas de las carreteras, calles y quebradas o se queman a cielo
abierto sin control, no existen equipos de recolección ni servicio de tren de aseo. No
se dispone de un sitio para la disposición final, solamente botaderos a cielo abierto
que son criaderos de moscas y zancudos, al mismo tiempo se contamina el
ambiente. Sumado a esto cabe destacar los limitados fondos con los que cuenta la
Alcaldía Municipal de San Antonio de Oriente y la falta de iniciativa de los habitantes
(Alcaldía del municipio de San Antonio de Oriente, s.f).
En el municipio de San Antonio de Oriente la alcaldía municipal a través de la
gestión realizada por la unidad municipal ambiental ha priorizado la problemática de
la basura como uno de los factores que más genera contaminación en el término
municipal. Es por ello que conjuntamente con el apoyo de sectores institucionales y
actores locales ha iniciado un proceso de saneamiento ambiental dirigido a reducir
los índices de contaminación provocados por el manejo inadecuado de los residuos
sólidos. En este sentido la alcaldía debe incorporar en el proceso a representantes
de la sociedad civil para que de manera integrada asuman la responsabilidad de
brindar un correcto manejo de los residuos que se generan en la aldea más poblada
del municipio: la aldea de El Jicarito. Para ello, se formó un grupo que encarará este
compromiso, llamado: Comité Municipal de Desechos Sólidos de San Antonio de
Oriente “COMADES – San Antonio de Oriente” (Municipalidad de San Antonio de
Oriente, s.f).
El comité municipal de desechos sólidos de San Antonio de Oriente solicitó apoyo a
la escuela agrícola panamericana zamorano, para poder realizar la cuantificación de
residuos sólidos del municipio y así mismo encontrar un sitio que cumpla con
parámetros técnicos, ambientales y económicos para la construcción del relleno
sanitario del municipio.
Sánchez J et al., (2008) en su trabajo Criterios Ambientales y Geológicos Básicos
para la Propuesta de un Relleno Sanitario En Zinapécuaro, Michoacán, México.
Explican que el municipio de Zinapécuaro ubicado a 50 km de la ciudad de Morelia,
Michoacán no está exento de los problemas de la disposición de los residuos sólidos
urbanos generados por sus 14 547 habitantes; actualmente dichos residuos se
depositan en un área que no cuenta con las especificaciones técnicas de un sitio de
disposición, lo que genera alteraciones al medio como son: contaminación visual y
del suelo, malos olores, generación de fauna nociva y degradación del recurso
15
�hídrico, entre los más significativos. La disposición inadecuada de los residuos en el
municipio de Zinapécuaro es un problema vigente que debe ser tratado con
urgencia. Por lo anterior, el objetivo central del presente estudio se enfocó a realizar
una propuesta técnica básica, donde se señalan los elementos para la selección del
sitio y los principios de diseño para la construcción de un relleno sanitario.
Los trabajos de investigación se basaron en la Norma Oficial Mexicana NOM 083–
SEMARNAT–2003 y las Normas Técnicas Mexicanas (NMX) que marcan los
lineamientos para la caracterización de los residuos generados en una comunidad.
Como resultado de la aplicación de dichas normas, se determinó que la categoría del
sitio de disposición final es tipo “C”; que la densidad de población del municipio para
el año 2000 fue de 94 habitantes por km 2, lo que se traduce en un incremento en la
generación per cápita de residuos y que con base en el análisis estadístico realizado
al muestreo de los residuos sólidos, se determinó que la generación promedio es de
0.62 kg / hab / día y su peso volumétrico es de 252.54 kg/m 3.
Se
identificaron
cuatro
unidades litológicas:
rocas basálticas y depósitos
volcanoclásticos del Terciario Superior y Cuaternario; así como depósitos lacustres y
aluviales del Cuaternario que coronan la secuencia litológica. Es importante
remarcar que las autoridades del municipio mostraron interés en aprovechar
estructuras abandonadas de minas a cielo abierto donde eran explotados materiales
pétreos para la construcción. Por lo anterior, el sitio Francisco Villa cumplió con las
especificaciones técnicas que marca la normatividad para un sitio tipo C, aunque
resultaría conveniente realizar otros estudios de mayor detalle para complementar la
presente propuesta.
Umaña J. et al., (2002) en su investigación sobre los Método para la Evaluación y
Selección de Sitios para Relleno Sanitario.
Indican que para la evaluación y
selección de sitios para construir un relleno sanitario es necesario realizar un análisis
de variables que influyen a la hora de prevenir el impacto negativo al ambiente y a la
salud pública.
Para ello se parte de la premisa que un relleno sanitario involucra los tres medios
bajo los que existe la vida, que son: suelo, aire y agua, por tanto es vital evaluar las
características específicas de la zona de estudio, debiéndose definir y valorar dichas
características de modo que se obtenga una evaluación lo más objetiva y
técnicamente aceptable para los gobiernos Locales.
16
�Es así como se ha elaborado una ficha sencilla y fácil de utilizar tanto en
evaluaciones preliminares como en estudios completos de selección de sitio para
relleno sanitario que contempla 19 factores de campo (variables) como son:
permeabilidad, nivel freático, drenaje superficial, tipo de suelo, topografía, vocación y
uso de suelo, material de cobertura, aceptación social, facilidad de acceso, distancia
de recorrido, incidencia de vientos, cercanía a zonas urbanas y el costo de terreno,
entre otras.
Dichos factores de campo fueron sometidos a un sistema de valorización por el
método de peso y escala que consiste en la confrontación de variables de modo que
se pueda dar prioridad de acuerdo al orden de importancia obteniéndose una escala
de valores sobre la base de 100, que es útil para pesar la variable que luego fue
dividida en 5 ponderaciones que van desde la condición más desfavorable del factor
de campo hasta el ideal, correspondiendo a cada uno la quinta parte del valor
obtenido (n/5, en donde n adopta el valor de 1 a 5) por su importancia en la matriz
de peso y escala.
Con este instrumento se pretende facilitar la investigación de campo, que requiere
por supuesto identificar primeramente el área de estudio, estableciendo las zonas
posibles de acuerdo a los mapas topográficos (altimétricos), geológicos e
hidrogeológicos, que muchas veces ya existen y se encuentran en diferentes
escalas, que para la zonificación son suficiente en escala 1:25.000, permitiendo
identificar sitios preferiblemente en las zonas geológicas donde se identifican suelos
terciarios, los cuales son visitados y evaluados con los criterios generales como son:
uso de suelo, tipo de acceso, distancia de recorrido y cercanía a viviendas, llegando
a seleccionar al menos tres sitios que son sometidos a la evaluación según la ficha
de selección, con la cual se obtiene la mejor opción con la que cuenta el municipio.
Al analizar los trabajos de investigación se puede decir que la evaluación de
parámetros es un apartado de concentración y análisis de la información, con el fin
de obtener los datos de diseño necesarios para realizar el proyecto de relleno
sanitario, que la caracterización en detalle del sitio seleccionado y el diseño deben
ser referenciados con estudios de ingeniería que describan las características del
sitio seleccionado que el conocimiento del ambiente donde va a funcionar el relleno
sanitario ayuda a identificar los posibles factores sensibles a afectaciones de los
17
�factores físicos, bióticos, socioeconómicos y ambientales que posteriormente se
deben ampliar, en el estudio de impacto ambiental correspondiente.
La Asociación para la Defensa del Ambiente y de la Naturaleza (ADAN), (1999),
expresa que: “la recolección selectiva consiste en la separación, en la propia fuente
generadora, de los componentes que pueden ser recuperados, mediante un
acondicionamiento distinto para cada componente o grupo de los componentes”
(p.134.) Al implementar este sistema con un modelo de gerencia ambiental bajo los
mejores criterios de los procesos de transformación estratégica, se mejoran las
condiciones y calidad de vida de la población, al revalorizar, industrializar, mercadear
y comercializar dichos materiales (residuos) como materia prima para su reducción,
reutilización y/o reciclaje.
La recolección selectiva de residuos y desechos sólidos, se realiza con la recolecta
de los residuos, en sus mismas fuentes de generación, previamente seleccionados,
para su posterior depósito, transferencia y/o transporte de forma separada a las
plantas de segregación, reciclaje y/o procesamiento.
Tchobanoglous, G. et al. (1994). El su trabajo sobre la Gestión Integral de Residuos
Sólidos expresan que la recolección tradicional de residuos y desechos sólidos que
se realiza con la recolecta de los desechos, en sus fuentes de generación, de forma
mezclada para luego ser transferidos y/o transportados a los sitios de disposición y/o
tratamiento final y trae consigo problemas de vida local, peligros de contaminación
del ambiente y riesgos para la salud pública; cuando no se realiza con los mejores
criterios de gerencia ambiental.
CMMAD (1987). Informe Brundtland. Es un informe que enfrenta y contrasta la
postura de desarrollo económico actual junto con el de sostenibilidad ambiental,
realizado por la ex-primera ministra de Noruega Gro Harlem Brundtland, con el
propósito de analizar, criticar y replantear las políticas de desarrollo económico
globalizador, reconociendo que el actual avance social se está llevando a cabo a un
costo ambiental alto.
El informe fue elaborado por distintas naciones en 1987 para la ONU, por una
comisión encabezada por la doctora Gro Harlem Brundtland, entonces primera
ministra de Noruega. Originalmente, se llamó Nuestro Futuro Común (Our Common
Future, en inglés). En este informe se utilizó por primera vez el término desarrollo
18
�sostenible (o desarrollo sustentable), definido como aquel que satisface las
necesidades del presente sin comprometer las necesidades de las futuras
generaciones. Implica un cambio muy importante en cuanto a la idea de
sustentabilidad, principalmente ecológica y a un marco que da también énfasis al
contexto económico y social del desarrollo.
VITALIS (2013). La organización no gubernamental venezolana VITALIS presentó su
balance anual sobre la situación ambiental del país, en el cual participaron 91
especialistas. El estudio identificó 65 problemas ambientales entre los cuales
destaca la débil gestión integrada de los recursos hídricos, la contaminación
atmosférica de las principales ciudades del país, el inapropiado manejo de los
residuos y desechos sólidos, el vertido de hidrocarburos y el mal manejo de los
árboles en las ciudades, entre otros.
El reporte de VITALIS incluyó a profesionales de diversas disciplinas de 19 estados
del país y abordó también los logros de la gestión pública y privada, entre los cuales
reconocieron la declaratoria de no fumar en espacios cerrados, la ampliación de la
red de voluntarios del ambiente, el desarrollo de campañas masivas de reciclaje y la
creación del Plan Nacional de las Aguas, entre otros.
Según Diego Díaz Martín, Presidente de VITALIS y jefe de Estudios Ambientales de
la UNIMET, “este estudio es un aporte para la planificación y gestión ambiental
pública y privada, y pretende centrar la atención de las autoridades competentes en
torno a los temas que merecen especial atención en el país”.
1.3 Marco legal
La política ambiental venezolana está enmarcada entre los instrumentos legales que
definen los principios rectores en materia ambiental y se dispone mediante una
organización jerárquica. Se cita, en primer lugar, la Constitución de la República
Bolivariana de Venezuela del año 1999, que constituye la fuente primaria del
derecho administrativo, civil, penal y ambiental y, en segundo lugar, la Ley Orgánica
del Ambiente. En la misma escala se encuentran las demás leyes orgánicas y la Ley
Penal del Ambiente. Seguidamente, se encuentran las leyes comprendidas dentro
del Código Civil, las cuales son enriquecidas por los reglamentos, decretos y
resoluciones que amplían con mayor detalle aspectos específicos expuestos en las
anteriores.
19
�Los principios rectores en materia de política y administración del ambiente aparecen
expresados dentro del texto de la Ley Orgánica del Ambiente. La Política Ambiental
del Estado comprende las distintas estrategias y procedimientos de orden político,
jurídico, financiero y administrativo, que abarcan los siguientes aspectos
fundamentales:
Prevención: referida a la conservación, defensa y protección del ambiente.
Recuperación y restauración del ambiente: son las medidas de restauración y
obligaciones administrativas para la realización de obras de conservación.
El mejoramiento de las condiciones ambientales: esto es el saneamiento
ambiental y la modificación favorable de las condiciones naturales del espacio.
La represión: aplicación de castigos a quienes incurran en ilícitos ambientales,
mediante
sanciones
administrativas;
imposición
de
multas.
medidas
precautelativas e incluso medidas privativas de la libertad.
En resumen, el Estado dispone de los siguientes instrumentos legales para la
gestión ambiental:
Constitución de la República Bolivariana de Venezuela. Aprobada en Asamblea
Nacional en diciembre de 1999, publicada en Gaceta Oficial Extraordinaria Nº 5.453,
el 24 de marzo de 2000. Por primera vez en la historia constitucional de Venezuela,
esta constitución incluye un capítulo dedicado a los derechos ambientales. En su
Artículo 129, hace mención a la obligatoriedad de la realización de los Estudios de
Impacto Ambiental y Sociocultural cuando se trate de actividades susceptibles de
generar daños a los ecosistemas.
Ley Orgánica del Ambiente, del 26 de junio de 2012. Su objeto primordial es
establecer los lineamientos y principios rectores para la conservación, defensa y
mejoramiento del ambiente en beneficio de la calidad de la vida. Todo ello dentro de
la política de desarrollo integral de la Nación.
Ley Orgánica de Procedimientos Administrativos, del 1° de julio de 1981. Es un
instrumento legal que permite establecer los procedimientos administrativos y de
aplicación de los mismos, es importante porque muchas de las tareas de la
administración ambiental correspondiente a las actividades propias de la
administración de gestión, tales como autorizaciones para la ocupación del territorio
o la vigilancia y el control de las actividades susceptibles de degradar el ambiente;
20
�acciones que son promovidas por personas naturales o jurídicas, públicas o
privadas, con fines de diversas índole, pero que, en las materias de competencia de
la administración pública, requieren apego a los principios de legalidad y
racionalidad administrativa.
Esta ley regula los aspectos centrales de la relación entre la administración pública y
los particulares y, con base a ello, prevé un conjunto de poderes, prerrogativas y
obligaciones de los particulares.
Además de regular las formalidades de las actuaciones de la administración pública
nacional y descentralizada prevé, en sus disposiciones legales, principios y normas
imperativas, que son aplicables al régimen legal ambiental, venezolano en los
procedimientos autorizados y sancionatorios.
Ley Orgánica para la Planificación y Gestión de la Ordenación del Territorio, del 23
de septiembre de 2005. Su objeto es establecer los principios, criterios, objetivos y
las disposiciones que regularán el proceso de ordenación territorial y establecer las
disposiciones que regirán la ordenación urbanística y urbana en el territorio nacional,
de conformidad con la Estrategia de Planificación, Desarrollo Económico y Social de
la Nación.
Ley Orgánica de Planificación, del 13 de noviembre de 2001. Tiene por objeto
establecer las bases y lineamientos para la construcción, la viabilidad, el
perfeccionamiento y la organización de la planificación en los diferentes niveles
territoriales de Gobierno, así como el fortalecimiento de los mecanismos de consulta
y participación democrática en la misma.
Ley Orgánica de Ciencia, Tecnología e Innovación, del 26 de septiembre de 2001.
Define como de interés público y general las actividades científicas, tecnológicas y
de innovación. Asimismo, determina que, entre otros, la empresa privada es sujeto
de esta ley cuando se encuentra relacionada con la generación y el desarrollo de
conocimientos científicos y tecnológicos y procesos de innovación y/o se dedique a
la planificación, administración, ejecución y aplicación de actividades que posibiliten
la vinculación efectiva entre la ciencia, la tecnología y la sociedad. El contenido de
esta ley se encuentra muy bien definido en su Artículo 1º, donde cita:
“El presente Decreto Ley tiene por objeto desarrollar los principios
orientadores que en materia de ciencia, tecnología e innovación,
21
�establece la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela,
organizar el Sistema Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación, definir
los lineamientos que orientaran las políticas y estrategias para la actividad
científica,
tecnológica
y de
innovación, con
la
implantación
de
mecanismos institucionales y operativos para la promoción, estímulo y
fomento de la investigación científica, la apropiación social del
conocimiento y la transferencia e innovación tecnológica, a fin de fomentar
la capacidad para la generación, uso y circulación del conocimiento y de
impulsar el desarrollo nacional”.
Leyes Complementarias son aquellas que, como su nombre indica, complementan a
las anteriores, especialmente a la Ley Orgánica del Ambiente, entre las que se
incluyen las siguientes:
Ley Penal del Ambiente, del 3 de enero de 1992. Surge por mandato de la Ley
Orgánica del Ambiente, a fin de garantizar la participación de los bienes jurídicos
tutelados por dicha ley. Esto es, la conservación, defensa y mejoramiento del
ambiente. Constituye el mecanismo legal para establecer el régimen sancionatorio
en caso de que las disposiciones en materia de protección ambiental no sean
acatadas.
De acuerdo al artículo 1 de esta ley, su objeto es tipificar como delitos aquellos actos
violatorios de las disposiciones en materia de conservación, defensa y mejoramiento
del ambiente y establecer las sanciones y medidas precautelativas de restitución y
de reparación a las que haya lugar.
La ley pretende, por un lado disuadir a los transgresores y penarlos en caso de
conducta atentatoria contra los valores ambientales, por otro, prevenir la ejecución
de actividades que puedan ocasionar daños irreparables al ambiente y, en caso de
daños causados, obtener la reparación de los mismos.
Ley Forestal de Suelos y de Aguas, del 26 de enero de 1966, declara en su Artículo
3 como de interés público la conservación, fomento y utilización racional de los
bosques y de los suelos.
En cuanto al agua, para las actividades que requieren utilizar este recurso, la
normativa a seguir está contemplada en el Decreto 1.400, Normas sobre la
regulación y el control del aprovechamiento de los recursos hídricos y de las
22
�cuencas hidrográficas (Gaceta Oficial Nº 36.013. 2 de agosto de 1996). Las normas
contenidas en la Ley Forestal de Suelos y de Aguas y en su Reglamento están
dirigidas específicamente a la determinación de los procedimientos para la utilización
del recurso (dominio público) y a la protección de la calidad de los cuerpos de aguas
y sus zonas protectoras.
Los Artículos 17 de esta Ley y 46 de su Reglamento contemplan lo referente a las
zonas protectoras que deben ser consideradas bajo las condiciones por ellos
señaladas. En cuanto a la intervención de las zonas protectoras de los cuerpos de
agua, esta deberá ser aprobada y coordinada con el MPPA (Artículo 48).
Ley de Protección a la Fauna Silvestre, del 11 de agosto de 1970. En el Artículo 5 se
declara de utilidad pública la conservación y fomento de los recursos que sirvan de
alimentación y abrigo a la fauna silvestre.
Esta ley identifica en su Artículo 20, Parágrafo 1, las actividades susceptibles de
degradar el ambiente, como aquellas actividades que "directa o indirectamente
contaminen o deterioren el aire, el agua, los fondos marinos, el suelo o el subsuelo o
incidan desfavorablemente sobre la fauna o la flora''.
De manera complementaria, el Artículo 21 contempla que en el acto autorizatorio se
establecerán las condiciones, limitaciones y restricciones que sean pertinentes.
Indica además que "las actividades susceptibles de degradar el ambiente en forma
no irreparable y que se consideren necesario por cuanto reporten beneficios
económicos y sociales evidentes, solo podrán ser autorizados si se establecen
garantías, procedimientos y normas para su corrección'".
Ley de Diversidad Biológica, del 24 de mayo de 2000. Es una ley muy completa en
cuanto a biodiversidad se refiere. Como lo cita en su Artículo 1º “Esta Ley tiene por
objeto establecer los principios rectores para la conservación de la Diversidad
Biológica”. Establece en sus dos primeros artículos:
En su Artículo 2º cita: “La Diversidad Biológica son bienes jurídicos ambientales
protegidos, fundamentales para la vida. El estado Venezolano, conforme a la
Convención Sobre la Conservación de la Diversidad Biológica, ejerce derechos
soberanos sobre estos recursos. Dichos recursos son inalienables, imprescriptibles,
inembargables, sin perjuicio de los tratados internacionales válidamente celebrados
por la república”.
23
�Asimismo, el Parágrafo Único del citado artículo indica que “Se declara de utilidad
pública la conservación y el uso sustentable de la Diversidad Biológica. Su
restauración, el mantenimiento de los procesos esenciales y de los servicios
ambientales que estos prestan”.
Ley de Tierras y Desarrollo Agrario, del 13 de noviembre de 2001. Tiene por objeto
establecer las bases del desarrollo rural integral y sustentable; entendido este como
el medio fundamental para el desarrollo humano y crecimiento económico del sector
agrario dentro de una justa distribución de la riqueza y una planificación estratégica,
democrática y participativa, eliminando el latifundio como sistema contrario a la
justicia, al interés general y a la paz social en el campo, asegurando la biodiversidad,
la seguridad agroalimentaria y la vigencia efectiva de los derechos de protección
ambiental y agroalimentario de la presente y futuras generaciones.
Ley de los Consejos Estadales de Planificación y Coordinación de Políticas Públicas,
del 20 de agosto de 2002. Tiene por objeto la creación, organización y
establecimiento
de competencias
del Consejo Estadal de Planificación
y
Coordinación de Políticas Públicas que funcionará, en cada estado, como órgano
rector de la planificación de las políticas públicas, a los fines de promover el
desarrollo armónico, equilibrado y sustentable.
Ley de los Consejos Locales de Planificación Pública, del 1 de junio de 2002. Tiene
por objeto establecer las disposiciones y bases para la organización y
funcionamiento de los Consejos Locales de Planificación Pública, para hacer eficaz
su intervención en la planificación que conjuntamente efectuará
Ley de los Consejos Municipales, del 10 de abril de 2006. Tiene por objeto crear,
desarrollar y regular la conformación, integración, organización y funcionamiento de
los consejos comunales y su relación con los órganos del Estado, para la
formulación, ejecución, control y evaluación de las políticas públicas.
La ejecución de la actividad está sujeta a una serie de normas legales de carácter
ambiental, a saber:
El Decreto N° 2.216, sobre las Normas para el Manejo de los Desechos Sólidos de
Origen Doméstico, Comercial, industrial o de Cualquier Otra Naturaleza que no sean
Peligrosos.
24
�El Decreto N° 2.635 del 22/07/98, sobre Normas para Control de la Recuperación de
Materiales de Desechos Peligrosos.
El Decreto N° 2.212 del 23/04/92, referente a las Normas sobre Movimiento de
Tierras y Conservación Ambiental.
El Decreto N° 2.220 del 23/04/92, correspondiente a las Normas para Regular las
Actividades Capaces de Provocar Cambios de Flujo, Obstrucción de Cauces y
Problemas de Sedimentación.
El Decreto N° 2.226 del 23/04/92, sobre Normas Ambientales para la Apertura de
Picas y Construcción de Vías de acceso.
El Decreto N° 1.400 del 10/07/96, referente a las Normas sobre la Regulación y
Control del Aprovechamiento de los Recursos Hídricos y de las Cuencas
Hidrográficas.
El Decreto N° 2.217 del 23/04/92, correspondiente a las Normas sobre el Control de
la Contaminación por Ruido.
El Decreto N° 883 del 1/10/95, sobre las Normas para la Clasificación y Control de la
Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos y Efluentes Líquidos.
El Decreto N° 638 del 26/04/95, referente a las Normas sobre Calidad del Aire y
Control de la Contaminación Atmosférica.
El Decreto Nº 1.257 del 26 de abril de 1996, referente a las Normas Sobre
Evaluación Ambiental de Actividades Susceptibles de Degradar el Ambiente.
1.4 Descripción general del municipio beneficiado
El municipio Mauroa es uno de los 25 municipios del estado Falcón, está
conformado por 3 parroquias y su capital es Mene de Mauroa, la cual vivió una etapa
de desarrollo económico a principios del siglo XX basado en la explotación
petrolífera. Debido a su escasa reserva petrolera reconvirtió su economía en la
agricultura de regadío, basado en la represa de Matícora, con productos como el
pimentón, el ají y las frutas y la ganadería, en especial la caprina.
1.4.1 Geología
La cuenca de Falcón se encuentra ubicada al noroeste de Venezuela, limitada por la
cuenca de Maracaibo al oeste, al norte por el Mar Caribe y por el surco de
25
�Barquisimeto y la cordillera de La Costa hacia el sur – sureste, presentando
unidades litoestratigráficas que van desde el Jurásico Tardío (Formación Pueblo
Nuevo), el Cretáceo (Complejo Ultramáfico Tausabana – El Rodeo) hasta las
unidades sedimentarias del Paleógeno – Neógeno de la cuenca de Falcón.
La cuenca comenzó a formarse a finales del Eoceno debido al desplazamiento hacia
el este de la placa caribeña, iniciándose con la depositación del Grupo Agua Negra,
el cual es perfectamente correlacionable con la parte superior de la Formación Misoa
en la cuenca de Maracaibo y al cierre de este periodo se restringe la sedimentación
marina con la facies lutítica de la Formación Cerro Misión.
Hacia el Oligoceno se empezó a sedimentar la cuenca en sentido oeste – este y en
el Oligo-mioceno el surco de Urumaco y la ensenada de La Vela, sentido noroeste –
sureste.
A continuación se describe cronológicamente la estratigrafía del área de estudio.
Durante el Eoceno Medio a Tardío se depositaron en la cuenca de Falcón,
ambientes marinos, con la depositación del Grupo Agua Negra, el cual es
perfectamente correlacionable con la parte superior de la Formación Misoa en la
cuenca de Maracaibo y al cierre de este período se restringe la sedimentación
marina con la facies lutítica de la Formación Cerro Misión. Las unidades
pertenecientes al Eoceno de la cuenca son:
Grupo Agua Negra (Eoceno Medio a Tardío): se caracteriza por una secuencia
inferior (Formación Santa Rita) de arcillitas arenosas, areniscas, conglomerados y
escasas capas de calizas; una secuencia intermedia (Formación Jarillal) de lutitas
con escasas calizas limosas; una secuencia superior (Formación La Victoria) de
litología variada, areniscas, lutitas y algunas calizas (Senn, 1935; Guevara, 1967).
Pittelli y Molina (1989) describieron una secuencia inferior (Formación Santa Rita),
constituida por un conglomerado basal discontinuo, con abundantes fragmentos de
rocas de composición calcárea; calizas ligeramente arenosas y bioclásticas, con
abundantes
fragmentos
de
algas,
fragmentos
de
lepidociclínidos
y
otros
foraminíferos grandes.
Es frecuente observar afloramientos de la Formación Santa Rita, al sur de
Churuguara, entre los poblados de Campo Elías y El Tupi (hacienda El Vigía), donde
la unidad se presenta como acreciones carbonáticas aisladas, constituidas
26
�esencialmente de calizas arrecifales de color gris claro a medio, con abundantes
macrofósiles,
intercaladas
con
arcillas
de
tonalidades
claras,
con
fuerte
meteorización de color pardo a rojizo y en menor proporción areniscas
varicoloreadas de variable granularidad (desde grano medio a conglomerática).
Las transgresiones marinas alcanzaron su máximo durante el Oligoceno Superior al
Mioceno Inferior, con la sedimentación de lutitas de ambiente marino profundo de la
Formación Pecaya y sedimentos de naturaleza calcárea de tipo arrecifal
(formaciones San Luis y Churuguara).
Formación Castillo (Oligoceno a Mioceno inferior). De acuerdo a la descripción
original de Wheeler (1960), la Formación Castillo se caracteriza por una secuencia
litológica altamente variable, lateral y verticalmente y por la presencia de gruesas
capas de areniscas y conglomerados. En el área tipo, la parte inferior de la
formación muestra un predominio de limolitas y arcillas, de color gris, compactas,
masivas; las lutitas son físiles, marrón oscuro, carbonáceas, con delgadas capas de
carbón; las areniscas son de grano medio a grueso, con estratificación cruzada y se
presentan en capas de 1 a 40 m de espesor. La parte superior de la unidad se
caracteriza por el predominio de areniscas y conglomerados. Las areniscas son
similares a las de la parte inferior, pero contienen delgados lentes de conglomerados
con guijarros de cuarzo blanco, cuarzo ahumado y areniscas calcáreas, cementados
generalmente por óxidos de hierro; las limolitas y arcillas en esta parte de la
formación son arenosas, grises, amarillas, rojas o púrpuras y localmente
carbonáceas. Estas facies ocurren, además del área tipo, en Vega Oscura y en el
noroeste de Lara.
En los bordes de la cuenca se desarrollaron ambientes de carácter fluvio – deltaico a
litorales con influencia continental tipo formaciones Casupal, Patiecitos y Guarabal.
Formación Agua Clara (Mioceno Inferior). Presenta su localidad tipo en el poblado de
Agua Clara en el surco de Urumaco extendiéndose en una franja este – oeste hasta
la zona de la serranía de Socopo al sur de Mene de Mauroa. En general la unidad se
compone de lutitas de color gris oscuro, fosilíferas, bien estratificadas, intercaladas
con paquetes delgados de calizas de color oscuro fétidas a hidrocarburo, es
frecuente observar en los niveles lutíticos concreciones irregulares de material
calcáreo. La Formación Agua Clara se dispone concordante y transicional con las
27
�facies de la Formación Cerro Pelado y suprayace a la Formación Castillo de edad
Oligoceno.
Formación Cerro Pelado (Mioceno Inferior). Esta unidad se reconoce en la Cuenca
de Falcón Occidental por sus grandes desarrollos carboníferos de importancia
comercial; en términos litológicos la unidad se constituye de areniscas calcáreas en
su parte inferior intercalas con niveles de lutitas limosas de color gris claro a medio,
además de areniscas de grano medio con marcadas bioturbaciones y capas de
carbón que pueden llegar a alcanzar hasta 3 m de espesor. La Formación Cerro
Pelado suprayace a la Formación Querales en contacto gradacional y se encuentra
por debajo de la Formación Agua Clara en el Surco de Urumaco.
Grupo La Puerta (Mioceno Medio a Plioceno)
Formación Quisiro (Mioceno Medio a Mioceno Tardío). La unidad se compone de
una secuencia alternante de lutitas color gris, localmente arenosas o muy arenosas,
frecuentemente carbonosas y piríticas; limolitas arcillosas; areniscas grises, de grano
fino, poco consolidadas; carbón en numerosos niveles delgados y en capas que
pueden alcanzar hasta 5 m de espesor, llegando a constituir hasta el 40% de
intervalos de 100 m de espesor, donde generalmente se encuentran asociados a
calizas finas, areniscas finas muy calcáreas y ocasionalmente dolomías. En general,
toda la secuencia contiene restos biogénicos y cantidades variables de carbonato,
tanto en las lutitas como en las areniscas y limolitas, con tendencia a aumentar hacia
el noreste, en las cercanías del poblado de Dabajuro y el surco de Urumaco.
La base de la Formación Quisiro descansa discordantemente sobre las lutitas
oscuras, bien consolidadas del Eoceno. Al oeste y sur de Mene de Mauroa,
suprayace discordantemente sobre las formaciones Cerro Pelado o Agua Clara. El
contacto superior es concordante con la Formación Bariro y se define en el tope de
la última capa de carbón de espesor considerable (aproximadamente 1 m).
Formación Bariro (Mioceno Tardío a Plioceno Temprano). Está constituida por una
alternancia de areniscas poco consolidadas, limolitas arcillosas ferruginosas y en
menor proporción lutitas muy limosas y ocasionalmente algunos niveles muy
delgados de carbón, llegando hasta formar láminas. Las areniscas son de color gris
parduzco, de grano medio a fino, a veces conglomeráticas y con lentes
conglomeráticos; la matriz es arcillosa con clastos y lentes de lutitas, que
28
�generalmente constituyen el núcleo de nódulos ferruginosos. El espesor máximo de
los paquetes de areniscas es de 60 m, con espesores individuales que varían desde
láminas hasta 4 m. Es frecuente la estratificación cruzada, estratificación convoluta y
los contactos erosivos hacia el tope. En el área de Mene de Mauroa, algunas
areniscas presentan horadaciones verticales en la base, donde son de grano más
fino y se encuentran en contacto erosivo con lutitas carbonosas. Esta unidad por
presentar una litología resistente a la erosión, forma filas alargadas de orientación
aproximada N 70°E, que varían en elevación entre 5 m en la región de DabajuroBariro, hasta 40 m en la región de Hombre Pintado - Mene de Mauroa.
Formación Tiguaje (Plioceno). Consiste de arcillitas generalmente masivas, de color
gris claro o rojizo según el contenido de material ferruginoso. Pueden ser muy
limosas y ocasionalmente jarosíticas. Tienen espesores variables entre 1,50 m a 50
m. Presentan intercalaciones de hasta 5 m de areniscas friables, de color gris claro,
de grano medio a fino en la base y fino hacia el tope, donde se encuentran
abundantes niveles ferruginosos y capas delgadas de limolitas y lutitas. Los
contactos entre capas de areniscas y lutitas son abruptos y pueden ser paralelos a la
estratificación o erosivos. Pueden presentar laminación convoluta, estratificación
cruzada de ángulo bajo y lentes de arcilla de 10 a 30 m de espesor por 4 m de
ancho.
La Formación Tiguaje fue identificada en secciones geológicas de superficie,
realizadas en las localidades de Mene de Mauroa, Media, Hombre Pintado, Bariro y
Tiguaje. El contacto inferior de la Formación Tiguaje es concordante con la
Formación Bariro y está definido por la base de un paquete lutítico de espesor
considerable (aproximadamente 30 m), que descansa sobre la última arenisca de
espesor considerable (aproximadamente 1 m) perteneciente a la Formación Bariro.
El tope de la formación infrayace discordantemente a las terrazas del Cuaternario o
está siendo erosionado.
La región de Falcón estructuralmente muestra una serie de pliegues con rumbo
aproximado N 70°E que constituye lo que se ha denominado “El Anticlinorio de
Falcón”. En el extremo occidental dichos pliegues cambian de rumbo hasta unirse a
la serranía de Trujillo con dirección N 20°E.
El anticlinorio de Falcón se extiende desde la línea fronteriza del estado Zulia hasta
la depresión del rio Hueque al este, aunque estudios posteriores indican que esta
29
�estructura se extiende más hacia el este, internándose en la Cuenca de Agua
Salada. El límite sur del Anticlinorio de Falcón lo constituye la línea de Ofiolitas de
Siquisique (González de Juana et al., 1980). Todas las estructuras, salvo la de El
Mamón, están genéticamente ligadas con las fallas transcurrentes regionales del
sistema Oca – Ancón de Iturres – Mayal.
1.4.2
Ubicación y marco biofísico
El municipio de Mauroa se ubica en la región costera marina del norte venezolano a
la que está unida por la carretera que recorre los municipios de Coro, Cabimas y
Maracaibo, de manera más específica, el municipio se sitúa en el occidente de
Venezuela, al extremo occidente de Falcón, por esta región discurren los ríos
Mauroa y Matícora, cuenta con una superficie de 1.904 kilómetros cuadrados, tiene
una población de 21.468 habitantes. Limita al norte con el Golfo de Venezuela, al sur
y al oeste, con el municipio Miranda del estado Zulia y al este con el municipio
Buchivacoa del estado Falcón. Al municipio lo componen tres parroquias, estas son:
Mene de Mauroa, es la parroquia capital, ubicada al sur del municipio y en el
noroeste de la parroquia se ubica su capital, Mauroa. San Félix, es una parroquia
ubicada en el noroeste del municipio cuya capital es San Félix y, por último, Casigua
ubicada al noreste del municipio, y al norte de la parroquia, se ubica su capital,
Casigua. (Gráfico 1)
1.4.3
Marco socioeconómico
La economía del municipio está basada en la agricultura y ganadería, del período
minero, petrolífero, queda escasa actividad. El turismo es una actividad que está
comenzando. El sector primario, basado en la agricultura de regadía y la ganadería
tiene su exponente en la feria que se celebra anualmente en durante la festividad de
la Virgen de Lourdes.
Desde principio del siglo XX hasta mediados del mismo fue el petróleo el motor
económico del municipio pero después, al agotarse éste, se realizó el cambio a la
actual actividad. Este cambio ha sido la causa por la que este municipio es conocido
como “El Pueblo que sembró su Petróleo”.
30
�Gráfico 1. Mapa de Ubicación
Fuente: División político territorial de la República Bolivariana de Venezuela 2000, Caracas.
Modificado por: Ing Simón Morales. 2014
31
�1.4.4 Situación actual de la disposición final de residuos sólidos municipales
En el municipio la disposición de los desechos y residuos sólidos se realiza a través
de botaderos o vertederos ilegales a cielo abierto, quemas, entre otros, por
mencionar algunos, propiciando de esta forma un gran problema de contaminación
para sus habitantes, así como para sus poblaciones aledañas, ocasionando un gran
deterioro a sus recursos naturales e incumpliendo las normativas vigentes con
respecto al ambiente.
En cuanto a la población atendida por el servicio de recolección de residuos y
desechos sólidos no se tiene información sobre la población rural que es atendida
directa e indirectamente, la población urbana atendida es del 50% tanto directa
como indirectamente.
El municipio Mauroa no tiene dato del total de usuarios suscritos al servicio; este
municipio cuenta con una ordenanza y en la actualidad no cuenta con una zona
técnicamente evaluada para la disposición final de los residuos sólidos que genera,
puesto que se viene utilizando el botadero en la parroquia Mene de Mauroa.
1.4.5 Generación de residuos sólidos municipales
La generación de residuos abarca actividades en las que los materiales se
identifican como de valor o sin valor y se tiran bien por separado o reunidos para su
eliminación.
En municipio Mauroa se acumulan aproximadamente 0.8 Ton de residuos sólidos al
día, se tienen implementadas las etapas de recolección domiciliaria y barrido en las
parroquias que conforman el municipio, la cantidad de residuos recolectados es de
812 kg, la recolección se realiza 5 días por semana, con un total de 4 rutas de
recolección y con 2 unidades operativas tipo compactadores.
La composición de los desechos sólidos que se generan en un sector en específico,
está determinada por los diferentes componentes que la forman y dependen
fundamentalmente del tipo de procedencia y varía según los hábitos de consumo de
la población de dicho sector, al igual que su indicador del nivel de desarrollo
económico alcanzado.
A inicios del presente año se realizó el muestreo de los desechos sólidos por parte
del Consejo Comunal Los Dividives, cuyo objetivo fue cuantificar y cualificar dichos
32
�desechos generados por los habitantes del municipio y la población turística que lo
visita, realizando las respectivas medidas de cantidades en peso y en volumen.
El muestreo se realizó durante 14 días no consecutivos, la metodología utilizada se
basó en tomar datos reales en cuanto al ingreso de los desechos al botadero a cielo
abierto durante todo el día, se tomó una muestra representativa de 45 kg por cada
viaje, posteriormente se procedió a clasificar manualmente cada uno de los
elementos según las categorías de envases plásticos, papel en general, textiles,
madera, follaje y materia orgánica en general, caucho, cuero y vidrio en general,
metales varios tales como latas y otros y finalmente ripio procedente de
construcción.
Los resultados obtenidos al finalizar el estudio de campo en el actual botadero del
municipio se muestran en la Tabla 1, tomando en cuenta parámetros en cuanto a
peso medido en kilogramos y en porcentajes, ya que es de gran importancia para
cualquier comunidad conocer de manera detallada el tipo de residuos que genera y
cuál es la técnica idónea para tratarlos y de esta forma llevar al sitio de disposición
final los residuos que realmente no pueden reutilizar brindándole un mayor tiempo
de utilización al área donde se puede proyectar la construcción del relleno sanitario.
Tabla 1. Caracterización de los desechos sólidos. Consejo Comunal Los Dividives. 2013
DESCRIPCIÓN
Orgánicos
Residuos de comida
Papel
Cartón
Plásticos
Textiles
Goma
Cuero
Residuos de jardín
Madera
Sub-total
Inorgánicos
Sub-total
Total
Vidrio
Metales
Suciedad
Cenizas
Tierra
PESO
KILOGRAMOS
9.77
3.66
1.31
3.67
0.45
0.04
0.00
16.45
0.85
36.22
4.77
1.36
0.00
0.00
8.24
9.88
46.10
PORCENTAJE
21.20
9.75
2.84
7.97
0.99
0.09
0.00
35.68
1.85
78.56
10.35
2.96
0.00
0.00
8.12
21.44
100
33
�Por lo tanto, en porcentajes se puede decir que un 78.56 %, que es la mayoría,
pertenece a materia orgánica tales como residuos de comida, papel, cartón,
plásticos textiles, goma, residuos de jardín, madera, y todo tipo de materia orgánica,
seguido por un 21.44 % de materia inorgánica tales como vidrio, metales y tierra.
Con lo que se deduce que los desechos de mayor peso y volumen están
representados por materiales desde todo punto de vista reciclable.
1.4.6 Disposición final de los residuos sólidos municipales
El municipio Mauroa en la actualidad no cuenta con una zona técnicamente
evaluada para la disposición final de los residuos sólidos que genera, puesto que se
viene utilizando el botadero a cielo abierto ubicado en la parroquia Mene de Mauroa,
por decisión de la alcaldía del municipio.
En este caso en particular los desechos y residuos sólidos de este municipio están
ocasionando una serie de focos de infección en la zona, ya que el gobierno
municipal vierte sus desechos en un sector cerca de la represa Matícora. La mayor
cantidad de desechos generados en la zona provienen de su capital Mene de
Mauroa, debido a que es la más desarrollada en cuanto al comercio, aunque al sitio
también llegan los desechos sólidos provenientes del cultivo y ganadería. Todos
estos desechos sin importar su origen o clasificación son transportados por medio de
un camión recolector de caja fija, el cual los deposita en un barranco a la orilla de la
carretera.
1.5 Conclusiones
El basamento teórico de la investigación, marco referencial o marco conceptual tiene
el propósito de dar a la investigación un sistema coordinado y coherente de
conceptos y proposiciones que permitan abordar el problema, esto permitirá, poner
en claro para el propio investigador sus supuestos, indagar en investigaciones
anteriores y esforzarse por orientar el trabajo de un modo coherente.
De este modo, el fin que tiene el basamento teórico de la investigación es el de
situar el problema que se está estudiando dentro de un conjunto de conocimientos,
que permita orientar la búsqueda y ofrezca una conceptualización adecuada de los
términos que se utilizaran en la investigación.
El punto de partida para construir el basamento teórico de la investigación lo
constituye el conocimiento previo de los fenómenos que se abordan, así como las
34
�enseñanzas
que
se
extraigan
del
trabajo
de
revisión
bibliográfica
que
obligatoriamente se tiene que hacer.
35
�CAPÍTULO II – METODOLOGIA APLICADA
2.1 Introducción
2.2 Factores usados en la evaluación de sitios para rellenos
sanitarios
2.3 Aspectos técnicos considerados para la selección del sitio
2.4 Parámetros internacionales usados para la selección de
sitios
2.4.1
Criterios Recomendados por la Agencia
Protección Ambiental de los E.U, EPA/1991
2.4.2
Criterios Ambientales Recomendados
Organización Panamericana de la Salud
por
de
la
2.4.3 Parámetros nacionales usados para la selección de
sitios
2.5 Metodología aplicada en la selección del sitio para ubicar
un relleno sanitario manual en la parroquia Mene de
Mauroa
2.6 Conclusiones
2.1 Introducción
En las investigaciones para la evaluación y selección de los sitios para construir un
relleno sanitario es necesario realizar un análisis de las variables que influyen directa
o indirectamente a la hora de prevenir el impacto negativo que se pueda generar al
ambiente y a la salud pública. En este capítulo se pretende analizar todos los
elementos tenidos en cuenta en la presente investigación y la metodología seguida
para ello.
2.2 Aspectos técnicos considerados para la selección del sitio
Cada uno de los aspectos técnicos que se describen a continuación conforman la
ficha de selección de sitio en donde fueron caracterizados en cinco condiciones, por
lo que el requerimiento de cada uno de ellos se podrá comprender mejor con el uso
de la matriz de selección de sitio.
Vida útil del sitio. El sitio deberá tener una extensión tal que, estimada una rasante
de proyecto terminado, se tenga un volumen que pueda recibir desechos sólidos,
para cuando menos 10 años de operación del relleno sanitario, es preferible arriba
de los 15 años en donde la factibilidad financiera resulta más viable.
36
�Para el cálculo de este volumen se deberá tomar en cuenta la proyección futura de
la población y el índice de generación (tasa de incremento anual en la generación
per cápita).
Material para la para cobertura. El relleno sanitario debe ser lo más autosuficiente en
tierra necesaria para su cobertura como sea posible. Si el sitio no contara con tierra
suficiente o no se pudiera excavar, deberán investigarse bancos de material para
cobertura en lugares próximos y accesibles tomando en cuenta el costo de
transporte.
Topografía del sitio. El relleno puede diseñarse y operarse en cualquier tipo de
topografía. Sin embargo, es preferible aquella en que se logre un mayor volumen
aprovechable por hectárea, como puede ser el caso de minas abandonadas a cielo
abierto e inicio de cañadas, pequeñas vaguadas o depresiones naturales de cerros.
Vías de Acceso. Las condiciones de tránsito de las vías de acceso al relleno
sanitario afectan el costo global del sistema, retardando los viajes y dañando
vehículos; por lo tanto, el sitio debe estar de preferencia a corta distancia de la
mancha urbana y bien comunicado por carretera, o bien, con un camino de acceso
corto no pavimentado, pero transitable en toda época del año.
Vientos dominantes. La ubicación del sitio deberá seleccionarse de tal manera que
los vientos dominantes soplen en sentido contrario a la mancha urbana con el fin de
evitar posibles malos olores; aunque si el relleno sanitario opera correctamente, el
factor “viento dominante” puede despreciarse.
Ubicación del Sitio. Un relleno sanitario bien operado no causa molestias, sin
embargo es preferible ubicar el sitio fuera de la mancha urbana, previendo que al
final de la vida útil del relleno, éste se pueda usar como área verde.
Se recomienda que el sitio para el relleno sanitario esté cercano a la mancha urbana
(2 km mínimo y 12 km máximo) ya que se reducen los costos de transporte y se
asegura que los problemas operativos (ruidos, tránsito, entre otros.) no afectarán a la
misma.
Geología. Un contaminante puede penetrar al suelo y llegar al acuífero,
contaminándolo y haciéndolo su vehículo, por lo tanto es muy importante conocer el
tipo de suelo (estratigrafía) del sitio para el relleno sanitario.
37
�Los suelos sedimentarios con características areno-arcillosas son las más
recomendables ya que son suelos poco permeables. Por lo cual la infiltración del
líquido contaminante se reduce sustancialmente. Por otra parte, este tipo de suelo
es suficientemente manejable como para realizar excavaciones, cortes y usarlo
como material de cubierta.
Hidrogeología. Uno de los factores básicos para la selección del sitio es el de evitar
que pueda haber alguna contaminación de los acuíferos. Por eso es muy importante
realizar un estudio hidrogeológico para conocer la profundidad a la que se encuentra
el agua subterránea, así como la dirección y velocidad del escurrimiento o flujo de la
misma.
En algunos casos esta información ya existe, con lo cual es factible que no sea
necesario realizar el estudio.
Hidrología Superficial. Una parte de los problemas de operación causados por la
disposición de desechos sólidos son consecuencia de una deficiente captación de
agua de escurrimiento; partiendo de esa base es muy importante que el sitio
seleccionado esté lo más lejos posible de corrientes superficiales y cuerpos
receptores de agua y cuente con una adecuada red de drenaje pluvial para evitar
escurrimientos dentro del relleno sanitario.
Factibilidad de compra y costo de terreno. Una vez realizado todo el análisis técnico
es necesario iniciar la gestión de factibilidad de compra de la propiedad y su costo
para luego realizar en el terreno más factible la propuesta del área a comprar,
aproximando las terrazas que se pueden conformar para estimar la vida útil del
relleno, la cual se calcula con una restitución fotogramétrica a escala de 1:5.000, se
elabora una tabla de proyecciones en donde se estima el volumen y área requerida
del relleno, si el terreno resulta con una vida útil mayor de 10 años, se le hacen los
estudios de campo que son: las características del suelo, cuyo principal objetivo es
establecer la permeabilidad, nivel freático y tipo de suelo para realizar cortes, así
como la identificación y utilización del material de cubierta.
Tenencia de la tierra. En cualquier hipótesis, un proyecto de relleno sanitario deberá
iniciarse solamente cuando la entidad responsable del relleno (municipio), tenga en
sus manos el documento legal que la autorice a construir sobre el terreno el relleno
38
�sanitario con todas las obras complementarias, estipulando también el periodo y la
utilización futura u opciones.
Es muy usual que el municipio obtenga, de particulares, el arrendamiento del terreno
para el relleno sanitario. En caso de que esto suceda será necesario siempre contar
con un convenio o contrato firmado y debidamente legalizado por ambas partes.
En cualquier caso el terreno utilizado para la disposición final de desechos deberá
quedar debidamente registrado en el catastro de la propiedad, señalando que será
de uso restringido y en ningún caso se permitirá en el futuro la construcción de
instalaciones habitables.
A continuación se presentan los parámetros recomendados por algunos organismos
especializados y que fueron la base para ponderar las condiciones de cada factor de
campo en la ficha de selección de sitio propuesta y que son muy útiles para la
zonificación de áreas de estudio.
2.3 Parámetros nacionales e internacionales usados para la selección de sitios
Dentro de esta investigación se presentan los parámetros recomendados por
algunos organismos especializados para ubicación de relleno sanitarios, los cuales
servirán para definir los factores de localización y áreas de exclusión del presente
estudio, además los parámetros exigidos por la legislación venezolana para realizar
este tipo de proyectos, entre estos criterios se encuentran
2.3.1 Criterios recomendados por la Agencia de Protección Ambiental de los
E.E.U.U., EPA/1991
a) Seguridad Aeroportuaria. Se indica que los rellenos deben estar alejados por lo
menos a 3 km de aeropuertos que sirven a aviones con motor de turbina y a 1.5 km
con motor de pistón.
b) Llanuras de Inundación. Se requiere que los rellenos se ubiquen fuera de las
zonas de inundación con períodos de retorno de 100 años.
c) Pantanales, Marismas y Similares. El reglamento limita la ubicación de
instalaciones para rellenos sanitarios en zonas pantanosas, marismas y similares.
d) Fallas Geológicas. Las instalaciones para rellenos sanitarios se ubicarán a 60 m o
más de las fallas que hayan tenido desplazamiento durante el Holoceno.
39
�e) Zonas Sísmicas. En toda instalación de relleno de residuos sólidos municipales
que se localice en una “zona de impacto sísmico”, las estructuras incluyendo las
membranas, taludes y sistema de control de aguas superficiales y de lixiviados,
deberán estar diseñados para resistir la aceleración local de material lítico.
f) Zonas Inestables. Se deben tomar en cuenta los siguientes aspectos:
- Condiciones del suelo que puedan causar asentamientos diferenciales.
- Características geomorfológicas o geológicas locales.
- Características especiales causadas por obras previas hechas por el
hombre.
2.3.2 Criterios Ambientales Recomendados por la Organización Panamericana
de la Salud (Copenhague, 1971).
1. Acceso vial. El terreno debe tener un adecuado acceso vial desde el área de
recolección y la zona inmediata a la entrada debe diseñarse de manera que
permita la concentración de gran número de vehículos.
2. Ubicación. La cercanía de edificios habitados será un factor importante en la
selección del terreno. En este sentido, no existen reglas fijas, mucho dependerá
de la topografía del terreno, la duración probable de la operación del relleno
sanitario, el número y tipo de establecimientos vecinos y la dirección
predominante de los vientos. Sin embargo, la experiencia indica que los límites
de un relleno, por lo general, deben estar trazados a una distancia no menor de
200 m del área residencial más cercana.
3. Como las aves pueden ser atraídas por las descargas de residuos, introduciendo
así riesgos potenciales para la aeronavegación a baja altura, cuando se
contemple la posibilidad de establecer un relleno sanitario en la proximidad de
alguna de terminal aérea, se deberá consultar a las autoridades respectivas.
4. Proximidad al área de recolección de desechos. De ser posible, el relleno
sanitario debe encontrarse a una distancia que permita el uso económico de los
vehículos recolectores; en caso contrario deberá tener capacidad suficiente para
justificar las inversiones de capital y los costos de operación de una estación de
transbordo en el área de recolección.
5. Consideraciones hidrogeológicas y geológicas. Deben realizarse investigaciones
hidrológicas completas del área de relleno y de sus alrededores para determinar,
40
�si es necesario, tomar medidas para proteger los cursos de agua superficial y
subterráneos contra la contaminación ocasionada por el percolado o drenaje del
relleno. También será necesaria la acción preventiva cuando exista el riesgo de
que los gases producidos por la descomposición de los residuos orgánicos
puedan llegar a través de fisuras en el terreno circundante hasta las propiedades
privadas adyacentes.
6. Disponibilidad de material de cobertura. Es indispensable disponer de suficiente
material de cobertura durante toda la operación del relleno y esto debe ser
estudiado para cada caso. Si en este sitio elegido no se dispone de material
adecuado, habrá que traerlo de otro lugar.
En base en los criterios anteriores se puede cuantificar o pesar los factores de
campo asignándoles un valor alto a los de mayor incidencia de forma que se
someten a un análisis de priorización y valorización (matriz de peso y escala),
obteniendo como resultado una matriz de selección de sitios, que estará constituida
por 25 variables cuyo valor máximo lo alcanza con la ponderación 5, que es una
manera de diferenciar las condiciones que una misma variable puede presentar en el
estudio de sitios, desde la condición más desfavorable hasta la ideal.
Con el uso de este instrumento y con la ayuda de la información básica recopilada
sobre las condiciones de la región en estudio y los resultados de la investigación de
campo se logra identificar las mejores opciones con las que cuenta un municipio
para construir un relleno sanitario.
Una vez realizado este análisis es necesario iniciar la gestión de factibilidad de
compra de la propiedad y su costo para luego realizar en el terreno más factible la
propuesta del área de terreno a comprar, aproximando las terrazas que se pueden
conformar para estimar la vida útil del relleno, la cual se calcula con una restitución
fotogramétrica a escala de 1:5.000, se elabora una tabla de proyecciones en donde
se estima el volumen y área requerida del relleno, si el terreno resulta con una vida
útil mayor de 10 años, se le hacen los estudios de campo que son: las
características del suelo, cuyo principal objetivo es establecer la permeabilidad, nivel
freático y tipo de suelo para realizar cortes, así como la identificación y utilización del
material de cobertura.
41
�2.3.3 Criterios nacionales usados para la selección de sitios
En la República Bolivariana de Venezuela los criterios ambientales recomendados
por las normas sanitarias para proyecto y operación de un relleno sanitario de
residuos sólidos de índole atóxico establecen:
1. No se ubicará un relleno sanitario en aquellos sitios que carezcan de los servicios
públicos indispensables para una buena ejecución del mismo.
2. No se permitirá le ubicación de un relleno sanitario en las áreas de expansión de
los núcleos poblacionales; en consecuencia previamente a la selección del sitio,
deberán determinarse:
a. La dirección y magnitud del crecimiento de la población.
b. El desarrollo de los nuevos cambios consiguientes en características y
densidad de los residuos.
c. El desarrollo futuro del área.
d. El desarrollo comercial e industrial.
4. El sitio deberá tener rutas donde no se permitan límites altos de velocidad y con
entradas y salidas en ambas direcciones.
5. Los terrenos para la construcción de un relleno sanitario deberán ser fáciles de
trabajar, con promedios de 50% a 60 % de arena y el resto constituido por
cantidades iguales de arcilla y sedimentos fluviales. Deberá evitarse en lo posible
los terrenos pedregosos o arcillosos que puedan dificultar los trabajos de
excavación y movimiento de los vehículos.
6. Para evitar la posible contaminación de las aguas superficiales y subterráneas se
establece que:
a) No se deberán efectuar rellenos sanitarios en tierras con estratos rocosos
superficiales.
b) No se permitirá situar los rellenos sanitarios en minas u otras áreas en donde
puedan ocurrir infiltraciones que lleguen a la capa acuífera o a los pozos.
c) El coeficiente de permeabilidad máximo permisible en los sitios de disposición
final de los residuos sólidos es del orden de 10-7 cm/s, en el caso de que se
practique el método de trinchera las paredes laterales admitirán un máximo de
permeabilidad de 10-6 cm/s.
42
�7. La extensión de terrenos requeridos para la ejecución de un relleno sanitario
deberá determinarse en base a las cantidades de residuos de que se va a disponer
al momento y prever las cantidades futuras de residuos.
8. La selección del sitio deberá efectuarse acorde con la jurisdicción del área para
disposición de residuos sólidos y leyes vigentes
2.4 Factores usados en la evaluación de sitios para rellenos sanitarios
Un relleno sanitario involucra los tres medios bajo los que existe la vida como lo son
el suelo, el aire y el agua, por lo tanto es vital evaluar las características específicas
de cada una de las zona que se consideran dentro del estudio, debiéndose definir y
valorar dichas características de modo que se obtenga una evaluación lo más
técnica, objetiva y aceptable para los gobiernos locales.
Es así como se ha elaborado una ficha sencilla y fácil de utilizar tanto en
evaluaciones preliminares como en estudios completos de selección de sitio aptos
para construir rellenos sanitarios que contemplan 19 factores de campo (variables)
como son: distancia a la población más cercana, distancia a granjas de crianza de
animales, distancia a aeropuertos o pistas de aterrizaje, área del terreno, vida útil,
uso actual del suelo y del área de influencia, propiedad del terreno, accesibilidad al
sitio (distancia a vía de acceso principal),
pendiente del terreno, posibilidad del
material de cobertura, profundidad de la napa freática, distancia a fuentes de agua
superficiales, geología del suelo (permeabilidad), opinión pública, área natural
protegida por el estado, área arqueológica, vulnerabilidad a desastres naturales
(inundaciones, deslizamientos), dirección predominante del viento, cuenta con
barrera sanitaria natural.
Estos factores de campo serán sometidos a un sistema de valorización por el
método de peso y escala que consiste en la confrontación de variables de modo que
se pueda dar prioridad de acuerdo al orden de importancia obteniéndose una escala
de valores sobre la base de 100, que es útil para pesar la variable que luego es
dividida en 5 ponderaciones que van desde la condición más desfavorable del factor
de campo hasta el ideal, correspondiendo a cada uno la quinta parte del valor
obtenido (n/5, en donde n adopta el valor de 1 a 5) por su importancia en la matriz
de peso y escala.(Tablas 2 y 3)
43
�44
Tabla 2. Cuantificación de variables de evaluación de sitios para rellenos sanitarios. Umaña 2002.
Morales. 2014
�Tabla 3. Variables priorizadas según resultados de la matriz peso y escala. Umaña.2002.
Morales. 2014
45
�El objetivo de la escala es obtener una tasación de los criterios de selección
demostrando que cuando la escala obtiene el valor de 5 existen condiciones óptimas
del criterio seleccionado, si el valor asignado es 4 las condiciones son buenas, si el
valor es 3 las condiciones son regulares, si el valor es 2 las condiciones son malas y
si el valor es 1 no existen condiciones mínimas o son las peores.
Con este instrumento se pretende facilitar la investigación de campo, que requiere
básicamente la identificación de las área de estudio, estableciendo las zonas
posibles de acuerdo a los mapas topográficos (altimétricos), geológicos e
hidrogeológicos, que muchas veces se encuentran en diferentes escalas, que para
la zonificación son suficiente en escala 1:25.000, permitiendo identificar sitios
preferiblemente en las zonas geológicas donde se identifican suelos Paleógenos o
Neógenos, los cuales son visitados y evaluados con los criterios generales llegando
a seleccionar al menos tres sitios que son sometidos a la evaluación según la ficha
de selección, con la cual se obtiene la mejor opción con la que cuenta el municipio.
(Tabla 4)
A continuación se describe cada uno de los aspectos técnicos considerados en la
selección de un sitio para construir un relleno sanitario, también se ha incluido un
resumen de los parámetros propuestos.
2.5 Metodología aplicada en la selección del sitio para ubicar un relleno
sanitario manual en la parroquia Mene de Mauroa
La metodología que se propone tiene una etapa inicial en la cual debe definirse la
zona de búsqueda, las etapas siguientes del procedimiento de selección incluyen 2
niveles de decisión uno negativo, en el que se identifican áreas mediante la
exclusión de sitios y uno positivo (el que puede ser dividido en varios pasos), que
consiste en una selección entre los sitios restantes.
En este caso particular la selección de áreas disponibles se ha basado en la
identificación de criterios de selección que permiten la eliminación de áreas no
favorables y un ranking de las áreas favorables, las que serán sometidas a una
evaluación.
Con esta metodología a medida que se avanza en las etapas se va disminuyendo el
número de sitios a considerar.
46
�47
Tabla 4. Ficha de evaluación de sitio para ubicar rellenos sanitarios. Umaña .2002. Morales. 2014
�La metodología consta de las etapas siguientes: definición del área de búsqueda,
identificación de sitios, selección de sitios y evaluación de sitios.
Las áreas que se describen como alternativas están en función a sus
características principales como son la calidad del suelo, accesibilidad, forma y
relieve topográfico, riesgos geodinámicos y esencialmente su disponibilidad de
uso, de manera que no se afecten los planes de expansión urbana.
De acuerdo a ello se consideran las siguientes alternativas:
Área N° 01: El terreno propuesto es propiedad de la alcaldía del municipio
Mauroa, se encuentra ubicado entre los caserío La Puerta y Los Dividives;
teniendo una distancia a la población de La Puerta de 3.6 Km y 3.4 Km del
poblado Los Dividives. Se puede llegar al terreno propuesto saliendo del pueblo
de Mene de Mauroa en dirección Sur hacia el caserío La Puerta siguiendo la
carretera que comunica los pueblos de sur del municipio con un recorrido
aproximado de 7.3 km; hasta llegar al terreno en mención localizado del lado
derecho de la vía.
La zona que corresponde al terreno y sus alrededores está constituida, por el
Este por una estrecha franja de planicie, en el extremo Oeste por una pendiente
moderada, en el extremo Noreste por una planicie, en el extremo Noroeste por
una pendiente muy marcada y en el extremo sur por una zanja que cruza el
terreno de Oeste a Este. El terreno presenta una cobertura vegetal de poca altura,
no se observan cursos hídricos permanentes cercanos; el vértice más cercano al
embalse Matícora se encuentra a 2.73 km.
El área total del terreno es de 2.5 hectáreas; los vértices que encierran el terreno
forman un polígono. La presente alternativa está ubicada en la localidad Mene de
Mauroa, municipio Mauroa y presenta una cota de 450 m.s.n.m.
Área N° 02: El terreno propuesto, de propiedad del Sr. Juan López, se encuentra
ubicado entre la localidad de Mene de Mauroa y el caserío La Puerta; teniendo
una distancia lineal recta a la población Mene de Mauroa de 3.3 Km y hacia el
caserío La Puerta de 2.7 Km, se puede llegar al sitio saliendo de pueblo Mene de
Mauroa
en dirección Sur y a 1.22 km se toma un camino de tierra al lado
izquierdo recorriendo aproximadamente 1.6 km en dirección Este.
48
�El terreno y sus alrededores están constituidos por una pendiente leve, con una
vegetación de mediana altura, no se observan cursos hídricos permanentes
cercanos.
El área total del terreno es de 1.5 hectáreas; los vértices que encierran el terreno
forman un polígono irregular. La presente alternativa está ubicada en la localidad
de Mene de Mauroa, municipio Mauroa y presenta una cota de 100 m.s.n.m.
Área N° 03: Se encuentra ubicada entre las localidades de El Lamedero y La
Ceiba; de propiedad del Sr. Freddy Guzmán,
teniendo una distancia a la
población La Ceiba de 2.1 km y hacia el caserío El Lamedero de 4.2 Km. Para
llegar al terreno propuesto saliendo del pueblo Mene de Mauroa en dirección Sur
hacia el caserío La Ceiba siguiendo la carretera que comunica los pueblos de Sur
del municipio con un recorrido aproximado de 12.4 km; luego se toma una vía con
carretera de tierra en dirección Noreste recorriendo aproximadamente 1.75 Km
para llegar al terreno en mención.
Este terreno corresponde a una colina con pendiente suave, presenta una
cobertura vegetal de mediana altura, no se observan cursos hídricos permanentes
cercanos. El área total del terreno es de 1.75 hectáreas;
los vértices que lo
encierran forman un polígono irregular. Esta área está ubicada en la localidad de
Mene de Mauroa, municipio Mauroa y presenta una cota de 560 m.s.n.m.
2.6 Conclusiones
La selección de un sitio es el primer paso que hay que considerar en el diseño de
un relleno sanitario; la adecuada planeación o planificación del proceso de
selección es vital para asegurar que el diseño cumpla con todos los
requerimientos que aseguren su adecuada ubicación y futura operación. Para ello
se conjugan factores geológicos, ambientales, técnicos, económicos, sociales y
políticos, que son analizados a profundidad con el fin de que la disposición final
de los residuos sólidos afecte en el menor grado posible al ambiente. De esta
forma, existen disposiciones a nivel internacional y nacional que condicionan y
restringen la ubicación de estos sitios.
49
�CAPÍTULO III – RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
3.1 Introducción
3.2 Factores ambientales que condicionan el área bajo régimen
de administración especial
3.3 Evaluación de alternativas.
3.4 Restricciones de ubicación.
3.5 Geomorfología de las zonas preseleccionadas
3.6 Condiciones hidrológicas de las zonas preseleccionadas.
3.7 Condiciones hidrogeológicas.
3.8 Geología.
3.9 Vida útil.
3.10 Material de cobertura.
3.11 Dirección de los vientos.
3.12 Topografía del área.
3.13 Selección del área. Criterios de selección
3.14 Valoración.
3.15 Conclusiones
3.1 Introducción
Actualmente, uno de los temas que mayor discusión genera en el ámbito del
ambiente, conservación y desarrollo sustentable, es el relacionado con la
construcción de rellenos sanitarios en lugares adecuados. El proceso de
identificación de áreas o sitios para la disposición final de los residuos sólidos no
es problema sencillo de resolver, de hecho no existe un procedimiento universal
de localización.
Es por ello que la metodología aplicada permitirá evaluar una serie de
alternativas, a partir de una serie de criterios que combinan los diferentes
aspectos. Lo cual ayuda a tener una perspectiva más amplia del problema a
solucionar y permitirá tomar en cuenta los diversos aspectos que intervienen
dentro del proyecto con un enfoque integral y multidisciplinario, ya que en el
desarrollo de las diversas etapas del proceso se podrán evaluar y definir las
alternativas de manera conjunta.
50
�Para el desarrollo de la presente investigación se tomaron en cuenta algunos
aspectos de métodos utilizados en los trabajos descritos en el capítulo 2 y
posteriormente se realizaron adaptaciones que se adecuaran mejor a las
necesidades propias del caso de estudio.
3.2. Factores ambientales que condicionan el área bajo régimen de
administración especial
Toda región o área que se le ha considerado bajo régimen especial debe
preservar, lo menos alterado posible,
las condiciones físicas naturales que
permitieron ser consideradas como tal.
Preservación del patrimonio arqueológico, cultural y monumental de la zona.
Para determinar las preservaciones del patrimonio arqueológico, cultural y
monumental de las 3 áreas preseleccionadas se realizó el siguiente trámite.
Se envió un oficio a la alcaldía del municipio Mauroa, en el cual se solicita el
Informe Técnico de Inspección Ocular de las Áreas Alternativas para la
construcción del relleno sanitario, adjuntando el croquis de ubicación de las 3
áreas alternativas.
En respuesta, la alcaldía puntualiza que luego de seleccionar el sitio más
adecuado para la construcción del relleno sanitario se realizará una inspección
del sitio para constatar de que no estén áreas de interés arqueológico para el
municipio.
Identificación de áreas naturales protegidas por el estado o zonas protectoras
Para determinar la identificación de áreas naturales protegidas por el estado
venezolano de las 3 áreas preseleccionadas, se procedió a identificar si están
o no dentro de Bosques de Protección o de Zonas Protectoras, para ello se
tomó en cuenta el mapa de Áreas Bajo Régimen de Administración Especial
(ABRAES) y se identificó que:
Las áreas 01, 02 y 03, respectivamente, se encuentran dentro del Área Natural
Protegida de la cuenca de los ríos Matícora y Cocuizas (ZP3) y dentro del área
boscosa de protección de ambos ríos (ABBP). (Gráfico 2).
Después
de
haber
identificado
la
ubicación
exacta
de
las
3
áreas
preseleccionadas se recomienda que se deba incorporar en la estructura del
51
�Gráfico 2. Áreas naturales protegidas por el estado o zonas protectoras
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
52
�proyecto de inversión, actividades presupuestadas para dotar de seguridad
óptima el área seleccionada frente a las amenazas que pudiesen generarse.
Vulnerabilidad del área a desastres naturales
Para determinar la vulnerabilidad a desastres naturales de las 3 áreas
preseleccionadas para el relleno sanitario, se tomó como base el mapa de
Geología, Geomorfología y Amenazas Naturales realizado en el proyecto Plan de
Ordenación
del
Territorio
del
estado
Falcón,
siendo
consideradas
geomorfológicamente como áreas de pie de monte o llanuras costeras, como
medianamente estable y con un riesgo sísmico de medio a bajo. (Gráfico 3).
Infraestructura existente
En el estudio de diagnóstico realizado en la parroquia Mene de Mauroa se puede
observar que en la zona de influencia de las tres áreas propuestas para el relleno
sanitario existe una infraestructuras importante como lo es en embalse de
Matícora y la presa que lleva el mismo nombre. (Gráfico 4).
3.3 Evaluación de alternativas.
Para poder realizar la selección del sitio óptimo para ubicar el relleno sanitario, se
siguieron los criterios y restricciones y de esta forma poder identificar los posibles
lugares a ser utilizados. El marco sobre el cual se identificaron los lugares
alternativos se basa en que el funcionamiento del relleno no ocasionará
problemas a la salud de las poblaciones aledañas, tampoco afectará la seguridad
pública y mucho menos causará daños significativos al ambiente procurando una
disposición adecuada de residuos sólidos municipales si el sitio llegase a ser
seleccionado.
Accesibilidad al sitio (distancia a la vía de acceso principal (km)).
La accesibilidad se calculó en función a la facilidad con que se puede desplazar y
llegar a los lugares propuestos, empleando los caminos existentes, ya sean
carreteras asfaltadas, caminos carreteros, trochas caminos de tierra, mediante
vehículos motorizados, teniendo en cuenta que el recorrido será empleado todo
el
tiempo
por
vehículos
pesados
(camiones compactadores, furgonetas,
camiones de volteo, entre otros). (Gráfico 5).
53
�Gráfico 3. Vulnerabilidad del área a desastres naturales.
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
54
�Gráfico 4. Infraestructura existente.
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
55
�56
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
Gráfico 5. Accesibilidad al sitio.
�Al área 01 se puede acceder mediante la carretera asfaltada desde el pueblo de
Mene de Mauroa
en dirección Sur hacia el Caserío La Puerta siguiendo la
carretera que comunica los pueblos de sur del municipio con un recorrido
aproximado de 7.3 km; hasta llegar al terreno en mención localizado del lado
derecho de la vía.
Al área 02 se puede llegar saliendo de pueblo de Mene de Mauroa en dirección
sur y a 1.22 km se toma un camino de tierra al lado derecho recorriendo
aproximadamente 1.6 km en dirección Este.
Al área 03 es accesible mediante la carretera asfaltada, saliendo del pueblo
de Mene de Mauroa en dirección Sur hacia el Caserío La Ceiba, siguiendo la
carretera que comunica los pueblos al Sur del municipio con un recorrido
aproximado de 12.4 km; luego se toma una vía por carretera de tierra en dirección
Noreste recorriendo aproximadamente 1.75 Km para llegar al terreno en mención.
Disponibilidad y propiedad del terreno
Área 01. El propietario del terreno es la alcaldía del municipio.
Área 02. El propietario del terreno es Sr. Juan López, está dispuesto a ceder el
área a la municipalidad sin solicitar nada a cambio.
Área 03. El propietario del predio es el Sr. Freddy Guzmán con quien se realizó
la coordinación de la revisión del sitio, está
a disposición para brindar las
facilidades a fin de realizar los estudios de selección del lugar y, de resultar
seleccionado, está dispuesto a negociar con la municipalidad la venta de dicho
terreno.
Localización de las zonas preseleccionadas
Las áreas o terrenos propuestos como alternativas están localizados todos dentro
de la parroquia Mene de Mauroa.
3.4 Restricciones de ubicación.
Distancia a la población más cercana (km)
Área 01. Ubicada a un distancia de la población La Puerta de 3.6 km y 6.4 km
del poblado Los Dividives.
57
�Área 02. Ubicada a un distancia de la población de 2.33 km del pueblo Mene
de Mauroa y 2.27 km del poblado La Puerta.
Área 03. Ubicada a una distancia de la población La Ceiba de 2.1 km y del
caserío El Lamedero de 4.2 km. (Gráfico 6).
Distancia a la vivienda más cercana (m)
Área 01. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la
vivienda más cercana es de 1728 m.
Área 02. La
distancia del
vértice más desfavorable del terreno hacia la
vivienda más cercana es de 1467 m.
Área 03. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la
vivienda más cercana es de 1572 m.
Distancia a granjas de crianza de animales (m)
Área 01. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la
ganadería más cercana es de 1766 m.
Área 02. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la
ganadería más cercana es de 1465 m.
Área 03. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la
ganadería más cercana es de 1232 m.
Distancia a aeropuertos o pistas de aterrizaje (m)
El pueblo de Mene de Mauroa se encuentra ubicado a 44 km de la pista de
aterrizaje El Lucero del Zulia Airport y a 58 Km del aeropuerto de Dabajuro. En
consecuencia, los tres puntos seleccionados como posibles áreas para el relleno
sanitario se encuentran a una distancia mayor de 3,000 metros del aeropuerto
más cercano. (Gráfico 7).
Distancia a fuentes de aguas superficiales (m)
Área 01. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la fuente de
agua más cercana es de 1500 m.
Área 02. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la fuente de
agua más cercana es de 3900 m.
58
�59
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
Gráfico 6. Distancia a la población más cercana.
�60
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
Gráfico 7. Distancia a los aeropuertos o pistas de aterrizaje
�Área 03. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia la fuente
de agua más cercana es de 2610 m. (Gráfico 8).
Distancia a la carretera (m)
Área 01. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia el punto más
cercano de la carretera es de 1 m.
Área 02. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia el punto
más cercano de la carretera es de 1600 m.
Área 03. La distancia del vértice más desfavorable del terreno hacia el punto más
cercano de la carretera es de 1500 m.
3.5 Geomorfología de las zonas preseleccionadas.
La determinación de la geomorfología de las zonas preseleccionadas se
desarrolló tomando como base el informe temático el mapa de Geología,
Geomorfología y Amenazas Naturales, referido anteriormente; del cual después
de haber utilizado el informe temático anteriormente mencionado se obtuvo
como resultado lo siguiente:
Área 01. Está el 100% de su área dentro de áreas de piedemonte y llanuras
costeras.
Área 02. Está el 100% de su área dentro de áreas de piedemonte y llanuras
costeras.
Área 03. Está el 100% de su área dentro de áreas de piedemonte y llanuras
costeras.
3.6 Condiciones hidrológicas de las zonas preseleccionadas.
La determinación de las condiciones hidrológicas de las áreas preseleccionadas
se desarrolló tomando como base el mapa temático por el visualizador geográfico
Plan Nacional de Agua del Instituto Geográfico de Venezuela Simón Bolívar; del
cual después de haber generado el mapa de hidrografía se obtuvo como
resultado lo siguiente:
Área 01. Al Noreste se encuentra el embalse Matícora, a una distancia en línea
recta mayor de 2000 m
y al Oeste se encuentra el rio Las Cocuizas a una
distancia de 1560 m, desde el vértice más desfavorable.
61
�62
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
Gráfico 8. Distancia a la fuente de agua más cercana
�Área 02. Al Noreste se encuentra el embalse Matícora, a una distancia en línea
recta mayor de 3500 m y al Oeste se encuentra el rio Las Cocuizas a una
distancia de 2200 m, desde el vértice más desfavorable.
Área 03. Al Norte se encuentra el embalse Matícora, a una distancia en línea
recta mayor de 2420 m, al Suroeste se encuentran el rio Las Cocuizas a una
distancia de 2980 m
y al Sureste se encuentra la quebrada La Uca a una
distancia de 2050 m, desde el vértice más desfavorable. (Gráfico 9).
63
�64
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
Gráfico 9. Condiciones hidrológicas de las zonas preseleccionadas
�Descripción de las fuentes hídricas cercanas
Rio Cocuiza. Es un flujo intermitente (class H - Hidrográfica) en estado Zulia,
Venezuela. Se encuentra a una altitud de 0 A 500 metros sobre el nivel del mar.
Se conoce también como Rio Barúa, Rio Cenizo, desemboca al Mar Caribe, tiene
una longitud de aproximadamente 95 km.
Este rio presenta un conjunto de corrientes que semejan las ramificaciones de un
árbol frondoso, propio de un patrón dendrítico ya que las rocas presentan una
resistencia a la erosión uniforme y no ejercen control sobre la dirección de
crecimiento del valle. Esta situación se crea por tratarse de rocas sedimentarias
que pueden ser cortadas con igual facilidad en un lugar o en otro; este patrón es,
en cierto sentido, el resultado de la orientación al azar de las corrientes.
Quebrada La Uca. Es un flujo intermitente que tiene una longitud de
aproximadamente 14 km y desemboca al embalse Matícora. La misma tiene muy
pocas ramificaciones, presentando un patrón prácticamente rectilíneo ya que las
rocas presentan una resistencia a la erosión uniforme.
Embalse Matícora. Fue construido en el año 1978, con una capacidad de 450
millones de m3 y una superficie de 3.560 hectáreas, en un principio tenía como
finalidad ser utilizada como soporte para la agricultura pero más tarde se utilizó el
agua para consumo humano.(Gráfico 10).
3.7 Condiciones hidrogeológicas.
De acuerdo al trabajo de campo realizado en las tres áreas presentadas como
alternativas, se obtuvo los siguientes resultados.
Área 01. La profundidad del nivel freático oscila entre los 70 m y los 120 m
constatados en cuatro pozos de agua para riego ubicados en el sector a una
distancia entre los 1800 m y los 2000 m, respectivamente.
Área 02. La profundidad del nivel freático oscila entre los 90 m y los 150 m
verificados en cinco pozos de agua para riego y consumo humano ubicados en el
sector a una distancia entre los 1600 m y los 2000 m, respectivamente.
Área 03. La profundidad del nivel freático oscila entre los 50 m y los 110 m
verificados en tres pozos de agua para riego y consumo humano ubicados en el
sector a una distancia entre los 1200 m y los 1400 m, respectivamente.
65
�66
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
Gráfico 10. Descripción de las fuentes hídricas cercanas
�3.8 Geología.
En las zonas de estudio destacan las llanuras costeras. a su vez dicha área
bordea el sistema de Coriano, formando por sierras, valles, depresiones y
piedemonte, con alturas de hasta 1400 msnm. Son considerados relieves con
desarrollos y evoluciones prolongadas, producidos por
tectónicos e
los
diversos eventos
intensos procesos erosivos. Su formación está vinculada a dos
procesos bien marcados: la primera originada por procesos epirogénico y la
segunda está vinculada a los intensos y constantes procesos erosivos y de
meteorización que se manifestaron para adquirir el mayor porcentaje de su
conformación actual. Constituyen principalmente los sistemas de montañas bajas
y colinas. Se localizan adyacentes al río Matícora. Se le observa en las
proximidades
de las localidades de El Lamedero, Los Dividives, La Ceiba,
Caracolí y Los Tigrecitos. Ocupa un área aproximada de 436 Km2, que representa
el 23,94 % del total.
En el área objeto de estudio su constitución litológica es una de las más diversas,
correspondiente a secuencias sedimentarias depositadas en ambientes marino y
transicional,
como es la Formación Tiguaje, que
consiste de arcillitas
generalmente masivas, de color gris claro o rojizo según el contenido de material
ferruginoso. Pueden ser muy limosas y ocasionalmente jarosíticas. Tienen
espesores variables entre 1,50 m a 50 m. Presentan intercalaciones de hasta 5 m
de areniscas friables, de color gris claro, de grano medio a fino en la base y fino
hacia el tope, donde se encuentran abundantes niveles ferruginosos y capas
delgadas de limolitas y lutitas. Los contactos entre capas de areniscas y lutitas
son abruptos y pueden ser paralelos a la estratificación o erosivos. Pueden
presentar laminación convoluta, estratificación cruzada de ángulo bajo y lentes de
arcilla de 10 a 30 m de espesor por 4 m de ancho y la Formación Bariro que está
constituida por una alternancia de areniscas poco consolidadas, limolitas
arcillosas ferruginosas y, en menor proporción, lutitas muy limosas y
ocasionalmente algunos niveles muy delgados de carbón, llegando hasta formar
láminas. Las areniscas son de color gris parduzco, de grano medio a fino, a veces
conglomeráticas; la matriz es arcillosa con clastos y lentes de lutitas, que
generalmente constituyen el núcleo de nódulos ferruginosos. El espesor máximo
de los paquetes de areniscas es de 60 m, con espesores individuales que varían
67
�desde láminas hasta 4 m. Es frecuente la estratificación cruzada, estratificación
convoluta y los contactos erosivos hacia el tope. En el área de Mene de Mauroa,
algunas areniscas presentan horadaciones verticales en la base, donde son de
grano más fino y se encuentran en contacto erosivo con lutitas carbonosas.
En estos relieves, los procesos bioclimáticos permiten una aceleración en la
fragmentación mecánica de masa rocosa, lo que origina coluvionamiento. (Gráfico
11).
La sismicidad dentro del municipio Mauroa es de moderada a baja con un
coeficiente de aceleración sísmica con fines de ingeniería de 0.20, por lo tanto
está expuesto al peligro que ella representa, por esta razón es imprescindible
para la planificación y diseño de obras de ingeniería efectuar estudios de
sismicidad y riesgo sísmico en las áreas consideradas.(Gráfico 12).
De acuerdo al trabajo realizado en las tres zonas presentadas como alternativas,
se obtuvieron los siguientes resultados.
Área 01. El
suelo está constituido por arcillitas generalmente masivas con
contenido de material ferruginoso, presenta un promedio de humedad de 8 %,
una densidad de peso volumétrico de
granulométrico en el tamiz Nº 200 de
2.05 kg/m 3, tiene un promedio
72 %, y un promedio de índice de
permeabilidad acumulado de 8.250 x10-5 m/seg.
Área 02. Acá el suelo está constituido por areniscas friables intercaladas con
capas delgadas de limolitas y lutitas, presenta un promedio de humedad de 6.25
%, una densidad de peso volumétrico de 2.15 kg/m 3, teniendo un promedio
granulométrico en el tamiz Nº 200 de 45 %, y un promedio de índice de
permeabilidad acumulado de 3.854 x10-5 m/seg.
Área 03. Suelo constituido por areniscas poco consolidadas, limolitas arcillosas
ferruginosas y lutitas muy limosas, presenta un promedio de humedad de 6.02 %,
una densidad de peso volumétrico de 1.90 kg/m3, tiene un promedio
granulométrico en el tamiz Nº 200 de 85 %, y un promedio de índice de
permeabilidad acumulado de 6.027 x 10-5 m/seg.
Al analizar los aspectos climatológicos, los vientos alisios actúan constantemente
sobre la costa del estado, modificando las condiciones climáticas. La temperatura
68
�69
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
Gráfico 11. Geología del municipio Mauroa
�Gráfico 12. Sismicidad dentro del municipio Mauroa
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
70
�promedio en las llanuras costeras es de 28,7 ºC, mientras que en la zona
montañosa el promedio es de 21,2 ºC. Las precipitaciones son escasas hacia la
costa, aumentando hacia las zonas montañosas, con una media anual de 750
mm. De acuerdo al sistema de clasificación de Köeppen, en la entidad se dan
diversos climas, como el de la estepa (Bs), sabana (Aw) y desierto (Bw). (Gráfico
13).
3.9 Vida útil.
Está en función al volumen de residuos sólidos producidos, para fines de
proyección se consideran los siguientes parámetros.
Con las tres opciones Área 01, Área 02 y Área 03 la proyección es mayor de 10
años de vida útil, sin considerar el porcentaje de seguridad que significa la
reducción de volumen por selección y reciclaje, teniendo en cuenta que la calidad
paisajística del área no se verá afectada debido a su posición al interior del
terreno y rodeado por otros terrenos vecinos con vegetación de regular altura.
3.10 Material de cobertura.
De los terrenos propuestos como alternativas y según análisis de los diversos
estudios realizados (estudio de suelos, geológicos, geomorfológicos) se puede
deducir lo siguiente:
Área 01. Se puede utilizar el mismo ya que tiene características medianamente
adecuadas para cubrir las necesidades del proyecto, pues el terreno está
conformado por arcillitas generalmente masivas con contenido de material
ferruginoso, compactas, de mediana plasticidad, con 73.98 % de finos.
Área 02. El material de suelo y subsuelo se presenta adecuado a usarse como
fuente de abastecimiento de agregados de tamaño medio a fino, por estar
conformado por areniscas friables intercaladas con capas delgadas de limolitas y
lutitas de baja plasticidad, con 54.59 % de finos.
Área 03. El material de suelo y subsuelo se presenta adecuado a usarse como
fuente de abastecimiento de agregados de tamaño medio a fino, por estar
conformado por areniscas friables intercaladas con capas delgadas de areniscas
poco consolidadas, limolitas arcillosas, ferruginosas y lutitas muy limosas de
media plasticidad, con 83.59 % de finos.
71
�Gráfico 13. Sistema de clasificación de Köeppen dentro del municipio Mauroa
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
72
�3.11 Dirección de los vientos.
La dirección del viento ayuda a conocer si las emisiones, los olores y materiales
volátiles que sean depositados en el interior del relleno sanitario tendrán influencia
sobre las áreas ocupadas por la población, este análisis se realiza con la finalidad
de evitar efectos negativos principalmente sobre las poblaciones cercanas a pesar
de las medidas de mitigación implementadas.
En el municipio Mauroa, parroquia Mene de Mauroa, la dirección de los vientos
tienen una dirección preferencial Noreste - Suroeste. Las tres áreas evaluadas se
encuentran en zonas que la incidencia de los vientos no afecta a la población, por
lo que no se verá afectada ninguna de estas localidades; además las tres áreas
contaran con una barrera sanitaria constituida por los bosques de mediana-gran
altura que rodeara a cada uno de los terrenos preseleccionados. (Gráfico 14).
3.12 Topografía del área.
Área 01. Es una zona relativamente plana adyacente a una ladera que lo rodea en
los extremos Oeste y Este; no existen áreas donde se acumule el agua de lluvias;
asimismo, su declive para trabajar con maquinaria en las diferentes etapas del
relleno sanitario presenta valores tan bajos de 5 a 15 %, por lo que el terreno se
considera adecuado para la ubicación de un relleno sanitario, no existiendo
afloramientos de rocas ni elevaciones bruscas.
Área 02. Es una zona plana; por lo tanto, no presenta zonas en las que pueda
existir acumulación de agua de lluvias; su declive para trabajar con maquinaria en
las diferentes etapas del relleno sanitario presenta valores tan bajos como 5 a 10
%, por lo que el terreno se considera adecuado para la ubicación de un relleno
sanitario, no existiendo afloramientos de roca ni desniveles significativos.
Área 03. Se caracteriza por presentar un relieve y formas poco adecuadas para
operaciones en relleno sanitario, brindando un plano inclinado en la cual se
identifican 3 zonas bien marcadas; una zona baja, una zona intermedia y una
zona alta. Sobre el terreno existen afloramientos geológicos que podrían impedir
hacer excavaciones, por lo antes expuesto la topografía presenta un declive de
aproximadamente 20% en la zona intermedia; un 25 % en la zona alta y 15 % en
la zona baja.
73
�Gráfico 13. Dirección de los vientos dentro del estado Falcón y el municipio Mauroa
Fuente: Ing Simón Morales. 2014
74
�3.13 Selección del área. Criterios de selección
En los siguientes cuadros se presenta un criterio práctico y sencillo para
evaluar por medio calificativo, a los diferentes lugares seleccionados. (Tabla 5)
Tabla 5. Criterios de selección. Morales, 2014
ITEM
CRITERIOS DE SELECCIÓN
1
2
3
4
5
Distancia a la Población más cercana (m)
Distancia a granjas crianza de animales (m)
Distancia a aeropuertos (m)
Área del terreno (m2)
Vida útil
6
Uso actual del suelo y del área de influencia
7
8
9
10
Propiedad del terreno
distancia a vía de acceso principal km
Pendiente del terreno
Posibilidad del material de cobertura
11
Profundidad de la napa freática (m)
12
Distancia a fuentes de agua superficiales (m)
13
Geología del suelo (permeabilidad)
14
Opinión Publica
15
Área natural protegida por el estado
16
Área arqueológica
17
Vulnerabilidad a desastres naturales
18
19
Dirección predominante del viento
Cuenta con barrera sanitaria natural
AREAS ALTERNATIVAS (CALIFICACION)
AREA 1
AREA 2
AREA 3
1728
1467
1572
1766
1465
1232
>3000
>3000
>3000
25.000
15.000
17.500
> 5 años
> 5 años
> 5 años
Ganadería
Ganadería
Ganadería
extensiva de
extensiva de
extensiva de
caprinos y
caprinos y
caprinos y
cultivos en
cultivos en
cultivos en
zonas áridas
zonas áridas
zonas áridas
Publica
Privada
Privada
0
1.5
1.6
5 a 15%,
5 a 10%,
15 a 25%,
Buena
Buena
Buena
Entre 70 m y los entre los 90 m y entre los 50 m y
120 m
los 150 m.
los 110 m
1560
3500
2420
8.250 x10-5
3.854 x10-5
6.027 x 10-5
m/seg.
m/seg.
m/seg.
Favorable
Favorable
Favorable
Se encuentra
Se encuentra
Se encuentra
dentro del Área
dentro del Área
dentro del Área
Natural
Natural
Natural
Protegida de la
Protegida de la
Protegida de la
cuenca de los
cuenca de los
cuenca de los
ríos Matícora y
ríos Matícora y
ríos Matícora y
Cocuizas y
Cocuizas y
Cocuizas y
dentro del área
dentro del área
dentro del área
boscosa de
boscosa de
boscosa de
protección de
protección de
protección de
ambos ríos
ambos ríos
ambos ríos
se realizara una se realizara una se realizara una
inspección del
inspección del
inspección del
sitio para
sitio para
sitio para
constatar de
constatar de
constatar de
que no estén
que no estén
que no estén
áreas de interés áreas de interés áreas de interés
arqueológico
arqueológico
arqueológico
Amenaza de
Amenaza de
Amenaza de
media a baja
media a baja
media a baja
con un riesgo
con un riesgo
con un riesgo
sísmico de
sísmico de
sísmico de
medio a bajo.
medio a bajo.
medio a bajo.
NE
NE
NE
No
No
No
75
�Tabla 6. Calificación de alternativas. Morales, 2014
ITEM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
CRITERIOS DE SELECCIÓN
Distancia a la Población más cercana (m)
Distancia a granjas crianza de animales (m)
Distancia a aeropuertos (m)
Área del terreno (m2)
Vida útil
Uso actual del suelo y del área de influencia
Propiedad del terreno
distancia a vía de acceso principal km
Pendiente del terreno
Posibilidad del material de cobertura
Profundidad de la napa freática (m)
Distancia a fuentes de agua superficiales (m)
Geología del suelo (permeabilidad)
Opinión Publica
Área natural protegida por el estado
Área arqueológica
Vulnerabilidad a desastres naturales
Dirección predominante del viento
Cuenta con barrera sanitaria natural
PUNTAJE DE LAS ALTERNATIVAS ASIGNADOS
AREA 1
AREA 2
AREA 3
5
3
4
5
4
3
5
5
5
5
5
5
5
5
5
3
3
3
5
3
3
5
3
4
4
4
4
5
4
3
5
4
3
5
4
4
5
4
4
5
5
5
5
5
5
4
4
4
1
1
3
2
2
2
1
1
1
Calificación
Muy malo
Malo
Regular
Bueno
Muy bueno
Puntaje
1
2
3
4
5
Tabla 7. Ponderación de alternativas. Morales. 2014
ITEM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
CRITERIOS DE SELECCIÓN
Distancia a la Población más cercana (m)
Distancia a granjas crianza de animales (m)
Distancia a aeropuertos (m)
Área del terreno (m2)
Vida útil
Uso actual del suelo y del área de influencia
Propiedad del terreno
distancia a vía de acceso principal km
Pendiente del terreno
Posibilidad del material de cobertura
Profundidad de la napa freática (m)
Distancia a fuentes de agua superficiales (m)
Geología del suelo (permeabilidad)
Opinión Publica
Área natural protegida por el estado
Área arqueológica
Vulnerabilidad a desastres naturales
Dirección predominante del viento
Cuenta con barrera sanitaria natural
Total
Peso
Asignado
%
7
4.5
4.5
5
5
6
4.5
4
6.5
6
7
7
8
5
5
5
5
3
2
100
Resultado Obtenido (Calif. x Peso)
AREA 1
AREA 2
AREA 3
35
22.5
55.5
25
25
18
22.5
20
26
30
35
35
40
25
25
20
5
6
2
440
21
18
22.5
25
25
18
13.5
12
26
24
28
28
32
25
25
20
1
6
2
376
28
13.5
22.5
25
25
18
13.5
16
26
18
21
28
32
25
25
20
1
6
2
366
76
�Tabla 8. Orden de mérito por cada alternativa. Morales. 2014
OEDEN DE MERITO
1
2
3
NOMBRE DEL AREA
Area 01
Area 02
Area 03
PUNTAJE TOTAL
440
376
366
.
3.14 Valoración de las alternativas por orden de mérito y selección del sitio
La situación actual de los desechos sólidos para el municipio Mauroa constituye
uno de los mayores problemas de saneamiento ambiental para sus pobladores y
sobre todo para su municipalidad.
Por un lado porque constituye un aspecto de la vida diaria que repercute en los
índices de contaminación en el suelo, aire y agua del municipio, que va
desmejorando en gran medida las condiciones de la calidad de vida de su
población, principalmente de las comunidades de escasos recursos económicos y
sobre todo de las que se encuentran localizadas en terrenos marginales. Y por
otro lado porque es un problema que tiene una gran incidencia en el aspecto
económico para su municipalidad, pues un alto porcentaje de su presupuesto es
destinado al aseo, recolección, transporte y disposición final de los desechos
sólidos generados en el municipio.
Para poder analizar los requerimientos necesarios en la ubicación del sitio para
construir un relleno sanitario, se creó una tabla donde se le asigna un valor por
característica a cada sitio dentro del estudio.
El sitio con el puntaje más alto obtenido es el Área 01 con un puntaje total de 440
puntos, por cumplir a satisfacción la mayoría de los requisitos analizados para
ubicar rellenos sanitarios, seguido por el Área 02 con un puntaje total de 376,
ambos cumpliendo con los parámetros de impermeabilidad de suelos, distancia de
áreas urbanas, distancia de perímetro y suficiente material de cobertura. En el
Área 03 se encontraron en igual condición en su cumplimiento de los parámetros
utilizados para ubicar rellenos sanitarios, esta calificación es igual a 366 puntos,
siendo no adecuado para la ubicación de un relleno sanitario, ya que el porcentaje
de pendiente s mayor o igual a 20 %.
77
�Teniendo en consideración el análisis efectuado en la ubicación de las tres áreas
seleccionadas, se puede concluir que el Área 01, sitio actual, es el que cumple
los parámetros utilizados para la ubicación de rellenos sanitarios, obteniendo en
su valoración el mayor puntaje, presenta mejores facilidades para ser designado
para construir el relleno sanitario, por las siguientes consideraciones:
La vida útil del sitio tiene la capacidad de recibir residuos sólidos por un período no
menor de 10 años. El material para cobertura se encuentra en la cantidad
adecuada y en el sitio de relleno, es decir se tiene asegurada su procedencia, por
lo que no se incrementarán los costos de manejo. En las tres áreas se cumple con
este parámetro a cabalidad.
La topografía del sitio del Área 01 cumple con el parámetro de pendiente (5 % y
15 %), no mayor al 18%. Logrando un mayor volumen aprovechable por hectárea
Presenta buenas vías de
acceso encontrándose en buenas condiciones en
cualquier época del año.
Los vientos dominantes soplan en sentido contrario al urbanismo y poblados, ya
que vienen del Noreste evitando posibles malos olores.
La factibilidad de compra y costo de terreno en el Área 01 no es un problema ya
que pertenece a la municipalidad.
La geología indica que el terreno está conformado por arcillitas generalmente
masivas con contenido de material ferruginoso compacta de mediana plasticidad,
El grado de meteorización de las litologías encontradas facilita el desarrollo de
suelos arcillosos, apropiados como sello y cobertura.
La evaluación hidrogeología de los pozos cercanos al sitio Área 01 indicó que la
profundidad del nivel freático está entre 70 m y los 120 m y los cursos de aguas
superficiales están lo suficientemente retirados del área.
El Área 01 se encuentra dentro del Área Natural Protegida de la cuenca de los ríos
Matícora y Cocuizas y dentro del área boscosa de protección de ambos ríos, por
lo que corresponde a un área natural protegida por el estado, condición que le da
mayor peso al área seleccionada pues en la actualidad, la disposición final de los
78
�desechos sólidos se realiza a través de un botadero a cielo abierto, que se
encuentra ubicado en la parroquia Mene de Mauroa y al obtener el mayor valor
analizando los criterios se puede recuperar parte del deterioro ambiental causado
en el entorno.
La vulnerabilidad a desastres naturales en la zona indica que la misma está dentro
de un área de amenaza de media a baja, con un riesgo sísmico de medio a bajo.
3.15 Conclusiones.
La selección del sitio de disposición final de los residuos sólidos no aprovechables
de forma controlada, constituye una de las actividades más importantes dentro del
proceso de gestión de residuos sólidos, ya que el sitio deberá tener como prioridad
minimizar los efectos de la disposición final sobre la salud pública, el bienestar de
la comunidad y el ambiente. Una vez determinada el área que se requiere para el
emplazamiento del relleno sanitario, ya sea este manual o mecanizado, se
procede a identificar de forma preliminar los sitios que reúnen la mayor cantidad
de características favorables para el emplazamiento del relleno sanitario.
En esta selección del sitio para ubicar el sistema de relleno sanitario como
alternativa de disposición final; se consideran una serie de criterios generales y
específicos, los cuales se aplican por separado a cada uno de los sitios
seleccionados permitiendo así tener una evaluación de las condiciones
ambientales locales, los impactos ambientales, sociales y técnicos que se tendría
en cada uno de ellos.
El objetivo primario de la selección de los terrenos consiste en garantizar el sitio
más idóneo, para ello se tendrán en cuenta las características naturales del lugar y
el entorno productivo de los suelos con el fin de garantizar la salud pública y del
ambiente, ambas características sirven como prevención en caso de que algunas
empresas no cumplan con esto requisitos.
De la evaluación realizada el sitio idóneo para emplazar el relleno sanitario fue el
denominado como Área 01.
79
�CONCLUSIONES
La ubicación de un sitio para la disposición final de residuos sólidos urbanos,
provoca en el ambiente un impacto más o menos importante dependiendo de la
instalación y el medio donde se ubique. Por ello es fundamental que se definan
aquellos factores geológicos y
ambientales más importantes y se valore la
capacidad del terreno en función del impacto que puede provocar la instalación.
Una vez de desarrollada la investigación se llega a las siguientes conclusiones:
Se han estudiado tres posibles áreas que pueden verse afectadas por la ubicación
de la instalaciones, como resultado de la consulta de una extensa bibliografía y
toda la normativa aplicable a nivel nacional e internacional, se han obtenido un
total de 19 factores a considerar, se da una relación de los mismos y de las
variables que los definen. Para Identificar las áreas alternativas para ubicar un
espacio que permita realizar el posterior diseño de un relleno sanitario manual,
que contribuya a resolver la problemática de la disposición final de los desechos
sólidos de la parroquia Mene de Mauroa; están sujeta al cumplimiento de las
disposiciones de zonificación y otras establecidas en las leyes y normas, que
hacen hincapié en la seguridad y bienestar de la población en general y la no
afectación del ambiente y la disponibilidad del área donde se construirá. Para ello
se tendrá en cuenta los criterios técnicos y se sujeta a la normativa vigente y la
operación durante su vida útil no debe causar riesgo a la salud, el ambiente y el
bienestar de la población en general.
Las áreas que se describen como alternativas, están en función a sus
características principales como son la calidad del suelo, accesibilidad, forma y
relieve topográfico, riesgo geodinámicos y esencialmente su disponibilidad de uso,
de manera que no se afecten los planes de expansión urbana.
80
�Al Utilizar los criterios de comparación y evaluación técnica y legal para
categorizar las alternativas seleccionadas como lugares para la ubicación del sitio
de disposición final de los residuos sólidos municipales, se realiza una acertada
selección del lugar en cuestión, en vista que no todos los lugares disponibles
reunían las condiciones dadas para tal fin.
Debido a que la mejor alternativa de ubicación, en base a un sustento técnico y
legal, en el presente trabajo ha sido seleccionada de manera técnica, geológica y
ambientalmente favorable, el Área 01, por lo que se sugiere a la alcaldía del
municipio revise y manifieste su conformidad respecto al lugar seleccionado ya
que el mismo coincide con el actual sitio de disposición o vertedero de residuos
sólidos municipales.
El análisis de alternativas partió de la factibilidad técnica para luego considerar la
factibilidad ambiental; usando, para esta última, criterios de comparación y escalas
de calificación de aplicación homogénea y transparente, válidos para todas las
alternativas. Los resultados y los análisis de las alternativas son presentados en
forma de cuadros o matrices en las que figuran los criterios de selección y las
valoraciones.
81
�RECOMENDACIONES
La presente investigación no llevó a cabo estudios geotécnicos, biológicos,
forestales ni arqueológicos de detalle en los sitios propuestos, por lo que, antes de
seleccionar definitivamente un sitio, se recomienda que se efectúen todos los
estudios técnicos, físicos y socioeconómicos que especifiquen las condiciones y
características para soportar los criterios de selección del sitio.
Entre los estudios técnicos que se recomiendan llevar a cabo, se hace especial
énfasis en el espesor de la zona no saturada, porosidad de las distintas capas,
modelado del sistema de flujo, dirección de flujo del agua subterránea, gradiente
hidráulico, tiempos de tránsito de contaminantes, entre otros.
El manejo y disposición final de desechos sólidos es un servicio cuyos costos
todos debemos pagar. Por ello, esta actividad es lo suficientemente rentable para
permitir que en el sitio se apliquen técnicas de ingeniería apropiadas para el
desarrollo de un proyecto ejemplar, con el mínimo de impactos al ambiente.
Además, dicho servicio permite la generación de ingresos económicos para el
municipio o la comunidad que se involucre con el proyecto, brindando vigilancia y
seguimiento.
Es recomendable efectuar una campaña de información y divulgación en las
parroquias que conforman el municipio Mauroa, para que se conozcan los
alcances, virtudes y ventajas de usar sitios apropiados para el desarrollo de
rellenos sanitarios regionales.
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�
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-
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21d6d524f487eaae7f93841dd945b220
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Folleto
Formulario práctico hidrogeológico
Constantino de Miguel Fernández
Kambwa Moses Angula T
Nghilinganye Lipuleni
�Formulario práctico hidrogeológico
Autores: Constantino de Miguel Fernández
Kambwa Moses Angula T.
Nghilinganye Lipuleni
Editorial Digital Universitaria, Moa
Las Coloradas s/n Moa, Holguín, Cuba
�Página legal
Título de la obra. Formulario práctico hidrogeológico, 51 pp.
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2013 -- ISBN: 978- 959- 16- 2134- 4
1. Autor: Constantino de Miguel Fernández
Kambwa Moses Angula T
Nghilinganye Lipuleni
2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Edición: MSc. Niurbis La Ó Lobaina
Corrección: Lic. Yelenny Molina Jiménez
Diseño de cubierta: Carlos Fuentes Hierrezuelo
Institución de los autores: ISMM “Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2013
La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo
Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier
medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las
obras y no realice ninguna modificación de ellas.
La licencia completa puede consultarse en:
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode
Editorial Digital Universitaria
Instituto Superior Minero Metalúrgico
Las Coloradas s/n, Moa 83329, Holguín
Cuba
e-mail: edum@ismm.edu.cu
Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum
�Tabla de contenidos
Introducción .........................................................................................................................................................1
I.
CÁLCULOS DE PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS ......................................................................2
1.
1.1.
Bombeos ................................................................................................................................................2
Pozos perfectos: con movimiento de las aguas subterráneas durante el
bombeo con régimen estacionario ..........................................................................................................2
1.2. Pozos imperfectos: con movimiento de las aguas subterráneas durante el
bombeo con régimen estacionario ..........................................................................................................6
1.3. Cálculo del radio de influencia de bombeo en pozos .............................................................8
1.4. Otros métodos de cálculo del coeficiente de filtración en pozos imperfectos ..............8
1.5. Cálculo de parámetros hidrogeológicos en condiciones de régimen no
estacionario del movimiento de las aguas durante el bombeo ...................................................9
1.6. Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de bombeo en pozos
desarrollados .................................................................................................................................................14
1.7. Cálculos del coeficiente de filtración por datos de cubeteo y bombeos
instantáneos (métodos expresos).........................................................................................................16
1.8. Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de vertimientos en
pozos ................................................................................................................................................................17
1.9. Vertimiento en calicatas ..................................................................................................................21
II. EVALUACIÓN DE RESERVAS Y RECURSOS DE AGUAS SUBTERRÁNEAS .............................26
2.1. Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por el
método hidrodinámico ...............................................................................................................................26
2.2. Evaluación de las reservas de explotación por distintos esquemas de cálculos
del método hidrodinámico........................................................................................................................30
2.3. Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por el
método hidráulico ........................................................................................................................................43
2.4.
Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por el......46
método de balance .....................................................................................................................................46
BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................................................................51
�Introducción
La elaboración de este formulario está fundamentada en la necesidad de contar con
una literatura que permita el desarrollo de Clases Prácticas en la asignatura de
Hidrogeología Aplicada, dada la no existencia de suficientes ejemplares del texto
básico de esta asignatura.
Con la elaboración y publicación de este formulario los estudiantes de 5to año de
Geología, estudiantes de la carrera de Minería que cursan la asignatura Hidrogeología,
así como cursantes de la Maestría en Geología del Instituto Superior Minero
Metalúrgico de Moa, Cuba y de Venezuela, podrán tener un texto que les permita
desarrollar clases prácticas a partir de la solución de ejercicios en las aulas o de forma
independiente.
En el formulario están consideradas las temáticas que se imparten en la asignatura y
cuenta con 125 fórmulas aplicables en una gran variedad de condiciones naturales
existentes en acuíferos y diseños de pozos para la determinación de los parámetros
hidrogeológicos de acuíferos, así como fórmulas que permiten evaluar las reservas de
explotación y recursos de estos: sus reservas y recursos naturales y otros elementos
que en su conjunto forman las reservas de explotación de los mismos, lo que permite
definir caudales de explotación con vista a garantizar una explotación sostenible; por
tal motivo, el presente formulario es aplicable también en otros centros docentes
donde se impartan asignaturas asociadas con la hidrogeología y en entidades de
investigación y producción que desarrollen sus funciones relacionadas con el estudio y
la explotación de los recursos hídricos subterráneos.
En el contenido del formulario se incluyen 48 esquemas de cálculos simplificados de
condiciones naturales de una gran variedad de casos, algunos de alta complejidad,
también contiene 4 tablas y nomogramas que aportan parámetros contenidos en las
fórmulas de cálculos.
1
�I. CÁLCULOS DE PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS
1. Bombeos
Cálculos de parámetros hidrogeológicos en condiciones de régimen estacionario
del movimiento de las aguas durante el bombeo;
Cálculos de parámetros hidrogeológicos en horizontes acuíferos homogéneos.
1.1.
Pozos perfectos: con movimiento de las aguas subterráneas durante
el bombeo con régimen estacionario
Bombeos unitarios según Dupuit (todas las observaciones se ejecutan solamente en el
pozo que se bombea)
1. Acuíferos artesianos:
0,366Q log
K=
R
r0
MS0
Figura 1. Pozo en acuífero artesiano, perfecto, unitario.
2. Acuíferos freáticos:
R
r0
S 0 )S 0
0,73Q log
K=
(2 H
2
�Figura 2. Pozo en acuífero freático, perfecto, unitario.
De las fórmulas:
K: Coeficiente de filtración de las rocas acuíferas, m/día
S0: Abatimiento del nivel, m
Q: Caudal estabilizado de bombeo, m3/día
R: Radio de influencia del bombeo, m
R: Radio del pozo que se bombea, m
M: Espesor del acuífero artesiano, m
H: Espesor de acuífero freático, m
Determinación del radio de influencia de bombeo en función del abatimiento específico
(Se)
Donde Se es abatimiento específico:
R= f (Se)
Se=
Donde S: abatimiento del bombeo; m
Q: Caudal de bombeo; l/s
R se determina por la Tabla 1:
Se ( m/l. s)
0,5
1,0
2,0
3,0
0,5
- 1,0
- 2,0
- 3,0
- 5,0
0,5
R (m)
300
100 - 300
50 - 100
25 - 50
10 - 25
10
Pozo ubicado próximo a fuente de alimentación (río, etc.)
3
�0,366 Q log
3. Acuíferos artesianos:
K=
2L
r0
MS0
2L
r0
S 0 )S 0
0,73 Q log
4. Acuíferos freáticos:
K=
(2 H
Donde:
L: distancia desde el centro del pozo hasta la fuente de alimentación, m
Figura 3. Pozo próximo a fuente de alimentación, (río).
Bombeo con un pozo de observación
r1
r0
S1 )
0,366 Q log
5. Acuífero artesiano:
K=
M (S 0
Figura 4. Pozo en acuífero artesiano, perfecto, con un pozo de observación.
r1
r0
S1 )(S 0
0,73 Q log
6. Acuífero freático:
K=
(2 H
S0
S1 )
4
�Figura 5. Pozo freático, perfecto, con un pozo de observación.
Donde:
r1: Distancia desde el pozo central hasta el pozo de observación, m;
S1: Abatimiento estabilizado en el pozo de observación, m.
Bombeo con dos pozos de observación (pozo central en bombeo, con dos pozos de
observación de niveles)
r2
r1
S2 )
0,366Q log
7. Acuíferos artesianos:
K=
M ( S1
Figura 6. Pozo en acuífero artesiano, perfecto, con dos pozos de observación.
r2
r1
S 2 )(S1
0,73 Q log
8. Acuíferos freáticos:
K=
(2 H
S1
S2 )
5
�Figura 7. Pozo perfecto, en acuífero freático, con dos pozos de observación.
Donde:
r1: distancia hasta el pozo de observación más próximo; m
S1: abatimiento de nivel en el pozo de observación más próximo; m
r2: distancia hasta el pozo de observación más distante; m
S2: abatimiento de nivel en el pozo de observación más distante; m
1.2. Pozos Imperfectos: con movimiento de las aguas subterráneas durante
el bombeo con régimen estacionario
0,366 Q log
1. Acuífero artesiano:
K=
R
r0
0,217
0
MS0
Figura 8. Pozo en acuífero artesiano, unitario, imperfecto.
0,73 Q log
2. Acuífero freático:
K=
(2 H
R
r0
0,217
0
S0 ) S0
ξ0. Coeficiente de imperfección del pozo
6
�Figura 9. Pozo en acuífero freático, imperfecto.
Con un pozo de observación:
r1
r0
0,217(
M (S 0
S1 )
0,366Q log
3. Acuíferos artesianos:
K=
r1
r0
0,217(
S0
S1 )(S 0
0,73Q log
4. Acuíferos freáticos:
K=
(2 H
0
0
1
1
)
2
)
)
S1 )
ξ0: Coeficiente de imperfección del pozo bombeado
ξ1: Coeficiente de imperfección del pozo de observasión
Con dos pozos de observación:
0,366Q log
5. Acuíferos artesianas:
K=
M ( S1
S2 )
r2
r1
0,217(
S1
S 2 )(S1
0,73Q log
6. Acuíferos freáticos:
K=
(2 H
r2
),217(
r1
1
1
2
)
S2 )
ξ 1 : Coeficiente de imperfección del pozo de observación más próximo
ξ 2 : Coeficiente de imperfección del pozo de observación más distante
7
�Tabla 2. Valores del coeficiente de imperfección ξ
l/M
0,1
0,3
0,5
0,7
0,9
0,5
0,00391
0,00297
0,00165
0,000546
0,000048
1,0
0,122
0,0907
0,0494
0,0167
0,0015
3,0
2,04
1,29
0,656
0,237
0,025
10,0
10,4
4,79
2,26
0,879
0,128
M/r
30,0
24,3
9,2
4,21
1,69
0,3
100,0
42,8
14,5
6,5
2,07
0,528
200,0
53,8
17,7
7,86
3,24
0,664
500,0
69,5
21,5
9,64
4,01
0,846
1000,0
79,6
24,9
11,0
4,58
0,983
2000,0
90,9
28,2
12,4
5,19
1,12
l: longitud del filtro o del tramo de captación del pozo si no está encamisado; m
M: espesor acuífero total; m
r: radio del pozo; m
1.3. Cálculo del radio de influencia de bombeo en pozos
1. Acuíferos artesianos:
Con un pozo se observación:
Con dos pozos de observación:
log R =
log R =
S 0 log r1
S0
S1 log r2
S1
S1 log r0
S1
S 2 log r1
S2
2. Acuíferos freáticos:
Con un pozo de observación:
log R =
Con dos pozos de observación:
log R =
(2 H
S0 ) S0 log r1
( S0
(2 H
S1 )(2 H
(2 H
S0
S1 ) S1 log r0
S1 )
S1 ) S1 log r2 (2 H S 2 ) log r1
( S1 S 2 )( 2 H S1 S 2 )
1.4. Otros métodos de cálculo del coeficiente de filtración en pozos
imperfectos
Pozo unitario:
0,366Q log
1. Acuíferos artesianos:
K=
1,47l
r0
lS 0
l. longitud del filtro
8
�1,47l
r0
S0 S0
0,73Q log
2. Acuíferos freáticos:
K=
2l
Con ubicación de los filtros en el centro del horizonte acuífero:
3. Acuíferos artesianos:
0,366Q log
K=
0,73l
r0
lS 0
4. Acuífero freático:
0,73l
r0
S0 S0
0,73Q log
K=
2l
Con ubicación del filtro próxima al techo o lecho del acuífero:
0,366Q log
5. Acuífero artesiano:
K=
1,32l
r0
lS 0
1,32l
r0
S 0 )S 0
0,73Q log
6. Acuífero freático:
K=
(2l
Con filtro ubicado en el centro del acuífero:
0,366Q log
7. Acuífero artesiano:
K=
0,66l
r0
lS 0
0,66l
r0
S 0 )S 0
0,73Q log
8. Acuífero freático:
K=
(2l
1.5. Cálculo de parámetros hidrogeológicos en condiciones de régimen no
estacionario del movimiento de las aguas durante el bombeo
Método grafo-analítico:
Este método puede ser aplicable en tres casos:
1er Caso: por seguimiento del comportamiento de los niveles en tiempo S = f
(log t), los niveles se observan solamente en el pozo que se bombea;
9
�2do Caso: por seguimiento de los niveles en área S = f (log r), por observación
de los niveles en determinados tiempos, en pozos de observación de niveles a
determinadas distancias del pozo que se bombea;
3er Caso: por seguimiento de los niveles de forma combinada S = f (log
observándose los niveles en función del tiempo y de la distancia.
t
)
r2
En los casos que se trabaja con el tiempo de bombeo en los gráficos a elaborar, el
tiempo se considera en minutos para mayor detallamiento de la curva a obtener.
1er Caso. Seguimiento de niveles en tiempo: S= f (log. t)
1. Acuífero artesiano:
Trasmisividad, T.
Piezoconductividad a:
T = KM =
0,183Q
C
log a = 2 log r - 0,35 +
A
C
Donde:
K: Coeficiente de filtración, m/día
M: Espesor acuífero, m
Q: Caudal de bombeo m3/día
C: Coeficiente angular (representa la tangente de línea recta que se construye en el
gráfico)
A : Magnitud en la escala de abatimiento desde cero (0) hasta la intercepción de la
línea recta trazada con la escala de abatimiento, m
Para determinar (a) al log a se le determina el antilogaritmo y se multiplica por 1 440
para convertir (a) en m2/día ya que en el gráfico se trabaja con minutos.
Para acuíferos freáticos el gráfico que se construye es (2H-S) S = f (log. t), siempre y
cuando el abatimiento final medido represente un abatimiento del acuífero superior al
20 % de su espesor total, cuando ese abatimiento del nivel es menor del 20 % el
régimen de las aguas freáticas puede analizarse gráficamente igual que en caso de
aguas artesianas y se construye el gráfico S = f (log.t).
El coeficiente angular C se determina por datos del gráfico, aplicando las fórmulas
siguientes:
2. Acuífero artesiano:
C=
S2
log .t 2
S1
log .t1
S2; S1: mayor y menor abatimientos respectivamente tomados del gráfico, m
t2 , t1 : mayor y menor tiempo coincidentes con los abatimientos seleccionados
10
�(Valores de los extremos del tramo de línea recta seleccionados de la trazada sobre
puntos del abatimiento en gráfico).
3. Acuífero freático:
C=
S 2 2H
S2
S1 2 H
log .t 2
log .t1
S1
Figura 10. Gráfico de abatimiento en función del tiempo S = f (log.t).
El coeficiente de permeabilidad K para acuíferos freáticos se determinará por la
expresión:
K=
2
do
0,366Q
C
Caso. Método de seguimiento de los niveles en área: S = f (log. r)
Este método se aplica cuando se tiene puntos de observación de los niveles ubicados
a determinadas distancias del pozo que se bombea, los puntos (dos) a plotear en el
gráfico corresponden a niveles tomados en el mismo tiempo del inicio del bombeo, en
el pozo que se bombea y un pozo de observación o en dos pozos de observación en
m.
4. Acuífero artesiano:
5. Acuífero freático:
C=
C=
S1
log r2
S 2 2H
S2
log r1
S2
S1 2 H
log .r2
log .r1
S1
Donde:
S1 y S2: abatimientos registrados en determinado tiempo a partir del inicio del
bombeo en los puntos de observación más próximos y más distantes
respectivamente, m
r1 y r2: distancias desde el pozo que se bombea hasta los puntos de observación más
próximos y más distantes respectivamente, m.
El abatimiento S1 y la distancia r1 son del pozo de bombeo cuando solo se ejecuta el
bombeo con un pozo de observación.
11
�6. Acuífero artesiano:
Trasmisividad, T:
T = KM =
0,366Q
C
Y para acuífero freático el coeficiente de filtración por la fórmula:
K=
0,73Q
C
La piezoconductividad de acuíferos artesianos y conductividad de nivel de acuíferos
freáticos se determinan por la fórmula:
Donde:
log a =
2A
0,35 log t
C
T: tiempo en que fueron tomados los niveles de cálculo desde el inicio del bombeo.
Si en el gráfico se trabajó con tiempo en minutos entonces al resultado de la ecuación
anterior se multiplica por 1 440.
Figura 11. Gráfico de abatimiento en función de la distancia S = f (log r).
3er Caso. Método combinado de seguimiento de niveles en tiempo y distancia.
S = f (log t/r2)
Este método responde al seguimiento de los niveles durante los bombeos con la
construcción y procesamiento del gráfico S = f (log
t
). En este caso la ecuación lineal
r2
de la recta que se obtiene en el gráfico responde a la expresión:
S = A + C log
t
r2
12
�S2
C=
log
t
r2
S1
log
2
t
r2
1
Cálculo de Trasmisividad
T = KM =
0,183Q
C
7.
Acuífero artesiano:
8.
Acuíferos freáticos (se determina el coeficiente de filtración):
K=
0,366Q
C
Y la piezoconductividad de acuíferos artesianos o conductividad de nivel para acuíferos
freáticos por la fórmula:
log a =
A
0,35
C
Figura. 12. Gráfico de seguimiento combinado de los niveles, S = f (log
t
).
r2
En todos los casos presentados el radio de influencia del bombeo para todo el tiempo
en que este se desarrolló pudo ser determinado por la expresión:
Donde:
R = 1,5
at
a: piezoconductividad para acuíferos artesianos o conductividad de nivel para
acuíferos freáticos, m2 /día.
En todos los casos de bombeos con régimen estacionario y no estacionario analizados
el coeficiente de entrega de agua de las rocas (µ) se determina por la fórmula
siguiente:
Donde:
µ=
13
�T- Trasmisividad m2/día
a: piezoconductividad en aguas artesianas (con presión) o conductividad de
nivel en aguas freáticas (sin presión; m2/día).
1.6. Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de bombeo en
pozos desarrollados
Bombeos en acuíferos formados por sedimentos friables
1er Caso. Cuando el espesor de los filtros utilizados es mucho menor que el espesor
del acuífero
K=
sen Q
hS
Donde:
: ángulo formado por el talud de la caverna sobre un plano horizontal
Q: caudal de bombeo, m3/día
h: profundidad de la caverna en los sedimentos friables, m
S: abatimiento con nivel estabilizado durante el bombeo, m
Figura 13. Pozo desarrollado en sedimentos friables sin filtros o con longitud muy pequeña
de los filtros en relación con el espesor del acuífero.
2do Caso. Cuando el espesor del acuífero perforado sin filtros es aproximadamente
igual a 0,75 H
Qsen ln
Donde:
K=
R
r
hS
R: radio de influencia del bombeo (se determina igual que en pozos normales), m
r : radios del techo de la caverna, m
Los demás parámetros idénticos que en el caso anterior.
14
�r
h
Figura 14. Pozo desarrollado en sedimentos friables sin filtros, con penetración en el acuífero
igual al 75 % de su espesor.
3er Caso. Cuando en todo el espesor del acuífero de sedimentos friables se forma una
caverna con desarrollo de su fondo en el lecho del acuífero
2R
r1 r2
MS
Qsen ln
Donde:
K=
M: espesor del acuífero artesiano (H freático), m
r1: radio del techo de la caverna, m
r2: radio de la base de la caverna, m
Los demás parámetros idénticos a los casos anteriores.
El radio de influencia del bombeo se considera 1,5 veces mayor al que se presenta en
pozos no desarrollados con filtros en el mismo tipo de sedimentos.
r1
m
h
r2
Figura 15. Pozo desarrollado en sedimentos friables acuíferos con pequeños espesores
sin filtros.
Q
Donde:
K=
M
n
ln 1,5
R
M
1
2 SM
15
�n=
La fórmula anterior es efectiva cuando
Q
M
S
R
M
10
1.7. Cálculos del coeficiente de filtración
instantáneos (Métodos Expresos)
por datos de cubeteo y bombeos
Durante bombeos intensivos de corta duración o cubeteos sin estabilización del nivel
del agua (régimen no estacionario).
1er Caso. Por datos de la recuperación del nivel, según A. P. Erkin
3,5r 2U
K=
L 2r
Donde:
K: coeficiente de filtración, m/día
r: radio del pozo, cm
L: profundidad del nivel antes de iniciado el bombeo o cubeteo, cm
U: coeficiente
U=
log Y0 log Yn
t1 t 2 .......... t n
Y0: abatimiento al finalizar el bombeo o cubeteo, cm
Yn: último abatimiento tomado en tiempo tn (en segundo) a partir del instante en que
se detuvo el bombeo o cubeteo; cm
; sumatoria de los tiempos de cada medición de nivel a partir del
instante en que se detuvo el bombeo o cubeteo (Figura 16).
El resultado obtenido es en cm/s por lo que se multiplica por 864 para llevarlo a m/día
Figura 16. Esquema de recuperación de niveles a partir de suspensión de cubeteo o
bombeo.
16
�2do Caso. Por columna de agua en el pozo durante el bombeo o cubeteo, según F. M.
Bochevier
Donde:
K=
Q
h12
2H
ln t2
h22
ln t1
K: coeficiente de filtración, m
Q: caudal de bombeo o cubeteo, m3/día
h1 y h2: columnas de agua en el pozo (en m) en los tiempos t1 y t2 (en días)
respectivamente a partir del inicio del bombeo o cubeteo
H: columna de agua en el pozo, m
3er Caso. Por recuperación del nivel (En este caso debe considerarse la forma de
entrada del agua al pozo)
1. Entrada de agua por el fondo del pozo cuando el mismo se encuentre
encamisado.
Donde:
K = 1,8
r
S
log 1
t
S2
K: coeficiente de filtración, cm/s (* 864 en m/día)
r: radio del pozo, cm
t: período de tiempo entre las mediciones del ascenso del nivel S1 y S2
Cuando el pozo es imperfecto y al mismo se le ubican filtros en todo el espesor
acuífero o en algún intervalo del mismo.
Donde:
r 2 ( S1 S2 )
K=
( S1 S2 )t ld
K: coeficiente de filtración, m/día
r: radio del filtro, m
S1 y S2: ascensos del nivel a partir del inicio de la recuperación, m
t: tiempo transcurrido entre los ascensos S1 y S2, m
l: largo del filtro, m
d: diámetro del filtro, m
1.8. Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de vertimientos
en pozos
Vertimientos en pozos en zona de saturación (acuífero)
1er Caso. Acuíferos con espesor menor de 5 m
17
�0,733Q lg
Donde:
K=
h2
R
r0
H2
K: coeficiente de filtración, m / día
Q: caudal estabilizado del vertimiento, m3/día
R: radio del cono de vertimiento (m) puede calcularse sobre la base del descenso
específico del nivel de la Tabla 1 o por pozos de observación
r0: radio del pozo, m
h: columna de agua con nivel estabilizado en el pozo, m
H: espesor acuífero, m
Figura 17. Esquema de vertimiento en estrato freático de poco espesor.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
2
Pozo;
Horizonte acuífero;
Filtros;
Envase de agua;
Regla graduada;
Manguera con llave reguladora.
do
Caso. Acuífero con espesor considerable (
Donde:
K = 0,525 q log
5 m)
0,66 l0
r0
K: coeficiente de filtración, m/día
Q: absorción específica, m/día, m
q=
Q
l0 H 0
Q: caudal estabilizado de vertimiento
l0: largo del tramo en prueba (largo de filtro), m
H0: carga hidrostática sobre el nivel del agua natural (al finalizar el vertimiento), m
18
�Figura 18. Esquema de vertimiento en estratos acuíferos de espesores considerables.
Vertimiento en pozo en zona no saturada
1er Caso. Cuando se desconoce la profundidad de yacencia de las aguas subterráneas
Donde:
K = 0,423
Q
2l
log 0
2
r0
l0
K: coeficiente de filtración, m/día
Q: caudal estabilizado de vertimiento, m3/día
l0: columna de agua en el pozo, m
r0: radio del pozo, m
Figura 19. Esquema de vertimiento en zona no saturada donde se desconoce la
profundidad de yacencia del nivel del agua subterránea.
2 do Caso. Cuando se conoce la profundidad de yacencia del nivel de las aguas
subterráneas
19
�Figura 20. Esquema de vertimiento en zona no saturada en pozos donde se conoce la
profundidad de yacencia del nivel de las aguas subterráneas.
Figura 21. Gráfico para determinar la fórmula a emplear.
1ra Variante de cálculo (fórmula 1):
K=
2da Variante de cálculo (fórmula 2):
K=
Q
C1rh
r (C2
2Q
4)(T
h l)
Donde:
K: coeficiente de filtración, m/día
Q: caudal estabilizado de vertimiento, m3/día
R: radio del pozo, m
h: columna de agua sobre el extremo inferior del filtro o pozo, con nivel estabilizado
en el pozo, m
T: columna de agua desde el nivel estabilizado en el pozo hasta el nivel del agua
subterránea, m
l: longitud de filtros, m
C1; C2: coeficientes que se determinan por los gráficos siguientes:
20
�Figura 22. Gráfico para determinar C1.
C2
1000
100
10
10
100
1000
l
r
Figura 23. Gráfico para determinar C2.
1.9. Vertimiento en calicatas
Se ejecuta para la determinación del coeficiente de filtración en la zona no saturada
hasta profundidades no mayores de 3 hasta 5 m.
Método de A, K. Bóldiriev
Donde:
Q=KYF
Q: caudal estabilizado de vertimiento, m3/día
F: área de la sección del orificio, m2
Y: gradiente de la carga
Y=
H0 l
l
H0
l
1
H0: altura del nivel del agua sobre el fondo del orificio (10 – 12 cm)
l: profundidad de penetración del agua al finalizar la prueba, m
Cuando el vertimiento se realiza por un tiempo relativamente prolongado (más de 2
horas) la infiltración del agua se considera vertical, de donde el gradiente Y = 1.
K=
Q
F
21
�Figura 24. Esquema de instalación para vertimiento en calicatas por el método de K
Bóldiriev.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Envase de agua;
Regla para el control del nivel del agua;
Manguera con llave para regular el caudal de vertimiento;
Pared de la calicata;
Orificio en el fondo de la calicata;
Nivel del agua en el orificio;
Regla con marca para mantener el nivel del agua estabilizado.
Figura 25. Gráfico característico de Q = f (t).
Método de G. N. Kamiénsky
El coeficiente de filtración se calcula por la fórmula:
Donde:
K=
Qe
K: coeficiente de filtración, m/día
: coeficiente de correlación de N. K. Guirínsky, se determina por Tabla 4
=f
(H0
H c ); d
H0: lámina de agua en el orificio, m
Hc: ascenso capilar (puede tomarse de Tabla 2.8 según litología), m
D: diámetro del anillo, cm
22
�Qe: volumen de agua que se vierte al envase regulador (1) en períodos de
tiempo, t.
Figura 26. Esquema de instalaciones para vertimientos en calicatas por el método de G. N.
Kamienski.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Envase de agua;
Regla para control del nivel del agua;
Manguera con llave reguladora;
Pared de la calicata;
Anillo metálico;
Nivel estabilizado del agua dentro del anillo;
Material arcilloso vertido alrededor del anillo (débilmente compactado).
Tabla 3. Valores del ascenso capilar Hc según N. N. Bíndeman (en pruebas de
corta duración)
Sedimentos
Arcilla poco arenosa
Arcilla arenosa
Arena muy arcillosa
Arena arcillosa
Arena fina poco arcillosa
Ascenso capilar Hc, m
1,0
0,8
0,6
0,4
0,3
23
�Tabla 4. Coeficiente de corrección de N. K. Guirínsky
H0 + Hc
m
1,00
0,95
0,90
0,85
0,80
0,75
0,70
0,65
0,60
0,55
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
30
1,08
1,12
1,18
1,25
1,33
1,41
1,51
1,62
1,75
1,90
2,08
2,28
2,53
2,84
3,22
3,74
4,42
5,38
6,03
32
1,00
1,05
1,11
1,17
1,24
1,32
1,41
1,52
1,64
1,78
1,93
2,12
2,36
2,60
2,99
3,44
4,07
4,94
6,30
34
0,94
0,99
1,04
1,10
1,17
1,24
1,33
1,42
1,54
1,66
1,80
1,98
2,20
2,45
2,78
3,19
3,78
4,56
5, 78
36
0,88
0,93
0,98
1,04
1,10
1,17
1,25
1,34
1,44
1,58
1,70
1,87
2,00
2,29
2,59
2,97
3,50
4,24
5,33
Diámetro del anillo, cm.
38
40
42
44
0,84 0,80 0,76 0,72
0,88 0,84 0,79 0,76
0,93 0,88 0,84 0,80
0,98 0,93 0,88 0,84
1,04 0,99 0,94 0,89
1,10 1,05 1,00 0,95
1,18 1,12 1,06 1,00
1,26 1,19 1,21 1,15
1,36 1,28 1,31 1,25
1,46 1,38 1,43 1,35
1,60 1,51 1,45 1,35
1,75 1,64 1,55 1,47
1,92 1,81 1,71 1,62
2,14 2,02 1,90 1,80
2,42 2,27 2,13 2,01
2,77 2,96 2,45 2,21
3,24 3,03 2,84 2,67
3,94 3,67 3,41 3,18
4,94 4,60 4,28 3,90
46
0,89
0,72
0,76
0,80
0,85
0,90
0,96
1,10
1,18
1,28
1,28
1,40
1,54
1,70
1,91
2,17
2,52
2,99
3,71
48
0,66
0,69
0,73
0,77
0,81
0,86
0,91
1,05
1,13
1,22
1,22
1,33
1,46
1,61
1,81
2,05
2,38
2,91
3,47
50
0,63
0,68
0,70
0,73
0,77
0,82
0,87
0,93
1,00
1,07
1,16
1,27
1,38
1,53
1,72
1,94
2,26
2,65
3,25
Método de N. K. Guirínsky
Los cálculos del coeficiente de filtración igual al primer caso se ejecutan por la fórmula
siguiente:
K=
Q
F
Figura 27. Esquema del envase de Mariott.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Tubo de aire;
Junta de ajuste;
Tapa con rosca;
Envase cilíndrico con regla graduada;
Tubo de agua;
Llave reguladora;
Anilla para traslado del equipo.
24
�Figura 28. Esquema de instalación para vertimiento en calicatas por el método de N. K.
Guirínsky.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Pared de la calicata;
Orificio en el fondo de la calicata;
Anillo;
Nivel del agua estabilizado;
Envase de Mariott;
Relleno arcilloso.
Método de N. S. Nesteróv
Los cálculos del coeficiente de filtración, igual al primer caso, se ejecutan por la
fórmula siguiente:
K=
Q
F
Figura 29. Esquema de instalación por vertimiento en calicatas por el método de N. S.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Nesteróv.
Pared de la calicata;
Orificio en el centro de la calicata;
Anillo exterior;
Anillo interior;
Nivel del agua dentro de los anillos;
Envases de Mariott;
Relleno arcilloso.
25
�II. EVALUACIÓN DE RESERVAS Y RECURSOS DE AGUAS SUBTERRÁNEAS
Reservas de explotación de las aguas subterráneas: m3/día o m3/año
Qe =
1
QN +
2
Qn +
3
Qa +
4
Qa + Qat
Donde:
Qe: reservas de explotación;
1,
2,
3,
4 : coeficientes que determinan el % de utilización de las distintas
reservas y recursos;
QN: recursos naturales;
Qn: reservas naturales;
QA: recursos artificiales;
Qa: reservas artificiales;
Qat: recursos atraíbles.
2.1. Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por
el método hidrodinámico
Conversión de los horizontes acuíferos heterogéneos y anisotrópicos en homogéneos.
Coeficiente de filtración efectivo.
Ke =
n
Kimi
1
n
mi
1
Donde:
Ke: coeficiente efectivo de filtración, m/día
Ki, mi: coeficiente de filtración y espesor acuífero de los estratos, m
n: número de estratos
Coeficiente de conductividad de nivel o piezoconductividad efectiva
n
Kimi
ae =
1
n
1
Kmi
ai
Donde:
ae: piezoconductividad o conductividad de nivel efectiva, m2/día
ai : piezoconductividad o conductividad de nivel de los distintos estratos, m2/día
Durante los cálculos en coeficientes freáticos se introduce la función de N. K.
Guirínsky
26
�n
Kimi (h
Zi )
1
Donde:
H: espesor del flujo subterráneo sin presión en punto analizado (espesor acuífero
total), m
Zi: distancia desde el centro de cada estrato hasta el lecho impermeable, m
Figura 30. Horizonte acuífero estratificado.
a) Artesiano (con presión);
b) Freático (sin presión).
La trasmisividad efectiva será:
Te =
n
1
Ti
n
El coeficiente de piezoconductividad efectiva será:
n
Ti log ai
log ae =
1
n
Ti
1
Donde:
Ti, a: trasmisividad y piezoconductividad de los distintos estratos, m 2/día
Te = T;
superior.
e
=
; para un tiempo t
2,5 5 s ms
; ms y Ks: parámetros del estrato
Ks
27
� Transformación de límites imperfectos a perfectos
En los cálculos de evaluación de las reservas de explotación cerca de límites
imperfectos, cuando el cuace de la fuente de alimentación del acuífero presenta
sedimentos con permeabilidad inferior a la del acuífero, la distancia a considerar, L
deberá ser aumentada en la magnitud
L , la que se determina de la siguiente
forma:
Donde:
L=
KMA0 .cth.
A0 =
m0
K0
2b
KMA0
2b: ancho del río;
m0 y K0: espesor y coeficiente de filtración de los sedimentos colmatados del cauce
La magnitud
L representa un componente de resistencia a la filtración.
Cuando se evalúan las reservas de un sistema de pozos (gran pozo), entonces se
considerará el radio de la figura que en planta represente el sistema de pozos.
El radio de los mismos será:
- Batería de pozos lineal
- Sistemas de pozos en área
- Sistema de pozos en círculo
r = 0,2 l
r = 0,1 P
r = 0,565
F
Donde:
l: longitud de la batería de pozos
P: perímetro del área que ocupan los pozos
F: área del gran pozo circular
Para una mayor efectividad de los grandes pozos, las dependencias del radio de los
mismos deberá ser menor de 0,2 veces la distancia hasta el límite de alimentación
más próximo.
Donde:
r
0,2 L
L: distancia hasta el límite de alimentación más próximo
Si el límite es imperfecto: ejemplo un río con cauce colmatado, entonces:
r
0,2 (L +
L)
28
�Acuíferos ilimitados se consideran con esas características cuando la distancia hasta el
límite más próximo es más de tres veces mayor que el radio de influencia de la
explotación < se determinará por la expresión:
Donde:
L ≥ 3 R ≥ 3 (1,5
at )
R: radio de influencia del gran pozo durante su explotación en tiempo, t
a: piezoconductividad o conductividad de nivel para acuíferos artesianos o freáticos,
respectivamente
t: período de cálculo considerado para la explotación de las aguas subterráneas
I
a)
p)
b)
p
p
c)
d)
e)
Figura 31. Esquema de sistemas de pozos más utilizados.
a) Batería lineal de pozos;
b) Distribución de pozos en área con variada configuración en planta;
c) Sistema de pozos con pozos solo en la periferia;
d) Sistema de pozos, con pozos en periferia y centro;
e) Sistema de pozos formando un círculo.
29
�2.2. Evaluación de las reservas de explotación por distintos esquemas de
cálculos del método hidrodinámico
Se exponen los métodos para evaluar las reservas de explotación en función del
abatimiento que producirá determinado caudal de explotación. Si al contrario se
requiere determinar el caudal de explotación de un pozo o sistema de pozos, entonces
se despeja el caudal Q de las fórmulas que se exponen y en todos los casos, por
conversión para acuíferos freáticos, el contenido de la expresión en el nominador será
constante y solo variará el denominador según el caso con las magnitudes que
correspondan bajo el signo de logaritmo. Ejemplo:
Q
KS (2 H S )
ln .....
Donde:
Q: Caudal de explotación buscado; m3/día
: Coeficiente = 3.1416
K: Coeficiente de filtración (o conductividad hidráulica); m/día
S: Abatimiento de explotación asumido o calculado; m
H: Espesor del acuífero freático, m
1er Caso. Acuíferos ilimitados
1. Acuíferos artesianos
S
Q
R
ln
4 KM
r
Donde:
Se: abatimiento de explotación de cálculo, m
Q: caudal de explotación asumido, m3/día
K: coeficiente de filtración, m/día
M: potencia acuífera del estrato artesiano, m
R: radio de influencia calculado para el período de explotación, m
(R = 1,5
at )
a- piezoconductividad de nivel, m2/día
t- tiempo asumido para la explotación, días
r- radio del pozo o del gran pozo, m
30
�2. Acuíferos freáticos
S=H-
H
2
Q
R
ln
K
r
H: potencia del acuífero freático, m
2do Caso. Acuíferos semilimitados
Acuífero con un límite de alimentación permanente
Figura 32. Esquema de cálculo de acuífero semilimitado con un límite de alimentación.
1. Acuífero artesiano
S=
Q
2L
ln
2 KM
r
L: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite de alimentación; m.
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
2L
ln
K
r
Acuífero con un límite que puede ser considerado impermeable
Figura 33. Esquema de cálculo de acuífero semilimitado con un límite impermeable o de
drenaje.
31
�1. Acuífero artesiano
S=
Q
1,13at
ln
2 KM
rL
L: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite impermeable, m
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
1,13 at
ln
K
rL
3er Caso. Acuífero limitado en lenta (o banda)
Acuíferos con dos límites de alimentación
Figura 34. Esquema de cálculo de acuífero en banda o lenta con dos límites de
alimentación.
1. Acuíferos artesianos
S=
Q
ln
2 KM
0,64 L0 sin
L1
L0
r
L1: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite de alimentación más
próximo, m
L0: ancho de la lenta o banda acuífera en trazado por el centro del pozo o gran pozo
32
�2. Acuífero freático
S=H-
Q
ln
K
H2
0,64 L0 sin
L1
L0
r
Acuífero con un límite de alimentación y uno impermeable
Figura 35. Esquema de cálculo de acuífero en banda o lenta con dos límites, uno de
alimentación y otro impermeable o de drenaje.
1. Acuífero artesiano
S=
Q
ln
2 KM
1,27 ctg.
L1
2 L0
r
L1: distancia hasta el límite de alimentación, m
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
ln
K
1,27ctg
L1
2 L0
r
33
� Acuífero con dos límites impermeables
Figura 36. Esquema de cálculo de acuífero limitado en banda o lenta con dos límites
Impermeables.
1. Acuífero artesiano
S=
Q
7,1 at
ln
4 KM
L0
2 ln
0,16L0
L1
r sin
L2
L1 , L2: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite impermeable
más cercano y más distante respectivamente, m.
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
7,1 at
ln
2 K
L0
2 ln
0,16 L0
L1
r sin
L2
4to Caso. Acuífero limitado en cuadrante
Son los acuíferos que se encuentran limitados por dos límites que se cortan entre sí
formando un ángulo próximo a 900.
34
� Acuífero cuadrante con dos límites de alimentación
Figura 37. Esquema de cálculo de acuífero limitado en cuadrante con dos límites de
alimentación.
1. Acuífero artesiano
S=
Q
2 L1L2
ln
2 KM r L12 L22
L1, L2: distancias en perpendicular desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite
más próximo y más distante, respectivamente, m
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
2 L1L2
ln
K r L12 L22
Acuífero cuadrante con un límite de alimentación y uno impermeable
Figura 38. Esquema de cálculo de acuífero limitado en cuadrante, con dos límites, uno de
alimentación y otro impermeable o de drenaje.
35
�1. Acuífero artesiano
S=
2 L1 L12 L22
Q
ln
KM
rL2
L1, L2: distancias desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite de alimentación
y hasta el límite impermeable respectivamente, m.
2. Acuífero freático
S=H-
H
2
2
2
Q 2 L1 L1 L2
ln
K
rL2
Acuífero cuadrante con dos límites impermeables o de drenaje
Figura 39. Esquema de cálculo de acuífero limitado en cuadrante, con dos límites
impermeables o de drenaje.
1. Acuífero artesiano
S=
Q
ln
KM
0.7955at
rL1 L2
L12
L2 2
36
�2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
ln
K
0.7955at
rL1 L2
L12
L22
5to Caso. Acuífero limitado en forma de cuña
Son los acuíferos limitados por dos límites en planta que se cortan formando un
ángulo agudo ( 900).
Acuíferos limitados en cuña con dos límites de alimentación
1. Acuífero artesiano
S=
0,111L
Q
ln
2 KM
r0
0
sin
0
L: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el punto de intersección de los
dos límites, m
0 : ángulo entre los dos límites
: ángulo formado entre la línea recta que une el centro del pozo o del gran pozo con
el punto de intersección de los límites y el límite de alimentación más próximo, m
2. Acuífero freático
S=H-
H2
0,111 L
Q
ln
K
r
0
sin
0
37
� Acuífero limitado en cuña con un límite de alimentación y otro límite
impermeable
1. Acuífero artesiano
S=
Q
0,022 0 L
1,57
ln
ctg
2 KM
r
0
: ángulo entre línea recta con distancia, L que une el punto de intersección de los
dos límites con el centro del pozo o gran pozo y el límite impermeable.
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
0,022
ln
K
r
0
L
ctg
1,57
0
Acuífero limitado en cuña con dos límites impermeables
1. Acuífero artesiano
S=
Q
4 KM
4,73R
L
2 ln
0,16 L
L
r sin 1
L
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
K
4,73 R
L
2 ln
0,16 L
L
r sin 1
L
R: radio de influencia calculado para el período de explotación, m
L: ancho del acuífero por el centro del pozo o gran pozo, m
L1: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite impermeable más
próximo, m
38
�6to Caso. Acuífero en forma de círculo
Son los acuíferos que se encuentran rodeados por un límite con tal configuración en
planta que puede asumirse en forma de círculo.
Acuífero circular con un límite de alimentación y el pozo o gran pozo se
encuentra ubicado en el centro del acuífero
Figura 40. Esquema de cálculo de acuífero limitado en círculo, con un límite de alimentación,
con pozo o gran pozo ubicado en el centro del acuífero.
1. Acuífero artesiano
S=
R
Q
ln c
2 KM
r
R c: radio del acuífero circular, m
2. Acuífero freático
S=H-
H2
R
Q
ln c
K
r
39
� Acuífero circular con un límite de alimentación y el pozo o gran pozo se
encuentran ubicados fuera del centro del acuífero
Figura 41. Esquema de cálculo de acuífero limitado en círculo, con un límite de alimentación
y pozo o gran pozo ubicado a distancia L del centro del acuífero.
1. Acuífero artesiano
2
S=
Q
Rc L2
ln
2 KM
rRc
L: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el centro del acuífero, m
2. Acuífero freático
2
S=H-
H
2
Q
Rc L2
ln
K
rRc
Acuífero circular con un límite impermeable y pozo o gran pozo ubicado
en el centro del acuífero
Figura 42. Esquema de cálculo de acuífero limitado en círculo, con un límite de impermeable
o de drenaje.
40
�1. Acuífero artesiano
S=
Q
R
ln c
2 KM
r
2at
2
Rc
0,75
En períodos pronosticados de tiempo muy prolongados (mayor de 20 años) la fórmula
anterior puede utilizarse en la siguiente forma:
S=
Q
KM
at
2
Rc
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
R
ln c
K
r
2at
Rc2
0,75
Y para períodos de tiempo muy prolongados (mayor de 20 años):
S=H-
H2
Q
K
at
Rc2
7mo Caso. Acuíferos con un límite que puede considerarse lineal, en planta de rocas
con menor trasmisividad a las existentes donde están los pozos que se explotarán
Acuífero con un límite de rocas de menor trasmisividad ubicado en
lateral al pozo o gran pozo y que por su configuración en planta puede
considerarse un límite en línea recta
1. Acuífero artesiano
S=
Q
1,13 a1t
ln
4 Tm
rL
ln
2L
r
1
2
41
�Donde:
Tm: trasmisividad media entre los dos acuíferos, m2/día
T1 T2
2
Tm =
T2
T1
y
T1, a1: trasmisividad y piezoconductividad en áreas donde está ubicado el pozo o gran
pozo, m2/día
T2: trasmisividad de las rocas acuíferas del otro lado del límite, m2/día
2. Acuífero freático
H2
S=H-
Q
1,13a1t
ln
Km
rL
ln
2L 1
r
2
Donde:
H: potencia acuífera del acuífero donde está ubicado el pozo o gran pozo, m
Km=
K1
K2
2
y
K2
K1
K1, K2: coeficientes de filtración de las rocas acuíferas donde están ubicados el
pozo o gran pozo y de las rocas que limitan con ellas, respectivamente, m
Acuífero con un límite de rocas de menor trasmisividad también
acuíferas ubicado bordeando a las rocas donde está ubicado el pozo o
gran pozo, que por su configuración en planta puede considerarse como
un límite en círculo
1. Acuífero artesiano
S=
Q 1 Rc
ln
2 T1
r
1 1,5 a2t
ln
T2
Rc
Donde:
R c: radio del círculo formado por las rocas donde está ubicado el pozo o gran pozo, m
42
�2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q 1 Rc
ln
K1 r
1 1,5 a2t
ln
K2
Rc
2.3. Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por
el método hidráulico
1. Acuíferos artesianos
Desarrollo del método hidráulico por las curvas de dependencia S = f (Q).
Se =
Qe
S
Q
Donde:
Se: abatimiento de explotación, m
Qe: caudal de explotación, l/seg. o m3/día
Q: caudal del bombeo de prueba, m
S: abatimiento estabilizado del bombeo de prueba, m
En condiciones de acuíferos freáticos (sin presión), el caudal de explotación se
determina por la fórmula de N. N. Bíndeman:
Q = m S – n S2
Por datos de bombeo con dos abatimientos en bombeos experimentales, con caudal y
abatimientos estabilizados de donde:
Q1 Q2
q q2
S1 S 2
n=
= 1
S 2 S1
S 2 S1
m=
Q1
+ n S1 = q1 – nS1
S1
q1 y q2: caudales específicos del primer y segundo abatimiento, respectivamente, con
dependencia directa del abatimiento.
43
�Figura 43. Gráfico q = f (S).
Para un caudal de explotación determinado, resolviendo la ecuación anterior, el
abatimiento de explotación será:
Se =
m2
m
4nQe
2n
Para acuíferos artesianos, según Dupuit:
Qe = q Se
El caudal específico (q) para acuíferos artesianos con bombeos de dos o tres
abatimientos estabilizados debe confirmarse y si se obtienen valores menores de
0,03, podrán asumirse como artesianos puros.
q q1
q
0,03
Donde:
q=
;
q
n
q q2
q
0,03
y
Se
;
q q3
q
0,03
1,5 – 1,75 Smax
n: número de abatimientos
Se: abatimiento de explotación
Smax: abatimiento máximo del bombeo experimental
Para acuíferos freáticos, según M. E. Altóvsky: Aplicable cuando Se
bombeo experimental).
(2 – 3 Smax del
Q = a + b log Se
Donde:
b=
Q2
log S 2
Q1
log S1
a = Q1 – b log S1
44
�Para acuíferos con presión y sin presión, Smreker propone una fórmula original
aplicable a ambos casos, con buenos resultados en la práctica hidrogeológica:
m
Qe = n
Se
Donde:
S1
S2
m=
Q
log 2
Q1
log
log n = log Q1 – log S1
Aplicable cuando Se
1,75 – 2,25 Smax del bombeo experimental.
Los cálculos del abatimiento en sistemas de pozos se ejecutan por la dependencia:
Se = Sp +
n
Si
1
Donde:
Se: abatimiento de explotación en el pozo central, de mayor carga; m
Sp: abatimiento de explotación del pozo central provocado por su explotación
individual; m
Si: abatimiento complementario provocado por la influencia de los demás pozos que
forman el sistema; m
n: número de pozos
Por datos de bombeos unitarios de los pozos del sistema:
n
Donde:
Si =
1
n
S1
1
Qe.1
Qb.1
........
Sn
Qe.n
Qb.n
S1..... Sn : abatimientos provocados en el pozo central por los pozos del sistema,
respectivamente, durante el bombeo experimental de los mismos.
Q b.1......Q b.n: caudal del bombeo experimental de los pozos del sistema,
respectivamente.
Por datos de bombeo experimental de explotación de todos los pozos del sistema:
n
1
n
Se =
Sb
1
Qe
Qb
45
�Se : abatimiento provocado en el pozo central por el bombeo del sistema
Q e: caudal de explotación total de los restantes pozos del sistema
Q b: caudal del bombeo experimental de los restantes pozos del sistema
2.4. Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterránea
por el método de balance
Reservas de explotación de las aguas subterráneas: m3/día o m3/año
Qe =
1
Qn +
2
QN +
3
Qa +
4
Qa + Qat
a) Reservas naturales - Qn.
En acuíferos artesianos y freáticos:
Donde:
Qn =
V
=
t
1
.H.F
t
m3/día
V: Volumen de agua almacenado en las rocas, m3
1:
Coeficiente que representa el porciento de espesor acuífero a desecar con la
explotación (caracteriza al abatimiento de explotación)
: Entrega de agua de las rocas
H: Potencia acuífera, m
F-: Área de extensión del acuífero, km2
t-: Tiempo previsto de explotación, días
b) Recursos naturales -QN.
1er Caso. Por magnitud del flujo subterráneo que transita en el área de evaluación
Flujo homogéneo: Cuando el flujo de las aguas subterráneas presenta condiciones
homogéneas que se definen por la configuración de las isolíneas de mapas de
hidroisohipas o hidroisopiezas en una sección normal al flujo en límite inicial del área
de evaluación.
Figura 44. Acuífero con flujo homogéneo en toda su área de desarrollo.
Donde:
QN = K H I B
K – Coeficiente de filtración de las rocas acuíferas, m/día
46
�H - Potencia acuífera, m
I-Gradiente hidráulico. Se determina por mapas de hidroisohipsas en sección normal
al flujo subterráneo en el límite de entrada al área que se evalúa
B- Ancho de la sección normal al flujo subterráneo en el límite de entrada al área que
se
evalúa, m.
2do Caso. Cuando el lecho del acuífero es inclinado:
QN = B H K sin
Donde
al flujo.
: ángulo entre plano horizontal y lecho impermeable en sección transversal
3er. Caso. Flujo heterogéneo: por bandas o lentas del flujo subterráneo
QN =
n
1
Qb
Qb: Recursos subterráneos correspondientes a las bandas del flujo subterráneo
definidas por mapa de hidroisohipsas, m3/día
n: Número de bandas del flujo
Figura 45. Acuífero con flujo heterogéneo por bandas.
4to Caso. Por infiltración de las precipitaciones atmosféricas y niveles en perfil de tres
pozos a distintas distancias entre sí, paralelo a la dirección de escurrimiento del flujo
subterráneo y la permeabilidad puede considerarse constante en todo el trazado del
perfil
47
�Figura 46. Perfil con tres pozos en dirección longitudinal al flujo subterráneo, con
permeabilidad homogénea.
m3 /día
QN = F W
W: infiltración de las precipitaciones atmosféricas, m/día
F: área del acuífero en evaluación, m2
K = const. , m/día
X
W=
L
, m
2
h22
K
L
X
h12
X
h32
h12
L
K: Coeficiente de filtración a lo largo del perfil formado por los tres puntos de
observación
X: Distancia entre el primer y segundo punto de observación (parte baja del perfil), m
L: Distancia entre los dos puntos extremos del perfil formado por los tres puntos de
observación, m
h1, h2, h3: Columnas de agua en las calas de observación, respectivamente, a partir de
un lecho impermeable o plano horizontal, hasta el nivel medio de las aguas
subterráneas en el perfil, m
5to Caso. Por infiltración de precipitaciones cuando los 3 puntos de observación de
niveles se encuentran ubicados a iguales distancias y la permeabilidad es constante en
el perfil
K = const.
X=
L
2
W=
K
2
(2 h2
2
2X
h12
h32 ) m/día
X: Distancia entre puntos de observación, m
6to Caso. Por infiltración de precipitaciones, cuando en el perfil formado por tres
puntos de observación existe diferente permeabilidad entre las secciones formadas
por los puntos 1-2 y 2-3, (K1
K2), en este caso los cálculos se ejecutan por datos de
ascensos de los niveles en magnitud
h en tiempo t
48
�Figura 47. Perfil con tres pozos en dirección longitudinal al flujo subterráneo, con
permeabilidad heterogénea en su trazado.
QN= F W
h
W=
t
h22 h12
1
K1
X
2X
h32 h22
K2
2X
m/día
: Entrega de agua de las rocas (valor medio)
h : Ascenso de los niveles (m) en tiempo t (días)
t.: Tiempo desde el inicio considerado para el ascenso del nivel h, días
X: Distancia entre los centros de las secciones 1-2 y 2-3, m
K1: Coeficiente de filtración del acuífero en la sección 1-2, m/día
K2: Coeficiente de filtración del acuífero en la sección 2-3, m/día
h1, h2, h3: Columna de agua en las calas (puntos) de observación, m
7mo Caso. Por cálculo de la infiltración, por datos de limnigramas (Gráfico de niveles
en tiempo) de puntos de observación
49
�Figura 48. Limnigrama con oscilación anual de los niveles.
QN = F W
m3 /día
h
W=
Z
t
, m/día
h : representa el ascenso de los niveles por la alimentación del acuífero (m)
en tiempo
t (días)
Z: representa el descenso de los niveles (m) que habría ocurrido por el drenaje del
acuífero, de no haberse producido alimentación del mismo, en tiempo
t (días).
En caso que se quiera determinar la infiltración media anual o de una serie de años,
entonces en lugar de
t se utiliza t -tiempo total en que se observaron los niveles
representados en el limnigrama.
W=
h
Z
m /día
t
8vo Caso. Evaluación de los recursos naturales por el módulo del escurrimiento
subterráneo, M0
QN = F M0
m3/día
M0 = 0,0317 Y
l/s.km2
50
�Y: Lámina de agua infiltrada en el acuífero, mm
Y = 1000
( h
Z)
mm
h; Z : Parámetros que se determinan de los limnigramas de observación de niveles
entiempo, m
BIBLIOGRAFÍA
Bindeman, N. N. 1969: Búsqueda y exploración de aguas subterráneas para grandes
acueductos. Editorial Niedra, Moscú.
De Miguel, F. C. 2008: Hidrogeología Aplicada. 2da. Edición. Editorial Félix Varela, La
Habana.
51
�
Text
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Title
A name given to the resource
Formulario práctico hidrogeológico
Creator
An entity primarily responsible for making the resource
Constantino de Miguel Fernández
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Editorial Digital Universitaria de Moa
Type
The nature or genre of the resource
Folleto
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2013
-
https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/d5c654965f891b5c54667b9b2902a578.pdf
21d6d524f487eaae7f93841dd945b220
PDF Text
Text
Folleto
Formulario práctico hidrogeológico
Constantino de Miguel Fernández
Kambwa Moses Angula T
Nghilinganye Lipuleni
�Formulario práctico hidrogeológico
Autores: Constantino de Miguel Fernández
Kambwa Moses Angula T.
Nghilinganye Lipuleni
Editorial Digital Universitaria, Moa
Las Coloradas s/n Moa, Holguín, Cuba
�Página legal
Título de la obra. Formulario práctico hidrogeológico, 51 pp.
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2013 -- ISBN: 978- 959- 16- 2134- 4
1. Autor: Constantino de Miguel Fernández
Kambwa Moses Angula T
Nghilinganye Lipuleni
2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Edición: MSc. Niurbis La Ó Lobaina
Corrección: Lic. Yelenny Molina Jiménez
Diseño de cubierta: Carlos Fuentes Hierrezuelo
Institución de los autores: ISMM “Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2013
La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de tipo
Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y distribución por cualquier
medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus autores, no haga uso comercial de las
obras y no realice ninguna modificación de ellas.
La licencia completa puede consultarse en:
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode
Editorial Digital Universitaria
Instituto Superior Minero Metalúrgico
Las Coloradas s/n, Moa 83329, Holguín
Cuba
e-mail: edum@ismm.edu.cu
Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum
�Tabla de contenidos
Introducción .........................................................................................................................................................1
I.
CÁLCULOS DE PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS ......................................................................2
1.
1.1.
Bombeos ................................................................................................................................................2
Pozos perfectos: con movimiento de las aguas subterráneas durante el
bombeo con régimen estacionario ..........................................................................................................2
1.2. Pozos imperfectos: con movimiento de las aguas subterráneas durante el
bombeo con régimen estacionario ..........................................................................................................6
1.3. Cálculo del radio de influencia de bombeo en pozos .............................................................8
1.4. Otros métodos de cálculo del coeficiente de filtración en pozos imperfectos ..............8
1.5. Cálculo de parámetros hidrogeológicos en condiciones de régimen no
estacionario del movimiento de las aguas durante el bombeo ...................................................9
1.6. Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de bombeo en pozos
desarrollados .................................................................................................................................................14
1.7. Cálculos del coeficiente de filtración por datos de cubeteo y bombeos
instantáneos (métodos expresos).........................................................................................................16
1.8. Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de vertimientos en
pozos ................................................................................................................................................................17
1.9. Vertimiento en calicatas ..................................................................................................................21
II. EVALUACIÓN DE RESERVAS Y RECURSOS DE AGUAS SUBTERRÁNEAS .............................26
2.1. Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por el
método hidrodinámico ...............................................................................................................................26
2.2. Evaluación de las reservas de explotación por distintos esquemas de cálculos
del método hidrodinámico........................................................................................................................30
2.3. Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por el
método hidráulico ........................................................................................................................................43
2.4.
Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por el......46
método de balance .....................................................................................................................................46
BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................................................................51
�Introducción
La elaboración de este formulario está fundamentada en la necesidad de contar con
una literatura que permita el desarrollo de Clases Prácticas en la asignatura de
Hidrogeología Aplicada, dada la no existencia de suficientes ejemplares del texto
básico de esta asignatura.
Con la elaboración y publicación de este formulario los estudiantes de 5to año de
Geología, estudiantes de la carrera de Minería que cursan la asignatura Hidrogeología,
así como cursantes de la Maestría en Geología del Instituto Superior Minero
Metalúrgico de Moa, Cuba y de Venezuela, podrán tener un texto que les permita
desarrollar clases prácticas a partir de la solución de ejercicios en las aulas o de forma
independiente.
En el formulario están consideradas las temáticas que se imparten en la asignatura y
cuenta con 125 fórmulas aplicables en una gran variedad de condiciones naturales
existentes en acuíferos y diseños de pozos para la determinación de los parámetros
hidrogeológicos de acuíferos, así como fórmulas que permiten evaluar las reservas de
explotación y recursos de estos: sus reservas y recursos naturales y otros elementos
que en su conjunto forman las reservas de explotación de los mismos, lo que permite
definir caudales de explotación con vista a garantizar una explotación sostenible; por
tal motivo, el presente formulario es aplicable también en otros centros docentes
donde se impartan asignaturas asociadas con la hidrogeología y en entidades de
investigación y producción que desarrollen sus funciones relacionadas con el estudio y
la explotación de los recursos hídricos subterráneos.
En el contenido del formulario se incluyen 48 esquemas de cálculos simplificados de
condiciones naturales de una gran variedad de casos, algunos de alta complejidad,
también contiene 4 tablas y nomogramas que aportan parámetros contenidos en las
fórmulas de cálculos.
1
�I. CÁLCULOS DE PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS
1. Bombeos
Cálculos de parámetros hidrogeológicos en condiciones de régimen estacionario
del movimiento de las aguas durante el bombeo;
Cálculos de parámetros hidrogeológicos en horizontes acuíferos homogéneos.
1.1.
Pozos perfectos: con movimiento de las aguas subterráneas durante
el bombeo con régimen estacionario
Bombeos unitarios según Dupuit (todas las observaciones se ejecutan solamente en el
pozo que se bombea)
1. Acuíferos artesianos:
0,366Q log
K=
R
r0
MS0
Figura 1. Pozo en acuífero artesiano, perfecto, unitario.
2. Acuíferos freáticos:
R
r0
S 0 )S 0
0,73Q log
K=
(2 H
2
�Figura 2. Pozo en acuífero freático, perfecto, unitario.
De las fórmulas:
K: Coeficiente de filtración de las rocas acuíferas, m/día
S0: Abatimiento del nivel, m
Q: Caudal estabilizado de bombeo, m3/día
R: Radio de influencia del bombeo, m
R: Radio del pozo que se bombea, m
M: Espesor del acuífero artesiano, m
H: Espesor de acuífero freático, m
Determinación del radio de influencia de bombeo en función del abatimiento específico
(Se)
Donde Se es abatimiento específico:
R= f (Se)
Se=
Donde S: abatimiento del bombeo; m
Q: Caudal de bombeo; l/s
R se determina por la Tabla 1:
Se ( m/l. s)
0,5
1,0
2,0
3,0
0,5
- 1,0
- 2,0
- 3,0
- 5,0
0,5
R (m)
300
100 - 300
50 - 100
25 - 50
10 - 25
10
Pozo ubicado próximo a fuente de alimentación (río, etc.)
3
�0,366 Q log
3. Acuíferos artesianos:
K=
2L
r0
MS0
2L
r0
S 0 )S 0
0,73 Q log
4. Acuíferos freáticos:
K=
(2 H
Donde:
L: distancia desde el centro del pozo hasta la fuente de alimentación, m
Figura 3. Pozo próximo a fuente de alimentación, (río).
Bombeo con un pozo de observación
r1
r0
S1 )
0,366 Q log
5. Acuífero artesiano:
K=
M (S 0
Figura 4. Pozo en acuífero artesiano, perfecto, con un pozo de observación.
r1
r0
S1 )(S 0
0,73 Q log
6. Acuífero freático:
K=
(2 H
S0
S1 )
4
�Figura 5. Pozo freático, perfecto, con un pozo de observación.
Donde:
r1: Distancia desde el pozo central hasta el pozo de observación, m;
S1: Abatimiento estabilizado en el pozo de observación, m.
Bombeo con dos pozos de observación (pozo central en bombeo, con dos pozos de
observación de niveles)
r2
r1
S2 )
0,366Q log
7. Acuíferos artesianos:
K=
M ( S1
Figura 6. Pozo en acuífero artesiano, perfecto, con dos pozos de observación.
r2
r1
S 2 )(S1
0,73 Q log
8. Acuíferos freáticos:
K=
(2 H
S1
S2 )
5
�Figura 7. Pozo perfecto, en acuífero freático, con dos pozos de observación.
Donde:
r1: distancia hasta el pozo de observación más próximo; m
S1: abatimiento de nivel en el pozo de observación más próximo; m
r2: distancia hasta el pozo de observación más distante; m
S2: abatimiento de nivel en el pozo de observación más distante; m
1.2. Pozos Imperfectos: con movimiento de las aguas subterráneas durante
el bombeo con régimen estacionario
0,366 Q log
1. Acuífero artesiano:
K=
R
r0
0,217
0
MS0
Figura 8. Pozo en acuífero artesiano, unitario, imperfecto.
0,73 Q log
2. Acuífero freático:
K=
(2 H
R
r0
0,217
0
S0 ) S0
ξ0. Coeficiente de imperfección del pozo
6
�Figura 9. Pozo en acuífero freático, imperfecto.
Con un pozo de observación:
r1
r0
0,217(
M (S 0
S1 )
0,366Q log
3. Acuíferos artesianos:
K=
r1
r0
0,217(
S0
S1 )(S 0
0,73Q log
4. Acuíferos freáticos:
K=
(2 H
0
0
1
1
)
2
)
)
S1 )
ξ0: Coeficiente de imperfección del pozo bombeado
ξ1: Coeficiente de imperfección del pozo de observasión
Con dos pozos de observación:
0,366Q log
5. Acuíferos artesianas:
K=
M ( S1
S2 )
r2
r1
0,217(
S1
S 2 )(S1
0,73Q log
6. Acuíferos freáticos:
K=
(2 H
r2
),217(
r1
1
1
2
)
S2 )
ξ 1 : Coeficiente de imperfección del pozo de observación más próximo
ξ 2 : Coeficiente de imperfección del pozo de observación más distante
7
�Tabla 2. Valores del coeficiente de imperfección ξ
l/M
0,1
0,3
0,5
0,7
0,9
0,5
0,00391
0,00297
0,00165
0,000546
0,000048
1,0
0,122
0,0907
0,0494
0,0167
0,0015
3,0
2,04
1,29
0,656
0,237
0,025
10,0
10,4
4,79
2,26
0,879
0,128
M/r
30,0
24,3
9,2
4,21
1,69
0,3
100,0
42,8
14,5
6,5
2,07
0,528
200,0
53,8
17,7
7,86
3,24
0,664
500,0
69,5
21,5
9,64
4,01
0,846
1000,0
79,6
24,9
11,0
4,58
0,983
2000,0
90,9
28,2
12,4
5,19
1,12
l: longitud del filtro o del tramo de captación del pozo si no está encamisado; m
M: espesor acuífero total; m
r: radio del pozo; m
1.3. Cálculo del radio de influencia de bombeo en pozos
1. Acuíferos artesianos:
Con un pozo se observación:
Con dos pozos de observación:
log R =
log R =
S 0 log r1
S0
S1 log r2
S1
S1 log r0
S1
S 2 log r1
S2
2. Acuíferos freáticos:
Con un pozo de observación:
log R =
Con dos pozos de observación:
log R =
(2 H
S0 ) S0 log r1
( S0
(2 H
S1 )(2 H
(2 H
S0
S1 ) S1 log r0
S1 )
S1 ) S1 log r2 (2 H S 2 ) log r1
( S1 S 2 )( 2 H S1 S 2 )
1.4. Otros métodos de cálculo del coeficiente de filtración en pozos
imperfectos
Pozo unitario:
0,366Q log
1. Acuíferos artesianos:
K=
1,47l
r0
lS 0
l. longitud del filtro
8
�1,47l
r0
S0 S0
0,73Q log
2. Acuíferos freáticos:
K=
2l
Con ubicación de los filtros en el centro del horizonte acuífero:
3. Acuíferos artesianos:
0,366Q log
K=
0,73l
r0
lS 0
4. Acuífero freático:
0,73l
r0
S0 S0
0,73Q log
K=
2l
Con ubicación del filtro próxima al techo o lecho del acuífero:
0,366Q log
5. Acuífero artesiano:
K=
1,32l
r0
lS 0
1,32l
r0
S 0 )S 0
0,73Q log
6. Acuífero freático:
K=
(2l
Con filtro ubicado en el centro del acuífero:
0,366Q log
7. Acuífero artesiano:
K=
0,66l
r0
lS 0
0,66l
r0
S 0 )S 0
0,73Q log
8. Acuífero freático:
K=
(2l
1.5. Cálculo de parámetros hidrogeológicos en condiciones de régimen no
estacionario del movimiento de las aguas durante el bombeo
Método grafo-analítico:
Este método puede ser aplicable en tres casos:
1er Caso: por seguimiento del comportamiento de los niveles en tiempo S = f
(log t), los niveles se observan solamente en el pozo que se bombea;
9
�2do Caso: por seguimiento de los niveles en área S = f (log r), por observación
de los niveles en determinados tiempos, en pozos de observación de niveles a
determinadas distancias del pozo que se bombea;
3er Caso: por seguimiento de los niveles de forma combinada S = f (log
observándose los niveles en función del tiempo y de la distancia.
t
)
r2
En los casos que se trabaja con el tiempo de bombeo en los gráficos a elaborar, el
tiempo se considera en minutos para mayor detallamiento de la curva a obtener.
1er Caso. Seguimiento de niveles en tiempo: S= f (log. t)
1. Acuífero artesiano:
Trasmisividad, T.
Piezoconductividad a:
T = KM =
0,183Q
C
log a = 2 log r - 0,35 +
A
C
Donde:
K: Coeficiente de filtración, m/día
M: Espesor acuífero, m
Q: Caudal de bombeo m3/día
C: Coeficiente angular (representa la tangente de línea recta que se construye en el
gráfico)
A : Magnitud en la escala de abatimiento desde cero (0) hasta la intercepción de la
línea recta trazada con la escala de abatimiento, m
Para determinar (a) al log a se le determina el antilogaritmo y se multiplica por 1 440
para convertir (a) en m2/día ya que en el gráfico se trabaja con minutos.
Para acuíferos freáticos el gráfico que se construye es (2H-S) S = f (log. t), siempre y
cuando el abatimiento final medido represente un abatimiento del acuífero superior al
20 % de su espesor total, cuando ese abatimiento del nivel es menor del 20 % el
régimen de las aguas freáticas puede analizarse gráficamente igual que en caso de
aguas artesianas y se construye el gráfico S = f (log.t).
El coeficiente angular C se determina por datos del gráfico, aplicando las fórmulas
siguientes:
2. Acuífero artesiano:
C=
S2
log .t 2
S1
log .t1
S2; S1: mayor y menor abatimientos respectivamente tomados del gráfico, m
t2 , t1 : mayor y menor tiempo coincidentes con los abatimientos seleccionados
10
�(Valores de los extremos del tramo de línea recta seleccionados de la trazada sobre
puntos del abatimiento en gráfico).
3. Acuífero freático:
C=
S 2 2H
S2
S1 2 H
log .t 2
log .t1
S1
Figura 10. Gráfico de abatimiento en función del tiempo S = f (log.t).
El coeficiente de permeabilidad K para acuíferos freáticos se determinará por la
expresión:
K=
2
do
0,366Q
C
Caso. Método de seguimiento de los niveles en área: S = f (log. r)
Este método se aplica cuando se tiene puntos de observación de los niveles ubicados
a determinadas distancias del pozo que se bombea, los puntos (dos) a plotear en el
gráfico corresponden a niveles tomados en el mismo tiempo del inicio del bombeo, en
el pozo que se bombea y un pozo de observación o en dos pozos de observación en
m.
4. Acuífero artesiano:
5. Acuífero freático:
C=
C=
S1
log r2
S 2 2H
S2
log r1
S2
S1 2 H
log .r2
log .r1
S1
Donde:
S1 y S2: abatimientos registrados en determinado tiempo a partir del inicio del
bombeo en los puntos de observación más próximos y más distantes
respectivamente, m
r1 y r2: distancias desde el pozo que se bombea hasta los puntos de observación más
próximos y más distantes respectivamente, m.
El abatimiento S1 y la distancia r1 son del pozo de bombeo cuando solo se ejecuta el
bombeo con un pozo de observación.
11
�6. Acuífero artesiano:
Trasmisividad, T:
T = KM =
0,366Q
C
Y para acuífero freático el coeficiente de filtración por la fórmula:
K=
0,73Q
C
La piezoconductividad de acuíferos artesianos y conductividad de nivel de acuíferos
freáticos se determinan por la fórmula:
Donde:
log a =
2A
0,35 log t
C
T: tiempo en que fueron tomados los niveles de cálculo desde el inicio del bombeo.
Si en el gráfico se trabajó con tiempo en minutos entonces al resultado de la ecuación
anterior se multiplica por 1 440.
Figura 11. Gráfico de abatimiento en función de la distancia S = f (log r).
3er Caso. Método combinado de seguimiento de niveles en tiempo y distancia.
S = f (log t/r2)
Este método responde al seguimiento de los niveles durante los bombeos con la
construcción y procesamiento del gráfico S = f (log
t
). En este caso la ecuación lineal
r2
de la recta que se obtiene en el gráfico responde a la expresión:
S = A + C log
t
r2
12
�S2
C=
log
t
r2
S1
log
2
t
r2
1
Cálculo de Trasmisividad
T = KM =
0,183Q
C
7.
Acuífero artesiano:
8.
Acuíferos freáticos (se determina el coeficiente de filtración):
K=
0,366Q
C
Y la piezoconductividad de acuíferos artesianos o conductividad de nivel para acuíferos
freáticos por la fórmula:
log a =
A
0,35
C
Figura. 12. Gráfico de seguimiento combinado de los niveles, S = f (log
t
).
r2
En todos los casos presentados el radio de influencia del bombeo para todo el tiempo
en que este se desarrolló pudo ser determinado por la expresión:
Donde:
R = 1,5
at
a: piezoconductividad para acuíferos artesianos o conductividad de nivel para
acuíferos freáticos, m2 /día.
En todos los casos de bombeos con régimen estacionario y no estacionario analizados
el coeficiente de entrega de agua de las rocas (µ) se determina por la fórmula
siguiente:
Donde:
µ=
13
�T- Trasmisividad m2/día
a: piezoconductividad en aguas artesianas (con presión) o conductividad de
nivel en aguas freáticas (sin presión; m2/día).
1.6. Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de bombeo en
pozos desarrollados
Bombeos en acuíferos formados por sedimentos friables
1er Caso. Cuando el espesor de los filtros utilizados es mucho menor que el espesor
del acuífero
K=
sen Q
hS
Donde:
: ángulo formado por el talud de la caverna sobre un plano horizontal
Q: caudal de bombeo, m3/día
h: profundidad de la caverna en los sedimentos friables, m
S: abatimiento con nivel estabilizado durante el bombeo, m
Figura 13. Pozo desarrollado en sedimentos friables sin filtros o con longitud muy pequeña
de los filtros en relación con el espesor del acuífero.
2do Caso. Cuando el espesor del acuífero perforado sin filtros es aproximadamente
igual a 0,75 H
Qsen ln
Donde:
K=
R
r
hS
R: radio de influencia del bombeo (se determina igual que en pozos normales), m
r : radios del techo de la caverna, m
Los demás parámetros idénticos que en el caso anterior.
14
�r
h
Figura 14. Pozo desarrollado en sedimentos friables sin filtros, con penetración en el acuífero
igual al 75 % de su espesor.
3er Caso. Cuando en todo el espesor del acuífero de sedimentos friables se forma una
caverna con desarrollo de su fondo en el lecho del acuífero
2R
r1 r2
MS
Qsen ln
Donde:
K=
M: espesor del acuífero artesiano (H freático), m
r1: radio del techo de la caverna, m
r2: radio de la base de la caverna, m
Los demás parámetros idénticos a los casos anteriores.
El radio de influencia del bombeo se considera 1,5 veces mayor al que se presenta en
pozos no desarrollados con filtros en el mismo tipo de sedimentos.
r1
m
h
r2
Figura 15. Pozo desarrollado en sedimentos friables acuíferos con pequeños espesores
sin filtros.
Q
Donde:
K=
M
n
ln 1,5
R
M
1
2 SM
15
�n=
La fórmula anterior es efectiva cuando
Q
M
S
R
M
10
1.7. Cálculos del coeficiente de filtración
instantáneos (Métodos Expresos)
por datos de cubeteo y bombeos
Durante bombeos intensivos de corta duración o cubeteos sin estabilización del nivel
del agua (régimen no estacionario).
1er Caso. Por datos de la recuperación del nivel, según A. P. Erkin
3,5r 2U
K=
L 2r
Donde:
K: coeficiente de filtración, m/día
r: radio del pozo, cm
L: profundidad del nivel antes de iniciado el bombeo o cubeteo, cm
U: coeficiente
U=
log Y0 log Yn
t1 t 2 .......... t n
Y0: abatimiento al finalizar el bombeo o cubeteo, cm
Yn: último abatimiento tomado en tiempo tn (en segundo) a partir del instante en que
se detuvo el bombeo o cubeteo; cm
; sumatoria de los tiempos de cada medición de nivel a partir del
instante en que se detuvo el bombeo o cubeteo (Figura 16).
El resultado obtenido es en cm/s por lo que se multiplica por 864 para llevarlo a m/día
Figura 16. Esquema de recuperación de niveles a partir de suspensión de cubeteo o
bombeo.
16
�2do Caso. Por columna de agua en el pozo durante el bombeo o cubeteo, según F. M.
Bochevier
Donde:
K=
Q
h12
2H
ln t2
h22
ln t1
K: coeficiente de filtración, m
Q: caudal de bombeo o cubeteo, m3/día
h1 y h2: columnas de agua en el pozo (en m) en los tiempos t1 y t2 (en días)
respectivamente a partir del inicio del bombeo o cubeteo
H: columna de agua en el pozo, m
3er Caso. Por recuperación del nivel (En este caso debe considerarse la forma de
entrada del agua al pozo)
1. Entrada de agua por el fondo del pozo cuando el mismo se encuentre
encamisado.
Donde:
K = 1,8
r
S
log 1
t
S2
K: coeficiente de filtración, cm/s (* 864 en m/día)
r: radio del pozo, cm
t: período de tiempo entre las mediciones del ascenso del nivel S1 y S2
Cuando el pozo es imperfecto y al mismo se le ubican filtros en todo el espesor
acuífero o en algún intervalo del mismo.
Donde:
r 2 ( S1 S2 )
K=
( S1 S2 )t ld
K: coeficiente de filtración, m/día
r: radio del filtro, m
S1 y S2: ascensos del nivel a partir del inicio de la recuperación, m
t: tiempo transcurrido entre los ascensos S1 y S2, m
l: largo del filtro, m
d: diámetro del filtro, m
1.8. Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de vertimientos
en pozos
Vertimientos en pozos en zona de saturación (acuífero)
1er Caso. Acuíferos con espesor menor de 5 m
17
�0,733Q lg
Donde:
K=
h2
R
r0
H2
K: coeficiente de filtración, m / día
Q: caudal estabilizado del vertimiento, m3/día
R: radio del cono de vertimiento (m) puede calcularse sobre la base del descenso
específico del nivel de la Tabla 1 o por pozos de observación
r0: radio del pozo, m
h: columna de agua con nivel estabilizado en el pozo, m
H: espesor acuífero, m
Figura 17. Esquema de vertimiento en estrato freático de poco espesor.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
2
Pozo;
Horizonte acuífero;
Filtros;
Envase de agua;
Regla graduada;
Manguera con llave reguladora.
do
Caso. Acuífero con espesor considerable (
Donde:
K = 0,525 q log
5 m)
0,66 l0
r0
K: coeficiente de filtración, m/día
Q: absorción específica, m/día, m
q=
Q
l0 H 0
Q: caudal estabilizado de vertimiento
l0: largo del tramo en prueba (largo de filtro), m
H0: carga hidrostática sobre el nivel del agua natural (al finalizar el vertimiento), m
18
�Figura 18. Esquema de vertimiento en estratos acuíferos de espesores considerables.
Vertimiento en pozo en zona no saturada
1er Caso. Cuando se desconoce la profundidad de yacencia de las aguas subterráneas
Donde:
K = 0,423
Q
2l
log 0
2
r0
l0
K: coeficiente de filtración, m/día
Q: caudal estabilizado de vertimiento, m3/día
l0: columna de agua en el pozo, m
r0: radio del pozo, m
Figura 19. Esquema de vertimiento en zona no saturada donde se desconoce la
profundidad de yacencia del nivel del agua subterránea.
2 do Caso. Cuando se conoce la profundidad de yacencia del nivel de las aguas
subterráneas
19
�Figura 20. Esquema de vertimiento en zona no saturada en pozos donde se conoce la
profundidad de yacencia del nivel de las aguas subterráneas.
Figura 21. Gráfico para determinar la fórmula a emplear.
1ra Variante de cálculo (fórmula 1):
K=
2da Variante de cálculo (fórmula 2):
K=
Q
C1rh
r (C2
2Q
4)(T
h l)
Donde:
K: coeficiente de filtración, m/día
Q: caudal estabilizado de vertimiento, m3/día
R: radio del pozo, m
h: columna de agua sobre el extremo inferior del filtro o pozo, con nivel estabilizado
en el pozo, m
T: columna de agua desde el nivel estabilizado en el pozo hasta el nivel del agua
subterránea, m
l: longitud de filtros, m
C1; C2: coeficientes que se determinan por los gráficos siguientes:
20
�Figura 22. Gráfico para determinar C1.
C2
1000
100
10
10
100
1000
l
r
Figura 23. Gráfico para determinar C2.
1.9. Vertimiento en calicatas
Se ejecuta para la determinación del coeficiente de filtración en la zona no saturada
hasta profundidades no mayores de 3 hasta 5 m.
Método de A, K. Bóldiriev
Donde:
Q=KYF
Q: caudal estabilizado de vertimiento, m3/día
F: área de la sección del orificio, m2
Y: gradiente de la carga
Y=
H0 l
l
H0
l
1
H0: altura del nivel del agua sobre el fondo del orificio (10 – 12 cm)
l: profundidad de penetración del agua al finalizar la prueba, m
Cuando el vertimiento se realiza por un tiempo relativamente prolongado (más de 2
horas) la infiltración del agua se considera vertical, de donde el gradiente Y = 1.
K=
Q
F
21
�Figura 24. Esquema de instalación para vertimiento en calicatas por el método de K
Bóldiriev.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Envase de agua;
Regla para el control del nivel del agua;
Manguera con llave para regular el caudal de vertimiento;
Pared de la calicata;
Orificio en el fondo de la calicata;
Nivel del agua en el orificio;
Regla con marca para mantener el nivel del agua estabilizado.
Figura 25. Gráfico característico de Q = f (t).
Método de G. N. Kamiénsky
El coeficiente de filtración se calcula por la fórmula:
Donde:
K=
Qe
K: coeficiente de filtración, m/día
: coeficiente de correlación de N. K. Guirínsky, se determina por Tabla 4
=f
(H0
H c ); d
H0: lámina de agua en el orificio, m
Hc: ascenso capilar (puede tomarse de Tabla 2.8 según litología), m
D: diámetro del anillo, cm
22
�Qe: volumen de agua que se vierte al envase regulador (1) en períodos de
tiempo, t.
Figura 26. Esquema de instalaciones para vertimientos en calicatas por el método de G. N.
Kamienski.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Envase de agua;
Regla para control del nivel del agua;
Manguera con llave reguladora;
Pared de la calicata;
Anillo metálico;
Nivel estabilizado del agua dentro del anillo;
Material arcilloso vertido alrededor del anillo (débilmente compactado).
Tabla 3. Valores del ascenso capilar Hc según N. N. Bíndeman (en pruebas de
corta duración)
Sedimentos
Arcilla poco arenosa
Arcilla arenosa
Arena muy arcillosa
Arena arcillosa
Arena fina poco arcillosa
Ascenso capilar Hc, m
1,0
0,8
0,6
0,4
0,3
23
�Tabla 4. Coeficiente de corrección de N. K. Guirínsky
H0 + Hc
m
1,00
0,95
0,90
0,85
0,80
0,75
0,70
0,65
0,60
0,55
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
30
1,08
1,12
1,18
1,25
1,33
1,41
1,51
1,62
1,75
1,90
2,08
2,28
2,53
2,84
3,22
3,74
4,42
5,38
6,03
32
1,00
1,05
1,11
1,17
1,24
1,32
1,41
1,52
1,64
1,78
1,93
2,12
2,36
2,60
2,99
3,44
4,07
4,94
6,30
34
0,94
0,99
1,04
1,10
1,17
1,24
1,33
1,42
1,54
1,66
1,80
1,98
2,20
2,45
2,78
3,19
3,78
4,56
5, 78
36
0,88
0,93
0,98
1,04
1,10
1,17
1,25
1,34
1,44
1,58
1,70
1,87
2,00
2,29
2,59
2,97
3,50
4,24
5,33
Diámetro del anillo, cm.
38
40
42
44
0,84 0,80 0,76 0,72
0,88 0,84 0,79 0,76
0,93 0,88 0,84 0,80
0,98 0,93 0,88 0,84
1,04 0,99 0,94 0,89
1,10 1,05 1,00 0,95
1,18 1,12 1,06 1,00
1,26 1,19 1,21 1,15
1,36 1,28 1,31 1,25
1,46 1,38 1,43 1,35
1,60 1,51 1,45 1,35
1,75 1,64 1,55 1,47
1,92 1,81 1,71 1,62
2,14 2,02 1,90 1,80
2,42 2,27 2,13 2,01
2,77 2,96 2,45 2,21
3,24 3,03 2,84 2,67
3,94 3,67 3,41 3,18
4,94 4,60 4,28 3,90
46
0,89
0,72
0,76
0,80
0,85
0,90
0,96
1,10
1,18
1,28
1,28
1,40
1,54
1,70
1,91
2,17
2,52
2,99
3,71
48
0,66
0,69
0,73
0,77
0,81
0,86
0,91
1,05
1,13
1,22
1,22
1,33
1,46
1,61
1,81
2,05
2,38
2,91
3,47
50
0,63
0,68
0,70
0,73
0,77
0,82
0,87
0,93
1,00
1,07
1,16
1,27
1,38
1,53
1,72
1,94
2,26
2,65
3,25
Método de N. K. Guirínsky
Los cálculos del coeficiente de filtración igual al primer caso se ejecutan por la fórmula
siguiente:
K=
Q
F
Figura 27. Esquema del envase de Mariott.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Tubo de aire;
Junta de ajuste;
Tapa con rosca;
Envase cilíndrico con regla graduada;
Tubo de agua;
Llave reguladora;
Anilla para traslado del equipo.
24
�Figura 28. Esquema de instalación para vertimiento en calicatas por el método de N. K.
Guirínsky.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Pared de la calicata;
Orificio en el fondo de la calicata;
Anillo;
Nivel del agua estabilizado;
Envase de Mariott;
Relleno arcilloso.
Método de N. S. Nesteróv
Los cálculos del coeficiente de filtración, igual al primer caso, se ejecutan por la
fórmula siguiente:
K=
Q
F
Figura 29. Esquema de instalación por vertimiento en calicatas por el método de N. S.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Nesteróv.
Pared de la calicata;
Orificio en el centro de la calicata;
Anillo exterior;
Anillo interior;
Nivel del agua dentro de los anillos;
Envases de Mariott;
Relleno arcilloso.
25
�II. EVALUACIÓN DE RESERVAS Y RECURSOS DE AGUAS SUBTERRÁNEAS
Reservas de explotación de las aguas subterráneas: m3/día o m3/año
Qe =
1
QN +
2
Qn +
3
Qa +
4
Qa + Qat
Donde:
Qe: reservas de explotación;
1,
2,
3,
4 : coeficientes que determinan el % de utilización de las distintas
reservas y recursos;
QN: recursos naturales;
Qn: reservas naturales;
QA: recursos artificiales;
Qa: reservas artificiales;
Qat: recursos atraíbles.
2.1. Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por
el método hidrodinámico
Conversión de los horizontes acuíferos heterogéneos y anisotrópicos en homogéneos.
Coeficiente de filtración efectivo.
Ke =
n
Kimi
1
n
mi
1
Donde:
Ke: coeficiente efectivo de filtración, m/día
Ki, mi: coeficiente de filtración y espesor acuífero de los estratos, m
n: número de estratos
Coeficiente de conductividad de nivel o piezoconductividad efectiva
n
Kimi
ae =
1
n
1
Kmi
ai
Donde:
ae: piezoconductividad o conductividad de nivel efectiva, m2/día
ai : piezoconductividad o conductividad de nivel de los distintos estratos, m2/día
Durante los cálculos en coeficientes freáticos se introduce la función de N. K.
Guirínsky
26
�n
Kimi (h
Zi )
1
Donde:
H: espesor del flujo subterráneo sin presión en punto analizado (espesor acuífero
total), m
Zi: distancia desde el centro de cada estrato hasta el lecho impermeable, m
Figura 30. Horizonte acuífero estratificado.
a) Artesiano (con presión);
b) Freático (sin presión).
La trasmisividad efectiva será:
Te =
n
1
Ti
n
El coeficiente de piezoconductividad efectiva será:
n
Ti log ai
log ae =
1
n
Ti
1
Donde:
Ti, a: trasmisividad y piezoconductividad de los distintos estratos, m 2/día
Te = T;
superior.
e
=
; para un tiempo t
2,5 5 s ms
; ms y Ks: parámetros del estrato
Ks
27
� Transformación de límites imperfectos a perfectos
En los cálculos de evaluación de las reservas de explotación cerca de límites
imperfectos, cuando el cuace de la fuente de alimentación del acuífero presenta
sedimentos con permeabilidad inferior a la del acuífero, la distancia a considerar, L
deberá ser aumentada en la magnitud
L , la que se determina de la siguiente
forma:
Donde:
L=
KMA0 .cth.
A0 =
m0
K0
2b
KMA0
2b: ancho del río;
m0 y K0: espesor y coeficiente de filtración de los sedimentos colmatados del cauce
La magnitud
L representa un componente de resistencia a la filtración.
Cuando se evalúan las reservas de un sistema de pozos (gran pozo), entonces se
considerará el radio de la figura que en planta represente el sistema de pozos.
El radio de los mismos será:
- Batería de pozos lineal
- Sistemas de pozos en área
- Sistema de pozos en círculo
r = 0,2 l
r = 0,1 P
r = 0,565
F
Donde:
l: longitud de la batería de pozos
P: perímetro del área que ocupan los pozos
F: área del gran pozo circular
Para una mayor efectividad de los grandes pozos, las dependencias del radio de los
mismos deberá ser menor de 0,2 veces la distancia hasta el límite de alimentación
más próximo.
Donde:
r
0,2 L
L: distancia hasta el límite de alimentación más próximo
Si el límite es imperfecto: ejemplo un río con cauce colmatado, entonces:
r
0,2 (L +
L)
28
�Acuíferos ilimitados se consideran con esas características cuando la distancia hasta el
límite más próximo es más de tres veces mayor que el radio de influencia de la
explotación < se determinará por la expresión:
Donde:
L ≥ 3 R ≥ 3 (1,5
at )
R: radio de influencia del gran pozo durante su explotación en tiempo, t
a: piezoconductividad o conductividad de nivel para acuíferos artesianos o freáticos,
respectivamente
t: período de cálculo considerado para la explotación de las aguas subterráneas
I
a)
p)
b)
p
p
c)
d)
e)
Figura 31. Esquema de sistemas de pozos más utilizados.
a) Batería lineal de pozos;
b) Distribución de pozos en área con variada configuración en planta;
c) Sistema de pozos con pozos solo en la periferia;
d) Sistema de pozos, con pozos en periferia y centro;
e) Sistema de pozos formando un círculo.
29
�2.2. Evaluación de las reservas de explotación por distintos esquemas de
cálculos del método hidrodinámico
Se exponen los métodos para evaluar las reservas de explotación en función del
abatimiento que producirá determinado caudal de explotación. Si al contrario se
requiere determinar el caudal de explotación de un pozo o sistema de pozos, entonces
se despeja el caudal Q de las fórmulas que se exponen y en todos los casos, por
conversión para acuíferos freáticos, el contenido de la expresión en el nominador será
constante y solo variará el denominador según el caso con las magnitudes que
correspondan bajo el signo de logaritmo. Ejemplo:
Q
KS (2 H S )
ln .....
Donde:
Q: Caudal de explotación buscado; m3/día
: Coeficiente = 3.1416
K: Coeficiente de filtración (o conductividad hidráulica); m/día
S: Abatimiento de explotación asumido o calculado; m
H: Espesor del acuífero freático, m
1er Caso. Acuíferos ilimitados
1. Acuíferos artesianos
S
Q
R
ln
4 KM
r
Donde:
Se: abatimiento de explotación de cálculo, m
Q: caudal de explotación asumido, m3/día
K: coeficiente de filtración, m/día
M: potencia acuífera del estrato artesiano, m
R: radio de influencia calculado para el período de explotación, m
(R = 1,5
at )
a- piezoconductividad de nivel, m2/día
t- tiempo asumido para la explotación, días
r- radio del pozo o del gran pozo, m
30
�2. Acuíferos freáticos
S=H-
H
2
Q
R
ln
K
r
H: potencia del acuífero freático, m
2do Caso. Acuíferos semilimitados
Acuífero con un límite de alimentación permanente
Figura 32. Esquema de cálculo de acuífero semilimitado con un límite de alimentación.
1. Acuífero artesiano
S=
Q
2L
ln
2 KM
r
L: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite de alimentación; m.
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
2L
ln
K
r
Acuífero con un límite que puede ser considerado impermeable
Figura 33. Esquema de cálculo de acuífero semilimitado con un límite impermeable o de
drenaje.
31
�1. Acuífero artesiano
S=
Q
1,13at
ln
2 KM
rL
L: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite impermeable, m
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
1,13 at
ln
K
rL
3er Caso. Acuífero limitado en lenta (o banda)
Acuíferos con dos límites de alimentación
Figura 34. Esquema de cálculo de acuífero en banda o lenta con dos límites de
alimentación.
1. Acuíferos artesianos
S=
Q
ln
2 KM
0,64 L0 sin
L1
L0
r
L1: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite de alimentación más
próximo, m
L0: ancho de la lenta o banda acuífera en trazado por el centro del pozo o gran pozo
32
�2. Acuífero freático
S=H-
Q
ln
K
H2
0,64 L0 sin
L1
L0
r
Acuífero con un límite de alimentación y uno impermeable
Figura 35. Esquema de cálculo de acuífero en banda o lenta con dos límites, uno de
alimentación y otro impermeable o de drenaje.
1. Acuífero artesiano
S=
Q
ln
2 KM
1,27 ctg.
L1
2 L0
r
L1: distancia hasta el límite de alimentación, m
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
ln
K
1,27ctg
L1
2 L0
r
33
� Acuífero con dos límites impermeables
Figura 36. Esquema de cálculo de acuífero limitado en banda o lenta con dos límites
Impermeables.
1. Acuífero artesiano
S=
Q
7,1 at
ln
4 KM
L0
2 ln
0,16L0
L1
r sin
L2
L1 , L2: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite impermeable
más cercano y más distante respectivamente, m.
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
7,1 at
ln
2 K
L0
2 ln
0,16 L0
L1
r sin
L2
4to Caso. Acuífero limitado en cuadrante
Son los acuíferos que se encuentran limitados por dos límites que se cortan entre sí
formando un ángulo próximo a 900.
34
� Acuífero cuadrante con dos límites de alimentación
Figura 37. Esquema de cálculo de acuífero limitado en cuadrante con dos límites de
alimentación.
1. Acuífero artesiano
S=
Q
2 L1L2
ln
2 KM r L12 L22
L1, L2: distancias en perpendicular desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite
más próximo y más distante, respectivamente, m
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
2 L1L2
ln
K r L12 L22
Acuífero cuadrante con un límite de alimentación y uno impermeable
Figura 38. Esquema de cálculo de acuífero limitado en cuadrante, con dos límites, uno de
alimentación y otro impermeable o de drenaje.
35
�1. Acuífero artesiano
S=
2 L1 L12 L22
Q
ln
KM
rL2
L1, L2: distancias desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite de alimentación
y hasta el límite impermeable respectivamente, m.
2. Acuífero freático
S=H-
H
2
2
2
Q 2 L1 L1 L2
ln
K
rL2
Acuífero cuadrante con dos límites impermeables o de drenaje
Figura 39. Esquema de cálculo de acuífero limitado en cuadrante, con dos límites
impermeables o de drenaje.
1. Acuífero artesiano
S=
Q
ln
KM
0.7955at
rL1 L2
L12
L2 2
36
�2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
ln
K
0.7955at
rL1 L2
L12
L22
5to Caso. Acuífero limitado en forma de cuña
Son los acuíferos limitados por dos límites en planta que se cortan formando un
ángulo agudo ( 900).
Acuíferos limitados en cuña con dos límites de alimentación
1. Acuífero artesiano
S=
0,111L
Q
ln
2 KM
r0
0
sin
0
L: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el punto de intersección de los
dos límites, m
0 : ángulo entre los dos límites
: ángulo formado entre la línea recta que une el centro del pozo o del gran pozo con
el punto de intersección de los límites y el límite de alimentación más próximo, m
2. Acuífero freático
S=H-
H2
0,111 L
Q
ln
K
r
0
sin
0
37
� Acuífero limitado en cuña con un límite de alimentación y otro límite
impermeable
1. Acuífero artesiano
S=
Q
0,022 0 L
1,57
ln
ctg
2 KM
r
0
: ángulo entre línea recta con distancia, L que une el punto de intersección de los
dos límites con el centro del pozo o gran pozo y el límite impermeable.
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
0,022
ln
K
r
0
L
ctg
1,57
0
Acuífero limitado en cuña con dos límites impermeables
1. Acuífero artesiano
S=
Q
4 KM
4,73R
L
2 ln
0,16 L
L
r sin 1
L
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
K
4,73 R
L
2 ln
0,16 L
L
r sin 1
L
R: radio de influencia calculado para el período de explotación, m
L: ancho del acuífero por el centro del pozo o gran pozo, m
L1: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite impermeable más
próximo, m
38
�6to Caso. Acuífero en forma de círculo
Son los acuíferos que se encuentran rodeados por un límite con tal configuración en
planta que puede asumirse en forma de círculo.
Acuífero circular con un límite de alimentación y el pozo o gran pozo se
encuentra ubicado en el centro del acuífero
Figura 40. Esquema de cálculo de acuífero limitado en círculo, con un límite de alimentación,
con pozo o gran pozo ubicado en el centro del acuífero.
1. Acuífero artesiano
S=
R
Q
ln c
2 KM
r
R c: radio del acuífero circular, m
2. Acuífero freático
S=H-
H2
R
Q
ln c
K
r
39
� Acuífero circular con un límite de alimentación y el pozo o gran pozo se
encuentran ubicados fuera del centro del acuífero
Figura 41. Esquema de cálculo de acuífero limitado en círculo, con un límite de alimentación
y pozo o gran pozo ubicado a distancia L del centro del acuífero.
1. Acuífero artesiano
2
S=
Q
Rc L2
ln
2 KM
rRc
L: distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el centro del acuífero, m
2. Acuífero freático
2
S=H-
H
2
Q
Rc L2
ln
K
rRc
Acuífero circular con un límite impermeable y pozo o gran pozo ubicado
en el centro del acuífero
Figura 42. Esquema de cálculo de acuífero limitado en círculo, con un límite de impermeable
o de drenaje.
40
�1. Acuífero artesiano
S=
Q
R
ln c
2 KM
r
2at
2
Rc
0,75
En períodos pronosticados de tiempo muy prolongados (mayor de 20 años) la fórmula
anterior puede utilizarse en la siguiente forma:
S=
Q
KM
at
2
Rc
2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q
R
ln c
K
r
2at
Rc2
0,75
Y para períodos de tiempo muy prolongados (mayor de 20 años):
S=H-
H2
Q
K
at
Rc2
7mo Caso. Acuíferos con un límite que puede considerarse lineal, en planta de rocas
con menor trasmisividad a las existentes donde están los pozos que se explotarán
Acuífero con un límite de rocas de menor trasmisividad ubicado en
lateral al pozo o gran pozo y que por su configuración en planta puede
considerarse un límite en línea recta
1. Acuífero artesiano
S=
Q
1,13 a1t
ln
4 Tm
rL
ln
2L
r
1
2
41
�Donde:
Tm: trasmisividad media entre los dos acuíferos, m2/día
T1 T2
2
Tm =
T2
T1
y
T1, a1: trasmisividad y piezoconductividad en áreas donde está ubicado el pozo o gran
pozo, m2/día
T2: trasmisividad de las rocas acuíferas del otro lado del límite, m2/día
2. Acuífero freático
H2
S=H-
Q
1,13a1t
ln
Km
rL
ln
2L 1
r
2
Donde:
H: potencia acuífera del acuífero donde está ubicado el pozo o gran pozo, m
Km=
K1
K2
2
y
K2
K1
K1, K2: coeficientes de filtración de las rocas acuíferas donde están ubicados el
pozo o gran pozo y de las rocas que limitan con ellas, respectivamente, m
Acuífero con un límite de rocas de menor trasmisividad también
acuíferas ubicado bordeando a las rocas donde está ubicado el pozo o
gran pozo, que por su configuración en planta puede considerarse como
un límite en círculo
1. Acuífero artesiano
S=
Q 1 Rc
ln
2 T1
r
1 1,5 a2t
ln
T2
Rc
Donde:
R c: radio del círculo formado por las rocas donde está ubicado el pozo o gran pozo, m
42
�2. Acuífero freático
S=H-
H2
Q 1 Rc
ln
K1 r
1 1,5 a2t
ln
K2
Rc
2.3. Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por
el método hidráulico
1. Acuíferos artesianos
Desarrollo del método hidráulico por las curvas de dependencia S = f (Q).
Se =
Qe
S
Q
Donde:
Se: abatimiento de explotación, m
Qe: caudal de explotación, l/seg. o m3/día
Q: caudal del bombeo de prueba, m
S: abatimiento estabilizado del bombeo de prueba, m
En condiciones de acuíferos freáticos (sin presión), el caudal de explotación se
determina por la fórmula de N. N. Bíndeman:
Q = m S – n S2
Por datos de bombeo con dos abatimientos en bombeos experimentales, con caudal y
abatimientos estabilizados de donde:
Q1 Q2
q q2
S1 S 2
n=
= 1
S 2 S1
S 2 S1
m=
Q1
+ n S1 = q1 – nS1
S1
q1 y q2: caudales específicos del primer y segundo abatimiento, respectivamente, con
dependencia directa del abatimiento.
43
�Figura 43. Gráfico q = f (S).
Para un caudal de explotación determinado, resolviendo la ecuación anterior, el
abatimiento de explotación será:
Se =
m2
m
4nQe
2n
Para acuíferos artesianos, según Dupuit:
Qe = q Se
El caudal específico (q) para acuíferos artesianos con bombeos de dos o tres
abatimientos estabilizados debe confirmarse y si se obtienen valores menores de
0,03, podrán asumirse como artesianos puros.
q q1
q
0,03
Donde:
q=
;
q
n
q q2
q
0,03
y
Se
;
q q3
q
0,03
1,5 – 1,75 Smax
n: número de abatimientos
Se: abatimiento de explotación
Smax: abatimiento máximo del bombeo experimental
Para acuíferos freáticos, según M. E. Altóvsky: Aplicable cuando Se
bombeo experimental).
(2 – 3 Smax del
Q = a + b log Se
Donde:
b=
Q2
log S 2
Q1
log S1
a = Q1 – b log S1
44
�Para acuíferos con presión y sin presión, Smreker propone una fórmula original
aplicable a ambos casos, con buenos resultados en la práctica hidrogeológica:
m
Qe = n
Se
Donde:
S1
S2
m=
Q
log 2
Q1
log
log n = log Q1 – log S1
Aplicable cuando Se
1,75 – 2,25 Smax del bombeo experimental.
Los cálculos del abatimiento en sistemas de pozos se ejecutan por la dependencia:
Se = Sp +
n
Si
1
Donde:
Se: abatimiento de explotación en el pozo central, de mayor carga; m
Sp: abatimiento de explotación del pozo central provocado por su explotación
individual; m
Si: abatimiento complementario provocado por la influencia de los demás pozos que
forman el sistema; m
n: número de pozos
Por datos de bombeos unitarios de los pozos del sistema:
n
Donde:
Si =
1
n
S1
1
Qe.1
Qb.1
........
Sn
Qe.n
Qb.n
S1..... Sn : abatimientos provocados en el pozo central por los pozos del sistema,
respectivamente, durante el bombeo experimental de los mismos.
Q b.1......Q b.n: caudal del bombeo experimental de los pozos del sistema,
respectivamente.
Por datos de bombeo experimental de explotación de todos los pozos del sistema:
n
1
n
Se =
Sb
1
Qe
Qb
45
�Se : abatimiento provocado en el pozo central por el bombeo del sistema
Q e: caudal de explotación total de los restantes pozos del sistema
Q b: caudal del bombeo experimental de los restantes pozos del sistema
2.4. Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterránea
por el método de balance
Reservas de explotación de las aguas subterráneas: m3/día o m3/año
Qe =
1
Qn +
2
QN +
3
Qa +
4
Qa + Qat
a) Reservas naturales - Qn.
En acuíferos artesianos y freáticos:
Donde:
Qn =
V
=
t
1
.H.F
t
m3/día
V: Volumen de agua almacenado en las rocas, m3
1:
Coeficiente que representa el porciento de espesor acuífero a desecar con la
explotación (caracteriza al abatimiento de explotación)
: Entrega de agua de las rocas
H: Potencia acuífera, m
F-: Área de extensión del acuífero, km2
t-: Tiempo previsto de explotación, días
b) Recursos naturales -QN.
1er Caso. Por magnitud del flujo subterráneo que transita en el área de evaluación
Flujo homogéneo: Cuando el flujo de las aguas subterráneas presenta condiciones
homogéneas que se definen por la configuración de las isolíneas de mapas de
hidroisohipas o hidroisopiezas en una sección normal al flujo en límite inicial del área
de evaluación.
Figura 44. Acuífero con flujo homogéneo en toda su área de desarrollo.
Donde:
QN = K H I B
K – Coeficiente de filtración de las rocas acuíferas, m/día
46
�H - Potencia acuífera, m
I-Gradiente hidráulico. Se determina por mapas de hidroisohipsas en sección normal
al flujo subterráneo en el límite de entrada al área que se evalúa
B- Ancho de la sección normal al flujo subterráneo en el límite de entrada al área que
se
evalúa, m.
2do Caso. Cuando el lecho del acuífero es inclinado:
QN = B H K sin
Donde
al flujo.
: ángulo entre plano horizontal y lecho impermeable en sección transversal
3er. Caso. Flujo heterogéneo: por bandas o lentas del flujo subterráneo
QN =
n
1
Qb
Qb: Recursos subterráneos correspondientes a las bandas del flujo subterráneo
definidas por mapa de hidroisohipsas, m3/día
n: Número de bandas del flujo
Figura 45. Acuífero con flujo heterogéneo por bandas.
4to Caso. Por infiltración de las precipitaciones atmosféricas y niveles en perfil de tres
pozos a distintas distancias entre sí, paralelo a la dirección de escurrimiento del flujo
subterráneo y la permeabilidad puede considerarse constante en todo el trazado del
perfil
47
�Figura 46. Perfil con tres pozos en dirección longitudinal al flujo subterráneo, con
permeabilidad homogénea.
m3 /día
QN = F W
W: infiltración de las precipitaciones atmosféricas, m/día
F: área del acuífero en evaluación, m2
K = const. , m/día
X
W=
L
, m
2
h22
K
L
X
h12
X
h32
h12
L
K: Coeficiente de filtración a lo largo del perfil formado por los tres puntos de
observación
X: Distancia entre el primer y segundo punto de observación (parte baja del perfil), m
L: Distancia entre los dos puntos extremos del perfil formado por los tres puntos de
observación, m
h1, h2, h3: Columnas de agua en las calas de observación, respectivamente, a partir de
un lecho impermeable o plano horizontal, hasta el nivel medio de las aguas
subterráneas en el perfil, m
5to Caso. Por infiltración de precipitaciones cuando los 3 puntos de observación de
niveles se encuentran ubicados a iguales distancias y la permeabilidad es constante en
el perfil
K = const.
X=
L
2
W=
K
2
(2 h2
2
2X
h12
h32 ) m/día
X: Distancia entre puntos de observación, m
6to Caso. Por infiltración de precipitaciones, cuando en el perfil formado por tres
puntos de observación existe diferente permeabilidad entre las secciones formadas
por los puntos 1-2 y 2-3, (K1
K2), en este caso los cálculos se ejecutan por datos de
ascensos de los niveles en magnitud
h en tiempo t
48
�Figura 47. Perfil con tres pozos en dirección longitudinal al flujo subterráneo, con
permeabilidad heterogénea en su trazado.
QN= F W
h
W=
t
h22 h12
1
K1
X
2X
h32 h22
K2
2X
m/día
: Entrega de agua de las rocas (valor medio)
h : Ascenso de los niveles (m) en tiempo t (días)
t.: Tiempo desde el inicio considerado para el ascenso del nivel h, días
X: Distancia entre los centros de las secciones 1-2 y 2-3, m
K1: Coeficiente de filtración del acuífero en la sección 1-2, m/día
K2: Coeficiente de filtración del acuífero en la sección 2-3, m/día
h1, h2, h3: Columna de agua en las calas (puntos) de observación, m
7mo Caso. Por cálculo de la infiltración, por datos de limnigramas (Gráfico de niveles
en tiempo) de puntos de observación
49
�Figura 48. Limnigrama con oscilación anual de los niveles.
QN = F W
m3 /día
h
W=
Z
t
, m/día
h : representa el ascenso de los niveles por la alimentación del acuífero (m)
en tiempo
t (días)
Z: representa el descenso de los niveles (m) que habría ocurrido por el drenaje del
acuífero, de no haberse producido alimentación del mismo, en tiempo
t (días).
En caso que se quiera determinar la infiltración media anual o de una serie de años,
entonces en lugar de
t se utiliza t -tiempo total en que se observaron los niveles
representados en el limnigrama.
W=
h
Z
m /día
t
8vo Caso. Evaluación de los recursos naturales por el módulo del escurrimiento
subterráneo, M0
QN = F M0
m3/día
M0 = 0,0317 Y
l/s.km2
50
�Y: Lámina de agua infiltrada en el acuífero, mm
Y = 1000
( h
Z)
mm
h; Z : Parámetros que se determinan de los limnigramas de observación de niveles
entiempo, m
BIBLIOGRAFÍA
Bindeman, N. N. 1969: Búsqueda y exploración de aguas subterráneas para grandes
acueductos. Editorial Niedra, Moscú.
De Miguel, F. C. 2008: Hidrogeología Aplicada. 2da. Edición. Editorial Félix Varela, La
Habana.
51
�
Dublin Core
The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/.
Title
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Folletos
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A name given to the resource
Formulario práctico hidrogeológico
Creator
An entity primarily responsible for making the resource
Constantino de Miguel Fernández
Kambwa Moses Angula
T Nghilinganye Lipuleni
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Niurbis La Ó Lobaina
Type
The nature or genre of the resource
Folleto
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2013
Subject
The topic of the resource
Hidrogeología
Description
An account of the resource
Literatura para el desarrollo de Clases Prácticas en la asignatura de Hidrogeología Aplicada
Format
The file format, physical medium, or dimensions of the resource
PDF
Language
A language of the resource
Español
-
https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/562e18daa0e92baacf7d6324e0e88b2a.pdf
e680fdcb46a1cbfac65781fa10c93833
PDF Text
Text
FOLLETO
FUNDAMENTOS TEÓRICOS PARA EL PROCESO
DE ALFABETIZACIÓN TECNOLÓGICA
DE LOS ACTORES SOCIALES QUE INTEGRAN EL CAM
( Consejo de Administración Municipal)
JUANA MARCIA LABORDE CHACÓN
�Página legal
Título de la obra: Fundamentos teóricos para el proceso de alfabetización tecnológica
de los actores sociales que integran el CAM (Consejo de Administración Municipal), 31
pgs.
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015 – ISBN: 978 – 959 – 16 – 2553 - 3
1. Autor: M.Sc. Juana Marcia Laborde Chacón
2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Edición y Corrección: M.Sc. Niurbis La Ó Lobaina
Institución del autor: ISMM Dr. “Antonio Núñez Jiménez”
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015
La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de
tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y
distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus
autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas.
La licencia completa puede consultarse en:
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode
Editorial Digital Universitaria
Instituto Superior Minero Metalúrgico
Las coloradas s/n, Moa 83329, Holguín
Cuba
e-mail: edum@ismm.edu.cu
Sitio Web: https:// ismm.edum.edu.cu
�INTRODUCCIÓN
El siglo XXI se caracteriza por el desarrollo acelerado de las tecnologías
como una de las vías para que la ciencia constituya un elemento impulsor
del progreso humano; esto presupone que la sociedad esté involucrada
permanentemente en la gestión de conocimientos y aprendizaje como
condición esencial para convertirse en actora del proceso de desarrollo del
mundo contemporáneo.
Las universidades, en este contexto, deberán adecuarse cada vez más a las
necesidades de una sociedad que está cambiando sus demandas como
consecuencia de su propio desarrollo. Este proceso genera importantes
transformaciones que inciden en la cultura, el modo de acceso y uso de la
información, y contribuyen a la capacidad de generar nuevas perspectivas
de desarrollo humano.
Debido al impacto e influencia social que ejerce la información en todos los
ámbitos de la vida humana, se debate con fuerza en diferentes contextos el
tema referido a la llamada "alfabetización tecnológica” como un proceso que
antecede al de la “alfabetización informacional".
Según Casado Ortiz (2006), «Para poder conseguir una educación de
calidad a través del uso de las tecnologías es necesario una alfabetización
tecnológica entendida como la capacitación no solo instrumental, sino la
adquisición de las competencias necesarias para la utilización didáctica de
las tecnologías y poder acceder al conocimiento».
El sistema de educación cubano tiene entre sus líneas estratégicas el
desarrollo
de
habilidades
tecnológicas
en
los
diferentes
niveles
de
enseñanza, la extensión de la universidad y sus procesos sustantivos a los
territorios, los clubes de computación, entre otros, como parte del proyecto
de informatización de la sociedad cubana, de manera que propicie
generalizar y garantizar el acceso al conocimiento y la información en todos
los tejidos sociales.
Para
la
Educación
Superior
cubana,
enfrascada
en
un
proceso
de
Universalización, ofrecer alternativas de educación de pregrado y postgrado a
la totalidad de los ciudadanos del país, en medio de
las limitaciones de
recursos económicos, constituye un reto sin precedentes que enfrenta,
1
�tomando en cuenta las diferentes modalidades de cursos y los avances
alcanzados por las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC).
(Vecino, 2000)
Lo antes expuesto manifiesta la importancia de que se ejecuten acciones o
programas de alfabetización tecnológica en el territorio nacional, con énfasis
donde existan los medios disponibles, que aseguren la superación en este
sentido como parte intrínseca de un fenómeno mayor, la alfabetización
informacional.
Pero este proceso requiere tener en cuenta las peculiaridades y destrezas
adquiridas por los individuos y por las organizaciones que serán partícipes
de la alfabetización, sobre la base de proyectos en que se tracen los planes
a desarrollar.
En Cuba, ante la presencia de un panorama que involucra la sociedad en
general relacionado con el uso de las TIC, los directivos que intervienen en
la toma de decisiones en los territorios deben poseer los conocimientos y las
habilidades necesarias para enfrentar las demandas formuladas por la
revolución tecnológica que acontece en el mundo contemporáneo. Sin
embargo, aún no es suficiente la preparación de los Consejos
de
Administración Municipales (CAM) ante los nuevos retos que impone la
informatización de todos los procesos de su objeto social.
El desarrollo local de un municipio está directamente relacionado con la
formación y superación de sus profesionales. En particular es imprescindible
lograr que los actores sociales de cada municipio (es decir, aquellas
personas que intervienen directamente en la gestión de los procesos del
municipio) logren adquirir los conocimientos y habilidades mínimas que les
permitan tener un desempeño laboral más eficiente en el sentido del logro
de los objetivos con el uso adecuado de los recursos asignados.
No siempre las acciones de superación dirigidas a los actores sociales de
subordinación local de un municipio, relacionadas con el uso de las TIC, por
su concepción y ejecutoria en la actualidad, garantizan el nivel de
profesionalidad requerido para estos directivos y el impacto que se espera
en su desempeño, revelado a través de estudios de diagnósticos realizados.
2
�A partir del criterio antes expuesto se elabora este material didáctico con la
finalidad de aportar fundamentos teóricos y sugerencias metodológicas que
sirven de base para la superación de los actores sociales que integran el
CAM, en el conocimiento y uso de las nuevas tecnologías de la información
y las comunicaciones.
3
�DESARROLLO
La época actual, como resultado del desarrollo e influencia que ejercen las
tecnologías de la comunicación en todos los contextos, demanda del
hombre moderno la implementación de acciones de superación a lo largo de
toda la vida en correspondencia con las necesidades, potencialidades,
intereses individuales y colectivos.
A propósito Delors (1996) corrobora, al expresar:
Vemos el siglo próximo como una época en la que los individuos y los poderes
públicos considerarán en todo el mundo la búsqueda de conocimientos no sólo
como un medio para alcanzar un fin, sino también como un fin en sí mismo. Se
incitará a cada persona a que aproveche las posibilidades de aprender que se le
presenten durante toda la vida, y cada cual tendrá la ocasión de aprovecharlas.
En tal sentido, constituye una prioridad para los gobiernos, organizaciones,
grupos sociales e instituciones, el desarrollo e implementación de
estrategias de superación con carácter flexible y pertinente en
correspondencia con los avances y desafíos del mundo contemporáneo.
La superación dirigida a recursos humanos debe concebirse como una
educación permanente, la cual debe tener un carácter intencional con el
propósito de dar atención a las insuficiencias en la formación, o completar
conocimientos y habilidades no adquiridas anteriormente y necesarias para
el desempeño de su profesión.
Al referirse Tünnermann (1996) a la educación permanente, señaló que «la
educación permanente es una respuesta a la condición humana y a eso que
llamamos los signos de los tiempos. Es una respuesta a la crisis de la
sociedad contemporánea donde el aprendizaje deliberado y consciente no
puede circunscribirse a los años escolares y hay que lograr la reintegración
del aprendizaje y la vida […]».
El concepto de superación es identificado o asociado muchas veces como:
capacitación, formación y desarrollo, proceso de preparación, entre otros.
Relacionado con algunos términos que se asocian al proceso de superación,
en el trabajo de Leiva (2007) se argumenta, que en los países de América
Latina y el Caribe suelen utilizarse términos diferentes para denominar la
superación, tales como formación permanente, actualización, capacitación,
profesionalización, entre otros. Aunque puede que estos términos tengan
diferentes acepciones en distintos contextos nacionales, de manera general
son asumidas como expresiones particulares de la superación.
En tal sentido, la superación en su concepción más amplia es un proceso
continuo y permanente, conducente a la revisión y renovación de
4
�conocimientos, actitudes y habilidades previamente adquiridas. Su propósito
es el desarrollo del sujeto para su mejoramiento profesional y personal.
En ese mismo orden, González (2005) señala que «sus objetivos son de
carácter general: ampliar, perfeccionar, actualizar, complementar
conocimientos, habilidades y capacidades y promover el desarrollo y
consolidación de valores. Esto distingue la superación de la capacitación,
que tiene su significado más técnico o práctico».
López (1997) citado por González (2005) expone que la capacitación «es el
proceso que utiliza un procedimiento planeado encaminado a modificar
conductas, comportamientos y aumentar destrezas».
Por otro lado, en ocasiones se plantea que los términos de superación
profesional y posgrado son sinónimos, sin embargo, el primero es un
componente del segundo, lo que queda explícito en el Reglamento de
Posgrado del MES (2004), donde se establece que la educación de posgrado
se estructura en dos grandes direcciones: la Superación Profesional y la
Formación Académica.
El documento referido en el párrafo anterior, de manera explícita esclarece
que la superación profesional es aquel subsistema del posgrado, relacionado
con la formación permanente y actualización de los graduados, mientras
que la formación académica se relaciona con la educación posgraduada para
el logro de una competencia profesional elevada y avanzadas capacidades
para la investigación y la innovación.
Teniendo en cuenta lo pertinente del subsistema superación profesional con
el objeto de investigación de este trabajo, se abordarán algunos postulados
relacionados con este tipo de educación posgraduada.
Por otro lado, el mismo documento en su artículo 9, establece que «la
superación profesional tiene como objetivo la formación permanente y la
actualización
sistemática
de
los
graduados
universitarios,
el
perfeccionamiento del desempeño de sus actividades profesionales y
académicas, así como el enriquecimiento de su acervo cultural».
Así mismo, en la Estrategia de Preparación y Superación de los cuadros del
Estado y el Gobierno y sus reservas, aprobada en el Consejo de Estado de
la República (2010) esboza que «la superación profesional constituye la
base principal de la Estrategia, por la que transita la mayoría de los
cuadros. Debe proyectarse de forma gradual y ascendente, en
correspondencia con sus necesidades de aprendizaje, de acuerdo con los
cargos que desempeñan o para los que se están preparando».
En este sentido, Añorga, et al. (1995) puntualizan que «como parte de la
educación
permanente
la
superación
profesional
persigue
el
perfeccionamiento del profesional en la aplicación consciente del desarrollo
5
�científico-técnico en su radio de acción, esta constituye un conjunto de
procesos de enseñanza aprendizaje que posibilita a los graduados
universitarios la adquisición y el perfeccionamiento continuo de las
habilidades y conocimientos requeridos para un mejor desempeño de sus
responsabilidades y funciones laborales».
La definición anterior complementa la definición de superación profesional
que se asume en este trabajo, porque en el mismo se integran aspectos
esenciales y pertinentes con este proceso, en particular está en
correspondencia con los propósitos que se persiguen con la preparación y
desarrollo de los actores sociales, así como la utilización e incorporación
consciente de las tecnologías en los procesos propios de su objeto social.
Al igual, que el concepto de profesionalidad concebido en el trabajo de
Valiente (1997) citado por Valiente (2005), en el cual se abordan elementos
esenciales, tales como: profesionalidad, desempeño profesional y
competencia, entre otros, los cuales les infieren al proceso de superación
profesional un carácter de sistema por su estructura y funcionamiento.
La profesionalidad debe entenderse como el conjunto de competencias que
con una organización y funcionamiento sistémico hacen posible la conjugación
armónica entre el “Saber”, "Saber hacer" y "Saber ser" en el sujeto,
manifestado en la ejecución de sus tareas con gran atención, cuidado,
exactitud, rapidez y un alto grado de motivación; que se fundamenta en el
empleo de los principios,
métodos, formas, tecnologías y medios que
corresponden en cada caso, sobre la base de una elevada preparación
(incluyendo la experiencia) y que puede ser evaluada a través del desempeño
profesional y en sus resultados.
En el contexto cubano, diversos documentos de manera explícita en su
contenido, abordan los principios y exigencias que han de considerarse en la
formación y superación de los dirigentes. Entre los que se pueden citar: el
Decreto Ley 82 del Consejo de Estado de la República de Cuba de 1984 y el
contentivo de la Estrategia Nacional de Preparación y Superación de los
Cuadros del Estado y el Gobierno y sus reservas de 1995, que han sido
refrendados en el Decreto Ley 196 del Consejo de Estado de la República de
Cuba de 1999 y los Lineamientos e Indicaciones del Consejo de Ministros
para la instrumentación, ejecución y control de la aplicación de la política de
cuadros en los órganos, organismos y entidades del Estado y el Gobierno.
En el caso particular de la Estrategia de Preparación y Superación de los
cuadros del Estado y el Gobierno y sus reservas, como parte de la mejora
continua y a partir de las experiencias en la capacitación de los cuadros, de
acuerdo con las necesidades de cada momento y las exigencias que
imponen las condiciones actuales de desarrollo, se destaca entre sus
principios, el conocimiento y empleo de los métodos, técnicas y
herramientas para utilizar y analizar la información, incluye el empleo de las
6
�tecnologías de la información y las comunicaciones, así como la preparación
económica, jurídica, entre otros.
En la concepción de la Educación Avanzada, también se aportan ideas y
herramientas, las cuales potencian y fundamentan el precepto de la
importancia y la necesidad de la gestión de la superación para toda la vida.
Uno de sus fundamentos se sustenta en la premisa de que «La Universidad
nos prepara para toda la vida». (Añorga, 1995).
De ahí, la importancia de comprender el mensaje relacionado con que el
profesional debe continuar permanentemente con su educación para poder
mantener un perfeccionamiento profesional sin interrupción. Como primera
acción para cumplimentar el mencionado encargo, se especifica la
participación consciente de la autogestión del aprendizaje en tiempo y
forma.
En el mismo nivel, se le debe otorgar un lugar al sentido de responsabilidad,
ocupación y exigencia de sus jefes inmediatos y de todos los actores que
intervienen en su preparación, así como al seguimiento al control y
evaluación de las estrategias de superación de las áreas que atienden,
teniendo en cuenta el análisis, valoración sobre la objetividad y pertinencia
de las acciones concebidas en el plan de desarrollo en los plazos
establecidos.
Todos los conceptos y consideraciones señalados anteriormente son
inherentes al proceso de superación de los actores sociales de los
municipios, por cuanto enfatizan la idea de que el desarrollo profesional de
manera integral en todos los ámbitos, debe ser visto con carácter continuo,
permanente y sistémico.
Consideraciones generales sobre el proceso de superación de
los actores sociales de los municipios
Especial atención, de manera permanente, se le debe prestar al proceso de
superación en cualquiera de sus variantes de los actores sociales de los
Consejos de Administración Municipales (CAM), relacionado concretamente
con la actualización y perfeccionamiento continuo de los conocimientos y
habilidades requeridas en su desempeño, teniendo en cuenta el liderazgo e
influencia que estos ejercen en el desarrollo local y en el uso pertinente de
las TIC.
Un elemento a considerar en el proceso de superación de los actores
sociales está relacionado con las características que los identifican como un
grupo con intereses, motivaciones y condiciones particulares diferentes, así
como las distintas esferas de actuación y problemas profesionales que
deben enfrentar en su labor de dirección, lo cual trae como resultado que
existan entre ellos diferentes estilos para aprender.
7
�En este mismo contexto, se le debe conceder en el proceso de superación la
atención personalizada a las diferencias individuales dentro de la diversidad,
pues la misma multiplicidad que se observa en los municipios, relacionada
con el nivel de formación de su población, se manifiesta en sus actores
sociales. Por eso la realización de un diagnóstico con objetividad, a partir de
las necesidades de superación juega un papel determinante, así como la
evaluación, control sistemático y la retroalimentación durante todo el
proceso formativo.
Para Zilberstein (2003) el diagnóstico «es un proceso con carácter
instrumental, que permite recopilar información para la evaluación intervención, en función de transformar o modificar algo, desde un estadío
inicial hacia uno potencial, lo que permite una atención diferenciada».
Por otra parte, el mismo rigor y objetividad del diagnóstico, se le debe
otorgar a la evaluación de la efectividad de las acciones de superación y
desarrollo a partir del desempeño y los resultados alcanzados en la
actividad que dirige, los que servirán de fundamentos para medir el impacto
interno y externo del proceso de transformación.
De forma similar, el tratamiento del contenido, junto a los objetivos y otros
componentes del proceso de enseñanza y aprendizaje deben tener
características especiales, sobre la base de las fortalezas y debilidades para
cumplir las demandas y exigencias de su encargo social y las necesidades
de superación.
Otro elemento que le confiere al proceso de superación de los actores
sociales de un municipio un carácter especial, está relacionado con el
tiempo limitado que disponen para la superación o capacitación, por el tipo
de labor que realizan. Por lo que el proceso de enseñanza y aprendizaje
requiere de adecuación y flexibilidad al estilo de la educación no formal o
informal.
Según Preiswerk (2012), «la educación formal se refiere a la educación
escolar planificada, gradual. La educación no formal, se organiza fuera del
marco escolar, responde también a finalidades y métodos explícitos. La
educación informal no está programada, es la impartida por la familia o el
medio social».
Relacionado con el aprendizaje flexible, Moran y Myrlinger (1999) lo definen
como un enfoque centrado en el alumno, con amplios grados de libertad en
cuanto al tiempo, el lugar y los métodos de enseñanza y aprendizaje.
No se debe dejar de aprovechar la existencia del caudal de conocimientos y
experiencia acumulados por los actores sociales en diferentes ramas del
saber. Se hace necesario su incorporación de modo activo, en función de
resolver problemas y la producción de nuevos conocimientos.
8
�Significa entonces, que las acciones de superación deben
acompañadas de métodos activos de enseñanza y aprendizaje.
estar
En el proceso de superación de los actores sociales miembros del CAM La
implementación del método de educación popular (EP) es concebido por su
concepción y metodología. Basada fundamentalmente en la experiencia
práctica de las propias personas que aprenden, dando lugar al diálogo de
saberes, la crítica y la reflexión entre todos los miembros del grupo, lo que
trae como resultados la generación de conocimiento popular y colectivo.
El concepto de educación popular se adjudica en los años sesenta del siglo
XX, donde el educador brasileño Paulo Freire fue su principal promotor y
precursor en América Latina (considerado el padre de la educación popular).
En su postulado Freire (1971), fundamenta que: «La educación verdadera
es praxis, reflexión y acción del hombre sobre el mundo para
transformarlo».
En el trabajo de Torres (1988) se expone lo referido por Paulo Freire, en
una entrevista que él mismo le realiza «en toda sociedad hay espacios
políticos y sociales para trabajar desde el punto de vista del interés de las
clases populares, a través de proyectos aunque sean mínimos de educación
popular».
Al diseñar acciones de superación dirigidas a los actores sociales se debe
tener en cuenta lo planteado por Mirabal (2009) al expresar, «incoherente
sería preparar a los líderes en largos períodos de tiempo que, además, los
separe de su trabajo diario. Debe ser desde su propia práctica que se
apropien de los conocimientos necesarios y se encaminen las
transformaciones. Para lograr esto, los diseños de las capacitaciones,
podrían tener como eje fundamental la concepción de la Educación Popular
(EP)».
La contribución principal de la EP es el concepto de concienciación, palabra
que describe el despertar del autoconcepto positivo del hombre en relación
con su ambiente y con la sociedad por medio de una educación liberadora
que trata al que aprende como sujeto (agente activo) y no como objeto
(agente pasivo), pone de relieve el pensamiento reflexivo como elemento
clave, y busca que los hombres adquieran una conciencia crítica de su
realidad para transformarla.
La concienciación es el despertar de la conciencia, un cambio de mentalidad
que implica comprender realista y correctamente la ubicación de uno en la
naturaleza y en la sociedad; la capacidad de analizar críticamente las
causas y las consecuencias de los hechos y de establecer comparaciones
con otras situaciones y posibilidades […] (Freire, 1971, 2002), citado por
Saldívar (2012).
9
�El beneplácito de la educación popular en muchos países y con énfasis en
Latinoamérica ha sido en gran medida por la transformación efectiva que se
logra en el proceso de enseñanza y aprendizaje, como resultado de la
aplicación de su metodología, la cual se fundamenta en técnicas y
dinámicas participativas que se caracterizan por su carácter ameno,
emprendedor y motivador, con el propósito de promover y mantener el
interés del grupo, facilitando la cohesión grupal, la reflexión, el diálogo y el
análisis que parten de la realidad y experiencia de los participantes en
función de su propio proceso de formación.
En el contexto cubano la educación popular tiene sus fundamentos en el
ideario pedagógico de José Martí, la extrapolación de los preceptos de Paulo
Freire, el pensamiento de Fidel Castro, así como las reformas educativas
generadas en el proceso revolucionario cubano, las cuales alcanzan a toda
la sociedad.
En la obra de José Martí Pérez, están vigentes las pautas y propósitos que
hoy se plantean en la Educación Popular. «Educar es depositar en cada
hombre toda la obra humana que le ha antecedido: es hacer a cada hombre
resumen del mundo viviente, hasta el día en que vive: es ponerlo al nivel de
su tiempo, para que flote sobre él, y no dejarlo debajo de su tiempo, con lo
que no podrá salir a flote; es preparar al hombre para la vida». (Martí,
1883)
De igual manera, como cualquier proceso de superación debe ser
preconcebido como un sistema, a partir de la integralidad de contenidos,
contemplando y combinando formas, modalidades, plazos de tiempo y
recursos necesarios para que sea eficiente y específica, dirigido a satisfacer
las necesidades de cada actor social, identificadas en el diagnóstico, en
correspondencia con los planes de desarrollo del territorio.
La concepción sistémica de la superación es el resultado de la elaboración
teórica y metodológica y el proceso de su aplicación práctica, que
comprende las acciones para el diseño y realización de la planificación, la
organización, la ejecución, la regulación, el control y la evaluación del
proceso encaminado al desarrollo integral de los recursos humanos a través
de la superación, considerando para ello el enfoque de sistema (Valiente,
2001).
Todas estas consideraciones permiten sintetizar que la superación dirigida a
los actores sociales, se presenta como el conjunto de procesos de
adquisición de conocimientos, habilidades y valores, la cual ocurre a lo largo
de la vida del individuo, apoyada en la autogestión del aprendizaje. Así
como, contribuye al logro de un nivel cualitativamente superior desde el
punto de vista personal, profesional y científico.
10
�Para que esto se logre se deben trazar acciones y estrategias que amplíen
al máximo las oportunidades de superación en cada uno de los espacios
laborales; donde se pongan en práctica la modalidad y formas organizativas
que más se ajusten al grupo de participantes, desde los contextos de su
propia práctica, intereses y experiencias, para propiciar el debate, la
reflexión colectiva, la autogestión del aprendizaje y la socialización en la
construcción del conocimiento.
No se debe concebir en la actualidad ningún proceso de superación dirigido
a los actores sociales de un municipio, si no se tienen en cuenta acciones
que involucren la aplicación de las Tecnologías de la Información y las
comunicaciones en los procesos sustantivos de la actividad que realizan de
manera cotidiana.
El criterio anterior tiene sus bases en los presupuestos de Fernández
(1997), Herrero, et al. (2003), Cabero (2005), Castañeda (2003), entre
otros, al reflejar de manera global la importancia y pertinencia de las TIC en
los diferentes contextos, donde se desarrolla la actividad humana.
«Estas tecnologías están cambiando radicalmente las formas de trabajo, los
medios a través de los cuales las personas acceden al conocimiento, se
comunican y aprenden, y los mecanismos con que acceden a los servicios
que les ofrecen sus comunidades: transporte, comercio, entretenimiento y
gradualmente también, la educación formal y no formal, en todos los
niveles de edad y profesión».
En tales condiciones es evidente que el hombre de hoy reclama con
urgencia una educación tecnológica, que le permita convertirse en
arquitecto consciente de su porvenir, lo cual lleva implícito un elevado peso
del componente creativo.
Se requiere entonces de acciones educativas que hagan competentes a las
personas, a las comunidades y a las sociedades para adaptarse a lo nuevo y
transformar su realidad mediante el permanente desarrollo de la creatividad
y la formación de una cultura tecnológica como dimensión de la cultura
general (Borroto, 1995).
El proceso
sociales
de
alfabetización
tecnológica
de
los
actores
El proceso de alfabetización tecnológica es sin lugar a dudas un paradigma
que marca el desarrollo de la sociedad moderna y reafirma la necesidad de
un aprendizaje para toda la vida, por lo cual se deben generar acciones en
función de dar un tratamiento diferenciado a cada uno de los ciudadanos,
con el propósito de incorporar las aplicaciones informáticas y habilidades
necesarias en el uso de las TIC en la actividad que realizan, en el cual los
actores sociales de los territorios por su condición deben ser unos de los
primeros beneficiarios.
11
�No se concibe en la sociedad de hoy un profesional de cualquier esfera del
saber, que no incluya el uso de las computadoras como medio auxiliar de
trabajo o como vía de acceso rápido a la información especializada
disponible en internet haciéndose necesario una capacitación continua a
causa del vertiginoso avance de estas novedosas técnicas en
correspondencia con el desarrollo actual (Fernández, 2005).
El proceso de alfabetización tecnológica de los actores sociales debe
concebirse como un sistema capaz de integrar todos los elementos
singulares que lo conforma, a partir de un diagnóstico que permita conocer
las necesidades de formación, teniendo en cuenta las experiencias prácticas
de los participantes en las TIC, sobre las cuales pueden construirse nuevas
habilidades dando cumplimiento a los objetivos propuestos en las diferentes
fase de la superación.
Las habilidades en las tecnologías de la información en el contexto de la
alfabetización tecnológica le posibilita a los actores sociales destrezas en el
uso del ordenador y sus dispositivos (conocimiento práctico del hardware),
aplicaciones actuales de computación, con énfasis en aquellas que se
relacionan con su perfil profesional y de interés personal; así como trabajar
con soltura con al menos un sistema operativo, siendo capaz de organizar,
procesar y recuperar información, trabajo con redes, entre otros.
El desarrollo de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) y
su aplicación, que ya alcanza la mayor parte de la actividad humana,
presupone nuevas necesidades de superación, un cambio radical en el
tratamiento de la información, caracterizada por la reducción de la brecha
digital, las desigualdades sociales y de conocimiento, como retos que
impone una nueva era.
Las tecnologías de información se componen de cualquier herramienta
basada en computadora que la gente utiliza para trabajar con información,
apoyar a la información y procesar las necesidades de información de una
organización. Incluyendo a las computadoras personales, Internet, teléfonos
móviles, asistentes personales digitales y todo aquel dispositivo similar
(Haag, Cummings & McCubbrey, 2004).
Para la sociedad actual el acceso y uso de la información es de vital
importancia en cualquier contexto, constituye un desafío para el hombre en
la "Era de la Información o sociedad de la información" saber encontrarla y
evaluarla de manera responsable, a partir de la necesidad de su uso.
En este sentido, es una realidad que, el surgimiento de la sociedad de la
información trae consigo una sucesión de transformaciones que han influido
en todas las esferas sociales. Con relación al tema, Valenti (2002), refiere
que: «el surgimiento de la sociedad de la información se debe al hecho de
poder transformar la información en conocimiento útil, crear nuevas
12
�industrias, nuevos y mejores puestos de trabajo y mejorar la forma de vida
de la sociedad en su conjunto por medio de un desarrollo basado en el uso
del conocimiento».
Un año más tarde la Declaración de Principios de la Cumbre Mundial de la
Sociedad de la Información, (2003) se pronuncia por lograr una sociedad de
la información:
es imprescindible establecer y desarrollar el acceso a la información y al
conocimiento, así como integrar a todas las partes interesadas con las
posibilidades que ofrecen los diferentes programas existentes con vista a
acrecentar, tanto las competencias como las posibilidades de acceso de los
usuarios y la diversidad de opciones existentes, así como para posibilitar que
dichos usuarios desarrollen las soluciones que mejor se ajusten a sus
necesidades de información.
Es preciso insistir sobre el reto que impone la sociedad de la información,
por ejemplo, antes estar alfabetizado implicaba aprender a leer y a escribir.
Hoy, la sociedad actual exige el desarrollo de habilidades adicionales que
dependen de otras circunstancias como resultado del desarrollo tecnológico
en el ámbito de la información y las comunicaciones, lo cual presupone una
ineludible educación continua a lo largo de toda la vida.
A pesar que el término de alfabetización es elemental y conocido en sentido
general, es rico en significados y más aún cuando se refiere a nuevas
formas que se fundamentan en destrezas especificas o conceptos generales,
como es la alfabetización informacional y la alfabetización tecnológica, entre
otras; como consecuencia del propio desarrollo de la sociedad.
Al tratar el término de alfabetización se debe tener en cuenta lo que refiere
Ferreiro (2004), cuando señala:
estamos en un dominio donde primero las cosas se dicen en inglés y luego se
traducen, con poca o nula fortuna, a las otras lenguas. No hay una buena
equivalencia entre el inglés “literacy” y el español “alfabetización”. “Literacy”
es más apto para designar el aprendizaje de las prácticas sociales vinculadas
con la producción, uso y circulación de lo escrito, mientras que el español
“alfabetización” remite más directamente al aprendizaje del alfabeto como tal.
Es pertinente insistir sobre el significado del término “alfabetización “en el
contexto de la alfabetización informacional o tecnológica por citar alguna,
pues algunas personas no se consideran analfabetos en TIC, si tienen
insuficiente conocimiento (o destreza) en esa área del saber para hacer uso
de las tecnologías en la actividad que realizan y con fines personal. Lo que
sí es una realidad que a la misma velocidad que progresa la ciencia y la
tecnología surgen nuevas necesidades de alfabetizar.
Otra característica del analfabetismo funcional o tecnológico, muy
relacionado con lo anterior, expresa García (2013), “es su retroactividad. Es
13
�decir, quien no es un analfabeto tecnológico hoy puede serlo mañana. Esto
se hace evidente, además, en dos vertientes distintas: el analfabetismo
funcional o tecnológico puede permanecer en estado latente durante años,
sin causar el mínimo problema, y, de pronto surgir a la hora de un cambio
en el entorno. Este sería el caso sufrido por miles de directivos de nivel
medio a la hora de afrontar una renovación tecnológica en sus empresas.
De la noche a la mañana, es necesario disponer de una serie de
conocimientos que, en algunos casos, escapan a las posibilidades de
muchos por motivos diferentes”
Refiriéndose al analfabetismo funcional García (2013) puntualiza que “es
una nueva modalidad de analfabetismo que trasciende a las necesidades
básicas de saber leer y escribir; algunos autores señalan que el
analfabetismo funcional está compuesto por el analfabetismo informático
(carencias de habilidades para el uso de la computadora) y el idiomático
(carencia del idioma que se universaliza en la red), el inglés, pero esta es
una versión restringida.”
Para Olsen y Coons (1989) queda explicito que «La alfabetización puede
definirse como la posesión de las destrezas que se necesitan para
conectarse a la información imprescindible para sobrevivir en sociedad»
(Citado por Bawden, 2002).
Por otra parte, no todos los hombres del planeta están en igualdad de
condiciones ante el hecho de acceder a la información y dominar las
competencias tecnológicas que demanda el desarrollo de las TIC, donde los
más ricos están en mejores condiciones de acceso, lo que acentúa cada día
más la llamada división o brecha digital sobre los que no tienen la
posibilidad de acceder a la información de manera fácil, por no contar con
los recursos necesarios, acrecentando las diferencias ya existentes entre
países y grupos sociales.
En este mismo sentido en el Informe de Tendencias de la Federación
Internacional de Asociaciones e Instituciones Bibliotecarias IFLA (2013),
identifica cinco tendencias de alto nivel que configuran el entorno global de
la información, que abarcan el acceso a la información, la educación, la
privacidad, el compromiso cívico y la transformación tecnológica. Las que se
enumeran a continuación:
1. Las nuevas tecnologías expandirán y, a su vez, limitarán el acceso a
la información.
2. La educación en línea democratizará y modificará el aprendizaje
global.
3. Los límites de la privacidad y la protección de datos serán
redefinidos.
4. Las sociedades hiperconectadas escucharán y empoderarán nuevas
voces y grupos.
14
�5. La economía global de la información se transformará por las nuevas
tecnologías.
Tal como refiere el Informe de Tendencias de la IFLA, las TIC han alterado
profundamente el ciclo tradicional de la información (creador, editor,
distribuidor, minorista, biblioteca, lector o usuario final) y desafían los
modelos ya establecidos de negocios y los marcos normativos al facilitar
nuevas formas de competencia con nuevos modelos de acceso.
Todavía existen sociedades o grupos sociales marginados que ofrecen
resistencia para utilizar las TIC; una causa puede ser el no comprender su
uso, lo que trae como consecuencia la no incorporación de las mismas a las
actividades que realizan o por no tener a su alcance los medios
tecnológicos. Cualquiera que sea el motivo, estos sujetos están llamados a
ser analfabetos en tecnologías.
En relación con el “analfabetismo tecnológico”, Meza (2002) citado por Lima
(2006) refiere que es la incapacidad para utilizar las TIC, tanto en la vida
diaria como en el mundo laboral y que no está reñido con la educación
académica en otras materias, es decir, cualquiera puede ser un "analfabeto
tecnológico" independientemente de su nivel de educación e incluso de su
clase social o su poder adquisitivo.
Aquellas personas que no saben desenvolverse en la cultura y tecnología
digital (saber conectarse y navegar por redes, buscar la información útil,
analizarla y reconstruirla, comunicarla a otros usuarios) no podrán acceder
a la cultura y al mercado de la sociedad de la información.
No son pocos los que consideran que la solución al problema incipiente del
analfabetismo tecnológico no debe ser diferente al tratamiento dado al
analfabetismo clásico en el siglo pasado. De la misma manera, el acceso a
las TIC ha de recibir el mismo respaldo que recibe hoy día el acceso al
conocimiento general, es decir, del mismo modo que se crean bibliotecas
públicas y programas de formación con cierta flexibilidad e intencionalidad
para enseñar o fomentar la lectura, la escritura y las reglas matemáticas
elementales, deben buscarse alternativas para la difusión de las tecnologías
de uso común.
Resulta entonces una tarea de primer orden la búsqueda de alternativas
para enseñar los procedimientos básicos necesarios de las tecnologías de
las comunicaciones, sin exclusión social, con el fin de posibilitar una mejor
formación para afrontar los retos de la sociedad contemporánea.
Sobre este hecho en particular Álvarez (2005) establece que «la
alfabetización tecnológica es el proceso de dar los primeros pasos en el
acercamiento al mundo de la información para relacionarnos con él».
15
�La alfabetización tecnológica aborda la aplicación sistemática de
conocimientos científicos y tecnológicos básicos, el dominio, la comprensión,
el uso racional interactivo, ético y creativo de equipos, herramientas,
procesos, manuales, programas y modelos, que permiten solucionar
problemas y llenar necesidades que contribuyan al mejoramiento de la
calidad de vida personal y colectiva de los sujetos en el marco del desarrollo
sostenible. (Meza, 2002).
Por consiguiente el desarrollo de acciones para cualificar y alfabetizar en el
uso de las TIC sirve como instrumento de cohesión social, propicia el
aprendizaje a lo largo de toda la vida, por los propios procesos de cambios
de la tecnología, derivados del desarrollo acelerado que ha tenido lugar en
las últimas décadas.
Desde esta misma perspectiva en la Declaración de Alejandría (2005), se
postula que “El aprendizaje a lo largo de la vida permite que los individuos,
las comunidades y las naciones alcancen sus objetivos y aprovechen las
oportunidades que surgen en un entorno global en desarrollo para
beneficios compartidos. Ayuda a las personas y a sus instituciones a
afrontar los retos tecnológicos, económicos y sociales, a remediar las
desventajas y a mejorar el bienestar de todos“.
Bajo esta óptica surge la necesidad de promover acciones orientadas a
lograr una alfabetización tecnológica sin exclusión, en correspondencia con
lo proclamado por la UNESCO, relacionado con que la educación debe
constituirse en un proceso continuo y permanente, a lo largo de toda la vida
y que al mismo tiempo contribuya a la participación ciudadana y el
desarrollo local.
Alrededor del concepto de alfabetización, sin importar su apelativo, surgen
entonces implicaciones de contexto socioeconómico, político y cultural, de
prácticas cotidianas y construcción colectiva de conocimiento, que ponen
sobre el escenario educativo el gran reto de diseñar una alfabetización que
aproveche las TIC como medio (no como fin) para formar personas activas,
creativas, que tienen destrezas, navegan, encuentran, comprenden nuevas
estructuras narrativas, critican, producen, crean, reflexionan, dialogan,
interactúan, contextualizan y distribuyen información sin intermediarios
(Vega, 2011).
Diversos autores han aportado sus concepciones al reconocimiento del
vínculo necesario entre la alfabetización informacional y tecnológica.
Un ejemplo de esto es: La Association of College and Research Libraries
(ACRL, 2000), la cual patentizó que «Las aptitudes para el acceso y uso de
la información están en relación con las destrezas en tecnologías de la
información, pero tienen unas implicaciones mucho más amplias para el
individuo, el sistema educativo y la sociedad. Las destrezas en tecnologías
16
�de la información capacitan a un individuo para usar ordenadores,
aplicaciones informáticas, bases de datos y otras tecnologías para alcanzar
una gran variedad de metas académicas, laborales y personales. Los
individuos competentes en el acceso y uso de la información
necesariamente tienen que dominar determinadas destrezas tecnológicas».
Se presupone, entonces, que la alfabetización tecnológica debe
desarrollarse en el contexto de la alfabetización informacional, como
elemento básico para poder enfrentar sus desafíos. Tal como se ilustra en el
gráfico siguiente.
Alfabetización Informacional
Alfabetización Tecnológica
Figura 1.
La alfabetización tecnológica. Proceso
alfabetización informacional. Fuente: elaboración propia.
base
para
la
La función que desempeña la alfabetización tecnológica en la alfabetización
informacional es vital y trascendente, porque ella es la que aporta los
conocimientos para saber qué hacer con las tecnologías y abrir el camino a
la segunda. Ello se traduce en una formación proactiva y autónoma en los
individuos, que les permite elegir sus propias vías de aprendizaje (De la
Cruz y Martí, 2005).
En ocasiones surge la duda sobre los términos: alfabetización en tecnologías
de la información (ATI), digital o informática, por la posibilidad real de
transgredir la frontera de uno y otro.
Sobre esto en particular se refirió en su trabajo Fresno (2007) cuando
señala al referirse a la ATI:
Este término fue acuñado por algunos autores para referirse a la adquisición
de destrezas que permiten finalmente que el usuario utilice la información
disponible en los medios digitales y que incluye la alfabetización informática y
la alfabetización digital. Por alfabetización tecnológica, se entiende también la
capacidad de utilizar las computadoras, con énfasis en el manejo de las
herramientas y los programas informáticos, si bien, también se llegan a incluir
las habilidades para su aplicación.
Al referirse a la alfabetización digital se debe reflexionar sobre los diferentes
tipos de planteamientos y definiciones, los que, de manera acertada, han
17
�analizado: Área, et al. (2008), Cabero y Llorente (2006), Benito-Peregrina
(2008) y Cabrero, et al. (2011), entre otros. Con relación al último trabajo,
ofrece algunos comentarios de manera reflexiva que pueden ser utilizados
en la alfabetización tecnológica que se concibe para los actores sociales
implicados en la presente investigación:
hablar de alfabetización digital requiere hacerlo de una alfabetización
que supera con creces el mero dominio tecnológico e instrumental de
las TIC;
supone no sólo la capacidad de recepción de mensajes, sino también
la construcción de los mismos;
utilizar los medios y las tecnologías en su vida cotidiana no sólo como
recursos de ocio y consumo, sino también como entornos para la
expresión y la comunicación con otras personas;
supone comprender la alfabetización como actitud de uso para la
comunicación.
En Cabrero, et al. (2011), se expresa de manera convincente que:
ser competente en la utilización de las tecnologías de la información y
la comunicación como instrumento de trabajo intelectual incluye
utilizarlas en su doble función de transmisoras y generadoras de
información y conocimiento. Se utilizarán en su función generadora al
emplearlas, por ejemplo, como herramienta en el uso de modelos de
procesos matemáticos, físicos, sociales, económicos o artísticos.
Del mismo modo, este trabajo precisa que la competencia en TIC permite
resolver problemas reales, tomar decisiones, trabajar en entornos
colaborativos ampliando los entornos de comunicación para participar en
comunidades de aprendizajes formales e informales, y generar producciones
responsables y creativas. Lo cual es oportuno y constituye una pauta a
considerar en el proceso de alfabetización tecnológica de actores sociales.
Por otro lado, hoy en día han mantenido una presencia constante en la
literatura otros conceptos relacionados con el término información y su
enlace con la alfabetización y el conocimiento en sentido general; como es
el de alfabetización tecnológica que algunos autores lo asocian con
sinónimos como alfabetización en informática/electrónica/de información
electrónica y otras formas de alfabetización necesarias para la capacitación
básica de los ciudadanos en los complejos entornos informacionales.
En el trabajo de Badewn (2002), se reconoce que la concepción más amplia
de alfabetización informática es la sostenida por Shapiro y Hughes (1996),
que describen un programa de alfabetización informática basado en siete
dimensiones, que a su vez son otras alfabetizaciones:
18
�
alfabetización en herramientas – conocimiento y uso de las
herramientas dentro de las tecnologías de la información, incluyendo
el hardware, el software, y los programas de multimedia;
alfabetización en recursos – conocimiento de las formas y métodos de
acceso a los recursos informacionales, especialmente los que están
en red;
alfabetización socio- estructural – comprensión de la situación social
y de producción de la información;
alfabetización investigadora – uso de las herramientas de TI para la
investigación y el trabajo académico;
alfabetización para la publicación – habilidad para difundir y publicar
información.
Alfabetización en las tecnologías incipientes – capacidad para comprender
las innovaciones en TIC, y para tomar decisiones inteligentes con respecto a
las nuevas tecnologías;
Por otro lado, Casado (2006) conceptualiza la alfabetización digital como «el
proceso de adquisición de los conocimientos necesarios para conocer y
utilizar adecuadamente las infotecnologías y poder responder críticamente a
los estímulos y exigencias de un entorno informacional cada vez más
complejo, con variedad y multiplicidad de fuentes, medios de comunicación
y servicios».
Otro aspecto que ha sido objeto de debate en diferentes foros es lo
referente a la relación que existe entre la alfabetización científica y la
tecnológica. Se insiste sobre la diferencia en materia de objetivos: las
ciencias enfocarían principalmente el conocimiento, y las tecnologías, la
acción. El informe de UNESCO del proyecto 2000+ refleja bien esta posición
clásica:
«La distinción (entre cultura científica y cultura tecnológica) resulta del
hecho de que la ciencia se preocupa esencialmente de comprender los
fenómenos y de arribar a probar „verdades‟ científicas, mientras que el fin
de la tecnología es el de aportar soluciones a problemas concretos».
Según Ortega (2009) los orígenes del concepto alfabetización tecnológica se
derivan del concepto alfabetización científica, concepto que surge a su vez
por la necesidad de que las personas se adecuen a su entorno.
En el contexto de la sociedad de conocimiento, los estudiosos del mundo de
la información señalan la importancia de promover una alfabetización en
función del desarrollo de destrezas para el uso del ordenador y
competencias básicas del individuo en la utilización de las tecnologías de la
información en cualquier contexto social, lo que complementa el concepto
de Alfin en la que se cita la alfabetización tecnológica, entre otras.
Para Ortega (2009), la incorporación a la sociedad del conocimiento:
19
�es posible mediante la alfabetización tecnológica. Para poder conseguir una
educación de calidad a través del uso de las tecnologías es necesario una
alfabetización tecnológica entendida como la capacitación no solo
instrumental, sino la adquisición de las competencias necesarias para la
utilización didáctica de las tecnologías y poder acceder al conocimiento. A
través de la alfabetización tecnológica se democratizan los procesos de
formación y se consigue la inclusión social, laboral y una mejora en la calidad
de vida.
También se había coincidido unos años antes en el trabajo de Área (2002),
donde puntualiza el criterio relacionado con que no es suficiente el
desarrollo de conocimientos y habilidades instrumentales en la concepción
de la alfabetización tecnológica. Al mismo tiempo se recomiendan los
preceptos sobre alfabetización concebido por el pedagogo brasileño Paulo
Freire, los cuales ya han sido abordados en el epígrafe anterior.
La formación o alfabetización tecnológica de los ciudadanos, en consecuencia,
requiere no sólo desarrollar los conocimientos y habilidades tanto
instrumentales como cognitivas en relación con la información vehiculada a
través de nuevas tecnologías (manejar el software, buscar información, enviar
y recibir mensajes electrónicos, utilizar los distintos servicios del www, etc.),
sino también requerirá plantear y desarrollar valores y actitudes de naturaleza
social y política con relación a las tecnologías. En este sentido, creo que sería
conveniente recuperar algunos postulados del pedagogo Paulo Freire (Freire y
Mace-da (1989)) sobre el sentido y finalidad de la alfabetización. Sus
experiencias y teorías educativas fueron formuladas hace casi treinta años
para hacer frente al analfabetismo en países del Tercer Mundo, pero los
principios socioeducativos, considero, que son aplicables y válidos para
plantearnos programas educativos destinados a facilitar la formación en el
acceso a la información y conocimiento transmitido por medios y tecnologías
digitales. (Área, 2002).
Lo anterior exige en los momentos actuales, poner especial atención a los
planes de superación en los municipios, los cuales deben estar
direccionados en función del uso pertinente de las TIC, de ahí que se
impone la necesidad de preparar a los actores sociales en el dominio de los
conocimientos básicos de la tecnología y la potenciación de habilidades que
contribuyan a la solución de los problemas de su objeto social.
Un aspecto que incide en el desarrollo de una localidad es el de las
competencias de sus dirigentes para la toma de decisiones, las cuales no
siempre todos las poseen en el interactuar cotidiano con la información y el
uso de las TIC.
Por consiguiente se sugiere el despliegue de un proceso de alfabetización
tecnológica dirigida a la capacitación de los actores sociales en el contexto
municipal, a partir de las necesidades, intereses y potencialidades
individuales y colectivas en función del desarrollo local y desarrollo
personal.
20
�En este sentido Ortega (2009) refiere que la alfabetización incide en la
capacitación y adquisición de competencias para la mejora de la formación,
la empleabilidad, el desarrollo personal y social a través de la participación
activa. En el caso concreto de la alfabetización tecnológica se consigue:
competencias para saber utilizar las tecnologías;
competencias socio-comunicativas;
se aprende a gestionar el conocimiento;
se desarrolla el aprendizaje autónomo y el colaborativo;
se aprenden a tomar decisiones;
aprendizaje de nuevas formas de interacción y participación social;
se generan comunidades virtuales y redes sociales;
se logra una inclusión laboral, empleabilidad;
visión crítica de las tecnologías;
se disminuyen las rupturas intergeneracionales;
se fomenta el aprendizaje a lo largo de la vida.
Lo anterior implica que el proceso de alfabetización tecnológica promueve la
utilización crítica de las tecnologías, así como la preparación necesaria para
beneficiarse de sus diversas potencialidades en las disímiles ramas del
conocimiento, en las que se encuentran las pedagógicas, educativas,
dirección, sociales y comunicativas, por citar algunas pertinentes para la
superación de los actores que intervienen en las decisiones e inciden en el
progreso territorial.
En este contexto se hace necesario establecer acciones encaminadas a
favorecer el desarrollo profesional de los actores sociales en los municipios,
desde la perspectiva de la alfabetización tecnológica, a partir de un análisis
histórico lógico de la evolución por la que ha transitado la superación en
alfabetización tecnológica de estos agentes que tienen incidencia activa en
el desarrollo local.
Tendencias históricas de la superación y la alfabetización
tecnológica de los actores sociales municipales
En el desarrollo histórico del proceso de superación en alfabetización
tecnológica para actores sociales municipales en Cuba, después del triunfo
de la Revolución, pueden diferenciarse dos etapas fundamentales (1996 –
2002, 2002– hasta la fecha) que se pueden caracterizar a partir de
considerar los fundamentales indicadores:
21
�
las condiciones socioeconómicas existentes;
los objetivos de la superación de los actores sociales para el
desarrollo del municipio;
las formas de superación y alfabetización tecnológica utilizadas.
En la determinación de las tendencias históricas de la superación y la
alfabetización tecnológica de los actores sociales municipales, se tuvo en
cuenta algunos aspectos que se consideran antecedentes de este proceso
desde el punto de vista histórico-lógico.
Tras el triunfo de la Revolución cubana en enero de 1959, se suscitaron en
el país un conjunto de medidas de carácter organizativo y transformador en
todos los municipios, con el propósito de dar solución a los problemas
heredados de la época neocolonial. Como proceso importante resalta la
Revolución educacional y las acciones estratégicas concebidas para
extender la educación a todos los municipios del país, en paralelo con la
campaña de alfabetización.
Se priorizó el sector de la salud y la educación. Se crea el Ministerio de
Educación Superior con su Sistema de la Educación de Postgrado (1976), la
Comisión de Extensión Universitaria para la integración Universidad –
Pueblo, surgen nuevos centros universitarios. Se identifica como necesidad
el trabajo con los cuadros y dirigentes en los territorios, se establece con
carácter jurídico el Sistema de trabajo con los Cuadros del Estado (Decreto
Ley No. 82 del 13 de septiembre de 1984), así como la concepción de la
preparación y superación de cuadros como uno de sus subsistemas.
El contenido de la superación y la capacitación de los dirigentes se
encauzaron en sentido general hacia las direcciones político-ideológica,
científico-teórica, cultura general y dirección científica. Independientemente
de la voluntad política y esfuerzos realizados de manera centralizada en
función de la capacitación de los actores sociales en los municipios, no se
visualizaron grandes transformaciones en estos; por la falta de
sistematicidad y concepción sistémica del proceso.
A continuación se enuncian algunos elementos esenciales que influyen en la
superación desde la perspectiva de la alfabetización tecnológica de los
actores sociales municipales al arribar el año 1996 (inicio de la
informatización de la sociedad cubana).
la dimensión socioeconómica muy compleja. Se recrudece el bloqueo
económico;
la superación de los actores sociales de forma centralizada, no se
corresponde con las necesidades específicas del municipio, el modo
de actuación del actor social y particularidades del aprendizaje;
22
�
los bienes y servicios de cómputo muy limitados, lo cuales influyeron
de manera directa en la efectividad y objetividad de la superación en
las TIC;
se comienza a partir de la década de los 80, con la aprobación del
Programa de Computación para la Educación Superior cubana, a
impartirse cursos cortos de computación básica a organismos y
empresas;
no se disponen de programas de alfabetización tecnológica orientados
a los actores sociales municipales.
Así se pueden resumir las etapas siguientes:
Primera etapa: (desde 1996 hasta el 2002). Inicio de acciones orientadas a
la sistematización de la superación en alfabetización tecnológica de los
actores sociales.
La primera etapa se corresponde con el inicio del proceso de informatización
de la sociedad cubana (a partir del año1996), en el cual se identifica la
conveniencia y necesidad de dominar e introducir en la práctica social las
Tecnologías de la Información y las Comunicaciones de manera ordenada y
masiva. Con el propósito de lograr una cultura digital en la vida cotidiana y
profesional, lo cual se revierte en una mayor eficacia y eficiencia en todos
los procesos y por consiguiente un incremento en la calidad de vida de
todos los ciudadanos.
En el informe de la II Fase de la Cumbre Mundial sobre Informatización, se
parte del criterio, de que la estrategia cubana de informatización está
contenida en el Programa Rector de la Informatización de la Sociedad en
Cuba, en el que se contempla siete áreas de acción, en las que tienen
presencia: utilización de las TIC en la Dirección, Sistemas y Servicios
Integrales para los ciudadanos, utilización de las TIC en el Gobierno, la
Administración y la economía y formación digital, entre otras.
Los actores sociales en los municipios no están al margen de las grandes
transformaciones y cambios que ocurren producto al desarrollo continuo de
la sociedad moderna, están en el mismo epicentro de estos procesos
evolutivos, ello provoca la necesidad de contar cada vez más con cuadros
que posean los conocimientos, habilidades y destrezas necesarias para
lograr el cumplimiento de sus funciones y un desempeño competitivo para
enfrentar los retos científicos tecnológicos del mundo contemporáneo.
Con esa perspectiva, el avance del modelo económico cubano demanda de
cuadros y profesionales preparados que dominen los enfoques,
conocimientos y tecnologías más actuales. Esto se refiere tanto a los
cuadros que trabajan en la administración pública como en la gestión
empresarial.
23
�Siendo así, se propone una reflexión en cuanto a la necesidad de superación
y desarrollo de competencias de los actores sociales de los Consejos de
Administración Municipal desde la perspectiva de la alfabetización
tecnológica, realizando valoraciones sobre este proceso y considerando las
exigencias del desarrollo económico y social de los municipios.
Fueron equipados 169 Consejos de Administración Municipal del Poder
Popular con los medios y conectividad necesarios para garantizar los
servicios de correo electrónico y navegación nacional. Comienzan a
utilizarse aplicaciones web para la informatización interna del gobierno y el
Estado, así como la gestión de las Asambleas Provinciales del Poder Popular
y el flujo diario de información para la toma de decisiones.
Un ejemplo es la implementación del Programa Central de Preparación de
los Cuadros en Computación (a partir de 1996), en el que sus objetivos
formativos están orientados hacia la motivación y concienzación de los
dirigentes ante la necesidad e importancia de la utilización de técnicas
computacionales, con la finalidad de hacer más eficiente el trabajo de
dirección.
Con ese fin cada Organismo de la Administración Central del Estado
(Ministerios e Institutos con similar rango) y Consejos de la Administración
Provinciales (CAP) elaboraron sus propias estrategias, según sus
características y necesidades; las cuales fueron derivadas a los Consejos de
la Administración Municipales (CAM) y de estos a sus organismos de
subordinación.
Ante la urgencia de superar los actores sociales para garantizar su gestión
social, se hizo necesaria la creación de cursos dirigidos por los jóvenes
clubes de computación, con un horario flexible.
De manera general esta etapa se caracterizó por
se reconoce un avance en la dimensión socioeconómica en los
municipios, a pesar de las fuertes restricciones financieras del país,
como resultado del largo bloqueo económico;
se concede mayor prioridad al desarrollo de las acciones de
superación de los dirigentes en su puesto de trabajo;
se continúa con el desarrollo de acciones colectivas de superación
utilizando para ello las formas de la Educación de Postgrado en sus
dos vertientes: la Superación Profesional y la Formación Académica
de Postgrado;
desarrollo de numerosos cursos y seminarios de carácter teóricopráctico impartidos por especialistas de los jóvenes clubes de
computación, en los que participaban los actores sociales;
24
�
surge la necesidad de preparación de los actores sociales en función
del desarrollo del municipio con carácter sistemático. Se dan pasos
importantes en la gestión de medios y accesorios de las TIC en los
territorios, con énfasis en el sector educacional;
Las acciones fundamentales de superación profesional en que
participaron los actores sociales municipales, fuera de su puesto de
trabajo, son las correspondientes a los cursos establecidos
estatalmente para la superación de los cuadros, así como las
reuniones, talleres y seminarios organizados a nivel provincial y
municipal.
Segunda etapa: (2002 – a la actualidad). Perfeccionamiento de la
superación y la alfabetización tecnológica de los actores sociales
municipales.
El acontecimiento que se toma como referencia para iniciar esta etapa está
relacionado con el proceso de universalización de la Educación Superior, el
cual sin lugar a dudas tributa a la generación, difusión y aplicación del
conocimiento y convierte al municipio en el escenario clave donde se libran
grandes transformaciones producto a la gestión local del conocimiento.
La Universalización de la Educación Superior en Cuba, enmarcada en una
nueva etapa cualitativamente superior, que redimensiona y amplía la misión
de la universidad, es una fase que se caracteriza por un amplio proceso de
cambio, que transforma las viejas concepciones y a la vez incorpora todo lo
ya alcanzado. Condiciona, por tanto, el surgimiento de una nueva
universidad más acorde con los requerimientos del contexto social y el
desarrollo de la ciencia y la tecnología (Horruitiner, 2007).
La presencia de la universidad en cada municipio cubano en el 2002, ha
constituido un espacio significativo de realización personal y colectiva. En
noviembre del 2010 se aprobó por el Comité Ejecutivo del Consejo de
Ministros la creación de los Centros Universitarios Municipales (CUM), como
una institución integradora de los procesos universitarios que se desarrollan
en los territorios.
Los CUM son una vía de acercar los procesos académicos a las demandas y
necesidades de la localidad. De esta manera se convierte en un actor clave
en el proceso de gestión del conocimiento a nivel municipal, en función de
facilitar, acompañar, asesorar y favorecer la superación profesional, así
como potenciar la investigación, el desarrollo y la innovación (I+D+i).
Para Guzón, es «aquí es donde la voluntad de cooperación de los actores
que comparten intereses relacionados con el lugar en que conviven y sus
propias condiciones de vida se puede integrar de manera más eficiente y
efectiva, cosa que no se alcanza de igual forma en otras escalas menos
detalladas. (Guzón, 2009)
25
�Con ese mismo enfoque el gobierno cubano le concede una atención
priorizada a la capacitación de los actores sociales de los organismos de
subordinación local, con énfasis en las áreas del saber que son pertinentes
con la actividad que realizan, en correspondencia con los proyectos de
desarrollo integral en los que está involucrado el municipio y el avance
científico técnico de la sociedad moderna.
Ante los cambios que experimenta la sociedad cubana inmersa en la
implementación de un nuevo modelo económico y las particularidades del
municipio Mayarí demanda el incremento del nivel de exigencia y
competitividad para los actores sociales, pues a través de ellos ocurre todo
el proceso de ejecución de las transformaciones y planes de desarrollo.
Lo anterior requiere de una preocupación constante para ofrecer de manera
sistemática, planificada y permanentemente una formación tecnológica
dirigida a los actores sociales para permitir que puedan acceder a las TIC
para realizar su gestión social y de esta manera desarrollen un adecuado
perfil de conocimientos, habilidades y actitudes requeridas en sus puestos
actuales y futuros, y desempeñen eficientemente sus funciones de acuerdo
con las metas y planes estratégicos de desarrollo.
Esta etapa se caracteriza por:
surge un nuevo modelo económico a escala municipal, donde se
identifican las necesidades socioeconómicas y se da respuesta a
través de programas de desarrollo integral;
la Gestión del conocimiento y la innovación en función de la solución
de los problemas del municipio;
incremento de la difusión de la enseñanza semipresencial en el
contexto municipal. El contenido del plan de superación se diseña con
una información científica de mayor nivel.
Al valorar la experiencia en superación y alfabetización tecnológica dirigida
a los actores sociales en la demarcación municipal:
1. se aprecia que cada etapa se ha correspondido con el objetivo de
garantizar un alto nivel político, cultural y científico en los actores
sociales, para lograr que la superación respondiera a las demandas
crecientes de la construcción de una nueva sociedad;
2. el propósito seguido con la superación de los actores sociales fue
vincularlos con la preparación para el uso eficiente de los medios de
cómputos en la gestión y generación de información;
3. se establecen cambios sustanciales en la superación de los actores
sociales y se establece un vínculo estrecho con la educación superior,
26
�en correspondencia con las necesidades del desarrollo del nuevo
modelo económico.
Como resultado del análisis anterior, se puede estimar que la tendencia
pasa paulatinamente de un proceso espontáneo a uno planificado y
consciente, con el propósito de garantizar el cumplimiento del objeto social
de los actores sociales en el ámbito municipal.
Sugerencias para la concepción de un sistema de acciones de
alfabetización tecnológica para actores sociales municipales
Tomando como referente el trabajo de Valiente (2001) en función de ganar en
pertinencia y objetividad, se instituyeron las siguientes consideraciones:
teniendo en cuenta el carácter, la esencia del objeto social y el
contexto multivariado en que se desarrolla la actividad que realizan,
el contenido de la alfabetización tecnológica para los actores sociales
debe abarcar todo lo que puede resultar pertinente de los diferentes
campos del conocimiento de las TIC;
el diseño y aplicación del sistema de acciones debe considerar entre
sus principios rectores el de la relación entre la teoría, la práctica y
comportarse
como
un
sistema
abierto,
capaz
de
mantenerse
ordenado y adaptarse ante los cambios que se operan en la
tecnología y nuevas necesidades laborales y personales;
considerar
el
Método
de
Educación
Popular.
Aprovechar
la
oportunidad que brinda la existencia del caudal de conocimientos y
experiencia acumuladas por los sujetos de aprendizaje (adecuados o
no) e incorporarlo de forma activa, en función de resolver problemas
y la producción de nuevos conocimientos;
tener en cuenta en el proceso de enseñanza y aprendizaje de la
alfabetización tecnológica el requerimiento didáctico, relacionado con
considerar al grupo de actores sociales que participan en la
superación como un sistema, el cual está orientado a producir un
proceso de transformación, y en el que cada uno de sus elementos
tiene un comportamiento y un proceso de cambio en particular;
27
�
formular
los
objetivos
de
enseñanza
sobre
la
base
de
las
características y complejidad de las tareas que deberá enfrentar el
actor social, derivadas de las exigencias sociales a las que la
organización debe responder;
estructurar las tareas y actividades de aprendizaje considerando el
análisis y la búsqueda de solución a problemas específicos que
enfrentan los actores sociales en su actividad cotidiana como agente
del desarrollo local;
promover el intercambio de experiencias en la solución de los
problemas
de
su
objeto
social,
a
través
de
una
adecuada
organización y concepción del trabajo metodológico, de manera tal
que se propicie una fuerte e intensiva actividad grupal donde se
emitan juicios críticos, al mismo tiempo que se logra un clima de
confianza entre todas las partes involucradas en el proceso de
enseñanza y aprendizaje.
CONCLUSIONES
De los fundamentos y las investigaciones relacionadas con el proceso de
superación de actores sociales en los municipios, desde la perspectiva de la
alfabetización tecnológica, se desprende la necesidad de redimensionarlo,
de manera que se logre el uso pertinente de las TIC por parte de estos
directivos en las actividades que desarrollan
en función de garantizar la
efectividad de su gestión social.
En tal sentido se proponen tres acciones que no deben faltar en el proceso
de alfabetización tecnológica de actores sociales municipales:
Caracterización e Identificación del nivel de alfabetización tecnológica
(básico, intermedio y superior) que poseen los actores sociales, así
como el acceso y uso de las TIC;
Establecimiento de las acciones de alfabetización tecnológica, en
dependencia de los requerimientos que exigen los diferentes niveles
identificados en los actores sociales, a partir de una precisión adecuada
de los objetivos colectivos y personales de superación y desarrollo de
cada directivo;
28
�
Evaluación del impacto (interno y externo) como resultado de las
acciones de alfabetización tecnológica.
Para la concreción y la concepción sistémica del conjunto de acciones
orientadas a la superación en TIC, desde el inicio se debe tener claro, que
estas deben garantizar el proceso de cambio (desarrollo) del colectivo y de
forma individual para cada uno de los sujetos involucrados en el proceso de
alfabetización tecnológica, a partir de las funciones concebidas para estos
actores sociales, así como tener implícito las necesidades formativas e
intereses particulares.
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23.Vecino, F. (2000). La Educación Superior en Cuba. Experiencias, retos
y proyecciones. Conferencia especial. En: Convención Universidad
2000. La Habana.
24. Zilberstein, J. (2003). Control y evaluación. Diagnóstico pedagógico,
su importancia para la formación integral de los Estudiantes. Centro
de Referencia para la Educación de Avanzada (CREA), CUJAE.
31
�
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Fundamentos teóricos para el proceso de alfabetización tecnológica
de los actores sociales que integran el CAM
Creator
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Juana Marcia Laborde Chacón
Publisher
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Niurbis La Ó Lobaina
Type
The nature or genre of the resource
Folleto
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2015
Subject
The topic of the resource
Informatización
Description
An account of the resource
Material didáctico que aporta fundamentos teóricos y sugerencias metodológicas que sirven de base para la superación de los actores sociales que integran el CAM
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A language of the resource
Español
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FOLLETO
FUNDAMENTOS TEÓRICOS PARA EL PROCESO
DE ALFABETIZACIÓN TECNOLÓGICA
DE LOS ACTORES SOCIALES QUE INTEGRAN EL CAM
( Consejo de Administración Municipal)
JUANA MARCIA LABORDE CHACÓN
�Página legal
Título de la obra: Fundamentos teóricos para el proceso de alfabetización tecnológica
de los actores sociales que integran el CAM (Consejo de Administración Municipal), 31
pgs.
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015 – ISBN: 978 – 959 – 16 – 2553 - 3
1. Autor: M.Sc. Juana Marcia Laborde Chacón
2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Edición y Corrección: M.Sc. Niurbis La Ó Lobaina
Institución del autor: ISMM Dr. “Antonio Núñez Jiménez”
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015
La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de
tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y
distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus
autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas.
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Las coloradas s/n, Moa 83329, Holguín
Cuba
e-mail: edum@ismm.edu.cu
Sitio Web: https:// ismm.edum.edu.cu
�INTRODUCCIÓN
El siglo XXI se caracteriza por el desarrollo acelerado de las tecnologías
como una de las vías para que la ciencia constituya un elemento impulsor
del progreso humano; esto presupone que la sociedad esté involucrada
permanentemente en la gestión de conocimientos y aprendizaje como
condición esencial para convertirse en actora del proceso de desarrollo del
mundo contemporáneo.
Las universidades, en este contexto, deberán adecuarse cada vez más a las
necesidades de una sociedad que está cambiando sus demandas como
consecuencia de su propio desarrollo. Este proceso genera importantes
transformaciones que inciden en la cultura, el modo de acceso y uso de la
información, y contribuyen a la capacidad de generar nuevas perspectivas
de desarrollo humano.
Debido al impacto e influencia social que ejerce la información en todos los
ámbitos de la vida humana, se debate con fuerza en diferentes contextos el
tema referido a la llamada "alfabetización tecnológica” como un proceso que
antecede al de la “alfabetización informacional".
Según Casado Ortiz (2006), «Para poder conseguir una educación de
calidad a través del uso de las tecnologías es necesario una alfabetización
tecnológica entendida como la capacitación no solo instrumental, sino la
adquisición de las competencias necesarias para la utilización didáctica de
las tecnologías y poder acceder al conocimiento».
El sistema de educación cubano tiene entre sus líneas estratégicas el
desarrollo
de
habilidades
tecnológicas
en
los
diferentes
niveles
de
enseñanza, la extensión de la universidad y sus procesos sustantivos a los
territorios, los clubes de computación, entre otros, como parte del proyecto
de informatización de la sociedad cubana, de manera que propicie
generalizar y garantizar el acceso al conocimiento y la información en todos
los tejidos sociales.
Para
la
Educación
Superior
cubana,
enfrascada
en
un
proceso
de
Universalización, ofrecer alternativas de educación de pregrado y postgrado a
la totalidad de los ciudadanos del país, en medio de
las limitaciones de
recursos económicos, constituye un reto sin precedentes que enfrenta,
1
�tomando en cuenta las diferentes modalidades de cursos y los avances
alcanzados por las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC).
(Vecino, 2000)
Lo antes expuesto manifiesta la importancia de que se ejecuten acciones o
programas de alfabetización tecnológica en el territorio nacional, con énfasis
donde existan los medios disponibles, que aseguren la superación en este
sentido como parte intrínseca de un fenómeno mayor, la alfabetización
informacional.
Pero este proceso requiere tener en cuenta las peculiaridades y destrezas
adquiridas por los individuos y por las organizaciones que serán partícipes
de la alfabetización, sobre la base de proyectos en que se tracen los planes
a desarrollar.
En Cuba, ante la presencia de un panorama que involucra la sociedad en
general relacionado con el uso de las TIC, los directivos que intervienen en
la toma de decisiones en los territorios deben poseer los conocimientos y las
habilidades necesarias para enfrentar las demandas formuladas por la
revolución tecnológica que acontece en el mundo contemporáneo. Sin
embargo, aún no es suficiente la preparación de los Consejos
de
Administración Municipales (CAM) ante los nuevos retos que impone la
informatización de todos los procesos de su objeto social.
El desarrollo local de un municipio está directamente relacionado con la
formación y superación de sus profesionales. En particular es imprescindible
lograr que los actores sociales de cada municipio (es decir, aquellas
personas que intervienen directamente en la gestión de los procesos del
municipio) logren adquirir los conocimientos y habilidades mínimas que les
permitan tener un desempeño laboral más eficiente en el sentido del logro
de los objetivos con el uso adecuado de los recursos asignados.
No siempre las acciones de superación dirigidas a los actores sociales de
subordinación local de un municipio, relacionadas con el uso de las TIC, por
su concepción y ejecutoria en la actualidad, garantizan el nivel de
profesionalidad requerido para estos directivos y el impacto que se espera
en su desempeño, revelado a través de estudios de diagnósticos realizados.
2
�A partir del criterio antes expuesto se elabora este material didáctico con la
finalidad de aportar fundamentos teóricos y sugerencias metodológicas que
sirven de base para la superación de los actores sociales que integran el
CAM, en el conocimiento y uso de las nuevas tecnologías de la información
y las comunicaciones.
3
�DESARROLLO
La época actual, como resultado del desarrollo e influencia que ejercen las
tecnologías de la comunicación en todos los contextos, demanda del
hombre moderno la implementación de acciones de superación a lo largo de
toda la vida en correspondencia con las necesidades, potencialidades,
intereses individuales y colectivos.
A propósito Delors (1996) corrobora, al expresar:
Vemos el siglo próximo como una época en la que los individuos y los poderes
públicos considerarán en todo el mundo la búsqueda de conocimientos no sólo
como un medio para alcanzar un fin, sino también como un fin en sí mismo. Se
incitará a cada persona a que aproveche las posibilidades de aprender que se le
presenten durante toda la vida, y cada cual tendrá la ocasión de aprovecharlas.
En tal sentido, constituye una prioridad para los gobiernos, organizaciones,
grupos sociales e instituciones, el desarrollo e implementación de
estrategias de superación con carácter flexible y pertinente en
correspondencia con los avances y desafíos del mundo contemporáneo.
La superación dirigida a recursos humanos debe concebirse como una
educación permanente, la cual debe tener un carácter intencional con el
propósito de dar atención a las insuficiencias en la formación, o completar
conocimientos y habilidades no adquiridas anteriormente y necesarias para
el desempeño de su profesión.
Al referirse Tünnermann (1996) a la educación permanente, señaló que «la
educación permanente es una respuesta a la condición humana y a eso que
llamamos los signos de los tiempos. Es una respuesta a la crisis de la
sociedad contemporánea donde el aprendizaje deliberado y consciente no
puede circunscribirse a los años escolares y hay que lograr la reintegración
del aprendizaje y la vida […]».
El concepto de superación es identificado o asociado muchas veces como:
capacitación, formación y desarrollo, proceso de preparación, entre otros.
Relacionado con algunos términos que se asocian al proceso de superación,
en el trabajo de Leiva (2007) se argumenta, que en los países de América
Latina y el Caribe suelen utilizarse términos diferentes para denominar la
superación, tales como formación permanente, actualización, capacitación,
profesionalización, entre otros. Aunque puede que estos términos tengan
diferentes acepciones en distintos contextos nacionales, de manera general
son asumidas como expresiones particulares de la superación.
En tal sentido, la superación en su concepción más amplia es un proceso
continuo y permanente, conducente a la revisión y renovación de
4
�conocimientos, actitudes y habilidades previamente adquiridas. Su propósito
es el desarrollo del sujeto para su mejoramiento profesional y personal.
En ese mismo orden, González (2005) señala que «sus objetivos son de
carácter general: ampliar, perfeccionar, actualizar, complementar
conocimientos, habilidades y capacidades y promover el desarrollo y
consolidación de valores. Esto distingue la superación de la capacitación,
que tiene su significado más técnico o práctico».
López (1997) citado por González (2005) expone que la capacitación «es el
proceso que utiliza un procedimiento planeado encaminado a modificar
conductas, comportamientos y aumentar destrezas».
Por otro lado, en ocasiones se plantea que los términos de superación
profesional y posgrado son sinónimos, sin embargo, el primero es un
componente del segundo, lo que queda explícito en el Reglamento de
Posgrado del MES (2004), donde se establece que la educación de posgrado
se estructura en dos grandes direcciones: la Superación Profesional y la
Formación Académica.
El documento referido en el párrafo anterior, de manera explícita esclarece
que la superación profesional es aquel subsistema del posgrado, relacionado
con la formación permanente y actualización de los graduados, mientras
que la formación académica se relaciona con la educación posgraduada para
el logro de una competencia profesional elevada y avanzadas capacidades
para la investigación y la innovación.
Teniendo en cuenta lo pertinente del subsistema superación profesional con
el objeto de investigación de este trabajo, se abordarán algunos postulados
relacionados con este tipo de educación posgraduada.
Por otro lado, el mismo documento en su artículo 9, establece que «la
superación profesional tiene como objetivo la formación permanente y la
actualización
sistemática
de
los
graduados
universitarios,
el
perfeccionamiento del desempeño de sus actividades profesionales y
académicas, así como el enriquecimiento de su acervo cultural».
Así mismo, en la Estrategia de Preparación y Superación de los cuadros del
Estado y el Gobierno y sus reservas, aprobada en el Consejo de Estado de
la República (2010) esboza que «la superación profesional constituye la
base principal de la Estrategia, por la que transita la mayoría de los
cuadros. Debe proyectarse de forma gradual y ascendente, en
correspondencia con sus necesidades de aprendizaje, de acuerdo con los
cargos que desempeñan o para los que se están preparando».
En este sentido, Añorga, et al. (1995) puntualizan que «como parte de la
educación
permanente
la
superación
profesional
persigue
el
perfeccionamiento del profesional en la aplicación consciente del desarrollo
5
�científico-técnico en su radio de acción, esta constituye un conjunto de
procesos de enseñanza aprendizaje que posibilita a los graduados
universitarios la adquisición y el perfeccionamiento continuo de las
habilidades y conocimientos requeridos para un mejor desempeño de sus
responsabilidades y funciones laborales».
La definición anterior complementa la definición de superación profesional
que se asume en este trabajo, porque en el mismo se integran aspectos
esenciales y pertinentes con este proceso, en particular está en
correspondencia con los propósitos que se persiguen con la preparación y
desarrollo de los actores sociales, así como la utilización e incorporación
consciente de las tecnologías en los procesos propios de su objeto social.
Al igual, que el concepto de profesionalidad concebido en el trabajo de
Valiente (1997) citado por Valiente (2005), en el cual se abordan elementos
esenciales, tales como: profesionalidad, desempeño profesional y
competencia, entre otros, los cuales les infieren al proceso de superación
profesional un carácter de sistema por su estructura y funcionamiento.
La profesionalidad debe entenderse como el conjunto de competencias que
con una organización y funcionamiento sistémico hacen posible la conjugación
armónica entre el “Saber”, "Saber hacer" y "Saber ser" en el sujeto,
manifestado en la ejecución de sus tareas con gran atención, cuidado,
exactitud, rapidez y un alto grado de motivación; que se fundamenta en el
empleo de los principios,
métodos, formas, tecnologías y medios que
corresponden en cada caso, sobre la base de una elevada preparación
(incluyendo la experiencia) y que puede ser evaluada a través del desempeño
profesional y en sus resultados.
En el contexto cubano, diversos documentos de manera explícita en su
contenido, abordan los principios y exigencias que han de considerarse en la
formación y superación de los dirigentes. Entre los que se pueden citar: el
Decreto Ley 82 del Consejo de Estado de la República de Cuba de 1984 y el
contentivo de la Estrategia Nacional de Preparación y Superación de los
Cuadros del Estado y el Gobierno y sus reservas de 1995, que han sido
refrendados en el Decreto Ley 196 del Consejo de Estado de la República de
Cuba de 1999 y los Lineamientos e Indicaciones del Consejo de Ministros
para la instrumentación, ejecución y control de la aplicación de la política de
cuadros en los órganos, organismos y entidades del Estado y el Gobierno.
En el caso particular de la Estrategia de Preparación y Superación de los
cuadros del Estado y el Gobierno y sus reservas, como parte de la mejora
continua y a partir de las experiencias en la capacitación de los cuadros, de
acuerdo con las necesidades de cada momento y las exigencias que
imponen las condiciones actuales de desarrollo, se destaca entre sus
principios, el conocimiento y empleo de los métodos, técnicas y
herramientas para utilizar y analizar la información, incluye el empleo de las
6
�tecnologías de la información y las comunicaciones, así como la preparación
económica, jurídica, entre otros.
En la concepción de la Educación Avanzada, también se aportan ideas y
herramientas, las cuales potencian y fundamentan el precepto de la
importancia y la necesidad de la gestión de la superación para toda la vida.
Uno de sus fundamentos se sustenta en la premisa de que «La Universidad
nos prepara para toda la vida». (Añorga, 1995).
De ahí, la importancia de comprender el mensaje relacionado con que el
profesional debe continuar permanentemente con su educación para poder
mantener un perfeccionamiento profesional sin interrupción. Como primera
acción para cumplimentar el mencionado encargo, se especifica la
participación consciente de la autogestión del aprendizaje en tiempo y
forma.
En el mismo nivel, se le debe otorgar un lugar al sentido de responsabilidad,
ocupación y exigencia de sus jefes inmediatos y de todos los actores que
intervienen en su preparación, así como al seguimiento al control y
evaluación de las estrategias de superación de las áreas que atienden,
teniendo en cuenta el análisis, valoración sobre la objetividad y pertinencia
de las acciones concebidas en el plan de desarrollo en los plazos
establecidos.
Todos los conceptos y consideraciones señalados anteriormente son
inherentes al proceso de superación de los actores sociales de los
municipios, por cuanto enfatizan la idea de que el desarrollo profesional de
manera integral en todos los ámbitos, debe ser visto con carácter continuo,
permanente y sistémico.
Consideraciones generales sobre el proceso de superación de
los actores sociales de los municipios
Especial atención, de manera permanente, se le debe prestar al proceso de
superación en cualquiera de sus variantes de los actores sociales de los
Consejos de Administración Municipales (CAM), relacionado concretamente
con la actualización y perfeccionamiento continuo de los conocimientos y
habilidades requeridas en su desempeño, teniendo en cuenta el liderazgo e
influencia que estos ejercen en el desarrollo local y en el uso pertinente de
las TIC.
Un elemento a considerar en el proceso de superación de los actores
sociales está relacionado con las características que los identifican como un
grupo con intereses, motivaciones y condiciones particulares diferentes, así
como las distintas esferas de actuación y problemas profesionales que
deben enfrentar en su labor de dirección, lo cual trae como resultado que
existan entre ellos diferentes estilos para aprender.
7
�En este mismo contexto, se le debe conceder en el proceso de superación la
atención personalizada a las diferencias individuales dentro de la diversidad,
pues la misma multiplicidad que se observa en los municipios, relacionada
con el nivel de formación de su población, se manifiesta en sus actores
sociales. Por eso la realización de un diagnóstico con objetividad, a partir de
las necesidades de superación juega un papel determinante, así como la
evaluación, control sistemático y la retroalimentación durante todo el
proceso formativo.
Para Zilberstein (2003) el diagnóstico «es un proceso con carácter
instrumental, que permite recopilar información para la evaluación intervención, en función de transformar o modificar algo, desde un estadío
inicial hacia uno potencial, lo que permite una atención diferenciada».
Por otra parte, el mismo rigor y objetividad del diagnóstico, se le debe
otorgar a la evaluación de la efectividad de las acciones de superación y
desarrollo a partir del desempeño y los resultados alcanzados en la
actividad que dirige, los que servirán de fundamentos para medir el impacto
interno y externo del proceso de transformación.
De forma similar, el tratamiento del contenido, junto a los objetivos y otros
componentes del proceso de enseñanza y aprendizaje deben tener
características especiales, sobre la base de las fortalezas y debilidades para
cumplir las demandas y exigencias de su encargo social y las necesidades
de superación.
Otro elemento que le confiere al proceso de superación de los actores
sociales de un municipio un carácter especial, está relacionado con el
tiempo limitado que disponen para la superación o capacitación, por el tipo
de labor que realizan. Por lo que el proceso de enseñanza y aprendizaje
requiere de adecuación y flexibilidad al estilo de la educación no formal o
informal.
Según Preiswerk (2012), «la educación formal se refiere a la educación
escolar planificada, gradual. La educación no formal, se organiza fuera del
marco escolar, responde también a finalidades y métodos explícitos. La
educación informal no está programada, es la impartida por la familia o el
medio social».
Relacionado con el aprendizaje flexible, Moran y Myrlinger (1999) lo definen
como un enfoque centrado en el alumno, con amplios grados de libertad en
cuanto al tiempo, el lugar y los métodos de enseñanza y aprendizaje.
No se debe dejar de aprovechar la existencia del caudal de conocimientos y
experiencia acumulados por los actores sociales en diferentes ramas del
saber. Se hace necesario su incorporación de modo activo, en función de
resolver problemas y la producción de nuevos conocimientos.
8
�Significa entonces, que las acciones de superación deben
acompañadas de métodos activos de enseñanza y aprendizaje.
estar
En el proceso de superación de los actores sociales miembros del CAM La
implementación del método de educación popular (EP) es concebido por su
concepción y metodología. Basada fundamentalmente en la experiencia
práctica de las propias personas que aprenden, dando lugar al diálogo de
saberes, la crítica y la reflexión entre todos los miembros del grupo, lo que
trae como resultados la generación de conocimiento popular y colectivo.
El concepto de educación popular se adjudica en los años sesenta del siglo
XX, donde el educador brasileño Paulo Freire fue su principal promotor y
precursor en América Latina (considerado el padre de la educación popular).
En su postulado Freire (1971), fundamenta que: «La educación verdadera
es praxis, reflexión y acción del hombre sobre el mundo para
transformarlo».
En el trabajo de Torres (1988) se expone lo referido por Paulo Freire, en
una entrevista que él mismo le realiza «en toda sociedad hay espacios
políticos y sociales para trabajar desde el punto de vista del interés de las
clases populares, a través de proyectos aunque sean mínimos de educación
popular».
Al diseñar acciones de superación dirigidas a los actores sociales se debe
tener en cuenta lo planteado por Mirabal (2009) al expresar, «incoherente
sería preparar a los líderes en largos períodos de tiempo que, además, los
separe de su trabajo diario. Debe ser desde su propia práctica que se
apropien de los conocimientos necesarios y se encaminen las
transformaciones. Para lograr esto, los diseños de las capacitaciones,
podrían tener como eje fundamental la concepción de la Educación Popular
(EP)».
La contribución principal de la EP es el concepto de concienciación, palabra
que describe el despertar del autoconcepto positivo del hombre en relación
con su ambiente y con la sociedad por medio de una educación liberadora
que trata al que aprende como sujeto (agente activo) y no como objeto
(agente pasivo), pone de relieve el pensamiento reflexivo como elemento
clave, y busca que los hombres adquieran una conciencia crítica de su
realidad para transformarla.
La concienciación es el despertar de la conciencia, un cambio de mentalidad
que implica comprender realista y correctamente la ubicación de uno en la
naturaleza y en la sociedad; la capacidad de analizar críticamente las
causas y las consecuencias de los hechos y de establecer comparaciones
con otras situaciones y posibilidades […] (Freire, 1971, 2002), citado por
Saldívar (2012).
9
�El beneplácito de la educación popular en muchos países y con énfasis en
Latinoamérica ha sido en gran medida por la transformación efectiva que se
logra en el proceso de enseñanza y aprendizaje, como resultado de la
aplicación de su metodología, la cual se fundamenta en técnicas y
dinámicas participativas que se caracterizan por su carácter ameno,
emprendedor y motivador, con el propósito de promover y mantener el
interés del grupo, facilitando la cohesión grupal, la reflexión, el diálogo y el
análisis que parten de la realidad y experiencia de los participantes en
función de su propio proceso de formación.
En el contexto cubano la educación popular tiene sus fundamentos en el
ideario pedagógico de José Martí, la extrapolación de los preceptos de Paulo
Freire, el pensamiento de Fidel Castro, así como las reformas educativas
generadas en el proceso revolucionario cubano, las cuales alcanzan a toda
la sociedad.
En la obra de José Martí Pérez, están vigentes las pautas y propósitos que
hoy se plantean en la Educación Popular. «Educar es depositar en cada
hombre toda la obra humana que le ha antecedido: es hacer a cada hombre
resumen del mundo viviente, hasta el día en que vive: es ponerlo al nivel de
su tiempo, para que flote sobre él, y no dejarlo debajo de su tiempo, con lo
que no podrá salir a flote; es preparar al hombre para la vida». (Martí,
1883)
De igual manera, como cualquier proceso de superación debe ser
preconcebido como un sistema, a partir de la integralidad de contenidos,
contemplando y combinando formas, modalidades, plazos de tiempo y
recursos necesarios para que sea eficiente y específica, dirigido a satisfacer
las necesidades de cada actor social, identificadas en el diagnóstico, en
correspondencia con los planes de desarrollo del territorio.
La concepción sistémica de la superación es el resultado de la elaboración
teórica y metodológica y el proceso de su aplicación práctica, que
comprende las acciones para el diseño y realización de la planificación, la
organización, la ejecución, la regulación, el control y la evaluación del
proceso encaminado al desarrollo integral de los recursos humanos a través
de la superación, considerando para ello el enfoque de sistema (Valiente,
2001).
Todas estas consideraciones permiten sintetizar que la superación dirigida a
los actores sociales, se presenta como el conjunto de procesos de
adquisición de conocimientos, habilidades y valores, la cual ocurre a lo largo
de la vida del individuo, apoyada en la autogestión del aprendizaje. Así
como, contribuye al logro de un nivel cualitativamente superior desde el
punto de vista personal, profesional y científico.
10
�Para que esto se logre se deben trazar acciones y estrategias que amplíen
al máximo las oportunidades de superación en cada uno de los espacios
laborales; donde se pongan en práctica la modalidad y formas organizativas
que más se ajusten al grupo de participantes, desde los contextos de su
propia práctica, intereses y experiencias, para propiciar el debate, la
reflexión colectiva, la autogestión del aprendizaje y la socialización en la
construcción del conocimiento.
No se debe concebir en la actualidad ningún proceso de superación dirigido
a los actores sociales de un municipio, si no se tienen en cuenta acciones
que involucren la aplicación de las Tecnologías de la Información y las
comunicaciones en los procesos sustantivos de la actividad que realizan de
manera cotidiana.
El criterio anterior tiene sus bases en los presupuestos de Fernández
(1997), Herrero, et al. (2003), Cabero (2005), Castañeda (2003), entre
otros, al reflejar de manera global la importancia y pertinencia de las TIC en
los diferentes contextos, donde se desarrolla la actividad humana.
«Estas tecnologías están cambiando radicalmente las formas de trabajo, los
medios a través de los cuales las personas acceden al conocimiento, se
comunican y aprenden, y los mecanismos con que acceden a los servicios
que les ofrecen sus comunidades: transporte, comercio, entretenimiento y
gradualmente también, la educación formal y no formal, en todos los
niveles de edad y profesión».
En tales condiciones es evidente que el hombre de hoy reclama con
urgencia una educación tecnológica, que le permita convertirse en
arquitecto consciente de su porvenir, lo cual lleva implícito un elevado peso
del componente creativo.
Se requiere entonces de acciones educativas que hagan competentes a las
personas, a las comunidades y a las sociedades para adaptarse a lo nuevo y
transformar su realidad mediante el permanente desarrollo de la creatividad
y la formación de una cultura tecnológica como dimensión de la cultura
general (Borroto, 1995).
El proceso
sociales
de
alfabetización
tecnológica
de
los
actores
El proceso de alfabetización tecnológica es sin lugar a dudas un paradigma
que marca el desarrollo de la sociedad moderna y reafirma la necesidad de
un aprendizaje para toda la vida, por lo cual se deben generar acciones en
función de dar un tratamiento diferenciado a cada uno de los ciudadanos,
con el propósito de incorporar las aplicaciones informáticas y habilidades
necesarias en el uso de las TIC en la actividad que realizan, en el cual los
actores sociales de los territorios por su condición deben ser unos de los
primeros beneficiarios.
11
�No se concibe en la sociedad de hoy un profesional de cualquier esfera del
saber, que no incluya el uso de las computadoras como medio auxiliar de
trabajo o como vía de acceso rápido a la información especializada
disponible en internet haciéndose necesario una capacitación continua a
causa del vertiginoso avance de estas novedosas técnicas en
correspondencia con el desarrollo actual (Fernández, 2005).
El proceso de alfabetización tecnológica de los actores sociales debe
concebirse como un sistema capaz de integrar todos los elementos
singulares que lo conforma, a partir de un diagnóstico que permita conocer
las necesidades de formación, teniendo en cuenta las experiencias prácticas
de los participantes en las TIC, sobre las cuales pueden construirse nuevas
habilidades dando cumplimiento a los objetivos propuestos en las diferentes
fase de la superación.
Las habilidades en las tecnologías de la información en el contexto de la
alfabetización tecnológica le posibilita a los actores sociales destrezas en el
uso del ordenador y sus dispositivos (conocimiento práctico del hardware),
aplicaciones actuales de computación, con énfasis en aquellas que se
relacionan con su perfil profesional y de interés personal; así como trabajar
con soltura con al menos un sistema operativo, siendo capaz de organizar,
procesar y recuperar información, trabajo con redes, entre otros.
El desarrollo de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) y
su aplicación, que ya alcanza la mayor parte de la actividad humana,
presupone nuevas necesidades de superación, un cambio radical en el
tratamiento de la información, caracterizada por la reducción de la brecha
digital, las desigualdades sociales y de conocimiento, como retos que
impone una nueva era.
Las tecnologías de información se componen de cualquier herramienta
basada en computadora que la gente utiliza para trabajar con información,
apoyar a la información y procesar las necesidades de información de una
organización. Incluyendo a las computadoras personales, Internet, teléfonos
móviles, asistentes personales digitales y todo aquel dispositivo similar
(Haag, Cummings & McCubbrey, 2004).
Para la sociedad actual el acceso y uso de la información es de vital
importancia en cualquier contexto, constituye un desafío para el hombre en
la "Era de la Información o sociedad de la información" saber encontrarla y
evaluarla de manera responsable, a partir de la necesidad de su uso.
En este sentido, es una realidad que, el surgimiento de la sociedad de la
información trae consigo una sucesión de transformaciones que han influido
en todas las esferas sociales. Con relación al tema, Valenti (2002), refiere
que: «el surgimiento de la sociedad de la información se debe al hecho de
poder transformar la información en conocimiento útil, crear nuevas
12
�industrias, nuevos y mejores puestos de trabajo y mejorar la forma de vida
de la sociedad en su conjunto por medio de un desarrollo basado en el uso
del conocimiento».
Un año más tarde la Declaración de Principios de la Cumbre Mundial de la
Sociedad de la Información, (2003) se pronuncia por lograr una sociedad de
la información:
es imprescindible establecer y desarrollar el acceso a la información y al
conocimiento, así como integrar a todas las partes interesadas con las
posibilidades que ofrecen los diferentes programas existentes con vista a
acrecentar, tanto las competencias como las posibilidades de acceso de los
usuarios y la diversidad de opciones existentes, así como para posibilitar que
dichos usuarios desarrollen las soluciones que mejor se ajusten a sus
necesidades de información.
Es preciso insistir sobre el reto que impone la sociedad de la información,
por ejemplo, antes estar alfabetizado implicaba aprender a leer y a escribir.
Hoy, la sociedad actual exige el desarrollo de habilidades adicionales que
dependen de otras circunstancias como resultado del desarrollo tecnológico
en el ámbito de la información y las comunicaciones, lo cual presupone una
ineludible educación continua a lo largo de toda la vida.
A pesar que el término de alfabetización es elemental y conocido en sentido
general, es rico en significados y más aún cuando se refiere a nuevas
formas que se fundamentan en destrezas especificas o conceptos generales,
como es la alfabetización informacional y la alfabetización tecnológica, entre
otras; como consecuencia del propio desarrollo de la sociedad.
Al tratar el término de alfabetización se debe tener en cuenta lo que refiere
Ferreiro (2004), cuando señala:
estamos en un dominio donde primero las cosas se dicen en inglés y luego se
traducen, con poca o nula fortuna, a las otras lenguas. No hay una buena
equivalencia entre el inglés “literacy” y el español “alfabetización”. “Literacy”
es más apto para designar el aprendizaje de las prácticas sociales vinculadas
con la producción, uso y circulación de lo escrito, mientras que el español
“alfabetización” remite más directamente al aprendizaje del alfabeto como tal.
Es pertinente insistir sobre el significado del término “alfabetización “en el
contexto de la alfabetización informacional o tecnológica por citar alguna,
pues algunas personas no se consideran analfabetos en TIC, si tienen
insuficiente conocimiento (o destreza) en esa área del saber para hacer uso
de las tecnologías en la actividad que realizan y con fines personal. Lo que
sí es una realidad que a la misma velocidad que progresa la ciencia y la
tecnología surgen nuevas necesidades de alfabetizar.
Otra característica del analfabetismo funcional o tecnológico, muy
relacionado con lo anterior, expresa García (2013), “es su retroactividad. Es
13
�decir, quien no es un analfabeto tecnológico hoy puede serlo mañana. Esto
se hace evidente, además, en dos vertientes distintas: el analfabetismo
funcional o tecnológico puede permanecer en estado latente durante años,
sin causar el mínimo problema, y, de pronto surgir a la hora de un cambio
en el entorno. Este sería el caso sufrido por miles de directivos de nivel
medio a la hora de afrontar una renovación tecnológica en sus empresas.
De la noche a la mañana, es necesario disponer de una serie de
conocimientos que, en algunos casos, escapan a las posibilidades de
muchos por motivos diferentes”
Refiriéndose al analfabetismo funcional García (2013) puntualiza que “es
una nueva modalidad de analfabetismo que trasciende a las necesidades
básicas de saber leer y escribir; algunos autores señalan que el
analfabetismo funcional está compuesto por el analfabetismo informático
(carencias de habilidades para el uso de la computadora) y el idiomático
(carencia del idioma que se universaliza en la red), el inglés, pero esta es
una versión restringida.”
Para Olsen y Coons (1989) queda explicito que «La alfabetización puede
definirse como la posesión de las destrezas que se necesitan para
conectarse a la información imprescindible para sobrevivir en sociedad»
(Citado por Bawden, 2002).
Por otra parte, no todos los hombres del planeta están en igualdad de
condiciones ante el hecho de acceder a la información y dominar las
competencias tecnológicas que demanda el desarrollo de las TIC, donde los
más ricos están en mejores condiciones de acceso, lo que acentúa cada día
más la llamada división o brecha digital sobre los que no tienen la
posibilidad de acceder a la información de manera fácil, por no contar con
los recursos necesarios, acrecentando las diferencias ya existentes entre
países y grupos sociales.
En este mismo sentido en el Informe de Tendencias de la Federación
Internacional de Asociaciones e Instituciones Bibliotecarias IFLA (2013),
identifica cinco tendencias de alto nivel que configuran el entorno global de
la información, que abarcan el acceso a la información, la educación, la
privacidad, el compromiso cívico y la transformación tecnológica. Las que se
enumeran a continuación:
1. Las nuevas tecnologías expandirán y, a su vez, limitarán el acceso a
la información.
2. La educación en línea democratizará y modificará el aprendizaje
global.
3. Los límites de la privacidad y la protección de datos serán
redefinidos.
4. Las sociedades hiperconectadas escucharán y empoderarán nuevas
voces y grupos.
14
�5. La economía global de la información se transformará por las nuevas
tecnologías.
Tal como refiere el Informe de Tendencias de la IFLA, las TIC han alterado
profundamente el ciclo tradicional de la información (creador, editor,
distribuidor, minorista, biblioteca, lector o usuario final) y desafían los
modelos ya establecidos de negocios y los marcos normativos al facilitar
nuevas formas de competencia con nuevos modelos de acceso.
Todavía existen sociedades o grupos sociales marginados que ofrecen
resistencia para utilizar las TIC; una causa puede ser el no comprender su
uso, lo que trae como consecuencia la no incorporación de las mismas a las
actividades que realizan o por no tener a su alcance los medios
tecnológicos. Cualquiera que sea el motivo, estos sujetos están llamados a
ser analfabetos en tecnologías.
En relación con el “analfabetismo tecnológico”, Meza (2002) citado por Lima
(2006) refiere que es la incapacidad para utilizar las TIC, tanto en la vida
diaria como en el mundo laboral y que no está reñido con la educación
académica en otras materias, es decir, cualquiera puede ser un "analfabeto
tecnológico" independientemente de su nivel de educación e incluso de su
clase social o su poder adquisitivo.
Aquellas personas que no saben desenvolverse en la cultura y tecnología
digital (saber conectarse y navegar por redes, buscar la información útil,
analizarla y reconstruirla, comunicarla a otros usuarios) no podrán acceder
a la cultura y al mercado de la sociedad de la información.
No son pocos los que consideran que la solución al problema incipiente del
analfabetismo tecnológico no debe ser diferente al tratamiento dado al
analfabetismo clásico en el siglo pasado. De la misma manera, el acceso a
las TIC ha de recibir el mismo respaldo que recibe hoy día el acceso al
conocimiento general, es decir, del mismo modo que se crean bibliotecas
públicas y programas de formación con cierta flexibilidad e intencionalidad
para enseñar o fomentar la lectura, la escritura y las reglas matemáticas
elementales, deben buscarse alternativas para la difusión de las tecnologías
de uso común.
Resulta entonces una tarea de primer orden la búsqueda de alternativas
para enseñar los procedimientos básicos necesarios de las tecnologías de
las comunicaciones, sin exclusión social, con el fin de posibilitar una mejor
formación para afrontar los retos de la sociedad contemporánea.
Sobre este hecho en particular Álvarez (2005) establece que «la
alfabetización tecnológica es el proceso de dar los primeros pasos en el
acercamiento al mundo de la información para relacionarnos con él».
15
�La alfabetización tecnológica aborda la aplicación sistemática de
conocimientos científicos y tecnológicos básicos, el dominio, la comprensión,
el uso racional interactivo, ético y creativo de equipos, herramientas,
procesos, manuales, programas y modelos, que permiten solucionar
problemas y llenar necesidades que contribuyan al mejoramiento de la
calidad de vida personal y colectiva de los sujetos en el marco del desarrollo
sostenible. (Meza, 2002).
Por consiguiente el desarrollo de acciones para cualificar y alfabetizar en el
uso de las TIC sirve como instrumento de cohesión social, propicia el
aprendizaje a lo largo de toda la vida, por los propios procesos de cambios
de la tecnología, derivados del desarrollo acelerado que ha tenido lugar en
las últimas décadas.
Desde esta misma perspectiva en la Declaración de Alejandría (2005), se
postula que “El aprendizaje a lo largo de la vida permite que los individuos,
las comunidades y las naciones alcancen sus objetivos y aprovechen las
oportunidades que surgen en un entorno global en desarrollo para
beneficios compartidos. Ayuda a las personas y a sus instituciones a
afrontar los retos tecnológicos, económicos y sociales, a remediar las
desventajas y a mejorar el bienestar de todos“.
Bajo esta óptica surge la necesidad de promover acciones orientadas a
lograr una alfabetización tecnológica sin exclusión, en correspondencia con
lo proclamado por la UNESCO, relacionado con que la educación debe
constituirse en un proceso continuo y permanente, a lo largo de toda la vida
y que al mismo tiempo contribuya a la participación ciudadana y el
desarrollo local.
Alrededor del concepto de alfabetización, sin importar su apelativo, surgen
entonces implicaciones de contexto socioeconómico, político y cultural, de
prácticas cotidianas y construcción colectiva de conocimiento, que ponen
sobre el escenario educativo el gran reto de diseñar una alfabetización que
aproveche las TIC como medio (no como fin) para formar personas activas,
creativas, que tienen destrezas, navegan, encuentran, comprenden nuevas
estructuras narrativas, critican, producen, crean, reflexionan, dialogan,
interactúan, contextualizan y distribuyen información sin intermediarios
(Vega, 2011).
Diversos autores han aportado sus concepciones al reconocimiento del
vínculo necesario entre la alfabetización informacional y tecnológica.
Un ejemplo de esto es: La Association of College and Research Libraries
(ACRL, 2000), la cual patentizó que «Las aptitudes para el acceso y uso de
la información están en relación con las destrezas en tecnologías de la
información, pero tienen unas implicaciones mucho más amplias para el
individuo, el sistema educativo y la sociedad. Las destrezas en tecnologías
16
�de la información capacitan a un individuo para usar ordenadores,
aplicaciones informáticas, bases de datos y otras tecnologías para alcanzar
una gran variedad de metas académicas, laborales y personales. Los
individuos competentes en el acceso y uso de la información
necesariamente tienen que dominar determinadas destrezas tecnológicas».
Se presupone, entonces, que la alfabetización tecnológica debe
desarrollarse en el contexto de la alfabetización informacional, como
elemento básico para poder enfrentar sus desafíos. Tal como se ilustra en el
gráfico siguiente.
Alfabetización Informacional
Alfabetización Tecnológica
Figura 1.
La alfabetización tecnológica. Proceso
alfabetización informacional. Fuente: elaboración propia.
base
para
la
La función que desempeña la alfabetización tecnológica en la alfabetización
informacional es vital y trascendente, porque ella es la que aporta los
conocimientos para saber qué hacer con las tecnologías y abrir el camino a
la segunda. Ello se traduce en una formación proactiva y autónoma en los
individuos, que les permite elegir sus propias vías de aprendizaje (De la
Cruz y Martí, 2005).
En ocasiones surge la duda sobre los términos: alfabetización en tecnologías
de la información (ATI), digital o informática, por la posibilidad real de
transgredir la frontera de uno y otro.
Sobre esto en particular se refirió en su trabajo Fresno (2007) cuando
señala al referirse a la ATI:
Este término fue acuñado por algunos autores para referirse a la adquisición
de destrezas que permiten finalmente que el usuario utilice la información
disponible en los medios digitales y que incluye la alfabetización informática y
la alfabetización digital. Por alfabetización tecnológica, se entiende también la
capacidad de utilizar las computadoras, con énfasis en el manejo de las
herramientas y los programas informáticos, si bien, también se llegan a incluir
las habilidades para su aplicación.
Al referirse a la alfabetización digital se debe reflexionar sobre los diferentes
tipos de planteamientos y definiciones, los que, de manera acertada, han
17
�analizado: Área, et al. (2008), Cabero y Llorente (2006), Benito-Peregrina
(2008) y Cabrero, et al. (2011), entre otros. Con relación al último trabajo,
ofrece algunos comentarios de manera reflexiva que pueden ser utilizados
en la alfabetización tecnológica que se concibe para los actores sociales
implicados en la presente investigación:
hablar de alfabetización digital requiere hacerlo de una alfabetización
que supera con creces el mero dominio tecnológico e instrumental de
las TIC;
supone no sólo la capacidad de recepción de mensajes, sino también
la construcción de los mismos;
utilizar los medios y las tecnologías en su vida cotidiana no sólo como
recursos de ocio y consumo, sino también como entornos para la
expresión y la comunicación con otras personas;
supone comprender la alfabetización como actitud de uso para la
comunicación.
En Cabrero, et al. (2011), se expresa de manera convincente que:
ser competente en la utilización de las tecnologías de la información y
la comunicación como instrumento de trabajo intelectual incluye
utilizarlas en su doble función de transmisoras y generadoras de
información y conocimiento. Se utilizarán en su función generadora al
emplearlas, por ejemplo, como herramienta en el uso de modelos de
procesos matemáticos, físicos, sociales, económicos o artísticos.
Del mismo modo, este trabajo precisa que la competencia en TIC permite
resolver problemas reales, tomar decisiones, trabajar en entornos
colaborativos ampliando los entornos de comunicación para participar en
comunidades de aprendizajes formales e informales, y generar producciones
responsables y creativas. Lo cual es oportuno y constituye una pauta a
considerar en el proceso de alfabetización tecnológica de actores sociales.
Por otro lado, hoy en día han mantenido una presencia constante en la
literatura otros conceptos relacionados con el término información y su
enlace con la alfabetización y el conocimiento en sentido general; como es
el de alfabetización tecnológica que algunos autores lo asocian con
sinónimos como alfabetización en informática/electrónica/de información
electrónica y otras formas de alfabetización necesarias para la capacitación
básica de los ciudadanos en los complejos entornos informacionales.
En el trabajo de Badewn (2002), se reconoce que la concepción más amplia
de alfabetización informática es la sostenida por Shapiro y Hughes (1996),
que describen un programa de alfabetización informática basado en siete
dimensiones, que a su vez son otras alfabetizaciones:
18
�
alfabetización en herramientas – conocimiento y uso de las
herramientas dentro de las tecnologías de la información, incluyendo
el hardware, el software, y los programas de multimedia;
alfabetización en recursos – conocimiento de las formas y métodos de
acceso a los recursos informacionales, especialmente los que están
en red;
alfabetización socio- estructural – comprensión de la situación social
y de producción de la información;
alfabetización investigadora – uso de las herramientas de TI para la
investigación y el trabajo académico;
alfabetización para la publicación – habilidad para difundir y publicar
información.
Alfabetización en las tecnologías incipientes – capacidad para comprender
las innovaciones en TIC, y para tomar decisiones inteligentes con respecto a
las nuevas tecnologías;
Por otro lado, Casado (2006) conceptualiza la alfabetización digital como «el
proceso de adquisición de los conocimientos necesarios para conocer y
utilizar adecuadamente las infotecnologías y poder responder críticamente a
los estímulos y exigencias de un entorno informacional cada vez más
complejo, con variedad y multiplicidad de fuentes, medios de comunicación
y servicios».
Otro aspecto que ha sido objeto de debate en diferentes foros es lo
referente a la relación que existe entre la alfabetización científica y la
tecnológica. Se insiste sobre la diferencia en materia de objetivos: las
ciencias enfocarían principalmente el conocimiento, y las tecnologías, la
acción. El informe de UNESCO del proyecto 2000+ refleja bien esta posición
clásica:
«La distinción (entre cultura científica y cultura tecnológica) resulta del
hecho de que la ciencia se preocupa esencialmente de comprender los
fenómenos y de arribar a probar „verdades‟ científicas, mientras que el fin
de la tecnología es el de aportar soluciones a problemas concretos».
Según Ortega (2009) los orígenes del concepto alfabetización tecnológica se
derivan del concepto alfabetización científica, concepto que surge a su vez
por la necesidad de que las personas se adecuen a su entorno.
En el contexto de la sociedad de conocimiento, los estudiosos del mundo de
la información señalan la importancia de promover una alfabetización en
función del desarrollo de destrezas para el uso del ordenador y
competencias básicas del individuo en la utilización de las tecnologías de la
información en cualquier contexto social, lo que complementa el concepto
de Alfin en la que se cita la alfabetización tecnológica, entre otras.
Para Ortega (2009), la incorporación a la sociedad del conocimiento:
19
�es posible mediante la alfabetización tecnológica. Para poder conseguir una
educación de calidad a través del uso de las tecnologías es necesario una
alfabetización tecnológica entendida como la capacitación no solo
instrumental, sino la adquisición de las competencias necesarias para la
utilización didáctica de las tecnologías y poder acceder al conocimiento. A
través de la alfabetización tecnológica se democratizan los procesos de
formación y se consigue la inclusión social, laboral y una mejora en la calidad
de vida.
También se había coincidido unos años antes en el trabajo de Área (2002),
donde puntualiza el criterio relacionado con que no es suficiente el
desarrollo de conocimientos y habilidades instrumentales en la concepción
de la alfabetización tecnológica. Al mismo tiempo se recomiendan los
preceptos sobre alfabetización concebido por el pedagogo brasileño Paulo
Freire, los cuales ya han sido abordados en el epígrafe anterior.
La formación o alfabetización tecnológica de los ciudadanos, en consecuencia,
requiere no sólo desarrollar los conocimientos y habilidades tanto
instrumentales como cognitivas en relación con la información vehiculada a
través de nuevas tecnologías (manejar el software, buscar información, enviar
y recibir mensajes electrónicos, utilizar los distintos servicios del www, etc.),
sino también requerirá plantear y desarrollar valores y actitudes de naturaleza
social y política con relación a las tecnologías. En este sentido, creo que sería
conveniente recuperar algunos postulados del pedagogo Paulo Freire (Freire y
Mace-da (1989)) sobre el sentido y finalidad de la alfabetización. Sus
experiencias y teorías educativas fueron formuladas hace casi treinta años
para hacer frente al analfabetismo en países del Tercer Mundo, pero los
principios socioeducativos, considero, que son aplicables y válidos para
plantearnos programas educativos destinados a facilitar la formación en el
acceso a la información y conocimiento transmitido por medios y tecnologías
digitales. (Área, 2002).
Lo anterior exige en los momentos actuales, poner especial atención a los
planes de superación en los municipios, los cuales deben estar
direccionados en función del uso pertinente de las TIC, de ahí que se
impone la necesidad de preparar a los actores sociales en el dominio de los
conocimientos básicos de la tecnología y la potenciación de habilidades que
contribuyan a la solución de los problemas de su objeto social.
Un aspecto que incide en el desarrollo de una localidad es el de las
competencias de sus dirigentes para la toma de decisiones, las cuales no
siempre todos las poseen en el interactuar cotidiano con la información y el
uso de las TIC.
Por consiguiente se sugiere el despliegue de un proceso de alfabetización
tecnológica dirigida a la capacitación de los actores sociales en el contexto
municipal, a partir de las necesidades, intereses y potencialidades
individuales y colectivas en función del desarrollo local y desarrollo
personal.
20
�En este sentido Ortega (2009) refiere que la alfabetización incide en la
capacitación y adquisición de competencias para la mejora de la formación,
la empleabilidad, el desarrollo personal y social a través de la participación
activa. En el caso concreto de la alfabetización tecnológica se consigue:
competencias para saber utilizar las tecnologías;
competencias socio-comunicativas;
se aprende a gestionar el conocimiento;
se desarrolla el aprendizaje autónomo y el colaborativo;
se aprenden a tomar decisiones;
aprendizaje de nuevas formas de interacción y participación social;
se generan comunidades virtuales y redes sociales;
se logra una inclusión laboral, empleabilidad;
visión crítica de las tecnologías;
se disminuyen las rupturas intergeneracionales;
se fomenta el aprendizaje a lo largo de la vida.
Lo anterior implica que el proceso de alfabetización tecnológica promueve la
utilización crítica de las tecnologías, así como la preparación necesaria para
beneficiarse de sus diversas potencialidades en las disímiles ramas del
conocimiento, en las que se encuentran las pedagógicas, educativas,
dirección, sociales y comunicativas, por citar algunas pertinentes para la
superación de los actores que intervienen en las decisiones e inciden en el
progreso territorial.
En este contexto se hace necesario establecer acciones encaminadas a
favorecer el desarrollo profesional de los actores sociales en los municipios,
desde la perspectiva de la alfabetización tecnológica, a partir de un análisis
histórico lógico de la evolución por la que ha transitado la superación en
alfabetización tecnológica de estos agentes que tienen incidencia activa en
el desarrollo local.
Tendencias históricas de la superación y la alfabetización
tecnológica de los actores sociales municipales
En el desarrollo histórico del proceso de superación en alfabetización
tecnológica para actores sociales municipales en Cuba, después del triunfo
de la Revolución, pueden diferenciarse dos etapas fundamentales (1996 –
2002, 2002– hasta la fecha) que se pueden caracterizar a partir de
considerar los fundamentales indicadores:
21
�
las condiciones socioeconómicas existentes;
los objetivos de la superación de los actores sociales para el
desarrollo del municipio;
las formas de superación y alfabetización tecnológica utilizadas.
En la determinación de las tendencias históricas de la superación y la
alfabetización tecnológica de los actores sociales municipales, se tuvo en
cuenta algunos aspectos que se consideran antecedentes de este proceso
desde el punto de vista histórico-lógico.
Tras el triunfo de la Revolución cubana en enero de 1959, se suscitaron en
el país un conjunto de medidas de carácter organizativo y transformador en
todos los municipios, con el propósito de dar solución a los problemas
heredados de la época neocolonial. Como proceso importante resalta la
Revolución educacional y las acciones estratégicas concebidas para
extender la educación a todos los municipios del país, en paralelo con la
campaña de alfabetización.
Se priorizó el sector de la salud y la educación. Se crea el Ministerio de
Educación Superior con su Sistema de la Educación de Postgrado (1976), la
Comisión de Extensión Universitaria para la integración Universidad –
Pueblo, surgen nuevos centros universitarios. Se identifica como necesidad
el trabajo con los cuadros y dirigentes en los territorios, se establece con
carácter jurídico el Sistema de trabajo con los Cuadros del Estado (Decreto
Ley No. 82 del 13 de septiembre de 1984), así como la concepción de la
preparación y superación de cuadros como uno de sus subsistemas.
El contenido de la superación y la capacitación de los dirigentes se
encauzaron en sentido general hacia las direcciones político-ideológica,
científico-teórica, cultura general y dirección científica. Independientemente
de la voluntad política y esfuerzos realizados de manera centralizada en
función de la capacitación de los actores sociales en los municipios, no se
visualizaron grandes transformaciones en estos; por la falta de
sistematicidad y concepción sistémica del proceso.
A continuación se enuncian algunos elementos esenciales que influyen en la
superación desde la perspectiva de la alfabetización tecnológica de los
actores sociales municipales al arribar el año 1996 (inicio de la
informatización de la sociedad cubana).
la dimensión socioeconómica muy compleja. Se recrudece el bloqueo
económico;
la superación de los actores sociales de forma centralizada, no se
corresponde con las necesidades específicas del municipio, el modo
de actuación del actor social y particularidades del aprendizaje;
22
�
los bienes y servicios de cómputo muy limitados, lo cuales influyeron
de manera directa en la efectividad y objetividad de la superación en
las TIC;
se comienza a partir de la década de los 80, con la aprobación del
Programa de Computación para la Educación Superior cubana, a
impartirse cursos cortos de computación básica a organismos y
empresas;
no se disponen de programas de alfabetización tecnológica orientados
a los actores sociales municipales.
Así se pueden resumir las etapas siguientes:
Primera etapa: (desde 1996 hasta el 2002). Inicio de acciones orientadas a
la sistematización de la superación en alfabetización tecnológica de los
actores sociales.
La primera etapa se corresponde con el inicio del proceso de informatización
de la sociedad cubana (a partir del año1996), en el cual se identifica la
conveniencia y necesidad de dominar e introducir en la práctica social las
Tecnologías de la Información y las Comunicaciones de manera ordenada y
masiva. Con el propósito de lograr una cultura digital en la vida cotidiana y
profesional, lo cual se revierte en una mayor eficacia y eficiencia en todos
los procesos y por consiguiente un incremento en la calidad de vida de
todos los ciudadanos.
En el informe de la II Fase de la Cumbre Mundial sobre Informatización, se
parte del criterio, de que la estrategia cubana de informatización está
contenida en el Programa Rector de la Informatización de la Sociedad en
Cuba, en el que se contempla siete áreas de acción, en las que tienen
presencia: utilización de las TIC en la Dirección, Sistemas y Servicios
Integrales para los ciudadanos, utilización de las TIC en el Gobierno, la
Administración y la economía y formación digital, entre otras.
Los actores sociales en los municipios no están al margen de las grandes
transformaciones y cambios que ocurren producto al desarrollo continuo de
la sociedad moderna, están en el mismo epicentro de estos procesos
evolutivos, ello provoca la necesidad de contar cada vez más con cuadros
que posean los conocimientos, habilidades y destrezas necesarias para
lograr el cumplimiento de sus funciones y un desempeño competitivo para
enfrentar los retos científicos tecnológicos del mundo contemporáneo.
Con esa perspectiva, el avance del modelo económico cubano demanda de
cuadros y profesionales preparados que dominen los enfoques,
conocimientos y tecnologías más actuales. Esto se refiere tanto a los
cuadros que trabajan en la administración pública como en la gestión
empresarial.
23
�Siendo así, se propone una reflexión en cuanto a la necesidad de superación
y desarrollo de competencias de los actores sociales de los Consejos de
Administración Municipal desde la perspectiva de la alfabetización
tecnológica, realizando valoraciones sobre este proceso y considerando las
exigencias del desarrollo económico y social de los municipios.
Fueron equipados 169 Consejos de Administración Municipal del Poder
Popular con los medios y conectividad necesarios para garantizar los
servicios de correo electrónico y navegación nacional. Comienzan a
utilizarse aplicaciones web para la informatización interna del gobierno y el
Estado, así como la gestión de las Asambleas Provinciales del Poder Popular
y el flujo diario de información para la toma de decisiones.
Un ejemplo es la implementación del Programa Central de Preparación de
los Cuadros en Computación (a partir de 1996), en el que sus objetivos
formativos están orientados hacia la motivación y concienzación de los
dirigentes ante la necesidad e importancia de la utilización de técnicas
computacionales, con la finalidad de hacer más eficiente el trabajo de
dirección.
Con ese fin cada Organismo de la Administración Central del Estado
(Ministerios e Institutos con similar rango) y Consejos de la Administración
Provinciales (CAP) elaboraron sus propias estrategias, según sus
características y necesidades; las cuales fueron derivadas a los Consejos de
la Administración Municipales (CAM) y de estos a sus organismos de
subordinación.
Ante la urgencia de superar los actores sociales para garantizar su gestión
social, se hizo necesaria la creación de cursos dirigidos por los jóvenes
clubes de computación, con un horario flexible.
De manera general esta etapa se caracterizó por
se reconoce un avance en la dimensión socioeconómica en los
municipios, a pesar de las fuertes restricciones financieras del país,
como resultado del largo bloqueo económico;
se concede mayor prioridad al desarrollo de las acciones de
superación de los dirigentes en su puesto de trabajo;
se continúa con el desarrollo de acciones colectivas de superación
utilizando para ello las formas de la Educación de Postgrado en sus
dos vertientes: la Superación Profesional y la Formación Académica
de Postgrado;
desarrollo de numerosos cursos y seminarios de carácter teóricopráctico impartidos por especialistas de los jóvenes clubes de
computación, en los que participaban los actores sociales;
24
�
surge la necesidad de preparación de los actores sociales en función
del desarrollo del municipio con carácter sistemático. Se dan pasos
importantes en la gestión de medios y accesorios de las TIC en los
territorios, con énfasis en el sector educacional;
Las acciones fundamentales de superación profesional en que
participaron los actores sociales municipales, fuera de su puesto de
trabajo, son las correspondientes a los cursos establecidos
estatalmente para la superación de los cuadros, así como las
reuniones, talleres y seminarios organizados a nivel provincial y
municipal.
Segunda etapa: (2002 – a la actualidad). Perfeccionamiento de la
superación y la alfabetización tecnológica de los actores sociales
municipales.
El acontecimiento que se toma como referencia para iniciar esta etapa está
relacionado con el proceso de universalización de la Educación Superior, el
cual sin lugar a dudas tributa a la generación, difusión y aplicación del
conocimiento y convierte al municipio en el escenario clave donde se libran
grandes transformaciones producto a la gestión local del conocimiento.
La Universalización de la Educación Superior en Cuba, enmarcada en una
nueva etapa cualitativamente superior, que redimensiona y amplía la misión
de la universidad, es una fase que se caracteriza por un amplio proceso de
cambio, que transforma las viejas concepciones y a la vez incorpora todo lo
ya alcanzado. Condiciona, por tanto, el surgimiento de una nueva
universidad más acorde con los requerimientos del contexto social y el
desarrollo de la ciencia y la tecnología (Horruitiner, 2007).
La presencia de la universidad en cada municipio cubano en el 2002, ha
constituido un espacio significativo de realización personal y colectiva. En
noviembre del 2010 se aprobó por el Comité Ejecutivo del Consejo de
Ministros la creación de los Centros Universitarios Municipales (CUM), como
una institución integradora de los procesos universitarios que se desarrollan
en los territorios.
Los CUM son una vía de acercar los procesos académicos a las demandas y
necesidades de la localidad. De esta manera se convierte en un actor clave
en el proceso de gestión del conocimiento a nivel municipal, en función de
facilitar, acompañar, asesorar y favorecer la superación profesional, así
como potenciar la investigación, el desarrollo y la innovación (I+D+i).
Para Guzón, es «aquí es donde la voluntad de cooperación de los actores
que comparten intereses relacionados con el lugar en que conviven y sus
propias condiciones de vida se puede integrar de manera más eficiente y
efectiva, cosa que no se alcanza de igual forma en otras escalas menos
detalladas. (Guzón, 2009)
25
�Con ese mismo enfoque el gobierno cubano le concede una atención
priorizada a la capacitación de los actores sociales de los organismos de
subordinación local, con énfasis en las áreas del saber que son pertinentes
con la actividad que realizan, en correspondencia con los proyectos de
desarrollo integral en los que está involucrado el municipio y el avance
científico técnico de la sociedad moderna.
Ante los cambios que experimenta la sociedad cubana inmersa en la
implementación de un nuevo modelo económico y las particularidades del
municipio Mayarí demanda el incremento del nivel de exigencia y
competitividad para los actores sociales, pues a través de ellos ocurre todo
el proceso de ejecución de las transformaciones y planes de desarrollo.
Lo anterior requiere de una preocupación constante para ofrecer de manera
sistemática, planificada y permanentemente una formación tecnológica
dirigida a los actores sociales para permitir que puedan acceder a las TIC
para realizar su gestión social y de esta manera desarrollen un adecuado
perfil de conocimientos, habilidades y actitudes requeridas en sus puestos
actuales y futuros, y desempeñen eficientemente sus funciones de acuerdo
con las metas y planes estratégicos de desarrollo.
Esta etapa se caracteriza por:
surge un nuevo modelo económico a escala municipal, donde se
identifican las necesidades socioeconómicas y se da respuesta a
través de programas de desarrollo integral;
la Gestión del conocimiento y la innovación en función de la solución
de los problemas del municipio;
incremento de la difusión de la enseñanza semipresencial en el
contexto municipal. El contenido del plan de superación se diseña con
una información científica de mayor nivel.
Al valorar la experiencia en superación y alfabetización tecnológica dirigida
a los actores sociales en la demarcación municipal:
1. se aprecia que cada etapa se ha correspondido con el objetivo de
garantizar un alto nivel político, cultural y científico en los actores
sociales, para lograr que la superación respondiera a las demandas
crecientes de la construcción de una nueva sociedad;
2. el propósito seguido con la superación de los actores sociales fue
vincularlos con la preparación para el uso eficiente de los medios de
cómputos en la gestión y generación de información;
3. se establecen cambios sustanciales en la superación de los actores
sociales y se establece un vínculo estrecho con la educación superior,
26
�en correspondencia con las necesidades del desarrollo del nuevo
modelo económico.
Como resultado del análisis anterior, se puede estimar que la tendencia
pasa paulatinamente de un proceso espontáneo a uno planificado y
consciente, con el propósito de garantizar el cumplimiento del objeto social
de los actores sociales en el ámbito municipal.
Sugerencias para la concepción de un sistema de acciones de
alfabetización tecnológica para actores sociales municipales
Tomando como referente el trabajo de Valiente (2001) en función de ganar en
pertinencia y objetividad, se instituyeron las siguientes consideraciones:
teniendo en cuenta el carácter, la esencia del objeto social y el
contexto multivariado en que se desarrolla la actividad que realizan,
el contenido de la alfabetización tecnológica para los actores sociales
debe abarcar todo lo que puede resultar pertinente de los diferentes
campos del conocimiento de las TIC;
el diseño y aplicación del sistema de acciones debe considerar entre
sus principios rectores el de la relación entre la teoría, la práctica y
comportarse
como
un
sistema
abierto,
capaz
de
mantenerse
ordenado y adaptarse ante los cambios que se operan en la
tecnología y nuevas necesidades laborales y personales;
considerar
el
Método
de
Educación
Popular.
Aprovechar
la
oportunidad que brinda la existencia del caudal de conocimientos y
experiencia acumuladas por los sujetos de aprendizaje (adecuados o
no) e incorporarlo de forma activa, en función de resolver problemas
y la producción de nuevos conocimientos;
tener en cuenta en el proceso de enseñanza y aprendizaje de la
alfabetización tecnológica el requerimiento didáctico, relacionado con
considerar al grupo de actores sociales que participan en la
superación como un sistema, el cual está orientado a producir un
proceso de transformación, y en el que cada uno de sus elementos
tiene un comportamiento y un proceso de cambio en particular;
27
�
formular
los
objetivos
de
enseñanza
sobre
la
base
de
las
características y complejidad de las tareas que deberá enfrentar el
actor social, derivadas de las exigencias sociales a las que la
organización debe responder;
estructurar las tareas y actividades de aprendizaje considerando el
análisis y la búsqueda de solución a problemas específicos que
enfrentan los actores sociales en su actividad cotidiana como agente
del desarrollo local;
promover el intercambio de experiencias en la solución de los
problemas
de
su
objeto
social,
a
través
de
una
adecuada
organización y concepción del trabajo metodológico, de manera tal
que se propicie una fuerte e intensiva actividad grupal donde se
emitan juicios críticos, al mismo tiempo que se logra un clima de
confianza entre todas las partes involucradas en el proceso de
enseñanza y aprendizaje.
CONCLUSIONES
De los fundamentos y las investigaciones relacionadas con el proceso de
superación de actores sociales en los municipios, desde la perspectiva de la
alfabetización tecnológica, se desprende la necesidad de redimensionarlo,
de manera que se logre el uso pertinente de las TIC por parte de estos
directivos en las actividades que desarrollan
en función de garantizar la
efectividad de su gestión social.
En tal sentido se proponen tres acciones que no deben faltar en el proceso
de alfabetización tecnológica de actores sociales municipales:
Caracterización e Identificación del nivel de alfabetización tecnológica
(básico, intermedio y superior) que poseen los actores sociales, así
como el acceso y uso de las TIC;
Establecimiento de las acciones de alfabetización tecnológica, en
dependencia de los requerimientos que exigen los diferentes niveles
identificados en los actores sociales, a partir de una precisión adecuada
de los objetivos colectivos y personales de superación y desarrollo de
cada directivo;
28
�
Evaluación del impacto (interno y externo) como resultado de las
acciones de alfabetización tecnológica.
Para la concreción y la concepción sistémica del conjunto de acciones
orientadas a la superación en TIC, desde el inicio se debe tener claro, que
estas deben garantizar el proceso de cambio (desarrollo) del colectivo y de
forma individual para cada uno de los sujetos involucrados en el proceso de
alfabetización tecnológica, a partir de las funciones concebidas para estos
actores sociales, así como tener implícito las necesidades formativas e
intereses particulares.
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A name given to the resource
Fundamentos teóricos para el proceso de alfabetización tecnológica de los actores sociales que integran el CAM
( Consejo de Administración Municipal)
Creator
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Juana Marcia Laborde Chacón
Publisher
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Editorial Digital Universitaria de Moa
Type
The nature or genre of the resource
Folleto
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2015
-
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8b9afea86290d17e8bf7acc79e97a53b
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Tesis Doctoral: CIENCIAS GEOLÓGICAS
Geoquímica y mineralogía de la
mineralización cromífera asociada al
complejo ofiolítico en la región de
Moa - Baracoa, Cuba
JOSÉ NICOLÁS MUÑOZ GÓMEZ
Moa 1997
www.ismm.edu.cu/edum
�REPÚBLICA DE CUBA
MINISTERIO DE EDUCACIÓN SUPERIOR
INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO
¨Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINAS
DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA
TESIS EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE
DOCTOR EN CIENCIAS GEOLÓGICAS
AUTOR: ING. JOSÉ NICOLÁS MUÑOZ GÓMEZ
MOA, 1997
�José Nicolás Muñoz Gómez
1
INDICE
Contenido
Páginas
Indice
Síntesis
Introducción
1
3
4
Capítulo I. Características geográficas, económicas y geológicas de la región de
Moa - Baracoa y de los yacimientos " Cayo Guan " y “Potosí”
Introducción
Características geográficas de la región de Moa – Baracoa
Situación geográfica
Orografía
Hidrografía
Clima
Flora y Fauna
Características económicas de la región de Moa – Baracoa
Recursos humanos
Recursos minerales
Recursos agrícolas y forestales
Características geológicas de la región de Moa – Baracoa
Particularidades geológicas de la mineralización cromífera en los yacimientos
"Cayo Guan” y “Potosí”
Criterios sobre la prospección cromífera en la región de Moa – Baracoa
Capítulo II. Características geoquímicas de la mineralización cromífera del
yacimiento “Cayo Guan”
Introducción
Espinela cromífera. Generalidades
Espinelas cromíferas masivas
Macrocomponentes
Microcomponentes
Espinelas cromíferas accesorias
Macrocomponentes
Microcomponentes
Resultados geoquímicos
Capítulo III. Mineralogía de las menas cromíferas del yacimiento "Potosí"
Introducción
Identificación de minerales
Espinela cromífera
Rutilo
Laurita – erlichmanita
Calcopirita
Pirita
Mackinawita
Millerita
Pentlandita
Heazlewoodita
Pirrotina
Paragénesis minerales
Paragénesis - A Paragénesis - B -
1Departamento de Geología - ISMMM
16
17
17
17
18
18
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22
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82
84
87
90
93
93
97
�José Nicolás Muñoz Gómez
2
98
99
Orden de consecutividad de formación de las paragénesis y sus modelos teóricos 100
Resultados mineralógicos
106
Paragénesis - C Paragénesis - D-
Capítulo IV. Características geoquímicas de la mineralización cromífera del
yacimiento "Potosí"
Introducción
Macrocomponentes
Microcomponentes
Relaciones geoquímicas catiónicas
Hipótesis de segregación de la espinela cromífera
Resultados geoquímicos
109
110
111
119
124
138
142
Conclusiones y recomendaciones
145
Bibliografía y referencias
152
153
154
Bibliografía del autor sobre el tema de la tesis
Referencias citadas y bibliografía consultada
2Departamento de Geología - ISMMM
�José Nicolás Muñoz Gómez
3
Síntesis de la Tesis: “Geoquímica y Mineralogía de la Mineralización Cromífera
Asociada al Complejo Ofiolítico en la Región de Moa - Baracoa, Cuba”.
El trabajo de investigación que se expone recoge los estudios llevados a cabo sobre la
geoquímica y la mineralogía de la mineralización cromífera en la región de Moa - Baracoa en los yacimientos: “Cayo Guan” y “Potosí”.
Se exponen las características geológicas de la asociación ofiolítica y las particularidades de la geología de los yacimientos "Cayo Guan" y “Potosí” así como las consideraciones del autor sobre la prospección de la mineralización cromífera en la región
de Moa - Baracoa.
El empleo de técnicas de avanzada y el procesamiento computarizado de los
resultados permitió la caracterización geoquímica de los elementos químicos que
integran la espinela cromífera, lo que a su vez contribuyó a profundizar en el
conocimiento de la génesis de los yacimientos de cromititas y sus implicaciones en los
principios de pros-pección de la mineralización cromífera en el área de estudio.
Además, la conjugación de investigaciones mineragráficas tradicionales, estudios petrológicos e investigaciones de microscopía electrónica de barrido facilitaron la identificación precisa de las mineralizaciones asociadas a las espinelas cromíferas en el
yacimiento "Potosí". Se establecieron las paragénesis minerales, los modelos teóricos
correspondientes y el orden de consecutividad de formación de las mismas. Se fundamenta, desde el punto de vista geoquímico, mineralógico y petrológico, la hipótesis
de segregación de la espinela cromífera. En cada capítulo se citan los principales resultados alcanzados.
Finalmente, se presenta un cuerpo de conclusiones que constituyen aportes al conocimiento científico en el campo de la geología, geoquímica, mineralogía y metalogenia
de la mineralización cromífera en la región de Moa - Baracoa. Asimismo, se argumenta
un grupo de recomendaciones, entre las que se destaca una propuesta de metodología
para el desarrollo de la prospección de los yacimientos cromíferos en el área
investigada y en el resto del país.
3Departamento de Geología - ISMMM
�José Nicolás Muñoz Gómez
4
INTRODUCCION
GEOQUIMICA Y MINERALOGIA DE LA MINERALIZACION
CROMIFERA ASOCIADA AL COMPLEJO OFIOLITICO EN LA REGION
DE MOA - BARACOA, CUBA.
4Departamento de Geología - ISMMM
�José Nicolás Muñoz Gómez
5
Geoquímica y Mineralogía de la Mineralización Cromífera Asociada al Complejo
Ofiolítico en la Región de Moa - Baracoa, Cuba.
Introducción
Un rasgo esencial de la geología de nuestro país lo constituye, sin lugar a dudas, el
cinturón o faja de litologías de la asociación ofiolítica dislocadas en el norte del territorio cubano. Sus afloramientos se registran desde el occidente del país hasta el este
de la provincia de Guantánamo. (Adamovich, A. y Chejovich, V., 1963)2.
La metalogenia exógena de la asociación ofiolítica está representada por la existencia
de potentes cortezas de intemperismo con importantes yacimientos de hierro, níquel y
cobalto y otros elementos genéticamente relacionados con la mineralización fundamental; en cambio, la metalogenia endógena está representada por la existencia de la
mineralización cromífera, la cual se manifiesta desde las provincias de Pinar del Río y
Matanzas en el occidente del país hasta Camagüey y en la porción oriental de Holguín
y Guantánamo. (Thayer, T. P., 1942)111, (Semeniov, Y. L., 1968)104, (Muñoz Gómez,
J.N., 1994)82 .
El trabajo de investigación que se expone recoge los estudios realizados sobre la geoquímica y la mineralogía de la mineralización cromífera en los yacimientos: “Cayo
Guan” y “Potosí”.
La fundamentación científica de la presente investigación parte de la hipótesis de que
los yacimientos de espinelas cromíferas podiformes con características refractarias se
localizan en las denominadas zonas de transición entre los complejos máficos y
ultramáficos de la antigua corteza oceánica de la asociación ofiolítica en Cuba y en el
extranjero. (Thayer, T.P., 1964)112, (Dickey, J.S.Jr., 1975)25,(Coleman, R.G., 1977)22,
(Nicolas, A. and Prinzohofer, A., 1982)91, (Gervilla, F. and Leblanc, M., 1990)35 y
(Leblanc, M and Nicolas, A., 1992)68.
Las primeras denuncias de la mineralización cromífera en Cuba datan desde las últimas décadas del siglo pasado y de los primeros años del actual, las que quedan recogidas en los trabajos de Hayes, Vaughan y Spencer (Hayes, C.W., Vaughan, T.W. and
Spencer, A.C.,1901)45.
Desde 1914 en que se realizó la primera exportación de minerales cromíticos hacia Los
Estados Unidos de América (Thayer, T.P., 1942)111 hasta la actualidad, la prospección
de los yacimientos cromíferos - yacimientos de cromitas - siguiendo la terminología
5Departamento de Geología - ISMMM
�José Nicolás Muñoz Gómez
6
de los mineros del sector, se ha fundamentado en el principio de la aflorabilidad de los
puntos mineralizados, manifestaciones minerales y cuerpos minerales de las espinelas
cromíferas - cromitas - y en la presencia de bloques, cantos rodados y arrastres en los
sedimentos pesados de cañadas, arroyos y ríos que surcan las litologías de la asociación ofiolítica. No en balde, un geólogo con amplia experiencia en la prospección y
exploración del cromo expresó: “… el mejor geólogo prospector para el cromo en Cuba es el
río…”
(Labrada Gómez, J.C., comunicación personal).
Es por ello, que las investigaciones y trabajos desarrollados en las áreas perspectivas
(afloramientos pequeños y cuerpos minerales), sólo se han limitado a la ejecución de
proyectos de prospección y exploración con el objetivo de incrementar las reservas de
menas cromíferas; por lo que no se han realizado trabajos sobre la temática de las características geoquímicas y mineralógicas de las espinelas cromíferas, conducentes a
profundizar en la génesis de la mineralización cromífera.
Por otra parte, la exportación de concentrados de cromo constituye uno de los rubros
de ingresos en moneda libremente convertible para nuestro país y existen perspectivas
de que la demanda se incremente anualmente; por lo que es una necesidad el crecimiento de las reservas, tanto en los actuales yacimientos en explotación como en
aquellos que puedan ser descubiertos al aplicar nuevas concepciones genéticas y de
prospección. De incrementarse las reservas en los yacimientos cromíferos de "Cayo
Guan" y “Potosí” estarían llamados a garantizar una materia prima de mayor calidad e
implicaría una reducción de los costos actuales de producción.
El objetivo fundamental de la presente investigación es contribuir al conocimiento
científico en el campo de la geoquímica y la mineralogía de la mineralización
cromífera, asociada al complejo ofiolítico y sus implicaciones genéticas y de
prospección en la región de Moa - Baracoa, en el ejemplo de los yacimientos
“Cayo Guan” y “Potosí”.
De este objetivo principal se derivan otros, tales como:
• Caracterizar geoquímica y mineralógicamente la mineralización cromífera
asociada a las litologías de la asociación ofiolítica en la región de Moa Baracoa, en los ejemplos de los yacimientos “Cayo Guan” y “Potosí” .
• Contribuir al conocimiento de las características genéticas de la mineralización cromífera alpinotípica - complejos ofiolíticos obducidos - y de los
6Departamento de Geología - ISMMM
�José Nicolás Muñoz Gómez
7
rasgos estratiformes en los campos minerales estudiados sobre la base de los
contenidos de TiO2 y FeO y otros indicadores petrológicos y geoquímicos, lo que
tiene una incidencia directa en la fundamentación científica para la ela-boración
de proyectos de prospección de los yacimientos de espinelas cro-míferas.
• Caracterizar mineralógicamente las paragénesis asociadas a la mineralización cromífera y la sucesión de su segregación así como contribuir al conocimiento de la mineralización de los elementos del grupo del platino en el
ejemplo del yacimiento “Potosí” .
• Contribuir al conocimiento de la posición de la mineralización cromífera en los
yacimientos “Cayo Guan” y “Potosí” en relación con el corte teórico de la asociación ofiolítica en la antigua corteza oceánica por la incidencia que ello representa para la prospección de los yacimientos de espinelas cromíferas.
Los resultados arribados durante las investigaciones realizadas constituyen la base
para la presentación de este trabajo.
La presencia de minerales cromíticos - cromitas - se conocen en Cuba desde los inicios
del siglo pasado y a consideración de Thayer los primeros trabajos de explotación se
efectuaron en los años cincuenta y sesenta del siglo pasado y las exportaciones hacia
Los Estados Unidos de América se iniciaron con un embarque de 34 toneladas métricas
en 1916. (Thayer, P. T., 1942)111
El primer reporte geológico a considerar fue publicado a inicios del siglo XX por Hayes,
Vaughan y Spencer; fue precisamente Spencer el primero en notificar la existencia de
cromitas diseminadas en los horizontes lateríticos de la región de Moa. (Hayes, C.W.,
Vaughan, T.W. and Spencer, A.C., 1901)45
En 1918, Burch y Burchard realizaron algunas evaluaciones de los minerales y recursos
pronósticos de minerales cromíticos y de manganeso en el oriente cubano, los trabajos
estaban dirigidos a incrementar el estudio y los volúmenes de reservas de minerales de
cromo, debido a las necesidades del gobierno de Los Estados Unidos de América, como
consecuencia de la demanda originada por la Primera Guerra Mundial. (Burch, A. and
Burchard, E.F., 1919)14
A finales de 1929 se publicaron los resultados de las investigaciones geológicas sobre
los yacimientos de cromitas en la provincia de Camagüey. (Allende, R., 1949)4.
7Departamento de Geología - ISMMM
�José Nicolás Muñoz Gómez
8
Un destacado trabajo que contribuyó al conocimiento geológico de la mineralización cromífera asociada a las ultramafitas fue el trabajo regional desarrollado por T. P. Thayer y
sus colaboradores a principios de la década de los años cuarenta del presente siglo
(Thayer, P.T., 1942)111. Posteriormente, a finales de esa década se efectuaron trabajos
detallados en los yacimientos de la provincia de Camagüey y en la región de Moa.
(Guild, P.M., Flint, D.E., and Albear, J.F., 1947)41.
En la sucesión de los trabajos geológicos se destacó el realizado a principios del triunfo
de la Revolución por A. Adamovich y V. Chejovich que consistió en un levantamiento
geológico regional del nordeste de la antigua provincia de Oriente. Las investigaciones
realizadas se ejecutaron con un volumen bajo de laboreos mineros y de pozos de mapeo, no obstante, sirvió de documento geológico primario para futuros proyectos de prospección. En esas investigaciones se evaluaron de forma pronóstica los recursos cromíticos de la zona oriental (Adamovich, A. y Chejovich, V., 1962)2.
Seguidamente, entre los años 1963 y 1964 se llevaron a cabo investigaciones y trabajos
detallados de exploración en los yacimientos de la región de Moa - Baracoa (“Cromita“ ,
“Cayo Guan“, “Potosí” y “Delta“) dirigidos por Kenarev, estableciéndose el carácter refractario de las menas cromíticas de la región de Moa - Baracoa. Se estudió en detalle el
yacimiento de menas cromíferas “Potosí”, realizándose el cálculo de reservas del yacimiento (Kenarev, V., 1962-1963)57.
En la zona de los yacimientos “Mercedita“ y “Yarey“ se efectuaron estudios de la mine-ralización cromítica refractaria dirigida por Diomin durante los años 1964-1966, el objetivo fundamental de los trabajos estaba dedicado a caracterizar la estructura geológica
del campo mineral Mercedita - Yarey, ejecutándose el cálculo de reservas de ambos
yacimientos cromíferos; como tareas secundarias se estudiaron las manifestaciones Loro
y Piloto (Diomin, A.T., 1964)29 y (Diomin, A.T., Konsrestki, A.K., 1965)30.
Durante el año 1964 se llevó a cabo el trabajo Magmatismo Intrusivo y Metalogenia de
Cuba, en dicha memoria se realizó una generalización de los materiales geológicos
existentes sobre diferentes tipos de mineralización útil, incluyéndose la mineralización
cromífera. (Semeniov, Y.A., 1968)104.
Un trabajo de carácter regional realizado en los principales yacimientos y manifestaciones cromíticas en la región de Pinares de Mayarí hasta las inmediaciones del río
Castro en Sagua de Tánamo fue dirigido por Murashko en 1966-1967. Como resultado
de los trabajos ejecutados se presentó un mapa de cada yacimiento y se evaluaron sus
8Departamento de Geología - ISMMM
�José Nicolás Muñoz Gómez
9
reservas. Se estableció el carácter metalúrgico de la mineralización cromífera en la zona
de Pinares de Mayarí (Murashko, V., 1963)86.
En los años 1973 y 1974 se realizaron trabajos de prospección y exploración geológica
en el área de explotación histórica (“Cromita“, “Cayo Guan”, “Potosí” y “Las Deltas“),
realizándose un estudio geológico de los yacimientos en explotación y se ejecutó el cálculo de reservas de los mismos (Dzubera, A., 1974)32.
Destacados investigadores del Instituto de Geología y Paleontología de la Academia de
Ciencias de Cuba desarrollaron trabajos científicos en áreas perspectivas dirigidas a
incrementar los conocimientos sobre la mineralización cromífera (1969-1973) entre los
que se destacan: M. Muñoz, N. V. Parlov, I. J. Grigorieva, Krachenko y O. Vázquez.
Es de señalar el trabajo de levantamiento geológico regional de la antigua provincia de
Oriente ejecutado por especialistas de la Academia de Ciencias de Hungría y el Instituto
de Geología y Paleontología de la Academia de Ciencias de Cuba (1973-1976), donde
se exponen consideraciones importantes sobre la mineralización cromífera y un mapa de
yacimientos minerales con la evaluación pronóstica de las reservas de menas cromíferas
(Nagy, E., et.al, 1976)89.
Durante los años 1988-1989 se desarrollaron trabajos temáticos en la región de MoaBaracoa, cuyo objetivo central estaba dado en conocer el comportamiento geoquímico
de los elementos del grupo del platino (PGE) tanto en las cortezas de intemperismo como en las espinelas cromíferas y en las litologías máficas y ultramáficas. Las investigaciones respondían al cumplimiento del tema: " Yacimientos Minerales Utiles de la República de Cuba", participando especialistas de la Academia de Ciencias de Cuba y de
la antigua Unión Soviética y profesores de la Facultad de Geología del Instituto Superior
Minero Metalúrgico de Moa.
Como resultado principal de las investigaciones efectuadas se obtuvo la identificación de
fases platiníferas en las mineralizaciones asociadas al complejo ofiolítico (en espinelas
cromíferas de los yacimientos “Cayo Guan”, "Potosí", "Mercedita" y "Albertina" entre
otros yacimientos y manifestaciones) y sus litologías así como en las cortezas de
intemperismo de perfil laterítico, corroborándose la existencia de minerales del grupo del
platino en las menas que abastecen la actual planta de la Moa Nickel S.A., en las colas
metalúrgicas de dicha instalación y en el concentrado final de sulfuro de níquel y cobalto.
(Disther, V.V.,et.al.,1989)27 y (Disther, V.V., Falcón, H.J., Muñoz Gómez J.N. y Campos
Dueñas. M.,1990)28.
9Departamento de Geología - ISMMM
�José Nicolás Muñoz Gómez
10
Un tercer trabajo de levantamiento geológico regional a escala 1: 50 000 que incluyó la
región de Moa - Baracoa se llevó a cabo durante el período 1987-1990, fue desarrollado
por especialistas geólogos y geofísicos de la Academia de Ciencias de Hungría y cubanos de la actual Empresa Geólogo - Minera de Oriente; llevándose a cabo un volumen
considerable de trabajos geológicos y tareas de prospección acompañante (Gyarmati,
P. et al., 1990)44.
Importantes trabajos de prospección y exploración geológica se han llevado a cabo durante varios años por geólogos de la Empresa Cromo - Moa de Punta Gorda, Moa.
En el período comprendido entre los años 1986-1990 se efectuaron importantes trabajos
de prospección y exploración detallada en el yacimiento “Amores“, en los cuales se estudiaron en detalle las características del yacimiento y en especial el Cuerpo # 11.(Labrada
Gómez, J. C., 1990 )65.
Asimismo se efectuaron importantes tareas de exploración orientativa en los restantes
cuerpos minerales que conforman el yacimiento “Amores“, en particular los Cuerpos: 1,
2, 5 y 10, estableciéndose además su posición geológica en el yacimiento. (Labrada
Gómez, J. C., 1988 )64
En el año 1991 se presentó el informe sobre los resultados del levantamiento geológico
en escala 1: 10 000 proyectado y ejecutado por especialistas del Instituto de Geología y
Paleontología de la Academia de Ciencias de Cuba, formando parte del tema 401-12,
incluyendo el estudio de la geología de los yacimientos de cromo de la región de Moa Baracoa así como su evaluación pronóstica, es sin lugar a dudas el trabajo de mayor
profundidad científica realizado en la región. (Fonseca, E., et al., 1991)33.
Durante el período de 1992-1993 se realizaron los trabajos de prospección detallada del
yacimiento “Los Naranjos“ incluyéndose el cálculo de reservas del yacimiento de menas
cromíferas. (Pelier Carcasés, M., 1992)94. Asimismo, se ejecutaron diferentes tareas
geológicas en la manifestación mineral MB-32. Esencialmente los trabajos estuvieron
encaminados a realizar la exploración orientativa de la manifestación mineral MB-32 y la
ejecución del cálculo de reservas correspondiente. (Pelier Carcasés, M., 1994 )95.
Recientemente, se concluyó un importante trabajo sobre la generalización de la información geológica sobre las cromitas refractarias de la región de Moa - Baracoa y delimitación de las áreas perspectivas en los flancos de los yacimientos explotados,
realizados por especialistas de la Empresa Cromo - Moa y la Empresa Geólogo - Minera
de Oriente. (Guerra, C.V. y Navarrete, M., 1995)42
Departamento de Geología - ISMMM
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La metodología aplicada en la consecución de las tareas científicas llevadas a cabo en
los últimos diez años, en la asociación ofiolítica y la mineralización cromífera asociada,
conducentes a profundizar en el conocimiento de las particularidades de la geoquímica y
la mineralogía de las cromititas, consistió en:
• Desarrollar una profunda consulta bibliográfica científico - técnica que incluyó contenidos de la tectónica de placas (y sus incidencias en la formación
de los yacimientos magmáticos), complejo ofiolítico, yacimientos de espinelas cromíferas (podiformes y estratiformes), los elementos del grupo del
platino, mineralización sulfurosa asociada al complejo ofiolítico, comportamiento geoquímico de los elementos químicos que conforman la celda unitaria de las espinelas cromíferas, procesos de serpentinización del complejo
cumulativo ultramáfico y máfico, geoquímica y mineralogía de las espinelas
cromíferas y sus paragénesis minerales acompañantes, realizando un resumen de los trabajos desarrollados en la región incluyendo aspectos petrológicos, estructurales y de la geología regional de Cuba oriental.
• Ejecución de los trabajos de reconocimiento entre los que se incluyen documentación y muestreo de puntos de mineralización, manifestaciones minerales y yacimientos minerales de espinelas cromíferas (“Cayo Guan”, “Potosí“, “Amores“ y “Mercedita”).
• Participación en levantamientos geológicos regionales y detallados; documentación y muestreo de testigos de pozos de perforación, laboreos mineros
superficiales y subterráneos. Se efectuó un levantamiento geológico a escala 1: 50 000 en el valle del río Jaguaní, desde las inmediaciones del poblado de La Melba hasta la mina “Mercedita“, con una superficie de 24 kilómetros cuadrados, estudiándose las litologías presentes y sus relaciones
con la mineralización cromífera.
• Además se realizaron visitas, documentación, muestreo de afloramientos,
puntos de mineralización, manifestaciones minerales y yacimientos minerales de espinelas cromíferas y de las diferentes litologías del complejo ofiolítico. Entre los yacimientos estudiados e investigados se incluyen: “Casimba“ y “Caledonia“ en la Meseta de Pinares de Mayarí y pequeños yacimientos en la zona de Sagua de Tánamo, incluyendo el yacimiento “Albertina“.
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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• Se efectuó un levantamiento geológico en el área del complejo Miraflores a
escala 1:50 000, documentándose puntos de mineralización y pequeñas
manifestaciones minerales entre ellas “Blas“. Se estudió en detalle un pozo
estructural de 500 metros de profundidad. La documentación de esta área
forma parte del levantamiento realizado por geólogos húngaros y cubanos
del Polígono - V Guantánamo, realizados en los años 1987-1990.(Gyarmati,
P., et al., 1990)44.
Las investigaciones efectuadas se desarrollaron mediante la aplicación de un sistema de
métodos analíticos que incluyen:
I.
Investigaciones mineragráficas
II.
Microscopía electrónica de barrido
III.
Análisis petrológicos.
I. Las investigaciones mineragráficas se efectuaron fundamentalmente en el Laboratorio
de Mineragrafía del Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, donde se efectuaron
los análisis de microdureza Vickers (VHN), mediante el microdurómetro PTM-3 de fabricación rusa (LOMO, St. Petersburgo, Rusia), además, se realizaron las determinaciones de los principales parámetros ópticos: color, birreflexión, isotropía -anisotropía y
los análisis textural-estructural de las menas cromíferas.
También se efectuaron investigaciones mineragráficas en el Laboratorio de Microscopía
de Menas de la Facultad de Geología perteneciente a la Universidad Técnica Academia
de Minas de Freiberg, Sajonia, República Federal de Alemania, donde se efectuaron las
mediciones de la capacidad de reflejo (R%), en el espectro visible de los minerales
acompañantes a la mineralización cromífera, utilizándose el microespectrofotómetro
ocular MFV - 4001. (Carl Zeiss de Jena, RFA). (Muñoz Gómez, J.N. y Campos Dueñas,
M., 1992)79.
II. Los análisis de los minerales independientes en las litologías del complejo ofiolítico
(fundamentalmente olivino, piroxenos, plagioclasas, entre otros) y de la mineralización
metálica (espinelas cromíferas, sulfuros, rutilo etc.), se realizaron a través de la microscopía electrónica de barrido con el empleo de la microsonda electrónica Modelo JEOL733 de fabricación japonesa.
Los análisis de microscopía electrónica se efectuaron en el Instituto de Geología de los
Yacimientos Minerales, Petrología y Mineralogía de la Academia de Ciencias de Rusia,
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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Universidad Técnica Academia de Minas de Freiberg, República Federal de Alemania y
en el Departamento de Geología de la George Washington University, Washington, D.C.,
Estados Unidos de América.
III. Los análisis petrológicos correspondientes a las litologías del complejo ofiolítico de las
principales áreas estudiadas se realizaron en el Departamento de Geología de la George
Washington University, Washington, D.C., Estados Unidos de América, dichos resultados
han sido publicados (Lewis, F.J., Muñoz Gómez, J.N., Peng, W., Campos Dueñas, M.
and Quintas Caballero, F., 1994)73 y (Lewis, J.F., et al., 1996)74. Además se contó con
determinaciones petrológicas realizadas en el Laboratorio “Elio Trincado” de la Empresa
Geólogo - Minera de Oriente, correspondientes a los trabajos de levantamiento del
Polígono- V, Guantánamo (Gyarmati, P. et al. 1990)44.
Es necesario puntualizar que se han tomado resultados analíticos e información de otras
investigaciones realizadas tanto en el área de estudio como fuera de ella. En esos casos, se han notificado en el texto explicativo y señalado como referencias bibliográficas.
Los resultados analíticos, los cálculos estadísticos, gráficos y tablas han sido procesados
y elaborados con la aplicación de programas profesionales de computación, entre otros:
•
Cationes.exe
(Programación
PASCAL,
Departamento
de
Geología,
ISMM)(*)
•
Microdu.exe (Programación PASCAL, Departamento de Geología, ISMM)
(**)
•
Rockware Utilities, versión 2,0.
•
Winsurf, versión 5,0.
•
Excel, versión 7,0 (Windows’95).
La memoria ha sido editada por Word, versión 7,0 (Windows’95, Microsoft Corporation).
(*)- Realiza el cálculo de los cationes de los elementos químicos que integran la red
cristaloquímica unidad de un mineral a partir de su composición química en óxidos.
(**)- Realiza el cálculo de la microdureza Vickers (VHN) a partir de los resultados de los
ensayos del microdurómetro PTM-3 y similares.
A continuación se recogen los principales resultados de las investigaciones llevadas a
cabo en la región de Moa - Baracoa los que constituyen una síntesis; destacando los de
mayor relevancia científica en el campo de la geoquímica y la mineralogía de la mineralización cromífera.
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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• Se logró el establecimiento del carácter podiforme y/o estratiformes de los yacimientos
cromíferos de “Cayo Guan” y “Potosí” en la región de Moa - Baracoa, sobre la base
de los resultados geoquímicos y mineralógicos de las menas cromíferas y minerales
asociados. Este aporte es de extraordinario interés para la proyección de trabajos de
prospección y exploración de la mineralización cromífera.
• Se estableció el comportamiento geoquímico de los principales elementos químicos
que integran la composición de las espinelas cromíferas así como de los elementos
químicos que acompañan a la mineralización principal. Resultado de gran significación para el conocimiento geoquímico de los yacimientos estudiados.
• Se corroboró la presencia de elementos del grupo del platino (PGE) asociados tanto a
la mineralización cromífera - menas masivas - como a sulfuros primarios y minerales
portadores, los cuales forman complejas asociaciones paragenéticas; lo que crea las
bases para investigaciones específicas en el estudio ulterior de esta importante mineralización, fundamentalmente en el área del yacimiento “Potosí” y en los diques de
gabro-pegmatitas. La identificación de las fases platiníferas reafirma los postulados
arribados en estudios anteriores.
• Se estableció el orden de consecutividad de formación de los minerales presentes en
las diferentes paragénesis, lo cual ha contribuido al esclarecimiento de la génesis de
la mineralización cromífera asociada a los complejos máficos y ultramáficos en la región de Moa - Baracoa y en particular en los campos meníferos de “Cayo Guan” y
“Potosí” .
•
Las investigaciones realizadas en las menas cromíferas y en los minerales de las rocas encajantes han permitido caracterizar mineralógicamente cada sector, expresado
en un incremento de los conocimientos en la formación de las menas cromíferas.
•
En el trabajo se presenta un cuerpo de conclusiones y recomendaciones que permitirán perfeccionar los trabajos de prospección con la introducción de consideraciones
genéticas nuevas sobre la mineralización cromífera en la región Moa - Baracoa, sin
lugar a dudas, la de mayor perspectividad para la localización de la mineralización
cromífera y otros minerales útiles asociados al complejo ofiolítico.
En el texto de la memoria se han utilizado las siguientes abreviaturas:
cm - centímetros
g/t - gramos por toneladas
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�José Nicolás Muñoz Gómez
HOT - Harzburgite Ophiolite Type
Fig. - figura
Kg/mm2 - Kilogramo por milímetro cuadrado
λ(nm) - longitud de onda de la luz ,en el espectro visible, en nanómetros
mm - milímetros
menas mas. - menas masivas
ppm - partes por millón
P - peso en gramos
PGE - Platinum Group Elements
R(%) - capacidad de reflejo de los minerales metálicos
s - segundos
µm - micrones
VHN - microdureza Vickers
t - tiempo
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CAPITULO I
CARACTERISTICAS GEOGRAFICAS, ECONOMICAS Y GEOLOGICAS
DE LA REGION DE MOA-BARACOA Y DE LOS YACIMIENTOS “CAYO
GUAN” Y “POTOSI”.
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Capítulo I. Características Geográficas, Económicas y Geológicas de la Región de
Moa - Baracoa y de los Yacimientos “Cayo Guan” y “Potosí”.
Introducción
Características geográficas de la Región de Moa - Baracoa
•
Situación geográfica
•
Orografía
•
Hidrografía
•
Clima
•
Flora y Fauna
Características económicas de la Región de Moa - Baracoa
• Recursos humanos
• Recursos minerales
• Recursos agrícolas y forestales.
Características geológicas de la región de Moa - Baracoa
Particularidades geológicas de la mineralización cromífera en los yacimientos
“Cayo Guan” y “Potosí”.
Criterios sobre la prospección de la mineralización cromífera en la región de
Moa - Baracoa.
Introducción
En el capítulo se exponen los rasgos fundamentales de las características geográficas,
económicas y geológicas de la región de Moa - Baracoa. Se hace énfasis en las características geológicas de la asociación ofiolítica y de los yacimientos cromíferos de “Cayo Guan “ y “Potosí” así como los criterios y principios sobre la prospección de la mineralización cromífera, (Muñoz Gómez, J.N., 1994)82. Al exponer los rasgos esenciales de
las características geológicas se incluyen los conocimientos más actuales de la literatura especializada sobre el tema, la cual ha sido referida en el texto y aparece en la
bibliografía consultada. Asimismo, se incluyen las consideraciones del autor en los
temas tratados.
Características geográficas de la Región de Moa - Baracoa
• Situación geográfica
La región de Moa - Baracoa está localizada geográficamente entre los límites siguientes:
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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Norte: Océano Atlántico
Sur: Provincia de Guantánamo
Este: Provincia de Guantánamo
Oeste: Municipio de Sagua de Tánamo.
La región de estudio propiamente dicha abarca las áreas de los campos meníferos de
los yacimientos “Cayo Guan” y “Potosí”, los que se ubican en las márgenes de los ríos
“Cayo Guan” y “Yamanigüey”, respectivamente.
• Orografía
La orografía de la región de estudio comprende la porción más oriental de las montañas del nordeste cubano, conocidas como las Cuchillas de Moa y Las Cuchillas del
Toa. En sentido general, el relieve es montañoso, representado por colinas y pequeñas
cimas que oscilan entre los 600-800 metros sobre el nivel medio del mar, como intervalo más frecuente; el punto de mayor altitud es el Alto de La Calinga con 1100 metros
sobre el nivel del mar.
El sistema orográfico está orientado en dirección E-W a NE-SW, direcciones que
siguen líneas paralelas o subparalelas con el eje longitudinal de la Isla de Cuba.
Existe un marcado predominio de pendientes suaves (ángulos 15º- 20º- 30º), lo cual
nos indica la existencia de un buen grado de disección vertical del relieve, lo que no excluye la presencia de abruptas pendientes con ángulos próximos a 70º-80º.
Un rasgo típico de la orografía de la región es la existencia de pequeñas mesetas con
áreas desde dos hasta seis kilómetros cuadrados en las cuales se han desarrollado
potentes cortezas de intemperismo ferroniquelíferas de perfil laterítico, motivado por la
acción conjunta de factores geológicos exógenos en las litologías máficas y ultramáficas del complejo ofiolítico, las cuales tienen predominio en el área de estudio. Los
procesos erosivos son intensos y las corrientes fluviales han escindido las litologías
máficas, ultramáficas y vulcanógenas originando valles profundos en forma de V, verificándose la juventud de los procesos erosivos.
• Hidrografía
La red hidrográfica del área de estudio se caracteriza por la presencia de ríos principales que están entre los más caudalosos del país; ríos tributarios y una densa red de
cañadas que constituyen la red hidrográfica más importante de la nación por el volumen de sus aguas. Los de mayor importancia en la zona son “Toa”, “Jiguaní”, “Cayo
Guan”, “Moa”, “Punta Gorda”, “Quesigua”, entre otros.
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Cayoguan
Potosí
O
C
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A
TL
A
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CO
Holguín
Moa
Baracoa
Santiago de Cuba
0
40
80
Guantanamo
120
160
Km
Leyenda
Area de ubicación de los yacimientos minerales cromíferos estudiados.
Fig. No. I-1. Ubicación Geográfica de los Yacimientos Cayo Guam y Potosí.
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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Todos se mantienen en caudal durante todas las épocas del año, incluyendo los tributarios y una buena parte de las cañadas, lo cual es originado por las copiosas precipitaciones que se producen en la región, siendo el volumen de las precipitaciones
superiores a los 1000 milímetros al año. Esa enorme reserva hídrica - la mayor del
país - no se explota como fuente de energía eléctrica ni se utiliza en la agricultura, aunque existen planes perspectivos para su utilización en ambos renglones económicos;
en la actual situación todo el volumen de agua se vierte al Océano Atlántico.
• Clima
La región de estudio se caracteriza por condiciones climáticas propias de un clima tropical lluvioso, muy húmedo y con precipitaciones mayores a los 1000 mm/año. Las
particularidades de la orografía y por ende de su relieve inciden en buena medida en
las características climatológicas de la región, además de la latitud geográfica - latitud:
20º Norte -. La conjugación del relieve y su alineación entre el Este y el Noreste con la
dirección de los vientos alisios procedentes del océano Atlántico ocasionan que el aire
cargado de humedad es frenado por el sistema montañoso, originando las intensas
precipitaciones que se producen en la mayor parte del año.
La época de mayor volumen de las precipitaciones se producen desde septiembre
hasta marzo, - época lluviosa -, coincide con la temporada invernal y de abril a agosto,
- época de seca - que coincide con la primavera y el verano. En el resto del país, como
puede valorarse, el régimen de precipitaciones está invertido en comparación con el
régimen de lluvias existentes en la región de Moa - Baracoa.
Las variaciones de las temperaturas son pequeñas en sentido general, manifestándose
temperaturas cálidas, - próximas a los 28ºC - 30ºC -, en los meses de verano, en
cambio, las temperaturas mínimas se presentan en la temporada invernal, siendo enero
y febrero los meses más fríos motivado por el arribo de los frentes fríos prove-nientes
del continente. Es una peculiaridad de las condiciones climatológicas del terri-torio que
los frentes fríos se mantengan frecuentemente estacionarios, ocasionando los valores
altos de precipitaciones durante la temporada invernal.
La conjugación de la composición máfica y ultramáfica de los horizontes del complejo
ofiolítico, las características del relieve y del clima, propios de la región, constituyen los
factores geológicos hipergénicos fundamentales que dieron lugar a la formación de las
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Moa
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Moa
Figura No. I - 2 Red Hidrográfica de la Región Moa - Baracoa.
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Guantánamo
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potentes y ricas cortezas de intemperismo de perfil laterítico, lo que ha sido señalado
por varios autores (Smirnov, V.I., 1986)105 .
• Flora y Fauna
La vegetación de la región de estudio se corresponde con la de un clima tropical
húmedo acompañado de abundantes precipitaciones, la vegetación es exuberante y se
caracteriza por la existencia de hierbas, arbustos, plantas trepadoras, plantas endémicas y árboles maderables los que en conjunto originan una densa floresta. En la
zona de “La Melba”, próximo al yacimiento “Mercedita”, existe una reservación de la
flora y la fauna bajo protección de la Academia de Ciencias de Cuba, la que constituye
un verdadero tesoro de la vegetación autóctona de nuestro país. Asociada a la flora,
vive y se desarrolla una rica fauna, caracterizada por aves: cartacubas, palomas
rabiche, cotorras, carpinteros, sinsontes, caos, gavilanes y tocororos, - el ave nacional
-, en menor grado existen reptiles y mamíferos.
En la región existe una amplia variedad de especies de maderas preciosas, entre otras:
cedro, caoba, caguairán, majagua, jiquí, jacuma, granadillo, predominando los bosques
de gimnospermas representados por extensas áreas de pinus cubensis. También es
típica en la región la presencia de cocoteros, sobre todo en las inmediaciones de la ciudad de Baracoa y en las zonas próximas al litoral, donde también se desarrollan
extensas áreas cubiertas por mangle costero.
La existencia de una flora y fauna típicas del país en la región de estudio convoca a
mantener y conservar el medio ambiente, de forma tal, que los trabajos de prospección
y exploración geológica lo afecten lo menos posible y prever su restauración para bien
de las actuales y futuras generaciones de cubanos.
Características económicas de la región de Moa - Baracoa
La región de Moa - Baracoa se extiende desde el municipio de Moa, provincia de
Holguín, hasta el extremo oriental de la provincia de Guantánamo, a continuación se
recogen los aspectos más dinámicos de la economía.
• Recursos humanos
Constituyen el eje fundamental de la economía de la región de Moa - Baracoa al disponerse de una fuerza altamente calificada compuesta de técnicos de nivel superior,
técnicos medios, obreros calificados, todos con elevada experiencia productiva, los que
se encuentran laborando en las Empresas de la Unión del Níquel, Empresa Construc -
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tora Integral No. 3, la Empresa Cromo - Moa y en el Instituto Superior Minero Metalúrgico, en el que se ha formado una parte importante de los profesionales de la rama
minero - metalúrgica. Complementan los recursos humanos de la zona profesores,
maestros y profesionales de la Salud, indispensables para el funcionamiento pleno de
la sociedad; se incluyen profesionales de diversas ramas del saber.
En la región de Moa - Baracoa gracias a los esfuerzos de la Revolución existen todos
los niveles de enseñanza, situación ésta que la sitúa en un lugar privilegiado del país,
pues es el único municipio de la nación que no siendo capital provincial, cuenta con
todos los niveles de educación.
• Recursos minerales
La región de Moa - Baracoa es una de las zonas privilegiadas de nuestro país al tener
en su suelo reservas de minerales que la hacen el centro minero nacional. Sobre las
litologías máficas y ultramáficas se ha desarrollado una potente corteza de intemperismo de perfil laterítico con menas residuales de níquel, hierro y cobalto; en ese
sentido, Cuba ocupa unos de los primeros lugares a nivel mundial por sus reservas de
níquel, así como por sus reservas de cobalto. Asimismo, unido a la corteza de intemperismo se localiza una de las reservas más importantes de mineral de hierro a escala
mundial.
Vinculado a la corteza de intemperismo se encuentran importantes reservas de espinelas cromíferas diseminadas que a consideración de Thayer los volúmenes sobre
pasan las 4 650 toneladas métricas por hectárea de lateritas hasta una profundidad de
30 centímetros (Thayer, T.P., 1942)111.
En la región de Moa - Baracoa se localizan los principales yacimientos de espinelas
cromíferas del tipo refractario, en la actualidad se explotan los yacimientos “Mercedita“
y “Amores“. Se cuenta además con reservas de piedras ornamentales, decorativas, arcillas rojas y probablemente reservas considerables, aun no evaluadas, de caolinita en
las cortezas desarrolladas sobre litologías máficas (Orozco Melgar, G., comunicación
personal).
Las reservas de minerales en Moa y sus perspectivas en la localización de yacimientos
de metales preciosos, raros y dispersos no han sido agotadas y constituyen direcciones
importantes para la prospección geológica en el futuro mediato.
• Recursos agrícolas y forestales
Las propias características de los suelos de la región, fundamentalmente los lateríticos
desarrollados sobre las litologías máficas y ultramáficas del complejo ofiolítico, no son
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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favorables para el cultivo, por lo que la región tiene producciones limitadas provenientes del agro, no obstante, se cosechan limitadas cantidades de café, cacao, coco,
malanga y algunas frutas en las áreas montañosas.
Los recursos forestales son unos de los mayores del país, constituidos por maderas
preciosas y grandes reservas de pinus cubensis. En la actualidad se ejecutan, como
loable acción de protección del medio ambiente, la reforestación de las áreas minadas
con el fin de proteger el suelo de la intensa erosión así como para incrementar las reservas forestales.
La región de Moa - Baracoa está enlazada por carretera con todo el país, existen las
carreteras desde Moa hasta la ciudad de Baracoa y de ésta a Guantánamo (y a través
de esta vía con Santiago de Cuba), de igual manera, con la ciudad de Holguín y con el
resto del país. También existen comunicaciones aéreas con Santiago de Cuba, Holguín y Ciudad de la Habana.
En la región existen recursos turísticos, aún no explotados a plenitud, con su paisaje
tropical, la barrera coralina y se puede desarrollar el turismo científico especializado al
existir uno de los complejos ofiolíticos mayores del mundo.
En la región se encuentran en explotación dos plantas procesadoras de las menas
niquelíferas y una tercera está en fase de terminación. Se incluye además la Empresa
Mecánica del Níquel. En Punta Gorda se localiza la planta beneficiadora de mineral
cromífero. La actividad portuaria complementa las principales actividades económicas
de la región, sin lugar a dudas, una de las más prósperas y ricas del país.
Características geológicas de la región de Moa - Baracoa
La geología regional de Moa - Baracoa se caracteriza por la presencia predominante de
la asociación ofiolítica representada esencialmente en los complejos máficos, ultramáficos y en menor grado por el complejo oceánico, raramente se reporta la existencia
del nivel de tectonitas ultramáficas. Además de las litologías de la asociación ofiolítica
están presentes las secuencias del arco volcánico del Cretácico, las que se encuentran
en contacto tectónico con las ofiolitas. Secuencias flyschoides y con características
olitostrómicas representadas por las formaciones Mícara y La Picota respectivamente,
complementan el marco geológico regional.
Al resumir los rasgos geológicos de la región de Moa - Baracoa, caracterizada por un
amplio predominio de la asociación ofiolítica, es indispensable exponer los dos puntos
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de enfoque en las concepciones geológicas sobre la constitución y emplazamiento de
las litologías máficas y ultramáficas serpentinizadas en el nordeste de Cuba.
El primer punto de vista fue expuesto por varios investigadores que desde las primeras
décadas de este siglo consideraron a las ultramafitas y a las rocas graboides asociadas
como rocas intrusivas las que se emplazaron en el primer estadio del desarrollo geosinclinal a fines del Cretácico superior así fue considerado por Adamovich y Chejovich
durante los trabajos de levantamiento geológico regional llevados a cabo en los primeros años de la década de los sesenta (Adamovich, A., Chejovich, V. et al., 1963)2.
El segundo y más actual fue el resultado de investigaciones posteriores de carácter
regional, sobre todo levantamientos geológicos, en las que consideraron a las litologías
máficas y ultramáficas serpentinizadas y al resto de los complejos como pertenecientes
a la asociación ofiolítica y su emplazamiento en la corteza superior se explica a través
de las concepciones de la tectónica global o tectónica de placas, como se conoce
comúnmente, en ese sentido se destacan los trabajos de (Nagy, et al.,1983)89,
(Fonseca, et al., 1989)33,34, (Iturralde-Vinent, M., 1989)51,52, (Gyarmati, et al., 1990)44 .
Trabajos posteriores han contribuido a esclarecer el emplazamiento de la asociación
ofiolítica en el archipiélago cubano. La clasificación propuesta por Iturralde-Vinent, en
correspondencia con la propuesta inicial de Pieve (1969, 1980, 1981), (Iturralde-Vinent,
M. 1996)52, presenta dos unidades principales: complejos melanocráticos y los
complejos oceánicos, ambas unidades agrupan todas las litologías de la asociación
ofiolítica. La clasificación se recoge en la Tabla No. I-1, la cual se publica en el
presente trabajo por autorización del autor Iturralde-Vinent (comunicación personal).
La clasificación asumida por Iturralde-Vinent (1994)52 , está en correspondencia con la
posición tectónica y la constitución geológica de las ofiolitas, éstas se subdividen en:
Ofiolitas del Cinturón Septentrional
• Faja de Cajálbana
• Faja de Mariel - Holguín
• Faja de Mayarí - Baracoa
Ofiolitas anfibolitizadas
Ofiolitas de los terrenos suboccidentales
En la faja Mayarí - Baracoa se incluye la región de Moa - Baracoa en la cual, como es
conocido, existe un predominio de los complejos del fundamento melanocrático,
aunque también se manifiestan litologías vulcanógenas de los complejos oceánicos tal
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como ha sido reportado por Quintas (1988)97, al estudiar las secuencias volcánicas del
valle del río Quibiján en Baracoa. En ese sentido, Quintas señala: “…son lavas de color
verde oscuro y negro, a veces amigdaloidales (capas de 3-4 metros), lavas brechas basálticas,
lavas basálticas, lavas presentando textura en almohadillas (pillow lavas)…”(pág.15)
(Quintas,
97
F., 1988) . Las litologías del fundamento melanocrático están separadas de las litologías vulcanógenas - sedimentarias del arco volcánico del Cretácico por fallas regionales y locales, por tal razón, los contactos entre ambas unidades son tectónicos, lo
que constituye una particularidad de la geología en la región de Moa - Baracoa.
La mayoría de los investigadores consideran que la asociación ofiolítica en Moa - Baracoa es un enorme manto alóctono que está cubierto transgresivamente por depósitos
de las formaciones “Mícara” y “La Picota” (Iturralde-Vinent, M., 1994)52.
En los afloramientos de la asociación ofiolítica, principalmente en sus complejos
peridotíticos, predominan las harzburgitas sobre el resto de las demás litologías máficas y ultramáficas, lo que ha sido corroborado por varios investigadores (Fonseca, E.
et al., 1991)33 . De acuerdo con Leblanc, M. y Nicolas, A. (1992)68 este tipo de macizo
se clasifica como: harzburgítico (HOT).
Se ha podido demostrar que en las litologías del complejo ofiolítico en la región de
Moa - Baracoa predominan las texturas brechosas, por lo que se considera por varios
autores que las litologías afloradas, dado su alto grado de fracturación, representan
una gran brecha (Iturralde-Vinent, M., 1994)52 . El resto de las litologías de los cúmulos
ultramáficos está representado por dunitas serpentinizadas, dunitas enstatíticas, wehrlitas y lherzolitas serpentinizadas y en menor grado peridotitas plagioclásicas.
El complejo cumulativo máfico está representado por gabros normales, gabros olivínicos, gabro-noritas y noritas (Fonseca, E. et al.,1991)33. Como litología más joven y
cortante al resto de las litologías máficas y ultramáficas se tiene a los diques de gabropegmatitas los que presentan grandes cristales de enstatita y anortita, siendo más unmerosos cuando se asocian a la mineralización cromífera (Guild y Albear, 1947)41,
(Muñoz Gómez J.N. y Campos Dueñas, M., 1992)79.
El emplazamiento de las ofiolitas y su procedencia desde su constitución como antigua
corteza oceánica hasta su posición actual es aun uno de los problemas geológicos en
los que se presentan diferentes puntos de vista.
Como ha sido señalado, las concepciones iniciales de su formación y emplazamiento
se concibieron como intrusiones máficas y ultramáficas vinculadas con el primer estadio del geosinclinal cubano (Adamovich, A. y Chejovich, V., 1963)2 .
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27
Tabla No. I-1 Constitución general de las ofiolitas cubanas. [Tomada de M. Iturralde-Vinent, con
52
autorización del autor ]. (Iturralde-Vinent, M., 1994) .
Complejos del Fundamento Melanocrático
Peridotítico
(Tectonitas)
Transicional
Cumulativo
Harzburgitas, en menor grado websteritas y lherzolitas, con
bolsones aislados de dunitas, todas serpentinizadas. Raros
diques de gabroides. Ocasionalmente cromititas.
Harzburgitas, lherzolitas y websteritas con bolsones y bandas
duníticas, todas serpentinizadas, a veces con cromititas.
Gabroides como cuerpos y diques. En ocasiones haces de
diques de plagioclasitas y gabroides. Diques aislados de
plagiogranitos.
Cúmulos máficos (gabros olivínicos, noritas, troctolitas y anortositas) y ultramáficos (lherzolitas, websteritas, harzburgitas y
raras dunitas, todas serpentinizadas) Ocasionales cuerpos y
venas cortantes de cromititas. Diques de gabroides, plagioclasitas, y plagiogranitos. En la parte superior de la sección a
menudo aparece un cuerpo potente de gabros isotrópicos.
Complejos Oceánicos
Diques de diabasas
Efusivos-sedimentarios
Diques de diabasas, gabro-diabasas y doleritas, aislados o en
haces poco densos, emplazados entre los complejos transicional y cumulativo, en menor grado en el complejo peridotítico. Raramente masas de diques paralelos entre basaltos.
Diabasas, basaltos afíricos, subafíricos y variolíticos, hialoclastitas, silicitas y radiolaritas, lutitas tufíticas, calizas, etc.
También se cuenta con los puntos de vista de Kozary, Knipper y Cabrera (1974)58 en
los que se fundamentan los mecanismos de emplazamiento en frío de las litologías
máficas y ultramáficas a partir del manto superior, señalando que el macizo alóctono y
su emplazamiento provienen del norte. Iturralde-Vinent (1976-1977) y Cobiella (1978)
basándose en la posición de las secuencias olitostrómicas de La Picota sugieren que
los mantos ofiolíticos proceden del sur (Iturrlade-Vinent, M., 1994)52, los que se originaron desde la falla axial cubana.
Consideraciones alternativas al emplazamiento y origen de los mantos ofiolíticos es
que los mismos se originaron por procesos de obducción de la antigua corteza oceánica cuando se produjo la coalición entre Cuba y la porción meridional de la plataforma
de Bahamas, criterio expuesto por Gealey (1980), Wadge y otros (1984), IturraldeVinent y otros (1994), citados por Lewis y Draper.(Lewis, J.F. and Draper, G., 1990)72 .
Particularidades geológicas de la mineralización cromífera en los yacimientos
“Cayo Guan” y “Potosí”
Al resumir las particularidades geológicas de los yacimientos “Cayo Guan” y
“Potosí”, ubicados desde el punto de vista geológico en las litologías del fundamento
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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melanocrático de la asociación ofiolítica en la región de Moa - Baracoa, es necesario
puntualizar las diferencias de la información geológica disponible, como se conoce,
estos yacimientos cromíferos fueron explotados prácticamente sin contar con investigaciones geológicas detalladas. El yacimiento “Cayo Guan” está mejor estudiado, sin
dudas, que el yacimiento “Potosí”, no obstante, existen varios rasgos comunes entre
ambos yacimientos de menas cromíferas.
• Yacimiento “Cayo Guan”
Localizado en el angosto valle del río “Cayo Guan”, el campo menífero del mismo nombre, está integrado además por el yacimiento “Cromita” y pequeñas manifestaciones
tales como “Narcizo”, “Las Deltas” y otras de menor importancia.
En la década de los cuarenta el área fue estudiada por Thayer (1942)111 y Guild y
Albear (1947)42, años más tarde los yacimientos cromíferos se investigaron por
Kenarev y Murashko (1963)57 , Dzubera (1974)32 y más recientemente por Fonseca, E.
et al. (1991)33 y Guerra, C.V., et al., (1995)42.
El yacimiento se localiza desde el punto de vista geológico en las litologías cumulativas
ultramáficas muy próximas a los cúmulos máficos, petrológicamente las rocas ultramáficas están integradas por harzburgitas serpentinizadas, dunitas enstatíticas y dunitas
serpentinizadas. El complejo cumulativo gabroide está representado por gabros normales, gabros olivínicos, troctolitas y noritas (Fonseca, E. et al., 1991)34, (Guerra, C.V.,
et al., 1995)42.
En sentido general, las litologías ultramáficas se presentan estratificadas y la mayoría
de los cuerpos minerales, en forma de lentes, son concordantes con las litologías
encajantes. No obstante, los diques de gabro-pegmatitas son cortantes a las litologías
presentes así como a la mineralización cromífera, siendo los mismos más abundantes
en los cuerpos minerales cromíferos (Guild, P., 1947)41 , (Thayer,T.P., 1942)111 y (Muñoz Gómez, J.N., 1995)80.
La mineralización cromífera está rodeada por dunitas y dunitas serpentinizadas las que
localmente transicionan a dunitas enstatíticas y a harzburgitas serpentinizadas. Thayer
(1942)111 y Guild (1947)41 habían coincidido en la presencia de texturas planas, destacando que las mismas son paralelas a la foliación de las peridotitas.
La composición química de la mineralización cromífera es muy similar entre los cuerpos minerales, por lo que a consideración de Thayer (1942)111 y de Guild (1947)42 se
trataba de un solo cuerpo lentiforme que fue cortado y desplazado por fallas, como
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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sucede con el cuerpo mineral “Franklin“, - cuerpo casi isométrico, podiforme - que
está completamente limitado por fallas (Guild, P. y Albear J. F., 1947)41.
La mineralización cromífera masiva en los cuerpos minerales se acompaña de sulfuros
tales como pirita, calcopirita y millerita (Fonseca, E. et al., 1991)33. Se han identificado
fases de mineralización de los elementos del grupo del platino, representado en la serie isomórfica laurita-erlichmanita. (Distler,V.V., Falcon, H.J., Muñoz Gómez, J.N.,
Campos Dueñas, M.,1989)28 y (Muñoz Gómez, J.N. et al., 1991)84.
La similitud mineralógica entre los yacimientos "Cayo Guan" y “Potosí” y la existencia
de paragénesis minerales - platinífera y sulfurosa - semejantes en ambos yacimientos es la causa fundamental para que en el cuerpo de la memoria no se incluya un
capítulo de mineralogía de "Cayo Guan"; además de haberse tratados estos contenidos por otros investigadores cubanos y extranjeros (Thayer, T.P., 1942)111 , (Guild,
P.M., et al., 1947)41, (Fonseca, E., et al., 1991)33 y (Guerra, C.V. y Navarrete, M.,
1995)42.
• Yacimiento “Potosí”
Se encuentra ubicado en el valle del río “Yamanigüey“ y el campo menífero del yacimiento lo integran varias manifestaciones minerales, siendo la de mayor importancia
“Tío Folio“. El yacimiento “Potosí” fue estudiado por Thayer (1942)111 , Kenarev
(1996)57
y recientemente por Muñoz Gómez y Campos Dueñas (1992)79 , Muñoz
Gómez (1995)80 y Lewis, F.J. et al.(1996)74.
El yacimiento “Potosí” está representado por un cuerpo en forma de lente concordante
a la estratificación de las dunitas, dunitas serpentinizadas y harzburgitas serpentinizadas, el cual fue dislocado en bloques por fallas de postmineralización.
En el área el complejo cumulativo gabroide se localiza por debajo de las litologías
cumulativas ultramáficas. Se destacan en las harzburgitas serpentinizadas finas intercalaciones (desde 3 hasta 15 centímetros) de wehrlitas y lherzolitas plagioclásicas, lo
que constituye una particularidad petrológica del área del yacimiento "Potosí" (Lewis,
F.J. et al., 1996)74.
Es un rasgo típico de la geología del yacimiento “Potosí” la existencia de diques de
gabro-pegmatitas, los cuales como se ha señalado, son cortantes a la mineralización
cromífera así como al resto de las litologías cumulativas ultramáficas. Thayer, al
referirse a la existencia de los diques de gabro-pegmatitas expresó: “… gabbroic
pegmatites cut the ore, and in places the gabbro has been injected into broken ore to produce the
breccia textures…”(pág.
71) (Thayer , T. P. ,1942)111.
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�José Nicolás Muñoz Gómez
30
De manera similar Kenarev analizó la presencia de los diques de gabro-pegmatitas y
vinculó su emplazamiento a las zonas de fallamiento, en ese sentido expresó: “… los
cuerpos minerales están cortados por una serie de diques de gabro-pegmatitas y mas raramente
por plagioclasitas, que confirman la presencia de dislocaciones tectónicas después de la
formación del mineral…”
La
(pág. 42-43) (Kenarev, V., 1963)57.
composición de las menas cromíferas masivas presentan características refractarias
y sus particularidades geoquímicas y mineralógicas se exponen en los capítulos III y IV
de la presente memoria.
Los yacimientos “Cayo Guan” y “Potosí” y sus respectivos campos minerales presentan, en común, una serie de particularidades geológicas, petrológicas, geoquímicas y
mineralógicas, entre las cuales debemos señalar:
• Existencia de cuerpos en formas de lentes concordantes a las litologías
ultramáficas y cuerpos podiformes en el yacimiento “Cayo Guan” .
• Presencia de dunitas serpentinizadas alrededor de los cuerpos mine rales cromíferos y transiciones locales a dunitas enstatíticas y poste riormente a harzburgitas serpentinizadas.
• La existencia del complejo cumulativo gabroide en los campos meníferos de ambos yacimientos, acompañadas del predominio de las harzburgitas serpentinizadas como litología predominante del fundamento
melanocrático.
• Existencia de dunitas y otras peridotitas plagioclásicas en forma de
lentes estrechos en las harzburgitas serpentinizadas, siendo las menos
abundantes las wehrlitas y lherzolitas plagioclásicas.
• El complejo cumulativo máfico está representado por gabros normales,
gabros olivínicos, troctolitas, noritas y gabro-noritas.
• Los diques de gabro-pegmatitas son cortantes a las litologías cumulativas máficas y ultramáficas así como a la mineralización cromífera,
siendo más abundantes en los cuerpos minerales cromíferos, lo que
constituye una particularidad petrológica en ambos campos meníferos.
• Alta manifestación de los procesos de agrietamiento, esquistosidad y
brechamiento de las litologías de la asociación ofiolítica y de las espinelas cromíferas, lo que ha complicado la yacencia primaria y ha desplazado los cuerpos minerales cromíferos.
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31
• Características geoquímicas, mineralógicas y genéticas de la mineralización cromífera, donde se presentan similitudes y diferencias en las
menas masivas, las que se exponen en los capítulos II - III - IV de la
presente memoria.
Por todo lo anteriormente expuesto, en relación a las particularidades geológicas, petrológicas y de la yacencia de la mineralización cromífera en ambos campos minerales,
se establecen dos conclusiones:
I. Los campos minerales correspondientes a los yacimientos de espinelas cromíferas de “Cayo Guan” y “Potosí” constituyen en la
actualidad los restos de la antigua zona de transición entre los
complejos cumulativos ultramáficos y máficos en la antigua corteza oceánica.
II. Los yacimientos minerales “Cayo Guan” y “Potosí” de menas cromíferas, independientemente de algunas diferencias geoquímicas
y mineralógicas, se segregaron en un mismo nivel del corte
teórico del perfil de la asociación ofiolítica, lo que constituye una
particularidad de la metalogenia de la mineralización cromífera en
la región de Moa - Baracoa.
Ambas conclusiones tienen incidencia directa al considerar los criterios geológicos,
geoquímicos, petrológicos y mineralógicos en la prospección de la mineralización
cromífera en la región de Moa - Baracoa .
Criterios sobre la Prospección de la Mineralización Cromífera en la Región de
Moa - Baracoa
La prospección de la mineralización cromífera en la región de Moa - Baracoa data desde los últimos años del siglo pasado los que se fueron intensificando en las primeras
décadas del actual siglo.
La evidencia del control de la mineralización cromífera, asociada espacial y genéticamente a “intrusivos ultramáficos” y en especial las dunitas y dunitas serpentinizadas fue el criterio fundamental que se siguió en las búsquedas de los cuerpos
cromíticos. No obstante, ese principio, en forma general, sigue vigente, aunque su
enfoque no esté fundamentado en la tectónica global y en las actuales concepciones
que se tienen de la asociación ofiolítica, en cuanto a su origen, composición y
emplazamiento.
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�José Nicolás Muñoz Gómez
32
Prácticamente, toda la mineralización cromífera, - yacimientos y manifestaciones -,
ha sido descubierta porque las mismas han aflorado producto de la intensa erosión.
Los trabajos geológicos de prospección se incrementaron en esas áreas, donde algunas manifestaciones se convirtieron posteriormente en importantes yacimientos de menas cromíferas refractarias.
En la actualidad y teniendo como fundamento teórico las concepciones sobre el origen,
composición y emplazamiento de la asociación ofiolítica y la posición de la mineralización cromífera en relación con el corte teórico de la antigua corteza oceánica, existen factores geológicos negativos que impiden o limitan el establecimiento de áreas
pronósticas para el desarrollo de proyectos de prospección en la región de Moa Baracoa. Estos factores negativos se relacionan a continuación: (Muñoz Gómez, J.N.,
1994)82
• Los trabajos de levantamiento geológicos regionales a escala 1: 50 000 si
bien han posibilitado esclarecer las relaciones entre las litologías de la asociación ofiolítica y las secuencias vulcanógeno-sedimentarias del arco volcánico del Cretácico y las litologías de las formaciones Mícara y La Picota así
como otros importantes problemas petrológicos y estructurales, no han solucionado la diferenciación litológica de los complejos cumulativos máficos y ultramáficos.
• El emplazamiento alóctono de la asociación ofiolítica en su actual posición,
mediante complicados procesos de obducción de la antigua corteza oceánica,
sin lugar a dudas, perturbó y dislocó la yacencia primaria de las litologías
de la asociación ofiolítica y de la mineralización cromífera asociada. En
ese sentido, es necesario destacar las consideraciones expuestas por Iturralde-Vinent por la incidencia que tienen en la prospección de la mineralización cromífera: “… Los macizos de ofiolitas usualmente están intensamente
deformados debido a la acción de múltiples eventos tectónicos. Quien observa la
representación de las ofiolitas en los mapas geológicos puede crearse la falsa
impresión, a primera vista, que se trata de potentes macizos internamente poco
dislocados (Fig. 1 ), pero la realidad es completamente distinta. Por lo general es muy
difícil encontrar afloramientos extensos de rocas poco deformadas, pues las ofiolitas
son rocas brechosas con texturas muy variables, cuyos bloques han sufrido toda clase
de rotaciones y deformaciones… las deformaciones de los macizos de ofiolitas a
menudo destruyen gran parte de las estructuras primarias y relaciones originales entre
los distintos tipos de litologías…”(
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pág.98) (Iturralde-Vinent, M., 1994)52.
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• Desplazamientos horizontales, fallamiento, plegamiento y serpentinización de las litologías máficas, ultramáficas y de la mineralización
cromífera asociada, posteriores al emplazamiento alóctono, lo que ha complicado aún más la actual posición de la asociación ofiolítica respecto a las
secuencias vulcanógeno-sedimentarias del arco volcánico del Cretácico y las
secuencias flyschoides y olitostrómicas de las formaciones Mícara y La Picota, respectivamente. En la región de Moa - Baracoa es casi una regularidad
que el complejo máfico ocupe posiciones hipsométricas inferiores a las del
complejo cumulativo ultramáfico.
• El desarrollo de una potente corteza de intemperismo producto de la conjugación simultánea de factores geológicos hipergénicos sobre las afloradas
litologías máficas y ultramáficas de la asociación ofiolítica, han devenido en
ricos yacimientos de hierro, níquel y cobalto, pero ha impedido y limitado la
aflorabilidad de las litologías, por ende, ha dificultado el mapeo y la documentación geológica, así como la diferenciación petrológica de los complejos.
• Incide de forma negativa en la prospección de la mineralización cromífera el
amplio desarrollo de la vegetación exuberante que cubre en gran parte todas
las litologías de la asociación ofiolítica así como las características del relieve
abrupto que predomina en la región de Moa - Baracoa.
Teniendo presente los factores geológicos y la existencia de determinadas regularidades geólogo-estructurales, petrológicas, geoquímicas y mineralógicas, el autor recomienda una metodología de prospección que contempla dos etapas en su ejecución,
en sus respectivas escalas, donde se conjugan los resultados geológicos expuestos y
los resultados de las investigaciones geoquímicas y mineralógicas en los yacimientos
“Cayo Guan” y “Potosí”.
La metodología, de la cual se hace mención en las recomendaciones, no establece las
áreas perspectivas para efectuar la prospección de la mineralización cromífera, pero sí
aporta y recoge la sucesión de trabajos y tareas a desarrollar para investigar e identificar los restos de las antiguas zonas de transición entre las litologías máficas y
ultramáficas de la asociación ofiolítica como premisa esencial e indispensable para
poder realizar trabajos de prospección, considerándose como el principal criterio
científico del control de la mineralización cromífera en la región de Moa - Baracoa.
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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Fig. No. I-3 Corte Teórico Idealizado de los Restos de la Zona de Transición entre
los Complejos Máficos y Ultramáficos. Yacimientos "Cayo Guan" y "Potosí".
Gabros normales
Troctolitas
Gabro - noritas
Gabros olivínicos
Contacto Tectónico
Werlitas plagioclásicas
Lherzolitas plagioclásicas
Dunitas plagioclásicas
Harzburgitas serpentinizadas
Schlieren cromíticos
Diques de gabro - pegmatitas
Harzburgitas serpentinizadas
Websteritas serpentinizadas
Diques de gabro - pegmatitas con cromitas brechoides
Cuerpos cromíticos con envoltura dunítica
Contacto Tectónico
Peridotitas piroxénicas serpentinizadas
Dunitas serpentinizadas
Dunitas enstatíticas
Cuerpos cromíticos lentiformes (?)
Harzburgitas serpentinizadas.
Harzburgitas serpentinizadas
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CAPITULO II
CARACTERISTICAS GEOQUIMICAS DE LA MINERALIZACION
CROMIFERA DEL YACIMIENTO “CAYO GUAN”
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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Capítulo No. II. Características Geoquímicas de la Mineralización Cromífera del
Yacimiento " Cayo Guan "
Introducción
Espinela cromífera. Generalidades
Espinelas cromíferas masivas
Espinelas cromíferas accesorias
Resultados geoquímicos.
Introducción
En el capítulo se recogen las principales características geoquímicas del yacimiento
“Cayo Guan” y su objetivo fundamental es analizar el comportamiento y papel de los
elementos químicos que conforman la celda unidad de la espinela cromífera así como
las implicaciones que en el orden genético se derivan del estudio geoquímico de la mineralización cromífera en el campo mineral del yacimiento.
Mediante la caracterización geoquímica de la mineralización cromífera se ha podido
argumentar el carácter o tendencia genética de las menas cromíferas en el campo mineral del yacimiento “Cayo Guan”. Asimismo se han obtenido un determinado número
de resultados geoquímicos los que contribuyen a un mayor conocimiento del área de
estudio.
Con el empleo de la microscopía electrónica de barrido se determinó la composición
química de las espinelas cromíferas, las que se expresan en óxidos de los elementos
químicos que integran la celda unitaria del mineral.
Se investigó un total de 73 muestras de espinelas cromíferas las que se distribuyen en:
•
Espinelas cromíferas masivas ( menas ): 15 muestras.
•
Espinelas cromíferas accesorias en litologías de los complejos máficos y ultramáficos: 58 muestras, de ellas:
•
Accesorias en harzburgitas: 10 muestras (complejo ultramáfico)
•
Accesorias en gabros y troctolitas: 48 muestras (complejo máfico)
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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Espinela Cromífera. Generalidades
Las espinelas cromíferas son óxidos múltiples que responden a la estructura:
[ X 2+ ]8 [ Y3+ ]16 O32
Presentando dos posiciones [ X - Y ] en las cuales se ubican átomos no equivalentes,
con la excepción del Fe2+ y Fe3+ los que comparten ambas posiciones respectivamente.
La distribución del oxígeno en la celda unidad forma un empaquetamiento cúbico
compacto; en la celda cristalográfica unidad los cationes bivalentes se sitúan en [X 2+] y
pueden estar representado por: Mg2+, Fe2+, Zn 2+ , Mn 2+, Ni2+ entre otros, los cationes
trivalentes se ubican en la posición [Y3+] y están representados por los cationes siguientes: Al3+ , Cr3+, Fe3+ , Ti3+ , V3+ entre otros menos comunes. Se ha podido comprobar que los cationes bivalentes forman soluciones sólidas completas y los cationes
trivalentes forman soluciones sólidas incompletas, a esas características se les asume
la amplia variedad de propiedades físicas de las espinelas cromíferas (Hurburt, J. K.,
1984)48
Entre las propiedades físicas de las espinelas cromíferas se pueden mencionar las que
a continuación relacionamos: (Demidov, V. y Muñoz Gómez. J.N., 1989)23
• Cristalizan en el sistema cúbico, isométrico: 4/m32/m
• Dimensión de las celda unidad: 8,34 A0
• Dureza Mohs: 5,5
• Microdureza Vickers: 1036-2200 kg/mm2
• Densidad: 4,6 g/cm3
• Isotrópico, color gris claro en luz reflejada (en aire)
• Reflejos internos pardos oscuros (en inmersión)
La composición química general de las espinelas cromíferas está caracterizada por la
presencia de los siguientes elementos químicos, expresados en óxidos: Cr2O3, MgO
FeO, Al2 O3, Fe2O3 cuya suma es aproximadamente el 98,0% del peso de las muestras, el resto está dado en contenidos bajos de: MnO, NiO, TiO2, ZnO y ocasionalmente VO3, se asocian además sulfuros de Ni, Fe y Cu, magnetita, arseniuros y
fases de los elementos del grupo del platino (PGE), bien en inclusiones mecánicas
(elementos nativos y sus aleaciones), o formando parte de las estructuras de los sulfuros y arseniuros, los que se formaron durante complicados procesos de diferenciación magmática en la antigua corteza oceánica.
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Espinelas Cromíferas Masivas
La composición química de las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo
Guan” se estudió a través de microscopía electrónica de barrido (Tabla No. II-1), obteniéndose una información precisa de su composición expresada en sus componentes
principales (macrocomponentes): Cr2O3 - Al2O3 - FeO - MgO y los componentes secundarios (microcomponentes): TiO2 - NiO - MnO.
Tabla No. II-1 Valores de los contenidos de los componentes principales de las espinelas
cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan”, Moa. [Análisis por microsonda electrónica de
barrido].[Rango: Diferencia entre el valor máximo y mínimo].
Oxidos
Cr2O3
Valor Máximo
44.5
Valor Mínimo
35.58
Valor Medio
40.75
Rango
8.92
Al 2O3
29.51
21.16
26.98
8.35
MgO
FeO
TiO2
17.2
28.97
1.26
8.27
12.6
0.06
14.93
15.99
0.29
8.93
16.37
1.2
MnO
NiO
0.3
0.3
0.14
0
0.21
0.13
0.16
0.3
• Macrocomponentes
Las menas masivas presentan un contenido de Cr2O3 que varía entre un 44,5% y
35,8% con un valor promedio de 40,75% y rango estadístico restringido de 8,92%,
ubicándose por su contenido entre los yacimientos cromíticos podiformes, comparándose así con los yacimientos de Nueva Caledonia, Filipinas y Troodos en Chipre.
(Tabla No. II-2).
Por su contenido en porciento de Cr2O3 las menas masivas se clasifican para uso refractario, conclusión que se había enunciado por vez primera por Thayer, refiriéndose
al yacimiento “Cayo Guan”: “... The ore consists of masive coarse-grained chromite containing
38 at 39,5 percent Cr2O3, and having a Cr:Fe ratio of 2,6 to 2,8... this ore is in great demand for
refractories...”
(pág.68).(Thayer, T. P. 1942)111.
Las variaciones del contenido de Cr2O3 en relación con los contenidos de Al2O3 quedan visualizadas gráficamente (Fig. No. II-1). El contenido de Al2O3 varía entre 29,5%
(valor máximo) y 21,16% (valor mínimo) con un promedio de 26,98% y un rango estadístico muy limitado de 8,35 unidades, éstos corroboran aún más el carácter refractario
de las menas cromíferas del yacimiento “Cayo Guan”, así como su carácter de génesis
podiforme en cuanto a los contenidos de alúmina que, de acuerdo a los criterios de
Thayer varían entre 6,0% y 35,0%.(Thayer, T.P.,1964)112.
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La relación existente entre los contenidos de Cr2O3 y Al2 O3 muestran una dependencia
lineal inversa que, unido a bajos contenidos de Fe2O3, es una de las características
para delimitar el carácter podiforme o estratiforme de la mineralización cromífera, tal
como ha sido demostrado por otros investigadores (Augé, T. and Maurizot, P., 1995)7,
lo que se analizará más adelante empleando relaciones catiónicas.
Contenidos en Porciento en Peso
45
%%
40
35
Cr2O3%
Al2O3%
30
25
20
0
5
10
15
Número de Muestras
Fig. No. II-1 Diagrama comparativo de los contenidos de Cr2O3 % y Al 2O3 % en las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan”, Moa.
Se ha corroborado estadísticamente que los contenidos de Cr2O3 y Al2 O3 mantienen
una relación inversa al mostrar un coeficiente de correlación de: - 0,54131. Esta dependencia sitúa al yacimiento “Cayo Guan” con características podiformes de su mineralización cromífera.
Atendiendo al contenido de FeO% (expresado el FeO% como hierro total dada las
características de los análisis de microscopía electrónica de barrido, donde se incluyen
los contenidos de Fe2O3% ), en las menas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo
Guan” se presentan valores máximos con 28,79% y un valor mínimo de 12,6%; presentando un rango estadístico elevado con: 16,37 y un valor medio calculado de
15,98%. Por sus contenidos en FeO las menas cromíferas masivas presentan un
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�José Nicolás Muñoz Gómez
40
carácter dual en relación a su génesis (podiformes o estratiformes). Thayer había determinado un valor máximo para el FeO para las menas masivas de los cuerpos podiformes asociados a los complejos ofiolíticos alpinos de FeO=15,0% (Thayer, T. P.,
1976)113, en el caso específico del yacimiento de “Cayo Guan” el valor medio calculado
es superior al establecido por Thayer.
Tabla No. II-2 Valores medios de las menas masivas de varios yacimientos de génesis podiforme.
68
(*) Valores tomados de Leblanc, M. y Nicolas, A., (1992) . (**) Valores tomados de Greenbaum, D. ,
44
(1977) . (***) Valores del presente estudio. Todos los valores en por ciento en peso. [Análisis por
microsonda electrónica de barrido].
Yacimientos Cromíferos
Cr2O3
Al 2O3
FeO
MgO
TiO2
MnO
Total
Tiébaghi-N.Caledonia *
Anna-Madelaine N. Cal.*
Poum-N. Caledonia *
Poum-N. Caledonia *
Acoje-Filipinas *
Coto- Filipinas *
Troodos- Chipre**
Cayo Guan - Cuba ***
Potosí - Cuba ***
Amores - Cuba ***
Mercedita - Cuba ***
58.39
51.42
60.14
29.57
54.93
35.79
54.5
40.75
39.98
36.17
38.43
11.15
19.53
9.56
39
13.15
32
14.15
26.98
22.83
27.32
29.14
14.3
13.68
18.1
12.64
19.75
14.86
12.26
15.99
22.09
17.76
14.53
15.57
14.65
10.93
18.07
11.42
16.53
14.2
14.93
13.01
18.26
16.54
0.11
0.03
0.02
0.25
0.21
0.32
0.19
0.29
1.06
0.24
0.28
0.13
0.5
0.76
0.34
0.17
0.15
0.13
0.21
0.27
0.19
0.26
99.65
99.81
99.51
99.87
99.63
99.65
95.43
99.13
99.24
99.94
99.18
De los contenidos de FeO en las menas masivas del yacimiento “Cayo Guan” se puede
afirmar que existe una ligera tendencia a las características de menas estratiformes.
Los valores de FeO determinados en el yacimiento “Cayo Guan” son inferiores a los obtenidos en las menas del yacimiento " Potosí " (Tabla No. II-2 y Cap. IV).
Por último, entre los macrocomponentes, se incluyen los contenidos de MgO, los cuales varían entre 17,2% (valor máximo) y 8,27% (valor mínimo), con un valor medio de
14.93% y un rango estadístico de 8,23 (Tabla No. II-1). En correspondencia con los
contenidos de MgO en las menas masivas del yacimiento “Cayo Guan” se corresponden dentro de los intervalos de otros yacimientos de menas podiformes, como en
los casos del yacimiento “ Anna -Madelaine “ en Nueva Caledonia, citado por Leblanc y
Nicolas (Leblanc, M., and Nicolas, A., 1992)67.
Se ha podido establecer una baja correlación entre los contenidos de Cr2O3% y MgO%
(coeficiente de correlación: 0,045625), aunque hay muestras específicas en las que se
demuestra una correlación inversa, debido a que al producirse un incremento de Cr2O3
se produce una disminución en el contenido de MgO.
Departamento de Geología - ISMMM
40
�José Nicolás Muñoz Gómez
Entre las relaciones de los macrocomponentes es de destacarse las presentadas entre
los contenidos de MgO y FeO, a los cuales como ha sido señalado, ocupan las mismas posiciones en la celda unidad de las espinelas cromíferas (posición: X2+), por lo
que ambos elementos y por ende sus óxidos aumentan y disminuyen sus contenidos
de forma inversa, tal como se presenta gráficamente (Fig. No. II-2), lo que permite
además identificar a la espinela cromífera. Un resultado similar se obtiene al utilizar la
relación catiónica: Fe2+- Mg2+.
Fig. No. II-2 Diagrama comparativo entre los contenidos de MgO y FeO en las menas cromíferas
masivas del yacimiento “Cayo Guan”, Moa.
Al realizarse el análisis estadístico de los contenidos para ambos óxidos se obtuvo una
correlación inversa, signo negativo, muy alta (coeficiente de correlación: = - 0,91441 y
coeficiente de covarianza: = - 9,55159), la situación antes expuesta se analizará con
Departamento de Geología - ISMMM
�José Nicolás Muñoz Gómez
42
mayor profundidad en el análisis de la distribución geoquímica de los cationes bivalentes y trivalentes en la celda unidad de las espinelas cromíferas.
De suma importancia, entre las relaciones de los macrocomponentes, es analizar el
comportamiento de la alúmina, expresado en los contenidos de Al2O3 en relación con
los contenidos de MgO y FeO, en el primer caso, la relación entre los contenidos de
Al2O3 y MgO se manifiesta una correlación positiva (coeficiente de correlación:
0,613449), que aunque no es un valor alto, sí se manifiesta su carácter de dependencia
lineal, lo cual queda visualizado en el Fig. No. II-3.
%
Contenido en Porciento en Peso
30
25
20
MgO%
Al2O3%
15
10
5
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Número de Muestras
Fig. No. II-3 Diagrama comparativo de los contenidos de MgO y Al 2O3 en las menas masivas del
yacimiento “Cayo Guan”, Moa.
Como se observa en varias muestras se corrobora lo anteriormente expuesto. En cambio, al efectuar un análisis similar entre los contenidos de Al2O3 y FeO se manifiesta
una correlación inversa entre ambos contenidos (coeficiente de correlación negativa, no
muy alta: - 0,54525). (Fig. No. II-4).
Los datos expuestos anteriormente muestran gráficamente un comportamiento dual del
origen primario de las menas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan”, por una
parte, el carácter podiforme se demuestra en los contenidos de Al2 O3, acotados a los
Departamento de Geología - ISMMM
42
�José Nicolás Muñoz Gómez
43
valores permisibles, en cambio los contenidos de FeO, tal como se analizó oportunamente, apoyan una génesis primaria con características similares a las menas masivas que se asocian a intrusiones estratiformes.(Thayer, T. P., 1964)112.
30
%
Contenidos en Porciento en Peso
28
26
24
Al2O3%
22
FeO%
20
18
16
14
12
10
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Número de Muestras
Fig. No II-4 Diagrama comparativo entre los contenidos de Al 2O3 y FeO en las menas masivas del
yacimiento “Cayo Guan” , Moa.
• Microcomponentes
Entre los microcomponentes de las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo
Guan” debemos de mencionar los contenidos de MnO, NiO y TiO2 cuyos valores se
recogen en la Tabla No. II-3, los mismos han sido expresados en porciento en peso del
óxido correspondiente, en porciento en peso del metal y en ppm (g/t) lo cual facilita la
interpretación geoquímica y los análisis estadísticos.
Los contenidos de MnO% en las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo
Guan” oscilan entre 0,30% (valor máximo) y 0,14% (valor mínimo) y 0,21% correspondiente al valor medio calculado, los cuales no son significativos al compararse con
otros yacimientos cromíferos. (Tabla No. II-2).
Del análisis estadístico se comprobó que prácticamente no existe correlación lineal
entre los contenidos de Cr2O3% y MnO% (coeficiente de correlación: - 0,04232), al
Departamento de Geología - ISMMM
43
�José Nicolás Muñoz Gómez
44
parecer el comportamiento geoquímico del manganeso, en el proceso de cristalización
de las espinelas cromíferas tiende a elevar su concentración hacia los cationes bivalentes en la celda unidad, no ubicándose en los cationes trivalentes.
Tabla No. II-3 Contenidos de los microcomponentes en las espinelas cromíferas masivas del
yacimiento “Cayo Guan”, Moa. [Análisis por microsonda electrónica de barrido].
Muestra
1--64
1--34
TiO2
%
0.227
0.254
Ti
(%)
0.17
0.15
Ti
(ppm)
1700
1500
NiO
%
0.125
0.2
Ni
(%)
0.0982
0.1572
Ni
(ppm)
982.25
1571.6
MnO
Mn
%
(%)
0.196 0.1518
0.19
0.1471
Mn
(ppm)
1517.824
1471.36
1--59
1--28
3--52
0.28
0.3
0.08
0.17
0.18
0.05
1700
1800
500
0.16
0.05
0.19
0.1257
0.0393
0.1493
1257.3
392.9
1493
0.22
0.3
0.17
0.1704
0.2323
0.1316
1703.68
2323.2
1316.48
3--54
1--82
sp--117
0.06
0.41
0.125
0.04
0.25
0.07
400
2500
700
0.19
0.04
0.2
0.1493
0.0314
0.1572
1493
314.32
1571.6
0.19
0.25
0.2
0.1471
0.1936
0.1549
1471.36
1936
1548.8
sp-115
sp-118
sp--119
0.092
0.325
0.402
0.06
0.19
0.24
600
1900
2400
0.22
0.15
0.16
0.1729
0.1179
0.1257
1728.8
1178.7
1257.3
0.18
0.26
0.19
0.1394
0.2013
0.1471
1393.92
2013.44
1471.36
sp--35
sp--11
sp--47
0.39
0.12
1.26
0.23
0.07
0.76
2300
700
7600
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0.14
0.24
0.28
0.1084
0.1859
0.2168
1084.16
1858.56
2168.32
sp--116
0.08
0.05
500
0.3
0.2357
2357.4
0.18
0.1394
1393.92
La conclusión anterior es demostrable a través del análisis estadístico. Así, los contenidos de MnO presentan correlación negativa con relación a los contenidos con el
MgO y el NiO, no obstante, presenta la correlación positiva en relación a los contenidos
de FeO y TiO2, es decir, que desde el punto de vista geoquímico la mayor o menor
concentración del manganeso en las espinelas cromíferas masivas se produce a expensas de la disminución del NiO y MgO ó incremento del FeO y TiO2 , respectivamente.
Tabla No. II-4 Coeficientes de correlación de los contenidos de MnO% con respecto a los óxidos
de los metales bivalente y trivalentes, menas masivas, yacimiento “Cayo Guan”, Moa.
Oxidos
Feo%
NiO%
TiO2
MnO%
MgO%
MnO%
0,7839
-0,4736
0,4845
1,0
-0,7228
Cr2O3%
%
Al2O3%
-
-
-0,0423
-
-0,6570
1,0
-
MnO%
Por otra parte se verificó que el rango de variación de los contenidos de MnO en la
estructura de las espinelas cromíferas del yacimiento “Cayo Gua n” es muy restringido
Departamento de Geología - ISMMM
44
�José Nicolás Muñoz Gómez
45
(0,16%). Un comportamiento geoquímico similar al analizado se pone de manifiesto en
el caso del NiO%, cuantitativamente los contenidos del óxido varían desde 0,30% hasta muestras en que no se detectan valores del NiO, el contenido medio calculado es de
0,1323%, inferior a los contenidos del manganeso.
Tabla No. II-5 Coeficientes de correlación de los contenidos de NiO% con respecto a los óxidos de
los metales bivalentes y trivalentes de las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo
Guan” , Moa.
Oxidos
FeO%
MgO%
TiO2%
MnO%
NiO%
-0.42043
0.53037
-0.5681
-0.4736
Cr2O3%
Fe2O3%
Al2O3%
NiO%
-0.3136
-
-0.6570
1.0
NiO%
Son significativos los valores negativos de los coeficientes de correlación del hierro y el
manganeso con relación al níquel, ya que dichos metales condicionan los contenidos
del níquel en la estructura de la celda unidad de la espinela cromífera. Por otra parte,
se comprueba una dependencia positiva entre los contenidos de níquel y los de magnesio, llegándose a la conclusión de que en las espinelas cromíferas al aumentar los
contenidos de magnesio se incrementan los contenidos de níquel. Se incluye además,
la relación inversa con respecto a los contenidos de aluminio, en otras palabras, las
espinelas cromíferas refractarias son menos niquelíferas en la misma medida que
aumentan los contenidos de Al2O3 .
En los microcomponentes de las espinelas cromíferas se localizan los contenidos de
TiO2. El comportamiento geoquímico del titanio y de su óxido en las espinelas cromíferas, así como en las litologías de los complejos ofiolíticos, se utiliza como importante
indicador petrogenético y geoquímico. Así, se ha establecido que los contenidos de
TiO2 = 0,25% (Ti = 1496,75 ppm), como valor límite para poder discriminar el origen
primario de las espinelas cromíferas.
En las espinelas cromíferas asociadas a las intrusiones estratiformes (Stillwater Complex, Montana, USA. y Bushveld Complex, Africa del Sur), los contenidos de TiO2%
están por encima del 0,25% de TiO2, en cambio, las espinelas cromíferas en los
complejos ofiolíticos (Nueva Caledonia, Troodos, Chipre, Filipinas, etc.) los contenidos
de TiO2 en las espinelas cromíferas es inferior al valor de 0,25% . En ese sentido, al
estudiar las espinelas cromíferas podiformes Leblanc señala: “ … le titane est un élemént
mineur des cromites ophiolitiques (en général moins de 0,25% TiO2), les chromites des
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45
�José Nicolás Muñoz Gómez
46
complexes stratiformes sont en mayonne plus riches ( 0.3 á 1,5% TiO2) et tendent á s’inricher en
fer titane et vanadium…”
(pág. 11). (Leblanc, M. and Nicolas, A., 1992)68.
Las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan” presentan contenidos
de TiO2 en el intervalo: 0,06 < TiO2 < 1,26. Casi la mitad de las muestras estudiadas
presentan contenidos superiores a 0,25% de TiO2 , de los resultados obtenidos se llega
a la conclusión de que las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan”
manifiestan un carácter dual en relación a su génesis, inclusive, muestran cierta tendencia a un origen estratiforme.
El comportamiento geoquímico del titanio en las menas masivas se expresa en forma
de Ti +4 en cristales idiomórficos de rutilo y en descomposición de soluciones sólidas textura laminar - en el seno de las espinelas cromíferas masivas, en cambio, el titanio
en forma de Ti 3+ se ubica en la celda cristalográfica de la espinela cromífera en la
posición Y3+, posiblemente como ulvöespinela.
Tabla No. II-6 Coeficientes de correlación de los contenidos de TiO2 en relación a los óxidos de
los metales bivalentes y trivalentes en las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo
Guan” , Moa.
Oxidos
FeO%
NiO%
MnO%
MgO%
TiO2
0.4633
-0.5680
0.4845
-0.6047
Cr2O3 %
Fe 2O3%
Al 2O3 %
TiO2
0.2088
-
-0.5628
1.0
TiO2
Como puede valorarse el TiO2 presenta coeficiente de correlación positivos con el FeO
y MnO, lo cual se traduce en que los contenidos de TiO2 se incrementan o disminuyen
en proporción directa a los contenidos de FeO y MnO; en cambio, en las posiciones
bivalentes los valores de NiO y MgO presentan coeficientes de correlación inversa
(valores negativos), siendo el coeficiente del magnesio mayor que del níquel. En este
caso, los contenidos de TiO2 varían inversamente proporcional al contenido de los
óxidos de níquel y de magnesio. En el caso de los óxidos de los metales trivalentes,
existe correlación positiva con el Cr2O3 (aunque baja) y negativo con los valores del
Al2O3.
Las relaciones entre los contenidos de Cr2O3 y TiO2 se recogen gráficamente, donde
las muestras se distribuyen en dos campos bien diferenciados: podiformes TiO2 <
0,25% y estratiformes TiO2%>0,25%. (Fig. No. II-5).
Departamento de Geología - ISMMM
46
�José Nicolás Muñoz Gómez
47
A partir de los resultados analíticos de microscopía electrónica de barrido, fue factible
calcular el número de cationes (bivalentes y trivalentes) en la celda cristalográfica unidad de la espinela cromífera. Contando con dichos resultados se calcularon diferentes
relaciones geoquímicas, así como se obtuvieron las fórmulas cristaloquímicas de cada
muestra investigada.
En las espinelas cromíferas del yacimiento “Cayo Guan” se analizó la relación entre los
valores de los cationes bivalentes Fe2+: Mg 2+; la que permite discriminar, de una forma
similar a los contenidos de TiO2, el origen primario de las espinelas cromíferas.
46
Podiformes
44
42
Estratiformes
Cr2O3%
40
38
36
34
32
30
0
0.5
1
1.5
TiO2%
Fig. No. II-5 Diagrama de dispersión entre los contenidos de Cr2O3 % y TiO2 % en las espinelas
cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan” , Moa.
Thayer (1964)112, Dickey (1975)25, Leblanc (1983)67 , Boudier y Nicolas (1995)11 han demostrado que los valores de la relación geoquímica Fe2+: Mg 2+ varía en un intervalo
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47
�José Nicolás Muñoz Gómez
48
muy limitado para las menas cromíferas podiformes asociadas a los complejos ofiolíticos (0,40 - 0,45) y un intervalo más amplio cuando se trata de las menas cromíferas
estratiformes (0,50 - 1,59). En ese sentido los valores determinados para las menas
cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan” muestran un valor medio de 0,5433
con valores máximos de 1,57 y mínimos de 0,32. Como puede valorarse, los resultados
obtenidos para las menas masivas incluyen los valores de las menas podiformes y estratiformes, incluso con cierta tendencias a éstas últimas.
1.6
1.4
Fe(2+):Mg(2+)
1.2
1
0.8
0.6
0.4
Estratiformes
Podiformes
0.2
0
0
0.5
1
1.5
TiO2%
2+
Fig. No. II-6 Diagrama de dispersión entre los contenidos de TiO2 % y la relación geoquímica Fe :
2+
Mg en las menas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan” , Moa.
Los cationes bivalentes ocupan la posición [X 2+] en la estructura de la celda cristaloquímica unidad en la espinela cromífera y teóricamente la suma de ambos cationes de ocuparse todas las posiciones - sería un valor máximo de ocho cationes bivalentes,
según ha estudiado Irvine en detalle (Irvine, T. N., 1965)49.
En realidad las posiciones catiónicas bivalentes son sustituidas por cationes metálicos
de valencias atómicas similares en sus radios iónicos, es decir que el Mg2+ y Fe2+
pueden ser sustituidos por los cationes: Zn2+ , Ni2+ y Mn2+.
Departamento de Geología - ISMMM
48
�José Nicolás Muñoz Gómez
49
En el caso específico de las menas masivas del yacimiento “Cayo Guan” los valores de
los cationes de Mg2+son superiores en línea general al número de cationes de Fe2+, lo
cual se puede valorar de las fórmulas cristaloquímicas y en las tablas No. II-7 y No. II-8,
respectivamente.
Tabla No. II-7 Número de cationes bivalentes en la celda cristalográfica unidad de las espinelas
cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan”, Moa.
Muestras
m-1-64
m-1-34
m-1-59
m-1-28
m-3-52
m-3-54
m-1-82
m-sp-117
m-sp-115
m-sp-118
m-sp-119
m-sp-36
m-sp-11
m-sp-47
m-sp-116
Ni
2+
0.024
0.038
0.03
0.011
0.037
0.036
0.008
0.038
0.043
0.03
0.031
0
0
0
0.044
Fe
2+
2.19
2.26
2.59
4.89
2
1.94
3.45
2.74
2.07
2.7
2.66
2.85
2
3.8
2.4
Mg
2+
5.81
5.74
5.41
3.11
6
6.06
4.55
5.85
5.93
5.3
5.34
5.15
6
4.2
5.6
Mn
2+
0.039
0.037
0.044
0.066
0.035
0.039
0.052
0.04
0.037
0.053
0.039
0.028
0.049
0.06
0.037
ΣX
2+
8.063
8.075
8.074
8.077
8.072
8.075
8.06
8.668
8.08
8.083
8.07
8.028
8.049
8.06
8.081
Tabla No. II-8 Número de cationes trivalentes en la celda cristalográfica unidad de las espinelas
cromíferas del yacimiento “Cayo Guan” , Moa.
Muestras
m-1-64
m-1-34
m-1-59
m-1-28
m-3-52
m-3-54
m-1-82
m-sp-117
m-sp-115
m-sp-118
m-sp-119
m-sp-36
m-sp-11
m-sp-47
m-sp-116
Ti
3+
0.041
0.045
0.05
0.058
0.014
0.011
0.076
0.022
0.017
0.059
0.073
0.069
0.022
0.24
0.015
3+
3+
Cr
Al
7.48
7.63
7.69
7.71
8.07
7.84
8.41
7.59
7.67
6.78
6.76
7.91
8.16
9.09
7.85
7.92
7.87
8.15
7.04
7.33
7.45
7.26
7.82
7.59
8.22
8.22
8.33
7.24
6.44
7.97
Fe
3+
0.6
0.5
0.16
1.25
0.6
0.71
0.33
0.59
0.74
1
1.03
0
0.6
0.47
0.18
3+
ΣY
16.041
16.045
16.05
16.058
16.014
16.011
16.076
16.022
16.017
16.059
16.083
16.309
16.022
16.24
16.015
Como consecuencia de ocupar las posiciones (X 2+) en la estructura de las espinelas
cromíferas, los valores de los cationes (Mg 2+ y Fe2+), manifiestan una elevada
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49
�José Nicolás Muñoz Gómez
50
correlación inversa (coeficiente de correlación: -0.98254), por lo que al aumentar o
disminuir un catión, aumenta y disminuye el otro respectivamente, tal como se visualiza
gráficamente. (Fig. No. II-7 y Fig. No. II-8).
6.5
6
5.5
Mg(2+)
5
4.5
4
3.5
3
1
2
3
4
5
Fe(2+)
2+
2+
Fig. No. II-7 Diagrama de dispersión entre el número de cationes bivalentes ( Mg y Fe ) en la
celda cristalográfica unidad de las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan” ,
Moa.
Esta representación gráfica nos permite, además identificar desde el punto de vista
mineralógico a las espinelas cromíferas, mediante el empleo del cálculo del número de
cationes de la celda cristaloquímica de cada muestra, así queda corroborado en el Fig.
No. II-8.
Departamento de Geología - ISMMM
50
�José Nicolás Muñoz Gómez
51
A continuación se exponen gráficamente las variaciones de los cationes bivalentes
(Mg 2+ y Fe2+ ) en todas las muestras de espinelas cromíferas masivas investigadas, lo
que se demuestra en la Fig. No. II-8.
7
Número de Cationes
6
5
4
Fe(+2)
Mg ( +2 )
3
2
1
0
0
5
10
15
Número de Muestras
2+
2+
Fig. No. II-8 Diagrama comparativo entre los números de cationes bivalentes Mg y Fe en la
celda cristalográfica unidad de las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan” ,
Moa.
Seguidamente, se recogen a manera de ejemplos cuatro muestras de espinelas cromíferas masivas donde se exponen sus fórmulas cristaloquímicas de sus respectivas
celdas unitarias:
(
+
2+
2+
m-1-64: Mg 25,81
Fe 2+
2,19 Mn 0,039 Ni 0 , 024
m-sp-117:
m-sp-47:
m-sp-116:
( Mg
( Mg
2+
5,85
2+
4,2
( Mg
Σ = 8 , 063
2+
2+
Fe 2+
2 , 74 Mn0,04 Ni 0,038
2+
2+
Fe2+
3,8 Mn 0 ,06 Ni 0,0
2+
5,6
)
)
)
Σ = 8 , 668
Σ =8 , 06
Fe22,4+ Mn20,+037 Ni 2+
0,044
)
( Al
( Al
3+
7,92
( Al
3+
6,44
Σ = 8 ,081
3+
3+
Cr3+
7,48 Fe 0,6 Ti 0,041
3+
7,82
3+
7,97
Σ =16 , 041
3+
3+
Cr3+
7,59 Fe0,59 Ti 0,022
3+
3+
Cr 3+
9,09 Fe0 ,47 Ti 0,24
( Al
)
)
)
Σ = 16 , 24
3+
3+
Cr3+
7,85 Fe0 ,18 Ti 0,015
)
O-232
Σ = 16 , 022
O−322
O-232
Σ =16 , 015
O-232
Los cationes trivalentes en la celda cristalográfica de la espinela cromífera están representados por los cationes: Al3+ - Cr3+ - Fe3+, los cuales ocupan estequiométricamente la posición [Y3+], completando un total de dieciséis cationes, según ha sido
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51
�José Nicolás Muñoz Gómez
52
demostrado por Irvine (Irvine, T.N., 1965)49 y más recientemente por Leblanc y Ceuleneer (Leblanc, M. and Ceuleneer, G., 1992)69. Los ligeros incrementos se deben a los
contenidos de titanio y de vanadio (Ti3+ y V3+), los cuales se ubican en la posición de
los cationes trivalentes.
Del análisis de las tablas donde se exponen los números de cationes bivalentes y trivalentes de las muestras de espinelas cromíferas masivas investigadas, así como de
las fórmulas cristaloquímicas expuestas, se destacan los valores de los números de
cationes de Cr3+ y Al3+ , con valores muy próximos entre ellos, en cambio, los cationes
Fe3+ y Ti3+ manifiestan valores muy bajos, raramente alcanzan los valores de la unidad.
Estas relaciones tienen un extraordinario significado geoquímico, al indicarnos que la
mineralización cromífera es rica en alúmina y se corresponde con las características
genéticas de menas cromíferas asociadas a los complejos ofiolíticos, tal como ha sido
demostrado en las menas cromíferas de Nueva Caledonia. (Augé, T. and Maurizot, P.,
1995)7.
10
9
Número de Cationes
8
7
6
Cr(+3)
Al(+3)
Fe(+3)
5
4
3
2
1
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Número de Muestras
Fig. No. II-9 Diagrama de variación entre el número de cationes trivalentes en las celdas
cristaloquímicas de las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan”, Moa.
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52
�José Nicolás Muñoz Gómez
53
En las menas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan” se pone de manifiesto
su carácter genético asociado al complejo ofiolítico, lo que queda representado en la
Fig. No. II-9.
0.8
0.75
Podiformes
0.7
0.65
# Mg
0.6
0.55
0.5
0.45
0.4
0.35
0.44
0.49
0.54
0.59
# Cr
3+
3+
3+
Fig. No. II-10 Diagrama de dispersión entre las relaciones geoquímicas # Cr = Cr / ( Cr + Al ) y
2+
2+
2+
#Mg = Mg / ( Mg + Fe ) en las menas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan” , Moa.
Finalmente, se analizó la relación geoquímica: # Cr = Cr3+ /( Cr3++ Al3+ ) y # Mg = Mg 2+ /
( Mg 2+ + Fe2+ ) la que ha sido empleada por numerosos investigadores. (Leblanc, M. y
Nicolas. A., 1992)68 , (Leblanc, M., 1994)70 , (Boudier, F., Nicolas, A., 1995)11. La relación geoquímica permite analizar la ubicación de las espinelas cromíferas masivas en
función del número de cationes bivalentes y trivalentes en los campos de las menas
cromíferas podiformes o estratiformes.
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53
�José Nicolás Muñoz Gómez
54
En las menas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan”, el # Cr presenta un
valor medio de 0,51 y un intervalo de 0,45 < #Cr < 0,59 situándose en menas de bajo
contenido de cromo (#Cr= 0,45) y alto contenido de aluminio, hasta espinelas
cromíferas con alto contenido de cromo (#Cr = 0,59) y bajo contenido de aluminio. (Fig.
No. II-10).
La relación #Mg manifiesta un valor medio de 0,67 lo cual verifica el alto contenido
relativo de magnesio en las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan”
(ver fórmulas cristaloquímicas), la relación geoquímica presenta un amplio intervalo:
0,39 < #Mg < 0,76, en las que se incluyen espinelas cromíferas con bajo contenido de
magnesio (#Mg = 0,39) y alto contenido de hierro hasta muestras con alto contenido de
magnesio (#Mg = 0,76) y bajo contenido de hierro.
En sentido general y de acuerdo al área que abarcan los dos intervalos analizados
(Fig. No. II-10) la mayoría de las muestras se ubican en la zona de las menas cromíferas asociadas a complejos ofiolíticos.
También, una vez más, queda demostrado el carácter refractario de las menas del
yacimiento “Cayo Guan”, utilizando la relación geoquímica #Cr y #Mg, tal como ha sido
expuesto por Lewis J. F. et al. “ … the refractory segregated high alumina chromites from the
Moa-Baracoa area show a wide range in composition. In fact, this composition , in terms of both
#Cr and #Mg, is much wider than for high Al-chromites in any other part of the world…”
(pág. 2)
74
(Lewis, J.F. et al., 1996) .
Espinelas Cromíferas Accesorias
Las espinelas cromíferas accesorias en las litologías del complejo máfico y ultramáfico
se han estado utilizando como importantes indicadores geoquímicos y petrogenéticos,
por las características mineralógicas de las espinelas y su alta estabilidad ante diferentes procesos de alteración tales como la serpentinización y variaciones hidrotermales-metasomáticas y la limitada migración geoquímica del cromo.
En el área del yacimiento “Cayo Guan” se estudiaron muestras de espinelas cromíferas
accesorias en harzburgitas serpentinizadas (complejo cumulativo ultramáfico), gabros
olivínicos y troctolitas (complejo cumulativo máfico).
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54
�José Nicolás Muñoz Gómez
55
A continuación se exponen los contenidos de los componentes principales de las espinelas cromíferas accesorias:
Tabla No. II-9 Contenidos en por ciento en peso de los componentes principales de las espinelas
cromíferas accesorias en harzburgitas serpentinizadas en el yacimiento “Cayo Guan” , Moa.
Oxidos
Cr2O3
Valor Máximo Valor Mínimo Valor Medio
48.13
17.4
39.41
Rango
30.73
Al 2O3
50.12
21.88
28.26
28.24
MgO
FeO
TiO2
18.73
25.06
0.31
9.89
13.66
0.14
13.39
18.54
0.25
8.84
11.4
0.17
MnO
NiO
0.7
0.26
0
0
0.04
0.11
0.7
0.26
Tabla No. II-10 Contenidos en por ciento en peso de los componentes principales de espinelas
cromíferas accesorias en gabros olivínicos del yacimiento “Cayo Guan” , Moa.
Oxidos
Valor Máximo Valor Mínimo Valor Medio
Rango
Cr2O3
Al 2O3
47.41
29.04
37.2
14.82
40.23
23.71
10.21
14.22
MgO
FeO
TiO2
15.44
36.93
1.88
7.23
16.14
0.21
13.04
21.67
0.68
8.21
20.79
1.67
MnO
NiO
1.06
0.25
0.02
0
0.29
0.11
1.04
0.25
Tabla No. II-11 Contenidos medios en por ciento en peso de los componentes principales en las
espinelas cromíferas accesorias en troctolitas del yacimiento “Cayo Guan” , Moa.
Oxidos
Cr2O3
Valor Máximo Valor Mínimo Valor Medio
42.48
35.95
38.64
Rango
6.53
Al 2O3
26.61
19.6
24.54
7.01
MgO
FeO
TiO2
13.48
33.95
0.66
7.97
17.75
0.3
10.76
24.57
0.36
5.51
16.2
0.36
MnO
NiO
0.96
0.18
0.23
0
0.52
0.11
0.73
0.18
Tabla No. II-12 Valores medios en por ciento en peso de las espinelas cromíferas masivas y de las
espinelas cromíferas accesorias en el yacimiento “Cayo Guan” , Moa.
Espinela Cromífera
Cr2O3
Al 2O3
FeO
MgO
TiO2
MnO
NiO
Masivas ( menas)
Gabros olivínicos
Troctolitas
Harzburgitas
40.75
40.23
38.64
39.41
26.98
23.71
24.54
28.26
15.99
21.66
24.57
18.54
14.93
13.04
10.76
13.39
0.29
0.68
0.52
0.04
0.21
0.29
0.36
0.25
0.13
0.11
0.11
0.11
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55
�José Nicolás Muñoz Gómez
56
Macrocomponentes
Los componentes fundamentales de las espinelas cromíferas accesorias del área del
yacimiento “Cayo Guan”: Cr2O3 - MgO - FeO - Al2O3 - manifiestan tendencias geoquímicas que reflejan las características genéticas de sus respectivas litologías. Así, las
espinelas cromíferas accesorias en las harzburgitas serpentinizadas presentan contenidos de Cr2O3 muy similares a las espinelas cromíferas accesorias del complejo
máfico e inclusive a las espinelas cromíferas masivas que constituyen las menas del
yacimiento “Cayo Guan” sensu strictu. (Tabla No. II-1).
50
45
40
Cr2O3%
35
Troctolitas
30
Gabros
Harzburgitas
25
Menas mas.
20
15
0
0.25 0.5 0.75
1
1.25 1.5 1.75
2
TiO2%
Fig. No. II-11 Diagrama de dispersión entre los contenidos de Cr2O3 % y TiO2 % de las espinelas
cromíferas masivas (menas) y las espinelas cromíferas accesorias del yacimiento “Cayo Guan “,
Moa.
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56
�José Nicolás Muñoz Gómez
57
Los contenidos de Al2O3% se corresponden con los valores determinados para las espinelas cromíferas podiformes ricas en alúmina, con valores muy similares entre sí. No
obstante, las espinelas cromíferas del complejo máfico se manifiestan con contenidos
inferiores a las espinelas cromíferas accesorias del complejo ultramáfico; resultados
semejantes fueron obtenidos por Leblanc y Violette al investigar los yacimientos de
Filipinas y Nueva Caledonia (Leblanc, M. and Violette, J. F., 1983)67.
1.6
1.4
1.2
Fe(2+):Mg(2+)
1
0.8
Troctolitas
Gabros
0.6
Harzburgitas
Menas mas.
0.4
0.2
0
0
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
TiO2%
Fig. No. II-12 Diagrama de dispersión entre los contenidos de TiO2 % y los valores de la relación
2+
2+
geoquímica Fe : Mg en las espinelas cromíferas masivas (menas) y las espinelas cromíferas
accesorias del yacimiento “Cayo Guan “, Moa.
Al parecer, se produce una cristalización de las espinelas cromíferas muy adelantada,
por lo que no está influenciada por los altos contenidos de Al2O3 del complejo máfico
en relación al complejo ultramáfico. No obstante, los contenidos de Al2 O3 y Cr2O3 en las
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57
�José Nicolás Muñoz Gómez
58
espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Cayo Guan” y los contenidos de ambos
óxidos en las espinelas cromíferas accesorias, son muy semejantes lo que revela que
las litologías máficas presentes en el campo menífero forman parte del resto de una
antigua zona de transición entre las ultramafitas serpentinizadas y las litologías del
complejo máfico gabroide. Estas zonas de transición son de extraordinaria importancia
para la prospección de la mineralización cromífera, representada en este caso por los
yacimientos “Cayo Guan “, “Cromitas” y “Narciso“ y las manifestaciones minerales en el
área.
0.8
0.75
0.7
Troctolitas
Gabros
Harzburgitas
0.65
Menas mas.
# Mg
0.6
0.55
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0
0.2
0.4
0.6
0.8
# Cr
3+
3+
3+
Fig. No. II-13 Diagrama de dispersión entre las relaciones geoquímicas # Cr = Cr / ( Cr + Al ) y
2+
2+
2+
# Mg = Mg / ( Mg + Fe ) en las espinelas cromíferas masivas (menas) y las espinelas
cromíferas accesorias del yacimiento “Cayo Guan”, Moa.
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58
�José Nicolás Muñoz Gómez
59
En los macrocomponentes se destacan los altos contenidos de FeO% en las espinelas
cromíferas accesorias los cuales son superiores a los contenidos internacionalmente
establecidos para las espinelas cromíferas asociadas a los complejos ofiolíticos alpinos, [FeO = 15,0%].
El incremento del hierro en las espinelas cromíferas accesorias puede estar motivado
por la intensa movilización del metal durante el proceso de serpentinización; afectando
a todos los complejos y a los yacimientos minerales asociados y por ende, a las espinelas cromíferas masivas, en las cuales, la actividad del hierro se pone de manifiesto al
alterar a la espinela en forma de ferri-cromita, la que en forma de anillo bordea a los
cristales y agregados cromíferos, situación semejante se produce en el área del yacimiento " Potosí " (Capítulo IV). Los datos expuestos corroboran el incremento sustancial del hierro en las espinelas cromíferas accesorias en las litologías del complejo
cumulativo máfico; no excluyéndose la posibilidad de que los procesos hidrotermales
hayan contribuido a la modificación de la composición primaria de las espinelas cromíferas.
Los contenidos de MgO son bajos en sentido general y no rebasan el 15%, lo cual es
lógico debido a la relación inversa entre los contenido de MgO y FeO. No obstante, los
contenidos de MgO, en las espinelas cromíferas, van disminuyendo sus valores desde
las harzburgitas serpentinizadas hasta las litologías del complejo máfico.
En sentido general se aprecia una similitud entre las espinelas cromíferas del complejo
ultramáfico serpentinizado y las espinelas cromíferas masivas que conforma las menas del yacimiento “Cayo Guan”, manifestándose esa misma correspondencia entre las
espinelas cromíferas accesorias en las litologías del complejo máfico.
• Microcomponentes
En los microcomponentes de las espinelas cromíferas accesorias - TiO2 - NiO - MnO se expresan los contenidos de sus valores medios en la Tabla No. II-12 en comparación con los valores medios determinados en las menas masivas. Los valores
medios calculados para el NiO son casi constante en todas las espinelas, de igual
manera se valora el contenido de MnO, siendo el mayor valor el de las litologías del
complejo cumulativo máfico. Los contenidos de MnO se incluyen en el intervalo en los
valores determinados para otros yacimientos cromíferos cubanos y extranjeros (Tablas
No. II-2).
Departamento de Geología - ISMMM
59
�José Nicolás Muñoz Gómez
60
Entre los microcomponentes se distinguen los contenidos de TiO2 en las espinelas
cromíferas accesorias en las harzburgitas serpentinizadas y las litologías del complejo
máfico (troctolitas y gabros olivínicos).
La relación entre los contenidos de TiO2% y los contenidos de Cr2O3% en las espinelas
cromíferas accesorias están representadas gráficamente (Fig. No. II-11), se delimitan
dos campos bien definidos: 1) las harzburgitas serpentinizadas con bajo contenido de
TiO2 (TiO2< 0,25%) a las que se asocian algunas muestras de menas y 2) las troctolitas y gabros olivínicos con muestras de espinelas cromíferas masivas con contenidos de TiO2> 0,25% . Como se demuestra, queda bien definido el complejo cumulativo ultramáfico - harzburgitas serpentinizadas - del complejo cumulativo máfico gabros olivínicos y troctolitas - manifestándose un incremento de TiO2 en los gabros
olivínicos.
Complementariamente al análisis anterior se obtiene un resultado similar al estudiarse
la relación geoquímica Fe2+: Mg 2+ y los contenidos de TiO2% (Fig. No. II-12), donde se
corrobora la distribución de las espinelas cromíferas accesorias, en las harzburgitas
serpentinizadas, con bajo contenido de TiO2, las que presentan un reducido intervalo
(0,40 < Fe2+: Mg 2+ < 0,45), es decir se ubican en el campo de las espinelas cromíferas
podiformes.
La mayoría de las muestras de espinelas cromíferas accesorias de las litologías cumulativas máficas se distribuyen en el campo de las espinelas cromíferas estratiformes,
llama la atención la distribución de varias muestras de gabros olivínicos alrededor del
contenido Fe2+: Mg 2+= 0,50 límite entre ambos campos; se trata de muestras cuyos
contenidos de hierro casi duplican los contenidos de magnesio, se ubican además
muestras de espinelas cromíferas masivas (menas), todas por encima de 0,25% de
TiO2. (Fig. No. II-12)
Al analizarse el #Mg y el #Cr en las espinelas cromíferas accesorias se pone de manifiesto: a) un intervalo muy restringido en el #Cr: 0,4 < #Cr < 0,6 lo que corrobora la
similitud de los contenido de Cr2O3 y Al2 O3 en los diferentes tipos de espinelas, incluyendo a las menas propiamente dichas (Fig. No. II-13) y b) un intervalo amplio en el
#Mg: 0,35 < #Mg < 0,77 demostrando las amplias variaciones de los contenidos de
hierro y magnesio en las espinelas cromíferas masivas y accesorias.
Es de singular importancia que las espinelas cromíferas accesorias en las harzburgitas
serpentinizadas se distribuyen en el mismo campo que las espinelas cromíferas
Departamento de Geología - ISMMM
60
�José Nicolás Muñoz Gómez
61
accesorias del complejo máfico, demostrando que las harzburgitas serpentinizadas
constituyen en el campo menífero del yacimiento “Cayo Guan” la litología transicional,
junto con las dunitas enstatíticas, hacia las litologías del complejo cumulativo gabroide,
tal como ha sido señalado por E. Fonseca al estudiar el área del yacimiento “Cayo
Guan” (Fonseca, E. et al., 1991)33.
Resultados Geoquímicos
1. Desde el punto de vista geoquímico se demuestra el carácter podiforme de las menas masivas del yacimiento “Cayo Guan” asociadas a los complejos ofiolíticos, no
obstante, se comprueba en relación con los contenidos de FeO% y TiO2% cierta tendencia hacia el campo de las espinelas cromíferas asociadas a intrusiones estratiformes, lo que se demuestra en las relaciones: Cr2O3% - TiO2% (Fig. No. II-5) y
Fe2+:Mg2+-TiO2% (Fig. No. II-6).
2. Se utiliza, por primera vez, en el estudio de la mineralización cromífera, los contenidos de TiO2 como indicador geoquímico, lo que ha facilitado argumentar el carácter genético de la mineralización cromífera en el yacimiento “Cayo Guan”.
3. Se calcularon varias relaciones geoquímicas, las que han facilitado el análisis de
comportamiento de los macro y microcomponentes en las espinelas cromíferas y sus
relaciones mutuas; asimismo, contribuyeron a establecer criterios geoquímicos sobre
la génesis de la mineralización cromífera, entre ellas: cálculo del número de cationes
bivalente y trivalentes en la celda cristalográfica unidad de la espinela cromífera, #Cr
= Cr3+/ (Cr3+ + Al3+), #Mg = Mg2+ / (Mg2+ + Fe2+), Fe2+ : Mg2+ .
4. Mediante el estudio de la mineralización cromífera se ha corroborado el carácter refractario de las menas cromíferas del yacimiento “Cayo Gua n” , afirmándose , junto a
otros yacimientos de la región de Moa - Baracoa, como las menas más refractarias
que se hayan explotado en el mundo, hasta la actualidad.
5. Se comprobó el papel activo del hierro durante el proceso de serpentinización en los
complejos ultramáficos y máficos, e inclusive, un incremento adicional del metal en
las litologías del complejo ofiolítico y yacimientos minerales asociados debido a efectos hidrotermales-metasomáticos.
6. Se ha comprobado una amplia distribución de los contenidos de magnesio en las espinelas cromíferas accesorias en litologías de los complejos cumulativos máficos y
ultramáficos, lo cual queda demostrado en las fórmulas cristaloquímicas y en las
relaciones geoquímicas #Cr y #Mg.(Fig. No. II-13).
Departamento de Geología - ISMMM
61
�José Nicolás Muñoz Gómez
62
7. El empleo de la microsonda electrónica de barrido para la determinación de la composición química de las espinelas cromíferas masivas, ha permitido incrementar la
precisión y confiabilidad de los resultados analíticos de los elementos químicos que
integran las menas cromíferas. Estos resultados pueden ser utilizados para medir el
grado de eficiencia industrial en la planta de beneficio de Punta Gorda. (Tabla No. II2).
8. El procesamiento computarizado de los resultados analíticos de las espinelas cromíferas mediante la microscopía electrónica de barrido, permitió obtener el número
de cationes bivalentes y trivalentes, facilitando la interpretación geoquímica y corroborando la identificación de la espinela cromífera, tal como se ejemplifica en las relación catiónica: Fe2+ - Mg2+ (Fig. No. II-7 y Fig. No. II-8).
9. Se demuestra que las relaciones geoquímicas entre el número de cationes trivalentes principales de las espinelas cromíferas (Cr3+ - Al3+ - Fe3+) permite discriminar
el origen primario de las menas, en función de las sustituciones mutuas. En las menas podiformes asociadas a los complejos ofiolíticos la sustitución se produce entre
los cationes Cr3+- Al3+ y el Fe3+ permanece con bajos valores y casi constante; tal
como sucede en las menas masivas del yacimiento “Cayo Guan” (Fig. No. II-9), en
cambio, si la sustitución se produce entre los cationes Cr3+- Fe3+ y el Al3+ permanece
casi constante y con bajos valores se está en presencia de espinelas cromíferas de
génesis estratiforme.
10. En los microcomponentes: TiO2 - NiO - MnO - de las espinelas cromíferas accesorias, los contenidos de sus respectivos metales se encuentran por encima del valor
del clarke en los casos del níquel (Niclarke = 99,0 ppm.) y el manganeso (Mn clarke =
1,060 ppm.). En el caso del titanio solo una muestra está por encima de la
abundancia natural del metal (Ticlarke = 6,320 ppm.).
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62
�José Nicolás Muñoz Gómez
63
CAPITULO III
MINERALOGIA DE LAS MENAS CROMIFERAS DEL
YACIMIENTO “POTOSI”
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63
�José Nicolás Muñoz Gómez
64
Capítulo III. Mineralogía de las Menas Cromíferas del Yacimiento “Potosí”
Introducción
Identificación de minerales metálicos
Paragénesis minerales
Orden de consecutividad de formación de las paragénesis minerales y sus
modelos teóricos
Resultados mineralógicos.
Introducción
En el capítulo se recogen los resultados de las investigaciones mineralógicas llevadas
a cabo durante los últimos años en las menas cromíferas del yacimiento “Potosí”, en
las que se incluyen las menas cromíferas masivas, propiamente dichas, las menas cromíferas diseminadas, las espinelas cromíferas en los diques de gabro-pegmatitas y los
minerales asociados.
Estudios iniciales de la composición mineralógica de las menas cromíferas masivas del
yacimiento “Potosí” y de algunas manifestaciones de este campo mineral fueron desarrollados en los años de la década de los sesenta por Kenarev (Kenarev, V., 1966)56.
En años recientes, el autor realizó trabajos cuyos resultados han sido publicados en el
país y en el extranjero. (Muñoz Gómez, J.N., Campos Dueñas, M., 1992)79, (Muñoz
Gómez, J.N., 1995)80 y (Lewis, J.F. et al.,1996)74.
Identificación de Minerales metálicos
Las menas cromíferas del yacimiento “Potosí” fueron estudiadas mineralógicamente
mediante técnicas mineragráficas tradicionales y por microscopía electrónica de barrido
lo que permitió realizar una identificación precisa de los minerales asociados a la mineralización cromífera.
En las técnicas mineragráficas se emplearon:
• Parámetros Opticos: Color, birreflexión, anisotropía - isotropía, reflejos internos.
• Dureza y Microdureza: Dureza Mohs y microdureza Vickers (VHN)
• Capacidad de reflejo: Determinaciones en el espectro visible, obtención de las curvas de dispersión de la capacidad de reflejo.
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64
�José Nicolás Muñoz Gómez
65
Microscopía Electrónica de Barrido: Determinaciones cualitativas y cuantitativas de
la composición de los minerales. Se utilizó el siguiente haz de electrones: 2 OsLα 1;
3Irα 1; 4RuLα1; 15SKα1; 6CaKα1; 7Kα1; 8FeKα1 y 9 CrKα 1.
A continuación se expone la identificación de los minerales metálicos acompañantes a
las espinelas cromíferas masivas, a las menas diseminadas y a las espinelas cromíferas asociadas a los diques de gabro-pegmatitas, especificándose los análisis realizados en cada mineral. La composición mineralógica de las menas es compleja y se
caracteriza por la presencia de rutilo, minerales del grupo del platino y sulfuros asociados en paragénesis complejas.
La identificación de los minerales metálicos se expone en el siguiente orden:
• Espinela cromífera
• Rutilo
• Laurita - Erlichmanita
• Calcopirita
• Pirita
• Mackinawita
• Millerita
• Pentlandita
• Heazlewoodita
• Pirrotina
Espinela cromífera: (Mg, Fe)(Cr, Al, Fe)2 O4
Parámetros ópticos:
Color: gris, gris claro.
Birreflexión: Muy raramente se localizan muestras en que se manifiesta débil birreflexión anómala, probablemente relacionada con procesos tectónicos de dinamometamorfismo que hayan afectado a las espinelas cromíferas.
Relación con la luz polarizada elíptica: En todos los ensayos se manifiesta la isotropía, característica típica de las espinelas cromíferas.
Reflejos Internos: Estos se manifiestan ocasionalmente, sobre todo en los bordes de
agregados independientes, se observan con mayor desarrollo si se emplean líquidos de
inmersión, presentándose con matices desde el pardo al carmelita oscuro, carmelita rojizo, destacándose mejor en las zonas de microfracturas.
Departamento de Geología - ISMMM
65
�José Nicolás Muñoz Gómez
66
Capacidad de reflejo: Se determinaron valores entre 10%-12%, se obtuvo un valor
mínimo de 10,4% (λ= 700 nm) y un valor máximo de 12,8% (λ= 620 nm) y un valor
medio de 11,4%; seguidamente se relacionan los valores obtenidos:
Tabla No. III-1 Valores de la capacidad de reflejo (R%) de la espinela cromífera.(*) Muestra m-36-a.
(**). Datos de la curva patrón.[Valores medios de Ramdohr y Uytenbogaardrt]. (Ramdorh, P.,
98
117
1980) , (Uytembogaardt, W., 1971) . Todas las determinaciones realizadas por el
microespectrofotómetro FMV-4001. En lo adelante, en el texto, todas las determinaciones de la
capacidad de reflejo (R%) están referidas al patrón internacional de silicio puro (Si= 99,9999%)
[ λ=486(nm), R=39,4%; λ=551(nm), R=36,6%; λ=589(nm), R=35,2%; λ=656(nm), R=34,0% ]. [ λ(nm)longitud de onda del espectro visible, en nanómetros ].
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
λ(nm)(**)
460
500
540
580
620
660
700
R(%)(*)
11.4
12.6
11.2
10.8
12.8
11.0
10.4
R(%)
10.6
12.4
12.1
11.0
12.4
11.6
10.8
A partir de los datos obtenidos de la capacidad de reflejo (R%) se obtuvo la curva de
dispersión de la capacidad de reflejo en comparación con la curva patrón de la espinela
cromífera, tal como se representa gráficamente.
Espinela cromífera
15
14
Curva patrón
R(%)
13
12
R(%)
11
R(%)
10
9
8
450
500
550
600
650
700
λ (nm)
Fig. No. III-1 Curva de dispersión de la capacidad de reflejo de la espinela cromífera en
comparación con la curva patrón (Valores medios de Ramdorh y Uytenbogaardt) (Ramdorh, P.,
98
117
1980) y (Uytenbogaardt, W., 1971) .
Departamento de Geología - ISMMM
66
�José Nicolás Muñoz Gómez
67
Dureza y Microdureza
Todos los ensayos realizados, tanto los de dureza Mohs como los de microdureza Vickers se encuentran dentro de los intervalos internacionales para la espinela cromífera,
citados por Uytenbogaardt (Uytenbogaardt, W.,1971)117. De acuerdo al análisis estadístico el valor máximo es de 1924 (Kg/mm2 ), el valor mínimo de 1759,5 (Kg/mm2) y el
valor medio de 1831,4 ( kg/mm2 ).
Tabla No. III-2 Resultados de los ensayos de microdureza Vickers (VHN) en la espinela cromífera
de las menas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. Muestras: PS-6; PS-10; PS-12; PS-18; PS24a; PS-36a-b; PS-38e; PS-41a; PS-43a-b. (*) Todos los ensayos realizados por el microdurómetro
PMT-3 ( t= 15 seg.; P=100g.)
No. de Ensayos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
VHN (kg/mm2)
1893.41
1765.36
1924.50
1871,55
1798.24
1786.52
1852.16
1759.55
1827.44
1835.48
Las espinelas cromíferas masivas fueron identificadas por microscopía electrónica de
barrido, algunos de esos resultados analíticos han sido publicados (Muñoz Gómez,
J.N., Campos Dueñas, M., 1992)79.
Tabla No. III-3 Resultados analíticos de las menas cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”,
Moa. Microscopía Electrónica de Barrido. (Instituto de Geología de los Yacimientos Minerales,
Geoquímica, Petrología y Mineralogía de la Academia de Ciencias de la ex-URSS, Moscú).
Muestras
P-36-a
P-36-b
P-36-c
P-36-d
P-40-2a
P-40-2b
P-40-2c
P-40-2d
P-40-2e
P-40-3
P-45-1-1
P-45-1-2
P-45-1-3
P-45-2-2
FeO
%
18.4
18.66
18.99
18.89
27.51
26.25
26.44
27.61
25.47
28.17
18.52
18
17.9
18.49
Departamento de Geología - ISMMM
67
Cr2O3
%
44.94
42.45
42.62
41.14
38.01
38.73
38.38
37.78
38.49
38.29
39.84
39.02
39.76
40.31
TiO2
%
1.93
0.54
0.44
0.58
1.86
1.64
1.68
1.2
1.35
2.24
0.27
0.41
0.34
0.35
MnO
%
0.27
0.31
0.24
0.12
0.18
0.18
0.38
0.32
0.29
0.37
0.27
0.28
0.26
0.35
MgO
%
12.81
14.56
14.08
14.56
11.01
10.94
10.9
11.49
11.45
10.85
15.19
15.23
14.96
14.21
Al 2O3
%
23.37
23.14
23.43
24.58
19.9
20.62
20.33
20.21
21.11
18.88
25.84
26.36
26.09
25.88
NiO
%
0.08
0.11
0.1
0.15
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Total
%
101.8
99.77
99.9
100.02
98.47
98.36
98.11
98.61
98.16
98.8
99.93
99.3
99.31
99.59
�José Nicolás Muñoz Gómez
68
El análisis de la composición de las menas masivas serán tratadas más adelante, así
como sus rasgos geoquímicos más significativos, a continuación se recoge una microfotografía de una mena masiva.
Fig. No. III-2. Microfotografía. Muestra PS-18. Mena cromífera masiva, yacimiento “Potosí”, Moa.
Aumento 200x. En aire. Nicoles cruzados. (JENAPOL-U). Longitud de la barra: 200 micrones.
Rutilo TiO2
De acuerdo a los contenidos de TiO2 reportados por los análisis de microscopía
electrónica de barrido (Tabla No. III-3), el mineral se encuentra en el seno de las
espinelas cromíferas masivas o en los sistemas de microagrietamiento de las menas;
así como en las espinelas cromíferas que se localizan en los diques de gabropegmatitas, por lo que se deduce que antes de cristalizar el fundido cromítico se
segregaron cristales idiomórficos de rutilo de forma acicular, el cual por su carácter
primario, denominado rutilo-I y en el caso de los rutilos segregados en los sistemas de
microagrietamiento de las espinelas cromíferas, denominado como rutilo-II, de formación evidentemente posterior.
Departamento de Geología - ISMMM
68
�José Nicolás Muñoz Gómez
69
Los cristales de rutilo-I se manifiestan bien formados, aciculares, con dimensiones que
oscilan entre 45-50µm (micrones) hasta 2,6mm., presentándose raramente cristales
xenomórficos.
En algunas secciones pulidas se identificaron finísimas agujas de rutilo -I dispersas en
el seno de los agregados cromíticos, sin orientación predominante, las dimensiones de
las agujas varían entre los primeros micrones de longitud (de 5 hasta 10 micrones) y se
interpretan como una variedad de las texturas de descomposición de soluciones sólidas entre las espinelas cromíferas (componente principal) y el rutilo -I (componente
secundario), la mencionada textura fue reportada por primera vez en investigaciones
desarrolladas por P. Ramdorh y Schniederhölm (Ramdorh, P., 1980)98.
La existencia del rutilo se identificó a través de las técnicas mineragráficas y por microsonda electrónica de barrido:
Mineragrafía
Parámetros ópticos:
Color: Gris claro (más claro que el gris de la espinela cromífera)
Birreflexión: No se manifiesta.
Relación con la luz polarizada elíptica: No se manifiesta, debido al enmascaramiento
que le producen los intensos reflejos internos.
Reflejos internos: Intensos, se manifiestan en toda la superficie del mineral, rojos,
naranjas y pardos oscuros.
Capacidad de reflejo: Valores entre 22,4% (λ=660nm) y 19,3% (λ=580nm), los que
representan los valores máximos y mínimos.
Los valores obtenidos por el microespectrofotómetro se exponen a continuación, así
como la curva de dispersión obtenida a partir de esos resultados.
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69
�José Nicolás Muñoz Gómez
70
Tabla No. III-4 Valores de la capacidad de reflejo (R%) del rutilo en el espectro visible. (*)-Muestra:
PS-30b; (**) Datos de la curva patrón. (Valores medios de Besmertnaya, Picot y Vjalsov, citados
98
en Ramdorh) ( Ramdorhr, P., 1980) .
(*) Todas las determinaciones con el microespectrofotómetro MFV-4001.
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
R(%)(*)
20.4
19.9
20.1
19.3
19.8
22.4
21.7
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
R(%)(**)
21.6
20.4
22.6
18.4
21.2
24.5
22.2
Rutilo
Curva patrón
R(%)
25
R(%)
R(%)
20
15
450
500
550
600
650
700
λ(nm)
Fig. No. III-3 Curva de dispersión de la capacidad de reflejo del rutilo en las menas cromíferas del
yacimiento “Potosí”, en comparación con la curva patrón. (Valores medios de Besmertnaya, Picot
98
y Vjalsov, citados en Ramdorh) ( Ramdorhr, P., 1980) .
Microdureza
En el caso del rutilo (tanto el rutilo-I como el rutilo -II), no fue posible realizar la medición
de la dureza Mohs en las muestras, debido a las dimensiones pequeñas de los cristales del mineral, es por ello que solo se exponen los resultados de los ensayos de
microdureza Vickers (VHN):
Departamento de Geología - ISMMM
70
�José Nicolás Muñoz Gómez
71
Tabla No. III-5 Resultados de los ensayos de microdureza Vickers (VHN) de rutilos en las menas
cromíferas masivas. Yacimiento “Potosí”, Moa. (*). Muestras: PS-6; PS-10; PS-12; PS-18; PS-24a;
PS-36a,b; PS-44a; PS-43a,b.
(*) Todos los ensayos realizados con el microdurómetro PMT-3 ( t=15 seg; P= 100g.)
No. de Ensayos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
VHN ( kg/mm2)
1854.1
1236.62
1324.25
1328.64
1434.62
916.8
1084.35
1185.62
976.18
1423.77
El valor medio calculado es de VNH100= 1276,49 kg/mm2, valor máximo VHN100=
1854,10 Kg/mm2 y el mínimo de VHN100= 916,80 kg/mm2, todos los valores calculados,
con excepción del ensayo No.6 (VHN100= 916,80 kg/mm2 ) se encuentran en los rangos
internacionalmente reconocidos tales como los publicados por Uytenbogaardt y Ramdorhr (Uytenbogaardt, W., 1971)117 , (Ramdorhr, P., 1980)98, y Spray (Spray, P.G. and
Gedlinske, B.L.,1987)106.
Microsonda electrónica de barrido
La identificación del rutilo existente en las menas cromíferas masivas del yacimiento
“Potosí” se realizó por microscopía electrónica de barrido, se ensayaron tres muestras,
cuyos resultados se exponen en la tabla No.III-6
Tabla No. III-6 Resultados analíticos de microscopía electrónica de barrido en rutilo: I-II en
espinelas cromíferas del yacimiento “Potosí”, Moa. (*) Análisis Realizados en el Instituto de los
Yacimientos Minerales, Geoquímica, Petrología y Mineralogía de la Academia de Ciencias de la
ex-URSS.
Muestra
P - 32
P - 40 - 1
P - 40 - 2
FeO%
1.4
0.19
0.21
Cr2O3 %
0.75
0.27
2.62
TiO2 %
96.25
99.21
99.62
MnO%
-
Al 2O3 %
0.35
0,21
0.19
MgO%
0.40
-
Total
99.15
99.98
100.20
Desde el punto de vista mineralógico, se destaca la importancia de los resultados analíticos, los que corroboran la existencia del rutilo libre en las menas cromíferas masivas
del yacimiento “Potosí” y en las espinelas cromíferas en los diques de gabro-pegmatitas. Del tratamiento ulterior de esos resultados se elaboraron las fórmulas
Departamento de Geología - ISMMM
71
�José Nicolás Muñoz Gómez
72
cristaloquímicas de la celda unidad para cada una de las tres muestras ensayadas:
(Disther, et al., 1989)28, ( Muñoz Gómez, J.N., Campos Dueñas, M.,1992)79.
Fórmulas cristaloquímicas correspondientes a los ensayos de microscopía electrónica
de barrido:
Muestra: P-32 ( Fe0,02 Cr0,005 Mg0,01 Al0,01 Ti0,962 )Σ =1,040 O2,01 [*]
Muestra: P-40-1 ( Fe0,002 Cr0,001 Al0,002 Ti0,995 )Σ =1,0 O2,001 [*]
Muestra: P-40-2 ( Fe0,003 Cr0,018 Mn0,005 Al0,002 Ti0,972 )Σ =1,0 O2,01 [**]
Las muestras marcadas [*] y [**] representan a cristales de rutilo-I y rutilo-II respectivamente
En la microfotografía se observan a continuación las relaciones entre el rutilo ( I- II ) y
las espinelas cromíferas:
Fig. No. III-4 Microfotografía. Muestra PS-45 Cristales idiomórficos de rutilo-I y rutilo-II en
microgrietas de los agregados cromíticos. Luz reflejada; en aire; 200x; JENAPOL-U. [rt-1 - rutilo-I,
rt-2 - rutilo-II, cr- espinela cromífera]. Longitud de la barra: 200 micrones.
Laurita - Erlichmanita: RuS2 -OsS2
La laurita-erlichmanita constituyen una serie isomorfa entre el disulfuro de rutenio y
disulfuro de osmio, ambos minerales representan los extremos de la serie, en correspondencia a lo expuesto por Sntsinger y Leonard et.al. (Snetsinger, K.G.,1971)103 y
(Leonard, B.G. et al., 1969)75, en realidad, lo que existe es una mezcla continua entre
Departamento de Geología - ISMMM
72
�José Nicolás Muñoz Gómez
73
ambos sulfuros, en ocasiones incluye el disulfuro de iridio, unas veces se manifiesta
con mayor contenido de rutenio (laurita), y otras con mayor contenido de osmio
(erlichmanita), predominando la primera; ambos minerales representan la forma de
existencia de los minerales del grupo del platino en las menas cromíferas masivas del
yacimiento “Potosí”, los que fueron identificados por medio de microscopía electrónica
de barrido, no lográndose obtener los parámetros ópticos por las técnicas mineragráficas, debido fundamentalmente a las dimensiones de los minerales del grupo del
platino; excepto con el análisis de la capacidad de reflejo (R%).
Las fases mineralógicas de los disulfuros de rutenio y osmio no solo fueron detectadas
en las menas cromíferas masivas, sino además en los sulfuros primarios - calcopiritapirrotina-pentlandita - las dimensiones de los minerales identificados varían entre los
8-12µm (micrones), raramente se identificaron lauritas de 50-75µm.
En la muestra PS-24 correspondiente a las menas cromíferas masivas se obtuvo el
siguiente resultado analítico a través de la microscopía electrónica de barrido.
(Disther, V.V. et al, 1989)27 , (Muñoz Gómez J.N. y Campos Dueñas M., 1992)79. La
asociación de la serie laurita-erlichmanita aquí expuesta es muy similar a la reportada
por Ohnenstetter, en Blind River Sill, Manitoba. (Ohnenstetter, D., et al., 1982)91.
Muestra: PS-24: Ru= 41,22%; Os= 16,42%; Ir= 5,60%; Rh= 1,49% y S= 35,26%
Obteniéndose la fórmula cristaloquímica: PS-24- ( Ru0,75 Os0,16 Ir0,05 Rho.03 )Σ =0,99 S2,01
La laurita fue identificada mediante las mediciones de la capacidad de reflejo (R%) en
el espectro visible y la obtención de la curva de dispersión de la capacidad de reflejo.
Tabla No. III-7 Resultados de la capacidad de reflejo ( R%) de la laurita-erlichmanita en el espectro
visible. (*) y (**) representan los valores obtenidos y los valores medios de la curva patrón,
16
respectivamente. Tomado de Cabri (Cabri, J.L., 1981) . Todas las determinaciones realizadas con
el microespectrofotómetro MFV-4001.
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
Departamento de Geología - ISMMM
73
R(%)(*)
47.8
46.6
43.7
38.6
36.8
37.4
36.2
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
R(%)(**
48.3
45.3
44.4
40.6
38.9
39.2
38.4
�José Nicolás Muñoz Gómez
74
Fig. No. III-5 Microfotografía. Laurita - erlichmanita en espinela cromífera masiva del yacimiento
"Potosí", Moa. Aumento 500x; en aire. JENAPOL - U. Dimensiones de los agregados: 8,8 y 5,1
micrones.
Fig. No. III-6 Microfotografía. Laurita - erlichmanita en espinela cromífera de los diques de gabro pegmatitas. Yacimiento “Potosí”, Moa. Aumento 500x; en aire. JENAPOL - U. Dimensión del
agregado 7,6 micrones.
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74
�José Nicolás Muñoz Gómez
75
Laurita-Erlichmanita
50
45
R(%)
Curva patrón
R(%)
R(%)
40
35
450
500
550
600
650
700
λ (nm)
Fig. No. III-7 Curva de dispersión de la capacidad de reflejo de la laurita-erlichmanita en las menas
cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. Comparado con la curva patrón. (Valores
16
tomado de Cabri. (Cabri,J.L., 1981) .
La mineralización platinífera en el yacimiento “Potosí”, está representada, además de lo
expuesto, por la presencia de platino nativo, identificado durante los trabajos realizados
por Kenarev (1966)56 y Stranova donde se expone: “… en las zonas periféricas de los cristales de espinelas de cromo que forman el mineral, de vez en cuando se observan diseminaciones (que miden milésimas de mm) de platino puro en forma de emulsión…”(pág.4),
(Kenarev, V.I.,1966)56; asociación mineralógica muy similar a la identificada por
Chrsitian y Johan al estudiar las menas cromíferas masivas del UG-2 en Bushveld,
Africa del Sur (Christian, H.M. and Johan, D., 1982)20, y a las reportadas por Talkilton al
estudiar la presencia de los elementos del platino en Stillwater, Montana. (Talkilton, R.
W. and Lipin,B. R., 1986)116.
Calcopirita: CuFeS2
La calcopirita es uno de los sulfuros primarios localizados en las menas cromíferas
masivas del yacimiento “Potosí” y se presenta bien en inclusiones en el seno de los
agregados cromíticos, así como en los sistemas de microgrietas de las espinelas, junto
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75
�José Nicolás Muñoz Gómez
76
a otros sulfuros. La calcopirita fue identificada a través de los métodos y técnicas
mineragráficas y no por microscopía electrónica de barrido.
Parámetros Opticos
Color: Amarillo, amarillo claro, presenta un buen pulido.
Birrefexión: Se manifiesta en las determinaciones en aire; mucho mejor en inmersión.
Relación con la luz polarizada elíptica: Se manifiesta débilmente; como un ligero
descenso de la intensidad de la tonalidad del amarillo, produciéndose cada 45º de giro
de la platina del microscopio.
Reflejos internos: No se manifiestan, mineral completamente opaco.
Capacidad de reflejo: Se determinaron valores entre R= 49.6% (λ = 700µm) y R=
34,6% (λ= 460µm) los que se corresponden con los valores máximos y mínimos
respectivamente.
En la tabla III-8 se exponen los valores obtenidos de los ensayos del microespectrofotómetro ocular, así como la curva de dispersión de la capacidad de reflejo comparada con la curva patrón.
Tabla III-8 Valores de la capacidad de reflejo (R%) de la calcopirita en el espectro visible.
(*) - Muestra: PS-18. (**) Datos de la curva patrón. Valores medios de Besmertnaya, Picot, Vlasov;
98
117
citados en Ramdohr (1980) y Uytenbogaardt (1971) . Todas las determinaciones realizadas con
el microespectrofotómetro MFV-4001.
R(%)(*)
R(%)(**)
λ(nm)
λ(nm)
460
34.6
460
32.5
500
45.4
500
42.1
540
44.8
540
47.1
580
46.4
580
49.2
620
46.9
620
48.7
660
48.2
660
48.4
700
49.6
700
48.5
En el caso específico de la calcopirita para establecer los valores usados en la curva
patrón se tomaron y se promediaron los datos de la literatura especializada entre ellos
los publicados por Ramdohr y Uytenbogaartd (Ramdohr, P., 1989)98; (Uytenbogaardt,
W., 1971)117 y (Spray, P.G. and Gedlinske, B.L., 1987)106.
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76
�José Nicolás Muñoz Gómez
77
Calcopirita
50
R(%)
45
40
R(%)
R(%)
Curva patrón
35
30
450
500
550
600
650
700
λ (nm)
Fig. No. III-8 Curva de dispersión de la capacidad de reflejo de la calcopirita en las menas
cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. Comparada con la curva patrón. Valores
medios de Besmertnaya, Picot, Vlasov; citados en Ramdohr y Uytenbogaardt. (Ramdohr, P.,
98
117
1980) , (Uytenbogaardt, W., and Burke, E.A.J., 1971)
y (Spray, P.G. and Gedlinske, B.L.,
106
1987) .
Microdureza
La calcopirita se ensayó, para su identificación, mediante la metodología de la microdureza Vickers (VHN), obteniéndose resultados que se corresponden con los intervalos
de microdureza calculados internacionalmente, tales como los de Spray y Galinske
(Spray, P.G. and Gedlinske, B.L., 1987)106 . El valor máximo 273,94 Kg/mm2, el mínimo
de 183,19 kg/mm2 y el valor medio calculado de 217,64 Kg/mm2.
Tabla No. III-9 Resultados de los ensayos de microdureza Vickers (VHN) en calcopiritas de las
menas cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. (*) Todos los ensayos realizados con el
microdurómetro PTM-3 (t=15 seg.; P=100g.).
No. de Ensayos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Departamento de Geología - ISMMM
77
VHN ( Kg/mm2 )
183.19
198.21
189.28
273.94
197.23
219.18
226.14
211.54
245.83
231.87
�José Nicolás Muñoz Gómez
78
Pirita- FeS2
Constituye el segundo mineral sulfuroso más abundante, después de la pirrotina, asociado a la mineralización cromífera; significando el hecho de que su génesis es posterior a la cristalización de la mineralización cromítica, localizándose en los sistemas de
microagrietamiento de las espinelas cromíferas, así como en los diques de gabro-pegmatitas, junto a otros sulfuros. La pirita fue identificada a través del empleo de las
técnicas mineragráficas.
Parámetros Opticos:
Color: Amarillo blancuzco, amarillo claro (incide mucho en su color el mineral metálico
que se encuentra en contacto).
Birreflexión: No presenta (ni en aire ni en inmersión).
Relación con la luz polarizada elíptica: Isotrópica, algunos especímenes muestran
una débil anisotropía anómala, debido probablemente a esfuerzos provocados por el
dinamometamorfismo.
Reflejos Internos: No presenta, mineral comple tamente opaco.
Capacidad de reflejo: Se obtuvieron valores de R= 56,4% (λ= 660nm) y R= 45,8%
(λ=460nm), los cuales se corresponden con los valores máximos y mínimos respectivamente, el valor medio calculado R= 53,6%, (λ= 620nm).
Tabla No. III-10 Valores de la capacidad de reflejo (R%) de la pirita en las menas cromíferas
masivas del yacimiento “Potosí” y en los diques de gabro-pegmatitas. Muestra: PS-8. (*) Valores
obtenidos por el microespectrofotómetro ocular MFV-4001. (**) Valores medios de la curva
patrón.
R(%)(*)
R(%)(**)
λ(nm)
λ(nm)
460
45.8
460
45.5
500
53.6
500
51.3
540
55.2
540
53.8
580
54.9
580
55,2
620
53.7
620
55.5
660
56.4
660
56.6
700
55.8
700
57
A continuación se expone la curva de dispersión de la capacidad de reflejo de la pirita
basada en los datos anteriores:
Microdureza
Se efectuó un número alto de ensayos de microdureza Vickers en las piritas vinculadas
con la mineralización cromítica, obteniéndose resultados que se corresponden con los
calculados internacionalmente, (Uytenbogaardt, W., 1971)94.
Departamento de Geología - ISMMM
78
�José Nicolás Muñoz Gómez
79
Pirita
60
R(%)
55
50
R(%)
R(%)
Curva patrón
45
40
450
500
550
600
650
700
λ (nm)
Fig. No. III-9 Curva de dispersión de la capacidad de reflejo de la pirita en las menas cromíferas
masivas y en las gabro-pegmatitas del yacimiento “Potosí” , Moa. Comparada con la curva
patrón. Valores medios de Besmertnaya, Picot y Vlasov, citados por Ramdohr (Ramdohr,
98
P.,1989) .
Los valores determinados en las piritas fueron publicadas por el autor y Campos (Muñoz Gómez, J.N. y Campos Dueñas, M.,1992)79. El valor máximo calculado es de
VHN100= 1206,43 ( Kg/mm2 ); el valor mínimo VHN100= 1014,27 y el valor medio calculado VHN100 = 1132,027 ( Kg/mm2 ).
Tabla No. III-11 Resultados de los ensayos de microdureza (VHN) de piritas en las menas
cromíferas masivas y gabro-pegmatitas del yacimiento “Potosí”, Moa. (*). Muestras: PS-4; PS-20;
PS-28ª. (*) Todos los ensayos realizados con el microdurómetro PMT-3 (t=15 seg.; P= 100g).
No. de Ensayos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Departamento de Geología - ISMMM
79
VHN ( Kg/mm2 )
1193.67
1014.27
1154.21
1206.43
1178.25
1056.93
1179.23
1194.23
1024.41
1118.64
�José Nicolás Muñoz Gómez
80
Mackinawita - FeS ó ( Fe, Ni, Co,...)S
La mackinawita es un sulfuro de hierro poco abundante, siendo notificado en asociaciones similares a la que aquí se reporta la analizada por Chamberlain y Delabio en
la intrusión Muskov, Canadá (Chamberlain, J.A. and Delabio, R.N., 1965)19, en el caso
específico de las menas cromíferas de “Potosí” se encuentran en las microgrietas de
las espinelas cromíferas y en los olivinos y piroxenos serpentinizados. La mackinawita
es un sulfuro formando durante el proceso de serpentinización de los complejos máficos y ultramáficos; en ese sentido P. Ramdohr lo considera como un mineral típico
formado durante el proceso de serpentinización de los complejos máficos y ultramáficos y es un indicador de ese proceso (Ramdohr, P., 1980)98; criterios similares fueron
expresados por Goldschmidt. (Goldschmidt, V.M., 1972)40.
La mackinawita se identificó mediante las técnicas mineragráficas:
Parámetros Opticos:
Color: Crema pálido (varía mucho sus tonalidades en función de los minerales que se
encuentran en contacto).
Birreflexión: Débil, aunq ue se manifiesta; se ensayó una muestra en inmersión,
presentando débil tonalidad violeta.
Relación con la luz polarizada elíptica: Muy anisotrópica, se manifiesta con alta intensidad, presentando cambios de tonalidades desde el gris hasta verde-azuloso.
Capacidad de reflejo: De los resultados del microespectrofotómetro ocular se obtuvo
un valor máximo de R= 50,1% (λ= 700nm) y un valor mínimo de R= 38,6% (λ= 460nm),
en sentido general, se aprecia un incremento de la capacidad de reflejo del mineral con
el incremento de la longitud de onda de luz monocromática incidente en el espectro
visible.
Tabla No. III-12 Valores de la capacidad de reflejo (R%) de la mackinawita en las menas cromíferas
masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. (*) Cálculos realizados con el micro-espectrofotómetro
ocular MFV-4001. (**) Valores promedios publicados internacionalmente. Valores medios de
98
Besmertnaya, Picot y Vlasov, citados por Ramdohr (Ramdohr, P.,1989) .
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
Departamento de Geología - ISMMM
80
R(%)(*)
38.6
44.6
42.8
48
45.3
46.4
50.1
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
R(%)(**)
40.4
43.2
45.6
47
47.8
48.5
49.3
�José Nicolás Muñoz Gómez
81
Partiendo de los valores expuestos en la Tabla No. III-12 se obtuvo la curva de dispersión de la capacidad de reflejo para la mackinawita, comparada con la curva patrón.
Mackinawita
55
R(%)
50
Curva patrón
R(%)
R(%)
45
40
35
450
500
550
600
650
700
λ (nm)
Fig. No. III-10 Curva de dispersión de la capacidad de reflejo de la mackinawita en las menas
cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. Comparada con la curva patrón. Valores
98
medios de Besmertnaya, Picot y Vlasov; citados en Ramdohr. (Ramdohr, P., 1980) .
Microdureza
Similar a otros minerales identificados, no fue posible valorar la dureza Mohs de la
mackinawita, debido a las dimensiones de los agregados del mineral en los piroxenos y
olivinos serpentinizados, así como los agregados localizados en los sistemas de microagrietamiento de las espinelas cromíferas masivas.
Los ensayos de microdureza realizados permitieron obtener un valor máximo de
VHN100 = 296,24 ( Kg/mm2 ), un valor mínimo de VNH100 = 206,89 (kg/mm2 ) y un valor
medio calculado de VHN100 = 247, 82 ( Kg/mm2 ).
Todos los valores obtenidos de los ensayos se corresponden con los intervalos de
microdureza para la mackinawita publicados, como los reportados por Uytenbogaardt
(Uytenbogaardt, W., 1971)117 y Ramdohr (1980)98.
A continuación se recogen los valores de microdureza Vickers ensayados en muestras
de espinelas cromíferas con mackinawita.
Departamento de Geología - ISMMM
81
�José Nicolás Muñoz Gómez
82
Tabla No. III-13 Resultados de los ensayos de microdureza Vickers (VHN) en mackinawita en las
menas cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. Muestras: PS-12a; PS-16b; PS-22b. (*)
Ensayos realizados con el microdurómetro PMT-3 (t= 15 seg.; P= 100 g.).
No. de Ensayos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
VHN ( Kg/mm2 )
255.14
234.52
221.09
243.49
206.89
286.79
219.08
248.77
266.17
296.24
Millerita - NiS
La millerita se encuentra en los sistemas de microgrietas de las espinelas cromíferas
masivas en asociación con otros sulfuros entre ellos calcopirita y pirrotina, el mineral
no fue localizado en el seno de los agregados cromíferos; se presenta también en asociación con otros sulfuros entre ellos la pentlandita en los diques de gabro-pegmatita.
La millerita se identificó mediante el empleo de técnicas mineragráficas; los resultados
de esas investigaciones se exponen a continuación:
Parámetros Opticos
Color: Amarillo pálido, amarillo tenue, en algunas muestras se presenta con un ligero
tinte crema sobre todo cuando está en contacto con calcopirita.
Birreflexión: Débil en inmersión se manifiesta claramente, con tonalidades que varían
desde el gris oscuro al amarillo.
Relación con la luz polarizada elíptica: Mineral muy anisotrópico, se manifiesta intensamente en variaciones de las tonalidades desde azulosa hasta violeta.
Reflejos internos: No presenta, es un mineral completamente opaco.
Capacidad de reflejo: Todos los valores obtenidos de la capacidad de reflejo para la
millerita, mediante el microespectrofotómetro ocular, se localizan dentro de los intervalos medidos para los valores de la longitud de onda en el espectro visible.
El valor máximo R= 58,4% (λ= 700nm), el valor mínimo de R= 44,7% (λ= 460nm) y el
valor medio calculado de R= 52,9 (λ= 560nm). Como se puede deducir la capacidad de
Departamento de Geología - ISMMM
82
�José Nicolás Muñoz Gómez
83
reflejo de la millerita crece en proporción directa al incremento de los valores de la
longitud de onda monocromática incidente en el espectro visible (coeficiente de correlación: 0,90893748).
Tabla No. III-14 Valores de la capacidad de reflejo (R%) de la millerita en las menas cromíferas
masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. Muestra: PS-9a. (*) Cálculos realizados por el
microespectrofotómetro ocular MFV-4001. (**) Valores medios de la millerita publicados. Valores
98
medios de Besmertnaya, Picot y Vlasov, citados por Ramdohr (Ramdohr, P.,1989) .
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
R(%)(*)
44.7
50.2
52.6
54.2
56.6
54.2
58.4
R(%)(**)
44
49.5
52.9
58
60.3
61.3
59
La curva de dispersión de la capacidad de reflejo obtenida para la millerita en las menas cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, muestra la dependencia lineal anteriormente señalada.
Millerita
65
Curva patrón
R(%)
60
R(%)
R(%)
55
50
45
40
450
500
550
600
650
700
λ( nm)
Fig. No. III-11 Curva de dispersión de la capacidad de reflejo de la millerita en las menas
cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. Comparada con la curva patrón. Valores
98
medios de Besmertnaya, Picot y Vlasov; citados en Ramdohr (Ramdohr, P.,1980) .
Microdureza
En los agregados de millerita en las espinelas cromíferas y en las gabro-pegmatitas no
se determinaron los valores de dureza Mohs por sus dimensiones (200-275 µm de longitud), los valores que se exponen se corresponden con los obtenidos a través de la
Departamento de Geología - ISMMM
83
�José Nicolás Muñoz Gómez
84
microdureza Vickers. Se obtuvo un valor máximo de VHN100 = 321.06 (Kg/mm2 ), un
valor mínimo de VHN100= 184,76 ( Kg/mm2 ) y un valor medio calculado de VHN100 =
246,53 (kg/mm2).
Tabla No. III-15 Resultados de ensayos de microdureza Vickers (VHN) en millerita en las menas
cromíferas masivas del yacimiento “ Potosi ”, Moa. Muestras: PS-9a; PS-17b; PS-26d. (*) Ensayos
realizados con el microdurómetro PMT-3 ( t= 15seg.; P= 100g. ).
No. de Ensayos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
VHN ( kg/mm2 )
196.45
184.76
201.27
219.8
278.1
190.36
271.15
305.26
297.11
321.06
Pentlandita - (Fe, Ni)9S8
La pentlandita en las menas cromíferas masivas del yacimiento “Potosí” se presenta en
los sistemas de microgrietas de los agregados cromíticos asociados con otros sulfuros,
así como inclusiones mecánicas en el seno de las espinelas cromíferas, además la
pentlandita, está presente, como una fase posterior, en los sulfuros existentes en los
diques de gabro-pegmatitas, lo anterior expuesto ha sido publicado por Muñoz Gómez
y Campos Dueñas (Muñoz Gómez, J.N. y Campos Dueñas, M., 1992)79 y por Muñoz
Gómez . (Muñoz Gómez, J.N.; 1995 )80.
La pentlandita se identificó a través de técnicas mineragráficas y por microscopía electrónica de barrido.
A continuación se recogen los resultados de las investigaciones mineragráficas durante
su identificación.
Parámetros Opticos:
Color: Blanco-crema, su color está en dependencia de los minerales en contacto,
predominando su color casi blanco; en contacto con la pirrotina toma tonalidades
blanco-amarillenta.
Departamento de Geología - ISMMM
84
�José Nicolás Muñoz Gómez
85
Birreflexión: No se manifiesta, se ensayó una muestra en inmersión.
Relación con la luz polarizada elíptica: Mineral completamente isótropo.
Capacidad de reflejo: Los valores determinados de la capacidad de reflejo, a través
del microespectrofotómetro ocular, muestran una dependencia lineal con el incremento
de los valores de la intensidad de la longitud de onda (λ) monocromática incidente en
el espectro visible, dado al hecho de que los valores de la capacidad de reflejo se
incrementan al aumentar los valores de la longitud de onda incidente.
El valor máximo de la capacidad reflejo es de R= 51,6 (λ = 700nm); el valor mínimo
R= 38,4% (λ= 460nm) y el valor medio calculado R= 45,8% (λ= 565nm).
Tabla No. III-16 Valores de la capacidad de reflejo de la pentlandita (R%) en las menas cromíferas
del yacimiento “Potosí”, Moa. Muestras: PS-16; PS-20b; PS-32d. (*) Cálculos realizados por el
microespectrofotómetro ocular MFV-4001. (**) Valores medios de Besmertnaya, Picot y Vlasov,
98
citados por Ramdohr (Ramdohr, P.,1989) .
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
R(%)(*)
38.4
39.6
45.2
46.9
48.7
50.3
51.6
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
R(%)(**)
44.2
50.1
45.9
51.4
50.2
54.5
53.4
A partir de los valores de la capacidad de reflejo de las muestras investigadas y de los
valores medios calculados, anteriormente expuestos, se obtuvo la curva de la capacidad de reflejo e n comparación con la curva patrón.
Microdureza
Los agregados y cristales de pentlandita fueron ensayados para la determinación de la
microdureza Vickers (VHN).
No se determinó la dureza utilizando la escala de Mohs, debido a las dimensiones de
los cristales de pentlandita los que se encuentran entre los primeros micrones de
longitud, con la excepción de algunos cristales de pentlandita en los diques de gabropegmatitas con dimensiones desde 1,0cm hasta 2,5cm.(Muñoz Gómez, J.N. y Campos
Dueñas, M., 1992)79.
Departamento de Geología - ISMMM
85
�José Nicolás Muñoz Gómez
86
Pentlandita
55
Curva patrón
50
R(%)
45
R(%)
R(%)
40
35
30
25
450
500
550
600
650
700
λ (nm)
Fig. No. III-12 Curva de dispersión de la capacidad de reflejo de la pentlandita en las menas
cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. Comparado con la curva patrón . Valores
98
medios de Besmertnaya, Picot y Vlasov; citados en Ramdohr ( Ramdohr, P., 1980)
El valor máximo medido de la microdureza en las pentlanditas ensayadas es de VHN100
= 254,21 (kg/mm2); el valor mínimo de VHN100 = 206,24 (Kg/mm2) y el valor medio calculado de VHN100 = 229,29 (kg/mm2). Todos los valores determinados se encuentran
dentro de los intervalos publicados en la literatura especializada (Uytenbogaardt, W.
and Burke, E.A.J., 1971)117 .
Tabla No.III-17 Resultados de los ensayos de microdureza Vickers (VHN) en pentlandita de las
menas cromíferas del yacimiento “Potosí” y de los diques de gabro-pegmatitas. Muestras: PS-16;
PS-12; PS-43a,b. (*) Ensayos realizados con el microdurómetro PTM-3. (t= 15seg.; P= 100g.).
No. de Ensayos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
VHN (kg/mm2 )
218.21
253.84
240.25
211.06
246.18
206.24
254.21
219.53
215.94
227.48
Para corroborar la identificación de la pentlandita en las menas cromíferas masivas del
yacimiento “Potosí” y en los diques de gabro-pegmatitas se ensayó una muestra a
través de microscopía electrónica de barrido, obteniéndose la confirmación del mineral
asociado con pirrotina (Disther, V., Falcón, H., Muñoz Gómez, J.N. y Campos Dueñas,
Departamento de Geología - ISMMM
86
�José Nicolás Muñoz Gómez
87
M., 1989)28; (Muñoz Gómez, J.N. y Campos Dueñas, M., 1992)79. Del análisis se
estableció la fórmula cristaloquímica de la celda unidad de la pentlandita: Muestra: PS27a - ( Fe5,40 Ni3,51 Co0,09 )Σ =9,0 S8,0 . Verificándose un alto contenido en hierro y un
ligero contenido de cobalto. Un intercrecimiento similar fue reportado por Howley y How
en menas magmáticas (Howley, J.E.and How, V.A., 1957)47 . A continuación se
exponen gráficamente las relaciones entre las espinelas cromíferas masivas y la
pentlandita.
Fig. No. III-12 Microfotografía. Agregados de pentlandita en los sistemas de microagrietamiento
de las espinelas cromíferas del yacimiento “Potosí”, Moa. En luz reflejada; en aire; 200x; obj.10x;
JENAPOL-U. [cr- espinela cromífera, ptd- pentlandita].
Heazlewoodita - Ni3S2
La heazlewoodita, de forma similar a la mackinawita, se formó durante el proceso de
serpentinización de los complejos máficos y ultramáficos; en consideración de Ramdohr, se formó a partir de la oxidación de la pentlandita, es por eso que ambos minerales se presentan en paragénesis, a continuación se expone la concepción de Ramdohr, a través de la reacción siguiente: (Ramdohr, P.,1980)98.
Ni6Fe3S6
+
(pentlandita)
6O2 -----------> 2 Ni3S2 +
(heazlewoodita)
Departamento de Geología - ISMMM
87
Fe3O4
+
4 SO2
�José Nicolás Muñoz Gómez
88
La heazlewoodita se localizó en los sistemas de microagrietamiento de las espinelas
cromíferas masivas, asociada a otros sulfuros fundamentalmente a la pentlandita y
mackinawita. El mineral fue identificado mediante las técnicas mineragráficas tradicionales y microscopía electrónica de barrido.
Parámetros Opticos:
Color: Amarillo pálido hasta amarillo con tonalidades crema.
Birreflexión: Débil, generalmente no es visible en pequeños agregados y cristales, su
valoración es mejor empleando líquidos de inmersión.
Relación con la luz polarizada elíptica: Muy anisotrópico, con cambios de coloración
que varían desde violeta claro a violeta oscuro y en algunos casos desde el verde
pálido al verde esmeralda.
Reflejos internos: No se manifiestan, es un mineral completamente opaco.
Capacidad de reflejo ( R%): Los resultados obtenidos de las determinaciones de la
capacidad de reflejo para la heazlewoodita ofrecen una situación similar a otros
sulfuros, - mackinawita y pentlandita -, de incrementar su capacidad de reflejo al incrementarse la longitud de onda de la luz monocromática incidente. El valor máximo
obtenido es de R= 56,4% (λ= 700nm), el valor mínimo R= 47,2% (λ= 460nm) y el valor
medio calculado R= 52,7% (λ= 565nm).
Tabla No. III-18 Valores de la capacidad de reflejo (R%) de la heazlewoodita en las menas
cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. Muestras: PS-1a; PS-17b. (*) Cálculos
realizados por el microespectrofómetro ocular MFV-4001. (**) Datos de la curva patrón. Valores
98
medios de Besmertnaya, Picot y Vlasov, citados por Ramdohr. (Ramdohr, P.,1989) .
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
R(%)(*)
47.2
48
51.6
54.3
55.8
56
56.4
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
R(%)(**)
49.4
46.1
52.8
52.6
56.7
58
53.9
La curva de dispersión de la capacidad de reflejo se obtuvo a partir de los datos
expuestos en la Tabla No. III-18.
Departamento de Geología - ISMMM
88
�José Nicolás Muñoz Gómez
89
Heazlewoodita
65
Curva patrón
R(%)
60
R(%)
55
R(%)
50
45
450
500
550
600
650
700
λ(nm)
Fig. No. III-14 Curva de dispersión de la capacidad de reflejo de la heazlewoodita en las menas
cromiferas masivas de yacimiento “Potosí”, Moa. Comparada con la curva patrón.
98
Valores medios de: Besmertnaya, Picot y Vlasov; citados en Ramdohr, P. ( Ramdohr, P., 1980) .
Microdureza
La heazlewoodita se ensayó mediante la técnica de microdureza Vickers, no pudiéndose valorar la dureza de Mohs por las dimensiones de los agregados y cristales de
heazlewoodita. (agregados entre 250- 720µm).
Tabla No. III-19 Resultados de los ensayos de microdureza Vickers en la heazlewoodita en las
menas cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa (*).
Muestras: PS-1a; PS-9c; PS-14d
(*) Ensayos realizados por el microdurómetro PMT-3 (t= 15 seg.; P= 100g.).
No. de Ensayos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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89
VHN ( kg/mm2 )
237.86
225.05
249.73
276.19
254.23
289.1
271.34
252.25
277.43
286.68
�José Nicolás Muñoz Gómez
90
El valor máximo de microdureza obtenido en la heazlewoodita VHN100= 289,10
(kg/mm2 ), el valor mínimo VHN100= 225,05 (kg/mm2) y el valor medio calculado VHN100=
261,98 (kg/mm2). Todos los valores calculados se localizan dentro de los intervalos
internacionales, entre ellos los de Uytenbogaardt (Uytenbogaardt, W. and Burke, E.A.J.,
1971)117 y (Ramdohr, P., 1980)98. Para la verificación de la existencia de la heazlewoodita se ensayó una muestra por microscopía electrónica de barrido, reportándose
los siguientes contenidos: Fe = 0,19%; Cu = 0,16%; Ni = 72,28%; S = 27,0% (Total:
99,63%); del procesamiento del resultado analítico
se obtuvo la fórmula cristalo-
química de la celda unidad de la heazlewoodita en las menas cromíferas masivas:
Muestra: PS-1d (Ni2,96 Fe0,01 Cu0,01 )Σ =2,98 S2,02.
Comprobándose un déficit del contenido de níquel, sustituido por bajos contenido de
hierro y cobre, así como un ligero incremento de azufre.
Pirrotina - Fe1-x S
Sulfuro de hierro, con relación atómica 1:1 incompleta para el hierro, es portador de los
metales del grupo del platino y sus minerales, así como de contenidos de cobalto y de
níquel. En el caso particular de las menas cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”
es el sulfuro más abundante, se localiza frecuentemente en los sistemas de microagrietamiento de las espinelas cromíferas masivas, en las espinelas cromíferas brechoides en los diques de gabro-pegmatitas y en menor grado en el seno de los agregados cromíferos, casi siempre en asociación con la pentlandita. La pirrotina fue identificada a través de técnicas mineragráficas.
Parámetros Opticos:
Color: Se manifiesta el color crema característico, aunque varía su tonalidad en función del mineral metálico que se encuentra en contacto; con la pentlandita adquiere
tonalidades crema-rosado.
Birreflexión: Se manifiesta en todas las muestras analizadas, presenta variaciones en
sus tonalidades que van desde el crema al carmelita-rosado.
Relación con la luz polarizada elíptica: Muy anisotrópica, en todas las muestras
estudiadas se manifiesta con el cambio de tonalidades desde el amarillo-crema hasta el
verde grisáceo, si se observa con nicoles no completamente cruzados las varia-ciones
de las tonalidades son más intensas, permitiendo la delimitación de los cristales del
mineral y sus interrelaciones mutuas.
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90
�José Nicolás Muñoz Gómez
91
Reflejos internos: No se manifiestan, la pirrotina es completamente opaca.
Capacidad de reflejo: Los valores de la capacidad de reflejo para la pirrotina en el
espectro visible se mantienen dentro de los intervalos publicados internacionalmente
(Howley, J.E. and How, V.A., 1957)47 y (Ramdohr, P., 1980)98 . Los valores que se
exponen a continuación mantienen una tendencia creciente de la capacidad de reflejo
(R%) al mismo tiempo que se incrementa los valores de la longitud de onda monocromática incidente. El valor máximo es de R= 47,6% (λ= 700nm), el valor mínimo R=
32,6% (λ= 500nm) y el valor medio calculado de R= 39,88% (λ= 680nm).
No. III-20 Valores de la capacidad de reflejo (R%) de la pirrotina en las menas cromíferas masivas
del yacimiento “Potosí”, Moa. Muestras: PS-10; PS-10a; PS-12b. (*) Cálculos realizados por el
microespectrofotómetro ocular MFV-4001. (**) Valores de la capacidad de reflejo de la curva
47
patrón. Valores medios de Howley y How. (Howley, J.E., How, V.A., 1957) .
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
λ(nm)
460
500
540
580
620
660
700
R(%)(*)
32.8
32.6
37.4
43.6
44.9
40.3
47.6
R(%)(**)
35.3
34.7
37
41.2
42.5
43.5
44.5
Pirrotina
50
R(%)
45
R(%)
R(%)
40
Curva patrón
35
30
450
500
550
600
650
700
λ(nm)
Fig. No. III-15 Curva de dispersión de la capacidad de reflejo de la pirrotina en las menas
cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. Comparada con la curva patrón. Valores
47
medios de Howley y How. (Howley, J.E., How, V.A., 1957) .
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�José Nicolás Muñoz Gómez
92
La curva de dispersión de la capacidad de reflejo obtenida a partir de las mediciones
expuestas siguen con bastante aproximación a la curva de dispersión para la pirrotina
obtenida de la bibliografía internacional.(Howley, J.E. and How, V.A., 1957)47
Microdureza
Todas las determinaciones de la microdureza se realizaron mediante la metodología
Vickers, el valor máximo calculado VHN100= 350,55 (kg/mm2); el valor mínimo VHN100=
291,96 (kg/mm2 ) y el valor medio calculado de los ensayos realizados es de VHN100=
341,88 (kg/mm2 ).
Tabla No. III-21 Resultados de los ensayos de microdureza Vickers (R%) en la pirrotina de las
menas cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa. (*). Muestras: PS-10; PS-6a; PS-36b; PS43ª. (*) Ensayos realizados por el microdurómetro PMT-3 ( t=15 seg.; P= 100g. ).
No. de Ensayos
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
VHN ( Kg/mm2 )
291.96
372.42
359.41
353.7
351.74
360.1
355.81
328.75
294.96
350.55
En la microfotografía se muestran las relaciones de la pirrotina en relación con las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, Moa.
Fig. No. III-16 Microfotografía III-D Relación de la pirrotina con las menas cromíferas masivas del
yacimiento “Potosí”, Moa. [cr- espinela cromífera, prr- pirrotina].
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92
�José Nicolás Muñoz Gómez
93
Con la pirrotina se concluye la identificación de los principales minerales metálicos
asociados a la mineralización cromífera de las menas masivas del yacimiento “Potosí”.
Durante las investigaciones se identificaron otros minerales tales como: magnetita,
esfalerita y minerales oxidados de hierro y carbonatados de cobre, los cuales no se
incluyen en la identificación por su limitada distribución en algunas muestras, siendo la
magnetita secundaria la más abundante.
Es necesario puntualizar que los minerales silicatados acompañantes de las espinelas
cromíferas y a las mineralizaciones expuestas están representados por: olivino, enstatita, minerales serpentiníticos, fundamentalmente crisotilo y antigorita, y la anortita
muy abundante en los diques de gabro-pegmatitas; todos se recogen en las paragénesis minerales identificadas.
Paragénesis Minerales
La amplia diversidad de minerales metálicos (fundamentalmente sulfuros, rutilo y fases
platiníferas), asociados a las menas masivas del yacimiento “Potosí” y a las espinelas
cromiferas de los diques de gabro-pegmatitas, así como la distribución espacial de los
minerales y sus vínculos genéticos, se han identificado y establecido un determinado
número de paragénesis donde se agrupan los minerales en correspondencia con las
condiciones fisico-quimicas de formación.
Las paragénesis minerales identificadas han sido publicadas (Muñoz Gómez, J.N. y
Campos Dueñas, M., 1992)79, (Muñoz Gómez, J.N., 1995)80 y (Lewis, F.J., et al., 1996).
Esos resultados fueron analizados y procesados a la luz de nuevos criterios geoquímicos, mineralógicos, genéticos y de la distribución espacial de las paragénesis en
el yacimiento “Potosí”, lo cual ha permitido una revalorización de las paragénesis minerales. Se identificaron y se establecieron cuatro paragénesis principales denominadas:
A - B - C - D.
Paragénesis - A En la paragénesis denominada por - A - se incluyen los minerales acompañantes a las
espinelas cromíferas masivas que se formaron en el proceso inicial de diferenciación
magmática del complejo ultramáfico y en el inicio de la cristalización de los agregados
cromíticos.
Las paragénesis se exponen siguiendo el orden de segregación de los minerales que
las conforman.
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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Paragénesis - A1 -. La paragénesis - A1 - está representada mineralógicamente por:
♦ espinela cromífera - I
♦ laurita-erlichmanita - I
♦ platino nativo
Las fases platiníferas identificadas y representadas en la serie isomorfa laurita-erlichmanita (RuS2 - OsS2) se encuentran localizadas en el seno de las espinelas cromíferas
masivas, por lo que esta fase de minerales del grupo del platino se segregaron con
anterioridad a la cristalización de los agregados cromíferos, en ese sentido, refiriéndose a las características de la laurita-erlichmanita señaló Disther, et al: “... en las
secciones pulidas, los minerales se encuentran en forma de pequeños granos aislados muy
pequeños (del orden de 1 a 5 micrones) y raramente alcanzan las primeras decenas de micrones.
Los granos mas grandes tienen dimensiones del orden de los 50 micrones. Los minerales se
destacan por poseer altos valores de la capacidad de reflejo en relación con las cromoespinelas.
Generalmente los cristales están constituidos por una sola fase distinguiéndose por la forma
idiomórfica, tabular o laminar de sus cristales...” p.22
(Distler, V.V., Falcón Hernández, J.,
Muñoz Gómez, J.N. y Campos Dueñas, M.; 1989)28.
En la paragénesis - A1 - se incluye la existencia de platino nativo, reportada por
Kenarev, (Kenarev, V., 1966)56, en forma de descomposición de soluciones sólidas, lo
que constituye una particularidad de la mineralización platinífera en las menas
cromíferas masivas del yacimiento "Potosí", al estar presente fases de los elementos:
Ru - Ir - Os (laurita -erlichmanita) y fase de los elementos: Pt - Rh - Pd (platino nativo).
Además, existen los sulfuros magmáticos primarios en el seno de las espinelas cromíferas, sin incluir la formación de las soluciones sólidas con la fase platinífera
explicada anteriormente, por lo que se incluye una paragénesis independiente con
predominio de sulfuros de hierro, níquel, cobre y laurita-erlichmanita-II en textura laminar con calcopirita-I y pentlandita -I, la cual queda representada como sigue:
Paragénesis - A2 ♦ espinela cromífera - I
♦ pirrotina - I
♦ calcopirita - I
♦ pentlandita - I
♦ laurita-erlichmanita - II
Si se consideran ambas paragénesis, las menas cromíferas del yacimiento "Potosí"
incluyen en su seno las fases platinífe ras existentes en soluciones sólidas y en sulfuros
magmáticos primarios de licuación, por lo que la paragénesis general quedaría conformada por:
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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Fig. No. III-17 Diagrama triangular comparativo de la composición de la fase laurita-erlichmanita
enel sistema Ru – S – Os (en % de átomos). (Disther, V. V., Falcón Hernández, J., Muñoz Gómez, J.
N., Campos Dueñas, M., 1989)
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Paragénesis - A3 ♦ espinela cromífera - I
♦ laurita-erlichmanita - I
♦ platino nativo
♦ pirrotina - I
♦ calcopirita - I
♦ pentlandita - I
♦ laurita-erlichmanita - II
Durante el proceso de cristalización de las espinelas cromíferas masivas y mediante
mecanismos similares de la segregación de fases idiomórficas de la serie lauritaerlichmanita, pero a un intervalo de temperaturas más bajas, se formaron cristales
idiomórficos de rutilo, así como también algunas texturas típicas de descomposición
de soluciones sólidas en texturas laminar y emulsionadas en la masa de los agregados
cromíferos, las que se manifiestan discontinuamente (Muñoz Gómez, J.N., 1988)78. La
paragénesis está representada mineralógicamente por:
Paragénesis - A4 ♦ espinela cromífera - I
♦ rutilo - I
Paragénesis similares solo han sido reportadas en espinelas cromíferas transicionales
a espinelas titano-magnetíticas, como las que fueron descritas por Frankell (1942),
localizándose en pegmatitas básicas en el extremo Este del Complejo de Bushveld,
citadas por Cameron y Desborough (Cameron, E.N. and Desborough, G.A., 1973)17
La paragénesis - A - queda esquemáticamente representada como sigue:
Paragénesis - A: Fase Inicial de Cristalización de la Espinela Cromífera
Paragénesis - A1Espinela cromífera - I
Laurita- erlichmanita - I
Platino nativo
Paragénesis - A2 Espinela cromífera - I
Pirrotina - I
Calcopirita - I
Pentlandita - I
Laurita- erlichmanita - II
Paragénesis - A3Espinela cromífera - I
Laurita-erlichmanita - I
Platino nativo
Pirrotina - I
Calcopirita - I
Pentlandita - I
Laurita-erlichmanita - II
Paragénesis - A4
Espinela cromífera- I
Rutilo - I
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Paragénesis - B En la paragénesis - B - se recogen los minerales metálicos asociados a las espinelas
cromíferas, de génesis posterior a los que constituyen la paragénesis - A -, los minerales están localizados en los sistemas de microagrietamiento de los agregados cromíferos. En la paragénesis se incluye el olivino el cual se asocia directamente a los
agregados de espinelas cromíferas.
En una primera etapa se formó el rutilo-II y posteriormente se formaron sulfuros magmáticos primarios de hierro, cobre y níquel. La paragénesis - B - está representada por:
Paragénesis - B1♦
♦
♦
El resto
espinela cromífera - I
olivino
rutilo - II
de los minerales en las microgrietas de las espinelas cromíferas masivas
quedan incluidos en la siguiente paragénesis:
Paragénesis - B2 ♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦
♦
espinela cromífera - I
laurita- erlichmanita - II
pentlandita - II
pirrotina - II
calcopirita - II
pirita - I
millerita - I
crisotilo
antigorita
enstatita
La existencia de la fase platinífera - RuS2-OsS2- en asociación con los sulfuros de hierro, níquel y cobre se manifiesta en forma de solución sólida de forma similar a la analizada anteriormente (Paragénesis - A -), pero en este caso, la segregación y cristalización y la correspondiente descomposición de la solución sólida es posterior, ya
que las mismas se ubican en los sistemas de microagrietamiento de los agregados cromíferos.
En esta paragénesis hay un desarrollo diferenciado en la abundancia de sulfuros, siendo los más frecuentes la pirrotina y pirita, siguiéndole en ese orden, la calcopirita y en
menor grado la pentlandita y millerita.
La paragénesis B puede quedar representada en el siguiente esquema general:
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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Paragénesis - B - Fase Final de Cristalización y Agrietamiento de la Espinela
Cromífera.
Paragénesis - B1
Espinela cromífera - I
Olivino
Rutilo - II
Paragénesis - B2 Espinela cromífera - I
Laurita-erlichmanita - II
Pentlandita - II
Pirrotina - II
Calcopirita - II
Pirita - I
Millerita - I
Crisotilo
Antigorita
Enstatita
Paragénesis - C En la paragénesis - C - se asocian los minerales formados durante el proceso final de
segregación y cristalización de las espinelas cromíferas masivas, es de destacarse que
la característica esencial de esta paragénesis es la presencia de sulfuros formados
durante el proceso de serpentinización de los complejos máficos y ultramáficos, y la
formación de minerales del grupo de la serpentina, esencialmente crisotilo y antigorita a
expensa del olivino y otros minerales ferromagnesianos.
A criterios de P. Ramdohr, la existencia de mackinawita y de heazlewoodita, corrobora
el proceso de serpentinización en los complejos máficos y ultramáficos (Ramdohr, P.,
1980)98, incluyendo además, la formación de magnetita secundaria a expensas del
olivino y en condiciones de alto nivel del potencial del oxígeno, en ese sentido Ramdohr
expone: “… during the alteration of olivine to serpentine only small part of the iron enters into
the serpentine, the rest forms a network of magnetite…”
(pág.932), (Ramdorh, P., 1980)98 .
La existencia en esta paragénesis de heazlewoodita, mackinawita y minerales serpentiníticos asociada a las espinelas cromíferas masivas, permite establecer desde el
punto de vista geoquímico una removilización general del hierro, níquel y cobalto en el
complejo ultramáfico serpentinizado.
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La paragénesis - C - queda conformada por la siguiente composición mineralógica:
Paragénesis - C - Fase de Serpentinización de los Complejos Máficos y Ultramáficos.
Espinela cromífera - I
Olivino
Pentlandita - II
Laurita- erlichmanita - II
Heazlewoodita
Mackinawita
Pirita - II
Magnetita
Crisotilo
Antigorita
Enstatita
Anortita
Paragénesis - D La paragénesis - D - está vinculada espacial y genéticamente con los diques de gabropegmatitas y en interrelación con las menas cromíferas masivas. En el capítulo I se exponen los principales rasgos geólogo-estructurales, texturales y sus relaciones con los
complejos máficos, ultramáficos y con la mineralización cromítica. Dada sus particularidades y su yacencia, los diques de gabro-pegmatitas constituyen la litología más
joven en el área de estudio.
Las espinelas cromíferas-II existentes en los diques de gabro-pegmatitas presentan
estructuras brechoides y se encuentran dispersas y fragmentadas en la masa de los
diques de gabro-pegmatitas, los fragmentos tienen dimensiones desde los primeros
milímetros hasta 40-50-70 centímetros, ocasionalmente mayores. Los fragmentos están
englobados en anortita o en piroxenos (enstatita), o en ambos silicatos lo que corrobora
que la presencia de las espinelas cromíferas en los diques de gabro-pegmatitas no
fueron segregadas, - cristalizadas -, a partir del fundido gabroide, contribuye a la afirmación anterior la estructura brechoide anteriormente mencionada, de los agregados
cromíticos.
No obstante, se demuestra a través de la composición química, diferencias substanciales entre las espinelas cromiferas que se localizan en los diques de gabro-pegmatitas con las espinelas cromiferas masivas y con las espinelas cromiferas diseminadas. (Capítulo IV).
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Los sulfuros están presentes en los diques de gabro-pegmatitas, entre los más comunes se encuentran la calcopirita-III, pentlandita-III y en menor grado pirita-III y milleritaII. La pentlandita es idiomórfica con cristales bien desarrollados, que en ocasiones
alcanzan hasta 1,5 centímetros. Es común observar en la superficie de las muestras
óxidos e hidróxidos de hierro en los diques de gabro-pegmatitas, indicando el desarrollo de procesos supergénicos con la alteración de los sulfuros de hierro, níquel,
cobre y minerales del grupo de la serpentina -crisotilo y antigorita-.
En las espinelas cromiferas que yacen en los diques de gabro-pegmatitas se localizan
cristales de rutilo tanto en fases independientes, como en los sistemas de microagrietamiento de los agregados cromíferos.
De acuerdo al análisis realizado la paragénesis - D - está integrada por la siguiente
composición mineralógica.
Paragénesis - D - Fase de Emplazamiento de los Diques de Gabro-pegmatitas.
Paragénesis - DEspinela cromífera - II
Olivino
Pentlandita - III
Calcopirita - III
Pirrotina - III
Laurita-erlichmanita - III
Pirita - III
Millerita - II
Rutilo- I
Rutilo - II
Anortita
Enstatita
Crisotilo
Antigorita
Orden de Consecutividad de Formación de las Paragénesis Minerales y sus Modelos Teóricos.
El orden de consecutividad de formación de las paragénesis minerales existentes en
las menas cromíferas masivas del yacimiento “Potosí”, donde se incluyen los agregados cromíferos en los diques de gabro-pegmatitas, está estructurado en el orden
cronológico de formación de las paragénesis minerales (Paragénesis: A-B-C-D), en
estrecha relación con los estadios o fases de mineralización y los eventos geólogoestructurales de carácter regional que sirvieron de control a las condiciones físicoquímicas en las cuales se formaron los minerales identificados.
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100
�José Nicolás Muñoz Gómez
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No obstante, el orden de consecutividad de formación de las paragénesis siguen un
orden cronológico en el proceso de segregación de los minerales que las conforman,
desde la paragénesis -A- hasta la paragénesis -C-. La paragénesis -D- que incluye los
diques de gabro-pegmatitas y los minerales asociados se emplazaron en la fase final
de segregación de las litologías máficas y ultramáficas y su edad se corresponde en el
tiempo geológico con la paragénesis -C- lo anterior queda expuesto en el Fig. No. III-22
que representa el orden de consecutividad de formación de las paragénesis minerales
del yacimiento "Potosí".
En ese sentido, las fases o estadios de mineralización tienen correspondencia espacial
y genética con las paragénesis minerales, y recogen todos los eventos geológicos que
conllevaron a la formación de los cuerpos minerales cromíticos y su posterior complicación mineralógica.
Paragénesis -ALa fase de cristalización inicial de la espinela cromífera, desarrollada durante el proceso de diferenciación magmática en la antigua corteza oceánica, en correspondencia
a los criterios de Coleman, (Coleman, R.G.; 1977)22 , se efectuó a altas temperaturas,
alrededor del intervalo 1500º-1200ºC, cristalizando en primer lugar los minerales de las
fases del grupo de platino, dado su alto grado de refractariedad, criterio sustentado por
varios autores, entre ellos, Cabri (Cabri, J.L.; 1981)16, inmediatamente después
cristalizó el rutilo -I, en sus diferentes formas de existencia.
Un incremento sostenido del contenido relativo del azufre primario en el fundido
cromítico permitió la cristalización de sulfuros magmáticos primarios de hierro, níquel y
cobre.
Las condiciones físico-químicas y el sostenido decrecimiento de la temperatura permitieron la cristalización idiomórfica de los minerales del grupo del platino y el rutilo, asi
como la existencia de texturas de descomposición de soluciones sólidas en sus diferentes variedades (laminar y de emulsión, las más difundidas) entre los agregados cromíferos y el rutilo.
El grado de fugacidad del azufre incrementado hacia el final de la fase de mineralización queda demostrado en la composición mineralógica de la paragénesis - A con la presencia de los sulfuros magmáticos primarios, éstas consideraciones han sido
publicadas con anterioridad (Disther,V V., Falcon, H.J., Muñoz Gómez, J.N., Campos
Dueñas, M.; 1989)28, (Muñoz Gómez, J.N. y Campos Dueñas, M.; 1992)79, (Muñoz
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�José Nicolás Muñoz Gómez
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hzg
ol
ol
ol
Cr
Rt
Pt
S
pt
ol
ol
ol
Fig. No. III-18 Modelo teórico de formación de la fase inicial de cristalización de la espinela
cromífera (Paragénesis A) (Rt – Rutilo; Cr – Espinela Cromífera; Pt – Minerales del grupo del
80
Platino; S – Sulfuros magmáticos; ol – olivino; hzg – harzburgitas) (Muñoz Gómez, J. N., 1995)
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Gómez, J.N.; 1994)80. El modelo teórico de la paragénesis está representado en el Fig.
No. III-18.
Paragénesis - B En el proceso de consecutividad de cristalización de los minerales se continúa con la
formación de los minerales desarrollados en los sistemas de microagrietamiento de los
agregados cromíticos, en este estadio o fase de mineralización se produce la cristalización de las menas cromíferas en las cuales se desarrollan texturas metamórficas
debido a los efectos del dinamometamorfismo a que fueron sometidas, éstos procesos
quedan bien impregnados en los agregados cromíferos debido a la alta dureza de las
espinelas cromíferas. En la fase silicatada se segregaron simultaneamente el olivino
que se asocia en contacto directo a la espinela cromífera.
En los sistemas de agrietamiento cristalizan el rutilo - II, los sulfuros magmáticos y la
serie isomórfica de laurita-erlichmanita - II, en descomposición de soluciones sólidas
con la pirrotina-II y pentlandita-II.
Al final de esta fase de mineralización debe de iniciarse el proceso de obducción de los
complejos inferiores del corte teórico de la antigua corteza oceánica. La existencia de
los sulfuros de hierro, níquel, cobre, osmio y rutenio sirven de fundamento para asegurar que el papel activo del azufre se mantuvo hacia las postrimerías del estadio de
mineralización. Lo anterior está representado en el modelo teórico de la paragénesis,
Fig. No. III-19.
Paragénesis -CEl siguiente estadio o fase de mineralización, (Fase de Serpentinización de los Complejos Máficos y Ultramáficos), representado en la paragénesis - C - vincula las formaciones mineralógicas desarrolladas durante el proceso de serpentinización de los complejos máficos y ultramáficos del corte teórico del complejo ofiolítico. Los minerales
típicos representados son la heazlewoodita, mackinawita, magnetita secundaria y minerales serpentiníticos.
Los minerales formados durante esta paragénesis están vinculados a las espinelas cromíferas masivas (espinelas cromíferas - I). El modelo teórico de la paragénesis se
representa en el Fig. No. III-20.
Paragénesis -DLa fase emplazamiento de los diques de gabro-pegmatitas, están representados por la
presencia de minerales petrogénicos, fundamentalmente anortita y piroxenos
(enstatita),
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hzg
dnt
rt
rt
cr
S
pt
Fig. No. III-19 Modelo teórico de la fase final de cristalización y agrietamiento de la espinela
cromífera. Paragénesis B ( Cr- Espinela Cromíferas; Pt - minerales del Grupo del Platino; S ) 89
Sulfuros Magmáticos, Rt - rutilo I y II; Hzb - Harzburgitas ) ( Muñoz Gómez, J.N., 1995 ) .
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105
dnt
hzg
hzg
hzg
hzg
dnt
dnt
hzg
Cr
Cr
Cr
dnt
dnt
dnt
dnt
hzg
Cr
hzg
dnt
dnt
hzg
Figura No III-20 Modelo teórico de serpentinización y fallamiento de los cuerpos cromíferos y
cristalización de los minerales asociados a los sistemas de microagrietamiento. Paragénesis C. )
(Cr - Espinela cromífera; dnt - Dunita serpentinizada; hzg - Harzburgitas serpentinizadas.)
Departamento de Geología - ISMMM
105
�José Nicolás Muñoz Gómez
106
de acuerdo a la nomenclatura actual (Morimoto, N., et.al., 1988)87, así como por la
mineralización sulfurosa y la existencia de minerales hipergénicos (óxidos e hidróxidos
de hierro y manganeso) y minerales de la corteza de intemperismo.
Se incluyen además los minerales surgidos por la alteración secundaria de las espinelas cromíferas: kammerita, eskolaita, uvarovita y mariposita.
Se destaca la presencia de espinelas cromíferas brechoide denominada en el esquema
de consecutividad de los minerales como espinela cromífera-II, incorporada a los diques de gabro-pegmatitas al penetrar por zonas de fallas cortantes a los cuerpos
cromíferos; el carácter diseminado y anguloso de sus fragmentos así lo verifica, la fase
queda representada según el modelo teórico, Fig. No. III-21.
El proceso completo de formación de los minerales se representa en el Orden de
Consecutividad de Formación de las Paragénesis Minerales del Yacimiento “Potosí”. (Fig. No. III-22).
Resultados Mineralógicos
Las investigaciones desarrolladas en las menas cromíferas masivas del yacimiento
“Potosí” y las espinelas cromíferas en los diques de gabro-pegmatitas ha permitido
contribuir al conocimiento científico en el campo de la mineralogía de la mineralización
cromífera, enunciándose los resultados mineralógicos siguientes:
1. Se corroboró la presencia de minerales del grupo del platino, asociados a las
espinelas cromíferas, a los sulfuros magmáticos primarios en los sistemas de
microagrietamiento y en los diques de gabro-pegmatitas representados por
los sulfuros primarios de rutenio y de osmio en la serie isomórfica lauritaerlichmanita y emulsión de platino nativo.
2. La existencia del dióxido de titanio (TiO2 ), en todas sus formas de existencia,
en las menas cromíferas masivas del yacimiento “Potosí” y en los diques de
gabro-pegmatitas, lo que constituye una particularidad en la composición
mineralógica de las menas cromíferas en la región Moa-Baracoa y se distingue por sus contenidos del resto de los yacimientos cromíferos podiformes
cubanos y extranjeros.
3. La identificación y establecimiento de cuatro paragénesis minerales asociadas
a la mineralización cromífera del yacimiento "Potosí" es un aporte al conocimiento científico de la mineralogía de las cromititas y a la metalogenia endógena en la región de Moa - Baracoa; siendo el primer yacimiento de espine-
Departamento de Geología - ISMMM
106
�José Nicolás Muñoz Gómez
dnt
107
hzg
cr
dnt
S
S
Fig. No III-21 Modelo teórico de la fase de emplazamiento de los diques de gabro-pegmatitas y la
mineralización asociada. ( Paragénesis) ( S- Concentración y actividad del azufre; Cr- Espinela
cromífera; dnt - Dunitas serpentinizadas; hzg - Harzburgitas serpentinizadas). (Muñoz Gómez,
89
74
J.N., 1995 ) ,(Lewis, F.J. et al., 1996) .
Departamento de Geología - ISMMM
107
�José Nicolás Muñoz Gómez
108
las cromíferas del país donde se establecieron e identificaron las mismas.
4. Constituye un aporte a la mineralogía de la mineralización cromífera y a la
metalogenia endógena de la región de Moa - Baracoa, la elaboración por
primera vez, del orden de consecutividad de formación de las paragénesis
minerales y los modelos teóricos correspondientes, donde se conjugan la
composición de las menas y las condiciones geólogo - estructurales en las
que se segregó el yacimiento "Potosí".
5. La existencia de sulfuros magmáticos primarios -pirrotina-pentlanditacalcopirita y en menor grado millerita, demuestran una alta concentración
del níquel y el cobre y una elevada actividad geoquímica asociada a la mineralización cromífera que se extiende hasta los diques de gabro-pegmatitas,
indicando que el proceso de cristalización de la espinela cromífera se desarrolló muy próximo al complejo cumulativo máfico, en los cuales el comportamiento geoquímico del níquel, y del cobre es mayor, así como la fugacidad
del azufre en comparación con el complejo ultramáfico. Esta conclusión apoya
el criterio de que las menas cromíferas masivas del yacimiento “Potosí” se
formaron en la zona de transición entre los complejos máficos y ultramáficos.
6. Los minerales identificados en las menas cromíferas masivas del yacimiento
“Potosí” y en los diques de gabro-pegmatitas ponen de manifiesto la elevada
fugacidad del azufre durante el largo proceso de cristalización-obducciónserpentinización-agrietamiento, lo que se demuestra en la composición
sulfurosa de los minerales acompañantes a la mineralización principal.
7. El empleo combinado de los métodos convencionales de microscopía de
menas (entre ellos los parámetros ópticos, capacidad de reflejo y microdureza) y microscopía electrónica de barrido permiten, desde el punto de vista
del análisis de la composición mineralógica y geoquímica, una identificación
precisa de los minerales metálicos. En el caso que nos ocupa, es la primera
vez de su empleo simultáneo en el estudio de la mineralización cromífera en
la región Moa - Baracoa. El empleo de las microscopía electrónica de barrido
ha servido de método de confirmación de los resultados obtenidos con los
métodos tradicionales de microscopía de menas.
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108
�Fig. 1 ORDEN DE CONSECUTIVIDAD DE FORMACIÓN DE LAS PARAGÉNESIS MINERALES. YACIMIENTO POTOSÍ, MOA
Minerales
Espinela Cromífera I
Espinela Cromífera II
Olivino
Laurita - Erlichmanita I
Laurita - Erlichmanita II
Laurita - Erlichmanita III
Platino Nativo
Pirrotina I
Pirrotina II
Pirrotina III
Enstatita
Calcopirita I
Calcopirita II
Calcopirita III
Rutilo I
Rutilo II
Anortita
Pirita I
Pirita II
Pirita III
Millerita I
Millerita II
Crisotilo
Heazlewoodita
Mackinawita
Magnetita
Antigorita
Pentlandita I
Pentlandita II
Pentlandita III
Paragénesis A
Paragénesis B
Paragénesis C
Paragénesis D
�CAPITULO IV
CARACTERISTICAS GEOQUIMICAS DE LA MINERALIZACION
CROMIFERA DEL YACIMIENTO “POTOSI”
�José Nicolás Muñoz Gómez
110
Capítulo IV. Características Geoquímicas de la Mineralización Cromífera del Yacimiento “PotosÍ”
Introducción
Macrocomponentes
Microcomponentes
Relaciones geoquímicas catiónicas
Hipótesis de segregación de la espinela cromífera
Resultados geoquímicos.
Introducción
El presente capítulo, similar en su contenido al Capítulo II, tiene como objetivo fundamental analizar, desde el punto de vista geoquímico, el comportamiento y papel de
los elementos químicos que integran la celda elemental de la espinela cromífera y las
implicaciones genéticas y de prospección de la mineralización cromífera en el área del
yacimiento “Potosí”.
Se analiza la composición elemental de la espinela cromífera en todas sus formas de
existencia y sus relaciones mutuas. Como fundamento analítico se cuenta con los resultados de 198 muestras de microscopía electrónica de barrido, mediante el empleo
de esa técnica se determinó la composición química de las mismas, expresada en
óxidos de los elementos químicos que conforman la celda unidad del mineral.
La mineralización cromífera en el área del yacimiento “PotosÍ” está representada en la
existencia de las espinelas cromíferas, las que se manifiestan en:
•
Espinelas cromíferas masivas del nivel # 2 (41 muestras)
•
Espinelas cromíferas diseminadas (9 muestras)
•
Espinelas cromíferas en diques de gabro-pegmatitas (85 muestras)
•
Espinelas cromíferas en contacto con litologías del complejo máfico (38 muestras)
•
Espinelas cromíferas accesorias en litologías del complejo ultramáfico serpentinizado (25 muestras).
Las espinelas cromíferas del nivel # 2 y las espinelas cromíferas diseminadas conforman las menas cromíferas propiamente dichas del yacimiento “Potosí”.
Departamento de Geología - ISMMM
110
�José Nicolás Muñoz Gómez
111
Macrocomponentes
Atendiendo a la composición química de la espinela cromífera se definieron los macrocomponentes y microcomponentes en función de los contenidos en la celda unidad.
Los macrocomponentes están representados por los contenidos en óxidos de Cr2O3 Al2O3 - FeO - MgO y los microcomponentes por TiO2 - NiO - MnO, (todos en por ciento
en peso).
A continuación se recoge la composición química de las espinelas cromíferas en todas
sus formas de existencia:
Tabla No. IV-1 Contenidos de los componentes principales de las espinelas cromíferas masivas
del yacimiento “PotosÍ” , Moa.
Oxidos
Cr2O3%
Valor Máximo
44.94
Valor Mínimo
37.78
Valor Medio
40.5075
Rango
7.16
FeO%
MgO%
Al2O3%
28.17
15.9097
27.3561
14.42
10.85
18.88
17.4234
14.461
25.4129
13.74
5.0597
8.4761
TiO2%
NiO%
MnO%
2.24
0.467
0.3801
0.003
0
0.1216
0.3905
0.238
0.2728
2.237
0.467
0.2585
Tabla No. IV-2 Contenidos de los componentes principales de las espinelas cromíferas en las
menas diseminadas yacimiento “PotosÍ” , Moa. [nd - no determinado]
Oxidos
Cr2O3%
Valor Máximo
38.9615
Valor Mínimo
37.9262
Valor Medio
38.6599
Rango
1.0353
FeO%
MgO%
Al2O3%
24.4743
11.9293
21.6803
24.1807
11.425
20.7477
24.3387
11.7475
21.0986
0.2936
0.6043
0.9326
TiO2%
NiO%
MnO%
1.3493
0.3777
nd
1.1803
0.2198
nd
1.253
0.2982
nd
0.169
0.1578
nd
Tabla No. IV-3 Contenidos de los componentes principales de las espinelas cromíferas en los
diques de gabro-pegmatitas del yacimiento “PotosÍ”, Moa. [nd - no determinado]
Oxidos
Cr2O3%
Valor Máximo
41.3563
Valor Mínimo
36.7976
Valor Medio
39.6207
Rango
4.5588
FeO%
MgO%
Al2O3%
29.4673
15.6022
26.2154
14.9973
8.547
19.834
21.4389
12.832
22.9973
14.47
7.0562
6.3814
TiO2%
6.8508
0.1741
0.8049
6.6768
NiO%
MnO%
0.3834
nd
0.1532
nd
0.2948
nd
0.2302
nd
Departamento de Geología - ISMMM
111
�José Nicolás Muñoz Gómez
112
Tabla No. IV-4 Contenidos de los componentes principales de las espinelas cromíferas
contacto con litologías del complejo máfico del yacimiento “PotosÍ” , Moa.
Oxidos
Cr2O3%
Valor Máximo
42.9846
Valor Mínimo
39.4491
Valor Medio
41.0794
Rango
3.5355
FeO%
MgO%
Al2O3%
19.0921
16.1774
27.8595
14.7433
13.3623
21.7903
16.1645
15.0655
25.1617
4.3488
2.8161
6.0692
TiO2%
0.7021
0.092
0.345
0.6101
NiO%
MnO%
0.4031
nd
0.1888
nd
0.3154
nd
0.2142
nd
en
Además de las menas cromíferas se incluyen las espinelas cromíferas asociadas a los
diques de gabro-pegmatitas (espinela cromífera - II), se tienen además las espinelas
cromíferas en contacto con gabros, las que están referidas a las espinelas cromíferas
que en forma de pequeños lentes se encuentran
en contacto con litologías del
complejo máfico. Por último, las espinelas cromíferas accesorias en las litologías ultramáficas están relacionadas con espinelas cromíferas en dunitas serpentinizadas,
harzburgitas serpentinizadas y en menor grado con lherzolitas y
wehrlitas serpen-
tinizadas.
Tabla No. IV-5 Contenidos de los componentes principales de las espinelas cromíferas accesorias en litologías ultramáficas del yacimiento “PotosÍ ” , Moa.
Oxidos
Cr2O3%
Valor Máximo
43.0628
Valor Mínimo
34.7659
Valor Medio
40.2602
Rango
8.2969
FeO%
MgO%
Al2O3%
28.0347
13.2485
27.6831
17.3313
8.8376
21.0203
21.5181
11.3442
24.159
10.7034
4.4108
6.6628
TiO2%
NiO%
MnO%
0.8112
0.39091
nd
0.025
0.2067
nd
0.2667
0.2944
nd
0.7862
0.1841
nd
Tabla No. IV-6 Valores medios de los contenidos de los componentes principales de las espinelas
cromíferas en el yacimiento “PotosÍ”, Moa. [scrmas- espinelas cromíferas masivas; scrdisespinelas cromiferas dise minadas; scrgpt- espinelas cromíferas en diques de gabro-pegmatitas;
scrgbr- espinelas cromíferas en contactos con gabros; scracc- espinelas cromíferas accesorias
en litologías ultramáficas.; nd - no determinado].
Oxidos
Cr2O3%
MgO%
FeO%
Al2O3%
TiO2%
scrmas
40.507
14.461
17.4234
25.4129
0.3905
scrdis
38.6599
11.7475
24.3387
21.0986
1.253
scrgpt
39.5502
12.5785
21.9906
22.6685
0.8723
scrgbr
41.0794
15.0655
16.1645
25.1617
0.345
scracc
40.2602
11.3442
21.5181
24.159
0.2667
NiO%
MnO%
0.238
0.2728
0.2982
nd
0.2921
nd
0.3164
nd
0.2944
nd
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112
�José Nicolás Muñoz Gómez
113
Tabla No. IV-7 Valores medios de los principales componentes de las menas de los yacimientos
cromíferos de la región de Moa-Baracoa. Resultados analíticos de microscopía electrónica de
barrido.[FeO% como hierro total de acuerdo a las características de la técnica de análisis].
Yacimientos
Cr2O3 %
Al 2O3 %
FeO%
MgO%
TiO2 %
MnO%
Total
Cayoguam
40.75
26.98
15.99
14.93
0.29
0.21
99.14
Potosí
39.98
22.83
22.09
13.01
1.06
0.27
99.24
Amores
36.17
27.32
17.76
18.26
0.24
0.19
99.94
Mercedita
38.43
29.14
14.53
16.54
0.28
0.26
99.18
Los contenidos de Cr2O3 en las espinelas cromíferas de las menas del yacimiento
“PotosÍ” son casi similar a los contenidos en las espinelas cromíferas en el yacimiento
“Cayo Guan” y superiores
al resto de los yacimientos de región de Moa-Baracoa,
presentándose ligeras diferencias entre las menas masivas y las menas diseminadas
(rangos estadísticos próximos a la unidad).
Es de destacar que los contenidos de Cr2O3 en las espinelas cromíferas de los diques
de gabro-pegmatitas y las que se encuentran en contacto con litologías del complejo
máfico resultan superiores a los de las menas cromíferas masivas (Tablas No. IV-4 y
IV-5).
Las espinelas cromíferas accesorias en las litologías del complejo ultramáfico serpentinizado presentan los contenidos más altos de Cr2 O3 en relación con el resto de las
espinelas cromíferas, estas espinelas cromíferas se localizan en las dunitas serpentinizadas y harzburgitas serpentinizadas .
Las relaciones entre los contenidos de Cr2O3 y Al2 O3 en las menas cromíferas masivas
se expresan gráficamente, comprobándose una correlación entre ambos contenidos
(coeficiente de correlación: 0,42899).
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113
�José Nicolás Muñoz Gómez
Contenidos en Por ciento en Peso
45
114
%
40
35
Cr2O3%
Al2O3%
30
25
20
15
0
2
4
6
8
10
12
14
Número de Muestras
Fig. No. IV-1 Diagrama de variación de los contenidos de Al 2O3 y Cr2O3 en las menas cromíferas
masivas del yacimiento “PotosÍ”, Moa.
La relación geoquímica #Cr= [Cr3+/(Cr3++Al3+)] permite establecer las dependencias
entre ambos elementos en forma catiónica en la celda unidad, así para las menas cromíferas masivas se determinó el intervalo: # Cr = 0,49 - 0,65; los extremos del intervalo
representan los contenidos para las muestras de bajo contenido de Cr2 O3 y alto
contenido de Al2O3 (# Cr = 0,49) y las muestras de alto contenido de Cr2O3 y bajo
contenido de Al2O3 (# Cr = 0,65), respectivamente. Relaciones similares a la expuesta
han sido publicadas por Arai y Yurimoto en menas cromíferas masivas en Japón (Arai,
S., Yurimoto, H.; 1994)6.
Los contenidos de Al2O3 se han utilizado para establecer el carácter podiforme o estratiforme de la mineralización cromífera y para discriminar desde el punto de vista
industrial las menas cromíferas refractarias de las metalúrgicas.
En el caso particular de las menas cromíferas del yacimiento “PotosÍ” se definen como
menas refractarias con un contenido medio de 22,83% de Al2O3, aunque presentan el
contenido más bajo entre los cuatro principales yacimientos de la región de MoaBaracoa (Tabla No. IV -7). También las menas cromíferas masivas del yacimiento “PotosÍ” se ubican en las menas podiformes con contenidos de Al2O3 igual a los reportados
por Leblanc al estudiar las menas cromíferas podiformes en Nueva Caledonia (Leblanc,
M., et al., 1990)71 .
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114
�José Nicolás Muñoz Gómez
115
Al analizar la relación entre los contenidos de Cr2O3 y MgO se comprueba una baja correlación positiva (coeficiente de correlación: 0,4833), quedando representada gráficamente en la Fig. No. IV-2.
Contenidos en Por Ciento en Peso
45
%
40
35
30
25
Cr2O3%
MgO%
20
15
10
5
0
0
2
4
6
8
10
12
14
Número de Muestras
Fig. No. IV-2 Diagrama de variación entre los contenidos de Cr2O3 % y MgO% en las menas
cromíferas masivas del yacimiento “PotosÍ”, Moa.
La relación geoquímica # Mg = [Mg 2+/( Mg 2++ Fe2+)] permite analizar las relaciones entre los cationes: Mg2+ y Fe2+ para el caso específico del yacimiento “PotosÍ” se calcularon valores de # Mg = 0,49 - 0,68; los extremos del intervalo representan a las menas
de bajo contenido de magnesio y alto contenido de hierro (#Mg = 0,49) y las menas de
alto contenido de magnesio y bajo de hierro (#Mg=0,68), respectivamente.
En correspondencia con los datos expuestos las espinelas cromíferas del área del yacimiento “PotosÍ” presentan contenidos relativamente bajos de MgO%; sólo en las
espinelas cromíferas en contactos con las litologías del complejo máfico presentan un
valor medio de MgO = 15,0655%, los que se corresponden con los contenidos de las
espinelas cromíferas podiformes.
En el resto de las espinelas cromíferas, incluyendo las menas del yacimiento “PotosÍ”,
sus contenidos de MgO se correlacionan con las menas cromíferas con características
estratiformes en correspondencia con los trabajos publicados de Thayer,
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115
Wang y
�José Nicolás Muñoz Gómez
116
Leblanc en Turkia, China y Nueva Caledonia, respectivamente (Thayer, T. P., 1964)112,
(Wang, X. And Peisheng, B., 1994)118 y (Leblanc, M., et al., 1990)71.
Al analizarse la relación geoquímica # Cr = [Cr3+ / ( Cr3+ + Al3+ )] y el # Mg = [Mg 2+ / (
Mg2++ Fe2+ )], representada gráficamente en la Fig. No. IV -3, quedan bien definidos
dos campos de las menas cromíferas masivas; el campo (I) donde las menas presentan un alto contenido de Cr2O3 y bajo contenido de Al2O3 (# Mg: 0,49 - 0.,56 ; # Cr:
0,52 - 0,60), con bajo contenido de MgO y alto contenido de FeO; y el segundo campo
(II) donde las menas presentan un bajo contenido de Cr2O3 con un alto contenido de
Al2O3 y MgO (# Mg: 0,63 - 0,68 ; # Cr: 0,495 - 0,555).
Se puede concluir, desde el punto de vista económico, que las menas cromíferas
masivas del yacimiento “PotosÍ” manifiestan tendencia a menas cromíferas metalúrgicas (campo - I) y tendencia a menas cromíferas refractarias (campo - II).
Atendiendo a los contenidos de FeO en las espinelas cromíferas del yacimiento “PotosÍ” (menas masivas y diseminadas), así como las que están asociadas en los diques
de gabro-pegmatitas y las espinelas cromíferas en contacto con litologías del complejo
máfico se destacan por los altos valores de FeO%; siendo los contenidos más altos de
la región de Moa-Baracoa.
Esos valores están muy por encima de los valores promedios calculados internacionalmente para menas cromíferas podiformes para las cuales se sitúa el contenido
de FeO = 15,0% (valor máximo) (Thayer, T.P.; 1969)113, (Dickey, J.S. Jr.;1975)25 y
(Leblanc, M., Violette, F.J.; 1983)67. Por el valor de los contenidos de FeO% se corresponden con los valores determinados para las menas cromíferas estratiformes tales
como los publicados por Christian, H. Y Gauthier (Christian, H.M., and Johan,
D.;1982)20 y (Gauthier,M.,et.al., 1990)37 .
Departamento de Geología - ISMMM
116
�José Nicolás Muñoz Gómez
117
0.58
0.57
0.56
# Cr
0.55
(I)
0.54
0.53
( II )
0.52
0.51
0.5
0.49
0.45
0.5
0.55
0.6
0.65
0.7
# Mg
3+
3+
3+
Fig. No. IV-3 Diagrama de dispersión entre las relaciones geoquímicas de # Cr = [Cr /( Cr + Al
2+
2+
2+
)] y el # Mg = [Mg /( Mg + Fe )] en las menas cromíferas masivas del yacimiento “PotosÍ”, Moa.
Como puede observarse solo las espinelas cromíferas en contacto con litologías del
complejo máfico presentan contenidos medios de FeO% próximos al valor establecido
(valor medio: 16,1645%, Tabla No. IV -6).
Dando continuidad al análisis debe señalarse que las menas diseminadas mantienen
valores altos (FeO = 24,3387%) pero casi constantes, al presentar un rango estadístico
de 0,2936% (Tabla No. IV -2), en ese sentido, se destaca que las espinelas cromíferas
accesorias en las litologías ultramáficas se vinculan con los mayores contenidos de
FeO (valor máximo de FeO = 28,0347%), localizándose los mayores contenidos en las
dunitas serpentinizadas y harzburgitas serpentinizadas, disminuyendo ligeramente hacia las lherzolitas y wehrlitas serpentinizadas.
Los altos valores de FeO% en todas las espinelas cromíferas del área del yacimiento
“PotosÍ” sitúan a las mismas con características de menas cromíferas estratiformes, lo
que puede explicarse a partir de un incremento de la actividad geoquímica del hierro
durante los procesos de obducción de la antigua corteza oceánica y durante el proceso
de serpentinización de los complejos máficos y ultramáficos; no descartándose la posibilidad de que las menas cromíferas propiamente dichas, respondan a las
Departamento de Geología - ISMMM
117
�José Nicolás Muñoz Gómez
118
características de las menas estratiformes, sustentados en los contenidos absolutos de
FeO en la celda unidad de la espinela cromífera.
Al analizar las relaciones entre los contenidos de FeO y Al2O3 en las menas cromíferas
masivas del yacimiento “PotosÍ” se ha podido corroborar las dos tendencias de las menas -refractarias y metalúrgicas- tal como se representa en el Fig. No. IV -4.
27 %
25
(I)
Al2O3%
23
21
( II )
19
17
%
15
17
19
21
23
25
27
29
FeO%
Fig. No. IV-4 Diagrama de dispersión entre los contenidos de Al 2O3 % y FeO% en las menas
cromíferas masivas del yacimiento “PotosÍ”, Moa.
Como se puede concluir, en el campo (I) se representan las muestras que tienen alto
contenido de Al2O3 y bajo contenido de FeO (tendencia refractaria) y en el segundo
campo (II) donde se representan las muestras que contienen alto contenido de FeO y
bajo contenido de Al2O3. Los dos campos se excluyen dado las relaciones inversas de
los contenidos de FeO y Al2O3 en las menas cromíferas masivas del yacimiento
“Potosí” y comprobadas también en el yacimiento “Cayo Guan“ (Capítulo - II). Así, se
ha podido comprobar la correlación inversa antes señalada, donde al incrementarse los
contenidos de FeO en las menas cromíferas masivas disminuye el contenido de Al2O3 y
viceversa (coeficiente de correlación: Al2O3% - FeO% = - 0,93569).
Tal relación de los contenidos de Al2O3 y FeO ha sido comprobada y demostrada en la
literatura internacional como la citada por Leblanc en los yacimientos de Filipinas
(Leblanc, M., Violette, J.F., 1983)67.
Departamento de Geología - ISMMM
118
�José Nicolás Muñoz Gómez
Contenidos en por ciento en peso
30
119
%
28
26
24
22
FeO%
Al2O3%
20
18
16
14
12
10
0
2
4
6
8
10
12
14
Número de Muestras
Fig. No. IV-5 Diagrama de variación comparativo de los contenidos de FeO% y Al 2O3 % en las
menas cromíferas masivas del yacimiento “PotosÍ” , Moa.
Microcomponentes
Los microcomponentes en las espinelas cromíferas TiO2 - MnO - NiO fueron determinados a través de microscopía electrónica de barrido y sus contenidos se exponen en
las Tablas No. IV -1 hasta No. IV -6, ambas inclusive.
Como ha sido analizado con anterioridad (Capítulo-II) los contenidos de TiO2 en las
espinelas cromíferas han sido empleados para discriminar la génesis de los yacimientos cromíferos podiformes - asociados a los complejos ofiolíticos - y de los yacimientos cromíferos estratiformes - vinculados a intrusiones estratiformes en placas
continentales - varios autores han utilizado el dióxido de titanio como indicador petrogenético y genético, entre ellos Leblanc y sus colaboradores (Leblanc, M., Violette, J.F.,
1983)67, Thayer (Thayer,T.P., 1964)112 y Dickey (Dickey, J.S.Jr., 1975)25. Así, Leblanc
al investigar las menas cromíferas podiformes del yacimiento “Coto“ en Filipinas expone:”... The low and constant TiO2 content (about 0,25%) is also characteristic of the podiform
deposits (Dickey, 1975, Leblanc et.al., 1980). In contrast, the TiO2 content of chromite in stratiform
deposits is higher and increases with the iron content...” pág. 296
(Leblanc, M. And
Violette,J.F.; 1975)67 .
Al analizar los resultados analíticos en relación a los contenidos de TiO2 en las
espinelas cromíferas del área del yacimiento “Potosí” se corrobora en todos los casos
Departamento de Geología - ISMMM
119
�José Nicolás Muñoz Gómez
120
que el valor de TiO2 está por encima del valor establecido como límite para discriminar
las menas podiformes de las estratiformes (Tabla No. IV-6), solo las espinelas cromíferas accesorias en las litologías ultramáficas presentan valores medios muy próximos al 0,25% de dióxido de titanio.
En las menas cromíferas del yacimiento “Potosí” se tienen valores muy bajos (mínimo:
0,003%) hasta valores muy altos de 2,24% de TiO2, lo que se explica por el hecho de
que en las menas cromíferas existe TiO2 libre, en forma de cristales idiomórficos
aciculares de rutilo (rutilo-I) y en forma de descomposición de soluciones sólidas,
además no se excluye la posibilidad de la existencia de ulvöespinela (Fe2 TiO4) en
forma de texturas de descomposición de soluciones sólidas; situación semejante,
referidos a la existencia de rutilo libre y a las texturas de descomposición de soluciones
sólidas en las espinelas cromíferas fueron estudiadas por Ramdohr y Schneirdrhölm,
citados en Goldschmidt (Goldschmidt, V.M., 1970)40.
Los contenidos muy altos de TiO2 en las menas se explican porque el haz de electrones de la microsonda incide directamente en cristales de rutilo o muy próximo a
ellos.
No obstante, el valor medio de los contenidos de TiO2 para las menas del yacimiento
“Potosí”, donde se incluyen las menas masivas y las menas diseminadas, está por
encima del 0,25% establecido internacionalmente, destacándose las espinelas cromíferas diseminadas con valores medios de 1,25% de TiO2 . Así, en las condiciones
analizadas los bajos contenidos de TiO2 están referidos a los ubicados en la celda unidad de la espinela cromífera (en la posición Y3+) en forma del catión Ti3+ y los altos
contenidos están dados por la existencia de rutilo libre en el seno de la espinela
cromífera, en este caso el titanio está en forma de Ti4+.
Las relaciones del TiO2 con el resto de los componentes de las menas cromíferas
masivas demuestran un comportamiento típico de los yacimientos cromíferos estratiformes, tal como se representan en los gráficos de dispersión.
Obsérvese en la Fig. No. IV-6 donde se manifiesta una relación inversa entre los
contenidos de TiO2% y Cr2 O3%, las menas de menor contenido de TiO2 presentan mayor contenido de Cr2O3 (campo -I) y viceversa (campo -II). En relación a los contenidos
de FeO% y TiO2% en las menas cromíferas masivas se comprueba una correlación directa entre ambos, así a bajos contenidos de FeO le corresponden bajos contenidos de
TiO2 y a altos contenidos de FeO le corresponden altos valores de TiO2, verificándose
lo expresado anteriormente por Leblanc y sus colaboradores en relación con el
Departamento de Geología - ISMMM
120
�José Nicolás Muñoz Gómez
121
incremento del FeO en las espinelas cromíferas, originando un incremento de los contenidos de TiO2 (Leblanc, M., and Violette, J.F., 1983)67, (Leblanc, M., Nicolas, A.,
1992)68.
45
%
44
43
Cr2O3%
42
(I)
41
40
39
(II)
38
37
0
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
1.75
2
%
2.25
TiO2%
Fig. No. IV-6 Diagrama de dispersión de los contenidos de TiO2% y Cr2O3 %
cromíferas masiva s del yacimiento “PotosÍ”, Moa.
en las menas
Constituye una característica geoquímica típica de las menas cromíferas estratiformes
el incremento del contenido de TiO2 al aumentar los contenidos de FeO, tal como queda representado en la Fig. No. IV -7.
Las muestras correspondientes a las espinelas cromíferas masivas del nivel # 2 (spn#2), están por debajo del 0,25% de TiO2.
Se destacan dos campos bien delimitados que se corresponden con las espinelas
cromíferas en contacto con litologías del complejo máfico: 0,1% < TiO2 < 0,40% y un
segundo campo: 0,40% < TiO2 <0,75% .
Todas las espinelas cromíferas asociadas espacialmente a los diques de gabro-pegmatitas presentan valores de TiO2 mayores a 0,40% y menores a 1,10%.
Como se ha señalado, las menas diseminadas presentan valores de TiO2 superiores a
la unidad y como valor medio 1,2530% y en correspondencia con los contenidos de
FeO, éstas presentan los mayores contenidos de FeO en toda el área del yacimiento
Departamento de Geología - ISMMM
121
�José Nicolás Muñoz Gómez
122
“PotosÍ” con un valor medio de 24,3387% de FeO y un rango estadístico muy limitado
corroborándose casi un valor constante del hierro ferroso para esas espinelas
cromíferas.
Al comparar los contenidos de TiO2 con otros yacimientos cromíferos se verifica que en
las menas cromíferas masivas del yacimiento “PotosÍ” sus contenidos de TiO2 son los
más altos reportados, no sólo para los yacimientos cubanos sino también compa-
FeO%
rándolos con otros yacimiento extranjeros (Tabla No. II-2) y (Tabla No. IV-7).
30
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
%
cr-dis
sp- gbr
sp-n#2
sp-gpt
%
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
TiO2%
Fig. No. IV-7 Diagrama de dispersión entre los contenidos de FeO% y TiO2 % en espinelas
cromíferas del yacimiento “PotosÍ” , Moa. [sp - n#2: espinelas cromíferas del nivel No. 2; sp -gbr:
espinelas cromíferas en contacto con litologías del complejo máfico; sp -gpt: espinelas
cromíferas en diques de gabro-pegmatitas; sp - crdis: espinelas
cromíferas en menas
diseminadas].
En todos los casos al relacionarse los contenidos de TiO2 con el resto de los componentes se delimitan bien dos campos (I - II), las relaciones geoquímicas antes analizadas constituyen una característica típica de las menas cromíferas estratiformes, lo
anterior queda corroborado en la relación de los contenidos de TiO2 con Al2O3 en la
Fig. No. IV-8, delimitándose también los dos campos anteriormente señalados, pero las
relaciones son completamente inversas, las menas cromíferas masivas con más bajo
contenido de TiO2 le corresponden contenidos altos de Al2O3 (campo - I), en cambio,
los contenidos más altos de TiO2 se corresponden con los valores mas bajos de Al2O3
(campo - II). Lo expresado confirma que los contenidos de titanio en la celda unidad de
la espinela cromífera ocupan la posición de los cationes trivalentes (Y3+).
Departamento de Geología - ISMMM
122
�José Nicolás Muñoz Gómez
123
Al analizar la dependencia de los contenidos de TiO2 en las menas cromíferas masivas
y diseminadas del yacimiento “PotosÍ” con el resto de los componentes principales se
verifica la existencia de una alta correlación negativa, con excepción del hierro y
ligeramente positiva con respecto a los contenidos de MnO%.(Tabla No. IV -8).
Los contenidos de TiO2 en las menas del yacimiento “PotosÍ” constituyen un caso inusual para las menas cromíferas (consideradas hasta ahora como yacimientos cromíferos podiformes), por los altos contenidos de TiO2 . Casos similares fueron reportados
por Cameron al estudiar las menas cromíferas de la porción oriental del complejo de
Bushveld, Sudáfrica (Cameron, E.N., 1973)18, en las que se localizan altos contenidos
del dióxido de titanio.
27
%
26
Al2O3%
25
(I)
24
23
22
21
( II )
20
19
0
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
1.75
2
%
2.25
TiO2%
Fig. No. IV-8 Diagrama de dispersión de los contenidos de TiO2% y Al2O3 %
cromíferas masivas del yacimiento “PotosÍ”, Moa.
en las menas
Tabla No. IV-8 Coeficientes de correlación de los principales componentes de las menas
cromíferas masivas del yacimiento “PotosÍ” , Moa.
Oxidos
Cr2O3 %
Al 2O3 %
FeO%
MgO%
TiO2 %
MnO%
Cr2O3%
1
0.42899
-0.70448
0.48433
-0.23209
-0.16092
Al2O3%
0.42899
1
-0.93569
0.94641
-0.85321
-0.15391
FeO%
MgO%
TiO2%
-0.70448
0.48433
-0.23209
-0.93569
0.94641
-0.85321
1
-0.94161
0.77676
-0.94161
1
-0.89975
0.77676
-0.89975
1
0.1682
0.94641
0.12812
MnO%
-0.16092
-0.15391
0.1682
0.94641
0.12812
1
Departamento de Geología - ISMMM
123
�José Nicolás Muñoz Gómez
124
Los contenidos de NiO en las espinelas cromíferas en el área del yacimiento “PotosÍ”
se comportan con bastante regularidad, no apreciándose valores significativos. De
acuerdo con los datos expuestos, los contenidos más bajos se relacionan con las
menas del yacimiento “PotosÍ”, siendo las menas masivas las de más bajos contenidos
y las menas diseminadas las de mayor contenido. Valores semejantes muestran las
espinelas cromíferas en los diques de gabro-pegmatitas y las espinelas cromíferas
accesorias en las litologías ultramáficas serpentinizadas, donde los mayores contenidos se localizan en las espinelas cromíferas que se ubican en contacto con las litologías del complejo máfico. Esto se corresponde con el papel más activo del níquel en
las rocas gabroides en relación a los contenidos del metal en el complejo ultramáfico
serpentinizado.
Se incluyen entre los microcomponentes los contenidos de MnO, determinados solo en
14 muestras de las menas cromíferas masivas, con contenidos medios de 0,27%,
contenidos muy semejantes a los calculados para los yacimientos minerales: "Cayo
Guan" y "Mercedita" y mayor que los del yacimiento “Amores“(Tabla No. IV -7). Se ha
comprobado que existe una correlación positiva entre los contenidos de MnO y MgO
(coeficiente de correlación: 0,94641), el resto de las relaciones son negativas con
excepción del TiO2 las cuales son bajas al igual que los contenidos de hierro.
Relaciones Geoquímicas Catiónicas
El análisis de la composición química de la celda elemental de las espinelas cromíferas
en las menas del yacimiento “PotosÍ”, ha permitido corroborar el comportamiento
geoquímico de los elementos químicos que integran las mismas; así, se ha podido
comprobar que la estructura de la celda elemental está más estabilizada hacia los
cationes bivalentes en relación con los cationes trivalentes(Tablas No. IV -9 y IV-10),
donde se aprecia que algunas muestras o no presentan su estructura completa, o se
exceden en fracciones atómicas, sobre todo de los microcomponentes.
Departamento de Geología - ISMMM
124
�José Nicolás Muñoz Gómez
125
Tabla No. IV-9 Número de cationes trivalentes por celda unidad en las espinela cromífera de las
menas del yacimiento “PotosÍ” , Moa.
3+
Muestras
P-36-a
P-36-b
P-36-c
P-36-d
P-40-2a
P-40-2b
P-40-2c
P-40-2d
P-40-2e
P-40-3
P-45-1-1
P-45-1-2
P-45-1-3
P-45-2-2
3+
Cr
Al
8.61
8.29
8.32
7.96
7.85
7.96
7.94
7.79
7.89
7.95
7.67
7.52
7.67
7.80
6.67
6.74
6.81
7.09
6.12
6.31
6.26
6.21
6.45
5.84
7.41
7.57
7.50
7.46
Fe
3+
3+
ΣY
15.64
15,89
15.90
15.89
15.62
15.91
15.66
15.74
15.72
15.55
15.95
15.92
15.92
15.93
0.36
0.86
0.77
0.84
1.65
1.40
1.46
1.74
1.38
1.76
0.87
0.83
0.75
0.67
De las muestras analizadas de las espinelas cromíferas del área del yacimiento “PotosÍ” se seleccionaron algunas de ellas para exponer sus fórmulas cristaloquímicas de la
celda unidad.
Tabla No. IV-10 Número de cationes bivalentes por celda unidad en las espinela cromífera de las
menas del yacimiento “PotosÍ” , Moa.
Muestras
Mg
P-36-a
P-36-b
P-36-c
P-36-d
P-40-2a
P-40-2b
P-40-2c
P-40-2d
P-40-2e
P-40-3
P-45-1-1
P-45-1-2
P-45-1-3
P-45-2-2
2+
4.62
5.36
5.18
5.31
4.28
4.23
4.24
4.47
4.27
4.24
5.51
5.53
5.44
5,18
Fe
2+
ΣX
3.36
2.99
3.14
3.02
4.35
4.30
4.31
4.28
4.13
4.41
2.90
2.84
2.90
3.11
2+
7.98
8.35
8.32
8.33
8.63
8.53
8,55
8.75
8.40
8.65
8.41
8.37
8.34
8.29
Las muestras de las espinelas cromíferas están referidas a su origen y localización
petrológica en el yacimiento “PotosÍ” :
a) Muestras de espinelas cromíferas masivas con alto contenido de TiO2
terísticas de menas estratiformes.
(
2+
2+
2+
m-36-a: Mg2+
4,627 Fe3,364 Ni 0,02 Mn0,05
Departamento de Geología - ISMMM
125
)
Σ =8 ,061
(Cr
3+
8,61
3+
3+
Al3+
6,67 Fe0,36 Ti0,35
)
Σ =15, 999
O-2
32
carac-
�José Nicolás Muñoz Gómez
126
(
2+
2+
2+
m-36-c: Mg2+
5,183 Fe3,145 Ni 0,02Mn 0,02
(
2+
2+
m-40-2e: Mg2+
4,427 Fe4 ,136 Mn0,06
(
2+
2+
m-45-1-1: Mg2+
5,511 Fe2,90Mn0,05
)
Σ =8 ,368
( Cr
3+
8,322
3+
3+
Al3+
6,819 Fe0,777 Ti0,08
)
Σ =15, 998
)
Σ =8 , 623
( Cr
2+
7,894
3+
3+
Al3+
6,453 Fe1,389 Ti0,26
)
Σ =15 ,996
)
Σ = 8, 461
( Cr
3+
7,667
3+
3+
Al3+
7,413 Feo,871 Ti 0,05
)
Σ =16, 001
O-2
32
O-2
32
O-2
32
b) Muestras de menas masivas con bajo contenido de TiO2, representantes típicas de
la composición química de las menas cromíferas podiformes:
(
)
Σ =8 ,14
( Cr
3+
3+
Al3+
7,84 Fe0,33 Ti0,008
)
(
)
Σ = 8 ,19
( Cr
3+
3+
Al3+
7,73Fe0,40 Ti0,009
)
(
)
(
)
2+
2+
m-55-a: Mg2+
5,38 Fe2,71Ni 0,05
2+
2+
m-55-i: Mg2+
5,52 Fe2,59 Ni 0,08
2+
2+
m-55-h: Mg2+
5,45 Fe2,69 Ni 0,07
2+
2+
m-55-x: Mg2+
5,48 Fe2,63 Ni 0,09
3+
7,82
3+
7,86
Σ =8 ,20
O-2
32
Σ =15, 999
(Cr
3+
7,84
3+
3+
Al3+
7,70 Fe0,45 Ti0,005
)
(Cr
3+
7,89
3+
3+
Al3+
7,64 Fe0,44 Ti0,012
)
Σ =8 , 21
O-2
32
Σ =15, 998
−2
O32
Σ =15, 995
Σ =15, 982
O-2
32
c) Muestras de menas diseminadas con alto contenido de TiO2 que por sus características geoquímicas se corresponden con menas cromíferas estratiformes:
(
)
Σ = 8, 558
( Cr
3+
3+
Al3+
6,60 Fe1,38 Ti0,24
)
Σ =15 ,970
(
)
Σ = 8, 544
(Cr
3+
Al36,+43 Fe1,35
Ti3+
0,25
)
Σ =16, 0
(
)
(
)
2+
2+
m-65-a: Mg2+
4,59 Fe3,89 Ni 0,078
2+
2+
m-65-c: Mg2+
4,50 Fe3,99 Ni 0, 054
2+
2+
m-65-f: Mg2+
4,57 Fe3, 92 Ni 0,057
2+
2+
m-65-h: Mg2+
4,58 Fe3,91Ni 0,058
Σ = 8, 547
3+
7,75
3+
7,97
( Cr
Σ = 8, 548
3+
8,0
3+
3+
Al3+
6,39 Fe1,36 Ti0,25
(Cr
3+
7,92
)
3+
3+
Al3+
6,46Fe1,35 Ti0,25
Σ =16 ,48
)
O-2
32
O-2
32
O-2
32
Σ =15, 980
O-2
32
d) Muestras de espinelas cromíferas en diques de gabro-pegmatitas, cortantes a las
menas masivas y diseminadas, que por sus características geoquímicas se corresponden con espinelas cromíferas de génesis estratiformes:
(
2+
2+
m-53-Ba: Mg2+
3,53 Fe5,08 Ni 0,044
(
2+
2+
m-54-g: Mg2+
4,58 Fe3,88Ni 0,054
)
)
Σ = 8, 654
Σ = 8, 514
(
)
(
)
2+
2+
m-59-m: Mg2+
5,65 Fe2, 54 Ni 0,038
2+
2+
m-64-27: Mg2+
4,62 Fe3,83 Ni 0,042
( Cr
3+
8,08
(Cr
Σ = 8, 228
Σ = 8, 492
3+
8,11
3+
Al36,+24 Fe1,5
Ti3+
0,17
3+
3+
Al3+
6,47 Fe1,22 Ti0,19
(Cr
3+
7,94
)
)
Σ =15 ,990
Σ =15, 990
O-2
32
3+
Al37,+51Fe3+
0,51 Ti0,031
)
Σ =15, 991
3+
3+
Al3+
6,84 Fe1,12 Ti0,12
)
Σ =15 ,980
( Cr
3+
7,90
O-2
32
o-2
32
O-2
32
e) Muestras de espinelas cromíferas en contacto con litologías del complejo máfico:
(
2+
2+
m-62-Ab: Mg2+
5,43 Fe2,81Ni 0,063
Departamento de Geología - ISMMM
126
)
Σ =8 ,303
( Cr
3+
7,87
3+
3+
Al3+
7,33 Fe0,70 Ti0,088
)
Σ =15 ,988
O-2
32
�José Nicolás Muñoz Gómez
127
(
2+
2+
m-62-Ak: Mg2+
5,54 Fe2,63Ni 0,062
)
Σ = 8, 232
( Cr
3+
7,97
3+
3+
Al7,45
Fe3+
0,52 Ti0,05
)
Σ =15, 990
(
)
Σ = 8, 336
( Cr
3+
7,85
3+
3+
Al3+
7,61Fe0, 51 Ti0,027
)
Σ =15, 997
(
)
Σ = 8, 251
(Cr
3+
7,87
Al73,+56 Fe30 +,54 Ti3+
0,031
)
Σ =16 ,001
2+
2+
m-60-c: Mg2+
5,65 Fe2,53Ni 0,056
2+
2+
m-60-g: Mg2+
5,71 Fe2, 49 Ni 0,051
O−322
O-2
32
−2
O32
f) Muestras de espinelas cromíferas accesorias en litologías ultramáficas:
•
En harzburgitas serpentinizadas:
(
2+
2+
m-96-10Bc: Mg2+
4,49 Fe3,68 Ni 0,058
•
(
( Cr
3+
7,43
3+
3+
Al3+
8,09 Fe0,47 Ti0,004
)
Σ =15, 994
−2
O32
)
Σ = 8, 04
( Cr
)
3+
8,51
3+
+
Al36,94
Fe3+
0,63 Ti0,06
3+
8,08
3+
3+
Al3+
6,87 Fe0,91 Ti0,136
Σ =16,14
O−322
En wehrlitas serpentinizadas:
(
2+
2+
m-96-3Ac: Mg2+
4,40 Fe3,92Ni 0,065
•
Σ = 8, 228
En lherzolitas serpentinizadas:
2+
2+
m-96-10Bd: Mg2+
4,54 Fe3 ,45 Ni 0,05
•
)
)
Σ = 8, 385
( Cr
)
Σ =15, 996
O-2
32
En dunitas serpentinizadas:
(
(
2+
3+
3+
2+
3+
3+
m-96-8c: Mg2+
3,88 Fe4,35 Ni 0.066 ) Σ 8, 296 Cr 8,64 Al6,65 Fe0,66 Ti0,048
)
Σ =15, 998
O-2
32
Las fórmulas cristaloquímicas de la celda unidad de la espinela cromífera expuestas en
forma catiónica reflejan la composición química particular de cada muestra del mineral
y permiten analizar sus relaciones, contenidos específicos y sus tendencias genéticas.
Mediante el análisis de la celda elemental de la espinela cromífera se concluye que
existen todas las fases terminales, no obstante, existe predominio de alumocromita
[Fe(Cr, Al)2 O4], magnocromita (MgCr2O4) y cromita (FeCr2O4), en menor grado existe
hercinita (FeAl2O4) y espinela (MgAl2O4 ); dado los altos contenidos del dióxido de
titanio y del hierro ferroso en la celda elemental de la espinela cromífera, puede existir
ulvöespinela (Fe2TiO4).
Es de gran significación, desde el punto de vista geoquímico, que las menas masivas
presentan espinelas que muestran las características de génesis podiformes (menas
con bajo contenido de T3+) en las cuales existe un mayor contenido de Mg2+ y menos
Fe2+; al mismo tiempo, existen menas masivas con altos valores del catión Ti 3+, las que
reflejan, características estratiformes con mayor valor de los cationes Fe2+ y menos
Mg2+. Obsérvese que las relaciones entre los valores de los cationes Fe2+ y Ti3+ ya
analizados, se incrementan y disminuyen en todas las muestras en correspondencia
biunívoca.
Departamento de Geología - ISMMM
127
�José Nicolás Muñoz Gómez
128
Las espinelas cromíferas accesorias en las litologías ultramáficas serpentinizadas no
manifiestan diferencias significativas en relación con los valores de los cationes, con
excepción de las espinelas cromíferas que se localizan en las dunitas serpentinizadas
donde se manifiestan valores más altos de los cationes Cr3+ y Fe2+.
Los valores de Ni2+ en las espinelas cromíferas, tanto las que integran las menas del
yacimiento “PotosÍ” como las asociadas a los diques de gabro-pegmatitas, las vinculadas con el complejo máfico y las accesorias en las litologías ultramáficas, se mantienen casi constante, lo que indica un mismo nivel de segregación de las espinelas
cromíferas en relación con el corte teórico de la asociación ofiolítica.
Se comprobaron las relaciones geoquímicas entre los cationes principales, entre ellas
las relacionadas con los cationes bivalentes (Fe2+- Mg2+), verificándose un comportamiento similar al analizado en el yacimiento “Cayo Guan” (Capítulo - II). Del análisis
estadístico se obtuvo un coeficiente de correlación entre ambos cationes de - 0,98768,
es decir muy próximo a la unidad, pero inversamente proporcional, la relación inversa
se verifica graficamente. (Fig. No. IV -9).
5.5
5.3
5.1
4.9
Mg(2+)
4.7
4.5
4.3
4.1
3.9
3.7
3.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Fe(2+)
Fig. No. IV-9 Diagrama de dispersión de los números de cationes bivalentes [Mg
espinela cromífera en las menas masivas del yacimiento “PotosÍ”, Moa.
Departamento de Geología - ISMMM
128
2+
2+
y Fe ] de la
�José Nicolás Muñoz Gómez
129
Al analizar la relación de o
l s cationes bivalentes antes mencionados se destaca la
relación geoquímica de Fe2+: Mg 2+, la cual ha sido empleada por varios investigadores
para discriminar la génesis de los yacimientos cromíferos podiformes de los
yaci-
mientos cromíferos estratiformes, así las menas podiformes mantienen valores de Fe2+:
Mg2+< 0,50 y generalmente muy estables entre 0,40 - 0,45. En el caso de las menas
estratiformes esta relación geoquímica está por encima de 0,60 y valores superiores a
la unidad; es interesante exponer un breve párrafo de Dickey sobre esta relación
geoquímica: “ … for example in this body of date chromite from the stratiform Stillwater
2+
2+
intrusion ranged in Fe : Mg
ratio from 0,67 to 1,59, and chromite from the podiform deposits of
the Haggard and New Mine at Canyon Mountain ranged from 0,40 to 0,45 … “pág. 1064 (Dickey,
J. S. Jr., 1975)25, criterio mantenido por varios autores al estudiar las menas cromíferas
típicas de complejos ofiolíticos entre ellos Hock (Hock, M. et al., 1986)46 y Thayer
(Thayer, T.P., 1969)113.
En el caso particular del yacimiento “PotosÍ” se manifiesta la presencia de espinelas
cromíferas con características podiformes, como las menas masivas, aunque sus valores de la relación Fe2+: Mg 2+ presentan un intervalo desde 1.0 4 - 0,42 y un valor medio
de 0,57, es decir, que aunque se incluye el rango de las espinelas cromíferas
podiformes (Fe2+: Mg 2+< 0,50), varios valores exceden esos límites; situación análoga
ocurre con las espinelas cromíferas en contacto con gabroides, pero en este caso
específico, los valores determinados se ciñen más estrictamente a un origen podiforme
de las espinelas cromíferas, haciendo notar que el valor medio es de 0,48 y varios
entre 0,42 a 0,63.
2+
2+
Tabla No. IV-11 Valores de la relación geoquímica Fe : Mg
del yacimiento “PotosÍ” , Moa.
en las espinelas cromíferas del área
Espinelas Cromíferas
Valor Máximo
Valor Mínimo
Valor Medio
Rango
Menas masivas
Menas diseminadas
En gabro-pegmatitas
En contacto con gabros
Accesorias
1.0403
0.9103
1.5125
0.6363
1.4353
0.4224
0.8476
0.4494
0.4084
0.6653
0.5712
0.8661
0.7728
0.488
0.9339
0.6179
0.0626
1.0631
0.2278
0.77
En cambio, las menas diseminadas, las espinelas cromíferas en los diques de gabropegmatitas (espinelas cromíferas - II) así como las espinelas cromíferas accesorias,
muestran una tendencia marcada hacia una génesis estratiformes de acuerdo a los
valores expuestos.
Departamento de Geología - ISMMM
129
�José Nicolás Muñoz Gómez
130
En las espinelas cromíferas accesorias con un valor medio de 0,93 y en el caso
particular de las espinelas que se localizan en dunitas serpentinizadas la relación
Fe2+: Mg 2+ es superior a la unidad, poniéndose de manifiesto un incremento de la actividad geoquímica del hierro durante el proceso de serpentinización de los complejos
máficos y ultramáficos serpentinizados. Tal afirmación se sustenta porque los olivinos
en las dunitas presentan altos contenidos de la molécula de forsterita (fo = 80 - 87) y
bajos contenidos de la molécula de fayalita (fa = 14 - 19), en otras palabras, se produce
una fuerte extracción del magnesio, al inicio del proceso de cristalización, y en correspondencia baja la asimilación del hierro ferroso durante el proceso final de cristalización del olivino, tal como se aprecia en el diagrama triangular de los olivinos en las
litologías ultramáficas.(Fig. IV -10).
Interpretación semejante puede darse en las espinelas cromíferas que se localiza en
los diques de gabro-pegmatitas, en ellos el olivino se segregó simultáneamente a la
espinela cromífera, cristalizando en primer lugar el olivino extrayendo un alto contenido
de magnesio, manifestado en el alto valor de la forsterita ( fo = 81,56 - 85,96 ) y bajos
valores de la fayalita ( fa = 15,04 - 19,78 ), produciéndose así un incremento relativo del
hierro que pasó a formar parte de la molécula de la espinela cromífera, lo que además
se verifica en los valores de la relación geoquímica: 0,4224< Fe2+: Mg 2+ < 1,5125.
En el caso particular de las espinelas cromíferas que se localizan en los diques de
gabro-pegmatitas, éstas fueron incorporadas a los diques una vez segregadas, lo que
se demuestra por las estructuras brechoides que exhiben, además de presentar, desde
el punto de vista geoquímico, características de espinelas cromíferas de génesis
estratiformes; a diferencias de las menas masivas en las que se verifica un carácter
dual: podiformes - estratiformes.
En ese sentido, existen evidencias - geoquímicas y mineralógicas - que confirman
que las espinelas cromíferas en los diques de gabro-pegmatitas han sido incorporadas
desde la profundidad al penetrar los diques las iltologías de los complejos máfico y
ultramáfico serpentinizados y es por ello que no se descarta la posibilidad de localizar
cuerpos de menas cromíferas a mayor profundidad, además, apoyan a este criterio la
existencia de paragénesis sulfurosas representadas en minerales de níquel, hierro y
cobre típicos de los yacimientos magmáticos de licuación vinculados a intrusiones
estratiformes.
Departamento de Geología - ISMMM
130
�José Nicolás Muñoz Gómez
131
Fig. IV-10 Diagrama triangular representativo de la composición de olivinos, en función de los
óxidos de silicio, hierro y magnesio en las litologías ultramáficas serpentinizadas del yacimiento
“Potosí”, Moa.
Departamento de Geología - ISMMM
131
�José Nicolás Muñoz Gómez
132
Varios investigadores han utilizado la relación geoquímica entre los contenidos de TiO2
y Fe2+: Mg 2+ para discriminar las menas de los yacimientos podiformes asociados a los
complejos ofiolíticos de las menas cromíferas vinculadas a los complejos estratiformes.
Ha sido aplicada en varios yacimientos a escala internacional sobre todo por Leblanc y
sus colaboradores (Leblanc, M., Violette, J.F., 1983)67.
En el área del yacimiento “PotosÍ” y en particular en
las menas masivas con
contenidos bajos de TiO2 en combinación con la relación: Fe2+: Mg 2+ se corrobora su
génesis podiforme, aunque existen menas con alto contenido de TiO2 (TiO2 > 0,25%),
lo que queda expuesto en la Fig. No. IV -11.
1.1
1
Estratiformes
Fe(2+)/Mg(2+)
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
Podiformes
0.4
0
0.5
1
1.5
2
2.5
TiO2%
Fig. No. IV-11 Diagrama de dispersión de los contenidos de TiO2 % y la relación geoquímica
2+
2+
Fe : Mg en las espinelas cromíferas masivas del yacimiento “PotosÍ” , Moa.
Departamento de Geología - ISMMM
132
�José Nicolás Muñoz Gómez
133
Las menas podiformes se ubican hacia la zona de bajo contenido de TiO2, menor de
0,25% y también de bajos valores de la relación Fe2+: Mg 2+. El resto de las muestras
representadas se ubican hacia la zona de espinelas cromíferas estratiformes.
Al realizarse el mismo análisis en las espinelas cromíferas que se localizan en los
diques de gabro-pegmatitas se observa que se ponen de manifiesto sus características
estratiformes, bien marcadas, donde se combinan valores altos de la relación Fe2+:
Mg2+ y contenidos de TiO2% superiores a 0.25% en correspondencia a los establecidos
por otros investigadores, lo cual se expone en la Fig. No. IV-12.
1.6
1.4
Fe(2+)/Mg(2+)
1.2
1
Estratiformes
0.8
0.6
Podiformes
0.4
0
1
2
3
4
TiO2%
Fig. No. IV-12 Diagrama de variación entre los contenidos de TiO2 % y la relación geoquímica
2+
2+
Fe : Mg en las espinelas cromíferas en los diques de gabro-pegmatitas en el yacimiento
“PotosÍ”, Moa.
Como puede valorarse de la Fig. No. IV -12, se ubican muy pocas muestras en el área
que representan las espinelas cromíferas podiformes, es decir, muestras con
contenidos de TiO2%< 0,25 y con los valores de la relación Fe2+: Mg 2+ < 0,60, la
Departamento de Geología - ISMMM
133
�José Nicolás Muñoz Gómez
134
mayoría de las muestras, 98 en total, se localizan en el área que representan a las
espinelas cromíferas estratiformes. Lo expuesto, confirma una vez más las diferencias
genéticas entre las espinelas cromíferas masivas, que conforman el yacimiento “PotosÍ”
y las espinelas cromíferas ubicadas en los diques de gabro-pegmatitas.
Un carácter dual, de las características podiformes y estratiformes, se observa bien en
las espinelas cromíferas que se localizan en los contactos o que yacen en litologías del
complejo máfico.
0.65
0.6
Fe(2+)/Mg(2+)
0.55
Estratiformes
0.5
0.45
0.4
Podiformes
0.35
0
0.2
0.4
0.6
0.8
TiO2%
Fig. No. IV-13 Diagrama de dispersión entre los contenidos de TiO2 % y la relación geoquímica
2+
2+
Fe : Mg en las espinelas cromíferas que se localizan en litologías del complejo máfico,
yacimiento “PotosÍ”, Moa.
Como se observa, quedan bien delimitados los campos de las muestras (38 en total).
En el área que representan las espinelas cromíferas podiformes se concentran
alrededor del
valor de Fe2+: Mg 2+ = 0,45, coincidiendo con los criterios de otros
Departamento de Geología - ISMMM
134
�José Nicolás Muñoz Gómez
135
investigadores, no obstante, algunas de las muestras ubicadas en el área mencionada,
exceden los contenido de TiO2 superiores al 0,25%.
Un número importante de muestras se ubican hacia el campo de las espinelas
cromíferas estratiformes, corroborando además el incremento del papel geoquímico del
hierro durante el proceso de serpentinización que afectó también a las litologías
máficas, ultramáficas y a las espinelas cromíferas.
El papel geoquímico del hierro y su intensa manifestación se pone de relieve al
analizarse las espinelas cromíferas accesorias en las litologías ultramáficas, tal como
se visualiza en la Fig. No. IV-14.
1.5
1.4
1.3
Fe(2+)/Mg(2+)
1.2
Dunitas
1.1
1
Wehrlitas
0.9
Lherzolitas
Harzburgitas
0.8
0.7
0.6
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
TiO2%
Fig. No. IV-14 Diagrama de dispersión entre los contenidos de TiO2 % y la relación geoquímica
2+
2+
Fe : Mg en las espinelas cromíferas accesorias en litologías del complejo ultramáfico del
yacimiento “PotosÍ”, Moa.
Departamento de Geología - ISMMM
135
�José Nicolás Muñoz Gómez
136
De la interpretación de la Fig. No. IV -14, solo las espinelas cromíferas accesorias en
las harzburgitas serpentinizadas presentan características estratiformes en relación a
los contenidos de TiO2, el resto de las espinelas cromíferas presentan valores mayores
a 0,25% y todas están por encima del valor 0,60 para la relación geoquímica Fe2+:
Mg2+. Entre las diferentes litologías del complejo ultramáfico serpentinizado las
espinelas cromíferas accesorias en las dunitas serpentinizadas están muy enriquecidas
en hierro y las wehrlitas serpentinizadas presentan valores muy altos de TiO2.
0.92
0.91
0.9
Fe(2+)/Mg(2+)
0.89
0.88
0.87
Estratiformes
0.86
0.85
0.84
1
1.25
1.5
1.75
2
TiO2%
Fig. No. IV-15 Diagrama de dispersión entre los contenidos de TiO2 % y la relación geoquímica
2+
2+
Fe : Mg en las espinelas cromíferas de las menas diseminadas del yacimiento “PotosÍ” , Moa.
Departamento de Geología - ISMMM
136
�José Nicolás Muñoz Gómez
137
Por último se representan las espinelas cromíferas que constituyen las menas
diseminadas del yacimiento “PotosÍ” en las cuales, como se observa, éstas presentan
valores muy elevados de TiO2 y todos los valores de la relación geoquímica Fe2+: Mg 2+
están por encima de 0.84, corroborándose las características estratiformes de la
mineralización cromífera del yacimiento “PotosÍ”, así como el incremento del hierro en
todas las formas de existencia de las espinelas cromíferas.
Como es conocido, los análisis realizados a través de la microscopía electrónica de
barrido, no es posible diferenciar los contenidos de FeO y Fe2O3, el resultado analítico
en relación al hierro se expresa en FeO como hierro total, es por ello, que las
asignaciones de los valores correspondientes al catión Fe3+ están basados en el
completamiento estequiométrico por defecto de la celda unidad de la espinela
cromífera
- espinela normal - así, mediante ese procedimiento de cálculo se
obtuvieron los valores del número de cationes Fe3+ para cada muestra y se representan
en las fórmulas cristaloquímicas expuestas.
Por tal motivo las relaciones geoquímicas vinculadas a los valores de Fe3+, no se
analizan con mayor profundidad, dado el grado de incertidumbre que ocasiona la
asignación estequiométrica en la celda unidad de la espinela cromífera. No obstante,
dados los bajos valores del catión Fe3+ , permite la representación gráfica de las
espinelas cromíferas en el área del yacimiento “PotosÍ” mediante los diagramas de
triangulares, tal como se representa en la Fig. No. IV-16.
Tabla No. IV-12 Valores medios del número de cationes Fe
3+
en las espinelas cromíferas del área
del yacimiento “PotosÍ” , Moa.
Espinelas Cromíferas
Menas masivas
Menas diseminadas
En gabro-pegmatitas
En contactos con gabros
Accesorias
Valor Máximo Valor Mínimo Valor Medio
1.768
1.3849
1.5007
0.8422
1.1926
0.3273
1.2752
0.5088
0.4351
0.3315
0.6654
1.3498
1.0667
0.6467
0.6416
Rango
1.4406
0.1096
0.9918
0.4071
0.8611
En las espinelas cromíferas de las menas diseminadas y en las localizadas en los
diques de gabro-pegmatitas los valores medios del catión Fe3+ rebasan la unidad. El
número de cationes Fe3+ en la celda unidad de la espinela cromífera está en
dependencia inversa con el número de cationes trivalentes: Cr3+ - Al3+ - Ti3+, es por ello
que se mantienen relaciones inversas, coeficiente de correlación negativos; al
compararse el número de cationes Fe3+, con los cationes bivalentes la correlación solo
Departamento de Geología - ISMMM
137
�José Nicolás Muñoz Gómez
138
es positiva en el caso del Fe2+, motivado por el propio carácter del cálculo estequiométrico, tal situación se expone en la tabla No. IV -13.
Ha quedado suficientemente demostrado el carácter de dualidad genética: podiforme estratiforme de las menas del yacimiento “PotosÍ” y el comportamiento geoquímico de
los elementos que integran la composición de la espinela cromífera. Existiendo una
distribución espacial del origen de las menas, así en las menas cromíferas masivas
propiamente dichas, corroboran un carácter podiforme. No se corresponden con esa
génesis las menas diseminadas así como el resto de las espinelas cromíferas del área
del yacimiento “PotosÍ”, en las cuales se demuestra una fuerte tendencia a las menas
con características estratiformes y en particular las espinelas cromíferas ubicadas
espacialmente en los diques de gabro-pegmatitas.
Tabla No. IV-13 Coeficientes de correlación entre los cationes bivalentes y trivalentes de la
espinela cromífera en las menas cromíferas masivas del yacimiento “PotosÍ”, Moa.
Cationes
2+
Mg
2+
Fe
3+
Cr
3+
Al
3+
Fe
Mg
2+
1
-0.98768
-0.3187
0.82401
-0.50953
Fe
2+
-0.98768
1
0.22343
-0.82525
0.55198
3+
Cr
-0.3187
-0.14876
1
-0.39492
-0.14876
Al
3+
0.82401
-0.82525
-0.39492
1
-0.77775
Fe
3+
-0.50953
0.55198
-0.14876
-0.77775
1
Hipótesis de Segregación de la Espinela Cromífera
Las consideraciones teóricas sobre la segregación de las espinelas cromíferas
asociadas a los complejos ofiolíticos se ha presentado ampliamente en la literatura
especializada sobre el tema, entre ellos Thayer, Dickey, Leblanc, (Thayer, T.P., 1964,
1969, )112,113, (Leblanc, M. et al.1990, 1992, 1994)69,70,71 y (Dickey, J.S.Jr., 1975)25.
En el presente trabajo, se recogen las consideraciones del autor sobre el tema,
partiendo de lo establecido en otras investigaciones, de que las espinelas cromíferas
podiformes ricas en Al2O3 se localizan en la zona de transición, o muy próximos a
dicha zona, entre los complejos máficos y ultramáficos de la antigua corteza oceánica.
Los cuerpos de espinelas cromíferas se segregan bajo un proceso de cristalización
diferenciada en el fundido: cromítico - dunítico, en sistemas magmáticos semi cerrados localizados en las partes superiores del complejo ultramáfico en transición
hacia al complejo máfico en la antigua corteza oceánica.
La cristalización diferenciada debe ocurrir, según nuestro criterio, en dos direcciones:
una, la que se origina en el propio seno del fundido cromítico y la otra, la que se origina
Departamento de Geología - ISMMM
138
�José Nicolás Muñoz Gómez
139
en sentido contrario desde el exterior; con la cristalización simultánea del olivino y la
espinela cromífera en los sistemas magmáticos semi - cerrados.
En los casos de los yacimientos "Cayo Guan" y “PotosÍ” el orden de cristalización es
el siguiente:
a) Orden de segregación en el fundido cromítico:
•
Cristalización de las fases de los minerales del grupo del platino: ele mentos nativos [Pt nativo] y sulfuros [ S( Ru - Os - Ir )].
•
Cristalización de las fases de existencia del Ti: rutilo idiomórfico, descomposición de soluciones sólidas de TiO2 y probablemente ulvö espinela.
•
Cristalización de los sulfuros primarios de Fe, Ni, Cu.
•
Cristalización de la espinela cromífera.
b) Orden de segregación desde el exterior de la cámara magmática:
• Cristalización de peridotitas plagioclásicas: dunitas plagioclásicas,
harzburgitas serpentinizadas, wehrlitas plagioclásicas y lherzolitas pla gioclásicas.
•
Cristalización de las peridotitas piroxénicas: Harzburgitas, lherzolitas y
wehrlitas.
•
Cristalización del olivino y la formación de dunitas masivas hasta dunitas enstatíticas.
La simultaneidad en la cristalización del olivino y la espinela cromífera, que se inician a
una alta temperatura, favorece que el catión Al3+ pase a formar parte de los cationes
trivalentes en la espinela cromífera y no existe en el olivino de la envoltura dunítica
(ausencia de piroxenos), que cubre todo el volumen del cuerpo menífero, en ese sentido Thayer señala: “… that the lack of piroxene adjacent to chromite may be due to its
instability at high temperature in the presence of a spinellid mineral…”
página 222], (Guild, P. W., 1947 )
[Citado por Guild,
41
La consideración señalada por Thayer está apoyada en el presente trabajo por 42
análisis de microscopía electrónica de barrido, en el olivino de las dunitas que sirven de
rocas encajantes a las menas cromíferas, en las cuales no se detecta la existencia de
Al3+ , ni minerales que lo contengan de forma independiente, ni en la celda elemental de
los olivinos.
Departamento de Geología - ISMMM
139
�José Nicolás Muñoz Gómez
140
La cristalización entre el olivino y la espinela cromífera en el proceso de cristalización
simultánea puede representarse a través de sus cationes bivalentes, según la siguiente expresión:
SiO4 ( Mg 2+, Fe2+) ßà ( Mg 2+ , Fe2+) ( Cr3+ , Al3+ , Fe3+ )2 O4
(olivino)
(espinela cromífera)
Como se puede valorar, ambos minerales tienen en común la posición X2+, ocupada
por los mismos cationes metálicos: Mg2+ y Fe2+ . En el caso específico del Mg2+ se
desplaza tanto hacia la formación de la espinela cromífera como hacia la formación del
olivino, en el caso particular que nos ocupa existe un exceso de magnesio, lo que se
comprueba a través de los resultados analíticos del olivino, donde la molécula de
forsterita está por encima de la molécula de fayalita [SiO4Mg2 - Fo = 81,56 - 85,96 y
SiO4Fe2 - Fa = 15,04 - 19,78], parte también del magnesio se desplaza hacia la conformación de la espinela cromífera.
El hierro que se ha mantenido en el fundido cromítico - dunítico se desplaza tanto hacia la formación del olivino como hacia la formación de la espinela cromífera, completando ambos radicales de acuerdo a la leyes de la estequiometría química, esos
contenidos, en ambos cationes son mutuamente inversos, tanto para el olivino como
para la espinela cromífera, tal como se visualiza en los gráficos: Mg2+ - Fe2+.
Al elevarse el potencial de oxidación el resto del hierro ingresa a la estructura de la celda elemental de la espinela cromífera en forma de catión trivalente Fe3 junto al Al3+ y
Cr3+. Otros elementos químicos como el Ti y el V pasan a la estructura de la espinela
cromífera en la posición trivalente hasta conformar un máximo de dieciséis cationes
Y3+, en cambio, otros cationes bivalentes como el Zn2+ y el Ni2+ se integran a la posición X2+ hasta un máximo de ocho cationes, en el caso particular del Ni2+ pasa integrar
a la molécula de olivino en sustitución isomórfica con el Mg2+ y el Fe2+ y en la molécula
de espinela cromífera con la sustitución de los mismos cationes bivalentes.
En el caso particular del yacimiento “Potosí”, al existir un alto valor de la fugacidad del
azufre y en presencia de elementos calcófilos se integran sulfuros de Fe, Ni y Cu, los
cuales son portadores de fases de minerales del grupo del platino.
La simultaneidad del proceso de cristalización del olivino, que envuelve a los cuerpos
cromíferos de menas podiformes, y la espinela cromífera se comprueba a través de
las estructuras nodulares de las espinelas cromíferas que en forma de nódulos de
forma esférica y elíptica (diámetros de 1 hasta 5 centímetros), son cementados por el
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Fig. IV-16 Diagrama triangular representativo de la composición de las espinelas cromíferas en
los diques de gabro-pegmatitas, en función de los valores de los cationes trivalentes del
yacimiento “Potosí”, Moa.
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olivino. Casos inversos, se ponen de relieve confirmando, una vez más, el proceso de
cristalización simultánea, así Guild al estudiar el yacimiento “Cayo Guan” expone: “… a
peculiar reverse - nodular texture of sferical masses of olivine an inch or two across in otherwise
massive chromite occurred in the southern part of the Cayoguan ore body…”pág.223. ( Guild,
P.W., 1947)41.
La cristalización simultánea del olivino y la espinela cromífera se corrobora en los
cuerpos cromíticos así cuando se presenta un cuerpo con una potencia alta, la envoltura dunítica es de pequeño espesor, en cambio, cuando el cuerpo mineral se manifiesta con bajo espesor, la capa de dunita que lo cubre es mucho más potente. Verificándose que el catión Cr3+ es el factor geoquímico predominante en el proceso de
cristalización simultánea entre ambos minerales.
La concepción expuesta es válida no sólo para explicar la formación de la espinela
cromífera masiva sino también para la cristalización de las espinelas cromíferas diseminadas y accesorias en las litologías ultramáficas y en menor grado en las litologías
del complejo máfico, donde las espinelas cromíferas están incluidas en olivino.
Los procesos de obducción, emplazamiento tectónico y serpentinización de los complejos máficos y ultramáficos han modificado la composición química del olivino y de la
espinela cromífera, en el caso del olivino, se altera formado magnetita secundaria y
minerales del grupo de la serpentina - crisotilo y antigorita - en el caso específico de
la espinela cromífera, aunque se trata de un mineral estable en condiciones hipergénicas se forman minerales secundarios. Como se conoce, el catión Cr3+, que desde
el punto de vista geoquímico, tiene una migración muy limitada, es capaz, en condiciones específicas de migrar y formar nuevos minerales producto de la alteración de
la espinela cromífera tales como: kammerita - clorita crómica -, eskolaita - óxido crómico -, uvarovita - granate crómico- y muy escasamente la mariposita - mica crómica
- todos presentes en los yacimientos “PotosÍ” y "Cayo Guan".
Resultados Geoquímicos
1. El análisis geoquímico ha permitido establecer el carácter dual de la mineralización
cromífera del yacimiento “Potosí”, manifestándose características podiformes estratiformes en las menas masivas, estas características son únicas y particulares
del yacimiento, lo que se manifiesta en:
• Bajo contenido de Mg (carácter estratiforme).
• Alto contenido de FeO (carácter estratiforme)
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• Contenido de TiO2 inferior a 0,25% (carácter podiforme), típico de las
menas masivas del yacimiento.
• Contenido de TiO2 superior a 0,25% (carácter estratiforme), típico de
las menas disemi nadas.
• Valores de la relación geoquímica Fe2+: Mg 2+ alrededor del intervalo
0,40 - 0,50 (carácter podiforme) y valores superiores a 0,60 (carácter
estratiforme).
• Bajos valores del número de cationes trivalentes de Fe3+ (carácter podiforme).
• Los diagramas de dispersión entre la relación geoquímica Fe2+: Mg 2+ y
el contenido de TiO2 en los diferentes tipos de espinela cromífera discrimina el carácter podiforme o estratiforme, comprobándose la existencia de espinelas cromíferas en ambos campos.
2. Se han corroborado las diferencias genéticas existentes entre las menas cromíferas
masivas del yacimiento “Potosí” y las espinelas cromíferas localizadas en los diques
de gabro-pegmatitas. En las menas cromíferas masivas predomina el carácter podiforme, exceptuando las menas diseminadas, en cambio, existe predominio del
carácter estratiforme en las espinelas cromíferas que se ubican en los diques de
gabro-pegmatitas, lo que se evidencia en los siguientes parámetros de éstas últimas:
• Mayor contenido de FeO total.
• Mayor contenido de TiO2 .
• Menor contenido de MgO.
• Coeficientes mayores de la relación Fe2+: Mg 2+
• Características menos refractarias.
• Coeficientes mayores de la relación geoquímica Cr3+: Al3+
• Ubicación en los diagramas de dispersión Fe2+: Mg 2+ vs TiO2 de las
menas masivas en el campo de las espinelas cromíferas podiformes y
distribución de las espinelas cromíferas en los diques de gabro-pegmatitas en el área correspondiente a las menas estratiformes.
3. Utilización por primera vez en el estudio sobre la mineralización cromífera de los
contenidos de TiO2 como indicador geoquímico, mediante el cual se ha podido
argumentar el carácter genético de las menas cromíferas masivas del yacimiento
“Potosí”, así como las localizadas en los diques de gabro-pegmatitas, las espinelas
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cromíferas en el complejo máfico y las espinelas cromíferas accesorias en las litologías ultramáficas.
4. Cálculo de varias relaciones geoquímicas que facilitaron el análisis del comportamiento de los elementos químicos que integran la composición de la espinela
cromífera así como que coadyuvaron a establecer criterios geoquímicos sobre el
origen de la mineralización cromífera, las principales relaciones calculadas son las
siguientes: Cr2O3/Al2O3; Cr2O3/FeO; #Cr=Cr3+/ [Cr3++ Al3+ ]; #Mg = Mg 2+/ [Mg 2+ +
Fe2+]; C = Fe3+/ [Fe3+ + Cr3+ + Al3+ ]; Cr3+: Al3+ , Cr3+/Fet ; Mg 2+: Fe2+, entre otras;
estas relaciones geoquímicas se utilizan por primera vez en las investigaciones
geoquímicas de la mineralización cromífera en el área del yacimiento “Potosí”.
5. Cálculo del número de cationes bivalentes y trivalentes en cada muestra de espinela
cromífera, obteniéndose las fórmulas cristaloquímicas de la celda unidad del mineral, lo que ha facilitado una valoración directa de la composición química de cada
muestra así como la distribución de los elementos químicos en su estructura; el
cálculo y elaboración de las fórmulas cristaloquímicas para las espinelas cromíferas
se realizan por primera vez en las investigaciones de la mineralización cromífera en
la región de Moa - Baracoa y del país.
6. Los contenidos de hierro son anómalos, calculados en las espinelas cromíferas como hierro total, ponen de manifiesto la intensa movilización geoquímica del metal
durante los procesos de obducción y serpentinización de los complejos máficos y
ultramáficos; teniendo presente, que en todos los casos el contenido de FeO es
superior al 15,0% en todas las formas de existencia de las espinelas cromíferas en el
área del yacimiento “Potosí” .
7. Se verificó la dependencia lineal entre los contenidos del hierro y los contenidos del
dióxido de titanio, TiO2, en las menas cromíferas y en el resto de las espinelas
cromíferas lo cual se ha demostrado gráficamente y a través de los valores de los
coeficientes de correlación.
8. Se exponen además, las consideraciones del autor sobre la segregación de las
espinelas cromíferas vinculadas a los eventos geólogo - estructurales, incluyéndose
el proceso desde el inicio de la cristalización hasta las modificaciones de la composición química, motivadas por el proceso de serpentinización; fundamentado en el
principio de la cristalización simultánea entre el olivino y la espinela cromífera.
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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Conclusiones y Recomendaciones
A continuación se recogen las principales conclusiones y recomendaciones, donde se
integran los resultados geoquímicos y mineralógicos, así como aquellos que se derivan
de los resultados específicos de cada capítulo.
Conclusiones:
1. Los campos minerales correspondientes a los yacimientos de espinelas cromíferas de “Cayo Guan” y “Potosí”, representan en la actualidad los restos de
la antigua zona de transición entre los complejos máficos y ultramáficos de
la antigua corteza oceánica.
2. Los yacimientos minerales de menas cromíferas “Cayo Guan” y “Potosí”,
independientemente de algunas diferencias geoquímicas y mineralógicas, se
formaron en el mismo nivel del perfil teórico de la asociación ofiolítica, lo que
constituye una particularidad metalogénica de la mineralización cromífera en
la región de Moa - Baracoa.
3. La aplicación, por primera vez, en las investigaciones de la mineralización
cromífera de los contenidos de TiO2 y FeO y la relación Fe2+: Mg 2+ como
indicadores geoquímicos y petrológicos, mediante los cuales se han podido
argumentar el carácter genético de las espinelas cromíferas en todas sus
formas de existencia en los yacimientos “Cayo Guan” y “Potosí”.
4. Las menas cromíferas del yacimiento “Cayo Guan” presentan características
podiformes, no obstante, se comprueba en relación a los contenidos de TiO2
y FeO cierta tendencia hacia la génesis estratiforme.
5. Las menas cromíferas del yacimiento “Potosí” manifiestan características
genéticas podiformes - estratiformes que son únicas y particulares de la mineralización cromífera en el área de este campo mineral.
6. Se ha corroborado, por primera vez, que en las espinelas cromíferas localizadas en los diques de gabro-pegmatitas tienen predominio de las caracte-
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rísticas genéticas estratiformes, lo que constituye una peculiaridad de la
mineralización cromífera en los yacimientos: “Cayo Guan” y “Potosí”.
7. Se ha comprobado, por primera vez, que los contenidos de hierro son anómalos (FeO > 15,0%), en las espinelas cromíferas en todas sus formas de
existencia, poniéndose de manifiesto la intensa movilización del metal durante
el proceso de serpentinización de los complejos máficos y ultramáficos y de la
mineralización cromífera asociada al complejo ofiolítico en la región de Moa Baracoa.
8. La existencia de sulfuros magmáticos primarios -pirrotina-pentlandita-calcopirita y en menor grado millerita, demuestran una alta concentración del níquel y el cobre y una elevada actividad geoquímica asociada a la mineralización cromífera que se extiende hasta los diques de gabro-pegmatitas,
indicando que el proceso de cristalización de la espinela cromífera se desarrolló muy próximo al complejo cumulativo máfico, en los cuales el comportamiento geoquímico del níquel y del cobre es mayor, así como la fugacidad
del azufre, en comparación con el complejo ultramáfico. Con esta conclusión
se apoya el criterio de que las menas cromíferas masivas del yacimiento
“Potosí” se formaron en la zona de transición entre los complejos máficos y
ultramáficos.
9. La mineralización de los elementos del grupo del platino asociada a las espinelas cromíferas en el yacimiento “Potosí” está representada por la serie isomorfa laurita - erlichmanita y emulsión de platino nativo. En el yacimiento
“Cayo Guan” está presente la serie isomorfa laurita - erlichmanita.
10. La presencia del dióxido de titanio (TiO2), en todas sus formas de existencia
en las menas cromíferas del yacimiento "Potosí" y en los diques de gabropegmatitas, constituye una particularidad mineralógica de la mineralización
cromífera en la región de Moa - Baracoa y se distingue por sus contenidos del
resto de los yacimientos podiformes cubanos y extranjeros.
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11.
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La identificación mineralógica y el establecimiento de cuatro paragénesis
minerales asociadas a las mineralización cromífera del yacimiento "Potosí", lo
que constituye un aporte al conocimiento científico de la mineralogía de las
espinelas cromíferas y a la metalogenia endógena en la región de Moa Baracoa, vinculadas a los principales eventos geólogo - estructurales, siendo el
primer yacimiento cromífero del país en identificarse y establecerse las mismas.
Paragénesis - A: Fase Inicial de Cristalización de la Espinela Cromífera
Paragénesis - A1Espinela cromífera - I
Laurita- erlichmanita - I
Platino nativo
Paragénesis - A2 Espinela cromífera - I
Pirrotina - I
Calcopirita - I
Pentlandita - I
Laurita- erlichmanita - II
Paragénesis - A3Espinela cromífera - I
Laurita-erlichmanita - I
Platino nativo
Pirrotina - I
Calcopirita - I
Pentlandita - I
Laurita-erlichmanita - II
Paragénesis - A4 Espinela cromífera I
rutilo - I
Paragénesis - B - Fase Final de Cristalización y Agrietamiento de la Espinela Cromífera
Paragénesis - B1
Espinela cromífera - I
Olivino
Rutilo - II
Paragénesis - B2 Espinela cromífera – I
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Laurita-erlichmanita - II
Pentlandita - II
Pirrotina - II
Calcopirita - II
Pirita - I
Millerita - I
Crisotilo
Antigorita
Enstatita
Paragénesis - C - Fase de Serpentinización de los Complejos Máficos y Ultramáficos
Espinela cromífera - I
Olivino
Pentlandita - II
Laurita- erlichmanita - II
Heazlewoodita
Mackinawita
Pirita - II
Magnetita
Crisotilo
Antigorita
Enstatita
Anortita
Paragénesis - D - Fase de Emplazamiento de los Diques de Gabro-pegmatitas
Espinela cromífera - II
Olivino
Pentlandita - III
Calcopirita - III
Pirrotina - III
Laurita-erlichmanita - III
Pirita - III
Millerita - II
Rutilo - I
Rutilo - II
Anortita
Enstatita
Crisotilo
Antigorita
12. Se elaboró por primera vez, en la región de Moa - Baracoa y en el país, el
orden de consecutividad de formación de las paragénesis minerales y los
modelos teóricos correspondientes, conjugándose en el esquema la composición mineralógica de las menas, las paragénesis minerales y los
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eventos geólogo - estructurales en los que se segregó el yacimiento "Potosí".
13. Cálculo de los números de cationes bivalentes y trivalentes en cada
muestra de espinela cromífera, obteniéndose las fórmulas cristaloquímicas
de la celda unidad del mineral, lo que ha facilitado una valoración directa de
la composición química de cada muestra así como la distribución de los
elementos químicos en su estructura, el cálculo y elaboración de las
fórmulas cristaloquímicas para la espinela cromífera se realizan por primera vez en las investigaciones de la mineralización cromífera en la región
de Moa - Baracoa y del país.
14. Las investigaciones geoquímicas y mineralógicas desarrolladas han verificado el carácter refractario de la mineralización cromífera en los yacimientos: "Cayo Guan" y "Potosí".
Recomendaciones:
1. Atendiendo a las características geológicas, mineralógicas, geoquímicas y petrológicas así como la yacencia de la mineralización cromífera
en los yacimientos estudiados, recomendamos la elaboración de proyectos de exploración profunda (300 - 500 metros) con el objetivo de localizar otro ho rizonte productivo en los yacimientos “Cayo Guan” y “Potosí”.
2. Una metodología para la prospección futura de la mineralización cromífera asociada al complejo ofiolítico en la región de Moa-Baracoa, fundamentada en la identificación de los posibles restos de la zona de
transición entre los complejos máficos y ultramáficos, considerándose
como el principal criterio científico del control de la mineralización cromífera.
3. La continuación de las investigaciones de la mineralización platinífera
asociada a los sulfuros magmáticos primarios en los diques de gabro-
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pegmatitas y en las litologías del complejo ultramáfico, específicamente en
dunitas y piroxenitas.
4. La utilización combinada de los métodos tradicionales de la microscopía
de menas con la microscopía electrónica de barrido en la prospección de
la mineralización cromífera y de los minerales asociados, lo que permite
una alta precisión en la determinación de la composición de los minerales. En ese sentido, los resultados analíticos alcanzados pueden emplearse para medir el grado de eficiencia de la planta de beneficio de
Punta Gorda.
5. Estudiar en detalle la distribución de los contenidos del dióxido de titanio
en las menas del yacimiento "Potosí", cuando se decida la explotación
de sus reservas, ya que las menas pudieran utilizarse no como refractarios, sino para la producción de aceros inoxidables.
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BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS
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Las referencias citadas y la bibliografía consultada que se anexan a la memoria han sido ordenadas
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Geoquímica y mineralogía de la mineralización cromífera asociada al complejo ofiolítico en la región de Moa - Baracoa, Cuba
Creator
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José Nicolás Muñoz Gómez
Publisher
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Editorial Digital Universitaria de Moa
Date
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1997
Type
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Tesis doctoral
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FOLLETO
GUÍA DE ESTUDIO PARA LA ASIGNATURA
ADMINISTRACIÓN FINANCIERA
Lic. ADALBERTO QUINTERO CHACÓN
Lic. ELIER PELEGRÍN HERNÁNDEZ
�Guía de estudio para la asignatura Administración
Financiera
Autores: Lic. Adalberto Quintero Chacón
Lic. Elier Pelegrín Hernández
Editorial Digital Universitaria, Moa
�Página legal
Título de la obra: Guía de estudio para la asignatura Admistración Financiera, 121 págs
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015 – ISBN: 978-959-16-2422-2
1. Autores: Lic. Adalberto Quintero Chacón
Lic. Elier Pelegrín Hernández
2. Institución: Instituto Superior Minero-Metalúrgico de Moa, ¨Dr. Antonio Núñez
Jiménez¨
Edición: M.Sc. Niurbis La Ó Lobaina
Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Institución del autor: Instituto Superior Minero-Metalúrgico de
Moa, ¨Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015
La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de
tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y
distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus
autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas.
La licencia completa puede consultarse en:
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Editorial Digital Universitaria
Instituto Superior Minero Metalúrgico
Las coloradas s/n, Moa 83329, Holguín
Cuba
e-mail: edum@ismm.edu.cu
Sitio Web: https://repoedum.ismm.edu.cu
�ÍNDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 2
Tema 1................................................................................................................................. 3
Las Guías de Estudio en el proceso de enseñanza-aprendizaje ............................... 3
1.1. Características, funciones y componentes de la Guía de Estudio
………..4
Guía de Estudio de la Asignatura Administración Financiera Estratégica ............... 13
Introducción de la guía de estudio ................................................................................. 14
UNIDAD DIDÁCTICA I ....................................................................................................... 15
UNIDAD DIDÁCTICA II ...................................................................................................... 29
UNIDAD DIDÁCTICA III .................................................................................................... 43
UNIDAD DIDÁCTICA IV ..................................................................................................... 61
UNIDAD DIDÁCTICA V ...................................................................................................... 74
UNIDAD DIDÁCTICA VI ..................................................................................................... 84
UNIDAD DIDÁCTICA VII ................................................................................................... 93
UNIDAD DIDÁCTICA VIII ................................................................................................ 106
CONCLUSIONES ............................................................................................................... 115
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 116
1
�INTRODUCCIÓN
El proceso de desarrollo global evidenciado en estos últimos tiempos, impone al país
uno de los mayores retos a los que se ha enfrentado desde 1959: revolucionar su
sistema económico, en aras de lograr una economía sostenible, y la introducción al
mercado mundial actual. La Contabilidad es el sistema que mide las actividades del
negocio, procesa la información convirtiéndola en informes y comunica estos hallazgos
a los encargados de tomar las decisiones. Es la encargada de determinar si un negocio
es próspero o no, y reevalúa sus fortalezas y debilidades.
Los profesionales de la Contabilidad son los encargados de garantizar un sistema
contable eficiente, que permita la valoración de la factibilidad de los proyectos,
evitando así errores costosos al país.
Para ello, debe centrarse la mayor atención a la formación de estos especialistas,
siendo las universidades las máximas responsables de dicha tarea. Sin embargo, en
los últimos tiempos, se ha observado que el recién graduado de las ciencias contables
y financieras no explota eficientemente las herramientas, métodos y técnicas más
utilizados de la ciencia en cuestión, en el contexto económico nacional. Es por ello que
surge la necesidad del análisis de las asignaturas que componen el Plan de estudio
actual de la carrera de Contabilidad y Finanzas, determinando las dificultades más
frecuentes que obstaculizan la comprensión de los estudiantes.
Este trabajo se concentra en la asignatura Administración Financiera Estratégica, que
pertenece a la Disciplina Finanzas en la carrera de Contabilidad y Finanzas y aporta
elementos que contribuyen a la consolidación de esta asignatura.
El objetivo de este material didáctico es facilitar a los docentes y estudiantes una Guía
de Estudio y un sistema de ejercicios integradores de la asignatura Administración
Financiera Estratégica, con el propósito de complementar y organizar los
conocimientos demandados en el Plan de Estudio, para a garantizar egresados más
capaces, acorde a las exigencias actuales del país.
2
�TEMA
1
LAS GUÍAS DE ESTUDIO EN EL PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE
Los materiales didácticos y recursos tecnológicos están llamados a reforzar en la
práctica muchas de las funciones de los docentes: orientación, motivación,
transmisión, recordación, indagación, discusión, retroalimentación y evaluación, entre
otras. Las Guías de Estudio representan un recurso didáctico dirigido al desarrollo de
la independencia cognoscitiva en el proceso docente educativo, y juegan un rol
importante en el proceso de aprendizaje de los nuevos modelos pedagógicos.
Y aunque sustituyen la función formativa y orientadora del profesor convencional a
partir de incentivar la motivación, orientar el aprendizaje y aclarar dudas, en
cualquiera de las modalidades del modelo pedagógico cubano, el papel del profesor es
insustituible, por su incidencia fundamental de la labor educativa, en la formación de
valores y en la conducción del proceso de enseñanza-aprendizaje.
La articulación de la Guía de Estudio con los restantes medios didácticos con los que
cuenta el docente, resulta un elemento esencial a tener en cuenta por los profesores
encargados de su elaboración. Esta articulación se hace más directa en el caso de los
libros de texto, pues la Guía incluye la orientación para un manejo provechoso de
estos materiales, estableciendo pautas para la asimilación de la información, y
esclareciendo aquella parte del contenido que se considere esencial.
Sin embargo, no puede pretenderse sustituir a los textos básicos por la Guía de
Estudio, ni incorporar información en exceso que atente contra la necesaria búsqueda
y consulta, de diversas fuentes, que debe realizar el estudiante en su aprendizaje para
vencer la materia. Lejos de proporcionar un material cargado de toda la información,
debe incentivar en el estudiante la investigación científica permanente, en aras de
lograr egresados capaces de insertarse en la actual sociedad del conocimiento.
En sentido general resulta favorable una combinación de medios que faciliten la
comunicación sincrónica y asincrónica. La primera, contribuiría a facilitar la
comunicación, asimilar y reconstruir situaciones, cara a cara, en los encuentros
presenciales, mientras que la segunda ofrecería la posibilidad de adquirir e
intercambiar información desde cualquier sitio y en cualquier momento, permitiendo a
cada participante trabajar a su propio ritmo y tomarse el tiempo necesario para leer,
reflexionar, escribir y revisar, antes de compartir las cuestiones o información con
otros.
3
�1.1.
Características, funciones y componentes de la Guía de Estudio
Los investigadores cubanos de las Ciencias Pedagógicas muestran un especial interés
en las guías de estudio como elemento fundamental para el desarrollo del proceso de
enseñanza aprendizaje, específicamente en el autoaprendizaje del estudiante
universitario. Teniendo en cuenta que este trabajo está dirigido a los estudiantes de la
carrera Contabilidad y Finanzas, esta investigación se rige por el documento emitido
por la Dirección de Tecnología del Ministerio de Educación Superior (MES), titulado
“Orientaciones para la elaboración de la Guía de Estudio.”, publicado en Cuba, en
el año 2007.
Entre las exigencias a cumplir por las guías de estudio se encuentra la de indicarle al
alumno qué tiene que aprender, cómo puede aprenderlo y cuándo lo habrá aprendido.
Contienen información relevante para guiar el proceso de aprendizaje del estudiante
como la presentación del curso, programa, metas, objetivos, orientaciones de estudio,
tareas, ejercicios y actividades, lecturas complementarias y otros recursos, así como
los criterios de evaluación.
La Guía de Estudio contiene aspectos generales de la asignatura o curso, como su
presentación, el papel que juega en el plan de estudio, lo objetivos generales, fuentes
de información básica, materiales complementarios y otros que se consideren
necesarios, así como los aspectos específicos relacionados con la orientación del
estudio y la realización de las actividades de aprendizaje. Estos últimos se abordarán
por temas y unidades didácticas.
Los principales elementos a tener en cuenta para la elaboración de la Guía de
Estudio son:
1. El plan de estudio de la carrera. Ayuda al profesor a ubicar la asignatura o
curso dentro del plan de estudio de la carrera o del programa de postgrado
según sea el caso y a establecer las relaciones interdisciplinarias que debe
contemplar en la elaboración de la Guía de Estudio;
2. El programa de la asignatura, documento rector para que el autor estructure y
desarrolle el contenido de la Guía de Estudio. En el mismo aparecen los
objetivos, las habilidades y los valores que se necesitan desarrollar, lo que
resulta imprescindible para la elaboración de la guía de estudio;
3. Las fuentes de información básica y en particular el libro de texto en el caso de
los estudios de postgrado, pues de su calidad didáctica y actualización
dependerá el tratamiento de los contenidos en la propia Guía de Estudio, y la
cantidad de materiales complementarios que se orienten consultar al
estudiante;
4. Tener una clara concepción del resto de los medios didácticos y materiales
complementarios, para que la Guía de Estudio juegue el papel articulador que le
corresponde en el sistema de medios de enseñanza;
4
�5. El nivel y grado de madurez del alumnado, así como su capacidad de
comprensión lógica y conocimientos previos, necesario para poder modelar el
proceso de aprendizaje;
6. La estimulación del estudiante para que realice las actividades que lo llevarán a
la consecución de los objetivos;
7. La motivación del autor para escribir la Guía, modelando el aprendizaje paso a
paso;
8. Las vías mediante las cuales organizará la comprobación del aprendizaje de
forma continua por parte del estudiante.
Entre las principales funciones de la Guía de Estudio están las siguientes:
1. Contiene indicaciones sobre cómo abordar la bibliografía básica y los otros
materiales de estudio, así como, sobre la forma de relacionar las distintas
fuentes de información, por lo que ejerce una función articuladora del sistema
de medios de enseñanza;
2. Debe contribuir a orientar el aprendizaje del estudiante, desarrollar la
capacidad de aprender, enseñar al alumno a pensar, a orientarse
independientemente, despertar su creatividad y a desenvolverse en el
aprendizaje colaborativo; lo que la convierte en un medio fundamental de
comunicación pedagógica entre los profesores y los estudiantes. Tal condición
exige un cuidadoso diseño y elaboración;
3. Es importante que propicie
la formación integral del estudiante, el
fortalecimiento de sus valores, su educación patriótica y humanista, su
desarrollo como activista de la revolución socialista, así como la orientación
profesional de los estudios que realiza;
4. Estimular el proceso de aprendizaje suscitando motivaciones que animen a
emprender el esfuerzo y a renovarlo a cada etapa, permitir que en el educando
se despierte el espíritu de búsqueda e indagación, así como facilitar el
autocontrol del proceso por el estudiante posibilitando la retroalimentación y la
autoevaluación;
5. Debe responder en su organización a los distintos momentos del proceso de
aprendizaje que tiene que realizar el estudiante para favorecer el estudio
independiente, por lo que facilita de forma concreta, tema a tema, dicho
proceso;
6. La Guía de Estudio debe tener en cuenta el amplio acceso de la matrícula, la
diversidad de las fuentes de ingreso, los diferentes escenarios educativos que
caracterizan a la modalidad presencial y ofrecer la posibilidad de que el alumno
marche a su propio ritmo.
5
�Para elaborar una buena Guía de Estudio, el profesor tiene que disponerse a escribir
un conjunto de buenas clases modelo, centrada en la orientación del autoaprendizaje
del estudiante, en las que además prevé y aclara las posibles dudas que puedan
surgir.
La Guía de Estudio debe responder a la siguiente estructura:
I.
II.
III.
IV.
V.
Denominación de la Guía y presentación de los autores
Índice
Introducción general
Orientaciones para el estudio por unidades didácticas
Bibliografía
A continuación se explican cada uno de los componentes:
I.
La denominación de la Guía de Estudio y la presentación de los autores
Debe encabezar la Guía de Estudio y debe coincidir con la de la asignatura o curso. Si
consta de varias partes, aclarar de cuál se trata. El prestigio del equipo docente que
confecciona la Guía de Estudio satisface expectativas de credibilidad, potencia,
confianza en el proceso de aprendizaje, facilita la necesaria comunicación inicial y
polariza el esfuerzo del estudiante. El nombre y apellidos de los autores deben
acompañarse de una breve caracterización de cada uno de ellos en cuanto a su
categoría docente, grado científico y responsabilidades académicas.
II.
Índice
Debe figurar al principio de la Guía de Estudio, como forma de presentación de los
tópicos que se abordarán, no obstante el colectivo de autores puede decidir que
aparezca al final de la guía. Es importante que sus títulos coincidan plenamente con
los de las diferentes partes de la misma y particularmente con los temas y unidades
didácticas.
III.
Introducción general
Debe expresar el papel de la asignatura o del curso dentro del plan de estudio,
exponer el interés, la utilidad y características de la materia, así como la importancia
que tiene para la profesión. La introducción debe ser motivadora y esclarecedora,
abordando entre otros aspectos los siguientes:
•
•
Enunciar claramente los objetivos generales de la asignatura o curso, ellos
sirven de marco general, para que se tengan en cuenta las finalidades de la
asignatura o curso integrando conocimientos, habilidades y valores;
Expresar los conocimientos previos y habilidades requeridos para el estudio de
la asignatura o curso. Se indicarán los textos u otros materiales que deben
cubrir los aspectos fundamentales previos al inicio del estudio de dicha
asignatura o curso;
6
�•
Explicar la importancia del texto básico o de las fuentes de información básica,
según sea el caso, para el proceso de aprendizaje de la asignatura o curso;
•
Dejar claros los materiales complementarios que se consideren necesarios
especificándose los soportes desde los que se podrá acceder a la información;
•
Realizar recomendaciones para hacer una buena planificación y organización del
aprendizaje;
•
Analizar los criterios generales de evaluación. Cómo se realizarán las
evaluaciones parciales y la evaluación final de la asignatura o curso. Destacar la
importancia de las actividades y ejercicios de autoevaluación. Aclarar el manejo
que se hará de las actividades y ejercicios que se orientarán para los
encuentros presenciales;
•
Se detallará el temario concibiendo los contenidos como un documento
integrado que permita la visión general de la asignatura o curso y su estructura
en temas y unidades didácticas.
IV.
Orientaciones para el estudio por unidades didácticas
La unidad didáctica se concibe como la estructura curricular de un determinado tema
del programa de estudio, que potencia un objeto de aprendizaje. Es una estructura
curricular que facilita al estudiante la consolidación del aprendizaje, logrando objetivos
parciales, pero alrededor de un objeto de aprendizaje bien definido, que puedan ser
vencidos por los estudiantes con una racional dedicación al estudio.
Esta estructura que posibilita una mejor organización del aprendizaje, permite que al
concluir el estudio de una determinada unidad, el estudiante haya adquirido
conocimientos, habilidades, y reforzado valores, mediante la realización de actividades
y ejercicios de autoevaluación. Cada tema puede tener cuantas unidades se
consideren necesarias, en dependencia de su extensión y complejidad dentro de la
asignatura o curso.
Cada unidad didáctica debe tener como finalidad:
•
•
La orientación a los estudiantes de los contenidos básicos más actualizados que
debe saber con un enfoque dialéctico-materialista, de modo que les permita la
asimilación de los conocimientos y el desarrollo de las habilidades que
posteriormente deberán aplicar en su vida profesional;
La integración de los valores, al aprendizaje, de manera intencionada y
consciente, lo que significa pensar en el contenido, no solo como conocimientos
7
�•
•
y habilidades, sino en la relación que ellos poseen con lo afectivo, lo ético y las
conductas en nuestra sociedad;
Que los estudiantes consoliden, amplíen, profundicen, integren y generalicen
los contenidos y aborden la resolución de problemas, a través de la realización
de las actividades que se le indiquen;
Que lo estudiantes ejecuten, amplíen, profundicen, integren y generalicen
determinados métodos de trabajo de las asignaturas que les permitan
desarrollar habilidades para utilizar y aplicar, de modo independiente, los
conocimientos adquiridos.
La estructura que se recomienda adoptar para las unidades didácticas es la siguiente:
1. Titulo
2. Objetivos específicos
3. Requisitos previos
4. Introducción
5. Desarrollo de las orientaciones para el estudio. Actividades
6. Resumen
7. Ejercicios de autoevaluación
8. Soluciones a los ejercicios de autoevaluación
9. Materiales complementarios
10.Información sobre la próxima unidad didáctica
11.Glosario (Opcional y puede ubicarse al final de la guía de estudio)
1. El título de unidad didáctica debe dar una idea adecuada del contenido, actúa
como un resumen del contenido de la misma y debe funcionar cuando se lee fuera
de contexto. Si el contenido de la unidad tiene una cercana relación con el título
se estará haciendo un enorme favor a los estudiantes.
Por otro lado los títulos demasiado largos son incómodos de leer y deben evitarse.
Como recomendación el título de una unidad didáctica debería tener entre 3 y 12
palabras. Al construir el título debe tener en cuenta que posea las palabras claves
principales, pero siempre evitando que el título suene extraño. Un título que invite
a leer, que incite la curiosidad del estudiante, es la primera llamada de
motivación.
2. Los objetivos específicos expresan lo que los estudiantes deben ser capaces de
saber, hacer y actuar al final de la unidad didáctica; esto permite que los
estudiantes centren su atención en los aspectos más importantes que al final
serán el criterio de referencia para la evaluación del aprendizaje. Los objetivos
deben expresar la unidad de lo educativo y lo instructivo.
Los objetivos de la unidad didáctica deben ser específicos, comprensibles,
relevantes, motivadores, alcanzables y evaluables. Cuando el estudiante conoce
los objetivos, centra su atención en estos y presta mayor atención a la
información y las actividades que se le proponen y que están dirigidas al logro de
los mismos.
8
�Los objetivos deben redactarse de forma clara, sencilla, y deben expresar lo que
debe ser capaz de hacer el estudiante al finalizar la unidad. En la medida que los
objetivos queden claros para el estudiante, se favorecerá su motivación y
orientación en el estudio para alcanzarlos.
Además, los objetivos tienen repercusión directa sobre las actividades y sobre los
ejercicios de autoevaluación, pues estos no deben alejarse del propósito que
pretende lograrse con el estudio de la unidad didáctica.
En la formulación de los objetivos, hay verbos que precisan más el resultado a
alcanzar por el estudiante: describir, definir, distinguir, analizar, resumir, aplicar,
comparar, demostrar, valorar, interpretar, argumentar, evaluar, entre otros. Se
sugiere privilegiar estos y evitar aquellas expresiones que puedan dejar
imprecisos los objetivos que debe lograr el estudiante, como son, percibir el
significado, obtener conocimiento sobre…., ayudar a….., fortalecer su aprendizaje
sobre….., estar consiente de….
Una redacción que puede contribuir a la formulación adecuada de los objetivos
específicos es la siguiente:
Al finalizar la presente unidad didáctica usted debe ser capaz de:
•
•
•
Interpretar los procesos …
Aplicar …
Evaluar …
3. Los requisitos previos corresponden a contenidos y conceptos de temas
anteriores. Orientan sobre los conocimientos que debe poseer con antelación el
alumno, para comprender y asimilar correctamente los contenidos de la unidad
didáctica. Además resulta conveniente ofrecer información sobre cómo solucionar
las dudas o lagunas que la carencia de estos conocimientos previos pudiera
ocasionar.
Deben expresarse de forma muy sintética al comienzo de cada unidad didáctica,
con un lenguaje dialógico para que los estudiantes se preparen antes de
comenzar, para que sepan los conocimientos que necesitan para la comprensión
de esta parte del tema.
4. La introducción de la unidad didáctica es la vía de transición hacia el contenido
nuevo que se abordará, por lo tanto debe ser de motivación y esclarecimiento.
Entre los aspectos que deben abordarse al estructurar la introducción resaltan la
importancia de la unidad didáctica para el estudiante, la relación de esta unidad
con las restantes de la asignatura, los apoyos externos que requerirán, de manera
que prepare al estudiante para su estudio con una información clara y concisa.
5. El desarrollo de las orientaciones para el estudio, con actividades para el
aprendizaje, intercaladas, seguidas de respuestas comentadas y acompañadas de
figuras, y además recursos gráficos que sean necesarios, resulta la parte más
importante de la Guía de Estudio y la que requiere mayor creatividad y dedicación
por parte de los profesores que la elaboran.
9
�A partir de la modelación sobre cómo debe transcurrir el proceso de aprendizaje,
el autor de la guía remite al estudiante al texto o fuentes de información básica y
a otros materiales que conforman el sistema de medios (documentos
complementarios, videos, multimedia, etc.) orienta el estudio del contenido
recogido en las diferentes fuentes de información y plantea las actividades que el
estudiante debe desarrollar. Es importante remitir a fuentes de información que se
encuentren en soportes que realmente estén asequibles a los estudiantes.
Para definir los contenidos que serán estudiados, hay que tener en cuenta los
objetivos. No se debe sobrecargar a los estudiantes con contenidos que no podrán
dominar en el tiempo que disponen para estudiar. En las unidades didácticas los
contenidos que se orientan ó exponen deben ser los esenciales, y sobre todo los
que se necesitan saber y saber hacer, para lograr los objetivos previstos, ya que
con una base sólida ellos podrán acceder a cualquier contenido adicional en
función de su propio tiempo e intereses.
En la Guía de Estudio se puede incluir los principales conceptos y definiciones que
deben ser aprendidos por el alumno, los que estarán adecuadamente
referenciados, o sencillamente se pueden remitir al estudio de determinados
contenidos que estén recogidos de forma adecuada y actualizada en las fuentes
bibliográficas. Se requiere lograr un adecuado balance en el esclarecimiento de
los conceptos esenciales en la propia Guía y la búsqueda de los mismos en las
fuentes de información básica, a los efectos de no propiciar el facilismo en el
estudio, pero a su vez garantizar que los estudiantes se apropien de ellos.
También es posible que durante el tratamiento de algún contenido en la unidad
didáctica, el profesor remita al estudiante a otro medio, la multimedia, para que
pueda visualizar un proceso o una acción especifica, para que trabaje con una
imagen.
Las actividades constituyen un elemento clave para que los estudiantes fijen,
apliquen y comprueben frecuentemente los conocimientos adquiridos, desarrollen
habilidades y fortalezcan valores. Son aquellos ejercicios, tareas, análisis,
preguntas, interpretaciones, etc., que el estudiante debe realizar, y que se
desarrollan en la propia Guía o se orientan desde ella. Deben estar vinculadas a la
solución de problemas reales de su contexto y al desarrollo de las habilidades
profesionales de los estudios que realiza.
Permiten que el estudiante aprenda haciendo, pensando, fundamentalmente en el
contexto de la solución de problemas de su campo de acción. Una situación
problemática conecta a los estudiantes con la realidad, con su experiencia o la
ajena, con los conocimientos que tienen, con la cultura y las ciencias. En el
proceso de resolución, aprenden a pensar, a vincular conocimientos, a desarrollar
la creatividad, la confianza en sí mismos; aprenden a aprender, trabajando solos y
en equipo.
Es importante que las actividades estén directamente relacionadas con los
objetivos específicos de la unidad didáctica. Debe marcarse incluso su
correspondencia. Deben aparecer intercaladas con las orientaciones para el
estudio de los contenidos a lo largo de cada unidad didáctica, pues de esta
manera se produce una autoevaluación constante y obligan al estudiante a
interrelacionarse con los contenidos. Constituyen además una pausa necesaria en
10
�el tiempo de concentración de lectura continuada del texto, tratando que esta
última no sobrepase, por lo general, los 20 minutos.
Deben estar antecedidas por una serie de recomendaciones para que se puedan
realizar de la manera más adecuada posible, así como en todos los casos posibles
ofrecerse las respuestas comentadas que posibiliten la autoevaluación.
La actividad final. Independientemente de que en el transcurso de la orientación
de los contenidos se intercalen actividades, es de suma importancia que al final de
cada unidad se oriente una actividad final que integre el contenido recibido hasta
el momento, no solo de la propia unidad, sino de las unidades precedentes.
Algunas deben orientarse de manera tal que el estudiante requiera compartir la
respuesta con su profesor o colectivo de estudio para su retroalimentación.
6. El resumen es una versión breve del contenido de aprendizaje y no una mera
descripción de lo que se trató en la unidad didáctica. Presenta los conceptos claves
del tema, omite información redundante, relaciona y estructura ideas. Resumir es
sintetizar o comprimir los principales aspectos tratados en el texto, al menor
número de palabras posibles, sin que por esto pierda el sentido o la calidad. El
resumen favorece el aprendizaje ya que permite un rápido repaso de las ideas y
conceptos fundamentales y a su vez sirve como modelo para que los estudiantes
elaboren sus propios resúmenes.
7. Los ejercicios de autoevaluación permiten a los estudiantes comprobar y
valorar la calidad de lo aprendido. Deben ser cuidadosamente elaborados y
procurar que al resolver estos los estudiantes integren y valoren. Los ejercicios
deben estimular el pensamiento lógico de los estudiantes y desarrollar en ellos el
espíritu crítico y autocrítico.
Tienen como propósito ayudar al alumno a que se evalúe por sí mismo, en lo que
respecta a la comprensión y aplicación del contenido del tema, medir el progreso o
avance realizado por el alumno desde el momento en que comienza a estudiar una
asignatura o curso hasta que termina. No pretenden “calificar” al estudiante, sino
guiarlo y ayudarlo a pedir consejo. Permiten además suministrar datos útiles a
quienes elaboran los materiales didácticos, para modificar o reemplazar el
material posteriormente si se considera necesario.
Las autoevaluaciones ayudan a realizar una reflexión crítica, un reconocimiento y
una organización del aprendizaje y de las acciones y procesos realizados para
alcanzarlos. Posibilitan identificar las dificultades y problemas para aprender, los
aspectos confusos, difíciles y débiles, a descubrir dónde se requiere asesoría, a
identificar el desempeño realizado y evaluar los productos de dicho desempeño.
Los ejercicios de autoevaluación pueden incluir cuestionarios de relación de
columnas, planteamientos de verdadero o falso, complementación, preguntas de
ensayo, de interpretación y de repaso, análisis de casos y otros.
Los ejercicios de autoevaluación son en definitiva actividades de aprendizaje y
pudieran
entremezclarse
con
las
de
orientación,
sistematización
y
retroalimentación, sin embargo, se aconseja que al final de la unidad didáctica
aparezcan un conjunto de ellos que le permita al estudiante comprobar y valorar
la calidad de lo aprendido.
11
�8. En las soluciones a los ejercicios de autoevaluación deben darse las
respuestas correctas para que el estudiante pueda comprobar las soluciones dadas
por él a los ejercicios y actividades propuestas. Además se recomienda que se
comenten muy brevemente las respuestas, que deben aparecer al final del
material, ordenadas en la misma disposición en que aparecieron los ejercicios.
9. Materiales complementarios. En este aparato debe hacerse mención a los
materiales que dispone el alumno para profundizar y ampliar el estudio de la
unidad didáctica, tales como libros, artículos, programas informáticos, videos,
láminas, documentales, películas, recursos en internet. Deben especificarse las
lecturas que se recomiendan, así como comentar brevemente los aspectos de
interés que contienen los materiales complementarios que se brindan, para que el
estudiante lo pueda consultar en dependencia de sus necesidades.
10. Información sobre la próxima unidad didáctica. Aquí se sitúa y motiva al
estudiante sobre los nuevos contenidos que serán abordados en la unidad
didáctica siguiente.
11. En el glosario deben aparecer los conceptos y categorías más generales que se
han definido. Puede no aparecer en el material y su presencia depende de cómo
sean tratados los principales conceptos y categorías a lo de la unidad didáctica.
Los conceptos que se incluyan en el mismo deben resaltarse en el texto. El
glosario puede aparecer al final de la unidad didáctica o de la guía de estudio.
El autor deberá lograr en esta parte de la Guía, modelar cómo transcurrirá el
aprendizaje, tema a tema, unidad a unidad, paso a paso, de forma que pueda
orientar adecuadamente el estudio y la realización de las actividades de
aprendizaje del estudiante.
V.
Bibliografía
En la bibliografía de la Guía de Estudio deben aparecer citadas las obras
fundamentales que sirvieron de referente para la escritura de la guía ordenadas
alfabéticamente, pues permite al estudiante saber cuáles fueron las fuentes y ampliar
el horizonte de aprendizaje. Debe emplearse la Norma Cubana en su tratamiento.
Es muy importante dejar claro que la principal bibliografía para la escritura de la guía
es el texto básico o las fuentes de información básica, esto no excluye que se utilicen
otros materiales complementarios que actualicen y enriquezcan el contexto tratado.
12
�TEMA
2
GUÍA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA ADMINISTRACIÓN FINANCIERA
ESTRATÉGICA
En la asignatura Administración Financiera Estratégica no existe un único texto básico
y las fuentes de información suelen ser diversas: libros, artículos, monografías,
materiales audiovisuales y otros en diferentes formatos y soportes. Cada profesor
debe orientar y dirigir el estudio independiente de los estudiantes, teniendo en cuenta
la disponibilidad de recursos, tiempo y tecnología, entre otros aspectos. La Guía de
Estudio constituye una herramienta para el estudiante con la adecuada información y
la orientación necesaria sobre la correcta utilización de la bibliografía específica para
13
�cada tema, por lo que esta se convierte en el medio de enseñanza fundamental en el
proceso de aprendizaje de la asignatura.
Introducción de la guía de estudio
La asignatura Administración Financiera Estratégica, que pertenece a la Disciplina
Finanzas, juega un rol importante en el desarrollo de las habilidades a adquirir por el
estudiante, al ser una asignatura interdisciplinaria.
Esta Guía de Estudio se confeccionó teniendo en cuenta las dificultades arrojadas en el
análisis del proceso docente educativo de esta signatura en el ISMMM. Se fundamenta
en el programa de la asignatura, prestando especial atención a la formación de las
habilidades demandadas en el Plan de Estudio de la carrera.
Los objetivos generales de esta guía de estudio se relacionan a continuación:
1. Comprender los aspectos que interrelacionan los proyectos de inversión y
aprender a evaluar entre varias alternativas a partir de los criterios que
reconoce la administración financiera.
2. Comprender la relación entre la tasa de descuento a emplear en la evaluación
financiera de proyectos y el riesgo, así como su incidencia sobre la elaboración
de presupuestos de capital.
3. Comprender los factores que inciden sobre la política de distribución de
utilidades de la empresa.
4. Aprender a seleccionar la estructura financiera más conveniente para la
empresa.
5. Aprender a utilizar el criterio de valor actual neto ajustado como expresión del
vínculo entre las decisiones de inversión y financiamiento, así como de otros
criterios alternativos: la tasa de descuento ajustada y el costo promedio
ponderado de capital.
6. Conocer las características y los criterios a considerar para adoptar decisiones
sobre el arrendamiento financiero.
7. Comprender los factores que determinan el fracaso y la reorganización
empresarial.
Sistema de habilidades que deben de alcanzar y desarrollar los estudiantes:
Definir el flujo de efectivo de caja que deberá descontarse con vista a la
aplicación del Valor Actual Neto en las decisiones de inversión.
Emplear los métodos contemplados en análisis de riesgo, a la hora de evaluar
proyectos de inversión.
Emplear los criterios que permitan la evaluación del resultado de las
inversiones.
Determinar la estructura financiera más conveniente para la empresa, mediante
la correcta distribución de las fuentes de financiamiento a largo plazo entre las
fuentes propias y la deuda.
Determinar el valor actual neto ajustado.
Determinar las tasas de descuento ajustadas.
14
� Aplicar el análisis COID – CMC.
Evaluar la conveniencia del arrendamiento tanto financiero como operativo en
el uso de activos fijos por las empresas.
Evaluar la posibilidad y consecuencias de las fusiones y reorganizaciones de
empresas, así como el cierre de organizaciones no rentables.
Es importante dominar los conceptos: interés compuesto, definición del valor actual o
valor presente y de valor futuro; contenidos de la asignatura Matemática Financiera.
Conocer los métodos de depreciación impartidos en la asignatura Contabilidad General
III y de la asignatura de Sistema Financiero el método de amortización constante.
Además, debe dominarse la herramienta Microsoft Excel, o cualquier otro asistente
matemático que permita programar funciones y graficar, como el Derive.
La bibliografía asignada es la que se expone a continuación, aunque en algunos
contenidos se orientará la búsqueda en otras literaturas.
Weston F. y Brigham E. “Fundamentos de Administración Financiera”. Décima
Edición.
Gitman L. “Fundamentos de Administración Financiera”.
Brealey R. y Myers S. “Fundamentos de Financiación Empresarial”
Los ejercicios de autoevaluación y sus respuestas permiten al estudiante valorar su
ritmo de desarrollo y determinar el grado de dificultad que presenta en cada tema.
Esto le permite establecer prioridades en la organización de su estudio independiente
y redefinir su ritmo de estudio.
Esta Guía está dividida por unidades didácticas, organizadas por contenido y no por
las formas de organización de la docencia, siempre respetando el orden establecido
para el desarrollo de los contenidos. Cada unidad en su estructura presenta los
objetivos a alcanzar en la misma, conocimientos previos que debe dominar el
estudiante para comprender los nuevos contenidos y una introducción a este
contenido. En el desarrollo de la unidad, se esclarecen los contenidos de mayor
dificultad y se proporciona una serie de actividades demostrativas y la orientación de
otras para la realización independiente. También un resumen que sintetice los
contenidos abordados en la unidad con énfasis en los aspectos más importantes. Al
final, se orientan los contenidos a abordar en la unidad que le sigue.
El sistema de ejercicios propuesto al final de la Guía, está basado en la realidad
territorial, que vincula al estudiante con la vida profesional del entorno en el que se
desarrollará una vez culminados sus estudios, preparándolo así para responder a las
demandas de la sociedad cubana actual.
UNIDAD DIDÁCTICA I
Título: El valor del dinero a través del tiempo
Tema I: Decisiones de inversión
Objetivos específicos:
15
�
Analizar cómo los flujos de efectivo afectan a los valores de los activos y a las
tasas de rendimiento.
Requisitos previos:
Conocimientos previos de la asignatura Matemática Financiera (El interés,
interés compuesto, definición del valor actual o valor presente, definición de
valor futuro).
Introducción
La principal meta de toda administración financiera es maximizar el valor de las
acciones de una empresa y ese valor crece debido a la oportunidad de los flujos de
efectivo que esperan recibir los inversionistas (oportunidad: el ingreso que se espera
recibir pronto tiene un valor más alto que el ingreso a recibir en el futuro).
Además, de todas las técnicas que se usan en las finanzas, ninguna es más
importante que el concepto del valor del dinero a través del tiempo.
En esta unidad se utilizará la bibliografía: Fundamentos de Administración Financiera
de Weston J. F. y Brigham E. F.; Volumen II, Décima edición, McGraw Hill, México,
1994. Capítulo 5.
Desarrollo
Unas de las herramientas más importantes en el análisis del valor del dinero a través
del tiempo son las líneas de tiempo, representaciones gráficas que se usan para
mostrar la periodicidad de los flujos de efectivo.
Se representa de la siguiente forma:
0 5%1
-200
2
3
4
?
Los valores que aparecen en la parte superior de las marcas periódicas, representan
valores de fin de periodo. Con frecuencia, los periodos consisten en años, pero
también se usan otros intervalos de tiempos tales como periodos semestrales,
trimestrales, meses o incluso días.
Los flujos de efectivo se colocan directamente por debajo de las marcas y las tasas de
interés -puede variar su valor en los siguientes periodos- se muestran directamente
por arriba de la línea de tiempo. Los flujos de efectivo desconocidos, los cuales se
tratan de encontrar en el análisis, se indican mediante signos de interrogación.
Flujo de salida: Una inversión, un depósito, un costo o una cantidad pagada, presenta
un signo negativo.
16
�Flujo de entrada: Un ingreso, presenta signo positivo.
En la bibliografía indicada al inicio de esta unidad, correspondiente a las líneas de
tiempo, resolver las preguntas de autoevaluación. Para ello se es necesario estudiar
dicho epígrafe.
¿Por qué un peso disponible en el día de hoy vale más que un peso que haya de
recibirse el próximo año?
El proceso que consiste en partir de los valores actuales, o de los valores presentes
(PV), para calcular valores futuros (FV) se conoce como proceso de composición,
cuyo propósito es determinar el valor final de un flujo de efectivo o una serie de flujos
de efectivo cuando se aplica una tasa de interés determinada. Dicho valor final se
denomina valor futuro (FV).
A modo de ilustración, suponga que usted depositara en una cuenta de ahorro
durante un año $ 500.00, a un interés del 6 % anual.
Primero se hace necesario definir los siguientes términos:
PV= Monto inicial o valor presente
i o k= Tasa de interés anual
INT o I= Pesos de intereses que se ganan durante el año= k (PV)
FV n = Monto final o valor futuro, de su cuenta al final de n periodos
n= número de periodos que intervienen en el análisis
Siendo n=1, entonces FV=FV 1 el cual se calcula de la siguiente manera:
Datos:
PV= $ 500.00
FV 1 = PV + I
k= 6 % = 0.06
FV 1 = PV + PV (k)
n= 1 año
FV 1 = PV (1+k)
FV=?
Con esta ecuación podemos calcular el valor de su cuenta al final del año 1:
FV 1 =$ 500.00 (1+0.06)= $ 500.00 (1.06)= $ 530.00
R/ Su cuenta bancaria ganó $ 60.00 de intereses, por lo que usted obtendrá $ 530.00
al final del año.
¿Qué monto se obtendría si dejara el mismo fondo en la misma cuenta durante seis
años?
0
6%1
2
3
4
5
6
17
�-500
FV 1 =?
FV 2 =?
FV 3 =?
FV 4 =?
FV 5 =?
FV 6 =?
En el año dos el valor será de:
FV 2 = FV 1 (1+k)
= PV (1+k) (1+k)
= PV (1+k)2
= $ 500.00 (1+0.06)2
FV 2 = $ 500.00 (1.1236)2= $ 561.80
El año tres el valor se calcularía:
FV 3 = FV 2 (1+k)= PV (1+k)3
Por lo que, el valor futuro (FV) al final de n años se calcula de la siguiente manera:
FV n = PV (1+k)n
Aplicando la ecuación anterior, el valor futuro (FV) de la cuenta al finalizar el sexto
año, al 6 % de interés sería de:
FV 6 = $ 500.00 (1+0.06)6
= $ 709.26
Existe otra forma de calcular el valor futuro, que es mediante Tablas de interés.
Donde el valor futuro de $1 dejado en depósito durante n periodos a una tasa de k
por ciento, se denomina: Factor de interés a valor futuro para k y n (FVIF k, n ).
Puesto que (1+k)n=FVIF k, n ), la ecuación sería:
FV=PV (FVIF k, n )
En una representación gráfica del proceso de composición, se apreciaría que la curva
de rendimiento se elevaría a medida que se incrementa la tasa de interés. Por tanto,
la tasa de interés es de hecho una tasa de crecimiento. Ver figura 5-1 del libro de
texto antes enunciado.
Para más información estudiarse de la bibliografía indicada, del Capítulo 5, lo
correspondiente a valor futuro y responder las preguntas de autoevaluación que se
encuentran al final de dicho epígrafe.
Usted desea comprar un valor de bajo riesgo que pagará $ 709.26 al final de seis
años. La tasa de interés que ofrece el Banco de un 6 % se define como la tasa de
costo de oportunidad, o como la tasa de rendimiento que se podría ganar sobre
inversiones alternativas de riesgo similar. Puesto que $ 500.00 crecería hasta $
709.26 en seis años a un interés del 6 %, entonces $ 500.00 es el valor presente
(PV) de $ 709.26.
18
�Si se pudiera encontrar otra inversión con el mismo riesgo y que produjera el mismo
monto futuro ($ 709.26), pero que costara menos de $ 500.00 (sean $ 495.00),
entonces, se podría ganar un rendimiento superior al 6 % mediante la compra de la
inversión. Mientras que si hubiese sido el precio del valor mayor que $ 500.00, se
rechazaría la inversión.
El proceso que se sigue para encontrar el valor presente de un flujo de efectivo o unas
series de flujos de efectivo, se denomina proceso de descuento; es lo opuesto al
proceso de composición.
0
6% 1
2
3
4
PV=?
5
6
$ 709.26
La ecuación de valor futuro (FV) se transformaría en una fórmula de valor presente
(PV).
FV n = PV (1+k)n
PV = FV n /(1+k)n= FV n (1+k)-n= FV n (1/(1+k))n
Para la solución tabular:
El valor presente de $1 pagadero a n periodos hacia el futuro y descontado al k por
ciento por periodo, se denomina: Factor de interés a valor presente para k y n
(PVIF k,n )
Si:
(1/ (1+k))n=PVIF k, n
Entonces:
PV= FV n (PVIF k, n )
La representación gráfica del proceso de descuento muestra que el valor presente de
una suma que vaya a recibirse en alguna fecha futura disminuye y se aproxima a cero
a medida que la fecha de pago se amplía más hacia el futuro y que la tasa de
decrecimiento es mayor entre más grande sea la tasa de interés (de descuento). Ver
figura 5-2 del libro de texto antes enunciado.
•
Resolver las preguntas de autoevaluación correspondientes al epígrafe, valor
presente.
Cuando se estudió el valor futuro partimos de una cantidad inicial que se depositaba
en el banco y determinábamos el valor al cual ascendía dicha cuenta a una
19
�determinada tasa en n periodos de tiempo. Sin embargo, pueden ocurrir pagos de
cantidades fijas a lo largo de un número específico de periodos el cual recibe el
nombre de anualidad.
Cada pago lo simbolizamos por PMT y si ocurren al final de cada periodo estamos en
presencia de una anualidad ordinaria (es la que más se utiliza). Mientras que si los
pagos se hacen al inicio de cada periodo se define como una anualidad pagadera.
Ejemplo de una anualidad ordinaria:
Si usted recibe una promesa de pago de $ 500.00 anuales, durante un periodo de tres
años y lo deposita en el banco, en su cuenta de ahorro a un interés del 6 %. ¿Cuánto
tendría usted al final de esos tres años? Para responder esta pregunta, se debe
encontrar el valor futuro de la anualidad FVA 3 .
0
6%
1
2
$ 500
$ 500
3
$ 500.00
530.00
561.80
Valor Futuro
$1 591.80
El valor que se alcanzaría al final de estos tres años es de $ 1 591.80, ya que los
pagos se hacen al final de los años 1, 2 y 3 por lo que el primer pago se compone a lo
largo de dos años, el segundo pago se compone por un año y el último pago no se
compone. Estos valores futuros al ser sumados da como resultado el valor futuro del
gráfico ya descrito.
Si definimos a FVA n como valor futuro de la anualidad; PMT como el pago periódico; n
como el plazo de la anualidad y FVIFA k, n como el factor de interés a valor futuro para
una anualidad, la ecuación sería:
FVA n = PMT (1+k)n-1 + PMT (1+k)n-2 +…+ PMT (1+k)1 + PMT0
FVA n = PMT {(1+k)n-1 + (1+k)n-2 +…+ (1+k)1+ (1+k)0}
FVA n = PMT
n
∑ (1 + k )
n-t
ó FVA n = PMT (FVIFA k, n )
t =1
La expresión entre paréntesis, FVIFA se calcula a través de la fórmula {(1+k)n-1}/k
para cualquier combinación de k y n.
Entonces:
FVA n = PMT [{(1+k)n-1}/k]
Sustituyendo en la ecuación, teniendo a mano las tablas, sería:
20
�FVA 3 = $ 500.00 (3.1836)= $ 1 591.80
El factor de interés a valor futuro para una anualidad (FVIFA k, n ) es siempre igual o
mayor que el número de periodos de la anualidad.
Ejemplo de una anualidad pagadera:
Si los tres pagos de $ 500.00 del ejemplo anterior se hacen al principio de cada año,
es una anualidad pagadera. Entonces en la línea de tiempo, cada pago cambia hacia la
izquierda un año; por lo tanto, cada pago estaría sujeto a un proceso de composición
por un año adicional.
0
$100
6%
1
$100
2
3
$100
$
530.00
561.80
595.51
FVA 3 (anualidad pagadera)
$1 687.31
La ecuación quedaría de la siguiente forma:
FVA n (anualidad pagadera)= PMT (FVIFA k, n ) (1+k)
= $ 500.00 (3.1836) (1.06)
= $ 1 687.31
Como se observa, se obtiene una composición adicional, siendo la anualidad pagadera
más valiosa que la anualidad ordinaria.
•
Resolver las preguntas de autoevaluación correspondientes al epígrafe, valor
futuro de una anualidad. Para ello es necesario estudiarse dicho epígrafe.
Suponga que a usted se le ofrece una anualidad a tres años con pagos de $ 500.00 al
final de cada año, y también se le ofrece un pago acumulado en el día de hoy. Usted
deposita los pagos en una cuenta de ahorro que paga un 6% de interés.
¿Qué tan grande debe ser el pago de la suma acumulada para hacerlo equivalente a la
anualidad?
Representemos gráficamente en una línea de tiempo los pagos llevados al valor
presente, para la determinación del pago acumulado equivalente a la anualidad.
21
�0
6%
1
$ 500
$
2
3
$ 500
$ 500
471.70
445.00
418.81
$1 336.51
PVA 3
El pago acumulado equivalente a la anualidad es de $ 1 336.51.
Obsérvese que:
El valor presente del primer pago es PMT [1/(1+k)], el segundo es de PMT [1/(1+k)2],
el tercero es PMT [1/(1+k)3] y así sucesivamente.
Si definimos a PVA n como valor presente de la anualidad de n años y al definir a
PVIFA k, n como el factor de interés a valor presente para una anualidad, se puede
escribir la siguiente ecuación en varias formas:
PVA n = PMT [1/(1+k)1] + PMT [1/(1+k)2] +…+ PMT [1/(1+k)n]
= PMT [1/(1+k)1 + 1/(1+k)2 +…+ 1/(1+k)n]
= PMT
n
∑1 /(1 + k )
n
t =1
= PMT (PVIFA k, n )
El factor de interés a valor presente para una anualidad va a ser igual a:
PVIFA k, n = [1-{1/ (1+k)n}]/k para cualquier combinación de k y n.
Sustituyendo en la ecuación, teniendo a mano las tablas, sería:
PVA 3 = $ 500.00 (2.67302) = $ 1336.51
El factor de interés a valor presente de una anualidad (PVIFA k, n ) es siempre inferior al
número de periodos de la anualidad, contrario al (FVIFA k, n ) que es igual o mayor que
el número de periodos.
Si los tres pagos del ejemplo anterior hubieran ocurrido al principio de cada periodo,
la anualidad fuera pagadera. Cada pago se cambiaría un año hacia la izquierda, por lo
tanto cada pago se descontaría por un año menos. A continuación se presenta el
planteamiento de la línea del tiempo:
22
�0
$
500
6%
1
$ 500
2
3
$ 500
471.70
445.00
$ 1 416.70 PVA 3 (anualidad pagadera)
La ecuación para el cálculo del valor presente de una anualidad pagadera quedaría de
la siguiente forma:
PVA 3 (anualidad pagadera)= PMT (PVIFA k, n ) (1+k)
= $ 500.00 (2.67302) (1.06)
= $ 1 416.70
Puesto que los flujos de efectivo ocurren con mayor rapidez, el PVA pagadera es
mayor al de la anualidad ordinaria.
•
Para una mejor comprensión estudiarse de la bibliografía citada, el epígrafe
correspondiente a valor presente de una anualidad. Responder las preguntas de
autoevaluación.
Muchas anualidades se realizan a lo largo de algún periodo definido de tiempo,
aunque algunas continúan indefinidamente, por lo que los pagos constituyen una serie
infinita. Dicha serie se define como una perpetuidad.
La ecuación que determina el valor de una perpetuidad es la siguiente:
PV (perpetuidad)= Pago / Tasa de Interés= PMT/ k
Ejemplo: ¿Cuál será el valor de un bono que prometiera pagar por año $ 500.00, a
una tasa de interés del 9 %?
PV (perpetuidad)= $ 500.00 / 0.09= $ 5 555.55
Supóngase que la tasa de interés aumentara al 10 % ¿Qué sucedería?
PV (perpetuidad)= $ 500.00 / 0.10= $ 5 000.00
Por una pequeña variación en la tasa de interés, se observa una notable disminución.
•
Responder las preguntas de autoevaluación que aparecen en el libro de texto,
antes enunciado, correspondiente al epígrafe de perpetuidades.
Hasta aquí se ha trabajado con flujos de efectivo iguales, pero en muchas decisiones
financieras de gran importancia aparecen flujos de efectivo desiguales. Como es el
caso del presupuesto de capital que es frecuentemente desigual, así también como las
acciones comunes que pagan una serie creciente de dividendos a lo largo del tiempo.
23
�El valor presente de una serie desigual de pagos no es más que la suma de los valores
presentes de los componentes individuales de dichos flujos.
De ahí que la ecuación para calcular el valor presente de una serie desigual de pagos
sería:
NPV=
n
∑ CFt [1/ (1 + k)]t
t =1
Siendo CF flujos de efectivo desiguales.
Suponga que los flujos de efectivo esperados de un proyecto son de $ 150.00 el
primer año y del segundo al octavo año mantiene flujos de $ 220.00; y en el noveno
año su corriente de pagos es de $ 600.00. ¿Cuál será el valor presente de todos sus
flujos? Si el costo de capital es del 6 %.
El resultado esperado se obtiene multiplicando cada rendimiento esperado por su
factor de interés a valor presente (PVIF k, n ) apropiado, y sumamos estos productos
para obtener el valor presente de su corriente desigual de flujo de efectivo.
NPV= CF 1 (PVIF 6%, 1 ) + CF 2 PVIF 6%, 2 ) +…+ CF 9 (PVIF 6%, 9 )
NPV= $ 150.00 (0.9434)+$ 220.00 (0.8900) + $ 220.00 (0.8396) + $ 220.00
(0.7921) + $ 220.00 (0.7473) + $ 220.00 (0.70.50) + $ 220.00 (0.6651)
+ $ 220.00 (0.6274) + $ 600.00 (0.5919)
= $ 1 655.26
La existencia de flujos de efectivo regulares dentro de la corriente puede permitir el
uso de la ecuación de anualidades, pues a partir de año dos hasta el año ocho los
flujos son fijos en magnitud de $ 220.00.
Primero se encuentra el valor presente de los primeros $ 150.00 que se reciben en el
primer año y de los $ 600.00 en el noveno año, de la siguiente forma:
PV (flujos desiguales)= $ 150.00 (PVIF 6%, 1 ) + $ 600.00 (PVIF 6%, 9 )
= $ 150.00 (0.9434) + $ 600.00 (0.5919)
= $ 141.51 + $ 355.14
= $ 496.65
Como se ha reconocido que existe una anualidad de los años dos hasta el ocho, se
puede determinar el valor de la anualidad a ocho años, se le resta el de la anualidad
un año y se obtiene el resultado de una anualidad a siete años, que al multiplicarlo
por el pago o flujo fijo de $ 220.00 se obtiene el valor presente de la anualidad.
PV (anualidad)= $ 220.00 (PVIFA 6%, 8 – PVIFA 6%, 1 )
= $ 22.00 (6.2098 – 0.9434)
= $ 1 158.61
Posteriormente se suma el valor presente de la anualidad con el valor presente de los
flujos desiguales y se alcanza el mismo resultado que a través del método del valor
presente de los flujos recibidos en los nueve años.
24
�NPV= $ 496.65 + $ 1 158.61
= $ 1655.26
Como se observa este último método es ventajoso cuando existe una anualidad fija
por varios años.
Hasta aquí se ha considerado que los intereses se reciben anualmente y conocemos
que en todo tipo de economía existen diferentes periodos de composición para las
inversiones. Por lo tanto, para comprar los valores con diferentes periodos de
composición se necesita ponerlos sobre una base común.
La tasa anual efectiva (EAR) es la tasa que produciría el valor final compuesto bajo un
periodo de interés compuesto anual, se determina por la siguiente expresión:
Tasa Anual Efectiva = (1+k nom/m )m-1
Siendo k nom/m la tasa nominal (estipulada) y m es el número de los periodos de
composición.
Ejemplo: ¿Cuál será la tasa anual efectiva cuando la tasa nominal es de 5 % de
interés compuesto semestral?
Tasa Anual Efectiva = (1 + 0.05/2)2-1
= 1.0506 - 1= 0.0506 = 5.06 %
Cuando los periodos de composición son más de una vez al año, en varios años se usa
la ecuación siguiente:
Composición más Frecuente= PV (1+k nom/m )m*n
m: Número de veces que ocurre la composición
n: Número de años
Ejemplo: ¿Cuál es el monto al cual crecerán $ 500.00 después de tres años, cuando
se aplica una tasa de interés semestral, con tasas de interés estipulada de 5 %?
Datos:
FV 3 = PV (1+k nom/2 )2(3)
PV= $ 500.00
n= 3 años
k nom = 5 %
FV 3 = $ 500.00 (1 + 0.05/2)6
= $ 500.00 (1,159693418)
= $ 579.85
m= 2
R/ El valor al cual ascienden a $ 500.00 después de tres años, al aplicarse una tasa de
interés semestral de un 5 %, es a $ 579.85.
25
�Otra vía es calculando la tasa anual efectiva y aplicarla al monto depositado
inicialmente.
EAR= (1+k nom/m )m-1 = (1 + 0.05/2)2-1
FV= PV (1.050625)3
= $ 500.00 (1,159693418)
= $ 579.85
Se observa que por ambos métodos se alcanza el mismo resultado.
Resumen
A continuación se resumen los principales elementos del análisis del valor del dinero a
través del tiempo y los conceptos fundamentales que se cubren en esta unidad
didáctica.
El proceso de composición, no es más que el que se sigue para determinar el
valor futuro (FV) de un flujo de efectivo o de una serie de flujos de efectivo. El
monto compuesto, o valor futuro, es igual al monto inicial más el interés ganado.
FV n = PV (1+ k)n = PV (FVIF k, n )
(Para un solo pago)
El proceso de descuento es para determinar el valor presente (PV) de un flujo
de efectivo futuro o de una serie de flujos de efectivo; el descuento es lo recíproco
de la composición.
PV n = FV n / (1+k)n = FV n [1/ (1+k)]n = FV n (PVIF k, n )
(Para un solo pago)
•
Una anualidad se define como una serie de pagos periódicos e iguales (PMT)
durante un número determinado de periodos.
Valor futuro de una anualidad:
FVA n = PMT
n
∑ (1 + k )
n-t
ó FVA n = PMT (FVIFA k, n )
t =1
El factor de interés a valor futuro para una anualidad va a ser igual a:
FVIFA k, n = {(1+k)n-1}/k para cualquier combinación de k y n.
Valor presente de una anualidad:
PVA n = PMT
n
∑1 /(1 + k )
n
ó PVA n = PMT (PVIFA k, n )
t =1
El factor de interés a valor presente para una anualidad va a ser igual a:
PVIFA k, n = [1-{1/ (1+k)n}]/k para cualquier combinación de k y n.
26
�Una anualidad cuyos pagos ocurren al final de cada periodo se conoce como
anualidad ordinaria. Si cada pago ocurre al principio del periodo en lugar de que
ocurra al final del mismo, se tendrá una anualidad pagadera.
Algunas anualidades continúan indefinidamente, por lo que los pagos constituyen una
serie infinita. Dicha serie se define como una perpetuidad.
PV (perpetuidad)= Pago / Tasa de Interés= PMT/ k
•
•
Si los flujos de efectivo fueran desiguales, no se podría usar las fórmulas para
anualidades. Para encontrar el valor presente o el futuro de una serie desigual,
se tendría que hallar cada flujo de efectivo individual y posteriormente
sumarse. Sin embargo, si algunos de los flujos de efectivo representan una
anualidad, entonces se puede usar la fórmula de las anualidades en esa parte
de la corriente de flujo de efectivo.
Hasta este momento en el resumen se ha analizado que los intereses se cobran
anualmente o al final de cada año. Sin embargo, muchos contratos exigen
pagos más frecuentes.
Cuando los periodos de composición son más de una vez al año, en varios años se usa
la ecuación siguiente:
FV n = PV (1+k nom/m )m*n
Otra vía es calculando la tasa anual efectiva y aplicarla al monto depositado
inicialmente.
Tasa Anual Efectiva = (1+k nom/m )m-1
FV n = PV (1+EAR)n
Ejercicios de autoevaluación
Ejercicio I
El 1ro de enero del 2000 usted deposita $ 2 500 en una cuenta de ahorros que paga
una tasa de interés del 9 %.
a) Si el banco compone el interés anualmente, ¿qué cantidad tendrá en su cuenta el
1ro de enero del 2004?
b) ¿Cuál sería su saldo el 1ro de enero del 2004 si el banco usura un interés
semestral, en vez de anual? Explique los resultados alcanzados.
c) Suponga que usted depositó los $ 2 500 en 5 pagos de $ 500 cada uno el 1ro de
enero del 2000, 2001, 2002, 2003 y 2004. ¿Qué cantidad tendría usted en su
cuenta el 1ro de enero del 2004 tomando como base un interés anual del 5 %?
27
�d) Suponga que usted depositara cinco pagos iguales en su cuenta el 1ro de Enero del
2000, 2001, 2002, 2003 y 2004. Suponiendo una tasa de interés del 9 %, ¿qué
cantidad tendría que depositarse en cada pago para obtener el saldo final del inciso
a?
•
•
Resolver los ejercicios de autoevaluación que aparecen en el libro de texto
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición. Páginas 287-289.
Resolver los ejercicios de autoevaluación que aparecen en el libro de texto
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Tercera Edición. Páginas 125126.
Soluciones a los ejercicios de autoevaluación
Solución de ejercicio I
a)
1/1/00 9%
1/1/01
1/1/02
1/1/03
-2 500
1/1/04
FV=?
FV n = PV (1+k)n
FV 4 = $ 2 500.00 (1+0.09)4 = $ 3 528.94
R/ El saldo al 1ro de enero del 2004 sería de $ 3 528.94
b)
FV n = PV (1+k nom/m )m*n
FV 8 = $ 2 500.00 (1+0.09/2)2*4 = $ 3 555.25
Otra vía es calculando la tasa anual efectiva y aplicarla al monto depositado
inicialmente.
Tasa Anual Efectiva = (1+k nom/m )m-1
= (1+0.09/2)2-1 = 0.092025 = 9.20 %
FV n = PV (1+EAR)n
FV 4 = $ 2 500.00 (1+0.092025)4 = $ 3 555.25
R/ El saldo al 1ro de Enero del 2004 sería de $ 3 555.25. Es mayor en comparación al
resultado obtenido cuando el interés es compuesto anualmente, pues al ser semestral
acumula más intereses (se compone en cuatro periodo más que siendo anual).
28
�c)
1/1/00
$ 500
5%
1/1/01
$ 500
1/1/02
$ 500
1/1/03
$ 500
1/1/04
$ 500
FV=?
Teniendo en cuenta que es una anualidad pagadera, pues los pagos se realizan al
principio de cada año, se expresaría de la siguiente manera:
FVA n = PMT (FVIFA k, n )
= $ 500.00 (FVIFA 5%, 5 ) = $ 2 762.80
R/ Al 1ro de Enero del 2004 contaría con un saldo de $ 2 762.00.
d)
1/1/00
?
9%
1/1/01
?
1/1/02
1/1/03
?
?
1/1/04
?
FV= $ 3 528.94
FVA 5 = PMT (FVIFA k, n )
$ 3 528.94= PMT (5.9847)
PMT= $ 3 528.94/5.9847 = $ 589.66
R/ Se necesitarían cinco pagos de $ 589.66 cada uno para tener un saldo de $ 3
528.94 al 1ro de Enero del 2004.
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
UNIDAD DIDÁCTICA II
Esta unidad didáctica será la encargada de explicar las principales técnicas del
presupuesto de capital, su importancia y aplicación en la evaluación financiera de los
proyectos de inversión.
29
�Título: Técnicas del Presupuesto de Capital
Tema I: Decisiones de inversión
Objetivos específicos:
Conocer los criterios de evaluación financiera de inversiones.
Conocer los criterios que permitan definir el flujo de caja que deberá
descontarse para poder aplicar el criterio del valor actual neto.
Explicar cómo utilizar el criterio del valor actual neto cuando existe interrelación
entre proyectos.
Requisitos previos:
Resulta necesario saber sobre el valor del dinero a través de tiempo, flujos de
efectivo, procesos de composición, procesos de descuento y anualidades.
Conocimientos previos de la asignatura Matemática Financiera (El interés,
interés compuesto, definición del valor actual o valor presente, definición de
valor futuro).
Conocimientos previos de la asignatura Contabilidad General III, sobre los
métodos de depreciación.
Dominar la herramienta Microsoft Excel, que servirá de apoyo a la hora de
determinar los flujos de efectivo.
Introducción
Después de haber analizado el valor del dinero a través del tiempo, así como los
procesos de composición, los procesos de descuento y los flujos de efectivo; se
analizará en esta unidad didáctica las técnicas básicas que se usan en el análisis del
presupuesto de capital.
Para este contenido se contará con la siguiente bibliografía:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial.
Desarrollo
Al proceso de planeación de los gastos correspondientes a aquellos activos cuyos
flujos de efectivo se espera que se extienda más allá de un año, se denomina
presupuesto de capital.
Un presupuesto de capital efectivo puede mejorar tanto la oportunidad de las
adquisiciones de activos, así como la calidad de estos.
30
�El primer paso en el presupuesto de presupuesto, a partir de la generación real de
ideas, consiste en listar las nuevas inversiones junto con los datos necesarios para
evaluarla. De acuerdo con la necesidad las empresas por lo general clasifican los
proyectos en seis categorías, dichas categorías se encuentran en el libro de texto:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima Edición,
en las páginas 639-640.
En las empresas las proporciones de los proyectos son mayores de lo que estas están
dispuestas o capaces de financiar, de ahí los proyectos se clasifican en:
Proyectos mutuamente excluyentes: aquel conjunto de proyectos que solo se
puede aceptar uno de ellos.
Proyectos independientes: aquellos proyectos cuyos flujos de efectivo no se ven
afectados por la aceptación o no aceptación de otros proyectos.
Otro elemento importante a tener presente en la evaluación de los proyectos de
inversión, es le flujo neto de efectivo, que no es más que el ingreso neto más la
depreciación.
Flujo Neto de Efectivo= Ingreso Neto + Depreciación
Una vez que se conoce lo que es el presupuesto de capital y la clasificación de los
proyectos, corresponde a continuación el estudio de las técnicas o criterios de
evaluación de inversiones:
•
•
•
•
•
•
Periodo de recuperación;
Periodo de recuperación descontado;
Valor presente neto;
Tasa Interna de Rendimiento;
Rentabilidad contable promedio;
Índice de rentabilidad (o Beneficio-Costo).
Para el estudio del periodo de recuperación, se recomienda la lectura de las páginas
642 a la 644 del Weston F., 318 a la 319 del Gitman L., así como de la 88 a la 90 del
Brealey.
Al plazo de tiempo que se requiere para que los ingresos netos de una inversión,
recuperen el costo de dicha inversión se denomina: periodo de recuperación.
Para ello considere dos proyectos de inversión: una propuesta A, que sería la
instalación de un sistema de transportación por rodillos en un almacén y una
propuesta B, que sería la compra de una flota de carros elevadores de carga para el
mismo almacén.
Flujo neto de efectivo(MP)
Periodos (años)
Proyecto A
Proyecto B
Inversión inicial
1 136
1 136
31
�1
448
200
2
510
240
3
560
400
4
600
600
5
240
800
6
160
820
7
128
800
Total flujo de efectivo
2 646
3 860
Como se aprecia cada uno de estos proyectos requieren de una inversión de 1 136 MP
y se supone que son igualmente riesgosos.
Periodo de recuperación =
PR PA = 2 +
Año anterior a la
recuperación total
+
Costo no recuperado al principio de año
Flujo de efectivo durante el año
178
= 2.32 años
560
PR PB 3 +
296
= 3.49 años
600
Si la empresa usara un periodo de recuperación inferior a tres años escogería el
proyecto A y se rechazaría el proyecto B.
Las ventajas de utilizar el método del periodo de recuperación para evaluar un
proyecto de inversión son que:(1) es simple de calcular y fácil de comprender y (2)
maneja el riesgo de inversión eficazmente.
Las desventajas de este método son que:(1) no reconoce el valor del dinero en el
tiempo y (2) ignora el impacto de los ingresos de caja recibidos después del periodo
de recuperación: esencialmente los flujos de caja después del periodo de recuperación
determinan la productividad de una inversión.
Una solución parcial a los defectos del criterio anterior la brinda el periodo de
recuperación descontado, el que deberá estudiarse en las páginas 644 a la 646 del
Weston, 319 a la 321 del Gitman, y 90 a la 91 del Brealey.
Tomando el mismo ejemplo anterior, además de saber que el costo de capital está al
12 %, se pueden actualizar los flujos de efectivo con cálculo del periodo de
recuperación descontado, el cual es similar al periodo de recuperación ordinario
excepto porque los flujos de efectivo esperados se descuentan a través del costo de
capital del proyecto.
La actualización de los flujos de efectivo, teniendo en cuenta este método, quedaría
de la siguiente manera:
Flujo Neto de Efectivo(MP)
32
�Periodos (años)
Proyecto A
Proyecto B
Inversión inicial
1 136
1 136
1
448/(1.12)1 =400.00
200/(1.12)1 =178.57
2
510/(1.12)2 =406.57
240/(1.12)2 =191.33
3
560/(1.12)3 =398.60
400/(1.12)3 =284.71
4
600/(1.12)4 =381.31
600/(1.12)4 =381.31
5
240/(1.12)5 =136.18
800/(1.12)5 =453.94
6
160/(1.12)6 =81.06
820/(1.12)6 =415.44
7
128/(1.12)7 =57.90
800/(1.12)7 =361.88
Total flujo de efectivo
2 646
3 860
Cuando el flujo de efectivo es descontado el periodo de recuperación se alarga siendo
de 2,83 años para el proyecto A y de 4,22 años para el proyecto B.
Para eliminar las desventajas provocadas al utilizar el método de recuperación, se
crean los métodos para evaluar las propuestas de inversión que emplean conceptos
del valor del dinero a través del tiempo, denominadas técnicas de flujo de efectivo
descontado; dos de estos métodos son el método del valor presente neto y el método
de la tasa interna de rendimiento.
Para el estudio del método del valor presente neto (NPV), primeramente se debe
estudiar los fundamentos del criterio del valor actual neto, que aparecen en el Brealey
en su capítulo 2, de la página 18 a la 26.
Posteriormente deberá profundizar en el estudio de las páginas 322 y 323 del libro
Fundamentos de Administración Financiera de L. Gitman, donde deberá hacer énfasis
en el ejemplo ilustrativo. De igual forma, deberá estudiar el enfoque de F. Weston en
la obra del mismo nombre, lo cual se desarrolla en las páginas 646 a la 648.
El NPV o también denominado VAN (valor actual neto) en español, se expresa de la
siguiente manera:
NPV = CF0 +
CF1
CF2
CFn
+
+ ... +
1
2
(1 + k)
(1 + k)
(1 + k)n
n
CFt
t
t =0 (1 + k)
=∑
Considerando el ejemplo anterior de los dos proyectos A y B, el NPV se calcularía de la
siguiente forma:
Proyecto A
33
�NPV = −1136 +
600
240
160
128
448
510
560
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
6
(1.12)
(1.12)
(1.12)
(1.12) 7
(1.12)
(1.12)
(1.12)
= 725.62MP
Proyecto B
NPV = −1136 +
200
240
400
600
800
820
800
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
6
(1.12)
(1.12)
(1.12)
(1.12)
(1.12)
(1.12)
(1.12) 7
= 1131.18MP
En ambos proyectos el valor presente neto es positivo, 725.62 MP para el proyecto A
y 1 131.18 MP para el proyecto B. Si fueran proyectos independientes, ambos se
aceptarían, pero al ser proyectos excluyentes se escoge el proyecto B, la compra de
una flota de carros elevadores de carga, desechando el sistema de transportación por
rodillos.
El estudio de la tasa interna de rendimiento (TIR) o (IRR) deberá realizarse a
partir de la lectura de las páginas 649 a la 660 del Weston, 325 a la 331 del Gitman, y
de la 93 a la 104 del Brealey.
Es un método que se usa para evaluar las propuestas de inversión mediante la
aplicación de la tasa de rendimiento sobre un activo, la cual se calcula encontrando la
tasa de descuento que iguala el valor presente de los flujos futuros de entrada de
efectivo al costo de la inversión.
La expresión para el cálculo de esta técnica sería:
CF0 +
n
CF1
CF2
CFn
+
+ ... +
=0
1
2
(1 + IRR)
(1 + IRR)
(1 + IRR)n
CFt
∑ (1 + IRR)
t =0
t
=0
Pasos a seguir para determinar la TIR:
1. Calcule el VAN al costo de capital, denotado aquí como k 1
2. Compruebe si el VAN es positivo o negativo
3. Si el VAN es positivo, entonces escoja otra tasa (k 2 ) mucho más alta que k 1 . Si
el VAN es negativo, entonces escoja otra tasa (k 2 ) más pequeña que k 1 . La
verdadera TIR, a la cual VAN = 0, debe estar en algún punto entre esas dos
tasas.
34
�4. Calcule el VAN usando (k 2 )
5. Interpole para obtener la tasa exacta
Se le aplicará este proceso de cálculo al proyecto A del ejemplo antes descrito. Para
TIR= 34 %.
NPV = −1136 + 334 + 284 + 232 + 186 + 56 + 28 + 16
=0
Por tanto, la TIR del proyecto A es de 34 %, superior al costo de inversión, que fue de
12 %. La tasa interna de rendimiento del Proyecto B es de 31.82 %, inferior a la del
Proyecto A.
Cuando los flujos de efectivo son constantes o iguales cada año, el proyecto es una
anualidad, y su fórmula es:
IRR =
I
CFn
Suponga que un proyecto tiene un costo de inversión de $ 10 000.00 y se espera que
produzca flujo de efectivos de $ 1 769.84 anuales durante diez años. El costo del
proyecto, $10 000.00 es el valor presente de una anualidad de $ 1 769.84 por año,
durante diez años, por lo tanto al aplicar la ecuación obtenemos:
$ 10 000.00
I
=
= 5.6502
CF $ 1 769.84
Si buscamos el factor de interés a valor presente anual (PVIFA, 10) en el período de
diez años, $ 5.6502 se observa que está localizado en la columna de 12 %. Por lo que
12 % es la tasa interna de rendimiento que hace igual a cero los flujos constantes de
efectivo de $ 1769.84 con una inversión de $ 10000.
Para el estudio de la Rentabilidad contable promedio, el estudiante deberá apoyarse
en la lectura de las páginas 316 a la 318 del Gitman, así como de la 91 a la 93 del
Brealey.
El estudio del método Índice de rentabilidad (IR) deberá realizarse a partir de la
lectura de las páginas 323 a la 324 del Gitman y de la 104 a la 105 del Brealey.
Hasta el momento siempre se han ofrecido los flujos de efectivo como datos; sin
embargo el paso más importante, aunque también el más difícil, en el análisis de los
proyectos de capital es la estimación de sus flujos de efectivo. Dicho contenido se
encuentra en el capítulo quince, a partir de las páginas 682-692 del Weston.
A la hora de realizar evaluaciones de proyectos de expansión o de reemplazo es
necesario tener en cuenta los flujos de efectivo de entrada y los flujos de efectivo de
35
�salida, a continuación se esquematiza que se tendría en cuenta para cada uno de
estos dos casos:
•
Proyectos de Expansión
0
1
2
1
2
I- Inversión inicial
Costo de adquisición
+
Costos de instalación
+
Incrementos del Capital de Trabajo
Inversión inicial neta
IIIncrementos
operaciones
de
efectivo
en
Ingresos o ventas pronosticadas
+
Costos de operación
(-) Depreciación
Utilidad antes de impuestos
(-) Impuesto sobre utilidades
Utilidad neta
+
Depreciación
Flujo de caja en operaciones
III- Flujo de caja año terminal
Valor de salvamento neto [VS*(1-t)]
+
Recuperación del capital de trabajo
Flujo de caja terminal
IV- Flujo neto de efectivo
•
Proyectos de Reemplazo
0
I- Inversión inicial
Costo de adquisición del activo nuevo
+
Costos de instalación
(-) Precio de venta del activo viejo
+
Impuesto sobre la venta del activo
36
�viejo
+
Incrementos del Capital de Trabajo
Inversión inicial neta
II- Incrementos
operaciones
1
2
efectivo
en
Incrementos en las ventas
+
3
4
de
Ahorro/Incremento en los costos
Depreciación del activo nuevo
(-) Depreciación del activo viejo
5
Cambio en la depreciación (3-4)
Utilidad antes de impuestos (1+2-5)
(-) Impuesto sobre utilidades
Utilidad neta
+
Cambio en la depreciación
Flujo de caja en operaciones
III- Flujo de caja año terminal
Valor de salvamento neto [VS*(1-t)]
+
Recuperación del capital de trabajo
Costo oportunidad valor de salvamento
(-) activo viejo
Flujo de caja terminal
IV- Flujo neto de efectivo
Resumen:
El presupuesto de capital es el proceso que se sigue para analizar las
inversiones potenciales en activos fijos. Las decisiones de presupuesto de capital
son probablemente las más importantes que deben tomar los administradores
financieros.
El periodo de recuperación se define como el número esperado de años que se
requieren para recuperar el costo de un proyecto. El método del periodo de
recuperación ordinario ignora los flujos de efectivo que van más allá del periodo de
recuperación y no considera el valor del dinero a través del tiempo. Sin embargo,
el periodo de recuperación proporciona una indicación del riesgo y de la liquidez de
un proyecto porque muestra el plazo de tiempo durante el cual el capital invertido
estará sujeto a riesgo.
37
� El método del periodo de recuperación descontado es similar al método del
periodo de recuperación ordinario excepto porque descuenta los flujos de efectivo
al costo de capital del proyecto. Ignora los flujos de efectivo que van más allá del
periodo de recuperación descontado.
El método del valor presente neto (NPV) descuenta todos los flujos de efectivo
al costo de capital del proyecto y posteriormente los suma. El proyecto se acepta
cuando esta suma, la cual se conoce como valor presente neto, es positiva.
La tasa interna de rendimiento (IRR) se define como aquella tasa de descuento
que hace que el valor presente neto de un proyecto sea igual a cero. El proyecto se
acepta cuando la tasa interna de rendimiento es mayor que el costo del capital del
proyecto.
El paso más importante, a la vez el más difícil, en el análisis de un proyecto de
presupuesto de capital es la estimación de sus flujos de efectivo incrementales
después de impuestos que generará el proyecto. Los flujos netos de efectivo
consiste en el ingreso neto más la depreciación.
El análisis de reemplazo es ligeramente distinto del análisis de proyectos de
expansión porque los flujos de efectivo provenientes del activo antiguo deben
considerarse en las decisiones de reemplazo.
Ejercicios de autoevaluación
•
•
Resolver los ejercicios de autoevaluación que aparecen en las páginas 671-672
y en las páginas 726-727 respectivamente, del Weston.
Resolver los ejercicios de autoevaluación que aparecen en el libro de texto
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Tercera Edición. Páginas 308309.
Ejercicio –I
Un proyecto de expansión donde el Combinado Mecánico del Níquel compra un camión
para socorrer rupturas en algunas de las fábricas del municipio de Moa. El camión
tiene un precio de $ 15 000 y una vida de tres años asumiéndose el sistema acelerado
de recuperación del costo, se venderá en $ 750 al final de su vida útil. Tiene también
un crédito fiscal a la inversión de un 5 %, las ventas adicionales por la compra del
nuevo camión serán de un monto de $ 32 000 por año. Los costos de operación y de
venta harán un monto de $ 22 500. La tasa impositiva de la sociedad es de un 40 %.
El capital de trabajo se incrementa en $ 2 900 y el costo del capital es de un 11
%.Tenga en consideración que las tasas fijas para el método acelerado es de 0.25,
0.38 y 0.37 por años respectivamente. Calcule el NPV y halle la IRR.
Ejercicio –II
La atelier somete a consideración una antigua e ineficiente máquina de hilado que
había sido comprada hace 5 años, en 1995 a un monto de $ 14000. La máquina
tiene una vida esperada de 10 años y un valor de salvamento de cero al final de los
10 años. La máquina se deprecia sobre la base de línea recta y tiene un valor actual
38
�en libros de $ 7 000. El jefe de producción informa que una nueva máquina puede ser
comprada e instalada en $ 16 000 lo cual, a lo largo de su vida de 5 años aumentará
las ventas de $ 11 000 a $ 12 600.
La nueva máquina que será depreciada usando el sistema de depreciación acelerada
para la recuperación del costo tiene un valor de salvamento estimado de $ 2 500 al
final de su vida de cinco años. El valor actual de mercado de la máquina antigua es de
$ 4 400. La tasa fiscal marginal de la empresa es de 40 %. El costo de capital es de
11 %. ¿Debería la sociedad comprar la nueva máquina?
Nota: el costo de operación se reducirá de $ 8 000 a $ 6 000. Tenga en
consideración que las tasas fijas para el método acelerado son de 0.15, 0.22, 0.21,
0.21, 0.21 por años respectivamente.
Calcule el NPV y halle la IRR.
Solución a los ejercicios de autoevaluación
Solución del ejercicio –I
Años
0
1
2
3
I-Inversión inicial
Costo de adquisición del camión
$ 15.000,00
(-)Reducción de impuestos (5
%)
750,00
Incremento
Trabajo
del
Capital
de
Inversión Inicial Neta
II-Incremento
operación
efectivo
2.900,00
$ 17.150,00
en
Incremento en las Ventas
$ 32.000,00
$ 32.000,00
$ 32.000,00
22.500,00
22.500,00
22.500,00
3.656,25
5.557,50
5.411,25
Incremento en los Costos de
Operación
(-)Depreciación
Utilidad antes de impuestos
$
Impuestos sobre utilidades 40
%
Utilidad Neta
5.843,75
$
2.337,50
$
(+)Depreciación
3.506,25
$
7.162,50
$
1.577,00
$
3.656,25
Flujo de Caja en Operación
3.942,50
2.365,50
1.635,50
$
5.557,50
$
7.923,00
4.088,75
2.453,25
5.411,25
$
7.864,50
III-Flujo de caja año terminal
Valor de Salvamento
Incremento
del
Capital
450,00
de
2.900,00
39
�Trabajo
Flujos de Caja Neto
$ -17.150,00
Valor Actual Neto al 10 %
$
$
7.162,50
$
7.923,00
$ 11.214,50
3.933,13
11,00 %
Cálculo del valor de salvamento después de impuesto del camión:
Valor = monto antes de impuesto (1-t)
= $ 750.00 (1-0.4) = $ 450.00
Cálculo de la base depreciable para el camión, que es igual al costo menos la mitad
del crédito fiscal a la inversión:
Base depreciable = $ 15 000.00 - 0.5 (750) = $ 14 625.00
Depreciación = $ 14 625.00*0.25 = $ 3 656.25
$ 14 625.00*0.38 = $ 5 557.50
$ 14 625.00*0.37 = $ 5 411.25
Otra manera de resolver el ejercicio sería:
Determinación de los flujos netos de efectivo.
CF1 = [S − OC − D](1 − t ) + D
= [$ 32 000 − $ 22 500 − $ 3 656.25 ] 0,6 + $ 3 656.25
= ($ 9 500 − 3 656.25) 0.6 + 3 656.25 = $ 7 162.50
CF2 = [S − OC − D](1 − t ) + D
= [$ 9 500 − 5 557.50] 0.6 + 5 557.50 = $ 7 923.00
CF3 = [S − OC − D](1 − t ) + D
= [$ 9 500 − 5 411.25] 0.6 + 5 411.25 = $ 7 864.50
Al CF 3 se le suma el valor de salvamento y el aumento del capital de trabajo.
Entonces:
40
�NPV = −$ 17 150.00 +
$ 7 162.50 $ 7 923.00 $ 11 214.50
+
+
= $ 3 933.13
(1.11)1
(1.11) 2
(1.11) 3
TIR = 22.73 %
41
�Solución del ejercicio II
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo adquisición de la nueva máquina
$
16.000,00
Precio de venta de la máquina vieja
4.400,00
Impuesto sobre la venta del activo viejo
1.760,00
Inversión Inicial Neta
$
13.360,00
II-Incremento efectivo en operación
Incremento en las Ventas
$
1.600,00
$
1.600,00
$
1.600,00
$
1.600,00
Ahorro en los Costos de Operación
2.000,00
2.000,00
2.000,00
2.000,00
(-)Variación en la Depreciación
1.000,00
2.120,00
1.960,00
1.960,00
Utilidad antes de Impuestos
$
Impuestos sobre utilidades 40%
2.600,00
$
1.040,00
Utilidad Neta
$
(+)Variación en la Depreciación
1.560,00
$
592,00
$
1.000,00
Flujo de Caja en Operación
1.480,00
888,00
1.640,00
$
656,00
$
2.120,00
984,00
1.640,00
656,00
$
1.960,00
984,00
1.960,00
$
2.560,00
$
3.008,00
$
2.944,00
$
2.944,00
$
2.560,00
$
3.008,00
$
2.944,00
$
2.944,00
III-Flujo de caja año terminal
Valor de Salvamento
Flujos de Caja Neto
$ -13.360,00
Valor Actual Neto al 11%
$
-1.883,10
11,00%
Depreciación máquina vieja =
$ 7 000.00
= $ 1 400.00
5
Depreciación máquina nueva :
16 000 * 15 % = 2 400
16 000 * 22 % = 3 520
16 000 * 21 % = 3 360
16 000 * 21 % = 3 360
16 000 * 21 % = 3 360
42
�Variación en la Depreciación = Depreciación máquina nueva − Depreciación máquina vieja
Valor de Salvamento Neto = $ 2 500.00 * 0.6 = $ 1 500.00
R/ No se acepta el proyecto, pues su Valor Actual Neto es negativo y la TIR tiene que ser
aproximadamente igual a 5.63 % para que su VAN se cero.
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition
Información sobre la próxima unidad didáctica
Una vez estudiados los criterios de evaluación financiera de inversiones, es prudente
destacar que en la actualidad la mayor parte de los proyectos de inversión que se
analizan tienen presente un determinado grado de riesgo, por lo que será necesario
estudiar de qué modo se pueden evaluar financieramente las inversiones en condiciones
de incertidumbre, contenido que se abordará en la próxima unidad.
UNIDAD DIDÁCTICA III
Título: Análisis del riesgo en los proyectos de inversión
Tema I: Decisiones de inversión
Objetivos específicos:
Emplear el análisis de sensibilidad y de escenarios en la evaluación financiera de
proyectos de inversión.
Utilizar los árboles de decisión y las decisiones secuenciales en la evaluación
financiera de proyectos de inversión.
Requisitos previos:
Tener dominio del valor actual neto como criterio por excelencia y sobre la tasa
interna de rendimiento.
Conocimientos previos de la asignatura Contabilidad General III, sobre los
métodos de depreciación.
43
�
Dominar la herramienta Microsoft Excel, así como cualquier asistente matemático,
como el Derive, que servirán de apoyo al hora de determinar los flujos de efectivo,
el valor actual neto, la tasa Interna de Rendimiento y sus gráficos.
Introducción
Hasta ahora se han analizado proyectos de inversión con el mismo nivel de riesgo. Sin
embargo, después de haber analizado los criterios de evaluación de inversión, es
necesario destacar que en la actualidad la mayoría de los proyectos de inversión que se
analizan presenta diferente grado de riesgo.
Este contenido será desarrollado según la bibliografía:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial.
Desarrollo
Primeramente hay que conocer qué es el riesgo asociado a los proyectos de inversión, su
clasificación y particularidades. Dicho contenido es abordado por el Weston en el capítulo
quince de la obra citada, desde la página 702 a la 719. Además en la obra de Gitman en
el capítulo catorce desde la página 342 a la 359.
El Brealey en su segunda parte realiza un análisis más detallado y completo del riesgo en
la evaluación de los proyectos de inversión y ofrece una exposición en los capítulos siete
y ocho sobre riesgo y rentabilidad.
Una vez comprendido los aspectos fundamentales relacionados con el riesgo, se procede
al análisis de los métodos contemplados en la evaluación financiera del mismo. Dicho
métodos son:
Análisis de sensibilidad
Análisis de escenarios
Punto de equilibrio
Árboles de decisión
Dichos métodos aparecen explicados en el Brealey en la tercera parte, en el capítulo
diez.
El método en el que se analiza los cambios ocurridos en las variaciones fundamentales y
posteriormente se observa los cambios resultantes en el VAN y en la TIR se denomina
44
�análisis de sensibilidad. Este análisis se realiza variable por variable para cada una de las
variables que inciden en el flujo de caja proyectado.
Por ejemplo, en las ventas las variables serían cantidad y precio (considerando que fuera
un solo producto). Supongamos que tenemos la situación siguiente:
Variable
Cantidad (u)
CASO BASE
Optimista
Pesimista
4 000
5 000
3 000
4.00
6.00
2.00
Precio(cup)
Entonces, la sensibilidad de cada una de estas variables en las ventas, dado que ocurra
la situación optimista o pesimista, sería:
Impacto de la variable cantidad
Ventas
Base
Optimista
Pesimista
$16 000.00
$20 000.00
$12 000.00
Impacto de la variable precio
Base
Ventas
Optimista
$ 16 000.00 $ 20 000.00
Pesimista
$ 12 000.00
Se calcularían los indicadores de evaluación financiera para cada cambio en cada variable
y así se podría apreciar el efecto que causa cada una de estas en el resultado total. Por
ejemplo, se calcularía el VAN y la TIR para cuando el precio es de $ 6.00 (optimista) con
el resto de las variables constantes, el VAN para cuando el precio es de $ 2.00
(pesimista) con el resto de las variables constantes y así tantas veces como variables
importantes tenga el caso. De esta forma se puede conocer el impacto del cambio de
cada variable escogida en el resultado.
Esta técnica es una de la más ampliamente usada, pero presenta algunas limitaciones,
como es el caso de que en el entorno real no es común que cambie solo una variable,
sino que generalmente el cambio de una variable va acompañado de cambio en otras
variables.
Para la solución de este problema se recurre al análisis de escenarios, es una
herramienta para estimar el riesgo de un proyecto, en el cual un número de conjuntos o
variables toman valores para circunstancias financieras optimistas y pesimistas que se
comparan con una situación más probable o con un caso básico.
Entonces para este análisis se crea un escenario pesimista o escenario de peor caso
donde se fijan los peores valores razonables para cada una de las variables, un escenario
45
�optimista o escenario del mejor caso donde se analizan los mejores valores posibles
para cada una de las variables y por último un escenario básico en el cual todas las
variables se fijan a su valores más probables.
Esto se ejemplifica de la siguiente forma:
Un administrador solicita a su financiero el análisis de escenario a las variables precio y
ventas unitarias, para ello se considera que el margen de probabilidad de las ventas es
de 30 000 unidades a 50 000 unidades y de manera similar, se espera que el precio esté
entre $ 3 000.00 a $ 5 000.00. Los valores de caso básico son de 40 000 unidades a $ 4
000.00. Además, se estima que hay un 25 % de probabilidad de que ocurra el peor caso,
un 50 % de probabilidad de que ocurra el caso básico y un 25 % de probabilidad de que
ocurra el mejor caso. Quedaría de la siguiente forma:
Escenarios
Volumen de
Precio de venta
ventas
Pesimista
30 000
$ 3 000,00
Caso base
40 000
Optimista
50 000
NPV
Probabilidad de
NPV*Pi
ocurrencia(Pi)
($ 11 522,00)
0,25
($ 2 880,50)
4 000,00
13 992,00
0,50
6 996,00
50 000,00
46 794,00
0,25
11 698,50
n
NPV esperado = ∑ Pi (NPVi ) = $15 814.00
i =1
La desviación estándar del NPV sería:
δ NPV =
n
∑ P (NPV
i =1
i
i
− NPV esperado) = $ 15 690.93
2
Y el coeficiente de variación del proyecto sería:
CVNPV =
δ NPV
$ 15 690.93
=
= 0.99
NPV(esperado) $ 15 814.00
Este coeficiente de variación se compararía con el coeficiente de variación del proyecto
promedio de la empresa, en este caso sería un coeficiente aproximadamente de 1.0; por
lo tanto, se concluiría que el proyecto de la inversión es menos riesgoso que el proyecto
promedio de la empresa.
Con estas dos técnicas para estimar el riesgo se tiene en cuenta hasta qué punto sería
grave que las ventas o los costes resultasen peores que los previstos. Sin embargo, a
46
�muchos directivos les gusta enfocar el problema de otra forma y se preguntan hasta qué
punto pueden caer las ventas antes del que proyecto comience a originar pérdidas. Esta
práctica se conoce como análisis del punto de equilibrio.
Este análisis permite conocer para qué nivel de producción y ventas el VAN es igual a
cero, o sea, este punto se encuentra cuando el valor actual de las entradas es igual al
valor actual de las salidas.
Para ejemplificar este análisis, tenga en cuenta los siguientes datos en miles de pesos:
Ventas (u)
0
VA entradas
VA salidas
0
392
200
4 608
4 540
300
9 216
8 688
El VA entradas y el VA salidas se representan como funciones lineales tomando a las unidades
vendidas como parámetro. Para saber el punto de equilibrio hay que igualar estas dos
funciones para ver su intersección. La ecuación para ambas sería:
VA = m * unidades vendidas + n
Para hallar la ecuación de VA entradas :
m=
VA E−2 − VA E−1
9 216 − 4 608
= 23.04
=
Uds vendidas 2 − Uds vendidas 1
300 − 100
Sustituyendo para hallar a n:
n = 4 608 − 23.04 * 200 = 0
Entonces la ecuación para el VA entradas quedaría de la siguiente forma:
VA E = 23.04 * Uds vendidas
Para hallar la ecuación de VA salidas :
m=
VA S−2 − VA S−1
8 688 − 4 540
= 20.74
=
Uds vendidas 2 − Uds vendidas 1
300 − 100
Sustituyendo para hallar a n:
n = 4 540 − 20.74 * 200 = 392
47
�Entonces la ecuación para el VA salidas quedaría de la siguiente forma:
VA S = 20.74 * Uds vendidas + 392
Al igualar las dos funciones quedaría de la siguiente forma:
VA E = VA Spara que el VAN = 0
23.04 Uds vendidas = 20.74 Uds vendidas + 392
2.30 Uds vendidas = 392
392
Uds vendidas =
= 170
2.30
Para que el VAN no sea negativo las unidades vendidas deben de ser mayor que 170
unidades, siendo este el punto de equilibrio o punto muerto de este ejemplo.
En ocasiones los directivos financieros utilizan árboles de decisión para analizar proyectos
que implican decisiones secuenciales.
Suponga que el Sr. Rodolfo, propietario individual de un negocio de alquiler de
automóviles para la transportación urbana en la ciudad de Moa decide comprarse un
automóvil valorado en $ 620 500.00, con un costo de capital del 10 por ciento. Se tiene
previsto que solo existe un 50 por ciento de probabilidad de que tenga éxito en la
compra del activo. En caso que lo tuviera, Rodolfo realizará una remodelación al carro
con el objetivo de aumentar su capacidad de carga, a un costo de $ 500 000.00. Esta
inversión le permitirá obtener unos flujos esperados de tesorería de $ 125 000.00
anuales después de impuestos. Si no tiene éxito, el Sr. Rodolfo de la inversión de $ 500
000.00 ganara sólo $ 37 500.00 anuales.
El árbol de decisión quedaría de la siguiente forma:
Leyenda:
□ → Representa un punto distinto de decisión para Rodolfo
○ → Representa un punto de decisión del destino
48
�Inversión de
VAN=$ 750 000,00
$ 500.000,00
Éxito (0.5)
No invertir
FIN (VAN=0)
VAN=-$ 125 000,00
Hacer pruebas
Fracaso
$ 620.500,00
No hacer pruebas
FIN
No invertir
FIN (VAN=0)
Resumen
El análisis de sensibilidad es una técnica que muestra la magnitud en que una
variable resultante de un proceso, como el VAN, cambiará como respuesta a una
modificación determinada en una variable de insumo tal como las ventas,
manteniéndose constante todo lo demás.
El análisis de escenario es una técnica de análisis de riesgo en la cual los NPV del
mejor y del peor caso se comparan con el NPV esperado del proyecto.
El análisis del punto de equilibrio permite conocer para qué nivel de producción
y ventas el VAN es igual a cero, o sea, este punto se encuentra cuando el valor
actual de las entradas es igual al valor actual de las salidas.
El análisis de árboles de decisión permite examinar las posibles salidas que
tendría una inversión cuyo desarrollo está sometido a varios cursos probables, en
los cuales a su vez será necesario adoptar decisiones secuenciales en dependencia
de cada una de las circunstancias que se puedan presentar.
Ejercicio de autoevaluación
Ejercicio –I
El director del combinado Lácteo de Moa “El Vaquerito” ha solicitado que se evalúe la
adquisición de un camión especializado para la transportación de helado y yogurt. El
precio del camión es de $ 300 000.00, además costará otros $ 30 000.00 instalarle un
49
�sistema de refrigeración. El carro podrá venderse dentro de cuatro años en $ 60 000.00
y requerirá un incremento de capital neto de trabajo de $ 10 000.00.
Depreciará de forma acelerada durante cuatro años, siendo los porcentajes de la
depreciación los siguientes: primer año 33 %, segundo año 45 %, tercer año 15 % y
cuarto año 7 %. La compra del activo tendrá un efecto positivo sobre las ventas, al
incrementarse las mismas en 4 000 unidades, lo que equivale a $ 160 000.00 antes de
impuestos; además al usar petróleo como combustible se espera que ahorre a la entidad
$ 120 000.00 por año en costo de operación antes de impuestos. La tasa fiscal es del 35
%.
Se pide:
a) Si el costo de capital del proyecto es del 12 % ¿debería comprarse el camión? Par ello
utiliza la técnica del VAN.
b) Aplique el análisis de sensibilidad al proyecto, teniendo en cuenta las siguientes
variables:
Precio unitario (+20 % y -20 %)
Ventas en unidades (+10 % y -10 %)
Capital de trabajo neto (+10 % y -10 %)
c) Realice un análisis de escenario a partir de la siguiente información:
Escenarios
Peor
Básico
Mejor
Precio Básico
$ 400 000.00
300 000.00
200 000.00
Ahorro Costo en Operaciones
$ 100 000.00
120 000.00
140 000.00
d) Compruebe los resultados obtenidos en los tres incisos anteriores con ayuda del
Microsoft Excel.
Solución del ejercicio de autoevaluación
Solución del ejercicio –I
a)
Años
0
1
2
3
4
50
�I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
del
$300.000,00
Costo de instalación
30.000,00
Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Inversión Inicial Neta
II-Incremento
operación
$340.000,00
efectivo
en
Incremento en las Ventas
$160.000,00 $160.000,00 $160.000,00 $160.000,00
Ahorro en los Costos de
Operación
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
(-)Depreciación
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
Utilidad antes de Impuestos
$171.100,00 $131.500,00 $230.500,00 $256.900,00
Impuestos sobre utilidades
35 %
59.885,00
Utilidad Neta
$111.215,00
(+)Depreciación
108.900,00
Flujo de Caja en Operación
III-Flujo
terminal
de
caja
46.025,00
80.675,00
89.915,00
$ 85.475,00 $149.825,00 $166.985,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$220.115,00 $233.975,00 $199.325,00 $190.085,00
año
Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
Valor Actual Neto
%
$-40.000,00 $220.115,00 $233.975,00 $199.325,00 $260.085,00
al 12
$350.219,00
Al ser positivo el NPV, por supuesto que se aprueba el proyecto.
b) Análisis de sensibilidad de la variable Precio Unitario
Optimista para $ 48.00 unitarios:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
Costo de instalación
del
$300.000,00
30.000,00
51
�Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Inversión Inicial Neta
$340.000,00
II-Incremento efectivo en
operación
Incremento en las Ventas
$192.000,00 $192.000,00 $192.000,00 $192.000,00
Ahorro en los Costos de
Operación
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
(-)Depreciación
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
Utilidad antes de Impuestos
$203.100,00 $163.500,00 $262.500,00 $288.900,00
Impuestos sobre utilidades
35 %
71.085,00
Utilidad Neta
108.900,00
Flujo de Caja en Operación
de
91.875,00
101.115,00
$132.015,00 $106.275,00 $170.625,00 $187.785,00
(+)Depreciación
III-Flujo
terminal
57.225,00
caja
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$240.915,00 $254.775,00 $220.125,00 $210.885,00
año
Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
$-340.000,00 $240.915,00 $254.775,00 $220.125,00 $280.885,00
Valor Actual Neto al 12 %
$413.395,87
Pesimista para $ 32.00 unitarios:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
Costo de instalación
del
$300.000,00
30.000,00
52
�Incremento del Capital de
Trabajo
Inversión Inicial Neta
10.000,00
$340.000,00
II-Incremento efectivo en
operación
Incremento en las Ventas
$128.000,00 $128.000,00 $128.000,00 $128.000,00
Ahorro en los Costos de
Operación
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
(-)Depreciación
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
Utilidad antes de Impuestos
$139.100,00
Impuestos sobre utilidades
35 %
48.685,00
$99.500,00 $198.500,00 $224.900,00
34.825,00
69.475,00
78.715,00
Utilidad Neta
$90.415,00
$64.675,00 $129.025,00 $146.185,00
(+)Depreciación
108.900,00
148.500,00
Flujo de Caja en Operación
III-Flujo
terminal
de
caja
49.500,00
23.100,00
$199.315,00 $213.175,00 $178.525,00 $169.285,00
año
Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
Valor Actual Neto
%
$-340.000,00 $199.315,00 $213.175,00 $178.525,00 $239.285,00
al 12
$287.042,14
53
�Análisis de sensibilidad. Variable Precio Unitario
500.000,00
413.395,87
VAN
400.000,00
350.219,00
287.042,14
300.000,00
VAN
200.000,00
100.000,00
32
40
48
Precios Unitarios
Análisis de sensibilidad de la variable Unidades Vendidas
Optimista para 4 400 unidades:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
del
Costo de instalación
Incremento
Trabajo
del
Capital
30.000,00
de
Inversión Inicial Neta
II-Incremento
operación
efectivo
los
Costos
en
$176.000,00 $176.000,00 $176.000,00 $176.000,00
de
(-)Depreciación
Utilidad antes de Impuestos
Impuestos sobre utilidades 35
%
Utilidad Neta
(+)Depreciación
Flujo de Caja en Operación
10.000,00
$340.000,00
Incremento en las Ventas
Ahorro en
Operación
$300.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$187.100,00 $147.500,00 $246.500,00 $272.900,00
65.485,00
$121.615,00
108.900,00
51.625,00
$95.875,00
148.500,00
86.275,00
95.515,00
$160.225,00 $177.385,00
49.500,00
23.100,00
$230.515,00 $244.375,00 $209.725,00 $200.485,00
54
�III-Flujo de caja año terminal
Incremento
Trabajo
del
Capital
de
10.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
$-40.000,00
Valor Actual Neto al 12%
$230.515,00 $244.375,00 $209.725,00 $270.485,00
$381.807,44
Pesimista para 3 600 unidades:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
del
$300.000,00
Costo de instalación
30.000,00
Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Inversión Inicial Neta
$340.000,00
II-Incremento efectivo en
operación
Incremento en las Ventas
$144.000,00 $144.000,00 $144.000,00 $144.000,00
Ahorro en los Costos de
Operación
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
(-)Depreciación
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
Utilidad antes de Impuestos
$155.100,00 $115.500,00 $214.500,00 $240.900,00
Impuestos sobre utilidades
35%
54.285,00
Utilidad Neta
$100.815,00
(+)Depreciación
108.900,00
Flujo de Caja en Operación
III-Flujo
terminal
de
caja
40.425,00
75.075,00
84.315,00
$75.075,00 $139.425,00 $156.585,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$209.715,00 $223.575,00 $188.925,00 $179.685,00
año
Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
Valor Actual Neto al 12 %
$-340.000,00 $209.715,00 $223.575,00 $188.925,00 $249.685,00
$318.630,57
55
�Análisis de sensibilidad. Variable Unidades
Vendidas
400.000,00
VAN
380.000,00
381.807,44
360.000,00
350.219,00
340.000,00
320.000,00
VAN
318.630,57
300.000,00
280.000,00
3600
4000
4000
Unidades Vendidas
Análisis de sensibilidad de la variable Capital de Trabajo
Optimista para $ 9 000.00:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
del
Costo de instalación
$300.000,00
30.000,00
Incremento del Capital de
Trabajo
Inversión Inicial Neta
9.000,00
$339.000,00
II-Incremento efectivo en
operación
Incremento en las Ventas
$160.000,00 $160.000,00 $160.000,00 $160.000,00
Ahorro en los Costos de
Operación
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
(-)Depreciación
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
Utilidad antes de Impuestos
Impuestos sobre utilidades
35%
Utilidad Neta
108.900,00
Flujo de Caja en Operación
de
59.885,00
$111.215,00
(+)Depreciación
III-Flujo
terminal
$171.100,00 $131.500,00 $230.500,00 $256.900,00
caja
46.025,00
80.675,00
89.915,00
$85.475,00 $149.825,00 $166.985,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$220.115,00 $233.975,00 $199.325,00 $190.085,00
año
56
�Incremento del Capital de
Trabajo
9.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
$-339.000,00 $220.115,00 $233.975,00 $199.325,00 $259.085,00
Valor Actual Neto al 12%
$350.583,49
Pesimista para $ 10 000.00:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
del
$300.000,00
Costo de instalación
30.000,00
Incremento del Capital de
Trabajo
11.000,00
Inversión Inicial Neta
$339.000,00
II-Incremento efectivo en
operación
Incremento en las Ventas
$160.000,00 $160.000,00 $160.000,00 $160.000,00
Ahorro en los Costos de
Operación
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
(-)Depreciación
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
Utilidad antes de Impuestos
$171.100,00 $131.500,00 $230.500,00 $256.900,00
Impuestos sobre utilidades
35 %
59.885,00
Utilidad Neta
$111.215,00
(+)Depreciación
108.900,00
Flujo de Caja en Operación
III-Flujo
terminal
de
caja
46.025,00
80.675,00
89.915,00
$85.475,00 $149.825,00 $166.985,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$220.115,00 $233.975,00 $199.325,00 $190.085,00
año
Incremento del Capital de
Trabajo
11.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
Valor Actual Neto al 12 %
$-341.000,00 $220.115,00 $233.975,00 $199.325,00 $261.085,00
$349.854,52
57
�Análisis de sensibilidad. Variable Capital de
Trabajo
354.000,00
VAN
350.583,49
350.219,00 349.854,52
VAN
348.000,00
9000
10000
11000
Capital de Trabajo
Resultados obtenidos con el análisis de sensibilidad:
Variables
Rango
Escenarios
VAN
Pesimista
Esperado
Optimista
Pesimista
Esperado
Optimista
Precio Unitario
32,00
40,00
48,00
287.042,14
350.219,00
413.395,87
Unidades Vendidas
3.600
4.000
4.400
318.630,57
350.219,00
381.807,44
Capital de Trabajo
11.000,00
10.000,00
9.000,00
349.854,52
350.219,00
350.583,49
c) Análisis de escenario
Escenario Optimista:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de adquisición del
camión
$200.000,00
Costo de instalación
30.000,00
Incremento
de Trabajo
10.000,00
del
Capital
Inversión Inicial Neta
II-Incremento
en operación
Incremento
Ventas
$240.000,00
efectivo
en
las
$160.000,00 $160.000,00 $160.000,00 $160.000,00
58
�Ahorro en los Costos de
Operación
140.000,00
(-)Depreciación
Utilidad
Impuestos
75.900,00
antes
de
Impuestos
utilidades 35%
103.500,00
140.000,00
140.000,00
34.500,00
16.100,00
$224.100,00 $196.500,00 $265.500,00 $283.900,00
sobre
78.435,00
Utilidad Neta
92.925,00
68.775,00
99.365,00
$145.665,00 $127.725,00 $172.575,00 $184.535,00
(+)Depreciación
108.900,00
Flujo
de
Operación
Caja
en
III-Flujo
terminal
caja
año
de
Incremento
de Trabajo
140.000,00
del
Flujo
de
terminal
49.500,00
148.500,00
23.100,00
$254.565,00 $276.225,00 $222.075,00 $207.635,00
Capital
10.000,00
año
60.000,00
caja
Flujos de Caja Neto
Valor Actual Neto
12%
$-240.000,00 $254.565,00 $276.225,00 $222.075,00 $277.635,00
al
$542.005,72
Escenario Pesimista:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de adquisición del
camión
$400.000,00
Costo de instalación
30.000,00
Incremento
de Trabajo
10.000,00
del
Capital
Inversión Inicial Neta
II-Incremento
en operación
Incremento
Ventas
$440.000,00
efectivo
en
las
Ahorro en los Costos de
Operación
$160.000,00 $160.000,00 $160.000,00 $160.000,00
100.000,00
100.000,00
100.000,00
100.000,00
59
�(-)Depreciación
Utilidad
Impuestos
141.900,00
antes
Impuestos
utilidades 35%
de
$118.100,00
sobre
41.335,00
Utilidad Neta
$76.765,00
(+)Depreciación
108.900,00
Flujo
de
Operación
Caja
en
III-Flujo
terminal
caja
año
de
Incremento
de Trabajo
Flujo
de
terminal
del
64.500,00
30.100,00
$66.500,00 $195.500,00 $229.900,00
23.275,00
68.425,00
80.465,00
$43.225,00 $127.075,00 $149.435,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$185.665,00 $191.725,00 $176.575,00 $172.535,00
Capital
10.000,00
año
60.000,00
caja
Flujos de Caja Neto
Valor Actual Neto
%
193.500,00
$-440.000,00 $185.665,00 $191.725,00 $176.575,00 $242.535,00
al 12
$158.432,29
Escenarios VAN
Probabilidad VA*Pi
Pesimista
158.432,29
0,25
39.608,07
Básico
350.219,00
0,5
175.109,50
Optimista
542.005,72
0,25
135.501,43
VAN esperado o conjunto
350.219,00
Al ser el VAN esperado igual al VAN básico proyectado, se puede llegar a la conclusión de
que el proyecto no es muy arriesgado.
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition
60
�Información sobre la próxima unidad didáctica
La próxima unidad didáctica dará inicio al tema II (Decisiones de Financiamiento).
Introduciendo las fuentes de financiamiento permanentes de la empresa, para después
caer en el cálculo de sus costos, optando siempre por aquellas fuentes de financiamiento
de mínimo costo y que a la vez contribuyan a elevar el valor de la empresa.
UNIDAD DIDÁCTICA IV
Título: Los costos de financiamiento de la empresa
Tema II: Decisiones de Financiamiento
Objetivos específicos:
Conocer las fuentes que permiten el financiamiento de la empresa;
Comprender la naturaleza de los costos de financiamiento de la empresa;
Comprender el efecto del apalancamiento en la rentabilidad;
Comprender el efecto del impuesto sobre utilidades y de los costos de insolvencia
en la estructura financiera de la empresa.
Requisitos previos:
Conocimientos previos de la asignatura Administración Financiera Operativa para
determinar el costo de capital.
Dominar la herramienta Microsoft Excel a la hora de resolver los ejercicios
propuestos.
Introducción
El estudio de esta unidad didáctica del segundo tema obedece a la necesidad de
comprender cómo deben adoptarse las decisiones de financiamiento a largo plazo en las
empresas, por lo que, al igual que en el tema I, estas decisiones se inscriben dentro de
las estrategias que esta debe plantearse.
Cuando se inició el estudio de las decisiones de inversión, se señaló oportunamente que
el criterio clave era aceptar proyectos que contribuyeran a elevar la eficiencia de la
empresa y por ende su valor. En el caso de las decisiones de financiamiento, la clave
está en optar por aquellas fuentes de financiamiento de mínimo costo y que a la vez
contribuyan a elevar el valor de la empresa.
61
�Este contenido será desarrollado según la bibliografía:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial.
Desarrollo
A continuación se muestran las fuentes de financiamiento disponibles para la empresa:
Considerando quién las proporciona:
Fuentes a préstamo
Las fuentes a préstamo a largo plazo son aquellas que deberán ser devueltas, siendo
generalmente el plazo mayor a un año. Implican un costo explicito, el interés, y pueden
ser bancarias o no.
Fuentes propias
Las fuentes propias están compuestas por las aportaciones financieras de los dueños, la
depreciación, así como por las utilidades retenidas que los dueños deciden mantener en
la empresa para su desarrollo.
Considerando quién las genera:
Internas (generadas por la empresa)
Las internas están compuestas por la depreciación y por las utilidades retenidas.
Externas (se generan fuera de la empresa)
Las externas están compuestas por los préstamos y por las aportaciones de los dueños.
La bibliografía sobre
continuación:
las
fuentes
de
financiamiento
empresariales
se
detalla
a
En el Weston se exponen las fuentes del financiamiento empresarial en los capítulos 19,
20 y 21, tratando primeramente las fuentes propias, o sea, el patrimonio de la empresa
(capítulo 19, páginas 899 a la 946); posteriormente la deuda a largo plazo (capítulo 20,
páginas 947 a la 992); y finalmente el financiamiento intermedio, a saber, el capital
preferente, el arrendamiento y las opciones (capítulo 21, páginas 1011 a la 1064).
62
�Este contenido también puede estudiarse por el Gitman, de manera muy general, en el
capítulo 16, específicamente de la página 400 a la 402 y posteriormente con más detalle
en su Séptima Parte, en el capítulo 19, lo relativo al acceso a las fuentes de
financiamiento (páginas 488 a la 511); en el capítulo 20 lo referente al arrendamiento
(páginas 512 a la 539); en el capítulo 21 lo relativo al financiamiento mediante deuda a
largo plazo (páginas 540 a la 564); en el capítulo 22 lo relativo al financiamiento propio
(páginas 565 a la 592); y en el capítulo 24 lo relativo al financiamiento mediante
utilidades retenidas (páginas 618 a la 648).
En el Brealey se brinda una panorámica del financiamiento empresarial en su capítulo 14
(páginas de la 377 a la 406) y posteriormente se aborda con más detalle la deuda
especialmente en el capítulo 24 (páginas 725 a la 750).
Conociendo las fuentes de financiamiento permanentes de la empresa, corresponde
estudiar sus costos. Para ello, debe comenzar por el costo de cada uno de los agregados
de fuentes: el costo de la deuda, con sus particularidades, atendiendo a que esta fuente
está exenta del pago del impuesto sobre utilidades, el costo del financiamiento con
capital preferente, el costo del financiamiento con capital contable común (subdividido
para el caso de que existan acciones comunes u ordinarias y para las utilidades
retenidas).
Para el estudio del costo de la deuda, el Weston lo aborda en su capítulo 16,
específicamente en las páginas 751 a la 752. Por su parte el Gitman lo trata en el
capítulo 15, en las páginas 377 a la 379.
La tasa de interés sobre la deuda, k d , menos los ahorros fiscales que resultan debido a
que el interés es deducible, se denomina el costo de la deuda después de impuestos,
k d (1-T), donde T es la tasa fiscal marginal.
Costo de la deuda después de impuesto = k d (1 − T )
El estudio del costo del financiamiento preferente lo trata Weston, en el propio capítulo
16, páginas 753 a la 754 y Gitman en el capítulo 15, en las páginas 380 a la 381. Es
importante destacar que esta fuente de financiamiento no se emplea en Cuba
actualmente.
La tasa de rendimiento que requieren los inversionistas sobre las acciones preferentes de
la empresa, k p , se calcula como el dividendo preferente, D p , dividido entre el precio neto
de la emisión, P n , se denomina costo del financiamiento preferente.
k ps =
Dp
Pn
=
Dp
P0 (1 − F)
El estudio del costo de financiamiento con capital contable común, aparece en el
capítulo 16 del Weston, de la página 759 a la 761 y en el Gitman, en el capítulo 15 de la
página 381 a la 385. Este costo se basa en el costo de las utilidades retenidas, pero se
incrementa a causa de los costos de flotación.
Las utilidades retenidas son una fuente de financiamiento más barata que la emisión de
acciones, ya que no requiere costo de suscripción, siendo k s la tasa de rendimiento
63
�requerida por los accionistas y que representa además un costo de oportunidad, por el
que deben ser compensados. Su expresión sería:
ks =
D1
+g
P0
Cuando se agotan las utilidades retenidas la empresa debe recurrir a la emisión de
nuevas acciones de capital común para mantener así su estructura de financiamiento
óptima. Este costo se diferencia del de las utilidades en que se incluye el costo de
flotación. Su expresión sería:
ke =
D (1 + g)
D1
+g = 0
+g
P0 (1 − F)
Pn
El promedio ponderado del costo de capital de la empresa, es un promedio
ponderado de los costos componentes de las deudas, acciones preferentes y del capital
contable común. El cual se elabora una vez determinado el costo de cada una de las
fuentes de financiamiento por separado.
Su expresión sería:
WACC = Wdk d + Wpk p + Wsk s
Este contenido se trata con mayor profundidad en los capítulos antes mencionados de
ambos textos, específicamente en la página 762 del Weston y de la 386 a la 389 del
Gitman.
Costo marginal de capital (MCC), es el costo de obtener un peso de financiamiento
adicional y aumentará a medida que se obtenga más capital durante un periodo
determinado.
Como resultado de un mayor volumen de financiamiento, el costo ponderado de capital
se verá afectado por las variaciones de cada uno de sus costos componentes; los cuales
variarán de acuerdo con el monto de financiamiento solicitado, a este salto en los costos,
se le conoce como punto de ruptura.
Punto de ruptura =
Monto total de cierto capital de costo más bajo de un tipo dado
Fracción dentro de la estructura de capital
Esto se ejemplifica con el siguiente ejercicio:
La Moa Níkel SA cuenta con una estructura que se considera óptima, de un 50 % de
deudas, un 25 % de acciones preferentes y un 25 % de capital contable común.
Se conoce que hasta 1 800,0 MP el costo de las deudas será de 8 %, las obligaciones
incrementadas hasta 2 100,0 MP serán de un 10 % y todo peso más allá de ese costo
será de 13 %.
64
�Las acciones preferentes se emiten a $ 18,00 con dividendos de $ 2,30 por acción y se
emitirán un total de 1 500,0 MP con un costo de flotación de 9 %, la siguiente emisión
incrementada hasta 2 300,0 MP tendrá costo de flotación de 11 % y todo peso por
encima tendrá un costo de 15 %.
La tasa fiscal es de 40 % y la utilidad neta actual de la empresa es de 2 100,0 MP;
reteniendo el 30 % de ellas, como ha sido su política de años anteriores. El dividendo
más reciente pagado fue de $ 3,50 por acción con una tasa de crecimiento de 7 % y las
acciones se cotizan a $ 21,00 cada una. La emisión de nuevas acciones tendrá un costo
de flotación de 9 % hasta los primeros 2 800,0 MP y todo peso adicional tendrá una
flotación de 13 %.
El primer paso es encontrar los intervalos:
W
Componentes
Número de
Intervalos
rupturas
Capital agotado
0,50 Deuda
8 % para 1 800
1 800/0,5=3 600
2
(0-2 520)
10 % para 2 100
2 100/0,5=4 200
3
(2 521-3 600)
0,25 Capital preferente
(3 601-4 200)
9 % para 1 500
1 500/0,25=6 000
4
(4 201-6 000)
11 % para 2 300
2 300/0,25=9 200
5
(6 001-9 200)
0,25 Capital común
(9 201-13 720)
Utilidades Retenidas30
%
2 100*0,3/0.25=2 520
1
((2 100*0,3)+2
800)/0.25=13 720
6
9 % para 2 800
Se procede al cálculo
correspondientes.
de
los
costos
componentes,
aplicando
(13 721-∞)
las
ecuaciones
65
�Deuda :
8 % para (0− 3 600)
Costo de la deuda después de impuesto = k d (1 − T )
= 8 * (1 − 0.40)
= 4.80 %
10 % para (3601 - 4 200)
Costo de la deuda después de impuesto = k d (1 − T )
= 10 * (1 − 0.40)
= 6.00 %
13 % para (4201 - ∞ )
Costo de la deuda después de impuesto = k d (1 − T )
= 13 * (1 − 0.40)
= 7.80 %
Capital Preferente :
9 % para (0- 6 000)
k ps =
Dp
P0 (1 − F)
2.30
18 * (1 − 0.09)
= 14.04 %
=
66
�11 % para (6001 - 9 200)
k ps =
Dp
P0 (1 − F)
2.30
18 * (1 − 0.11)
= 14.36 %
=
15 % para (9201 - ∞ )
k ps =
Dp
P0 (1 − F)
2.30
18 * (1 − 0.15)
= 15.03 %
=
Capital Común :
Utilidades Retenidas para (0 − 2 520)
ks =
=
D 0 (1 + g)
+g
P0
3.50(1 + 0,07)
+ 0,07 = 24.83 %
21
9 % para la primeraemisión de acciones (2521 − 13 720)
D 0 (1 + g)
+g
P0 (1 − F)
3.50(1 + 0.07)
=
+ 0.07 = 26.60 %
21(1 − 0.09)
ke =
67
�13 % para (13721 - ∞ )
D 0 (1 + g)
+g
P0 (1 − F)
3.50(1 + 0.07)
=
+ 0.07 = 27.50 %
21(1 − 0.13)
ke =
Después de ubicar cada costo calculado anteriormente de acuerdo con sus intervalos se
hallaría el promedio ponderado del costo de capital.
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
(0 - 2 520)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0.50 * 4.80 + 0.25 * 14.04 + 0.25 * 24.83 = 12.12 %
(2 521 - 3 600)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Ws k s
= 0,50 * 4,80 + 0,25 * 14,04 + 0,25 * 26,60 = 12,56 %
(3 601 - 4 200)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,50 * 6,00 + 0,25 * 14,04 + 0,25 * 26,60 = 13,16 %
(4 201 - 6 000)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,50 * 7,80 + 0,25 * 14,04 + 0,25 * 26,60 = 14,06 %
(6 001 - 9 200)
68
�WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,50 * 7,80 + 0,25 * 14,36 + 0,25 * 26,60 = 14,14 %
(9 201 - 13 720)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,50 * 7,80 + 0,25 * 15,03 + 0,25 * 26,60 = 14,31 %
(13 721 - ∞ )
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,50 * 7,80 + 0,25 * 15,03 + 0,25 * 27,50 = 14,53 %
El gráfico del Costo de Capital en correspondencia con el financiamiento sería:
A continuación, se deberá abordar el estudio de los aspectos relacionados con el
apalancamiento y la rentabilidad, para lo cual se recomienda primeramente la lectura del
Gitman, específicamente de su capítulo 4, examinando el apalancamiento operativo en
las páginas 82 a la 92 y posteriormente el apalancamiento financiero de la página 93 a la
97. Muy ligado a los conceptos de apalancamiento operativo y financiero se encuentran
los de riesgo operativo, financiero y total, a los que este autor dedica las páginas
siguientes 98 y 99, las que deberán ser objeto de estudio por su impacto en la
rentabilidad.
El apalancamiento y la rentabilidad, son tratados por el Weston en su capítulo 17,
(páginas 815 a la 822) y la parte referida al riesgo se aborda en este mismo capítulo de
69
�la página 798 a la 802, ambos aspectos se enmarcan por este autor en el estudio de la
estructura financiera, por lo que se recomienda consultar estas páginas para reafirmar el
conocimiento alcanzado con la lectura del Gitman y posteriormente retomarlo para
estudiarlo en su vínculo indisoluble con la estructura financiera de la empresa.
Resumen
El costo de capital que se debe usar en las decisiones de presupuesto de capital es el
promedio ponderado de los diversos tipos de capital que use la empresa,
típicamente deudas, acciones preferentes y capital contable común.
El costo componente de las deudas es el costo después de impuestos de las
deudas nuevas. Se encuentra multiplicando el costo de las deudas nuevas por (1-T),
donde T es la tasa fiscal marginal de la empresa:
k d = (1 − T )
El costo componente de las acciones preferentes se calcula como el dividendo
entre el precio neto de la emisión. El precio neto de la emisión es igual al precio que
recibe la empresa después de deducir los costos de flotación:
k ps =
Dp
Pn
=
Dp
P0 (1 − F)
El costo del capital contable común es el costo de las utilidades retenidas, en
tanto que la empresa las tenga, pero el costo del capital contable se convierte en el
costo de las nuevas acciones comunes una vez que la empresa haya agotado sus
utilidades.
El costo de las utilidades retenidas es la tasa de rendimiento que requieren los
accionistas sobre las acciones comunes de la empresa y se puede estimar por el
enfoque del rendimiento de dividendos más tasa de crecimiento, se añade la
tasa esperada de crecimiento de la empresa a su rendimiento esperado por
dividendos:
ks =
D1
+g
P0
El costo del nuevo capital contable común es más alto que el costo de las
utilidades retenidas porque la empresa deberá incurrir en gastos de flotación para
vender las acciones nuevas:
ke =
D (1 + g)
D1
+g
+g = 0
P0 (1 − F)
Pn
Cada empresa tiene una estructura óptima de capital, la cual se define como
aquella mezcla de deudas, acciones preferentes y capital contable común que
minimizará el promedio ponderado de su costo de capital (WACC):
WACC = Wdk d + Wpk p + Wsk s
El costo marginal de capital (MCC) se define como el costo aplicable al último peso
de capital nuevo que recibe la empresa. El MCC aumenta a medida que la empresa
70
�obtiene una mayor cantidad de capital durante un periodo dado. La gráfica del MCC
que se construye contra los pesos obtenidos se conoce como programa de costo
marginal de capital.
En el programa de costo marginal de capital ocurrirá un punto de ruptura cada vez
que aumente el costo de uno de los componentes de capital.
Ejercicio de autoevaluación
Ejercicio –I
Almacenes Universales SA, tiene una estructura que considera óptima, con un 30 % de
deudas, un 30 % de acciones preferentes y un 40 % de capital contable común. Se
conoce que hasta 1 800 MP el costo de las deudas será de 8 %, las obligaciones
incrementadas hasta 2 100 MP serán de un 10 % y todo peso mas allá de ese costo será
de 13 %.
Las acciones preferentes se emiten a $ 18,00 con dividendos de $ 2,30 por acción y se
emitirán un total de 1 500 MP con un costo de flotación de 9 %, la siguiente emisión
incrementada hasta 2 300 MP tendrá costo de flotación de 11 % y se elevaría a un 15
% por encima de esa magnitud.
Actualmente la empresa tiene ingreso neto total de 2 100 MP, reteniendo el 30 % como
ha sido su política de años anteriores. El dividendo más reciente pagado fue de $ 3,50
por acción con una tasa de crecimiento de 9 % y las acciones se cotizan a $ 21,00. La
emisión de nuevas acciones tendrá un costo de flotación de 7 % hasta los primeros 2 300
MP, de 9 % para los 2 800 MP y todo peso más elevado tendrá una flotación de 13 %.
Nota: la tasa fiscal es de 40 %
Solución al ejercicio de autoevaluación
Solución del ejercicio –I
W
Componentes
Capital
Agotado
Número
de
Intervalos
Rupturas
30 % Deudas
8 % para 1 800
6.000
3
(0-1,575)
10 % para 2100
7.000
4
(1,576-5,000)
30 % Capital Preferente
(5,001-6,000)
9 % para 1 500
5.000
2
(6,001-7,000)
11 % para 2 300
7.667
5
(7,001-7,667)
40 % Capital Común
(7,668-8,575)
71
�Utilidades R. para 30 %
1.575
1
9 % para2 800
8.575
6
(8,576-∞)
El cálculo de los Costos componentes se resumen en la siguiente tabla:
Costos componentes
Deuda
Capital Preferente
Capital Común
8 %para(0-6,000)
9 %para(0-5,000)
UR para 0-1,575
4,80 %
14,04 %
24,83 %
10 %para(6,001-7,000)
11 %para(5,001-7,667)
9 % para(1,576-8,575)
6,00 %
14,36 %
26,60 %
13 %para(7,001-∞)
15 %para(7,668-∞)
13 %para(8,576-∞)
7,80 %
15,03 %
27,50 %
Promedio ponderado del costo de capital:
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
(0 - 1 575)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,30 * 4,80 + 0,30 * 14.04 + 0,40 * 24,83 = 15,59 %
(1 576 - 5 000)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Ws k s
= 0,30 * 4,80 + 0,30 * 14,04 + 0,40 * 26,60 = 16,29 %
(5 001 - 6 000)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,30 * 6,00 + 0,30 * 14,04 + 0,40 * 26,60 = 16,65 %
(6 001 - 7 000)
72
�WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,30 * 7,80 + 0,30 * 14,04 + 0,40 * 26,60 = 17,19 %
(7 001 - 7 667)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,30 * 7,80 + 0,30 * 14,36 + 0,30 * 26,60 = 17,29 %
(7 668 - 8 575)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,30 * 7,80 + 0,30 * 15,03 + 0,40 * 26,60 = 17,49 %
(8 576 - ∞ )
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,30 * 7,80 + 0,30 * 15,03 + 0,40 * 27,50 = 17,85 %
El gráfico del Costo de Capital en correspondencia con el financiamiento sería:
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition.
73
�Información sobre la próxima unidad didáctica
En esta unidad, con el propósito de minimizar el promedio ponderado de sus costos de
capital, se hará énfasis en los métodos para encontrar la estructura financiera óptima de
la empresa y las variaciones que puede ocasionar la retención total o parcialmente de las
utilidades.
UNIDAD DIDÁCTICA V
Título: Estructura financiera óptima de la empresa
Tema II: Decisiones de Financiamiento
Objetivos específicos:
Aprender a seleccionar la estructura financiera que permita el funcionamiento más
eficiente para la empresa.
Comprender los factores que inciden sobre la política de reparto-retención de
utilidades de la empresa.
Requisitos previos:
Es necesario comprender la naturaleza de los costos de financiamiento de la
empresa y el efecto del apalancamiento en la rentabilidad.
Dominar la herramienta Microsoft Excel a la hora de resolver los ejercicios
propuestos.
Introducción
Una vez estudiadas las fuentes de financiamiento permanentes de la empresa y sus
respectivos costos, corresponde examinar los criterios para elegir la estructura financiera
que contribuya a elevar la eficiencia empresarial. Para el desempeño de este contenido
se utilizará la siguiente bibliografía:
74
�
Weston F. y Brigham E.Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial.
Desarrollo
La teoría financiera en busca de optimizar la estructura de la empresa, ha destacado dos
posiciones extremas: tesis de Modigliani y Miller (no existe una estructura financiera
óptima) y la tesis tradicional (existe una estructura financiera óptima).
En busca de mayor eficiencia, se cuenta con tres métodos para encontrar la estructura
financiera óptima:
Para un nivel dado de utilidades antes de intereses e impuestos (UAII), permite conocer
qué alternativa de financiamiento proporciona mayor Utilidad por acción (UPA).
Estructura financiera óptima = UAII − UPA
Es un método sencillo de analizar, pero:
No aplicable a empresas que no presentan estructura accionaria;
No considera la disponibilidad de efectivo;
Se presenta en términos absolutos.
Para un nivel dado de Utilidades antes de intereses e impuestos (UAII), permite conocer
qué alternativa de financiamiento proporciona mayor Rentabilidad financiera (R F ).
Estructura financiera óptima = UAII − R F
Es un método sencillo de analizar, pero:
No considera la disponibilidad de efectivo;
Realiza el análisis combinando un indicador absoluto con otro relativo.
Para un nivel dado de Rentabilidad económica en base al flujo en operaciones (R EFO ),
permite conocer qué alternativa de financiamiento proporciona mayor Rentabilidad
financiera en base al flujo libre (R FFL ).
Estructura financiera óptima = R EFO − R FFL
R EFO =
FO
AT
R FFL =
FL
EP
A continuación se resuelve un ejemplo teniendo en cuenta el segundo método:
Supongamos que una empresa cuenta en la actualidad con un financiamiento propio en
su totalidad equivalente a $ 5.000.000,00 y que proyecta una Rentabilidad Económica
que garantiza una Utilidad Antes de Intereses e Impuestos anual de $ 1.000.000,00,
para lo cual tiene un plan de expansión según el cual deberá invertir $ 2.000.000,00. La
75
�tasa del impuesto sobre utilidades es del 35 %. Cuenta además con dos alternativas de
financiamiento para el plan de expansión:
I.
Aportaciones del dueño equivalentes al requerimiento de la expansión.
II.
Endeudamiento al 8 % de interés.
El primer paso es determinar qué nivel de Rentabilidad Financiera nos permite obtener
cada alternativa de financiamiento. Para ello se construye el Estado de Resultados
proyectado, buscando la sensibilidad de cada propuesta.
A
UAII
B
$ 1.000.000,00
Intereses
UA Impuestos
$ 1.000.000,00
-
160.000,00
$ 1.000.000,00
ISU
$
350.000,00
294.000,00
UN
$
Patrimonio
$ 7.000.000,00
$ 5.000.000,00
9,29 %
10,92 %
RF
650.000,00
840.000,00
$
546.000,00
En este caso, el análisis de este Método permite conocer que para un nivel de UAII
proyectadas de $1 millón, la alternativa B que presupone el financiamiento de la
expansión vía endeudamiento al 8 %, es la que garantiza la mayor RF (10.92 %). En
consecuencia, la decisión debe favorecer a esta alternativa, pero, ¿qué pasaría si las UAII
fueran mayores o menores que las proyectadas? Al variar el nivel de UAII, puede que no
sea la alternativa B la mejor debido a los costos financieros fijos y al efecto del Impuesto
sobre la Utilidades. Por eso, es necesario buscar los puntos de indiferencia entre las
alternativas propuestas, así se puede conocer para cada nivel de UAII cuál es la mejor
propuesta de financiamiento. Esto se puede hacer siguiendo dos vías: la matemática y la
gráfica.
Matemáticamente el punto de indiferencia entre las alternativas de financiamiento se
encuentra en aquel nivel de UAII en el cual se igualan las RF A de los planes alternativos.
Esto significa que los puntos de indiferencia están en aquellos niveles de UAII donde se
cumple que: RF A = RF B . Desarrollando esta igualdad tenemos:
(UAII - IA )(1 − T)
Patrimonio A
=
(UAII - IB )(1 − T)
Patrimonio B
Resolviendo UAII se determina que RF A = RF B para UAII = $ 560,000.
76
�Gráficamente el punto de indiferencia entre las alternativas de financiamiento propuestas
se encuentra en un plano UAII – RF. Para ello se consideran los puntos de equilibrio
financieros (PEF) para cada alternativa, las UAII proyectadas y sus correspondientes
UPA. Luego, la UAII solo permite cubrir los costos financieros fijos, a saber:
PEF = I +
DP
⇒ RF = 0
(1 - T)
PEF = Punto de equilibrio financiero.
I = Monto anual de intereses.
DP = Monto anual de Dividendos Preferentes.
En este caso significa que mientras la empresa proyecte y obtenga UAII inferiores a $
560,000 la mejor alternativa de financiamiento, dado que alcanza mayor RF, es la
Propuesta “A”. Cuando las UAII son iguales a $ 560,000 es indiferente seleccionar la
Propuesta “A” o la “B” y cuando las UAII son mayores de $ 560,000, entonces la
Propuesta “B” es la que posibilita mayor RF.
Las conclusiones respecto a la estructura financiera óptima EFO serían que para UAII
inferiores a $ 560,000, la alternativa “A” define la EFO, a saber, 100 % FP. Para UAII
superiores a $ 560,000, la alternativa “B” define la EFO, a saber, 72 % de FP y 28 % de
FA.
Ahora bien; ¿qué ocurre cuando la empresa retiene total o parcialmente las utilidades
netas del periodo? ¿Se afecta la estructura financiera óptima?
El punto está precisamente en el hecho de que cuando se retienen utilidades se
incrementa en esa misma cuantía el patrimonio, mientras que cuando se reparten, en
caso de requerirse financiamiento para nuevas inversiones, se acude al endeudamiento,
alterándose en ambos casos la estructura financiera de la empresa.
La vía del manejo de la política de retención – reparto de utilidades de la empresa,
conscientes de su impacto en la estructura financiera, puede contribuir a elevar la
proporción de una u otra fuente en dependencia de lo que resulte necesario para la
elevación de la eficiencia financiera de la empresa.
Por su parte, en el mundo empresarial de las economías de mercado, el reparto de
utilidades brinda evidencia de la salud financiera de la empresa, lo cual contribuye a
mantener su valor de mercado.
77
�Resumen
La estructura óptima de capital de una empresa es aquella mezcla de deudas y
capital contable que maximiza el precio de las acciones de la empresa.
Algunos factores influyen sobre las decisiones de estructura de capital de una
empresa. Estos son:
1. Riesgo comercial
2. Posición fiscal
3. Flexibilidad financiera
4. Actitudes conservadoras o agresivas de la administración de la empresa
Existen tres métodos para encontrar la estructura financiera óptima:
Estructura financiera óptima = UAII − UPA
Estructura financiera óptima = UAII − R F
Estructura financiera óptima = R EFO − R FFL
R EFO =
FO
AT
R FFL =
FL
EP
Modigliani y Miller desarrollaron una teoría de intercompensación de la estructura
de capital, en la que las deudas son útiles porque el interés es deducible para propósitos
fiscales, pero las deudas traen consigo costos que se asocian con una quiebra real o
potencial. Bajo la teoría MM, la estructura óptima es aquella que produce un equilibrio
entre los beneficios fiscales derivados de las deudas y los costos asociados con una
quiebra.
Ejercicios de autoevaluación
Ejercicio –I
La empresa Shrieves Company con capitalización a largo plazo que consiste enteramente
de $ 5.000.000,00 en acciones comunes, desea conseguir $ 2.000.000,00 para adquirir
un equipo especial, para lo cual cuenta con las alternativas siguientes:
I.
Vendiendo 40,000 acciones comunes a $ 50 cada una;
II.
Vendiendo bonos al 10 % de interés;
78
�III. Vendiendo acciones preferentes con dividendo del 8 %.
Las UAII actuales son de $ 8.000.000,00; sin embargo, se pronostican UAII equivalentes
a $1.000.000,00. La tasa de ISU es del 50 % y hay actualmente en circulación
100.000,00 acciones comunes. ¿Cuál será la mejor alternativa de financiamiento?
Ejercicio –II
La empresa Unevol S.A. actualmente posee activos por un valor de $10.000.000,00 y
presenta una estructura de capital que contempla el financiamiento mediante deudas en
un 40 %. El costo de la deuda contraída es del 7 %. Como parte de su estrategia de
expansión está analizando dos planes alternativos de financiamiento para una nueva
inversión de $7.000.000,00.
El Plan A se fundamenta en la emisión de deuda a una tasa de interés del 9 %.
El Plan B se basa en el financiamiento por la vía de la incorporación de un nuevo dueño
que aportaría la cantidad requerida en calidad de patrimonio.
La Compañía paga el 35 % de Impuesto sobre Utilidades y el precio de mercado de sus
acciones es de $10,000.
a) Determine por el método matemático el punto de indiferencia para los planes
alternativos de financiamiento A y B.
Actualmente: $10.000.000,00 de Activos
40 % de Deuda: $4.000.000,00 millones de Deuda
Nueva inversión: $7.000.000,00
Plan A
Plan B
Intereses
Intereses
280.000,00+($7.000.000,00*0,09)
($4.000.000,00*0,07)
$910.000,00
$280.000,00
Número de acciones
Número de acciones
$6.000.000,00/$10.000,00
$13.000.000,00/$10.000,00
600 acciones
1.300,00 acciones
Solución de los ejercicios de autoevaluación
Solución del ejercicio –I
79
�PARA UAII = $1.000.000,00
I
UAII proyectada
II
1.000.000,00
Intereses
III
1.000.000,00
-
Utilidad antes de Impuestos
1.000.000,00
200.000,00
-
1.000.000,00
800.000,00
1.000.000,00
Impuestos sobre Utilidades
500.000,00
400.000,00
500.000,00
Utilidad Después de Impuestos
500.000,00
400.000,00
500.000,00
Dividendos Preferentes
-
Utilidad Neta
Número de acciones comunes
-
160.000,00
500.000,00
400.000,00
340.000,00
140.000
100.000
100.000
3,57
4,00
3,40
7,14%
8,00%
6,80%
Utilidad por acción
Rentabilidad Financiera
Punto de indiferencia entre I y II
UPA I = UPA II
(UAII − 0)(1 − 0.50 ) = (UAII − 200,000 )(1 − 0.50 )
140,000
100,000
0.50UAII 0.50UAII − 100,000
=
140,000
100,000
$50.000,00 UAII = $70.000,00 UAII - $14.000.00 0.000,00
$20,000.00 UAII = $14.000.00 0.000,00
UAII = $700.000,0 0
UPA I = UPA II
Punto de indiferencia entre I y III
UPA I = UPA III
(UAII − 0)(1 − 0.50 ) = (UAII − 0)(1 − 0.50 ) − $160.000,00
140,000
100,000
0.50UAII 0.50UAII − 160.000,00
=
140,000
100,000
80
�$50.000,00 UAII = $70.000,00 UAII - $22.400.00 0.000,00
$20,000.00 UAII = $22.400.00 0.000,00
UAII = $1.120.000 ,00
UPA I = UPA III
La mejor alternativa de financiamiento es la alternativa III
Solución del ejercicio –II
Punto de indiferencia entre A y B
UPA A = UPA B
(UAII − 910.000,00 )(1 − 0.35 ) = (UAII − 280.000,00 )(1 − 0.35 )
600
1,300
(0.65UAII − 591.500,00 ) = (0.65UAII − 182.000,00 )
600
1,300
845UAII − $768.950.0 00,00 = 390UAII − $109.200.0 00,00
445UAII = $659.750.0 00,00
UAII = $1.482.584 ,27 ⇒ UPA A = UPA B
Sustituyendo en A y B para $1.482.584,27
Plan A
UAII
1.482.584,27
$ 1.482.584,27
Intereses
910.000,00
280.000,00
UA impuestos
572.584,27
1.202.584,27
ISU
200.404,49
420.904,49
Utilidad Neta
372.179,78
781.679,78
600
1.300
UPA
620,30
601,29
Rentabilidad Financiera
6,20 %
6,01 %
Números de acciones
$
Plan B
81
�b) Trace estos dos planes en un gráfico. Si la Compañía proyectara Utilidades antes de
Intereses e Impuestos (UAII) de $2.000.000,00 ¿Qué plan de financiamiento
resultaría más conveniente?
Plan A
UAII
$
Plan B
2.000.000,00
$ 2.000.000,00
910.000,00
280.000,00
1.090.000,00
1.720.000,00
ISU
381.500,00
602.000,00
Utilidad Neta
708.500,00
1.118.000,00
600
1.300
UPA
1.180,83
860,00
Rentabilidad Financiera
11,81 %
8,60 %
Intereses
UA impuestos
Números de acciones
Estructura Financiera según UAII-UPA
82
�Estructura Financiera según UAII-RF
Para UAII=$2.000.000,00 resulta mejor el Plan A, pues garantiza mayores UPA.
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition.
83
�UNIDAD DIDÁCTICA VI
En esta unidad didáctica se valorará la alternativa de arrendamiento como forma de
financiamiento permanente, valorando así la decisión de compra o arrendamiento de un
activo para adquirir sus servicios sin incurrir directamente en la obligación de este.
Título: Arrendamientos
Tema II: Decisiones de Financiamiento
Objetivo específico:
Conocer las características y los criterios a considerar para adoptar decisiones
sobre el arrendamiento financiero.
Requisitos previos:
Tener dominio del valor actual neto como criterio por excelencia.
Conocimientos previos de la asignatura Sistema Financiero (método de
amortización constante) para determinar el interés separado del principal en cada
uno de los pagos del préstamo.
Introducción
Una vez estudiados los métodos para el análisis de la estructura financiera óptima, que
contribuya a elevar la eficiencia empresarial, así como sus variaciones al retirar total o
parcialmente las utilidades; ccorresponde ahora en esta unidad didáctica, el estudio de
una alternativa financiera exenta de obligación, decisiones sobre arrendamientos. Para el
desempeño de este contenido se utilizará la siguiente bibliografía:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial.
Desarrollo
Una alternativa de financiamiento permanente que no compromete el grado de
endeudamiento de la empresa, la constituye el arrendamiento. El arrendamiento
proporciona una alternativa de compra de un activo para adquirir sus servicios sin
incurrir directamente en
la obligación de este. Existen dos tipos básicos de
arrendamiento:
84
�Arrendamientos operativos: algunas veces conocido como arrendamientos de
servicios, básicamente es a corto plazo, por lo que no se amortizan en forma total y
contienen una cláusula de cancelación, es decir, puede cancelarse durante el periodo del
contrato a opción del arrendatario. Normalmente se utiliza para el caso de equipos de
computación, vehículos, etc.
Arrendamientos financieros (leasing): algunas veces se le denomina arrendamientos
de capital, es a largo plazo, por lo que son totalmente amortizables, no proporcionan
servicios de mantenimiento y no son cancelables.
Muchas empresas que necesitan adquirir nuevos activos afrontan la decisión de
comprarlos o arrendarlos. Es una decisión de presupuesto de capital híbrida, que obliga a
la empresa a comparar dichas alternativas. Para tomar la decisión más adecuada es
necesario comparar el valor actual de las salidas de caja después de impuestos.
Para la evaluación del arrendamiento, normalmente deben seguirse los pasos
siguientes:
1. Determine el pago por arrendamiento anual. Como este pago generalmente es por
anticipado, entonces deberá utilizar la fórmula siguiente:
Cantidad de arrendamiento = Pago por arrendamiento + Pago por arrendamiento(VAIFAk,n−1 )
Pago por arrendamiento =
Cantidadde arrendamiento
1 + VAIFA k,n−1
2. Cálculo de las salidas de caja después de impuestos.
3. Cálculo del valor actual de las salidas de caja después de impuestos.
Para la evaluación de la compra, debe seguir los pasos siguientes:
1. Cálculo de la amortización anual del préstamo para la compra, empleando la fórmula
siguiente:
Amortización anual =
Cantidad de prestamo para la compra
VAIFA k,n
Puede que este paso no sea necesario porque generalmente esta información está
disponible.
85
�2. Cálculo del interés. Separado del principal en cada uno de los pagos porque solo éste
es deducible de impuestos.
3. Cálculo de las salidas de caja sumando interés y depreciación (más costos de
mantenimiento) y posteriormente, cálculo de las salidas después de impuestos.
4. Cálculo del valor actual de las salidas después de impuestos.
A continuación se muestra un ejemplo a desarrollar en conjunto:
La Empresa Comandante Ernesto Che Guevara de Moa ha decidido adquirir un lote de
volvos para la explotación minera, con un costo de $ 12 000 000.00 y una vida útil de
cinco años, después de los cuales no se espera que tenga valor residual. La empresa
cuenta con dos alternativas, comprarlos o arrendarlos.
Si se emplea el arrendamiento, el arrendador que en este caso es Volvo, exige una
utilidad del 12 %. Como es costumbre, los pagos por arrendamiento se hacen por
anticipados, es decir, al final del año anterior en cada uno de los cinco años, la tasa de
impuesto es de 40 % y el costo de la deuda después de impuestos es aproximadamente
del 8 %. Si se compran se supone que la empresa lo financie totalmente con en
préstamo bancario al 10 %. Se utiliza el método de depreciación por línea recta sin valor
de salvamento. ¿Cuál de las dos alternativas es más factible?
Primero se evaluará la alternativa del arrendamiento. Para ello:
1. Hallar el pago del arrendamiento anual.
Pago por arrendamie nto =
Cantidad de arrendamie nto $12 000 000.00
=
= $2.972.283,46
1 + VAIFA k,n−1
4,0373
2. Calcular las salidas de caja después de impuestos y el valor actual de dichas salidas.
1
Años
2
Pago
de Ahorro
Arrendamiento
Impuestos
0
$2.972.283,46
(1-4)
$2.972.283,46
5
$
-
3=1-2
4
5=3*4
en Costo después Factor
Valor Valor Actual del
de Impuesto
Actual 8 %
egreso
$1.188.913,38
$2.972.283,46
1,0000 $ 2.972.283,46
$1.783.370,07
3,3121 $ 5.906.700,02
$1.188.913,38 $-1.188.913,38
0,6806 $
-809.174,45
$ 8.069.809,03
86
�Ahora se evaluará la alternativa de compra. Para ello:
1. Cálculo de la amortización anual del préstamo para la compra.
Amortización anual =
Cantidad de préstamo paraL a compra $ 12.000.000,00
=
= $ 3.165.558,72
VAIFAk,n
VAIFA10%,5
2. Cálculo del interés
1
Años
2
Pagos
Préstamo
3=2*10 %
del Principal
al Interés
inicio del año
4=1-3
5=2-4
Principal
Principal al final
del año
1
3.165.558,72
12.000.000,00
1.200.000,00
1.965.558,72
10.034.441,28
2
3.165.558,72
10.034.441,28
1.003.444,13
2.162.114,59
7.872.326,69
3
3.165.558,72
7.872.326,69
787.232,67
2.378.326,05
5.494.000,64
4
3.165.558,72
5.494.000,64
549.400,06
2.616.158,66
2.877.841,98
5
3.165.558,72
2.877.841,98
287.784,20
2.877.774,52
67,46
Debido a errores de aproximación hay una pequeña diferencia entre (2) y (4).
3. Cálculo de las salidas de caja sumando interés y depreciación. Posteriormente, el
cálculo de las salidas después de impuestos. Además el cálculo del valor actual de las
salidas después de impuestos.
1
2
3
4=2+3
5=4*40 %
6=1-5
Depreciación
Total
de Ahorro
en Salidas
deducciones
impuestos
caja
7
Años
Pagos
del
Interés
Préstamo
de
1
3.165.558,72 1.200.000,00 2.400.000,00 3.600.000,00 1.440.000,00 1.725.558,72
0,92
2
3.165.558,72 1.003.444,13 2.400.000,00 3.403.444,13 1.361.377,65 1.804.181,07
0,85
3
3.165.558,72
0,79
787.232,67 2.400.000,00 3.187.232,67 1.274.893,07 1.890.665,65
87
VA al 8 %
�4
3.165.558,72
549.400,06 2.400.000,00 2.949.400,06 1.179.760,03 1.985.798,69
0,73
5
3.165.558,72
287.784,20 2.400.000,00 2.687.784,20 1.075.113,68 2.090.445,04
0,68
El Valor Actual de las salidas de caja correspondiente a la alternativa de arrendamiento
es de $ 8 069 809.03, y para la alternativa de compra (con un préstamo) es de $ 7 527
548.58. Lo que demuestra que es preferible la compra mediante préstamo por una
diferencia de $ 542 260.45.
Weston aborda este contenido en su capítulo 21, específicamente en las páginas 1020 a
la 1031. El estudiante deberá hacer énfasis en las diferencias entre el arrendamiento
operativo y financiero, lo cual aparece en las páginas 1020 a la 1024.
Inmediatamente procederá a la valoración del arrendamiento financiero a partir de la
aplicación del criterio del valor actual neto, ya estudiado en el Tema I de la asignatura;
este aspecto se encuentra perfectamente expuesto en las páginas 1025 a la 1030. Un
aspecto interesante que aborda esta obra es el análisis de los factores que afectan las
decisiones de arrendamiento, lo cual puede estudiarse en la página 1030.
En el Gitman, el tema del arrendamiento se presenta en el capítulo 20, enfocándose
primeramente los diferentes tipos de arrendamiento en las páginas 512 a la 517.
Posteriormente se aborda el arrendamiento como fuente de financiamiento a partir de la
página 517 y su impacto sobre el financiamiento futuro y el análisis financiero de la
empresa, lo cual es tratado hasta la página 523.
Para la decisión de arriendo o compra, el autor parte de la valoración del costo en ambos
casos, tratando este aspecto de la página 523 a la 528. Finalmente en esta obra se
enfocan las ventajas y desventajas del arrendamiento (ver páginas 528 a la 531) y
resulta importante el Resumen de esta parte que aparece en las páginas 531 y 532.
Brealey aborda el arrendamiento financiero en el capítulo 26 de su obra, de la página
793 a la 813. Este autor comienza definiendo el arrendamiento y exponiendo las razones
para optar por esta vía alternativa de financiamiento de la empresa, para posteriormente
proceder a su valoración con vistas al proceso de toma de la decisión de arriendo o
compra, lo cual realiza específicamente en las páginas 800 a la 813.
Resumen
El arrendamiento consiste en una forma de obtener el uso de un activo sin comprar
ese activo. Las formas más importantes de arrendamiento son:
88
�1. Arrendamientos operativos: básicamente es a corto plazo, por lo que no se
amortizan en forma total, y contienen una cláusula de cancelación, es decir,
puede cancelarse durante el periodo del contrato a opción del arrendatario.
2. Arrendamientos Financieros: bajo los cuales el activo se ve plenamente
amortizado a lo largo de la vida del arrendamiento, el arrendador no proporciona
el mantenimiento y el arrendamiento no es cancelable.
La decisión en cuanto a si se debe arrendar o comprar un activo se hacen mediante la
comparación de los costos de financiamiento de las dos alternativas y mediante la
elección del método de financiamiento que ofrezca el costo más bajo. Todos los flujos de
efectivo deben descontarse al costo de la deuda después de impuestos porque los flujos
de efectivo del análisis de arrendamiento son relativamente ciertos y se expresan sobre
una base después de impuestos.
Ejercicios de autoevaluación
Ejercicio –I
El Departamento de Inversiones del Puerto de Moa considera necesaria un remolcador
cuyo precio de mercado es de $ 3 000 000.00. Lamentablemente en estos momentos no
cuenta con las posibilidades de financiamiento requeridas, por lo que está evaluando las
alternativas de adquirirla mediante un financiamiento bancario a tres años, o a través de
un arrendamiento de capital. El barco se deprecia por el método de línea recta, no
existiendo valor de salvamento alguno y el Impuesto sobre Utilidades que paga la
empresa es del 35 %. El costo de la deuda después de impuestos es aproximadamente
del 8 %. En el caso de emplear la vía del préstamo bancario, el costo de la deuda sería
del 12 % sobre el saldo pendiente del préstamo y quedaría obligada a realizar pagos
anuales, iguales al finalizar cada uno de los 3 años correspondientes para su
amortización. La vía del arrendamiento exige un costo del 16 % y pagos anuales iguales
que deberán realizarse al inicio de cada uno de los 3 años, con lo cual al vencimiento, se
le transferiría la propiedad del activo a la empresa sin costo adicional alguno.
Fundamente la propuesta de la mejor alternativa para la adquisición del remolcador.
Ejercicio –II
La Empresa Comercializadora de Combustibles de Holguín lo ha designado a usted para
evaluar las decisiones relacionadas a la vía más adecuada para adquirir un camión para
la transportación de combustible, cuyo precio de mercado es de $ 560 000.00. Se ha
desestimado la compra al contado considerando las necesidades de financiamiento que
presenta la empresa actualmente, por lo que se están evaluando las alternativas de
adquirirla mediante un financiamiento bancario a tres años, o mediante un
arrendamiento financiero. El camión deprecia por el método de línea recta, no existiendo
valor de salvamento alguno y el Impuesto sobre Utilidades que paga la empresa es del
40 %. El costo de la deuda después de impuestos es aproximadamente del 10 %.
De emplearse la vía del préstamo bancario, el costo de la deuda sería del 15 % sobre el
saldo pendiente del préstamo y quedaría obligada a realizar pagos anuales iguales al
89
�finalizar cada uno de los 3 años correspondientes para su amortización. De adoptarse la
vía del arrendamiento, el costo sería del 20% y se le concede a la empresa de manera
excepcional la posibilidad de realizar pagos anuales iguales que deberán concretarse al
finalizar cada uno de los 3 años, con lo cual al vencimiento se le transferiría la propiedad
del camión a la empresa sin costo adicional alguno.
Fundamente la propuesta de la mejor alternativa para la adquisición de esta maquinaria.
Solución a los ejercicios de autoevaluación
Solución del ejercicio –I
Evaluación del arrendamiento
Pago por arrendamie nto =
Año
Pago
de Ahorro
Arrendamiento
Impuestos
0
$1.151.543,07
(1-2)
$1.151.543,07
3
Cantidad de arrendamie nto $3.000.000.00
=
= $1.151.543,07
1 + VAIFA k,n−1
2,6052
$
-
en Costo después Factor
Valor Valor
Actual
de Impuesto
Actual 8 %
del egreso
$ 1.151.543,07
$ 403.040,07
$
1,0000 $ 1.151.543,07
748.503,00
1,7833 $ 1.334.805,39
$ 403.040,07 $ -403.040,07
0,7938 $ -319.933,21
90
�$ 2.166.415,25
Evaluación del préstamo
Pago anual del préstamo =
Años
Pagos
Préstamo
del Principal
del año
Cantidad del préstamo
$3.000.000,00
=
= $1.249.063,20
VAIFA k,n
VAIFA 12%,3
al
inicio
Interés
Principal
del año
Saldo
al
final
1
$ 1.249.063,20
$ 3.000.000,00
$ 360.000,00
$
889.063,20
$
2.110.936,80
2
$ 1.249.063,20
$ 2.110.936,80
$ 253.312,42
$
995.750,78
$
1.115.186,02
3
$ 1.249.063,20
$ 1.115.186,02
$ 133.822,32
$ 1.115.240,88
$
-54,86
1
Pagos
Préstamo
del
2
3
4=2+3
5=4*35 %
6=1-5
Interés
Depreciación
Total
de Ahorro
en Salidas
deducciones
impuestos
caja
de
7
8=6*7
VA al 8 %
VA de s
de caja
1.249.063,20
360.000,00
1.000.000,00
1.360.000,00
476.000,00
773.063,20
0,9259
715.7
1.249.063,20
253.312,42
1.000.000,00
1.253.312,42
438.659,35
810.403,86
0,8573
694.7
1.249.063,20
133.822,32
1.000.000,00
1.133.822,32
396.837,81
852.225,39
0,7938
676.4
2.087.0
Conviene más la alternativa del préstamo, pues su Valor Actual es menor, propiciando
una ventaja neta de $ 79.380,29.
Solución del ejercicio –II
91
�Evaluación del arrendamiento
Pago por arrendamie nto =
Años
Cantidad de arrendamie nto $560.000,00
=
= $180.267,18
1 + VAIFA k,n
3,1065
Pago
de Ahorro
Arrendamiento
Impuestos
(1-3)
$ 180.267,18
en Costo después Factor
Valor Valor
Actual
de Impuesto
Actual 10 %
del egreso
$ 72.106,87
$ 108.160,31
$ 268.983,87
2,4869
Evaluación del préstamo
Pago anual del préstamo =
1
Cantidad del préstamo
$560.000,0 0
=
= $245.269,8 0
VAIFA k,n
VAIFA 15%,3
2
3=2*15 %
del Principal
al
Interés
inicio del año
4=1-3
5=2-4
Saldo
Principal al final
del año
Años
Pagos
Préstamo
1
$ 245.269,80
$ 560.000,00
$
84.000,00
$ 161.269,80
$ 398.730,20
2
$ 245.269,80
$ 398.730,20
$
59.809,53
$ 185.460,27
$ 213.269,93
3
$ 245.269,80
$ 213.269,93
$
31.990,49
$ 213.279,31
$
-9,38
92
�1
Pagos
Préstamo
del
2
3
4=2+3
5=4*40%
6=1-5
Interés
Depreciación
Total
de Ahorro
en Salidas
deducciones
impuestos
caja
de
7
8=6*7
VA al 10%
VA de s
de caja
245.269,80
84.000,00
186.666,67
270.666,67
108.266,67
137.003,13
0,9091
124.549
245.269,80
59.809,53
186.666,67
246.476,20
98.590,48
146.679,32
0,8264
121.215
245.269,80
31.990,49
186.666,67
218.657,16
87.462,86
157.806,94
0,7513
118.560
364.325
Conviene más la alternativa del arrendamiento, pues su valor actual es menor,
proporcionando una ventaja de $ 95 341.82.
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition.
Información sobre la próxima unidad didáctica
Hasta aquí queda concluido todo con respecto a decisiones de financiamiento, dando
lugar al tema III, que será el encargado de interrelacionar y demostrar que tanto las
decisiones de inversión como las de financiamiento están estrechamente relacionadas
entre sí.
UNIDAD DIDÁCTICA VII
Título: Criterios de evaluación ajustados
Tema III: Interrelaciones de las Decisiones de Inversión y Financiación.
Objetivo específico:
Aprender a utilizar el criterio de valor actual neto ajustado como expresión del
vínculo entre las decisiones de inversión y financiamiento, así como de otros
criterios alternativos: la tasa de descuento ajustada y el costo promedio
ponderado de financiamiento.
Requisitos previos:
93
�
Tener dominio del valor actual neto como criterio por excelencia y sobre la tasa
interna de rendimiento.
Conocimientos previos de la asignatura Contabilidad General III, sobre los
métodos de depreciación.
Dominar el análisis de sensibilidad y de escenarios en la evaluación financiera de
proyectos de inversión.
Saber calcular los costos de financiamiento de la empresa.
Dominar la herramienta Microsoft Excel, así como cualquier asistente matemático,
como el Derive, que servirán de apoyo al hora de determinar los flujos de efectivo,
el valor actual neto, la tasa Interna de Rendimiento y sus gráficos.
Introducción
Una vez estudiados los temas I y II de la asignatura donde se abordaron de manera
independiente las decisiones de inversión y las de financiación, por unidades didácticas,
corresponde el estudio de las interrelaciones que existen entre ambos tipos de
decisiones, considerando que en la práctica no son independientes unas de otras. Para el
desempeño de este contenido se utilizará la siguiente bibliografía:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial.
Desarrollo
El objetivo principal de las decisiones de inversión y de las de financiación es que deben
estar encaminadas hacia la búsqueda del incremento del valor de la empresa.
Decisiones Financieras en la Empresa
Activo
Pasivo + Capital
Decisiones de
Inversión
Decisiones de
Financiamiento
Máximo
Rendimiento
Mínimo
Costo
94
�A continuación se muestran los criterios fundamentales para la determinación de
decisiones conjuntas de inversión y financiación:
Valor Actual Neto Ajustado
Tasa de Descuento Ajustada
Cuadro de Oportunidades de Inversión Disponibles – Costo Marginal del Financiamiento
(COID – CMF).
Para ello, se recomienda el estudio de este tema comenzando con la lectura del Brealey,
quien lo aborda en su capítulo 19. En esta obra se enfoca primeramente el valor actual
neto ajustado, lo cual se desarrolla en las páginas 555 a la 560. En esta parte el
estudiante deberá prestar especial atención al análisis del aumento de la capacidad de
endeudamiento de la empresa y al valor actual de los ahorros fiscales.
Valor Actual
= VAN del caso básico + VAN de las decisiones de financiación
Neto Ajustado
El VAN de las decisiones de financiación provocada por la aceptación de un proyecto está
compuesto por los costos asociados a la obtención de financiamiento y por los ahorros
asociados al tipo de financiamiento.
Ejemplos de situaciones más frecuentes:
Suponga que el valor actual neto básico es igual a $ 1 000.00 y el valor actual
neto de financiación de $ 100.00. Entonces el valor actual neto ajustado es de $ 1
100.00, siendo conveniente para la empresa.
Si aumentara el valor actual neto de financiación en $ 500.00, su valor actual neto
ajustado se incrementaría hasta $ 1 500.00, siendo más conveniente el proyecto
con esta forma de financiamiento.
95
�
Si el valor actual neto de financiación disminuyera hasta -200.00 pesos, el valor
actual neto ajustado sería de $ 800.00, es un buen proyecto pero esta forma de
financiamiento reduce su valor.
Si el valor actual neto de financiación disminuyera hasta -1 100.00 pesos, el valor
actual neto ajustado sería de -100.00 pesos. Sería un buen proyecto pero esta
forma de financiamiento no lo hace factible.
Debe tenerse en cuenta que en el caso de una empresa su VANA se calcularía de la
siguiente forma:
Valor de la empresa = Valor de financiami ento completame nte + Valor actual del ahorro fiscal
con fuentes propias
Las tasas de descuento ajustadas como alternativa al valor actual neto ajustado lo
desarrolla el Brealey en el propio capítulo 19, de la página 560 a la 565.
La tasa de descuento ajustada (r*), representa el costo de oportunidad ajustado a
una tasa mínima, que refleja los efectos derivados de la financiación de un proyecto de
inversión. Su criterio es aceptar proyectos con VAN positivo, cuando el flujo de caja se
descuenta a la tasa r*.
El estudio del análisis del Cuadro de oportunidades de inversión disponibles – Costo
marginal del financiamiento, se sugiere realizar primeramente a partir de la lectura del
Gitman, posteriormente a través del Weston y finalmente, retomarlo en el Brealey como
se explica a continuación:
En el Gitman, este contenido se analiza en el capítulo 15, en el contexto del estudio del
costo del financiamiento. Para ello, se deberá atender los elementos que se ofrecen a
partir de la página 388, cuando aborda las ponderaciones marginales, lo cual sienta las
bases para el estudio de este método en las páginas 390 a la 392. En esta obra, su autor
lo reconoce como método marginal para decisiones de desembolso capitalizables.
En el Weston se aborda este contenido en el capítulo 16, también en el marco del estudio
del costo del financiamiento, al igual que el Gitman. Específicamente lo desarrolla de la
página 763 a la 776. Primeramente expone en qué consiste el costo marginal del
financiamiento, lo cual realiza de la página 763 a la 773. Hay que dedicar especial
atención a esta parte y hacer énfasis en el estudio del punto de ruptura.
Cuadro de Oportunidades de
Inversión Disponibles – Costo
Marginal del Financiamiento
Comparación
96
�Cuadro de Oportunidades de Inversión Disponible
IRR
20 %
15 %
97
�10 %
1.0
2.5
1.5
Nivel Financiación (MM Pesos)
Costo Marginal de Financiamiento
WACC
Punto Ruptura
2.0
Nivel Financiación (MM Pesos)
Un momento importante para la toma de decisiones conjuntas de inversión y
financiación, lo constituye la combinación de las oportunidades de inversión con el
financiamiento disponible a partir de los elementos ya estudiados. Este aspecto es
abordado por Weston de una forma muy clara de la página 773 a la 776.
Cuadro de Oportunidades de Inversión Disponibles-Costo Marginal del Capital
98
�IRR
WACC
20 %
Punto Ruptura
15 %
14 %
12 %
10 %
Nivel Financiación (MM Pesos)
1.0
2.0
2.5
4.0
Finalmente, los contenidos deben completarse con el
particularmente en su capítulo 19, de la página 565 a la 572.
estudio
en
el
Brealey,
Resumen
Las decisiones de inversión siempre tienen efectos derivados sobre la financiación:
cada peso empleado tiene que haberse obtenido de algún modo. En el mundo actual
las empresas deciden qué activos comprar y luego se preocupan por la forma de
obtener el dinero para pagarlos. Los efectos derivados de estas decisiones no pueden
ignorarse en la práctica.
La técnica es sencilla, después de hallar el VAN, se ajusta el valor actual para calcular
el impacto total del proyecto sobre el valor de la empresa. El criterio consiste en
aceptar el proyecto si el valor a Valor Actual Neto Ajustado es positivo:
Aceptar el proyecto si VANA = VAN del caso + valor actual de los efectos > 0
básico
financieros derivados
Los efectos derivados de la financiación se evalúan uno a uno y sus valores actuales
se suman o se restan del VAN del caso básico. Algunos de estos efectos son:
1. Costos de emisión
2. Ahorros fiscales de interés
99
�3. Financiación especial
La tasa de descuento (r*) se ajusta para reflejar los efectos derivados de la
financiación. Si su ajuste es correcto, el resultado es VANA:
VAN a la tasa de
= VANA = VAN al costo de
= Valor actual de los efectos
descuento ajustada
oportunidad del capital derivados de la función
100
�Ejercicio de autoevaluación
Ejercicio –I
Moa Nikel SA considera diferentes proyectos de inversión clasificados como
independientes. El primer proyecto, denominado “Expansión I”, recoge las siguientes
operaciones:
Año 0. Se comprará terreno a un costo de 310,0 MP y se construirá un edificio por valor
de 750,0 MP. Después de sus operaciones, el terreno será donado, para lo que debe
gastar 95 MP en limpieza.
Año 1. En el año uno se instalará un equipo por un monto de 560,0 MP y se necesitan
incrementos de capital de trabajo por 88,08 MP.
Año 2. Se tiene previsto operar cuatro años; con ingresos de 1 400,0 MP y los costos, sin
incluir depreciación, se pronostican en 640,0 MP anuales.
Para determinar la depreciación se aplicará el método del sistema acelerado para la
recuperación del costo, basado en un período de recuperación de 3 años. El edificio y el
equipo tendrán un valor de salvamento de 80,0 MP y 60,0 MP respectivamente.
La tasa fiscal de la empresa es de 32 % y no posee crédito fiscal sobre ninguna
inversión.
La empresa valora otros proyectos de inversión que presentan los siguientes indicadores:
Proyectos
Costo en T0 (MP)
Tasa
Interna
Rendimiento (%)
Expansión II
1500
19
Expansión III
2000
10
Expansión IV
1000
18
Expansión V
1200
13
de
Carbono S.A. tiene una estructura que considera óptima, con un 50 % de deudas y un 50
% de capital contable común.
Se conoce que hasta 2100,0 MP el costo de las deudas será de 9 %, las obligaciones por
encima de este monto tendrán un costo de 14 %.
El ingreso neto actual de la empresa, es de 2 900,0 MP y su política de dividendos de 40
%, como en años anteriores. El dividendo más reciente pagado fue de $ 2,57 por acción
con una tasa de crecimiento de 5 % y las acciones se cotizan a $ 50,00. La primera
emisión de nuevas acciones tendrá un costo de flotación de 9 % hasta los primeros 2
520,0 MP y todo peso por encima de ese monto, tendrá un costo de flotación de 12 %.
A usted se le pide:
101
�a) Calcular la inversión del proyecto “Expansión I” así como su tasa interna de
rendimiento (la cual se especula en el rango de 15 % -17 %) y el VAN.
b) Encontrar los puntos de ruptura, los costos componentes y el costo ponderado de
capital del financiamiento a largo plazo, que la empresa determina factibles a invertir.
c) Graficar la interrelación de las decisiones de inversión y financiamiento de la empresa,
teniendo en cuenta la tasa interna de rendimiento, el costo marginal de capital y los
montos de la inversión tanto de los proyectos potenciales como los de las fuentes de
financiamiento.
d) Determinar los proyectos que no son factibles para la empresa. Argumente.
Solución del ejercicio de autoevaluación
a) La Inversión del proyecto I es de $ 1.744,08, su Tasa Interna de Rendimiento es de
15.59 % y su VAN igual a $165.26.
La tasa correspondiente a tres años para el cálculo de la depreciación es: 25 %,38 %,37
%. La cual se determina única para el edificio y el equipo.
Se registra la donación del Terreno como el ahorro fiscal que obtiene la empresa por
tomar esa decisión.
Donación del terreno = $310 * 32% = $99,20
102
�Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo del Terreno
Costo del Edificio
Instalación del Equipo
Incremento del Capital de Trabajo
Inversión Inicial
II-Incremento efectivo en operación
Ingresos pronosticados
Costos de Operación
(-)Depreciación del Edificio y Equipo
Utilidad antes de Impuestos
Impuestos sobre utilidades 32%
Utilidad Neta
(+)Depreciación del Edificio y Equipo
Flujo de Caja en Operación
III-Flujo de caja año terminal
Incrimento del Capital de Trabajo
Valor de Salvamento
Donación del Tereno
Limpieza del Terreno
Flujos de Caja Neto
Tasa Interna de Rendimiento
Valor Actual Neto
310,00
750,00
1.060,00
- 1.060,00 15,59%
165,26
560,00
88,08
648,08
648,08
1.400,00
640,00
327,50
432,50
138,40
294,10
327,50
621,60
1.400,00
640,00
497,80
262,20
83,90
178,30
497,80
676,10
1.400,00
640,00
484,70
275,30
88,10
187,20
484,70
671,90
621,60
676,10
671,90
W Componentes Capital Agotado Número de rupturas intervalos
0,5 Deuda
9%para 2 100
4200
2
0-2320
0,5 Capital Común
2321-4200
U.R 40%
2320
1
4201-7360
9%para2520
7360
3
7361-∞
Costos Componentes:
Deuda :
9% para (0 − 4 200)
103
�Costo de la deuda después de impuesto = k d (1 − T )
= 9 * (1 − 0,32)
= 6,12%
14% para (4 201 - ∞ )
Costo de la deuda después de impuesto = k d (1 − T )
= 14 * (1 − 0,32)
= 9,52%
Capital Común :
Utilidades Retenidas para (0 − 2 320)
ks =
=
D 0 (1 + g)
+g
P0
2,57(1 + 0,05)
+ 0,05 = 10.40%
50
9% para la primera emisión de acciones (2 521 − 7 360)
ke =
=
D 0 (1 + g)
+g
P0 (1 − F)
2,57(1 + 0,05)
+ 0,05 = 10,93%
50(1 − 0.09)
12% para (7 361 - ∞ )
ke =
=
D 0 (1 + g)
+g
P0 (1 − F)
2,57(1 + 0,05)
+ 0,05 = 11.13%
50(1 − 0,12)
Promedio ponderado del costo de capital:
WACC = Wdk d + Wsk s
(0 - 2 320)
WACC = Wdk d + Wsk s
= 0,50 * 6,12 + 0,50 * 10,40 = 8,26%
104
�(2 321 - 4 200)
WACC = Wdk d + Wsk s
= 0,50 * 6,12 + 0,50 * 10,93 = 8,53%
(4 201 - 7 360)
WACC = Wdk d + Wsk s
= 0,50 * 9,52 + 0,50 * 10,63 = 10,23%
(7 361 - ∞ )
WACC = Wdk d + Wsk s
= 0,50 * 9,52 + 0,50 * 10,13 = 10,33%
El gráfico del Costo de Capital en correspondencia con el financiamiento sería:
105
�b) El proyecto Expansión III, no es factible para la empresa pues su TIR está por debajo
del Costo Ponderado de Capital
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition.
UNIDAD DIDÁCTICA VIII
Esta unidad didáctica da inicio al contenido de crecimiento y fracaso empresarial.
Comprendiendo los factores que determinan el fracaso empresarial y las vías para
evitarlo.
Título: Crecimiento y Fracaso Empresarial
Tema IV: Crecimiento y Fracaso Empresarial
Objetivo específico:
106
�
Comprender los factores que determinan el fracaso empresarial y las vías para
evitarlo.
Comprender las formas fundamentales de reorganización empresarial.
Requisitos previos:
Tener dominio del valor actual neto como criterio por excelencia y sobre la tasa
interna de rendimiento.
Dominar la herramienta Microsoft Excel, así como cualquier asistente matemático,
como el Derive, que servirán de apoyo al hora de determinar los flujos de efectivo,
el valor actual neto, la tasa Interna de Rendimiento y sus gráficos.
Introducción
Esta unidad didáctica está dedicada principalmente a profundizar en las causas del
fracaso de las empresas lo que reviste especial importancia, pues prepara al futuro
profesional con vistas a la adopción de medidas oportunas que contribuyan a evitar
situaciones financieras adversas. Además de examinar las diferentes alternativas de
reorganización y crecimiento empresarial. Para el desempeño de este contenido se
utilizará la siguiente bibliografía:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial
Desarrollo
El estudio deberá comenzar por del fracaso empresarial. Este aspecto es tratado por el
Gitman en su capítulo 26 y último de su obra. Específicamente las causas del fracaso de
las empresas se encuentran expuestas de la página 684 a la 687. Además, aparece la
caracterización de los diferentes tipos de fracasos, lo cual contribuye al estudio minucioso
de sus causas. El estudio de las medidas fundamentales ante el fracaso empresarial es
abordado por el Gitman en este mismo capítulo, de la página 687 a la 692.
Lógica del fracaso empresarial
107
�Elevado
Endeudamiento
Costo de
Oportunidad
Fracaso
Total
Deterioro de la
Eficiencia
Incapacidad de
Pago
En caso de que una empresa cualesquiera presente una deficiente rentabilidad y una
deficiente liquidez e insolvencia técnica, se puede decir que es un caso de fracaso total.
Entre las medidas fundamentales para este tipo de situación económica están:
1. Mantener la empresa
Extensión
2. Liquidar la empresa
Reorganización
Composición
Evaluación
Control del acreedor
Recapitalización
Integración
Sustituir la deuda anterior por una nueva
Posteriormente en el Gitman, en la página 692 a la 694 se puede estudiar la parte
correspondiente a los procedimientos de reorganización.
108
�Interno
CRECIMIENTO
Inversión en
Diversificación
Externo
Compra de
nuevos
activos de otra
productos
empresa
☻ Fusión
☻ Consolidación
☻ Compañía tenedora
Para el estudio de las fusiones, el estudiante cuenta con el capítulo 25 del Gitman,
específicamente de la página 650 a la 672. Este autor examina esta problemática desde
una perspectiva básicamente conceptual, por lo que se sugiere su lectura en primera
instancia con vistas a su estudio más detallado a partir de los otros autores.
Posteriormente se sugiere el estudio de las fusiones a partir del Weston, quien lo trata en
su capítulo 22, de la página 1065 a la 1098. Es importante que el estudiante se detenga
en el análisis que se hace en esta obra del efecto de sinergia de las fusiones, de su
clasificación, nivel de actividad, los procedimientos prácticos para la fusión, y de manera
particular el análisis y la valoración de las fusiones, lo que específicamente se trata de la
página 1077 a la 1084.
Además, de este mismo texto se recomienda la lectura del tema referido a las alianzas
corporativas, a las reorganizaciones, así como a las compañías tenedoras y a las compras
apalancadas, todo lo cual es tratado de la página 1087 a la 1098.
Finalmente se procederá al estudio de las fusiones a través del Brealey. En su obra esta
problemática se desarrolla en el capítulo 33, de la página 993 a la 1033.Este autor le
dedica particular atención al estudio de la estimación de las ganancias y costos
económicos de las fusiones, lo cual expone en las páginas 994 a la 997. También hace un
buen análisis de las razones que favorecen a las fusiones y de sus desventajas (páginas
997 a la 1006).
Una vez estudiados estos aspectos, es necesario concentrarse en el análisis de la
estimación del costo según la forma de financiamiento, lo cual aparece expuesto de la
109
�página 1006 a la 1010. Los mecanismos de la fusión pueden estudiarse en este mismo
capítulo, de la página 1011 a la 1015. A continuación, se encuentran las tácticas de
fusión, lo cual se encuentra expuesto de la página 1015 a la 1020.Dos aspectos que son
tratados en esta obra son la defensa de absorciones (de la página 1020 a la 1024 y lo
correspondiente a las disgregaciones y desintegraciones, lo cual se puede encontrar en
las páginas 1023 y 1024.
Finalmente, un aspecto importante también tratado en el Brealey es el referido a las
compras apalancadas, cuya comprensión puede alcanzarse a partir de la lectura de las
páginas 1024 a la 1029 de este capítulo.
Resumen
Una fusión ocurre cuando dos empresas se combinan para formar una sola
compañía. Los principales motivos para la realización de las fusiones son:
1. la sinergia
2. las consideraciones fiscales
3. la compra de activos por debajo de sus costos de reemplazo
4. la diversificación
5. la obtención del control sobre una empresa más grande
Una reorganización consiste en la venta de una parte de los activos operativos de una
compañía. Una reorganización puede:
1. la venta de una unidad a los administradores
2. el reorganizar a una unidad como compañía separada
3. la liquidación directa de los activos de una unidad
Una compañía tenedora es una corporación que posee suficientes acciones dentro de
otra empresa lo que le permite lograr un control funcional de la misma.
110
�Ejercicios de autoevaluación
Ejercicio –I
Para la nueva reunión administrativa de su empresa Dexter Company se abordará acerca
de la conveniencia de comprar de Simmons Company a un precio de $ 3.000.000,00 al
contado. El costo de capital de Dexter Company es del 18 %. De realizarse la
adquisición, se espera que el nuevo costo de capital sea del 16 % debido al bajo
apalancamiento que actualmente tiene Simmons Company. Con la adquisición, el flujo de
caja esperado para los próximos 15 años sería de $ 700.000,00 anual. Prepare la
fundamentación de su propuesta.
Nota: se recomienda la utilización del Microsoft Excel para el cálculo del VAN y la TIR.
Ejercicio –II
En la próxima reunión del Consejo de Mannes Industries se analizará la conveniencia de
adquirir a Mason Corporation a un precio de $ 5.000.000,00. Actualmente los pasivos de
Mason Corporation ascienden a $ 2.000.000,00. Ahora bien, Mannes Industries
aprovecharía solo una parte de los activos de Mason Corporation y considera que las
instalaciones y buques restantes podrían ser vendidos por $ .000.000,00. Con esta
adquisición, el aumento del flujo de caja anual para los próximos 12 años podría ser de $
500.000,00. Considerando que el costo de capital de la Compañía es del 15 %, prepare
la fundamentación de su propuesta.
Nota: se recomienda la utilización del Microsoft Excel para el cálculo del VAN y la TIR.
Solución de los ejercicios de autoevaluación
Solución del ejercicio –I
El VAN para un costo de capital de 16 % es de $ 902.819,31 y su TIR es de 22,18 %, por
lo que se capta la nueva adquisición.
Solución del ejercicio –II
El costo neto de los activos a aprovechar por Mannes Industries es:
$5.000.000 ,00 + 2.000.000, 00 - 3.000.000, 00 = $4.000.000 ,00
No conviene la adquisición de Mason Corporation pues proporcionará un VAN negativo de
$ -1.289.690,50. Para que se VAN sea cero necesitaría una TIR de 6,87 %.
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
111
�
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition.
SISTEMA DE EJERCICIOS INTEGRADORES
Ejercicio –I
La Sociedad Anónima, Almacenes Universales compró hace cinco años una rastra
International a un costo de $ 600 000.00, la cual tenía una vida esperada de 10 años
desde que se compró y un valor de salvamento de $ 50 000.00. Si se vendiera en estos
momentos costaría $ 100 000.00. Existe la posibilidad de comprar una rastra nueva en $
750 000.00, reduciendo los costos de efectivo en operación después de impuestos en $
350 000.00, durante su vida de cinco años.
No se espera variación en las ventas. Esta rastra nueva utilizará una depreciación
acelerada a 3 años: 33 %, 45 %, 15 % y cuarto año 7 %, en oposición a su vida
económica de 5 años al final de la cual se cree podrá venderse en $ 125 000.00 pesos.
La vieja puede venderse en el día de hoy por $170 000.00, su depreciación es por el
método de línea recta. La tasa fiscal es de 30 % y el descuento apropiado es de 10 %.
a) Se deberá remplazar la rastra, utilice la VAN.
b) Hasta qué TIR la inversión es rentable.
c) Analice la incertidumbre existente en la empresa utilizando el método de escenario a
partir de los siguiente datos:
Escenarios
Peor
Básico
Mejor
Precio Básico
$ 600 000.00
750 000.00
900 000.00
Ahorro Costo en Operaciones
$ 280 000.00
350 000.00
420 000.00
d) Verifica los resultados obtenidos, en el Microsoft Excel.
Ejercicio –II
El Sr. Arley decide iniciarse en el negocio de tracción animal, para ello tiene previsto la
compra de un coche valorado en $ 8.000,00 y un caballo en $ 7.000,00. Además tiene
que pagar una patente de $ 150,00. Trabajando todos los días de seis a siete horas
112
�aproximadamente obtiene $ 36.000,00 de ingresos anuales antes de impuestos, a un
costo de $ 15.000.00 anuales.
Por condiciones específicas del municipio su vida útil será de tres años con un valor de
salvamento de $ 3.000,00 entre los dos activos. Se deprecia por el método de dígitos
decrecientes. La tasa fiscal que se le aplica es de 40 % y el costo de capital es de 12 %.
a) Evalúe la inversión que quiere hacer el Sr. Arley, utilizando el Valor Presente Neto.
b) ¿En qué tiempo recuperaría la inversión?
c) Aplique el análisis de sensibilidad al proyecto, teniendo en cuenta las siguientes
variables:
Ingresos (+10 % y -10 %)
Capital de trabajo neto (+10 % y -10 %)
d) Verifica los resultados obtenidos, en el Microsoft Excel.
e) Ejercicio –III
Después de los cambios ocurridos en la Economía Cubana, a partir del VI Congreso del
PCC, el ciudadano Julián tiene un torno que fue comprado hace cuatro años el cual
produce ingresos de de $ 6.000,00 y los costos sin incluir la depreciación son de $
3.400,00. Para la depreciación del torno se utiliza el método de línea recta sobre una
base de $ 1.500,00 anuales, por lo que actualmente tiene un valor en libros de $
4.100,00 y le quedan 4 años de vida útil.
Julián considera sustituir el torno viejo por uno nuevo que le permita reducir los costos
de operación en $ 1.700,00 y aumentar los ingresos en $ 2.000,00. El precio del nuevo
torno es de $ 14.200,00 y de aceptarse el proyecto, el torno viejo se venderá a su valor
en libros. La tasa fiscal que se le aplica es de 40 % y el valor de salvamento del torno
nuevo es de $ 750,00, depreciándose por el método de dígitos decrecientes. El costo de
Capital de Trabajo es de 10 % ¿Deberá reemplazarse el torno?
Se pide:
a) Evaluar la rentabilidad del proyecto por el método del NPV.
b) Hallar la Tasa Interna de Rendimiento.
c) Calcular el período de recuperación de la inversión.
d) Analice la incertidumbre existente en la empresa utilizando el método de escenario a
partir de los siguiente datos:
113
�Escenarios
Peor
Básico
Mejor
Precio Básico
$ 9 940.00
Ahorro Costo en Operaciones
$ 1 190.00
14 200.00
18 460.00
1 700.00
2 210.00
Ejercicio –IV
La empresa de gas GLP de Holguín tiene previsto invertir en un proyecto de expansión,
para un periodo de ocho años, como se muestra a continuación:
Valor de la inversión
MP
Conceptos
Gastos de capital previos a la inversión
Estudio de factibilidad
Proyecto de la planta
Maquinaria y equipos
Carrusel
Estera transportadora
Pesas (10 unidades de 10 kgs)
Compresor
Obras de ingeniería civil
Nave almacén
Materiales para sistema eléctrico y mecánico
Montaje de sistema eléctrico y mecánico
Instalar auxiliar y de servicios.
Sistema contra incendios
Descargadero
Balas para GLP(8)
Tanques elevados
Garita elevada
Equipos de transporte
Pailas 2
Cuñas 2
Camiones 8
Mobiliario y equipos de oficina
Mobiliario de oficina
Equipos de oficina
Computadoras
Total
104,00
4,00
100,00
370,00
200,00
40,00
100,00
30,00
800,00
200,00
400,00
200,00
404,10
200,00
4,30
194,40
3,90
1,50
560,00
100,00
100,00
360,00
12,00
5,00
2,00
5,00
2.250,10
Depreciación
Depreciación anual
Vida útil
17
17
17
5
11,76
2,35
5,88
6,00
17
11,76
5
5
10
10
17
40,00
0,86
19,44
0,39
0,09
5
5
5
20,00
20,00
72,00
5
5
5
Depreciación total
1,00
0,40
1,00
212,94
114
�Ingreso pronosticados, Gastos de Operación y variación en el Capital de Trabajo se
muestran a continuación:
Años
1
Ingresos pronosticados
8.596,70
Gastos de Operación
631,80
Variación de Capital de Trabajo
95,80
2
10.889,90
681,20
25,60
3
13.197,10
730,60
121,50
4
15.520,40
804,00
51,50
5
17.761,10
853,40
146,50
6
20.003,20
902,80
146,50
7
22.246,00
952,20
171,50
La tasa fiscal que se le aplica a la empresa es de 40 %. Evalúe el proyecto a un costo de
capital de 12 % ¿En qué tiempo la empresa recupera la inversión?
CONCLUSIONES
La asignatura Administración Financiera Estratégica, como asignatura de la especialidad,
juega un rol importante en el desarrollo de las habilidades a adquirir por el estudiante de
la carrera Contabilidad y Finanzas, en aras de integrar egresados competentes a la
sociedad cubana actual. Sin embargo, se evidencian dificultades en el proceso de
enseñanza aprendizaje de dicha asignatura. En esta investigación se da solución a parte
de esos problemas, con la elaboración de una Guía de Estudio.
Una Guía de estudio, elaborada teniendo en cuenta elementos de la didáctica
desarrolladora y la realidad profesional actual, con el propósito de complementar y
organizar los conocimientos demandados en el Plan de Estudio, proporciona los
elementos necesarios para potenciar el desarrollo de las habilidades demandas en los
estudiantes de la carrera Contabilidad y Finanzas, con la primicia de lograr egresados
idóneos a la sociedad cubana de hoy.
115
8
24.489
1.001
101
�BIBLIOGRAFÍA
Abad, A. y T. Vargas: Propuesta de implementación de un modelo para la clasificación,
valoración y exposición de las operaciones de arrendamiento. Tesis en opción al
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Zilberstein, J. y R. Portela: Una concepción desarrolladora de la motivación y el
aprendizaje de las ciencias. Editorial Pueblo y Educación. Cuba, 2002.
117
�
Text
A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text.
Dublin Core
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Title
A name given to the resource
Guía de estudio para la asignatura Administración Financiera
Creator
An entity primarily responsible for making the resource
Adalberto Quintero Chacón
Elier Pelegrín Hernández
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Editorial Digital Universitaria de Moa
Type
The nature or genre of the resource
Folleto
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2015
-
https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/26ff420567b5979d2a27e75587165250.pdf
6d7ac8c1603049d256bbf58da98378fb
PDF Text
Text
FOLLETO
GUÍA DE ESTUDIO PARA LA ASIGNATURA
ADMINISTRACIÓN FINANCIERA
Lic. ADALBERTO QUINTERO CHACÓN
Lic. ELIER PELEGRÍN HERNÁNDEZ
�Guía de estudio para la asignatura Administración
Financiera
Autores: Lic. Adalberto Quintero Chacón
Lic. Elier Pelegrín Hernández
Editorial Digital Universitaria, Moa
�Página legal
Título de la obra: Guía de estudio para la asignatura Admistración Financiera, 121 págs
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015 – ISBN: 978-959-16-2422-2
1. Autores: Lic. Adalberto Quintero Chacón
Lic. Elier Pelegrín Hernández
2. Institución: Instituto Superior Minero-Metalúrgico de Moa, ¨Dr. Antonio Núñez
Jiménez¨
Edición: M.Sc. Niurbis La Ó Lobaina
Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Institución del autor: Instituto Superior Minero-Metalúrgico de
Moa, ¨Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2015
La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de
tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y
distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus
autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas.
La licencia completa puede consultarse en:
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode
Editorial Digital Universitaria
Instituto Superior Minero Metalúrgico
Las coloradas s/n, Moa 83329, Holguín
Cuba
e-mail: edum@ismm.edu.cu
Sitio Web: https://edum.ismm.edu.cu
�ÍNDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 2
Tema 1................................................................................................................................. 3
Las Guías de Estudio en el proceso de enseñanza-aprendizaje ............................... 3
1.1. Características, funciones y componentes de la Guía de Estudio
………..4
Guía de Estudio de la Asignatura Administración Financiera Estratégica ............... 13
Introducción de la guía de estudio ................................................................................. 14
UNIDAD DIDÁCTICA I ....................................................................................................... 15
UNIDAD DIDÁCTICA II ...................................................................................................... 29
UNIDAD DIDÁCTICA III .................................................................................................... 43
UNIDAD DIDÁCTICA IV ..................................................................................................... 61
UNIDAD DIDÁCTICA V ...................................................................................................... 74
UNIDAD DIDÁCTICA VI ..................................................................................................... 84
UNIDAD DIDÁCTICA VII ................................................................................................... 93
UNIDAD DIDÁCTICA VIII ................................................................................................ 106
CONCLUSIONES ............................................................................................................... 115
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 116
1
�INTRODUCCIÓN
El proceso de desarrollo global evidenciado en estos últimos tiempos, impone al país
uno de los mayores retos a los que se ha enfrentado desde 1959: revolucionar su
sistema económico, en aras de lograr una economía sostenible, y la introducción al
mercado mundial actual. La Contabilidad es el sistema que mide las actividades del
negocio, procesa la información convirtiéndola en informes y comunica estos hallazgos
a los encargados de tomar las decisiones. Es la encargada de determinar si un negocio
es próspero o no, y reevalúa sus fortalezas y debilidades.
Los profesionales de la Contabilidad son los encargados de garantizar un sistema
contable eficiente, que permita la valoración de la factibilidad de los proyectos,
evitando así errores costosos al país.
Para ello, debe centrarse la mayor atención a la formación de estos especialistas,
siendo las universidades las máximas responsables de dicha tarea. Sin embargo, en
los últimos tiempos, se ha observado que el recién graduado de las ciencias contables
y financieras no explota eficientemente las herramientas, métodos y técnicas más
utilizados de la ciencia en cuestión, en el contexto económico nacional. Es por ello que
surge la necesidad del análisis de las asignaturas que componen el Plan de estudio
actual de la carrera de Contabilidad y Finanzas, determinando las dificultades más
frecuentes que obstaculizan la comprensión de los estudiantes.
Este trabajo se concentra en la asignatura Administración Financiera Estratégica, que
pertenece a la Disciplina Finanzas en la carrera de Contabilidad y Finanzas y aporta
elementos que contribuyen a la consolidación de esta asignatura.
El objetivo de este material didáctico es facilitar a los docentes y estudiantes una Guía
de Estudio y un sistema de ejercicios integradores de la asignatura Administración
Financiera Estratégica, con el propósito de complementar y organizar los
conocimientos demandados en el Plan de Estudio, para a garantizar egresados más
capaces, acorde a las exigencias actuales del país.
2
�TEMA
1
LAS GUÍAS DE ESTUDIO EN EL PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE
Los materiales didácticos y recursos tecnológicos están llamados a reforzar en la
práctica muchas de las funciones de los docentes: orientación, motivación,
transmisión, recordación, indagación, discusión, retroalimentación y evaluación, entre
otras. Las Guías de Estudio representan un recurso didáctico dirigido al desarrollo de
la independencia cognoscitiva en el proceso docente educativo, y juegan un rol
importante en el proceso de aprendizaje de los nuevos modelos pedagógicos.
Y aunque sustituyen la función formativa y orientadora del profesor convencional a
partir de incentivar la motivación, orientar el aprendizaje y aclarar dudas, en
cualquiera de las modalidades del modelo pedagógico cubano, el papel del profesor es
insustituible, por su incidencia fundamental de la labor educativa, en la formación de
valores y en la conducción del proceso de enseñanza-aprendizaje.
La articulación de la Guía de Estudio con los restantes medios didácticos con los que
cuenta el docente, resulta un elemento esencial a tener en cuenta por los profesores
encargados de su elaboración. Esta articulación se hace más directa en el caso de los
libros de texto, pues la Guía incluye la orientación para un manejo provechoso de
estos materiales, estableciendo pautas para la asimilación de la información, y
esclareciendo aquella parte del contenido que se considere esencial.
Sin embargo, no puede pretenderse sustituir a los textos básicos por la Guía de
Estudio, ni incorporar información en exceso que atente contra la necesaria búsqueda
y consulta, de diversas fuentes, que debe realizar el estudiante en su aprendizaje para
vencer la materia. Lejos de proporcionar un material cargado de toda la información,
debe incentivar en el estudiante la investigación científica permanente, en aras de
lograr egresados capaces de insertarse en la actual sociedad del conocimiento.
En sentido general resulta favorable una combinación de medios que faciliten la
comunicación sincrónica y asincrónica. La primera, contribuiría a facilitar la
comunicación, asimilar y reconstruir situaciones, cara a cara, en los encuentros
presenciales, mientras que la segunda ofrecería la posibilidad de adquirir e
intercambiar información desde cualquier sitio y en cualquier momento, permitiendo a
cada participante trabajar a su propio ritmo y tomarse el tiempo necesario para leer,
reflexionar, escribir y revisar, antes de compartir las cuestiones o información con
otros.
3
�1.1.
Características, funciones y componentes de la Guía de Estudio
Los investigadores cubanos de las Ciencias Pedagógicas muestran un especial interés
en las guías de estudio como elemento fundamental para el desarrollo del proceso de
enseñanza aprendizaje, específicamente en el autoaprendizaje del estudiante
universitario. Teniendo en cuenta que este trabajo está dirigido a los estudiantes de la
carrera Contabilidad y Finanzas, esta investigación se rige por el documento emitido
por la Dirección de Tecnología del Ministerio de Educación Superior (MES), titulado
“Orientaciones para la elaboración de la Guía de Estudio.”, publicado en Cuba, en
el año 2007.
Entre las exigencias a cumplir por las guías de estudio se encuentra la de indicarle al
alumno qué tiene que aprender, cómo puede aprenderlo y cuándo lo habrá aprendido.
Contienen información relevante para guiar el proceso de aprendizaje del estudiante
como la presentación del curso, programa, metas, objetivos, orientaciones de estudio,
tareas, ejercicios y actividades, lecturas complementarias y otros recursos, así como
los criterios de evaluación.
La Guía de Estudio contiene aspectos generales de la asignatura o curso, como su
presentación, el papel que juega en el plan de estudio, lo objetivos generales, fuentes
de información básica, materiales complementarios y otros que se consideren
necesarios, así como los aspectos específicos relacionados con la orientación del
estudio y la realización de las actividades de aprendizaje. Estos últimos se abordarán
por temas y unidades didácticas.
Los principales elementos a tener en cuenta para la elaboración de la Guía de
Estudio son:
1. El plan de estudio de la carrera. Ayuda al profesor a ubicar la asignatura o
curso dentro del plan de estudio de la carrera o del programa de postgrado
según sea el caso y a establecer las relaciones interdisciplinarias que debe
contemplar en la elaboración de la Guía de Estudio;
2. El programa de la asignatura, documento rector para que el autor estructure y
desarrolle el contenido de la Guía de Estudio. En el mismo aparecen los
objetivos, las habilidades y los valores que se necesitan desarrollar, lo que
resulta imprescindible para la elaboración de la guía de estudio;
3. Las fuentes de información básica y en particular el libro de texto en el caso de
los estudios de postgrado, pues de su calidad didáctica y actualización
dependerá el tratamiento de los contenidos en la propia Guía de Estudio, y la
cantidad de materiales complementarios que se orienten consultar al
estudiante;
4. Tener una clara concepción del resto de los medios didácticos y materiales
complementarios, para que la Guía de Estudio juegue el papel articulador que le
corresponde en el sistema de medios de enseñanza;
4
�5. El nivel y grado de madurez del alumnado, así como su capacidad de
comprensión lógica y conocimientos previos, necesario para poder modelar el
proceso de aprendizaje;
6. La estimulación del estudiante para que realice las actividades que lo llevarán a
la consecución de los objetivos;
7. La motivación del autor para escribir la Guía, modelando el aprendizaje paso a
paso;
8. Las vías mediante las cuales organizará la comprobación del aprendizaje de
forma continua por parte del estudiante.
Entre las principales funciones de la Guía de Estudio están las siguientes:
1. Contiene indicaciones sobre cómo abordar la bibliografía básica y los otros
materiales de estudio, así como, sobre la forma de relacionar las distintas
fuentes de información, por lo que ejerce una función articuladora del sistema
de medios de enseñanza;
2. Debe contribuir a orientar el aprendizaje del estudiante, desarrollar la
capacidad de aprender, enseñar al alumno a pensar, a orientarse
independientemente, despertar su creatividad y a desenvolverse en el
aprendizaje colaborativo; lo que la convierte en un medio fundamental de
comunicación pedagógica entre los profesores y los estudiantes. Tal condición
exige un cuidadoso diseño y elaboración;
3. Es importante que propicie
la formación integral del estudiante, el
fortalecimiento de sus valores, su educación patriótica y humanista, su
desarrollo como activista de la revolución socialista, así como la orientación
profesional de los estudios que realiza;
4. Estimular el proceso de aprendizaje suscitando motivaciones que animen a
emprender el esfuerzo y a renovarlo a cada etapa, permitir que en el educando
se despierte el espíritu de búsqueda e indagación, así como facilitar el
autocontrol del proceso por el estudiante posibilitando la retroalimentación y la
autoevaluación;
5. Debe responder en su organización a los distintos momentos del proceso de
aprendizaje que tiene que realizar el estudiante para favorecer el estudio
independiente, por lo que facilita de forma concreta, tema a tema, dicho
proceso;
6. La Guía de Estudio debe tener en cuenta el amplio acceso de la matrícula, la
diversidad de las fuentes de ingreso, los diferentes escenarios educativos que
caracterizan a la modalidad presencial y ofrecer la posibilidad de que el alumno
marche a su propio ritmo.
5
�Para elaborar una buena Guía de Estudio, el profesor tiene que disponerse a escribir
un conjunto de buenas clases modelo, centrada en la orientación del autoaprendizaje
del estudiante, en las que además prevé y aclara las posibles dudas que puedan
surgir.
La Guía de Estudio debe responder a la siguiente estructura:
I.
II.
III.
IV.
V.
Denominación de la Guía y presentación de los autores
Índice
Introducción general
Orientaciones para el estudio por unidades didácticas
Bibliografía
A continuación se explican cada uno de los componentes:
I.
La denominación de la Guía de Estudio y la presentación de los autores
Debe encabezar la Guía de Estudio y debe coincidir con la de la asignatura o curso. Si
consta de varias partes, aclarar de cuál se trata. El prestigio del equipo docente que
confecciona la Guía de Estudio satisface expectativas de credibilidad, potencia,
confianza en el proceso de aprendizaje, facilita la necesaria comunicación inicial y
polariza el esfuerzo del estudiante. El nombre y apellidos de los autores deben
acompañarse de una breve caracterización de cada uno de ellos en cuanto a su
categoría docente, grado científico y responsabilidades académicas.
II.
Índice
Debe figurar al principio de la Guía de Estudio, como forma de presentación de los
tópicos que se abordarán, no obstante el colectivo de autores puede decidir que
aparezca al final de la guía. Es importante que sus títulos coincidan plenamente con
los de las diferentes partes de la misma y particularmente con los temas y unidades
didácticas.
III.
Introducción general
Debe expresar el papel de la asignatura o del curso dentro del plan de estudio,
exponer el interés, la utilidad y características de la materia, así como la importancia
que tiene para la profesión. La introducción debe ser motivadora y esclarecedora,
abordando entre otros aspectos los siguientes:
•
•
Enunciar claramente los objetivos generales de la asignatura o curso, ellos
sirven de marco general, para que se tengan en cuenta las finalidades de la
asignatura o curso integrando conocimientos, habilidades y valores;
Expresar los conocimientos previos y habilidades requeridos para el estudio de
la asignatura o curso. Se indicarán los textos u otros materiales que deben
cubrir los aspectos fundamentales previos al inicio del estudio de dicha
asignatura o curso;
6
�•
Explicar la importancia del texto básico o de las fuentes de información básica,
según sea el caso, para el proceso de aprendizaje de la asignatura o curso;
•
Dejar claros los materiales complementarios que se consideren necesarios
especificándose los soportes desde los que se podrá acceder a la información;
•
Realizar recomendaciones para hacer una buena planificación y organización del
aprendizaje;
•
Analizar los criterios generales de evaluación. Cómo se realizarán las
evaluaciones parciales y la evaluación final de la asignatura o curso. Destacar la
importancia de las actividades y ejercicios de autoevaluación. Aclarar el manejo
que se hará de las actividades y ejercicios que se orientarán para los
encuentros presenciales;
•
Se detallará el temario concibiendo los contenidos como un documento
integrado que permita la visión general de la asignatura o curso y su estructura
en temas y unidades didácticas.
IV.
Orientaciones para el estudio por unidades didácticas
La unidad didáctica se concibe como la estructura curricular de un determinado tema
del programa de estudio, que potencia un objeto de aprendizaje. Es una estructura
curricular que facilita al estudiante la consolidación del aprendizaje, logrando objetivos
parciales, pero alrededor de un objeto de aprendizaje bien definido, que puedan ser
vencidos por los estudiantes con una racional dedicación al estudio.
Esta estructura que posibilita una mejor organización del aprendizaje, permite que al
concluir el estudio de una determinada unidad, el estudiante haya adquirido
conocimientos, habilidades, y reforzado valores, mediante la realización de actividades
y ejercicios de autoevaluación. Cada tema puede tener cuantas unidades se
consideren necesarias, en dependencia de su extensión y complejidad dentro de la
asignatura o curso.
Cada unidad didáctica debe tener como finalidad:
•
•
La orientación a los estudiantes de los contenidos básicos más actualizados que
debe saber con un enfoque dialéctico-materialista, de modo que les permita la
asimilación de los conocimientos y el desarrollo de las habilidades que
posteriormente deberán aplicar en su vida profesional;
La integración de los valores, al aprendizaje, de manera intencionada y
consciente, lo que significa pensar en el contenido, no solo como conocimientos
7
�•
•
y habilidades, sino en la relación que ellos poseen con lo afectivo, lo ético y las
conductas en nuestra sociedad;
Que los estudiantes consoliden, amplíen, profundicen, integren y generalicen
los contenidos y aborden la resolución de problemas, a través de la realización
de las actividades que se le indiquen;
Que lo estudiantes ejecuten, amplíen, profundicen, integren y generalicen
determinados métodos de trabajo de las asignaturas que les permitan
desarrollar habilidades para utilizar y aplicar, de modo independiente, los
conocimientos adquiridos.
La estructura que se recomienda adoptar para las unidades didácticas es la siguiente:
1. Titulo
2. Objetivos específicos
3. Requisitos previos
4. Introducción
5. Desarrollo de las orientaciones para el estudio. Actividades
6. Resumen
7. Ejercicios de autoevaluación
8. Soluciones a los ejercicios de autoevaluación
9. Materiales complementarios
10.Información sobre la próxima unidad didáctica
11.Glosario (Opcional y puede ubicarse al final de la guía de estudio)
1. El título de unidad didáctica debe dar una idea adecuada del contenido, actúa
como un resumen del contenido de la misma y debe funcionar cuando se lee fuera
de contexto. Si el contenido de la unidad tiene una cercana relación con el título
se estará haciendo un enorme favor a los estudiantes.
Por otro lado los títulos demasiado largos son incómodos de leer y deben evitarse.
Como recomendación el título de una unidad didáctica debería tener entre 3 y 12
palabras. Al construir el título debe tener en cuenta que posea las palabras claves
principales, pero siempre evitando que el título suene extraño. Un título que invite
a leer, que incite la curiosidad del estudiante, es la primera llamada de
motivación.
2. Los objetivos específicos expresan lo que los estudiantes deben ser capaces de
saber, hacer y actuar al final de la unidad didáctica; esto permite que los
estudiantes centren su atención en los aspectos más importantes que al final
serán el criterio de referencia para la evaluación del aprendizaje. Los objetivos
deben expresar la unidad de lo educativo y lo instructivo.
Los objetivos de la unidad didáctica deben ser específicos, comprensibles,
relevantes, motivadores, alcanzables y evaluables. Cuando el estudiante conoce
los objetivos, centra su atención en estos y presta mayor atención a la
información y las actividades que se le proponen y que están dirigidas al logro de
los mismos.
8
�Los objetivos deben redactarse de forma clara, sencilla, y deben expresar lo que
debe ser capaz de hacer el estudiante al finalizar la unidad. En la medida que los
objetivos queden claros para el estudiante, se favorecerá su motivación y
orientación en el estudio para alcanzarlos.
Además, los objetivos tienen repercusión directa sobre las actividades y sobre los
ejercicios de autoevaluación, pues estos no deben alejarse del propósito que
pretende lograrse con el estudio de la unidad didáctica.
En la formulación de los objetivos, hay verbos que precisan más el resultado a
alcanzar por el estudiante: describir, definir, distinguir, analizar, resumir, aplicar,
comparar, demostrar, valorar, interpretar, argumentar, evaluar, entre otros. Se
sugiere privilegiar estos y evitar aquellas expresiones que puedan dejar
imprecisos los objetivos que debe lograr el estudiante, como son, percibir el
significado, obtener conocimiento sobre…., ayudar a….., fortalecer su aprendizaje
sobre….., estar consiente de….
Una redacción que puede contribuir a la formulación adecuada de los objetivos
específicos es la siguiente:
Al finalizar la presente unidad didáctica usted debe ser capaz de:
•
•
•
Interpretar los procesos …
Aplicar …
Evaluar …
3. Los requisitos previos corresponden a contenidos y conceptos de temas
anteriores. Orientan sobre los conocimientos que debe poseer con antelación el
alumno, para comprender y asimilar correctamente los contenidos de la unidad
didáctica. Además resulta conveniente ofrecer información sobre cómo solucionar
las dudas o lagunas que la carencia de estos conocimientos previos pudiera
ocasionar.
Deben expresarse de forma muy sintética al comienzo de cada unidad didáctica,
con un lenguaje dialógico para que los estudiantes se preparen antes de
comenzar, para que sepan los conocimientos que necesitan para la comprensión
de esta parte del tema.
4. La introducción de la unidad didáctica es la vía de transición hacia el contenido
nuevo que se abordará, por lo tanto debe ser de motivación y esclarecimiento.
Entre los aspectos que deben abordarse al estructurar la introducción resaltan la
importancia de la unidad didáctica para el estudiante, la relación de esta unidad
con las restantes de la asignatura, los apoyos externos que requerirán, de manera
que prepare al estudiante para su estudio con una información clara y concisa.
5. El desarrollo de las orientaciones para el estudio, con actividades para el
aprendizaje, intercaladas, seguidas de respuestas comentadas y acompañadas de
figuras, y además recursos gráficos que sean necesarios, resulta la parte más
importante de la Guía de Estudio y la que requiere mayor creatividad y dedicación
por parte de los profesores que la elaboran.
9
�A partir de la modelación sobre cómo debe transcurrir el proceso de aprendizaje,
el autor de la guía remite al estudiante al texto o fuentes de información básica y
a otros materiales que conforman el sistema de medios (documentos
complementarios, videos, multimedia, etc.) orienta el estudio del contenido
recogido en las diferentes fuentes de información y plantea las actividades que el
estudiante debe desarrollar. Es importante remitir a fuentes de información que se
encuentren en soportes que realmente estén asequibles a los estudiantes.
Para definir los contenidos que serán estudiados, hay que tener en cuenta los
objetivos. No se debe sobrecargar a los estudiantes con contenidos que no podrán
dominar en el tiempo que disponen para estudiar. En las unidades didácticas los
contenidos que se orientan ó exponen deben ser los esenciales, y sobre todo los
que se necesitan saber y saber hacer, para lograr los objetivos previstos, ya que
con una base sólida ellos podrán acceder a cualquier contenido adicional en
función de su propio tiempo e intereses.
En la Guía de Estudio se puede incluir los principales conceptos y definiciones que
deben ser aprendidos por el alumno, los que estarán adecuadamente
referenciados, o sencillamente se pueden remitir al estudio de determinados
contenidos que estén recogidos de forma adecuada y actualizada en las fuentes
bibliográficas. Se requiere lograr un adecuado balance en el esclarecimiento de
los conceptos esenciales en la propia Guía y la búsqueda de los mismos en las
fuentes de información básica, a los efectos de no propiciar el facilismo en el
estudio, pero a su vez garantizar que los estudiantes se apropien de ellos.
También es posible que durante el tratamiento de algún contenido en la unidad
didáctica, el profesor remita al estudiante a otro medio, la multimedia, para que
pueda visualizar un proceso o una acción especifica, para que trabaje con una
imagen.
Las actividades constituyen un elemento clave para que los estudiantes fijen,
apliquen y comprueben frecuentemente los conocimientos adquiridos, desarrollen
habilidades y fortalezcan valores. Son aquellos ejercicios, tareas, análisis,
preguntas, interpretaciones, etc., que el estudiante debe realizar, y que se
desarrollan en la propia Guía o se orientan desde ella. Deben estar vinculadas a la
solución de problemas reales de su contexto y al desarrollo de las habilidades
profesionales de los estudios que realiza.
Permiten que el estudiante aprenda haciendo, pensando, fundamentalmente en el
contexto de la solución de problemas de su campo de acción. Una situación
problemática conecta a los estudiantes con la realidad, con su experiencia o la
ajena, con los conocimientos que tienen, con la cultura y las ciencias. En el
proceso de resolución, aprenden a pensar, a vincular conocimientos, a desarrollar
la creatividad, la confianza en sí mismos; aprenden a aprender, trabajando solos y
en equipo.
Es importante que las actividades estén directamente relacionadas con los
objetivos específicos de la unidad didáctica. Debe marcarse incluso su
correspondencia. Deben aparecer intercaladas con las orientaciones para el
estudio de los contenidos a lo largo de cada unidad didáctica, pues de esta
manera se produce una autoevaluación constante y obligan al estudiante a
interrelacionarse con los contenidos. Constituyen además una pausa necesaria en
10
�el tiempo de concentración de lectura continuada del texto, tratando que esta
última no sobrepase, por lo general, los 20 minutos.
Deben estar antecedidas por una serie de recomendaciones para que se puedan
realizar de la manera más adecuada posible, así como en todos los casos posibles
ofrecerse las respuestas comentadas que posibiliten la autoevaluación.
La actividad final. Independientemente de que en el transcurso de la orientación
de los contenidos se intercalen actividades, es de suma importancia que al final de
cada unidad se oriente una actividad final que integre el contenido recibido hasta
el momento, no solo de la propia unidad, sino de las unidades precedentes.
Algunas deben orientarse de manera tal que el estudiante requiera compartir la
respuesta con su profesor o colectivo de estudio para su retroalimentación.
6. El resumen es una versión breve del contenido de aprendizaje y no una mera
descripción de lo que se trató en la unidad didáctica. Presenta los conceptos claves
del tema, omite información redundante, relaciona y estructura ideas. Resumir es
sintetizar o comprimir los principales aspectos tratados en el texto, al menor
número de palabras posibles, sin que por esto pierda el sentido o la calidad. El
resumen favorece el aprendizaje ya que permite un rápido repaso de las ideas y
conceptos fundamentales y a su vez sirve como modelo para que los estudiantes
elaboren sus propios resúmenes.
7. Los ejercicios de autoevaluación permiten a los estudiantes comprobar y
valorar la calidad de lo aprendido. Deben ser cuidadosamente elaborados y
procurar que al resolver estos los estudiantes integren y valoren. Los ejercicios
deben estimular el pensamiento lógico de los estudiantes y desarrollar en ellos el
espíritu crítico y autocrítico.
Tienen como propósito ayudar al alumno a que se evalúe por sí mismo, en lo que
respecta a la comprensión y aplicación del contenido del tema, medir el progreso o
avance realizado por el alumno desde el momento en que comienza a estudiar una
asignatura o curso hasta que termina. No pretenden “calificar” al estudiante, sino
guiarlo y ayudarlo a pedir consejo. Permiten además suministrar datos útiles a
quienes elaboran los materiales didácticos, para modificar o reemplazar el
material posteriormente si se considera necesario.
Las autoevaluaciones ayudan a realizar una reflexión crítica, un reconocimiento y
una organización del aprendizaje y de las acciones y procesos realizados para
alcanzarlos. Posibilitan identificar las dificultades y problemas para aprender, los
aspectos confusos, difíciles y débiles, a descubrir dónde se requiere asesoría, a
identificar el desempeño realizado y evaluar los productos de dicho desempeño.
Los ejercicios de autoevaluación pueden incluir cuestionarios de relación de
columnas, planteamientos de verdadero o falso, complementación, preguntas de
ensayo, de interpretación y de repaso, análisis de casos y otros.
Los ejercicios de autoevaluación son en definitiva actividades de aprendizaje y
pudieran
entremezclarse
con
las
de
orientación,
sistematización
y
retroalimentación, sin embargo, se aconseja que al final de la unidad didáctica
aparezcan un conjunto de ellos que le permita al estudiante comprobar y valorar
la calidad de lo aprendido.
11
�8. En las soluciones a los ejercicios de autoevaluación deben darse las
respuestas correctas para que el estudiante pueda comprobar las soluciones dadas
por él a los ejercicios y actividades propuestas. Además se recomienda que se
comenten muy brevemente las respuestas, que deben aparecer al final del
material, ordenadas en la misma disposición en que aparecieron los ejercicios.
9. Materiales complementarios. En este aparato debe hacerse mención a los
materiales que dispone el alumno para profundizar y ampliar el estudio de la
unidad didáctica, tales como libros, artículos, programas informáticos, videos,
láminas, documentales, películas, recursos en internet. Deben especificarse las
lecturas que se recomiendan, así como comentar brevemente los aspectos de
interés que contienen los materiales complementarios que se brindan, para que el
estudiante lo pueda consultar en dependencia de sus necesidades.
10. Información sobre la próxima unidad didáctica. Aquí se sitúa y motiva al
estudiante sobre los nuevos contenidos que serán abordados en la unidad
didáctica siguiente.
11. En el glosario deben aparecer los conceptos y categorías más generales que se
han definido. Puede no aparecer en el material y su presencia depende de cómo
sean tratados los principales conceptos y categorías a lo de la unidad didáctica.
Los conceptos que se incluyan en el mismo deben resaltarse en el texto. El
glosario puede aparecer al final de la unidad didáctica o de la guía de estudio.
El autor deberá lograr en esta parte de la Guía, modelar cómo transcurrirá el
aprendizaje, tema a tema, unidad a unidad, paso a paso, de forma que pueda
orientar adecuadamente el estudio y la realización de las actividades de
aprendizaje del estudiante.
V.
Bibliografía
En la bibliografía de la Guía de Estudio deben aparecer citadas las obras
fundamentales que sirvieron de referente para la escritura de la guía ordenadas
alfabéticamente, pues permite al estudiante saber cuáles fueron las fuentes y ampliar
el horizonte de aprendizaje. Debe emplearse la Norma Cubana en su tratamiento.
Es muy importante dejar claro que la principal bibliografía para la escritura de la guía
es el texto básico o las fuentes de información básica, esto no excluye que se utilicen
otros materiales complementarios que actualicen y enriquezcan el contexto tratado.
12
�TEMA
2
GUÍA DE ESTUDIO DE LA ASIGNATURA ADMINISTRACIÓN FINANCIERA
ESTRATÉGICA
En la asignatura Administración Financiera Estratégica no existe un único texto básico
y las fuentes de información suelen ser diversas: libros, artículos, monografías,
materiales audiovisuales y otros en diferentes formatos y soportes. Cada profesor
debe orientar y dirigir el estudio independiente de los estudiantes, teniendo en cuenta
la disponibilidad de recursos, tiempo y tecnología, entre otros aspectos. La Guía de
Estudio constituye una herramienta para el estudiante con la adecuada información y
la orientación necesaria sobre la correcta utilización de la bibliografía específica para
13
�cada tema, por lo que esta se convierte en el medio de enseñanza fundamental en el
proceso de aprendizaje de la asignatura.
Introducción de la guía de estudio
La asignatura Administración Financiera Estratégica, que pertenece a la Disciplina
Finanzas, juega un rol importante en el desarrollo de las habilidades a adquirir por el
estudiante, al ser una asignatura interdisciplinaria.
Esta Guía de Estudio se confeccionó teniendo en cuenta las dificultades arrojadas en el
análisis del proceso docente educativo de esta signatura en el ISMMM. Se fundamenta
en el programa de la asignatura, prestando especial atención a la formación de las
habilidades demandadas en el Plan de Estudio de la carrera.
Los objetivos generales de esta guía de estudio se relacionan a continuación:
1. Comprender los aspectos que interrelacionan los proyectos de inversión y
aprender a evaluar entre varias alternativas a partir de los criterios que
reconoce la administración financiera.
2. Comprender la relación entre la tasa de descuento a emplear en la evaluación
financiera de proyectos y el riesgo, así como su incidencia sobre la elaboración
de presupuestos de capital.
3. Comprender los factores que inciden sobre la política de distribución de
utilidades de la empresa.
4. Aprender a seleccionar la estructura financiera más conveniente para la
empresa.
5. Aprender a utilizar el criterio de valor actual neto ajustado como expresión del
vínculo entre las decisiones de inversión y financiamiento, así como de otros
criterios alternativos: la tasa de descuento ajustada y el costo promedio
ponderado de capital.
6. Conocer las características y los criterios a considerar para adoptar decisiones
sobre el arrendamiento financiero.
7. Comprender los factores que determinan el fracaso y la reorganización
empresarial.
Sistema de habilidades que deben de alcanzar y desarrollar los estudiantes:
Definir el flujo de efectivo de caja que deberá descontarse con vista a la
aplicación del Valor Actual Neto en las decisiones de inversión.
Emplear los métodos contemplados en análisis de riesgo, a la hora de evaluar
proyectos de inversión.
Emplear los criterios que permitan la evaluación del resultado de las
inversiones.
Determinar la estructura financiera más conveniente para la empresa, mediante
la correcta distribución de las fuentes de financiamiento a largo plazo entre las
fuentes propias y la deuda.
Determinar el valor actual neto ajustado.
Determinar las tasas de descuento ajustadas.
14
� Aplicar el análisis COID – CMC.
Evaluar la conveniencia del arrendamiento tanto financiero como operativo en
el uso de activos fijos por las empresas.
Evaluar la posibilidad y consecuencias de las fusiones y reorganizaciones de
empresas, así como el cierre de organizaciones no rentables.
Es importante dominar los conceptos: interés compuesto, definición del valor actual o
valor presente y de valor futuro; contenidos de la asignatura Matemática Financiera.
Conocer los métodos de depreciación impartidos en la asignatura Contabilidad General
III y de la asignatura de Sistema Financiero el método de amortización constante.
Además, debe dominarse la herramienta Microsoft Excel, o cualquier otro asistente
matemático que permita programar funciones y graficar, como el Derive.
La bibliografía asignada es la que se expone a continuación, aunque en algunos
contenidos se orientará la búsqueda en otras literaturas.
Weston F. y Brigham E. “Fundamentos de Administración Financiera”. Décima
Edición.
Gitman L. “Fundamentos de Administración Financiera”.
Brealey R. y Myers S. “Fundamentos de Financiación Empresarial”
Los ejercicios de autoevaluación y sus respuestas permiten al estudiante valorar su
ritmo de desarrollo y determinar el grado de dificultad que presenta en cada tema.
Esto le permite establecer prioridades en la organización de su estudio independiente
y redefinir su ritmo de estudio.
Esta Guía está dividida por unidades didácticas, organizadas por contenido y no por
las formas de organización de la docencia, siempre respetando el orden establecido
para el desarrollo de los contenidos. Cada unidad en su estructura presenta los
objetivos a alcanzar en la misma, conocimientos previos que debe dominar el
estudiante para comprender los nuevos contenidos y una introducción a este
contenido. En el desarrollo de la unidad, se esclarecen los contenidos de mayor
dificultad y se proporciona una serie de actividades demostrativas y la orientación de
otras para la realización independiente. También un resumen que sintetice los
contenidos abordados en la unidad con énfasis en los aspectos más importantes. Al
final, se orientan los contenidos a abordar en la unidad que le sigue.
El sistema de ejercicios propuesto al final de la Guía, está basado en la realidad
territorial, que vincula al estudiante con la vida profesional del entorno en el que se
desarrollará una vez culminados sus estudios, preparándolo así para responder a las
demandas de la sociedad cubana actual.
UNIDAD DIDÁCTICA I
Título: El valor del dinero a través del tiempo
Tema I: Decisiones de inversión
Objetivos específicos:
15
�
Analizar cómo los flujos de efectivo afectan a los valores de los activos y a las
tasas de rendimiento.
Requisitos previos:
Conocimientos previos de la asignatura Matemática Financiera (El interés,
interés compuesto, definición del valor actual o valor presente, definición de
valor futuro).
Introducción
La principal meta de toda administración financiera es maximizar el valor de las
acciones de una empresa y ese valor crece debido a la oportunidad de los flujos de
efectivo que esperan recibir los inversionistas (oportunidad: el ingreso que se espera
recibir pronto tiene un valor más alto que el ingreso a recibir en el futuro).
Además, de todas las técnicas que se usan en las finanzas, ninguna es más
importante que el concepto del valor del dinero a través del tiempo.
En esta unidad se utilizará la bibliografía: Fundamentos de Administración Financiera
de Weston J. F. y Brigham E. F.; Volumen II, Décima edición, McGraw Hill, México,
1994. Capítulo 5.
Desarrollo
Unas de las herramientas más importantes en el análisis del valor del dinero a través
del tiempo son las líneas de tiempo, representaciones gráficas que se usan para
mostrar la periodicidad de los flujos de efectivo.
Se representa de la siguiente forma:
0 5%1
-200
2
3
4
?
Los valores que aparecen en la parte superior de las marcas periódicas, representan
valores de fin de periodo. Con frecuencia, los periodos consisten en años, pero
también se usan otros intervalos de tiempos tales como periodos semestrales,
trimestrales, meses o incluso días.
Los flujos de efectivo se colocan directamente por debajo de las marcas y las tasas de
interés -puede variar su valor en los siguientes periodos- se muestran directamente
por arriba de la línea de tiempo. Los flujos de efectivo desconocidos, los cuales se
tratan de encontrar en el análisis, se indican mediante signos de interrogación.
Flujo de salida: Una inversión, un depósito, un costo o una cantidad pagada, presenta
un signo negativo.
16
�Flujo de entrada: Un ingreso, presenta signo positivo.
En la bibliografía indicada al inicio de esta unidad, correspondiente a las líneas de
tiempo, resolver las preguntas de autoevaluación. Para ello se es necesario estudiar
dicho epígrafe.
¿Por qué un peso disponible en el día de hoy vale más que un peso que haya de
recibirse el próximo año?
El proceso que consiste en partir de los valores actuales, o de los valores presentes
(PV), para calcular valores futuros (FV) se conoce como proceso de composición,
cuyo propósito es determinar el valor final de un flujo de efectivo o una serie de flujos
de efectivo cuando se aplica una tasa de interés determinada. Dicho valor final se
denomina valor futuro (FV).
A modo de ilustración, suponga que usted depositara en una cuenta de ahorro
durante un año $ 500.00, a un interés del 6 % anual.
Primero se hace necesario definir los siguientes términos:
PV= Monto inicial o valor presente
i o k= Tasa de interés anual
INT o I= Pesos de intereses que se ganan durante el año= k (PV)
FV n = Monto final o valor futuro, de su cuenta al final de n periodos
n= número de periodos que intervienen en el análisis
Siendo n=1, entonces FV=FV 1 el cual se calcula de la siguiente manera:
Datos:
PV= $ 500.00
FV 1 = PV + I
k= 6 % = 0.06
FV 1 = PV + PV (k)
n= 1 año
FV 1 = PV (1+k)
FV=?
Con esta ecuación podemos calcular el valor de su cuenta al final del año 1:
FV 1 =$ 500.00 (1+0.06)= $ 500.00 (1.06)= $ 530.00
R/ Su cuenta bancaria ganó $ 60.00 de intereses, por lo que usted obtendrá $ 530.00
al final del año.
¿Qué monto se obtendría si dejara el mismo fondo en la misma cuenta durante seis
años?
0
6%1
2
3
4
5
6
17
�-500
FV 1 =?
FV 2 =?
FV 3 =?
FV 4 =?
FV 5 =?
FV 6 =?
En el año dos el valor será de:
FV 2 = FV 1 (1+k)
= PV (1+k) (1+k)
= PV (1+k)2
= $ 500.00 (1+0.06)2
FV 2 = $ 500.00 (1.1236)2= $ 561.80
El año tres el valor se calcularía:
FV 3 = FV 2 (1+k)= PV (1+k)3
Por lo que, el valor futuro (FV) al final de n años se calcula de la siguiente manera:
FV n = PV (1+k)n
Aplicando la ecuación anterior, el valor futuro (FV) de la cuenta al finalizar el sexto
año, al 6 % de interés sería de:
FV 6 = $ 500.00 (1+0.06)6
= $ 709.26
Existe otra forma de calcular el valor futuro, que es mediante Tablas de interés.
Donde el valor futuro de $1 dejado en depósito durante n periodos a una tasa de k
por ciento, se denomina: Factor de interés a valor futuro para k y n (FVIF k, n ).
Puesto que (1+k)n=FVIF k, n ), la ecuación sería:
FV=PV (FVIF k, n )
En una representación gráfica del proceso de composición, se apreciaría que la curva
de rendimiento se elevaría a medida que se incrementa la tasa de interés. Por tanto,
la tasa de interés es de hecho una tasa de crecimiento. Ver figura 5-1 del libro de
texto antes enunciado.
Para más información estudiarse de la bibliografía indicada, del Capítulo 5, lo
correspondiente a valor futuro y responder las preguntas de autoevaluación que se
encuentran al final de dicho epígrafe.
Usted desea comprar un valor de bajo riesgo que pagará $ 709.26 al final de seis
años. La tasa de interés que ofrece el Banco de un 6 % se define como la tasa de
costo de oportunidad, o como la tasa de rendimiento que se podría ganar sobre
inversiones alternativas de riesgo similar. Puesto que $ 500.00 crecería hasta $
709.26 en seis años a un interés del 6 %, entonces $ 500.00 es el valor presente
(PV) de $ 709.26.
18
�Si se pudiera encontrar otra inversión con el mismo riesgo y que produjera el mismo
monto futuro ($ 709.26), pero que costara menos de $ 500.00 (sean $ 495.00),
entonces, se podría ganar un rendimiento superior al 6 % mediante la compra de la
inversión. Mientras que si hubiese sido el precio del valor mayor que $ 500.00, se
rechazaría la inversión.
El proceso que se sigue para encontrar el valor presente de un flujo de efectivo o unas
series de flujos de efectivo, se denomina proceso de descuento; es lo opuesto al
proceso de composición.
0
6% 1
2
3
4
PV=?
5
6
$ 709.26
La ecuación de valor futuro (FV) se transformaría en una fórmula de valor presente
(PV).
FV n = PV (1+k)n
PV = FV n /(1+k)n= FV n (1+k)-n= FV n (1/(1+k))n
Para la solución tabular:
El valor presente de $1 pagadero a n periodos hacia el futuro y descontado al k por
ciento por periodo, se denomina: Factor de interés a valor presente para k y n
(PVIF k,n )
Si:
(1/ (1+k))n=PVIF k, n
Entonces:
PV= FV n (PVIF k, n )
La representación gráfica del proceso de descuento muestra que el valor presente de
una suma que vaya a recibirse en alguna fecha futura disminuye y se aproxima a cero
a medida que la fecha de pago se amplía más hacia el futuro y que la tasa de
decrecimiento es mayor entre más grande sea la tasa de interés (de descuento). Ver
figura 5-2 del libro de texto antes enunciado.
•
Resolver las preguntas de autoevaluación correspondientes al epígrafe, valor
presente.
Cuando se estudió el valor futuro partimos de una cantidad inicial que se depositaba
en el banco y determinábamos el valor al cual ascendía dicha cuenta a una
19
�determinada tasa en n periodos de tiempo. Sin embargo, pueden ocurrir pagos de
cantidades fijas a lo largo de un número específico de periodos el cual recibe el
nombre de anualidad.
Cada pago lo simbolizamos por PMT y si ocurren al final de cada periodo estamos en
presencia de una anualidad ordinaria (es la que más se utiliza). Mientras que si los
pagos se hacen al inicio de cada periodo se define como una anualidad pagadera.
Ejemplo de una anualidad ordinaria:
Si usted recibe una promesa de pago de $ 500.00 anuales, durante un periodo de tres
años y lo deposita en el banco, en su cuenta de ahorro a un interés del 6 %. ¿Cuánto
tendría usted al final de esos tres años? Para responder esta pregunta, se debe
encontrar el valor futuro de la anualidad FVA 3 .
0
6%
1
2
$ 500
$ 500
3
$ 500.00
530.00
561.80
Valor Futuro
$1 591.80
El valor que se alcanzaría al final de estos tres años es de $ 1 591.80, ya que los
pagos se hacen al final de los años 1, 2 y 3 por lo que el primer pago se compone a lo
largo de dos años, el segundo pago se compone por un año y el último pago no se
compone. Estos valores futuros al ser sumados da como resultado el valor futuro del
gráfico ya descrito.
Si definimos a FVA n como valor futuro de la anualidad; PMT como el pago periódico; n
como el plazo de la anualidad y FVIFA k, n como el factor de interés a valor futuro para
una anualidad, la ecuación sería:
FVA n = PMT (1+k)n-1 + PMT (1+k)n-2 +…+ PMT (1+k)1 + PMT0
FVA n = PMT {(1+k)n-1 + (1+k)n-2 +…+ (1+k)1+ (1+k)0}
FVA n = PMT
n
∑ (1 + k )
n-t
ó FVA n = PMT (FVIFA k, n )
t =1
La expresión entre paréntesis, FVIFA se calcula a través de la fórmula {(1+k)n-1}/k
para cualquier combinación de k y n.
Entonces:
FVA n = PMT [{(1+k)n-1}/k]
Sustituyendo en la ecuación, teniendo a mano las tablas, sería:
20
�FVA 3 = $ 500.00 (3.1836)= $ 1 591.80
El factor de interés a valor futuro para una anualidad (FVIFA k, n ) es siempre igual o
mayor que el número de periodos de la anualidad.
Ejemplo de una anualidad pagadera:
Si los tres pagos de $ 500.00 del ejemplo anterior se hacen al principio de cada año,
es una anualidad pagadera. Entonces en la línea de tiempo, cada pago cambia hacia la
izquierda un año; por lo tanto, cada pago estaría sujeto a un proceso de composición
por un año adicional.
0
$100
6%
1
$100
2
3
$100
$
530.00
561.80
595.51
FVA 3 (anualidad pagadera)
$1 687.31
La ecuación quedaría de la siguiente forma:
FVA n (anualidad pagadera)= PMT (FVIFA k, n ) (1+k)
= $ 500.00 (3.1836) (1.06)
= $ 1 687.31
Como se observa, se obtiene una composición adicional, siendo la anualidad pagadera
más valiosa que la anualidad ordinaria.
•
Resolver las preguntas de autoevaluación correspondientes al epígrafe, valor
futuro de una anualidad. Para ello es necesario estudiarse dicho epígrafe.
Suponga que a usted se le ofrece una anualidad a tres años con pagos de $ 500.00 al
final de cada año, y también se le ofrece un pago acumulado en el día de hoy. Usted
deposita los pagos en una cuenta de ahorro que paga un 6% de interés.
¿Qué tan grande debe ser el pago de la suma acumulada para hacerlo equivalente a la
anualidad?
Representemos gráficamente en una línea de tiempo los pagos llevados al valor
presente, para la determinación del pago acumulado equivalente a la anualidad.
21
�0
6%
1
$ 500
$
2
3
$ 500
$ 500
471.70
445.00
418.81
$1 336.51
PVA 3
El pago acumulado equivalente a la anualidad es de $ 1 336.51.
Obsérvese que:
El valor presente del primer pago es PMT [1/(1+k)], el segundo es de PMT [1/(1+k)2],
el tercero es PMT [1/(1+k)3] y así sucesivamente.
Si definimos a PVA n como valor presente de la anualidad de n años y al definir a
PVIFA k, n como el factor de interés a valor presente para una anualidad, se puede
escribir la siguiente ecuación en varias formas:
PVA n = PMT [1/(1+k)1] + PMT [1/(1+k)2] +…+ PMT [1/(1+k)n]
= PMT [1/(1+k)1 + 1/(1+k)2 +…+ 1/(1+k)n]
= PMT
n
∑1 /(1 + k )
n
t =1
= PMT (PVIFA k, n )
El factor de interés a valor presente para una anualidad va a ser igual a:
PVIFA k, n = [1-{1/ (1+k)n}]/k para cualquier combinación de k y n.
Sustituyendo en la ecuación, teniendo a mano las tablas, sería:
PVA 3 = $ 500.00 (2.67302) = $ 1336.51
El factor de interés a valor presente de una anualidad (PVIFA k, n ) es siempre inferior al
número de periodos de la anualidad, contrario al (FVIFA k, n ) que es igual o mayor que
el número de periodos.
Si los tres pagos del ejemplo anterior hubieran ocurrido al principio de cada periodo,
la anualidad fuera pagadera. Cada pago se cambiaría un año hacia la izquierda, por lo
tanto cada pago se descontaría por un año menos. A continuación se presenta el
planteamiento de la línea del tiempo:
22
�0
$
500
6%
1
$ 500
2
3
$ 500
471.70
445.00
$ 1 416.70 PVA 3 (anualidad pagadera)
La ecuación para el cálculo del valor presente de una anualidad pagadera quedaría de
la siguiente forma:
PVA 3 (anualidad pagadera)= PMT (PVIFA k, n ) (1+k)
= $ 500.00 (2.67302) (1.06)
= $ 1 416.70
Puesto que los flujos de efectivo ocurren con mayor rapidez, el PVA pagadera es
mayor al de la anualidad ordinaria.
•
Para una mejor comprensión estudiarse de la bibliografía citada, el epígrafe
correspondiente a valor presente de una anualidad. Responder las preguntas de
autoevaluación.
Muchas anualidades se realizan a lo largo de algún periodo definido de tiempo,
aunque algunas continúan indefinidamente, por lo que los pagos constituyen una serie
infinita. Dicha serie se define como una perpetuidad.
La ecuación que determina el valor de una perpetuidad es la siguiente:
PV (perpetuidad)= Pago / Tasa de Interés= PMT/ k
Ejemplo: ¿Cuál será el valor de un bono que prometiera pagar por año $ 500.00, a
una tasa de interés del 9 %?
PV (perpetuidad)= $ 500.00 / 0.09= $ 5 555.55
Supóngase que la tasa de interés aumentara al 10 % ¿Qué sucedería?
PV (perpetuidad)= $ 500.00 / 0.10= $ 5 000.00
Por una pequeña variación en la tasa de interés, se observa una notable disminución.
•
Responder las preguntas de autoevaluación que aparecen en el libro de texto,
antes enunciado, correspondiente al epígrafe de perpetuidades.
Hasta aquí se ha trabajado con flujos de efectivo iguales, pero en muchas decisiones
financieras de gran importancia aparecen flujos de efectivo desiguales. Como es el
caso del presupuesto de capital que es frecuentemente desigual, así también como las
acciones comunes que pagan una serie creciente de dividendos a lo largo del tiempo.
23
�El valor presente de una serie desigual de pagos no es más que la suma de los valores
presentes de los componentes individuales de dichos flujos.
De ahí que la ecuación para calcular el valor presente de una serie desigual de pagos
sería:
NPV=
n
∑ CFt [1/ (1 + k)]t
t =1
Siendo CF flujos de efectivo desiguales.
Suponga que los flujos de efectivo esperados de un proyecto son de $ 150.00 el
primer año y del segundo al octavo año mantiene flujos de $ 220.00; y en el noveno
año su corriente de pagos es de $ 600.00. ¿Cuál será el valor presente de todos sus
flujos? Si el costo de capital es del 6 %.
El resultado esperado se obtiene multiplicando cada rendimiento esperado por su
factor de interés a valor presente (PVIF k, n ) apropiado, y sumamos estos productos
para obtener el valor presente de su corriente desigual de flujo de efectivo.
NPV= CF 1 (PVIF 6%, 1 ) + CF 2 PVIF 6%, 2 ) +…+ CF 9 (PVIF 6%, 9 )
NPV= $ 150.00 (0.9434)+$ 220.00 (0.8900) + $ 220.00 (0.8396) + $ 220.00
(0.7921) + $ 220.00 (0.7473) + $ 220.00 (0.70.50) + $ 220.00 (0.6651)
+ $ 220.00 (0.6274) + $ 600.00 (0.5919)
= $ 1 655.26
La existencia de flujos de efectivo regulares dentro de la corriente puede permitir el
uso de la ecuación de anualidades, pues a partir de año dos hasta el año ocho los
flujos son fijos en magnitud de $ 220.00.
Primero se encuentra el valor presente de los primeros $ 150.00 que se reciben en el
primer año y de los $ 600.00 en el noveno año, de la siguiente forma:
PV (flujos desiguales)= $ 150.00 (PVIF 6%, 1 ) + $ 600.00 (PVIF 6%, 9 )
= $ 150.00 (0.9434) + $ 600.00 (0.5919)
= $ 141.51 + $ 355.14
= $ 496.65
Como se ha reconocido que existe una anualidad de los años dos hasta el ocho, se
puede determinar el valor de la anualidad a ocho años, se le resta el de la anualidad
un año y se obtiene el resultado de una anualidad a siete años, que al multiplicarlo
por el pago o flujo fijo de $ 220.00 se obtiene el valor presente de la anualidad.
PV (anualidad)= $ 220.00 (PVIFA 6%, 8 – PVIFA 6%, 1 )
= $ 22.00 (6.2098 – 0.9434)
= $ 1 158.61
Posteriormente se suma el valor presente de la anualidad con el valor presente de los
flujos desiguales y se alcanza el mismo resultado que a través del método del valor
presente de los flujos recibidos en los nueve años.
24
�NPV= $ 496.65 + $ 1 158.61
= $ 1655.26
Como se observa este último método es ventajoso cuando existe una anualidad fija
por varios años.
Hasta aquí se ha considerado que los intereses se reciben anualmente y conocemos
que en todo tipo de economía existen diferentes periodos de composición para las
inversiones. Por lo tanto, para comprar los valores con diferentes periodos de
composición se necesita ponerlos sobre una base común.
La tasa anual efectiva (EAR) es la tasa que produciría el valor final compuesto bajo un
periodo de interés compuesto anual, se determina por la siguiente expresión:
Tasa Anual Efectiva = (1+k nom/m )m-1
Siendo k nom/m la tasa nominal (estipulada) y m es el número de los periodos de
composición.
Ejemplo: ¿Cuál será la tasa anual efectiva cuando la tasa nominal es de 5 % de
interés compuesto semestral?
Tasa Anual Efectiva = (1 + 0.05/2)2-1
= 1.0506 - 1= 0.0506 = 5.06 %
Cuando los periodos de composición son más de una vez al año, en varios años se usa
la ecuación siguiente:
Composición más Frecuente= PV (1+k nom/m )m*n
m: Número de veces que ocurre la composición
n: Número de años
Ejemplo: ¿Cuál es el monto al cual crecerán $ 500.00 después de tres años, cuando
se aplica una tasa de interés semestral, con tasas de interés estipulada de 5 %?
Datos:
FV 3 = PV (1+k nom/2 )2(3)
PV= $ 500.00
n= 3 años
k nom = 5 %
FV 3 = $ 500.00 (1 + 0.05/2)6
= $ 500.00 (1,159693418)
= $ 579.85
m= 2
R/ El valor al cual ascienden a $ 500.00 después de tres años, al aplicarse una tasa de
interés semestral de un 5 %, es a $ 579.85.
25
�Otra vía es calculando la tasa anual efectiva y aplicarla al monto depositado
inicialmente.
EAR= (1+k nom/m )m-1 = (1 + 0.05/2)2-1
FV= PV (1.050625)3
= $ 500.00 (1,159693418)
= $ 579.85
Se observa que por ambos métodos se alcanza el mismo resultado.
Resumen
A continuación se resumen los principales elementos del análisis del valor del dinero a
través del tiempo y los conceptos fundamentales que se cubren en esta unidad
didáctica.
El proceso de composición, no es más que el que se sigue para determinar el
valor futuro (FV) de un flujo de efectivo o de una serie de flujos de efectivo. El
monto compuesto, o valor futuro, es igual al monto inicial más el interés ganado.
FV n = PV (1+ k)n = PV (FVIF k, n )
(Para un solo pago)
El proceso de descuento es para determinar el valor presente (PV) de un flujo
de efectivo futuro o de una serie de flujos de efectivo; el descuento es lo recíproco
de la composición.
PV n = FV n / (1+k)n = FV n [1/ (1+k)]n = FV n (PVIF k, n )
(Para un solo pago)
•
Una anualidad se define como una serie de pagos periódicos e iguales (PMT)
durante un número determinado de periodos.
Valor futuro de una anualidad:
FVA n = PMT
n
∑ (1 + k )
n-t
ó FVA n = PMT (FVIFA k, n )
t =1
El factor de interés a valor futuro para una anualidad va a ser igual a:
FVIFA k, n = {(1+k)n-1}/k para cualquier combinación de k y n.
Valor presente de una anualidad:
PVA n = PMT
n
∑1 /(1 + k )
n
ó PVA n = PMT (PVIFA k, n )
t =1
El factor de interés a valor presente para una anualidad va a ser igual a:
PVIFA k, n = [1-{1/ (1+k)n}]/k para cualquier combinación de k y n.
26
�Una anualidad cuyos pagos ocurren al final de cada periodo se conoce como
anualidad ordinaria. Si cada pago ocurre al principio del periodo en lugar de que
ocurra al final del mismo, se tendrá una anualidad pagadera.
Algunas anualidades continúan indefinidamente, por lo que los pagos constituyen una
serie infinita. Dicha serie se define como una perpetuidad.
PV (perpetuidad)= Pago / Tasa de Interés= PMT/ k
•
•
Si los flujos de efectivo fueran desiguales, no se podría usar las fórmulas para
anualidades. Para encontrar el valor presente o el futuro de una serie desigual,
se tendría que hallar cada flujo de efectivo individual y posteriormente
sumarse. Sin embargo, si algunos de los flujos de efectivo representan una
anualidad, entonces se puede usar la fórmula de las anualidades en esa parte
de la corriente de flujo de efectivo.
Hasta este momento en el resumen se ha analizado que los intereses se cobran
anualmente o al final de cada año. Sin embargo, muchos contratos exigen
pagos más frecuentes.
Cuando los periodos de composición son más de una vez al año, en varios años se usa
la ecuación siguiente:
FV n = PV (1+k nom/m )m*n
Otra vía es calculando la tasa anual efectiva y aplicarla al monto depositado
inicialmente.
Tasa Anual Efectiva = (1+k nom/m )m-1
FV n = PV (1+EAR)n
Ejercicios de autoevaluación
Ejercicio I
El 1ro de enero del 2000 usted deposita $ 2 500 en una cuenta de ahorros que paga
una tasa de interés del 9 %.
a) Si el banco compone el interés anualmente, ¿qué cantidad tendrá en su cuenta el
1ro de enero del 2004?
b) ¿Cuál sería su saldo el 1ro de enero del 2004 si el banco usura un interés
semestral, en vez de anual? Explique los resultados alcanzados.
c) Suponga que usted depositó los $ 2 500 en 5 pagos de $ 500 cada uno el 1ro de
enero del 2000, 2001, 2002, 2003 y 2004. ¿Qué cantidad tendría usted en su
cuenta el 1ro de enero del 2004 tomando como base un interés anual del 5 %?
27
�d) Suponga que usted depositara cinco pagos iguales en su cuenta el 1ro de Enero del
2000, 2001, 2002, 2003 y 2004. Suponiendo una tasa de interés del 9 %, ¿qué
cantidad tendría que depositarse en cada pago para obtener el saldo final del inciso
a?
•
•
Resolver los ejercicios de autoevaluación que aparecen en el libro de texto
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición. Páginas 287-289.
Resolver los ejercicios de autoevaluación que aparecen en el libro de texto
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Tercera Edición. Páginas 125126.
Soluciones a los ejercicios de autoevaluación
Solución de ejercicio I
a)
1/1/00 9%
1/1/01
1/1/02
1/1/03
-2 500
1/1/04
FV=?
FV n = PV (1+k)n
FV 4 = $ 2 500.00 (1+0.09)4 = $ 3 528.94
R/ El saldo al 1ro de enero del 2004 sería de $ 3 528.94
b)
FV n = PV (1+k nom/m )m*n
FV 8 = $ 2 500.00 (1+0.09/2)2*4 = $ 3 555.25
Otra vía es calculando la tasa anual efectiva y aplicarla al monto depositado
inicialmente.
Tasa Anual Efectiva = (1+k nom/m )m-1
= (1+0.09/2)2-1 = 0.092025 = 9.20 %
FV n = PV (1+EAR)n
FV 4 = $ 2 500.00 (1+0.092025)4 = $ 3 555.25
R/ El saldo al 1ro de Enero del 2004 sería de $ 3 555.25. Es mayor en comparación al
resultado obtenido cuando el interés es compuesto anualmente, pues al ser semestral
acumula más intereses (se compone en cuatro periodo más que siendo anual).
28
�c)
1/1/00
$ 500
5%
1/1/01
$ 500
1/1/02
$ 500
1/1/03
$ 500
1/1/04
$ 500
FV=?
Teniendo en cuenta que es una anualidad pagadera, pues los pagos se realizan al
principio de cada año, se expresaría de la siguiente manera:
FVA n = PMT (FVIFA k, n )
= $ 500.00 (FVIFA 5%, 5 ) = $ 2 762.80
R/ Al 1ro de Enero del 2004 contaría con un saldo de $ 2 762.00.
d)
1/1/00
?
9%
1/1/01
?
1/1/02
1/1/03
?
?
1/1/04
?
FV= $ 3 528.94
FVA 5 = PMT (FVIFA k, n )
$ 3 528.94= PMT (5.9847)
PMT= $ 3 528.94/5.9847 = $ 589.66
R/ Se necesitarían cinco pagos de $ 589.66 cada uno para tener un saldo de $ 3
528.94 al 1ro de Enero del 2004.
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
UNIDAD DIDÁCTICA II
Esta unidad didáctica será la encargada de explicar las principales técnicas del
presupuesto de capital, su importancia y aplicación en la evaluación financiera de los
proyectos de inversión.
29
�Título: Técnicas del Presupuesto de Capital
Tema I: Decisiones de inversión
Objetivos específicos:
Conocer los criterios de evaluación financiera de inversiones.
Conocer los criterios que permitan definir el flujo de caja que deberá
descontarse para poder aplicar el criterio del valor actual neto.
Explicar cómo utilizar el criterio del valor actual neto cuando existe interrelación
entre proyectos.
Requisitos previos:
Resulta necesario saber sobre el valor del dinero a través de tiempo, flujos de
efectivo, procesos de composición, procesos de descuento y anualidades.
Conocimientos previos de la asignatura Matemática Financiera (El interés,
interés compuesto, definición del valor actual o valor presente, definición de
valor futuro).
Conocimientos previos de la asignatura Contabilidad General III, sobre los
métodos de depreciación.
Dominar la herramienta Microsoft Excel, que servirá de apoyo a la hora de
determinar los flujos de efectivo.
Introducción
Después de haber analizado el valor del dinero a través del tiempo, así como los
procesos de composición, los procesos de descuento y los flujos de efectivo; se
analizará en esta unidad didáctica las técnicas básicas que se usan en el análisis del
presupuesto de capital.
Para este contenido se contará con la siguiente bibliografía:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial.
Desarrollo
Al proceso de planeación de los gastos correspondientes a aquellos activos cuyos
flujos de efectivo se espera que se extienda más allá de un año, se denomina
presupuesto de capital.
Un presupuesto de capital efectivo puede mejorar tanto la oportunidad de las
adquisiciones de activos, así como la calidad de estos.
30
�El primer paso en el presupuesto de presupuesto, a partir de la generación real de
ideas, consiste en listar las nuevas inversiones junto con los datos necesarios para
evaluarla. De acuerdo con la necesidad las empresas por lo general clasifican los
proyectos en seis categorías, dichas categorías se encuentran en el libro de texto:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima Edición,
en las páginas 639-640.
En las empresas las proporciones de los proyectos son mayores de lo que estas están
dispuestas o capaces de financiar, de ahí los proyectos se clasifican en:
Proyectos mutuamente excluyentes: aquel conjunto de proyectos que solo se
puede aceptar uno de ellos.
Proyectos independientes: aquellos proyectos cuyos flujos de efectivo no se ven
afectados por la aceptación o no aceptación de otros proyectos.
Otro elemento importante a tener presente en la evaluación de los proyectos de
inversión, es le flujo neto de efectivo, que no es más que el ingreso neto más la
depreciación.
Flujo Neto de Efectivo= Ingreso Neto + Depreciación
Una vez que se conoce lo que es el presupuesto de capital y la clasificación de los
proyectos, corresponde a continuación el estudio de las técnicas o criterios de
evaluación de inversiones:
•
•
•
•
•
•
Periodo de recuperación;
Periodo de recuperación descontado;
Valor presente neto;
Tasa Interna de Rendimiento;
Rentabilidad contable promedio;
Índice de rentabilidad (o Beneficio-Costo).
Para el estudio del periodo de recuperación, se recomienda la lectura de las páginas
642 a la 644 del Weston F., 318 a la 319 del Gitman L., así como de la 88 a la 90 del
Brealey.
Al plazo de tiempo que se requiere para que los ingresos netos de una inversión,
recuperen el costo de dicha inversión se denomina: periodo de recuperación.
Para ello considere dos proyectos de inversión: una propuesta A, que sería la
instalación de un sistema de transportación por rodillos en un almacén y una
propuesta B, que sería la compra de una flota de carros elevadores de carga para el
mismo almacén.
Flujo neto de efectivo(MP)
Periodos (años)
Proyecto A
Proyecto B
Inversión inicial
1 136
1 136
31
�1
448
200
2
510
240
3
560
400
4
600
600
5
240
800
6
160
820
7
128
800
Total flujo de efectivo
2 646
3 860
Como se aprecia cada uno de estos proyectos requieren de una inversión de 1 136 MP
y se supone que son igualmente riesgosos.
Periodo de recuperación =
PR PA = 2 +
Año anterior a la
recuperación total
+
Costo no recuperado al principio de año
Flujo de efectivo durante el año
178
= 2.32 años
560
PR PB 3 +
296
= 3.49 años
600
Si la empresa usara un periodo de recuperación inferior a tres años escogería el
proyecto A y se rechazaría el proyecto B.
Las ventajas de utilizar el método del periodo de recuperación para evaluar un
proyecto de inversión son que:(1) es simple de calcular y fácil de comprender y (2)
maneja el riesgo de inversión eficazmente.
Las desventajas de este método son que:(1) no reconoce el valor del dinero en el
tiempo y (2) ignora el impacto de los ingresos de caja recibidos después del periodo
de recuperación: esencialmente los flujos de caja después del periodo de recuperación
determinan la productividad de una inversión.
Una solución parcial a los defectos del criterio anterior la brinda el periodo de
recuperación descontado, el que deberá estudiarse en las páginas 644 a la 646 del
Weston, 319 a la 321 del Gitman, y 90 a la 91 del Brealey.
Tomando el mismo ejemplo anterior, además de saber que el costo de capital está al
12 %, se pueden actualizar los flujos de efectivo con cálculo del periodo de
recuperación descontado, el cual es similar al periodo de recuperación ordinario
excepto porque los flujos de efectivo esperados se descuentan a través del costo de
capital del proyecto.
La actualización de los flujos de efectivo, teniendo en cuenta este método, quedaría
de la siguiente manera:
Flujo Neto de Efectivo(MP)
32
�Periodos (años)
Proyecto A
Proyecto B
Inversión inicial
1 136
1 136
1
448/(1.12)1 =400.00
200/(1.12)1 =178.57
2
510/(1.12)2 =406.57
240/(1.12)2 =191.33
3
560/(1.12)3 =398.60
400/(1.12)3 =284.71
4
600/(1.12)4 =381.31
600/(1.12)4 =381.31
5
240/(1.12)5 =136.18
800/(1.12)5 =453.94
6
160/(1.12)6 =81.06
820/(1.12)6 =415.44
7
128/(1.12)7 =57.90
800/(1.12)7 =361.88
Total flujo de efectivo
2 646
3 860
Cuando el flujo de efectivo es descontado el periodo de recuperación se alarga siendo
de 2,83 años para el proyecto A y de 4,22 años para el proyecto B.
Para eliminar las desventajas provocadas al utilizar el método de recuperación, se
crean los métodos para evaluar las propuestas de inversión que emplean conceptos
del valor del dinero a través del tiempo, denominadas técnicas de flujo de efectivo
descontado; dos de estos métodos son el método del valor presente neto y el método
de la tasa interna de rendimiento.
Para el estudio del método del valor presente neto (NPV), primeramente se debe
estudiar los fundamentos del criterio del valor actual neto, que aparecen en el Brealey
en su capítulo 2, de la página 18 a la 26.
Posteriormente deberá profundizar en el estudio de las páginas 322 y 323 del libro
Fundamentos de Administración Financiera de L. Gitman, donde deberá hacer énfasis
en el ejemplo ilustrativo. De igual forma, deberá estudiar el enfoque de F. Weston en
la obra del mismo nombre, lo cual se desarrolla en las páginas 646 a la 648.
El NPV o también denominado VAN (valor actual neto) en español, se expresa de la
siguiente manera:
NPV = CF0 +
CF1
CF2
CFn
+
+ ... +
1
2
(1 + k)
(1 + k)
(1 + k)n
n
CFt
t
t =0 (1 + k)
=∑
Considerando el ejemplo anterior de los dos proyectos A y B, el NPV se calcularía de la
siguiente forma:
Proyecto A
33
�NPV = −1136 +
600
240
160
128
448
510
560
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
6
(1.12)
(1.12)
(1.12)
(1.12) 7
(1.12)
(1.12)
(1.12)
= 725.62MP
Proyecto B
NPV = −1136 +
200
240
400
600
800
820
800
+
+
+
+
+
+
1
2
3
4
5
6
(1.12)
(1.12)
(1.12)
(1.12)
(1.12)
(1.12)
(1.12) 7
= 1131.18MP
En ambos proyectos el valor presente neto es positivo, 725.62 MP para el proyecto A
y 1 131.18 MP para el proyecto B. Si fueran proyectos independientes, ambos se
aceptarían, pero al ser proyectos excluyentes se escoge el proyecto B, la compra de
una flota de carros elevadores de carga, desechando el sistema de transportación por
rodillos.
El estudio de la tasa interna de rendimiento (TIR) o (IRR) deberá realizarse a
partir de la lectura de las páginas 649 a la 660 del Weston, 325 a la 331 del Gitman, y
de la 93 a la 104 del Brealey.
Es un método que se usa para evaluar las propuestas de inversión mediante la
aplicación de la tasa de rendimiento sobre un activo, la cual se calcula encontrando la
tasa de descuento que iguala el valor presente de los flujos futuros de entrada de
efectivo al costo de la inversión.
La expresión para el cálculo de esta técnica sería:
CF0 +
n
CF1
CF2
CFn
+
+ ... +
=0
1
2
(1 + IRR)
(1 + IRR)
(1 + IRR)n
CFt
∑ (1 + IRR)
t =0
t
=0
Pasos a seguir para determinar la TIR:
1. Calcule el VAN al costo de capital, denotado aquí como k 1
2. Compruebe si el VAN es positivo o negativo
3. Si el VAN es positivo, entonces escoja otra tasa (k 2 ) mucho más alta que k 1 . Si
el VAN es negativo, entonces escoja otra tasa (k 2 ) más pequeña que k 1 . La
verdadera TIR, a la cual VAN = 0, debe estar en algún punto entre esas dos
tasas.
34
�4. Calcule el VAN usando (k 2 )
5. Interpole para obtener la tasa exacta
Se le aplicará este proceso de cálculo al proyecto A del ejemplo antes descrito. Para
TIR= 34 %.
NPV = −1136 + 334 + 284 + 232 + 186 + 56 + 28 + 16
=0
Por tanto, la TIR del proyecto A es de 34 %, superior al costo de inversión, que fue de
12 %. La tasa interna de rendimiento del Proyecto B es de 31.82 %, inferior a la del
Proyecto A.
Cuando los flujos de efectivo son constantes o iguales cada año, el proyecto es una
anualidad, y su fórmula es:
IRR =
I
CFn
Suponga que un proyecto tiene un costo de inversión de $ 10 000.00 y se espera que
produzca flujo de efectivos de $ 1 769.84 anuales durante diez años. El costo del
proyecto, $10 000.00 es el valor presente de una anualidad de $ 1 769.84 por año,
durante diez años, por lo tanto al aplicar la ecuación obtenemos:
$ 10 000.00
I
=
= 5.6502
CF $ 1 769.84
Si buscamos el factor de interés a valor presente anual (PVIFA, 10) en el período de
diez años, $ 5.6502 se observa que está localizado en la columna de 12 %. Por lo que
12 % es la tasa interna de rendimiento que hace igual a cero los flujos constantes de
efectivo de $ 1769.84 con una inversión de $ 10000.
Para el estudio de la Rentabilidad contable promedio, el estudiante deberá apoyarse
en la lectura de las páginas 316 a la 318 del Gitman, así como de la 91 a la 93 del
Brealey.
El estudio del método Índice de rentabilidad (IR) deberá realizarse a partir de la
lectura de las páginas 323 a la 324 del Gitman y de la 104 a la 105 del Brealey.
Hasta el momento siempre se han ofrecido los flujos de efectivo como datos; sin
embargo el paso más importante, aunque también el más difícil, en el análisis de los
proyectos de capital es la estimación de sus flujos de efectivo. Dicho contenido se
encuentra en el capítulo quince, a partir de las páginas 682-692 del Weston.
A la hora de realizar evaluaciones de proyectos de expansión o de reemplazo es
necesario tener en cuenta los flujos de efectivo de entrada y los flujos de efectivo de
35
�salida, a continuación se esquematiza que se tendría en cuenta para cada uno de
estos dos casos:
•
Proyectos de Expansión
0
1
2
1
2
I- Inversión inicial
Costo de adquisición
+
Costos de instalación
+
Incrementos del Capital de Trabajo
Inversión inicial neta
IIIncrementos
operaciones
de
efectivo
en
Ingresos o ventas pronosticadas
+
Costos de operación
(-) Depreciación
Utilidad antes de impuestos
(-) Impuesto sobre utilidades
Utilidad neta
+
Depreciación
Flujo de caja en operaciones
III- Flujo de caja año terminal
Valor de salvamento neto [VS*(1-t)]
+
Recuperación del capital de trabajo
Flujo de caja terminal
IV- Flujo neto de efectivo
•
Proyectos de Reemplazo
0
I- Inversión inicial
Costo de adquisición del activo nuevo
+
Costos de instalación
(-) Precio de venta del activo viejo
+
Impuesto sobre la venta del activo
36
�viejo
+
Incrementos del Capital de Trabajo
Inversión inicial neta
II- Incrementos
operaciones
1
2
efectivo
en
Incrementos en las ventas
+
3
4
de
Ahorro/Incremento en los costos
Depreciación del activo nuevo
(-) Depreciación del activo viejo
5
Cambio en la depreciación (3-4)
Utilidad antes de impuestos (1+2-5)
(-) Impuesto sobre utilidades
Utilidad neta
+
Cambio en la depreciación
Flujo de caja en operaciones
III- Flujo de caja año terminal
Valor de salvamento neto [VS*(1-t)]
+
Recuperación del capital de trabajo
Costo oportunidad valor de salvamento
(-) activo viejo
Flujo de caja terminal
IV- Flujo neto de efectivo
Resumen:
El presupuesto de capital es el proceso que se sigue para analizar las
inversiones potenciales en activos fijos. Las decisiones de presupuesto de capital
son probablemente las más importantes que deben tomar los administradores
financieros.
El periodo de recuperación se define como el número esperado de años que se
requieren para recuperar el costo de un proyecto. El método del periodo de
recuperación ordinario ignora los flujos de efectivo que van más allá del periodo de
recuperación y no considera el valor del dinero a través del tiempo. Sin embargo,
el periodo de recuperación proporciona una indicación del riesgo y de la liquidez de
un proyecto porque muestra el plazo de tiempo durante el cual el capital invertido
estará sujeto a riesgo.
37
� El método del periodo de recuperación descontado es similar al método del
periodo de recuperación ordinario excepto porque descuenta los flujos de efectivo
al costo de capital del proyecto. Ignora los flujos de efectivo que van más allá del
periodo de recuperación descontado.
El método del valor presente neto (NPV) descuenta todos los flujos de efectivo
al costo de capital del proyecto y posteriormente los suma. El proyecto se acepta
cuando esta suma, la cual se conoce como valor presente neto, es positiva.
La tasa interna de rendimiento (IRR) se define como aquella tasa de descuento
que hace que el valor presente neto de un proyecto sea igual a cero. El proyecto se
acepta cuando la tasa interna de rendimiento es mayor que el costo del capital del
proyecto.
El paso más importante, a la vez el más difícil, en el análisis de un proyecto de
presupuesto de capital es la estimación de sus flujos de efectivo incrementales
después de impuestos que generará el proyecto. Los flujos netos de efectivo
consiste en el ingreso neto más la depreciación.
El análisis de reemplazo es ligeramente distinto del análisis de proyectos de
expansión porque los flujos de efectivo provenientes del activo antiguo deben
considerarse en las decisiones de reemplazo.
Ejercicios de autoevaluación
•
•
Resolver los ejercicios de autoevaluación que aparecen en las páginas 671-672
y en las páginas 726-727 respectivamente, del Weston.
Resolver los ejercicios de autoevaluación que aparecen en el libro de texto
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Tercera Edición. Páginas 308309.
Ejercicio –I
Un proyecto de expansión donde el Combinado Mecánico del Níquel compra un camión
para socorrer rupturas en algunas de las fábricas del municipio de Moa. El camión
tiene un precio de $ 15 000 y una vida de tres años asumiéndose el sistema acelerado
de recuperación del costo, se venderá en $ 750 al final de su vida útil. Tiene también
un crédito fiscal a la inversión de un 5 %, las ventas adicionales por la compra del
nuevo camión serán de un monto de $ 32 000 por año. Los costos de operación y de
venta harán un monto de $ 22 500. La tasa impositiva de la sociedad es de un 40 %.
El capital de trabajo se incrementa en $ 2 900 y el costo del capital es de un 11
%.Tenga en consideración que las tasas fijas para el método acelerado es de 0.25,
0.38 y 0.37 por años respectivamente. Calcule el NPV y halle la IRR.
Ejercicio –II
La atelier somete a consideración una antigua e ineficiente máquina de hilado que
había sido comprada hace 5 años, en 1995 a un monto de $ 14000. La máquina
tiene una vida esperada de 10 años y un valor de salvamento de cero al final de los
10 años. La máquina se deprecia sobre la base de línea recta y tiene un valor actual
38
�en libros de $ 7 000. El jefe de producción informa que una nueva máquina puede ser
comprada e instalada en $ 16 000 lo cual, a lo largo de su vida de 5 años aumentará
las ventas de $ 11 000 a $ 12 600.
La nueva máquina que será depreciada usando el sistema de depreciación acelerada
para la recuperación del costo tiene un valor de salvamento estimado de $ 2 500 al
final de su vida de cinco años. El valor actual de mercado de la máquina antigua es de
$ 4 400. La tasa fiscal marginal de la empresa es de 40 %. El costo de capital es de
11 %. ¿Debería la sociedad comprar la nueva máquina?
Nota: el costo de operación se reducirá de $ 8 000 a $ 6 000. Tenga en
consideración que las tasas fijas para el método acelerado son de 0.15, 0.22, 0.21,
0.21, 0.21 por años respectivamente.
Calcule el NPV y halle la IRR.
Solución a los ejercicios de autoevaluación
Solución del ejercicio –I
Años
0
1
2
3
I-Inversión inicial
Costo de adquisición del camión
$ 15.000,00
(-)Reducción de impuestos (5
%)
750,00
Incremento
Trabajo
del
Capital
de
Inversión Inicial Neta
II-Incremento
operación
efectivo
2.900,00
$ 17.150,00
en
Incremento en las Ventas
$ 32.000,00
$ 32.000,00
$ 32.000,00
22.500,00
22.500,00
22.500,00
3.656,25
5.557,50
5.411,25
Incremento en los Costos de
Operación
(-)Depreciación
Utilidad antes de impuestos
$
Impuestos sobre utilidades 40
%
Utilidad Neta
5.843,75
$
2.337,50
$
(+)Depreciación
3.506,25
$
7.162,50
$
1.577,00
$
3.656,25
Flujo de Caja en Operación
3.942,50
2.365,50
1.635,50
$
5.557,50
$
7.923,00
4.088,75
2.453,25
5.411,25
$
7.864,50
III-Flujo de caja año terminal
Valor de Salvamento
Incremento
del
Capital
450,00
de
2.900,00
39
�Trabajo
Flujos de Caja Neto
$ -17.150,00
Valor Actual Neto al 10 %
$
$
7.162,50
$
7.923,00
$ 11.214,50
3.933,13
11,00 %
Cálculo del valor de salvamento después de impuesto del camión:
Valor = monto antes de impuesto (1-t)
= $ 750.00 (1-0.4) = $ 450.00
Cálculo de la base depreciable para el camión, que es igual al costo menos la mitad
del crédito fiscal a la inversión:
Base depreciable = $ 15 000.00 - 0.5 (750) = $ 14 625.00
Depreciación = $ 14 625.00*0.25 = $ 3 656.25
$ 14 625.00*0.38 = $ 5 557.50
$ 14 625.00*0.37 = $ 5 411.25
Otra manera de resolver el ejercicio sería:
Determinación de los flujos netos de efectivo.
CF1 = [S − OC − D](1 − t ) + D
= [$ 32 000 − $ 22 500 − $ 3 656.25 ] 0,6 + $ 3 656.25
= ($ 9 500 − 3 656.25) 0.6 + 3 656.25 = $ 7 162.50
CF2 = [S − OC − D](1 − t ) + D
= [$ 9 500 − 5 557.50] 0.6 + 5 557.50 = $ 7 923.00
CF3 = [S − OC − D](1 − t ) + D
= [$ 9 500 − 5 411.25] 0.6 + 5 411.25 = $ 7 864.50
Al CF 3 se le suma el valor de salvamento y el aumento del capital de trabajo.
Entonces:
40
�NPV = −$ 17 150.00 +
$ 7 162.50 $ 7 923.00 $ 11 214.50
+
+
= $ 3 933.13
(1.11)1
(1.11) 2
(1.11) 3
TIR = 22.73 %
41
�Solución del ejercicio II
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo adquisición de la nueva máquina
$
16.000,00
Precio de venta de la máquina vieja
4.400,00
Impuesto sobre la venta del activo viejo
1.760,00
Inversión Inicial Neta
$
13.360,00
II-Incremento efectivo en operación
Incremento en las Ventas
$
1.600,00
$
1.600,00
$
1.600,00
$
1.600,00
Ahorro en los Costos de Operación
2.000,00
2.000,00
2.000,00
2.000,00
(-)Variación en la Depreciación
1.000,00
2.120,00
1.960,00
1.960,00
Utilidad antes de Impuestos
$
Impuestos sobre utilidades 40%
2.600,00
$
1.040,00
Utilidad Neta
$
(+)Variación en la Depreciación
1.560,00
$
592,00
$
1.000,00
Flujo de Caja en Operación
1.480,00
888,00
1.640,00
$
656,00
$
2.120,00
984,00
1.640,00
656,00
$
1.960,00
984,00
1.960,00
$
2.560,00
$
3.008,00
$
2.944,00
$
2.944,00
$
2.560,00
$
3.008,00
$
2.944,00
$
2.944,00
III-Flujo de caja año terminal
Valor de Salvamento
Flujos de Caja Neto
$ -13.360,00
Valor Actual Neto al 11%
$
-1.883,10
11,00%
Depreciación máquina vieja =
$ 7 000.00
= $ 1 400.00
5
Depreciación máquina nueva :
16 000 * 15 % = 2 400
16 000 * 22 % = 3 520
16 000 * 21 % = 3 360
16 000 * 21 % = 3 360
16 000 * 21 % = 3 360
42
�Variación en la Depreciación = Depreciación máquina nueva − Depreciación máquina vieja
Valor de Salvamento Neto = $ 2 500.00 * 0.6 = $ 1 500.00
R/ No se acepta el proyecto, pues su Valor Actual Neto es negativo y la TIR tiene que ser
aproximadamente igual a 5.63 % para que su VAN se cero.
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition
Información sobre la próxima unidad didáctica
Una vez estudiados los criterios de evaluación financiera de inversiones, es prudente
destacar que en la actualidad la mayor parte de los proyectos de inversión que se
analizan tienen presente un determinado grado de riesgo, por lo que será necesario
estudiar de qué modo se pueden evaluar financieramente las inversiones en condiciones
de incertidumbre, contenido que se abordará en la próxima unidad.
UNIDAD DIDÁCTICA III
Título: Análisis del riesgo en los proyectos de inversión
Tema I: Decisiones de inversión
Objetivos específicos:
Emplear el análisis de sensibilidad y de escenarios en la evaluación financiera de
proyectos de inversión.
Utilizar los árboles de decisión y las decisiones secuenciales en la evaluación
financiera de proyectos de inversión.
Requisitos previos:
Tener dominio del valor actual neto como criterio por excelencia y sobre la tasa
interna de rendimiento.
Conocimientos previos de la asignatura Contabilidad General III, sobre los
métodos de depreciación.
43
�
Dominar la herramienta Microsoft Excel, así como cualquier asistente matemático,
como el Derive, que servirán de apoyo al hora de determinar los flujos de efectivo,
el valor actual neto, la tasa Interna de Rendimiento y sus gráficos.
Introducción
Hasta ahora se han analizado proyectos de inversión con el mismo nivel de riesgo. Sin
embargo, después de haber analizado los criterios de evaluación de inversión, es
necesario destacar que en la actualidad la mayoría de los proyectos de inversión que se
analizan presenta diferente grado de riesgo.
Este contenido será desarrollado según la bibliografía:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial.
Desarrollo
Primeramente hay que conocer qué es el riesgo asociado a los proyectos de inversión, su
clasificación y particularidades. Dicho contenido es abordado por el Weston en el capítulo
quince de la obra citada, desde la página 702 a la 719. Además en la obra de Gitman en
el capítulo catorce desde la página 342 a la 359.
El Brealey en su segunda parte realiza un análisis más detallado y completo del riesgo en
la evaluación de los proyectos de inversión y ofrece una exposición en los capítulos siete
y ocho sobre riesgo y rentabilidad.
Una vez comprendido los aspectos fundamentales relacionados con el riesgo, se procede
al análisis de los métodos contemplados en la evaluación financiera del mismo. Dicho
métodos son:
Análisis de sensibilidad
Análisis de escenarios
Punto de equilibrio
Árboles de decisión
Dichos métodos aparecen explicados en el Brealey en la tercera parte, en el capítulo
diez.
El método en el que se analiza los cambios ocurridos en las variaciones fundamentales y
posteriormente se observa los cambios resultantes en el VAN y en la TIR se denomina
44
�análisis de sensibilidad. Este análisis se realiza variable por variable para cada una de las
variables que inciden en el flujo de caja proyectado.
Por ejemplo, en las ventas las variables serían cantidad y precio (considerando que fuera
un solo producto). Supongamos que tenemos la situación siguiente:
Variable
Cantidad (u)
CASO BASE
Optimista
Pesimista
4 000
5 000
3 000
4.00
6.00
2.00
Precio(cup)
Entonces, la sensibilidad de cada una de estas variables en las ventas, dado que ocurra
la situación optimista o pesimista, sería:
Impacto de la variable cantidad
Ventas
Base
Optimista
Pesimista
$16 000.00
$20 000.00
$12 000.00
Impacto de la variable precio
Base
Ventas
Optimista
$ 16 000.00 $ 20 000.00
Pesimista
$ 12 000.00
Se calcularían los indicadores de evaluación financiera para cada cambio en cada variable
y así se podría apreciar el efecto que causa cada una de estas en el resultado total. Por
ejemplo, se calcularía el VAN y la TIR para cuando el precio es de $ 6.00 (optimista) con
el resto de las variables constantes, el VAN para cuando el precio es de $ 2.00
(pesimista) con el resto de las variables constantes y así tantas veces como variables
importantes tenga el caso. De esta forma se puede conocer el impacto del cambio de
cada variable escogida en el resultado.
Esta técnica es una de la más ampliamente usada, pero presenta algunas limitaciones,
como es el caso de que en el entorno real no es común que cambie solo una variable,
sino que generalmente el cambio de una variable va acompañado de cambio en otras
variables.
Para la solución de este problema se recurre al análisis de escenarios, es una
herramienta para estimar el riesgo de un proyecto, en el cual un número de conjuntos o
variables toman valores para circunstancias financieras optimistas y pesimistas que se
comparan con una situación más probable o con un caso básico.
Entonces para este análisis se crea un escenario pesimista o escenario de peor caso
donde se fijan los peores valores razonables para cada una de las variables, un escenario
45
�optimista o escenario del mejor caso donde se analizan los mejores valores posibles
para cada una de las variables y por último un escenario básico en el cual todas las
variables se fijan a su valores más probables.
Esto se ejemplifica de la siguiente forma:
Un administrador solicita a su financiero el análisis de escenario a las variables precio y
ventas unitarias, para ello se considera que el margen de probabilidad de las ventas es
de 30 000 unidades a 50 000 unidades y de manera similar, se espera que el precio esté
entre $ 3 000.00 a $ 5 000.00. Los valores de caso básico son de 40 000 unidades a $ 4
000.00. Además, se estima que hay un 25 % de probabilidad de que ocurra el peor caso,
un 50 % de probabilidad de que ocurra el caso básico y un 25 % de probabilidad de que
ocurra el mejor caso. Quedaría de la siguiente forma:
Escenarios
Volumen de
Precio de venta
ventas
Pesimista
30 000
$ 3 000,00
Caso base
40 000
Optimista
50 000
NPV
Probabilidad de
NPV*Pi
ocurrencia(Pi)
($ 11 522,00)
0,25
($ 2 880,50)
4 000,00
13 992,00
0,50
6 996,00
50 000,00
46 794,00
0,25
11 698,50
n
NPV esperado = ∑ Pi (NPVi ) = $15 814.00
i =1
La desviación estándar del NPV sería:
δ NPV =
n
∑ P (NPV
i =1
i
i
− NPV esperado) = $ 15 690.93
2
Y el coeficiente de variación del proyecto sería:
CVNPV =
δ NPV
$ 15 690.93
=
= 0.99
NPV(esperado) $ 15 814.00
Este coeficiente de variación se compararía con el coeficiente de variación del proyecto
promedio de la empresa, en este caso sería un coeficiente aproximadamente de 1.0; por
lo tanto, se concluiría que el proyecto de la inversión es menos riesgoso que el proyecto
promedio de la empresa.
Con estas dos técnicas para estimar el riesgo se tiene en cuenta hasta qué punto sería
grave que las ventas o los costes resultasen peores que los previstos. Sin embargo, a
46
�muchos directivos les gusta enfocar el problema de otra forma y se preguntan hasta qué
punto pueden caer las ventas antes del que proyecto comience a originar pérdidas. Esta
práctica se conoce como análisis del punto de equilibrio.
Este análisis permite conocer para qué nivel de producción y ventas el VAN es igual a
cero, o sea, este punto se encuentra cuando el valor actual de las entradas es igual al
valor actual de las salidas.
Para ejemplificar este análisis, tenga en cuenta los siguientes datos en miles de pesos:
Ventas (u)
0
VA entradas
VA salidas
0
392
200
4 608
4 540
300
9 216
8 688
El VA entradas y el VA salidas se representan como funciones lineales tomando a las unidades
vendidas como parámetro. Para saber el punto de equilibrio hay que igualar estas dos
funciones para ver su intersección. La ecuación para ambas sería:
VA = m * unidades vendidas + n
Para hallar la ecuación de VA entradas :
m=
VA E−2 − VA E−1
9 216 − 4 608
= 23.04
=
Uds vendidas 2 − Uds vendidas 1
300 − 100
Sustituyendo para hallar a n:
n = 4 608 − 23.04 * 200 = 0
Entonces la ecuación para el VA entradas quedaría de la siguiente forma:
VA E = 23.04 * Uds vendidas
Para hallar la ecuación de VA salidas :
m=
VA S−2 − VA S−1
8 688 − 4 540
= 20.74
=
Uds vendidas 2 − Uds vendidas 1
300 − 100
Sustituyendo para hallar a n:
n = 4 540 − 20.74 * 200 = 392
47
�Entonces la ecuación para el VA salidas quedaría de la siguiente forma:
VA S = 20.74 * Uds vendidas + 392
Al igualar las dos funciones quedaría de la siguiente forma:
VA E = VA Spara que el VAN = 0
23.04 Uds vendidas = 20.74 Uds vendidas + 392
2.30 Uds vendidas = 392
392
Uds vendidas =
= 170
2.30
Para que el VAN no sea negativo las unidades vendidas deben de ser mayor que 170
unidades, siendo este el punto de equilibrio o punto muerto de este ejemplo.
En ocasiones los directivos financieros utilizan árboles de decisión para analizar proyectos
que implican decisiones secuenciales.
Suponga que el Sr. Rodolfo, propietario individual de un negocio de alquiler de
automóviles para la transportación urbana en la ciudad de Moa decide comprarse un
automóvil valorado en $ 620 500.00, con un costo de capital del 10 por ciento. Se tiene
previsto que solo existe un 50 por ciento de probabilidad de que tenga éxito en la
compra del activo. En caso que lo tuviera, Rodolfo realizará una remodelación al carro
con el objetivo de aumentar su capacidad de carga, a un costo de $ 500 000.00. Esta
inversión le permitirá obtener unos flujos esperados de tesorería de $ 125 000.00
anuales después de impuestos. Si no tiene éxito, el Sr. Rodolfo de la inversión de $ 500
000.00 ganara sólo $ 37 500.00 anuales.
El árbol de decisión quedaría de la siguiente forma:
Leyenda:
□ → Representa un punto distinto de decisión para Rodolfo
○ → Representa un punto de decisión del destino
48
�Inversión de
VAN=$ 750 000,00
$ 500.000,00
Éxito (0.5)
No invertir
FIN (VAN=0)
VAN=-$ 125 000,00
Hacer pruebas
Fracaso
$ 620.500,00
No hacer pruebas
FIN
No invertir
FIN (VAN=0)
Resumen
El análisis de sensibilidad es una técnica que muestra la magnitud en que una
variable resultante de un proceso, como el VAN, cambiará como respuesta a una
modificación determinada en una variable de insumo tal como las ventas,
manteniéndose constante todo lo demás.
El análisis de escenario es una técnica de análisis de riesgo en la cual los NPV del
mejor y del peor caso se comparan con el NPV esperado del proyecto.
El análisis del punto de equilibrio permite conocer para qué nivel de producción
y ventas el VAN es igual a cero, o sea, este punto se encuentra cuando el valor
actual de las entradas es igual al valor actual de las salidas.
El análisis de árboles de decisión permite examinar las posibles salidas que
tendría una inversión cuyo desarrollo está sometido a varios cursos probables, en
los cuales a su vez será necesario adoptar decisiones secuenciales en dependencia
de cada una de las circunstancias que se puedan presentar.
Ejercicio de autoevaluación
Ejercicio –I
El director del combinado Lácteo de Moa “El Vaquerito” ha solicitado que se evalúe la
adquisición de un camión especializado para la transportación de helado y yogurt. El
precio del camión es de $ 300 000.00, además costará otros $ 30 000.00 instalarle un
49
�sistema de refrigeración. El carro podrá venderse dentro de cuatro años en $ 60 000.00
y requerirá un incremento de capital neto de trabajo de $ 10 000.00.
Depreciará de forma acelerada durante cuatro años, siendo los porcentajes de la
depreciación los siguientes: primer año 33 %, segundo año 45 %, tercer año 15 % y
cuarto año 7 %. La compra del activo tendrá un efecto positivo sobre las ventas, al
incrementarse las mismas en 4 000 unidades, lo que equivale a $ 160 000.00 antes de
impuestos; además al usar petróleo como combustible se espera que ahorre a la entidad
$ 120 000.00 por año en costo de operación antes de impuestos. La tasa fiscal es del 35
%.
Se pide:
a) Si el costo de capital del proyecto es del 12 % ¿debería comprarse el camión? Par ello
utiliza la técnica del VAN.
b) Aplique el análisis de sensibilidad al proyecto, teniendo en cuenta las siguientes
variables:
Precio unitario (+20 % y -20 %)
Ventas en unidades (+10 % y -10 %)
Capital de trabajo neto (+10 % y -10 %)
c) Realice un análisis de escenario a partir de la siguiente información:
Escenarios
Peor
Básico
Mejor
Precio Básico
$ 400 000.00
300 000.00
200 000.00
Ahorro Costo en Operaciones
$ 100 000.00
120 000.00
140 000.00
d) Compruebe los resultados obtenidos en los tres incisos anteriores con ayuda del
Microsoft Excel.
Solución del ejercicio de autoevaluación
Solución del ejercicio –I
a)
Años
0
1
2
3
4
50
�I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
del
$300.000,00
Costo de instalación
30.000,00
Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Inversión Inicial Neta
II-Incremento
operación
$340.000,00
efectivo
en
Incremento en las Ventas
$160.000,00 $160.000,00 $160.000,00 $160.000,00
Ahorro en los Costos de
Operación
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
(-)Depreciación
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
Utilidad antes de Impuestos
$171.100,00 $131.500,00 $230.500,00 $256.900,00
Impuestos sobre utilidades
35 %
59.885,00
Utilidad Neta
$111.215,00
(+)Depreciación
108.900,00
Flujo de Caja en Operación
III-Flujo
terminal
de
caja
46.025,00
80.675,00
89.915,00
$ 85.475,00 $149.825,00 $166.985,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$220.115,00 $233.975,00 $199.325,00 $190.085,00
año
Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
Valor Actual Neto
%
$-40.000,00 $220.115,00 $233.975,00 $199.325,00 $260.085,00
al 12
$350.219,00
Al ser positivo el NPV, por supuesto que se aprueba el proyecto.
b) Análisis de sensibilidad de la variable Precio Unitario
Optimista para $ 48.00 unitarios:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
Costo de instalación
del
$300.000,00
30.000,00
51
�Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Inversión Inicial Neta
$340.000,00
II-Incremento efectivo en
operación
Incremento en las Ventas
$192.000,00 $192.000,00 $192.000,00 $192.000,00
Ahorro en los Costos de
Operación
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
(-)Depreciación
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
Utilidad antes de Impuestos
$203.100,00 $163.500,00 $262.500,00 $288.900,00
Impuestos sobre utilidades
35 %
71.085,00
Utilidad Neta
108.900,00
Flujo de Caja en Operación
de
91.875,00
101.115,00
$132.015,00 $106.275,00 $170.625,00 $187.785,00
(+)Depreciación
III-Flujo
terminal
57.225,00
caja
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$240.915,00 $254.775,00 $220.125,00 $210.885,00
año
Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
$-340.000,00 $240.915,00 $254.775,00 $220.125,00 $280.885,00
Valor Actual Neto al 12 %
$413.395,87
Pesimista para $ 32.00 unitarios:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
Costo de instalación
del
$300.000,00
30.000,00
52
�Incremento del Capital de
Trabajo
Inversión Inicial Neta
10.000,00
$340.000,00
II-Incremento efectivo en
operación
Incremento en las Ventas
$128.000,00 $128.000,00 $128.000,00 $128.000,00
Ahorro en los Costos de
Operación
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
(-)Depreciación
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
Utilidad antes de Impuestos
$139.100,00
Impuestos sobre utilidades
35 %
48.685,00
$99.500,00 $198.500,00 $224.900,00
34.825,00
69.475,00
78.715,00
Utilidad Neta
$90.415,00
$64.675,00 $129.025,00 $146.185,00
(+)Depreciación
108.900,00
148.500,00
Flujo de Caja en Operación
III-Flujo
terminal
de
caja
49.500,00
23.100,00
$199.315,00 $213.175,00 $178.525,00 $169.285,00
año
Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
Valor Actual Neto
%
$-340.000,00 $199.315,00 $213.175,00 $178.525,00 $239.285,00
al 12
$287.042,14
53
�Análisis de sensibilidad. Variable Precio Unitario
500.000,00
413.395,87
VAN
400.000,00
350.219,00
287.042,14
300.000,00
VAN
200.000,00
100.000,00
32
40
48
Precios Unitarios
Análisis de sensibilidad de la variable Unidades Vendidas
Optimista para 4 400 unidades:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
del
Costo de instalación
Incremento
Trabajo
del
Capital
30.000,00
de
Inversión Inicial Neta
II-Incremento
operación
efectivo
los
Costos
en
$176.000,00 $176.000,00 $176.000,00 $176.000,00
de
(-)Depreciación
Utilidad antes de Impuestos
Impuestos sobre utilidades 35
%
Utilidad Neta
(+)Depreciación
Flujo de Caja en Operación
10.000,00
$340.000,00
Incremento en las Ventas
Ahorro en
Operación
$300.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$187.100,00 $147.500,00 $246.500,00 $272.900,00
65.485,00
$121.615,00
108.900,00
51.625,00
$95.875,00
148.500,00
86.275,00
95.515,00
$160.225,00 $177.385,00
49.500,00
23.100,00
$230.515,00 $244.375,00 $209.725,00 $200.485,00
54
�III-Flujo de caja año terminal
Incremento
Trabajo
del
Capital
de
10.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
$-40.000,00
Valor Actual Neto al 12%
$230.515,00 $244.375,00 $209.725,00 $270.485,00
$381.807,44
Pesimista para 3 600 unidades:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
del
$300.000,00
Costo de instalación
30.000,00
Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Inversión Inicial Neta
$340.000,00
II-Incremento efectivo en
operación
Incremento en las Ventas
$144.000,00 $144.000,00 $144.000,00 $144.000,00
Ahorro en los Costos de
Operación
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
(-)Depreciación
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
Utilidad antes de Impuestos
$155.100,00 $115.500,00 $214.500,00 $240.900,00
Impuestos sobre utilidades
35%
54.285,00
Utilidad Neta
$100.815,00
(+)Depreciación
108.900,00
Flujo de Caja en Operación
III-Flujo
terminal
de
caja
40.425,00
75.075,00
84.315,00
$75.075,00 $139.425,00 $156.585,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$209.715,00 $223.575,00 $188.925,00 $179.685,00
año
Incremento del Capital de
Trabajo
10.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
Valor Actual Neto al 12 %
$-340.000,00 $209.715,00 $223.575,00 $188.925,00 $249.685,00
$318.630,57
55
�Análisis de sensibilidad. Variable Unidades
Vendidas
400.000,00
VAN
380.000,00
381.807,44
360.000,00
350.219,00
340.000,00
320.000,00
VAN
318.630,57
300.000,00
280.000,00
3600
4000
4000
Unidades Vendidas
Análisis de sensibilidad de la variable Capital de Trabajo
Optimista para $ 9 000.00:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
del
Costo de instalación
$300.000,00
30.000,00
Incremento del Capital de
Trabajo
Inversión Inicial Neta
9.000,00
$339.000,00
II-Incremento efectivo en
operación
Incremento en las Ventas
$160.000,00 $160.000,00 $160.000,00 $160.000,00
Ahorro en los Costos de
Operación
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
(-)Depreciación
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
Utilidad antes de Impuestos
Impuestos sobre utilidades
35%
Utilidad Neta
108.900,00
Flujo de Caja en Operación
de
59.885,00
$111.215,00
(+)Depreciación
III-Flujo
terminal
$171.100,00 $131.500,00 $230.500,00 $256.900,00
caja
46.025,00
80.675,00
89.915,00
$85.475,00 $149.825,00 $166.985,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$220.115,00 $233.975,00 $199.325,00 $190.085,00
año
56
�Incremento del Capital de
Trabajo
9.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
$-339.000,00 $220.115,00 $233.975,00 $199.325,00 $259.085,00
Valor Actual Neto al 12%
$350.583,49
Pesimista para $ 10 000.00:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de
camión
adquisición
del
$300.000,00
Costo de instalación
30.000,00
Incremento del Capital de
Trabajo
11.000,00
Inversión Inicial Neta
$339.000,00
II-Incremento efectivo en
operación
Incremento en las Ventas
$160.000,00 $160.000,00 $160.000,00 $160.000,00
Ahorro en los Costos de
Operación
120.000,00
120.000,00
120.000,00
120.000,00
(-)Depreciación
108.900,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
Utilidad antes de Impuestos
$171.100,00 $131.500,00 $230.500,00 $256.900,00
Impuestos sobre utilidades
35 %
59.885,00
Utilidad Neta
$111.215,00
(+)Depreciación
108.900,00
Flujo de Caja en Operación
III-Flujo
terminal
de
caja
46.025,00
80.675,00
89.915,00
$85.475,00 $149.825,00 $166.985,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$220.115,00 $233.975,00 $199.325,00 $190.085,00
año
Incremento del Capital de
Trabajo
11.000,00
Flujo de caja año terminal
60.000,00
Flujos de Caja Neto
Valor Actual Neto al 12 %
$-341.000,00 $220.115,00 $233.975,00 $199.325,00 $261.085,00
$349.854,52
57
�Análisis de sensibilidad. Variable Capital de
Trabajo
354.000,00
VAN
350.583,49
350.219,00 349.854,52
VAN
348.000,00
9000
10000
11000
Capital de Trabajo
Resultados obtenidos con el análisis de sensibilidad:
Variables
Rango
Escenarios
VAN
Pesimista
Esperado
Optimista
Pesimista
Esperado
Optimista
Precio Unitario
32,00
40,00
48,00
287.042,14
350.219,00
413.395,87
Unidades Vendidas
3.600
4.000
4.400
318.630,57
350.219,00
381.807,44
Capital de Trabajo
11.000,00
10.000,00
9.000,00
349.854,52
350.219,00
350.583,49
c) Análisis de escenario
Escenario Optimista:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de adquisición del
camión
$200.000,00
Costo de instalación
30.000,00
Incremento
de Trabajo
10.000,00
del
Capital
Inversión Inicial Neta
II-Incremento
en operación
Incremento
Ventas
$240.000,00
efectivo
en
las
$160.000,00 $160.000,00 $160.000,00 $160.000,00
58
�Ahorro en los Costos de
Operación
140.000,00
(-)Depreciación
Utilidad
Impuestos
75.900,00
antes
de
Impuestos
utilidades 35%
103.500,00
140.000,00
140.000,00
34.500,00
16.100,00
$224.100,00 $196.500,00 $265.500,00 $283.900,00
sobre
78.435,00
Utilidad Neta
92.925,00
68.775,00
99.365,00
$145.665,00 $127.725,00 $172.575,00 $184.535,00
(+)Depreciación
108.900,00
Flujo
de
Operación
Caja
en
III-Flujo
terminal
caja
año
de
Incremento
de Trabajo
140.000,00
del
Flujo
de
terminal
49.500,00
148.500,00
23.100,00
$254.565,00 $276.225,00 $222.075,00 $207.635,00
Capital
10.000,00
año
60.000,00
caja
Flujos de Caja Neto
Valor Actual Neto
12%
$-240.000,00 $254.565,00 $276.225,00 $222.075,00 $277.635,00
al
$542.005,72
Escenario Pesimista:
Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo de adquisición del
camión
$400.000,00
Costo de instalación
30.000,00
Incremento
de Trabajo
10.000,00
del
Capital
Inversión Inicial Neta
II-Incremento
en operación
Incremento
Ventas
$440.000,00
efectivo
en
las
Ahorro en los Costos de
Operación
$160.000,00 $160.000,00 $160.000,00 $160.000,00
100.000,00
100.000,00
100.000,00
100.000,00
59
�(-)Depreciación
Utilidad
Impuestos
141.900,00
antes
Impuestos
utilidades 35%
de
$118.100,00
sobre
41.335,00
Utilidad Neta
$76.765,00
(+)Depreciación
108.900,00
Flujo
de
Operación
Caja
en
III-Flujo
terminal
caja
año
de
Incremento
de Trabajo
Flujo
de
terminal
del
64.500,00
30.100,00
$66.500,00 $195.500,00 $229.900,00
23.275,00
68.425,00
80.465,00
$43.225,00 $127.075,00 $149.435,00
148.500,00
49.500,00
23.100,00
$185.665,00 $191.725,00 $176.575,00 $172.535,00
Capital
10.000,00
año
60.000,00
caja
Flujos de Caja Neto
Valor Actual Neto
%
193.500,00
$-440.000,00 $185.665,00 $191.725,00 $176.575,00 $242.535,00
al 12
$158.432,29
Escenarios VAN
Probabilidad VA*Pi
Pesimista
158.432,29
0,25
39.608,07
Básico
350.219,00
0,5
175.109,50
Optimista
542.005,72
0,25
135.501,43
VAN esperado o conjunto
350.219,00
Al ser el VAN esperado igual al VAN básico proyectado, se puede llegar a la conclusión de
que el proyecto no es muy arriesgado.
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition
60
�Información sobre la próxima unidad didáctica
La próxima unidad didáctica dará inicio al tema II (Decisiones de Financiamiento).
Introduciendo las fuentes de financiamiento permanentes de la empresa, para después
caer en el cálculo de sus costos, optando siempre por aquellas fuentes de financiamiento
de mínimo costo y que a la vez contribuyan a elevar el valor de la empresa.
UNIDAD DIDÁCTICA IV
Título: Los costos de financiamiento de la empresa
Tema II: Decisiones de Financiamiento
Objetivos específicos:
Conocer las fuentes que permiten el financiamiento de la empresa;
Comprender la naturaleza de los costos de financiamiento de la empresa;
Comprender el efecto del apalancamiento en la rentabilidad;
Comprender el efecto del impuesto sobre utilidades y de los costos de insolvencia
en la estructura financiera de la empresa.
Requisitos previos:
Conocimientos previos de la asignatura Administración Financiera Operativa para
determinar el costo de capital.
Dominar la herramienta Microsoft Excel a la hora de resolver los ejercicios
propuestos.
Introducción
El estudio de esta unidad didáctica del segundo tema obedece a la necesidad de
comprender cómo deben adoptarse las decisiones de financiamiento a largo plazo en las
empresas, por lo que, al igual que en el tema I, estas decisiones se inscriben dentro de
las estrategias que esta debe plantearse.
Cuando se inició el estudio de las decisiones de inversión, se señaló oportunamente que
el criterio clave era aceptar proyectos que contribuyeran a elevar la eficiencia de la
empresa y por ende su valor. En el caso de las decisiones de financiamiento, la clave
está en optar por aquellas fuentes de financiamiento de mínimo costo y que a la vez
contribuyan a elevar el valor de la empresa.
61
�Este contenido será desarrollado según la bibliografía:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial.
Desarrollo
A continuación se muestran las fuentes de financiamiento disponibles para la empresa:
Considerando quién las proporciona:
Fuentes a préstamo
Las fuentes a préstamo a largo plazo son aquellas que deberán ser devueltas, siendo
generalmente el plazo mayor a un año. Implican un costo explicito, el interés, y pueden
ser bancarias o no.
Fuentes propias
Las fuentes propias están compuestas por las aportaciones financieras de los dueños, la
depreciación, así como por las utilidades retenidas que los dueños deciden mantener en
la empresa para su desarrollo.
Considerando quién las genera:
Internas (generadas por la empresa)
Las internas están compuestas por la depreciación y por las utilidades retenidas.
Externas (se generan fuera de la empresa)
Las externas están compuestas por los préstamos y por las aportaciones de los dueños.
La bibliografía sobre
continuación:
las
fuentes
de
financiamiento
empresariales
se
detalla
a
En el Weston se exponen las fuentes del financiamiento empresarial en los capítulos 19,
20 y 21, tratando primeramente las fuentes propias, o sea, el patrimonio de la empresa
(capítulo 19, páginas 899 a la 946); posteriormente la deuda a largo plazo (capítulo 20,
páginas 947 a la 992); y finalmente el financiamiento intermedio, a saber, el capital
preferente, el arrendamiento y las opciones (capítulo 21, páginas 1011 a la 1064).
62
�Este contenido también puede estudiarse por el Gitman, de manera muy general, en el
capítulo 16, específicamente de la página 400 a la 402 y posteriormente con más detalle
en su Séptima Parte, en el capítulo 19, lo relativo al acceso a las fuentes de
financiamiento (páginas 488 a la 511); en el capítulo 20 lo referente al arrendamiento
(páginas 512 a la 539); en el capítulo 21 lo relativo al financiamiento mediante deuda a
largo plazo (páginas 540 a la 564); en el capítulo 22 lo relativo al financiamiento propio
(páginas 565 a la 592); y en el capítulo 24 lo relativo al financiamiento mediante
utilidades retenidas (páginas 618 a la 648).
En el Brealey se brinda una panorámica del financiamiento empresarial en su capítulo 14
(páginas de la 377 a la 406) y posteriormente se aborda con más detalle la deuda
especialmente en el capítulo 24 (páginas 725 a la 750).
Conociendo las fuentes de financiamiento permanentes de la empresa, corresponde
estudiar sus costos. Para ello, debe comenzar por el costo de cada uno de los agregados
de fuentes: el costo de la deuda, con sus particularidades, atendiendo a que esta fuente
está exenta del pago del impuesto sobre utilidades, el costo del financiamiento con
capital preferente, el costo del financiamiento con capital contable común (subdividido
para el caso de que existan acciones comunes u ordinarias y para las utilidades
retenidas).
Para el estudio del costo de la deuda, el Weston lo aborda en su capítulo 16,
específicamente en las páginas 751 a la 752. Por su parte el Gitman lo trata en el
capítulo 15, en las páginas 377 a la 379.
La tasa de interés sobre la deuda, k d , menos los ahorros fiscales que resultan debido a
que el interés es deducible, se denomina el costo de la deuda después de impuestos,
k d (1-T), donde T es la tasa fiscal marginal.
Costo de la deuda después de impuesto = k d (1 − T )
El estudio del costo del financiamiento preferente lo trata Weston, en el propio capítulo
16, páginas 753 a la 754 y Gitman en el capítulo 15, en las páginas 380 a la 381. Es
importante destacar que esta fuente de financiamiento no se emplea en Cuba
actualmente.
La tasa de rendimiento que requieren los inversionistas sobre las acciones preferentes de
la empresa, k p , se calcula como el dividendo preferente, D p , dividido entre el precio neto
de la emisión, P n , se denomina costo del financiamiento preferente.
k ps =
Dp
Pn
=
Dp
P0 (1 − F)
El estudio del costo de financiamiento con capital contable común, aparece en el
capítulo 16 del Weston, de la página 759 a la 761 y en el Gitman, en el capítulo 15 de la
página 381 a la 385. Este costo se basa en el costo de las utilidades retenidas, pero se
incrementa a causa de los costos de flotación.
Las utilidades retenidas son una fuente de financiamiento más barata que la emisión de
acciones, ya que no requiere costo de suscripción, siendo k s la tasa de rendimiento
63
�requerida por los accionistas y que representa además un costo de oportunidad, por el
que deben ser compensados. Su expresión sería:
ks =
D1
+g
P0
Cuando se agotan las utilidades retenidas la empresa debe recurrir a la emisión de
nuevas acciones de capital común para mantener así su estructura de financiamiento
óptima. Este costo se diferencia del de las utilidades en que se incluye el costo de
flotación. Su expresión sería:
ke =
D (1 + g)
D1
+g = 0
+g
P0 (1 − F)
Pn
El promedio ponderado del costo de capital de la empresa, es un promedio
ponderado de los costos componentes de las deudas, acciones preferentes y del capital
contable común. El cual se elabora una vez determinado el costo de cada una de las
fuentes de financiamiento por separado.
Su expresión sería:
WACC = Wdk d + Wpk p + Wsk s
Este contenido se trata con mayor profundidad en los capítulos antes mencionados de
ambos textos, específicamente en la página 762 del Weston y de la 386 a la 389 del
Gitman.
Costo marginal de capital (MCC), es el costo de obtener un peso de financiamiento
adicional y aumentará a medida que se obtenga más capital durante un periodo
determinado.
Como resultado de un mayor volumen de financiamiento, el costo ponderado de capital
se verá afectado por las variaciones de cada uno de sus costos componentes; los cuales
variarán de acuerdo con el monto de financiamiento solicitado, a este salto en los costos,
se le conoce como punto de ruptura.
Punto de ruptura =
Monto total de cierto capital de costo más bajo de un tipo dado
Fracción dentro de la estructura de capital
Esto se ejemplifica con el siguiente ejercicio:
La Moa Níkel SA cuenta con una estructura que se considera óptima, de un 50 % de
deudas, un 25 % de acciones preferentes y un 25 % de capital contable común.
Se conoce que hasta 1 800,0 MP el costo de las deudas será de 8 %, las obligaciones
incrementadas hasta 2 100,0 MP serán de un 10 % y todo peso más allá de ese costo
será de 13 %.
64
�Las acciones preferentes se emiten a $ 18,00 con dividendos de $ 2,30 por acción y se
emitirán un total de 1 500,0 MP con un costo de flotación de 9 %, la siguiente emisión
incrementada hasta 2 300,0 MP tendrá costo de flotación de 11 % y todo peso por
encima tendrá un costo de 15 %.
La tasa fiscal es de 40 % y la utilidad neta actual de la empresa es de 2 100,0 MP;
reteniendo el 30 % de ellas, como ha sido su política de años anteriores. El dividendo
más reciente pagado fue de $ 3,50 por acción con una tasa de crecimiento de 7 % y las
acciones se cotizan a $ 21,00 cada una. La emisión de nuevas acciones tendrá un costo
de flotación de 9 % hasta los primeros 2 800,0 MP y todo peso adicional tendrá una
flotación de 13 %.
El primer paso es encontrar los intervalos:
W
Componentes
Número de
Intervalos
rupturas
Capital agotado
0,50 Deuda
8 % para 1 800
1 800/0,5=3 600
2
(0-2 520)
10 % para 2 100
2 100/0,5=4 200
3
(2 521-3 600)
0,25 Capital preferente
(3 601-4 200)
9 % para 1 500
1 500/0,25=6 000
4
(4 201-6 000)
11 % para 2 300
2 300/0,25=9 200
5
(6 001-9 200)
0,25 Capital común
(9 201-13 720)
Utilidades Retenidas30
%
2 100*0,3/0.25=2 520
1
((2 100*0,3)+2
800)/0.25=13 720
6
9 % para 2 800
Se procede al cálculo
correspondientes.
de
los
costos
componentes,
aplicando
(13 721-∞)
las
ecuaciones
65
�Deuda :
8 % para (0− 3 600)
Costo de la deuda después de impuesto = k d (1 − T )
= 8 * (1 − 0.40)
= 4.80 %
10 % para (3601 - 4 200)
Costo de la deuda después de impuesto = k d (1 − T )
= 10 * (1 − 0.40)
= 6.00 %
13 % para (4201 - ∞ )
Costo de la deuda después de impuesto = k d (1 − T )
= 13 * (1 − 0.40)
= 7.80 %
Capital Preferente :
9 % para (0- 6 000)
k ps =
Dp
P0 (1 − F)
2.30
18 * (1 − 0.09)
= 14.04 %
=
66
�11 % para (6001 - 9 200)
k ps =
Dp
P0 (1 − F)
2.30
18 * (1 − 0.11)
= 14.36 %
=
15 % para (9201 - ∞ )
k ps =
Dp
P0 (1 − F)
2.30
18 * (1 − 0.15)
= 15.03 %
=
Capital Común :
Utilidades Retenidas para (0 − 2 520)
ks =
=
D 0 (1 + g)
+g
P0
3.50(1 + 0,07)
+ 0,07 = 24.83 %
21
9 % para la primeraemisión de acciones (2521 − 13 720)
D 0 (1 + g)
+g
P0 (1 − F)
3.50(1 + 0.07)
=
+ 0.07 = 26.60 %
21(1 − 0.09)
ke =
67
�13 % para (13721 - ∞ )
D 0 (1 + g)
+g
P0 (1 − F)
3.50(1 + 0.07)
=
+ 0.07 = 27.50 %
21(1 − 0.13)
ke =
Después de ubicar cada costo calculado anteriormente de acuerdo con sus intervalos se
hallaría el promedio ponderado del costo de capital.
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
(0 - 2 520)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0.50 * 4.80 + 0.25 * 14.04 + 0.25 * 24.83 = 12.12 %
(2 521 - 3 600)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Ws k s
= 0,50 * 4,80 + 0,25 * 14,04 + 0,25 * 26,60 = 12,56 %
(3 601 - 4 200)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,50 * 6,00 + 0,25 * 14,04 + 0,25 * 26,60 = 13,16 %
(4 201 - 6 000)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,50 * 7,80 + 0,25 * 14,04 + 0,25 * 26,60 = 14,06 %
(6 001 - 9 200)
68
�WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,50 * 7,80 + 0,25 * 14,36 + 0,25 * 26,60 = 14,14 %
(9 201 - 13 720)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,50 * 7,80 + 0,25 * 15,03 + 0,25 * 26,60 = 14,31 %
(13 721 - ∞ )
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,50 * 7,80 + 0,25 * 15,03 + 0,25 * 27,50 = 14,53 %
El gráfico del Costo de Capital en correspondencia con el financiamiento sería:
A continuación, se deberá abordar el estudio de los aspectos relacionados con el
apalancamiento y la rentabilidad, para lo cual se recomienda primeramente la lectura del
Gitman, específicamente de su capítulo 4, examinando el apalancamiento operativo en
las páginas 82 a la 92 y posteriormente el apalancamiento financiero de la página 93 a la
97. Muy ligado a los conceptos de apalancamiento operativo y financiero se encuentran
los de riesgo operativo, financiero y total, a los que este autor dedica las páginas
siguientes 98 y 99, las que deberán ser objeto de estudio por su impacto en la
rentabilidad.
El apalancamiento y la rentabilidad, son tratados por el Weston en su capítulo 17,
(páginas 815 a la 822) y la parte referida al riesgo se aborda en este mismo capítulo de
69
�la página 798 a la 802, ambos aspectos se enmarcan por este autor en el estudio de la
estructura financiera, por lo que se recomienda consultar estas páginas para reafirmar el
conocimiento alcanzado con la lectura del Gitman y posteriormente retomarlo para
estudiarlo en su vínculo indisoluble con la estructura financiera de la empresa.
Resumen
El costo de capital que se debe usar en las decisiones de presupuesto de capital es el
promedio ponderado de los diversos tipos de capital que use la empresa,
típicamente deudas, acciones preferentes y capital contable común.
El costo componente de las deudas es el costo después de impuestos de las
deudas nuevas. Se encuentra multiplicando el costo de las deudas nuevas por (1-T),
donde T es la tasa fiscal marginal de la empresa:
k d = (1 − T )
El costo componente de las acciones preferentes se calcula como el dividendo
entre el precio neto de la emisión. El precio neto de la emisión es igual al precio que
recibe la empresa después de deducir los costos de flotación:
k ps =
Dp
Pn
=
Dp
P0 (1 − F)
El costo del capital contable común es el costo de las utilidades retenidas, en
tanto que la empresa las tenga, pero el costo del capital contable se convierte en el
costo de las nuevas acciones comunes una vez que la empresa haya agotado sus
utilidades.
El costo de las utilidades retenidas es la tasa de rendimiento que requieren los
accionistas sobre las acciones comunes de la empresa y se puede estimar por el
enfoque del rendimiento de dividendos más tasa de crecimiento, se añade la
tasa esperada de crecimiento de la empresa a su rendimiento esperado por
dividendos:
ks =
D1
+g
P0
El costo del nuevo capital contable común es más alto que el costo de las
utilidades retenidas porque la empresa deberá incurrir en gastos de flotación para
vender las acciones nuevas:
ke =
D (1 + g)
D1
+g
+g = 0
P0 (1 − F)
Pn
Cada empresa tiene una estructura óptima de capital, la cual se define como
aquella mezcla de deudas, acciones preferentes y capital contable común que
minimizará el promedio ponderado de su costo de capital (WACC):
WACC = Wdk d + Wpk p + Wsk s
El costo marginal de capital (MCC) se define como el costo aplicable al último peso
de capital nuevo que recibe la empresa. El MCC aumenta a medida que la empresa
70
�obtiene una mayor cantidad de capital durante un periodo dado. La gráfica del MCC
que se construye contra los pesos obtenidos se conoce como programa de costo
marginal de capital.
En el programa de costo marginal de capital ocurrirá un punto de ruptura cada vez
que aumente el costo de uno de los componentes de capital.
Ejercicio de autoevaluación
Ejercicio –I
Almacenes Universales SA, tiene una estructura que considera óptima, con un 30 % de
deudas, un 30 % de acciones preferentes y un 40 % de capital contable común. Se
conoce que hasta 1 800 MP el costo de las deudas será de 8 %, las obligaciones
incrementadas hasta 2 100 MP serán de un 10 % y todo peso mas allá de ese costo será
de 13 %.
Las acciones preferentes se emiten a $ 18,00 con dividendos de $ 2,30 por acción y se
emitirán un total de 1 500 MP con un costo de flotación de 9 %, la siguiente emisión
incrementada hasta 2 300 MP tendrá costo de flotación de 11 % y se elevaría a un 15
% por encima de esa magnitud.
Actualmente la empresa tiene ingreso neto total de 2 100 MP, reteniendo el 30 % como
ha sido su política de años anteriores. El dividendo más reciente pagado fue de $ 3,50
por acción con una tasa de crecimiento de 9 % y las acciones se cotizan a $ 21,00. La
emisión de nuevas acciones tendrá un costo de flotación de 7 % hasta los primeros 2 300
MP, de 9 % para los 2 800 MP y todo peso más elevado tendrá una flotación de 13 %.
Nota: la tasa fiscal es de 40 %
Solución al ejercicio de autoevaluación
Solución del ejercicio –I
W
Componentes
Capital
Agotado
Número
de
Intervalos
Rupturas
30 % Deudas
8 % para 1 800
6.000
3
(0-1,575)
10 % para 2100
7.000
4
(1,576-5,000)
30 % Capital Preferente
(5,001-6,000)
9 % para 1 500
5.000
2
(6,001-7,000)
11 % para 2 300
7.667
5
(7,001-7,667)
40 % Capital Común
(7,668-8,575)
71
�Utilidades R. para 30 %
1.575
1
9 % para2 800
8.575
6
(8,576-∞)
El cálculo de los Costos componentes se resumen en la siguiente tabla:
Costos componentes
Deuda
Capital Preferente
Capital Común
8 %para(0-6,000)
9 %para(0-5,000)
UR para 0-1,575
4,80 %
14,04 %
24,83 %
10 %para(6,001-7,000)
11 %para(5,001-7,667)
9 % para(1,576-8,575)
6,00 %
14,36 %
26,60 %
13 %para(7,001-∞)
15 %para(7,668-∞)
13 %para(8,576-∞)
7,80 %
15,03 %
27,50 %
Promedio ponderado del costo de capital:
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
(0 - 1 575)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,30 * 4,80 + 0,30 * 14.04 + 0,40 * 24,83 = 15,59 %
(1 576 - 5 000)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Ws k s
= 0,30 * 4,80 + 0,30 * 14,04 + 0,40 * 26,60 = 16,29 %
(5 001 - 6 000)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,30 * 6,00 + 0,30 * 14,04 + 0,40 * 26,60 = 16,65 %
(6 001 - 7 000)
72
�WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,30 * 7,80 + 0,30 * 14,04 + 0,40 * 26,60 = 17,19 %
(7 001 - 7 667)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,30 * 7,80 + 0,30 * 14,36 + 0,30 * 26,60 = 17,29 %
(7 668 - 8 575)
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,30 * 7,80 + 0,30 * 15,03 + 0,40 * 26,60 = 17,49 %
(8 576 - ∞ )
WACC = Wdk d + Wpsk ps + Wsk s
= 0,30 * 7,80 + 0,30 * 15,03 + 0,40 * 27,50 = 17,85 %
El gráfico del Costo de Capital en correspondencia con el financiamiento sería:
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition.
73
�Información sobre la próxima unidad didáctica
En esta unidad, con el propósito de minimizar el promedio ponderado de sus costos de
capital, se hará énfasis en los métodos para encontrar la estructura financiera óptima de
la empresa y las variaciones que puede ocasionar la retención total o parcialmente de las
utilidades.
UNIDAD DIDÁCTICA V
Título: Estructura financiera óptima de la empresa
Tema II: Decisiones de Financiamiento
Objetivos específicos:
Aprender a seleccionar la estructura financiera que permita el funcionamiento más
eficiente para la empresa.
Comprender los factores que inciden sobre la política de reparto-retención de
utilidades de la empresa.
Requisitos previos:
Es necesario comprender la naturaleza de los costos de financiamiento de la
empresa y el efecto del apalancamiento en la rentabilidad.
Dominar la herramienta Microsoft Excel a la hora de resolver los ejercicios
propuestos.
Introducción
Una vez estudiadas las fuentes de financiamiento permanentes de la empresa y sus
respectivos costos, corresponde examinar los criterios para elegir la estructura financiera
que contribuya a elevar la eficiencia empresarial. Para el desempeño de este contenido
se utilizará la siguiente bibliografía:
74
�
Weston F. y Brigham E.Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial.
Desarrollo
La teoría financiera en busca de optimizar la estructura de la empresa, ha destacado dos
posiciones extremas: tesis de Modigliani y Miller (no existe una estructura financiera
óptima) y la tesis tradicional (existe una estructura financiera óptima).
En busca de mayor eficiencia, se cuenta con tres métodos para encontrar la estructura
financiera óptima:
Para un nivel dado de utilidades antes de intereses e impuestos (UAII), permite conocer
qué alternativa de financiamiento proporciona mayor Utilidad por acción (UPA).
Estructura financiera óptima = UAII − UPA
Es un método sencillo de analizar, pero:
No aplicable a empresas que no presentan estructura accionaria;
No considera la disponibilidad de efectivo;
Se presenta en términos absolutos.
Para un nivel dado de Utilidades antes de intereses e impuestos (UAII), permite conocer
qué alternativa de financiamiento proporciona mayor Rentabilidad financiera (R F ).
Estructura financiera óptima = UAII − R F
Es un método sencillo de analizar, pero:
No considera la disponibilidad de efectivo;
Realiza el análisis combinando un indicador absoluto con otro relativo.
Para un nivel dado de Rentabilidad económica en base al flujo en operaciones (R EFO ),
permite conocer qué alternativa de financiamiento proporciona mayor Rentabilidad
financiera en base al flujo libre (R FFL ).
Estructura financiera óptima = R EFO − R FFL
R EFO =
FO
AT
R FFL =
FL
EP
A continuación se resuelve un ejemplo teniendo en cuenta el segundo método:
Supongamos que una empresa cuenta en la actualidad con un financiamiento propio en
su totalidad equivalente a $ 5.000.000,00 y que proyecta una Rentabilidad Económica
que garantiza una Utilidad Antes de Intereses e Impuestos anual de $ 1.000.000,00,
para lo cual tiene un plan de expansión según el cual deberá invertir $ 2.000.000,00. La
75
�tasa del impuesto sobre utilidades es del 35 %. Cuenta además con dos alternativas de
financiamiento para el plan de expansión:
I.
Aportaciones del dueño equivalentes al requerimiento de la expansión.
II.
Endeudamiento al 8 % de interés.
El primer paso es determinar qué nivel de Rentabilidad Financiera nos permite obtener
cada alternativa de financiamiento. Para ello se construye el Estado de Resultados
proyectado, buscando la sensibilidad de cada propuesta.
A
UAII
B
$ 1.000.000,00
Intereses
UA Impuestos
$ 1.000.000,00
-
160.000,00
$ 1.000.000,00
ISU
$
350.000,00
294.000,00
UN
$
Patrimonio
$ 7.000.000,00
$ 5.000.000,00
9,29 %
10,92 %
RF
650.000,00
840.000,00
$
546.000,00
En este caso, el análisis de este Método permite conocer que para un nivel de UAII
proyectadas de $1 millón, la alternativa B que presupone el financiamiento de la
expansión vía endeudamiento al 8 %, es la que garantiza la mayor RF (10.92 %). En
consecuencia, la decisión debe favorecer a esta alternativa, pero, ¿qué pasaría si las UAII
fueran mayores o menores que las proyectadas? Al variar el nivel de UAII, puede que no
sea la alternativa B la mejor debido a los costos financieros fijos y al efecto del Impuesto
sobre la Utilidades. Por eso, es necesario buscar los puntos de indiferencia entre las
alternativas propuestas, así se puede conocer para cada nivel de UAII cuál es la mejor
propuesta de financiamiento. Esto se puede hacer siguiendo dos vías: la matemática y la
gráfica.
Matemáticamente el punto de indiferencia entre las alternativas de financiamiento se
encuentra en aquel nivel de UAII en el cual se igualan las RF A de los planes alternativos.
Esto significa que los puntos de indiferencia están en aquellos niveles de UAII donde se
cumple que: RF A = RF B . Desarrollando esta igualdad tenemos:
(UAII - IA )(1 − T)
Patrimonio A
=
(UAII - IB )(1 − T)
Patrimonio B
Resolviendo UAII se determina que RF A = RF B para UAII = $ 560,000.
76
�Gráficamente el punto de indiferencia entre las alternativas de financiamiento propuestas
se encuentra en un plano UAII – RF. Para ello se consideran los puntos de equilibrio
financieros (PEF) para cada alternativa, las UAII proyectadas y sus correspondientes
UPA. Luego, la UAII solo permite cubrir los costos financieros fijos, a saber:
PEF = I +
DP
⇒ RF = 0
(1 - T)
PEF = Punto de equilibrio financiero.
I = Monto anual de intereses.
DP = Monto anual de Dividendos Preferentes.
En este caso significa que mientras la empresa proyecte y obtenga UAII inferiores a $
560,000 la mejor alternativa de financiamiento, dado que alcanza mayor RF, es la
Propuesta “A”. Cuando las UAII son iguales a $ 560,000 es indiferente seleccionar la
Propuesta “A” o la “B” y cuando las UAII son mayores de $ 560,000, entonces la
Propuesta “B” es la que posibilita mayor RF.
Las conclusiones respecto a la estructura financiera óptima EFO serían que para UAII
inferiores a $ 560,000, la alternativa “A” define la EFO, a saber, 100 % FP. Para UAII
superiores a $ 560,000, la alternativa “B” define la EFO, a saber, 72 % de FP y 28 % de
FA.
Ahora bien; ¿qué ocurre cuando la empresa retiene total o parcialmente las utilidades
netas del periodo? ¿Se afecta la estructura financiera óptima?
El punto está precisamente en el hecho de que cuando se retienen utilidades se
incrementa en esa misma cuantía el patrimonio, mientras que cuando se reparten, en
caso de requerirse financiamiento para nuevas inversiones, se acude al endeudamiento,
alterándose en ambos casos la estructura financiera de la empresa.
La vía del manejo de la política de retención – reparto de utilidades de la empresa,
conscientes de su impacto en la estructura financiera, puede contribuir a elevar la
proporción de una u otra fuente en dependencia de lo que resulte necesario para la
elevación de la eficiencia financiera de la empresa.
Por su parte, en el mundo empresarial de las economías de mercado, el reparto de
utilidades brinda evidencia de la salud financiera de la empresa, lo cual contribuye a
mantener su valor de mercado.
77
�Resumen
La estructura óptima de capital de una empresa es aquella mezcla de deudas y
capital contable que maximiza el precio de las acciones de la empresa.
Algunos factores influyen sobre las decisiones de estructura de capital de una
empresa. Estos son:
1. Riesgo comercial
2. Posición fiscal
3. Flexibilidad financiera
4. Actitudes conservadoras o agresivas de la administración de la empresa
Existen tres métodos para encontrar la estructura financiera óptima:
Estructura financiera óptima = UAII − UPA
Estructura financiera óptima = UAII − R F
Estructura financiera óptima = R EFO − R FFL
R EFO =
FO
AT
R FFL =
FL
EP
Modigliani y Miller desarrollaron una teoría de intercompensación de la estructura
de capital, en la que las deudas son útiles porque el interés es deducible para propósitos
fiscales, pero las deudas traen consigo costos que se asocian con una quiebra real o
potencial. Bajo la teoría MM, la estructura óptima es aquella que produce un equilibrio
entre los beneficios fiscales derivados de las deudas y los costos asociados con una
quiebra.
Ejercicios de autoevaluación
Ejercicio –I
La empresa Shrieves Company con capitalización a largo plazo que consiste enteramente
de $ 5.000.000,00 en acciones comunes, desea conseguir $ 2.000.000,00 para adquirir
un equipo especial, para lo cual cuenta con las alternativas siguientes:
I.
Vendiendo 40,000 acciones comunes a $ 50 cada una;
II.
Vendiendo bonos al 10 % de interés;
78
�III. Vendiendo acciones preferentes con dividendo del 8 %.
Las UAII actuales son de $ 8.000.000,00; sin embargo, se pronostican UAII equivalentes
a $1.000.000,00. La tasa de ISU es del 50 % y hay actualmente en circulación
100.000,00 acciones comunes. ¿Cuál será la mejor alternativa de financiamiento?
Ejercicio –II
La empresa Unevol S.A. actualmente posee activos por un valor de $10.000.000,00 y
presenta una estructura de capital que contempla el financiamiento mediante deudas en
un 40 %. El costo de la deuda contraída es del 7 %. Como parte de su estrategia de
expansión está analizando dos planes alternativos de financiamiento para una nueva
inversión de $7.000.000,00.
El Plan A se fundamenta en la emisión de deuda a una tasa de interés del 9 %.
El Plan B se basa en el financiamiento por la vía de la incorporación de un nuevo dueño
que aportaría la cantidad requerida en calidad de patrimonio.
La Compañía paga el 35 % de Impuesto sobre Utilidades y el precio de mercado de sus
acciones es de $10,000.
a) Determine por el método matemático el punto de indiferencia para los planes
alternativos de financiamiento A y B.
Actualmente: $10.000.000,00 de Activos
40 % de Deuda: $4.000.000,00 millones de Deuda
Nueva inversión: $7.000.000,00
Plan A
Plan B
Intereses
Intereses
280.000,00+($7.000.000,00*0,09)
($4.000.000,00*0,07)
$910.000,00
$280.000,00
Número de acciones
Número de acciones
$6.000.000,00/$10.000,00
$13.000.000,00/$10.000,00
600 acciones
1.300,00 acciones
Solución de los ejercicios de autoevaluación
Solución del ejercicio –I
79
�PARA UAII = $1.000.000,00
I
UAII proyectada
II
1.000.000,00
Intereses
III
1.000.000,00
-
Utilidad antes de Impuestos
1.000.000,00
200.000,00
-
1.000.000,00
800.000,00
1.000.000,00
Impuestos sobre Utilidades
500.000,00
400.000,00
500.000,00
Utilidad Después de Impuestos
500.000,00
400.000,00
500.000,00
Dividendos Preferentes
-
Utilidad Neta
Número de acciones comunes
-
160.000,00
500.000,00
400.000,00
340.000,00
140.000
100.000
100.000
3,57
4,00
3,40
7,14%
8,00%
6,80%
Utilidad por acción
Rentabilidad Financiera
Punto de indiferencia entre I y II
UPA I = UPA II
(UAII − 0)(1 − 0.50 ) = (UAII − 200,000 )(1 − 0.50 )
140,000
100,000
0.50UAII 0.50UAII − 100,000
=
140,000
100,000
$50.000,00 UAII = $70.000,00 UAII - $14.000.00 0.000,00
$20,000.00 UAII = $14.000.00 0.000,00
UAII = $700.000,0 0
UPA I = UPA II
Punto de indiferencia entre I y III
UPA I = UPA III
(UAII − 0)(1 − 0.50 ) = (UAII − 0)(1 − 0.50 ) − $160.000,00
140,000
100,000
0.50UAII 0.50UAII − 160.000,00
=
140,000
100,000
80
�$50.000,00 UAII = $70.000,00 UAII - $22.400.00 0.000,00
$20,000.00 UAII = $22.400.00 0.000,00
UAII = $1.120.000 ,00
UPA I = UPA III
La mejor alternativa de financiamiento es la alternativa III
Solución del ejercicio –II
Punto de indiferencia entre A y B
UPA A = UPA B
(UAII − 910.000,00 )(1 − 0.35 ) = (UAII − 280.000,00 )(1 − 0.35 )
600
1,300
(0.65UAII − 591.500,00 ) = (0.65UAII − 182.000,00 )
600
1,300
845UAII − $768.950.0 00,00 = 390UAII − $109.200.0 00,00
445UAII = $659.750.0 00,00
UAII = $1.482.584 ,27 ⇒ UPA A = UPA B
Sustituyendo en A y B para $1.482.584,27
Plan A
UAII
1.482.584,27
$ 1.482.584,27
Intereses
910.000,00
280.000,00
UA impuestos
572.584,27
1.202.584,27
ISU
200.404,49
420.904,49
Utilidad Neta
372.179,78
781.679,78
600
1.300
UPA
620,30
601,29
Rentabilidad Financiera
6,20 %
6,01 %
Números de acciones
$
Plan B
81
�b) Trace estos dos planes en un gráfico. Si la Compañía proyectara Utilidades antes de
Intereses e Impuestos (UAII) de $2.000.000,00 ¿Qué plan de financiamiento
resultaría más conveniente?
Plan A
UAII
$
Plan B
2.000.000,00
$ 2.000.000,00
910.000,00
280.000,00
1.090.000,00
1.720.000,00
ISU
381.500,00
602.000,00
Utilidad Neta
708.500,00
1.118.000,00
600
1.300
UPA
1.180,83
860,00
Rentabilidad Financiera
11,81 %
8,60 %
Intereses
UA impuestos
Números de acciones
Estructura Financiera según UAII-UPA
82
�Estructura Financiera según UAII-RF
Para UAII=$2.000.000,00 resulta mejor el Plan A, pues garantiza mayores UPA.
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition.
83
�UNIDAD DIDÁCTICA VI
En esta unidad didáctica se valorará la alternativa de arrendamiento como forma de
financiamiento permanente, valorando así la decisión de compra o arrendamiento de un
activo para adquirir sus servicios sin incurrir directamente en la obligación de este.
Título: Arrendamientos
Tema II: Decisiones de Financiamiento
Objetivo específico:
Conocer las características y los criterios a considerar para adoptar decisiones
sobre el arrendamiento financiero.
Requisitos previos:
Tener dominio del valor actual neto como criterio por excelencia.
Conocimientos previos de la asignatura Sistema Financiero (método de
amortización constante) para determinar el interés separado del principal en cada
uno de los pagos del préstamo.
Introducción
Una vez estudiados los métodos para el análisis de la estructura financiera óptima, que
contribuya a elevar la eficiencia empresarial, así como sus variaciones al retirar total o
parcialmente las utilidades; ccorresponde ahora en esta unidad didáctica, el estudio de
una alternativa financiera exenta de obligación, decisiones sobre arrendamientos. Para el
desempeño de este contenido se utilizará la siguiente bibliografía:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial.
Desarrollo
Una alternativa de financiamiento permanente que no compromete el grado de
endeudamiento de la empresa, la constituye el arrendamiento. El arrendamiento
proporciona una alternativa de compra de un activo para adquirir sus servicios sin
incurrir directamente en
la obligación de este. Existen dos tipos básicos de
arrendamiento:
84
�Arrendamientos operativos: algunas veces conocido como arrendamientos de
servicios, básicamente es a corto plazo, por lo que no se amortizan en forma total y
contienen una cláusula de cancelación, es decir, puede cancelarse durante el periodo del
contrato a opción del arrendatario. Normalmente se utiliza para el caso de equipos de
computación, vehículos, etc.
Arrendamientos financieros (leasing): algunas veces se le denomina arrendamientos
de capital, es a largo plazo, por lo que son totalmente amortizables, no proporcionan
servicios de mantenimiento y no son cancelables.
Muchas empresas que necesitan adquirir nuevos activos afrontan la decisión de
comprarlos o arrendarlos. Es una decisión de presupuesto de capital híbrida, que obliga a
la empresa a comparar dichas alternativas. Para tomar la decisión más adecuada es
necesario comparar el valor actual de las salidas de caja después de impuestos.
Para la evaluación del arrendamiento, normalmente deben seguirse los pasos
siguientes:
1. Determine el pago por arrendamiento anual. Como este pago generalmente es por
anticipado, entonces deberá utilizar la fórmula siguiente:
Cantidad de arrendamiento = Pago por arrendamiento + Pago por arrendamiento(VAIFAk,n−1 )
Pago por arrendamiento =
Cantidadde arrendamiento
1 + VAIFA k,n−1
2. Cálculo de las salidas de caja después de impuestos.
3. Cálculo del valor actual de las salidas de caja después de impuestos.
Para la evaluación de la compra, debe seguir los pasos siguientes:
1. Cálculo de la amortización anual del préstamo para la compra, empleando la fórmula
siguiente:
Amortización anual =
Cantidad de prestamo para la compra
VAIFA k,n
Puede que este paso no sea necesario porque generalmente esta información está
disponible.
85
�2. Cálculo del interés. Separado del principal en cada uno de los pagos porque solo éste
es deducible de impuestos.
3. Cálculo de las salidas de caja sumando interés y depreciación (más costos de
mantenimiento) y posteriormente, cálculo de las salidas después de impuestos.
4. Cálculo del valor actual de las salidas después de impuestos.
A continuación se muestra un ejemplo a desarrollar en conjunto:
La Empresa Comandante Ernesto Che Guevara de Moa ha decidido adquirir un lote de
volvos para la explotación minera, con un costo de $ 12 000 000.00 y una vida útil de
cinco años, después de los cuales no se espera que tenga valor residual. La empresa
cuenta con dos alternativas, comprarlos o arrendarlos.
Si se emplea el arrendamiento, el arrendador que en este caso es Volvo, exige una
utilidad del 12 %. Como es costumbre, los pagos por arrendamiento se hacen por
anticipados, es decir, al final del año anterior en cada uno de los cinco años, la tasa de
impuesto es de 40 % y el costo de la deuda después de impuestos es aproximadamente
del 8 %. Si se compran se supone que la empresa lo financie totalmente con en
préstamo bancario al 10 %. Se utiliza el método de depreciación por línea recta sin valor
de salvamento. ¿Cuál de las dos alternativas es más factible?
Primero se evaluará la alternativa del arrendamiento. Para ello:
1. Hallar el pago del arrendamiento anual.
Pago por arrendamie nto =
Cantidad de arrendamie nto $12 000 000.00
=
= $2.972.283,46
1 + VAIFA k,n−1
4,0373
2. Calcular las salidas de caja después de impuestos y el valor actual de dichas salidas.
1
Años
2
Pago
de Ahorro
Arrendamiento
Impuestos
0
$2.972.283,46
(1-4)
$2.972.283,46
5
$
-
3=1-2
4
5=3*4
en Costo después Factor
Valor Valor Actual del
de Impuesto
Actual 8 %
egreso
$1.188.913,38
$2.972.283,46
1,0000 $ 2.972.283,46
$1.783.370,07
3,3121 $ 5.906.700,02
$1.188.913,38 $-1.188.913,38
0,6806 $
-809.174,45
$ 8.069.809,03
86
�Ahora se evaluará la alternativa de compra. Para ello:
1. Cálculo de la amortización anual del préstamo para la compra.
Amortización anual =
Cantidad de préstamo paraL a compra $ 12.000.000,00
=
= $ 3.165.558,72
VAIFAk,n
VAIFA10%,5
2. Cálculo del interés
1
Años
2
Pagos
Préstamo
3=2*10 %
del Principal
al Interés
inicio del año
4=1-3
5=2-4
Principal
Principal al final
del año
1
3.165.558,72
12.000.000,00
1.200.000,00
1.965.558,72
10.034.441,28
2
3.165.558,72
10.034.441,28
1.003.444,13
2.162.114,59
7.872.326,69
3
3.165.558,72
7.872.326,69
787.232,67
2.378.326,05
5.494.000,64
4
3.165.558,72
5.494.000,64
549.400,06
2.616.158,66
2.877.841,98
5
3.165.558,72
2.877.841,98
287.784,20
2.877.774,52
67,46
Debido a errores de aproximación hay una pequeña diferencia entre (2) y (4).
3. Cálculo de las salidas de caja sumando interés y depreciación. Posteriormente, el
cálculo de las salidas después de impuestos. Además el cálculo del valor actual de las
salidas después de impuestos.
1
2
3
4=2+3
5=4*40 %
6=1-5
Depreciación
Total
de Ahorro
en Salidas
deducciones
impuestos
caja
7
Años
Pagos
del
Interés
Préstamo
de
1
3.165.558,72 1.200.000,00 2.400.000,00 3.600.000,00 1.440.000,00 1.725.558,72
0,92
2
3.165.558,72 1.003.444,13 2.400.000,00 3.403.444,13 1.361.377,65 1.804.181,07
0,85
3
3.165.558,72
0,79
787.232,67 2.400.000,00 3.187.232,67 1.274.893,07 1.890.665,65
87
VA al 8 %
�4
3.165.558,72
549.400,06 2.400.000,00 2.949.400,06 1.179.760,03 1.985.798,69
0,73
5
3.165.558,72
287.784,20 2.400.000,00 2.687.784,20 1.075.113,68 2.090.445,04
0,68
El Valor Actual de las salidas de caja correspondiente a la alternativa de arrendamiento
es de $ 8 069 809.03, y para la alternativa de compra (con un préstamo) es de $ 7 527
548.58. Lo que demuestra que es preferible la compra mediante préstamo por una
diferencia de $ 542 260.45.
Weston aborda este contenido en su capítulo 21, específicamente en las páginas 1020 a
la 1031. El estudiante deberá hacer énfasis en las diferencias entre el arrendamiento
operativo y financiero, lo cual aparece en las páginas 1020 a la 1024.
Inmediatamente procederá a la valoración del arrendamiento financiero a partir de la
aplicación del criterio del valor actual neto, ya estudiado en el Tema I de la asignatura;
este aspecto se encuentra perfectamente expuesto en las páginas 1025 a la 1030. Un
aspecto interesante que aborda esta obra es el análisis de los factores que afectan las
decisiones de arrendamiento, lo cual puede estudiarse en la página 1030.
En el Gitman, el tema del arrendamiento se presenta en el capítulo 20, enfocándose
primeramente los diferentes tipos de arrendamiento en las páginas 512 a la 517.
Posteriormente se aborda el arrendamiento como fuente de financiamiento a partir de la
página 517 y su impacto sobre el financiamiento futuro y el análisis financiero de la
empresa, lo cual es tratado hasta la página 523.
Para la decisión de arriendo o compra, el autor parte de la valoración del costo en ambos
casos, tratando este aspecto de la página 523 a la 528. Finalmente en esta obra se
enfocan las ventajas y desventajas del arrendamiento (ver páginas 528 a la 531) y
resulta importante el Resumen de esta parte que aparece en las páginas 531 y 532.
Brealey aborda el arrendamiento financiero en el capítulo 26 de su obra, de la página
793 a la 813. Este autor comienza definiendo el arrendamiento y exponiendo las razones
para optar por esta vía alternativa de financiamiento de la empresa, para posteriormente
proceder a su valoración con vistas al proceso de toma de la decisión de arriendo o
compra, lo cual realiza específicamente en las páginas 800 a la 813.
Resumen
El arrendamiento consiste en una forma de obtener el uso de un activo sin comprar
ese activo. Las formas más importantes de arrendamiento son:
88
�1. Arrendamientos operativos: básicamente es a corto plazo, por lo que no se
amortizan en forma total, y contienen una cláusula de cancelación, es decir,
puede cancelarse durante el periodo del contrato a opción del arrendatario.
2. Arrendamientos Financieros: bajo los cuales el activo se ve plenamente
amortizado a lo largo de la vida del arrendamiento, el arrendador no proporciona
el mantenimiento y el arrendamiento no es cancelable.
La decisión en cuanto a si se debe arrendar o comprar un activo se hacen mediante la
comparación de los costos de financiamiento de las dos alternativas y mediante la
elección del método de financiamiento que ofrezca el costo más bajo. Todos los flujos de
efectivo deben descontarse al costo de la deuda después de impuestos porque los flujos
de efectivo del análisis de arrendamiento son relativamente ciertos y se expresan sobre
una base después de impuestos.
Ejercicios de autoevaluación
Ejercicio –I
El Departamento de Inversiones del Puerto de Moa considera necesaria un remolcador
cuyo precio de mercado es de $ 3 000 000.00. Lamentablemente en estos momentos no
cuenta con las posibilidades de financiamiento requeridas, por lo que está evaluando las
alternativas de adquirirla mediante un financiamiento bancario a tres años, o a través de
un arrendamiento de capital. El barco se deprecia por el método de línea recta, no
existiendo valor de salvamento alguno y el Impuesto sobre Utilidades que paga la
empresa es del 35 %. El costo de la deuda después de impuestos es aproximadamente
del 8 %. En el caso de emplear la vía del préstamo bancario, el costo de la deuda sería
del 12 % sobre el saldo pendiente del préstamo y quedaría obligada a realizar pagos
anuales, iguales al finalizar cada uno de los 3 años correspondientes para su
amortización. La vía del arrendamiento exige un costo del 16 % y pagos anuales iguales
que deberán realizarse al inicio de cada uno de los 3 años, con lo cual al vencimiento, se
le transferiría la propiedad del activo a la empresa sin costo adicional alguno.
Fundamente la propuesta de la mejor alternativa para la adquisición del remolcador.
Ejercicio –II
La Empresa Comercializadora de Combustibles de Holguín lo ha designado a usted para
evaluar las decisiones relacionadas a la vía más adecuada para adquirir un camión para
la transportación de combustible, cuyo precio de mercado es de $ 560 000.00. Se ha
desestimado la compra al contado considerando las necesidades de financiamiento que
presenta la empresa actualmente, por lo que se están evaluando las alternativas de
adquirirla mediante un financiamiento bancario a tres años, o mediante un
arrendamiento financiero. El camión deprecia por el método de línea recta, no existiendo
valor de salvamento alguno y el Impuesto sobre Utilidades que paga la empresa es del
40 %. El costo de la deuda después de impuestos es aproximadamente del 10 %.
De emplearse la vía del préstamo bancario, el costo de la deuda sería del 15 % sobre el
saldo pendiente del préstamo y quedaría obligada a realizar pagos anuales iguales al
89
�finalizar cada uno de los 3 años correspondientes para su amortización. De adoptarse la
vía del arrendamiento, el costo sería del 20% y se le concede a la empresa de manera
excepcional la posibilidad de realizar pagos anuales iguales que deberán concretarse al
finalizar cada uno de los 3 años, con lo cual al vencimiento se le transferiría la propiedad
del camión a la empresa sin costo adicional alguno.
Fundamente la propuesta de la mejor alternativa para la adquisición de esta maquinaria.
Solución a los ejercicios de autoevaluación
Solución del ejercicio –I
Evaluación del arrendamiento
Pago por arrendamie nto =
Año
Pago
de Ahorro
Arrendamiento
Impuestos
0
$1.151.543,07
(1-2)
$1.151.543,07
3
Cantidad de arrendamie nto $3.000.000.00
=
= $1.151.543,07
1 + VAIFA k,n−1
2,6052
$
-
en Costo después Factor
Valor Valor
Actual
de Impuesto
Actual 8 %
del egreso
$ 1.151.543,07
$ 403.040,07
$
1,0000 $ 1.151.543,07
748.503,00
1,7833 $ 1.334.805,39
$ 403.040,07 $ -403.040,07
0,7938 $ -319.933,21
90
�$ 2.166.415,25
Evaluación del préstamo
Pago anual del préstamo =
Años
Pagos
Préstamo
del Principal
del año
Cantidad del préstamo
$3.000.000,00
=
= $1.249.063,20
VAIFA k,n
VAIFA 12%,3
al
inicio
Interés
Principal
del año
Saldo
al
final
1
$ 1.249.063,20
$ 3.000.000,00
$ 360.000,00
$
889.063,20
$
2.110.936,80
2
$ 1.249.063,20
$ 2.110.936,80
$ 253.312,42
$
995.750,78
$
1.115.186,02
3
$ 1.249.063,20
$ 1.115.186,02
$ 133.822,32
$ 1.115.240,88
$
-54,86
1
Pagos
Préstamo
del
2
3
4=2+3
5=4*35 %
6=1-5
Interés
Depreciación
Total
de Ahorro
en Salidas
deducciones
impuestos
caja
de
7
8=6*7
VA al 8 %
VA de s
de caja
1.249.063,20
360.000,00
1.000.000,00
1.360.000,00
476.000,00
773.063,20
0,9259
715.7
1.249.063,20
253.312,42
1.000.000,00
1.253.312,42
438.659,35
810.403,86
0,8573
694.7
1.249.063,20
133.822,32
1.000.000,00
1.133.822,32
396.837,81
852.225,39
0,7938
676.4
2.087.0
Conviene más la alternativa del préstamo, pues su Valor Actual es menor, propiciando
una ventaja neta de $ 79.380,29.
Solución del ejercicio –II
91
�Evaluación del arrendamiento
Pago por arrendamie nto =
Años
Cantidad de arrendamie nto $560.000,00
=
= $180.267,18
1 + VAIFA k,n
3,1065
Pago
de Ahorro
Arrendamiento
Impuestos
(1-3)
$ 180.267,18
en Costo después Factor
Valor Valor
Actual
de Impuesto
Actual 10 %
del egreso
$ 72.106,87
$ 108.160,31
$ 268.983,87
2,4869
Evaluación del préstamo
Pago anual del préstamo =
1
Cantidad del préstamo
$560.000,0 0
=
= $245.269,8 0
VAIFA k,n
VAIFA 15%,3
2
3=2*15 %
del Principal
al
Interés
inicio del año
4=1-3
5=2-4
Saldo
Principal al final
del año
Años
Pagos
Préstamo
1
$ 245.269,80
$ 560.000,00
$
84.000,00
$ 161.269,80
$ 398.730,20
2
$ 245.269,80
$ 398.730,20
$
59.809,53
$ 185.460,27
$ 213.269,93
3
$ 245.269,80
$ 213.269,93
$
31.990,49
$ 213.279,31
$
-9,38
92
�1
Pagos
Préstamo
del
2
3
4=2+3
5=4*40%
6=1-5
Interés
Depreciación
Total
de Ahorro
en Salidas
deducciones
impuestos
caja
de
7
8=6*7
VA al 10%
VA de s
de caja
245.269,80
84.000,00
186.666,67
270.666,67
108.266,67
137.003,13
0,9091
124.549
245.269,80
59.809,53
186.666,67
246.476,20
98.590,48
146.679,32
0,8264
121.215
245.269,80
31.990,49
186.666,67
218.657,16
87.462,86
157.806,94
0,7513
118.560
364.325
Conviene más la alternativa del arrendamiento, pues su valor actual es menor,
proporcionando una ventaja de $ 95 341.82.
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition.
Información sobre la próxima unidad didáctica
Hasta aquí queda concluido todo con respecto a decisiones de financiamiento, dando
lugar al tema III, que será el encargado de interrelacionar y demostrar que tanto las
decisiones de inversión como las de financiamiento están estrechamente relacionadas
entre sí.
UNIDAD DIDÁCTICA VII
Título: Criterios de evaluación ajustados
Tema III: Interrelaciones de las Decisiones de Inversión y Financiación.
Objetivo específico:
Aprender a utilizar el criterio de valor actual neto ajustado como expresión del
vínculo entre las decisiones de inversión y financiamiento, así como de otros
criterios alternativos: la tasa de descuento ajustada y el costo promedio
ponderado de financiamiento.
Requisitos previos:
93
�
Tener dominio del valor actual neto como criterio por excelencia y sobre la tasa
interna de rendimiento.
Conocimientos previos de la asignatura Contabilidad General III, sobre los
métodos de depreciación.
Dominar el análisis de sensibilidad y de escenarios en la evaluación financiera de
proyectos de inversión.
Saber calcular los costos de financiamiento de la empresa.
Dominar la herramienta Microsoft Excel, así como cualquier asistente matemático,
como el Derive, que servirán de apoyo al hora de determinar los flujos de efectivo,
el valor actual neto, la tasa Interna de Rendimiento y sus gráficos.
Introducción
Una vez estudiados los temas I y II de la asignatura donde se abordaron de manera
independiente las decisiones de inversión y las de financiación, por unidades didácticas,
corresponde el estudio de las interrelaciones que existen entre ambos tipos de
decisiones, considerando que en la práctica no son independientes unas de otras. Para el
desempeño de este contenido se utilizará la siguiente bibliografía:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial.
Desarrollo
El objetivo principal de las decisiones de inversión y de las de financiación es que deben
estar encaminadas hacia la búsqueda del incremento del valor de la empresa.
Decisiones Financieras en la Empresa
Activo
Pasivo + Capital
Decisiones de
Inversión
Decisiones de
Financiamiento
Máximo
Rendimiento
Mínimo
Costo
94
�A continuación se muestran los criterios fundamentales para la determinación de
decisiones conjuntas de inversión y financiación:
Valor Actual Neto Ajustado
Tasa de Descuento Ajustada
Cuadro de Oportunidades de Inversión Disponibles – Costo Marginal del Financiamiento
(COID – CMF).
Para ello, se recomienda el estudio de este tema comenzando con la lectura del Brealey,
quien lo aborda en su capítulo 19. En esta obra se enfoca primeramente el valor actual
neto ajustado, lo cual se desarrolla en las páginas 555 a la 560. En esta parte el
estudiante deberá prestar especial atención al análisis del aumento de la capacidad de
endeudamiento de la empresa y al valor actual de los ahorros fiscales.
Valor Actual
= VAN del caso básico + VAN de las decisiones de financiación
Neto Ajustado
El VAN de las decisiones de financiación provocada por la aceptación de un proyecto está
compuesto por los costos asociados a la obtención de financiamiento y por los ahorros
asociados al tipo de financiamiento.
Ejemplos de situaciones más frecuentes:
Suponga que el valor actual neto básico es igual a $ 1 000.00 y el valor actual
neto de financiación de $ 100.00. Entonces el valor actual neto ajustado es de $ 1
100.00, siendo conveniente para la empresa.
Si aumentara el valor actual neto de financiación en $ 500.00, su valor actual neto
ajustado se incrementaría hasta $ 1 500.00, siendo más conveniente el proyecto
con esta forma de financiamiento.
95
�
Si el valor actual neto de financiación disminuyera hasta -200.00 pesos, el valor
actual neto ajustado sería de $ 800.00, es un buen proyecto pero esta forma de
financiamiento reduce su valor.
Si el valor actual neto de financiación disminuyera hasta -1 100.00 pesos, el valor
actual neto ajustado sería de -100.00 pesos. Sería un buen proyecto pero esta
forma de financiamiento no lo hace factible.
Debe tenerse en cuenta que en el caso de una empresa su VANA se calcularía de la
siguiente forma:
Valor de la empresa = Valor de financiami ento completame nte + Valor actual del ahorro fiscal
con fuentes propias
Las tasas de descuento ajustadas como alternativa al valor actual neto ajustado lo
desarrolla el Brealey en el propio capítulo 19, de la página 560 a la 565.
La tasa de descuento ajustada (r*), representa el costo de oportunidad ajustado a
una tasa mínima, que refleja los efectos derivados de la financiación de un proyecto de
inversión. Su criterio es aceptar proyectos con VAN positivo, cuando el flujo de caja se
descuenta a la tasa r*.
El estudio del análisis del Cuadro de oportunidades de inversión disponibles – Costo
marginal del financiamiento, se sugiere realizar primeramente a partir de la lectura del
Gitman, posteriormente a través del Weston y finalmente, retomarlo en el Brealey como
se explica a continuación:
En el Gitman, este contenido se analiza en el capítulo 15, en el contexto del estudio del
costo del financiamiento. Para ello, se deberá atender los elementos que se ofrecen a
partir de la página 388, cuando aborda las ponderaciones marginales, lo cual sienta las
bases para el estudio de este método en las páginas 390 a la 392. En esta obra, su autor
lo reconoce como método marginal para decisiones de desembolso capitalizables.
En el Weston se aborda este contenido en el capítulo 16, también en el marco del estudio
del costo del financiamiento, al igual que el Gitman. Específicamente lo desarrolla de la
página 763 a la 776. Primeramente expone en qué consiste el costo marginal del
financiamiento, lo cual realiza de la página 763 a la 773. Hay que dedicar especial
atención a esta parte y hacer énfasis en el estudio del punto de ruptura.
Cuadro de Oportunidades de
Inversión Disponibles – Costo
Marginal del Financiamiento
Comparación
96
�Cuadro de Oportunidades de Inversión Disponible
IRR
20 %
15 %
97
�10 %
1.0
2.5
1.5
Nivel Financiación (MM Pesos)
Costo Marginal de Financiamiento
WACC
Punto Ruptura
2.0
Nivel Financiación (MM Pesos)
Un momento importante para la toma de decisiones conjuntas de inversión y
financiación, lo constituye la combinación de las oportunidades de inversión con el
financiamiento disponible a partir de los elementos ya estudiados. Este aspecto es
abordado por Weston de una forma muy clara de la página 773 a la 776.
Cuadro de Oportunidades de Inversión Disponibles-Costo Marginal del Capital
98
�IRR
WACC
20 %
Punto Ruptura
15 %
14 %
12 %
10 %
Nivel Financiación (MM Pesos)
1.0
2.0
2.5
4.0
Finalmente, los contenidos deben completarse con el
particularmente en su capítulo 19, de la página 565 a la 572.
estudio
en
el
Brealey,
Resumen
Las decisiones de inversión siempre tienen efectos derivados sobre la financiación:
cada peso empleado tiene que haberse obtenido de algún modo. En el mundo actual
las empresas deciden qué activos comprar y luego se preocupan por la forma de
obtener el dinero para pagarlos. Los efectos derivados de estas decisiones no pueden
ignorarse en la práctica.
La técnica es sencilla, después de hallar el VAN, se ajusta el valor actual para calcular
el impacto total del proyecto sobre el valor de la empresa. El criterio consiste en
aceptar el proyecto si el valor a Valor Actual Neto Ajustado es positivo:
Aceptar el proyecto si VANA = VAN del caso + valor actual de los efectos > 0
básico
financieros derivados
Los efectos derivados de la financiación se evalúan uno a uno y sus valores actuales
se suman o se restan del VAN del caso básico. Algunos de estos efectos son:
1. Costos de emisión
2. Ahorros fiscales de interés
99
�3. Financiación especial
La tasa de descuento (r*) se ajusta para reflejar los efectos derivados de la
financiación. Si su ajuste es correcto, el resultado es VANA:
VAN a la tasa de
= VANA = VAN al costo de
= Valor actual de los efectos
descuento ajustada
oportunidad del capital derivados de la función
100
�Ejercicio de autoevaluación
Ejercicio –I
Moa Nikel SA considera diferentes proyectos de inversión clasificados como
independientes. El primer proyecto, denominado “Expansión I”, recoge las siguientes
operaciones:
Año 0. Se comprará terreno a un costo de 310,0 MP y se construirá un edificio por valor
de 750,0 MP. Después de sus operaciones, el terreno será donado, para lo que debe
gastar 95 MP en limpieza.
Año 1. En el año uno se instalará un equipo por un monto de 560,0 MP y se necesitan
incrementos de capital de trabajo por 88,08 MP.
Año 2. Se tiene previsto operar cuatro años; con ingresos de 1 400,0 MP y los costos, sin
incluir depreciación, se pronostican en 640,0 MP anuales.
Para determinar la depreciación se aplicará el método del sistema acelerado para la
recuperación del costo, basado en un período de recuperación de 3 años. El edificio y el
equipo tendrán un valor de salvamento de 80,0 MP y 60,0 MP respectivamente.
La tasa fiscal de la empresa es de 32 % y no posee crédito fiscal sobre ninguna
inversión.
La empresa valora otros proyectos de inversión que presentan los siguientes indicadores:
Proyectos
Costo en T0 (MP)
Tasa
Interna
Rendimiento (%)
Expansión II
1500
19
Expansión III
2000
10
Expansión IV
1000
18
Expansión V
1200
13
de
Carbono S.A. tiene una estructura que considera óptima, con un 50 % de deudas y un 50
% de capital contable común.
Se conoce que hasta 2100,0 MP el costo de las deudas será de 9 %, las obligaciones por
encima de este monto tendrán un costo de 14 %.
El ingreso neto actual de la empresa, es de 2 900,0 MP y su política de dividendos de 40
%, como en años anteriores. El dividendo más reciente pagado fue de $ 2,57 por acción
con una tasa de crecimiento de 5 % y las acciones se cotizan a $ 50,00. La primera
emisión de nuevas acciones tendrá un costo de flotación de 9 % hasta los primeros 2
520,0 MP y todo peso por encima de ese monto, tendrá un costo de flotación de 12 %.
A usted se le pide:
101
�a) Calcular la inversión del proyecto “Expansión I” así como su tasa interna de
rendimiento (la cual se especula en el rango de 15 % -17 %) y el VAN.
b) Encontrar los puntos de ruptura, los costos componentes y el costo ponderado de
capital del financiamiento a largo plazo, que la empresa determina factibles a invertir.
c) Graficar la interrelación de las decisiones de inversión y financiamiento de la empresa,
teniendo en cuenta la tasa interna de rendimiento, el costo marginal de capital y los
montos de la inversión tanto de los proyectos potenciales como los de las fuentes de
financiamiento.
d) Determinar los proyectos que no son factibles para la empresa. Argumente.
Solución del ejercicio de autoevaluación
a) La Inversión del proyecto I es de $ 1.744,08, su Tasa Interna de Rendimiento es de
15.59 % y su VAN igual a $165.26.
La tasa correspondiente a tres años para el cálculo de la depreciación es: 25 %,38 %,37
%. La cual se determina única para el edificio y el equipo.
Se registra la donación del Terreno como el ahorro fiscal que obtiene la empresa por
tomar esa decisión.
Donación del terreno = $310 * 32% = $99,20
102
�Años
0
1
2
3
4
I-Inversión inicial
Costo del Terreno
Costo del Edificio
Instalación del Equipo
Incremento del Capital de Trabajo
Inversión Inicial
II-Incremento efectivo en operación
Ingresos pronosticados
Costos de Operación
(-)Depreciación del Edificio y Equipo
Utilidad antes de Impuestos
Impuestos sobre utilidades 32%
Utilidad Neta
(+)Depreciación del Edificio y Equipo
Flujo de Caja en Operación
III-Flujo de caja año terminal
Incrimento del Capital de Trabajo
Valor de Salvamento
Donación del Tereno
Limpieza del Terreno
Flujos de Caja Neto
Tasa Interna de Rendimiento
Valor Actual Neto
310,00
750,00
1.060,00
- 1.060,00 15,59%
165,26
560,00
88,08
648,08
648,08
1.400,00
640,00
327,50
432,50
138,40
294,10
327,50
621,60
1.400,00
640,00
497,80
262,20
83,90
178,30
497,80
676,10
1.400,00
640,00
484,70
275,30
88,10
187,20
484,70
671,90
621,60
676,10
671,90
W Componentes Capital Agotado Número de rupturas intervalos
0,5 Deuda
9%para 2 100
4200
2
0-2320
0,5 Capital Común
2321-4200
U.R 40%
2320
1
4201-7360
9%para2520
7360
3
7361-∞
Costos Componentes:
Deuda :
9% para (0 − 4 200)
103
�Costo de la deuda después de impuesto = k d (1 − T )
= 9 * (1 − 0,32)
= 6,12%
14% para (4 201 - ∞ )
Costo de la deuda después de impuesto = k d (1 − T )
= 14 * (1 − 0,32)
= 9,52%
Capital Común :
Utilidades Retenidas para (0 − 2 320)
ks =
=
D 0 (1 + g)
+g
P0
2,57(1 + 0,05)
+ 0,05 = 10.40%
50
9% para la primera emisión de acciones (2 521 − 7 360)
ke =
=
D 0 (1 + g)
+g
P0 (1 − F)
2,57(1 + 0,05)
+ 0,05 = 10,93%
50(1 − 0.09)
12% para (7 361 - ∞ )
ke =
=
D 0 (1 + g)
+g
P0 (1 − F)
2,57(1 + 0,05)
+ 0,05 = 11.13%
50(1 − 0,12)
Promedio ponderado del costo de capital:
WACC = Wdk d + Wsk s
(0 - 2 320)
WACC = Wdk d + Wsk s
= 0,50 * 6,12 + 0,50 * 10,40 = 8,26%
104
�(2 321 - 4 200)
WACC = Wdk d + Wsk s
= 0,50 * 6,12 + 0,50 * 10,93 = 8,53%
(4 201 - 7 360)
WACC = Wdk d + Wsk s
= 0,50 * 9,52 + 0,50 * 10,63 = 10,23%
(7 361 - ∞ )
WACC = Wdk d + Wsk s
= 0,50 * 9,52 + 0,50 * 10,13 = 10,33%
El gráfico del Costo de Capital en correspondencia con el financiamiento sería:
105
�b) El proyecto Expansión III, no es factible para la empresa pues su TIR está por debajo
del Costo Ponderado de Capital
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition.
UNIDAD DIDÁCTICA VIII
Esta unidad didáctica da inicio al contenido de crecimiento y fracaso empresarial.
Comprendiendo los factores que determinan el fracaso empresarial y las vías para
evitarlo.
Título: Crecimiento y Fracaso Empresarial
Tema IV: Crecimiento y Fracaso Empresarial
Objetivo específico:
106
�
Comprender los factores que determinan el fracaso empresarial y las vías para
evitarlo.
Comprender las formas fundamentales de reorganización empresarial.
Requisitos previos:
Tener dominio del valor actual neto como criterio por excelencia y sobre la tasa
interna de rendimiento.
Dominar la herramienta Microsoft Excel, así como cualquier asistente matemático,
como el Derive, que servirán de apoyo al hora de determinar los flujos de efectivo,
el valor actual neto, la tasa Interna de Rendimiento y sus gráficos.
Introducción
Esta unidad didáctica está dedicada principalmente a profundizar en las causas del
fracaso de las empresas lo que reviste especial importancia, pues prepara al futuro
profesional con vistas a la adopción de medidas oportunas que contribuyan a evitar
situaciones financieras adversas. Además de examinar las diferentes alternativas de
reorganización y crecimiento empresarial. Para el desempeño de este contenido se
utilizará la siguiente bibliografía:
Weston F. y Brigham E. Fundamentos de Administración Financiera. Décima
Edición.
Gitman L. Fundamentos de Administración Financiera.
Brealey R. y Myers S. Fundamentos de Financiación Empresarial
Desarrollo
El estudio deberá comenzar por del fracaso empresarial. Este aspecto es tratado por el
Gitman en su capítulo 26 y último de su obra. Específicamente las causas del fracaso de
las empresas se encuentran expuestas de la página 684 a la 687. Además, aparece la
caracterización de los diferentes tipos de fracasos, lo cual contribuye al estudio minucioso
de sus causas. El estudio de las medidas fundamentales ante el fracaso empresarial es
abordado por el Gitman en este mismo capítulo, de la página 687 a la 692.
Lógica del fracaso empresarial
107
�Elevado
Endeudamiento
Costo de
Oportunidad
Fracaso
Total
Deterioro de la
Eficiencia
Incapacidad de
Pago
En caso de que una empresa cualesquiera presente una deficiente rentabilidad y una
deficiente liquidez e insolvencia técnica, se puede decir que es un caso de fracaso total.
Entre las medidas fundamentales para este tipo de situación económica están:
1. Mantener la empresa
Extensión
2. Liquidar la empresa
Reorganización
Composición
Evaluación
Control del acreedor
Recapitalización
Integración
Sustituir la deuda anterior por una nueva
Posteriormente en el Gitman, en la página 692 a la 694 se puede estudiar la parte
correspondiente a los procedimientos de reorganización.
108
�Interno
CRECIMIENTO
Inversión en
Diversificación
Externo
Compra de
nuevos
activos de otra
productos
empresa
☻ Fusión
☻ Consolidación
☻ Compañía tenedora
Para el estudio de las fusiones, el estudiante cuenta con el capítulo 25 del Gitman,
específicamente de la página 650 a la 672. Este autor examina esta problemática desde
una perspectiva básicamente conceptual, por lo que se sugiere su lectura en primera
instancia con vistas a su estudio más detallado a partir de los otros autores.
Posteriormente se sugiere el estudio de las fusiones a partir del Weston, quien lo trata en
su capítulo 22, de la página 1065 a la 1098. Es importante que el estudiante se detenga
en el análisis que se hace en esta obra del efecto de sinergia de las fusiones, de su
clasificación, nivel de actividad, los procedimientos prácticos para la fusión, y de manera
particular el análisis y la valoración de las fusiones, lo que específicamente se trata de la
página 1077 a la 1084.
Además, de este mismo texto se recomienda la lectura del tema referido a las alianzas
corporativas, a las reorganizaciones, así como a las compañías tenedoras y a las compras
apalancadas, todo lo cual es tratado de la página 1087 a la 1098.
Finalmente se procederá al estudio de las fusiones a través del Brealey. En su obra esta
problemática se desarrolla en el capítulo 33, de la página 993 a la 1033.Este autor le
dedica particular atención al estudio de la estimación de las ganancias y costos
económicos de las fusiones, lo cual expone en las páginas 994 a la 997. También hace un
buen análisis de las razones que favorecen a las fusiones y de sus desventajas (páginas
997 a la 1006).
Una vez estudiados estos aspectos, es necesario concentrarse en el análisis de la
estimación del costo según la forma de financiamiento, lo cual aparece expuesto de la
109
�página 1006 a la 1010. Los mecanismos de la fusión pueden estudiarse en este mismo
capítulo, de la página 1011 a la 1015. A continuación, se encuentran las tácticas de
fusión, lo cual se encuentra expuesto de la página 1015 a la 1020.Dos aspectos que son
tratados en esta obra son la defensa de absorciones (de la página 1020 a la 1024 y lo
correspondiente a las disgregaciones y desintegraciones, lo cual se puede encontrar en
las páginas 1023 y 1024.
Finalmente, un aspecto importante también tratado en el Brealey es el referido a las
compras apalancadas, cuya comprensión puede alcanzarse a partir de la lectura de las
páginas 1024 a la 1029 de este capítulo.
Resumen
Una fusión ocurre cuando dos empresas se combinan para formar una sola
compañía. Los principales motivos para la realización de las fusiones son:
1. la sinergia
2. las consideraciones fiscales
3. la compra de activos por debajo de sus costos de reemplazo
4. la diversificación
5. la obtención del control sobre una empresa más grande
Una reorganización consiste en la venta de una parte de los activos operativos de una
compañía. Una reorganización puede:
1. la venta de una unidad a los administradores
2. el reorganizar a una unidad como compañía separada
3. la liquidación directa de los activos de una unidad
Una compañía tenedora es una corporación que posee suficientes acciones dentro de
otra empresa lo que le permite lograr un control funcional de la misma.
110
�Ejercicios de autoevaluación
Ejercicio –I
Para la nueva reunión administrativa de su empresa Dexter Company se abordará acerca
de la conveniencia de comprar de Simmons Company a un precio de $ 3.000.000,00 al
contado. El costo de capital de Dexter Company es del 18 %. De realizarse la
adquisición, se espera que el nuevo costo de capital sea del 16 % debido al bajo
apalancamiento que actualmente tiene Simmons Company. Con la adquisición, el flujo de
caja esperado para los próximos 15 años sería de $ 700.000,00 anual. Prepare la
fundamentación de su propuesta.
Nota: se recomienda la utilización del Microsoft Excel para el cálculo del VAN y la TIR.
Ejercicio –II
En la próxima reunión del Consejo de Mannes Industries se analizará la conveniencia de
adquirir a Mason Corporation a un precio de $ 5.000.000,00. Actualmente los pasivos de
Mason Corporation ascienden a $ 2.000.000,00. Ahora bien, Mannes Industries
aprovecharía solo una parte de los activos de Mason Corporation y considera que las
instalaciones y buques restantes podrían ser vendidos por $ .000.000,00. Con esta
adquisición, el aumento del flujo de caja anual para los próximos 12 años podría ser de $
500.000,00. Considerando que el costo de capital de la Compañía es del 15 %, prepare
la fundamentación de su propuesta.
Nota: se recomienda la utilización del Microsoft Excel para el cálculo del VAN y la TIR.
Solución de los ejercicios de autoevaluación
Solución del ejercicio –I
El VAN para un costo de capital de 16 % es de $ 902.819,31 y su TIR es de 22,18 %, por
lo que se capta la nueva adquisición.
Solución del ejercicio –II
El costo neto de los activos a aprovechar por Mannes Industries es:
$5.000.000 ,00 + 2.000.000, 00 - 3.000.000, 00 = $4.000.000 ,00
No conviene la adquisición de Mason Corporation pues proporcionará un VAN negativo de
$ -1.289.690,50. Para que se VAN sea cero necesitaría una TIR de 6,87 %.
Materiales complementarios
Brigham E. F. Canadian Financial Management. Third Edition.
111
�
Brealey and Myers. Principles of Corporate Finance. Sixth Edition.
SISTEMA DE EJERCICIOS INTEGRADORES
Ejercicio –I
La Sociedad Anónima, Almacenes Universales compró hace cinco años una rastra
International a un costo de $ 600 000.00, la cual tenía una vida esperada de 10 años
desde que se compró y un valor de salvamento de $ 50 000.00. Si se vendiera en estos
momentos costaría $ 100 000.00. Existe la posibilidad de comprar una rastra nueva en $
750 000.00, reduciendo los costos de efectivo en operación después de impuestos en $
350 000.00, durante su vida de cinco años.
No se espera variación en las ventas. Esta rastra nueva utilizará una depreciación
acelerada a 3 años: 33 %, 45 %, 15 % y cuarto año 7 %, en oposición a su vida
económica de 5 años al final de la cual se cree podrá venderse en $ 125 000.00 pesos.
La vieja puede venderse en el día de hoy por $170 000.00, su depreciación es por el
método de línea recta. La tasa fiscal es de 30 % y el descuento apropiado es de 10 %.
a) Se deberá remplazar la rastra, utilice la VAN.
b) Hasta qué TIR la inversión es rentable.
c) Analice la incertidumbre existente en la empresa utilizando el método de escenario a
partir de los siguiente datos:
Escenarios
Peor
Básico
Mejor
Precio Básico
$ 600 000.00
750 000.00
900 000.00
Ahorro Costo en Operaciones
$ 280 000.00
350 000.00
420 000.00
d) Verifica los resultados obtenidos, en el Microsoft Excel.
Ejercicio –II
El Sr. Arley decide iniciarse en el negocio de tracción animal, para ello tiene previsto la
compra de un coche valorado en $ 8.000,00 y un caballo en $ 7.000,00. Además tiene
que pagar una patente de $ 150,00. Trabajando todos los días de seis a siete horas
112
�aproximadamente obtiene $ 36.000,00 de ingresos anuales antes de impuestos, a un
costo de $ 15.000.00 anuales.
Por condiciones específicas del municipio su vida útil será de tres años con un valor de
salvamento de $ 3.000,00 entre los dos activos. Se deprecia por el método de dígitos
decrecientes. La tasa fiscal que se le aplica es de 40 % y el costo de capital es de 12 %.
a) Evalúe la inversión que quiere hacer el Sr. Arley, utilizando el Valor Presente Neto.
b) ¿En qué tiempo recuperaría la inversión?
c) Aplique el análisis de sensibilidad al proyecto, teniendo en cuenta las siguientes
variables:
Ingresos (+10 % y -10 %)
Capital de trabajo neto (+10 % y -10 %)
d) Verifica los resultados obtenidos, en el Microsoft Excel.
e) Ejercicio –III
Después de los cambios ocurridos en la Economía Cubana, a partir del VI Congreso del
PCC, el ciudadano Julián tiene un torno que fue comprado hace cuatro años el cual
produce ingresos de de $ 6.000,00 y los costos sin incluir la depreciación son de $
3.400,00. Para la depreciación del torno se utiliza el método de línea recta sobre una
base de $ 1.500,00 anuales, por lo que actualmente tiene un valor en libros de $
4.100,00 y le quedan 4 años de vida útil.
Julián considera sustituir el torno viejo por uno nuevo que le permita reducir los costos
de operación en $ 1.700,00 y aumentar los ingresos en $ 2.000,00. El precio del nuevo
torno es de $ 14.200,00 y de aceptarse el proyecto, el torno viejo se venderá a su valor
en libros. La tasa fiscal que se le aplica es de 40 % y el valor de salvamento del torno
nuevo es de $ 750,00, depreciándose por el método de dígitos decrecientes. El costo de
Capital de Trabajo es de 10 % ¿Deberá reemplazarse el torno?
Se pide:
a) Evaluar la rentabilidad del proyecto por el método del NPV.
b) Hallar la Tasa Interna de Rendimiento.
c) Calcular el período de recuperación de la inversión.
d) Analice la incertidumbre existente en la empresa utilizando el método de escenario a
partir de los siguiente datos:
113
�Escenarios
Peor
Básico
Mejor
Precio Básico
$ 9 940.00
Ahorro Costo en Operaciones
$ 1 190.00
14 200.00
18 460.00
1 700.00
2 210.00
Ejercicio –IV
La empresa de gas GLP de Holguín tiene previsto invertir en un proyecto de expansión,
para un periodo de ocho años, como se muestra a continuación:
Valor de la inversión
MP
Conceptos
Gastos de capital previos a la inversión
Estudio de factibilidad
Proyecto de la planta
Maquinaria y equipos
Carrusel
Estera transportadora
Pesas (10 unidades de 10 kgs)
Compresor
Obras de ingeniería civil
Nave almacén
Materiales para sistema eléctrico y mecánico
Montaje de sistema eléctrico y mecánico
Instalar auxiliar y de servicios.
Sistema contra incendios
Descargadero
Balas para GLP(8)
Tanques elevados
Garita elevada
Equipos de transporte
Pailas 2
Cuñas 2
Camiones 8
Mobiliario y equipos de oficina
Mobiliario de oficina
Equipos de oficina
Computadoras
Total
104,00
4,00
100,00
370,00
200,00
40,00
100,00
30,00
800,00
200,00
400,00
200,00
404,10
200,00
4,30
194,40
3,90
1,50
560,00
100,00
100,00
360,00
12,00
5,00
2,00
5,00
2.250,10
Depreciación
Depreciación anual
Vida útil
17
17
17
5
11,76
2,35
5,88
6,00
17
11,76
5
5
10
10
17
40,00
0,86
19,44
0,39
0,09
5
5
5
20,00
20,00
72,00
5
5
5
Depreciación total
1,00
0,40
1,00
212,94
114
�Ingreso pronosticados, Gastos de Operación y variación en el Capital de Trabajo se
muestran a continuación:
Años
1
Ingresos pronosticados
8.596,70
Gastos de Operación
631,80
Variación de Capital de Trabajo
95,80
2
10.889,90
681,20
25,60
3
13.197,10
730,60
121,50
4
15.520,40
804,00
51,50
5
17.761,10
853,40
146,50
6
20.003,20
902,80
146,50
7
22.246,00
952,20
171,50
La tasa fiscal que se le aplica a la empresa es de 40 %. Evalúe el proyecto a un costo de
capital de 12 % ¿En qué tiempo la empresa recupera la inversión?
CONCLUSIONES
La asignatura Administración Financiera Estratégica, como asignatura de la especialidad,
juega un rol importante en el desarrollo de las habilidades a adquirir por el estudiante de
la carrera Contabilidad y Finanzas, en aras de integrar egresados competentes a la
sociedad cubana actual. Sin embargo, se evidencian dificultades en el proceso de
enseñanza aprendizaje de dicha asignatura. En esta investigación se da solución a parte
de esos problemas, con la elaboración de una Guía de Estudio.
Una Guía de estudio, elaborada teniendo en cuenta elementos de la didáctica
desarrolladora y la realidad profesional actual, con el propósito de complementar y
organizar los conocimientos demandados en el Plan de Estudio, proporciona los
elementos necesarios para potenciar el desarrollo de las habilidades demandas en los
estudiantes de la carrera Contabilidad y Finanzas, con la primicia de lograr egresados
idóneos a la sociedad cubana de hoy.
115
8
24.489
1.001
101
�BIBLIOGRAFÍA
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117
�
Dublin Core
The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/.
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Folletos
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Title
A name given to the resource
Guia de estudio para la asignatura Administración Financiera
Creator
An entity primarily responsible for making the resource
Adalberto Quintero Chacón
Elier Pelegrín Hernández
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Niurbis La Ó Lobaina
Type
The nature or genre of the resource
Folleto
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2015
Subject
The topic of the resource
Administración Financiera
Description
An account of the resource
Material de Estudio para estudiantes de Contabilidad
Rights
Information about rights held in and over the resource
ISMMM
Format
The file format, physical medium, or dimensions of the resource
PDF
Language
A language of the resource
Español
-
https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/337b19f14e05e3f524b563c09e43901b.pdf
f7069464a8d845d91619e78649e91679
PDF Text
Text
�HIDROGEOLOGÍA APLICADA CON ASPECTOS AMBIENTALES
�HIDROGEOLOGÍA APLICADA CON ASPECTOS AMBIENTALES
AUTOR: Dr. Constantino de Miguel Fernández
Editorial Digital Universitaria Moa
Ave. sin número. Las Coloradas,
Moa, Holguín, Cuba.
�Página legal
Título de la obra. Hidrogeología aplicada con aspectos ambientales
384 pág.
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2012 ‐‐ ISBN – 978‐959‐16‐139‐5‐0
1. Autor: De Miguel‐Fernández Constantino
2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Digitalización: Niurbis La Ó Lobaina
Corrección: Yelenny Molina Jiménez
Diseño: Wilkie Villalón Sánchez
Institución del autor: ISMM “Dr. Antonio Núñez Jiménez”
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2012
La Editorial Digital Universitaria de Moa publica bajo licencia Creative Commons de
tipo Reconocimiento No Comercial Sin Obra Derivada, se permite su copia y
distribución por cualquier medio siempre que mantenga el reconocimiento de sus
autores, no haga uso comercial de las obras y no realice ninguna modificación de ellas.
La licencia completa puede consultarse en:
http://creativecommons.org/licenses/by‐nc‐nd/2.5/ar/legalcode
Editorial Digital Universitaria Moa
Instituto Superior Minero Metalúrgico
Las Coloradas s/n, Moa 83329, Holguín
Cuba
e‐mail: edum@ismm.edu.cu
Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum
Editorial Digital Universitaria Moa
�PREFACIO ................................................................................................................... I
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 1
Capítulo 1 ASPECTOS GENERALES .................................................................................. 2
1.1 Conceptos fundamentales ..................................................................................... 2
1.2 Ciclo hidrológico en la naturaleza ........................................................................... 4
1.2.1 Cálculos hidrológicos aplicados en la Hidrogeología........................................... 11
1.3 Breve introducción a la Paleohidrogeología ............................................................ 14
1.4 Principales estructuras hidrogeológicas ................................................................. 18
Capítulo 2 PROPIEDADES FÍSICAS Y ACUÍFERAS DE LAS ROCAS....................................... 22
2.1 Composición granulométrica ............................................................................... 22
2.2 Porosidad y agrietamiento .................................................................................. 24
2.3 Permeabilidad ................................................................................................... 26
2.4 Piezoconductividad y conductividad de nivel .......................................................... 29
2.5 Capacidad acuífera y entrega de agua .................................................................. 30
2.6 Humedad de las rocas ........................................................................................ 34
2.7 Capilaridad ....................................................................................................... 35
Capítulo 3 PROPIEDADES FÍSICAS, QUIMISMO Y CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS
SUBTERRÁNEAS......................................................................................................... 38
3.1 Propiedades físicas ............................................................................................ 38
3.2 Factores naturales y artificiales de formación de la composición química de las aguas
subterráneas .......................................................................................................... 40
3.3 Composición química de las aguas subterráneas .................................................... 43
3.4 Contaminación de acuíferos ................................................................................ 46
3.4.1 Contaminación por hidrocarburos................................................................... 53
3.4.2 Contaminación por nitratos (NO3) y nitritos (NO2) ............................................ 57
3.5 Tipos de análisis químicos de las aguas................................................................. 66
3.5.1 Formas más usuales para la representación de los resultados de los análisis
químicos de las aguas .......................................................................................... 67
3.6 Clasificación de las aguas por su composición química ............................................ 69
3.7 Clasificación de las aguas por su posible utilización en la agricultura ......................... 82
3.8 Agresividad de las aguas .................................................................................... 88
3.9 Representación gráfica de la composición química de las aguas................................ 89
3.10 Clasificación de las aguas por su composición bacteriológica .................................. 91
3.11 Normas de la composición química para las aguas potables ................................... 92
Capítulo 4 CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS POR SU ORIGEN, FORMAS Y
CARACTERÍSTICAS DE YACENCIA ................................................................................. 94
4.1 Clasificación de las aguas subterráneas por su origen ............................................. 94
4.2 Aguas de la zona no saturada.............................................................................. 95
4.3 Aguas freáticas ................................................................................................. 97
4.4 Aguas artesianas ............................................................................................. 101
4.5 Aguas de fisuras: freáticas y con presión ............................................................ 104
�4.6 Aguas cársicas ................................................................................................ 104
4.7 Manantiales: características principales y su clasificación....................................... 110
4.8 Aguas minero-medicinales ................................................................................ 114
Capítulo 5 INTRODUCCIÓN A LA DINÁMICA DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS .................... 119
5.1 Leyes de filtración ........................................................................................... 119
5.2 Tipificación hidrogeológica de los flujos de las aguas subterráneas y condiciones de
límites................................................................................................................. 126
Capítulo 6 DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS................................. 135
6.1 Caracterización de los principales métodos para determinación de los principales
parámetros hidrogeológicos.................................................................................... 136
6.2 Bombeos y principales características de los mismos ............................................ 137
6.3 Bombeos experimentales.................................................................................. 141
6.3.1 Cálculos de parámetros hidrogeológicos en condiciones de régimen estacionario del
movimiento de las aguas durante el bombeo ......................................................... 142
6.3.2 Cálculo de parámetros hidrogeológicos en condiciones de régimen no estacionario
del movimiento de las aguas durante el bombeo .................................................... 156
6.4 Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de bombeo en pozos
desarrollados ....................................................................................................... 166
6.4.1 Determinación de parámetros hidrogeológicos por desarrollo de pozos mediante
bombeos en acuíferos formados por sedimentos friables ......................................... 166
6.4.2 Determinación de parámetros hidrogeológicos por bombeo en pozos desarrollados
con uso de explosivos ........................................................................................ 169
6.5 Determinación de parámetros hidrogeológicos por bombeos de pozos imperfectos de
grandes diámetros ................................................................................................ 172
6.6 Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de bombeos de prueba (de
corta duración)..................................................................................................... 175
6.6.1 Generalidades ........................................................................................... 175
6.6.2 Determinación de parámetros hidrogeológicos ............................................... 177
6.7 Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de vertimientos en pozos y
calicatas .............................................................................................................. 190
6.7.1 Vertimientos en pozos................................................................................ 190
6.7.2 Vertimiento en calicatas ............................................................................. 195
6.7.3 Cálculo del coeficiente de filtración por datos de compresión (inyección) en pozos
...................................................................................................................... 201
Capítulo 7 EVALUACIÓN DE RESERVAS Y RECURSOS DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS........ 207
7.1 Consideraciones generales ................................................................................ 207
7.2 Clasificación de las reservas y recursos de las aguas subterráneas.......................... 208
7.3 Categorías de las reservas de explotación de las aguas subterráneas y métodos de
evaluación ........................................................................................................... 212
7.4 Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por el método
hidrodinámico ...................................................................................................... 215
7.4.1 Evaluación de las reservas de explotación por distintos esquemas de cálculos del
método hidrodinámico ........................................................................................ 222
7.5 Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por el método
hidráulico ............................................................................................................ 233
�7.6 Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por el método de
balance ............................................................................................................... 240
7.7 Pronóstico de reservas de explotación de las aguas subterráneas por grado de
extraibilidad ......................................................................................................... 253
7.8 Categorías y etapas de los estudios hidrogeológicos para la evaluación de las reservas
de explotación de las aguas subterráneas................................................................. 257
Capítulo 8 PROTECCIÓN Y CONSERVACIÓN DE ACUÍFEROS EN EXPLOTACIÓN .................. 261
8.1 Aspectos generales .......................................................................................... 261
8.2 Pronóstico de captación de aguas no condicionales o contaminadas durante la
explotación de aguas subterráneas .......................................................................... 262
8.2.1 Yacencia de aguas no condicionales bajo las aguas condicionales ..................... 262
8.2.2 Existencia de aguas no condicionales en posición lateral a la ubicación de las aguas
condicionales .................................................................................................... 264
8.3 Principales medidas para contrarrestar la captación de aguas no condicionales ......... 269
8.4 Zonas de protección sanitaria de las obras de toma en aguas subterráneas.............. 272
Capítulo 9 REPOSICIÓN ARTIFICIAL DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS............................... 273
9.1 Clasificación de los métodos de reposición artificial............................................... 274
9.2 Métodos generales de cálculos de los sistemas de reposición artificial ..................... 275
Capítulo 10 CAPTACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS POR TOMAS HORIZONTALES ............. 281
10.1 Trincheras de grandes longitudes ..................................................................... 281
10.2 Trincheras de pequeñas longitudes................................................................... 285
Capítulo 11 CÁLCULOS HIDROGEOLÓGICOS EN OBRAS HIDROTÉCNICAS......................... 288
11.1 Cálculos relacionados con la filtración en presas ................................................. 288
11.1.1 Filtración bajo presas ubicadas en estratos homogéneos sin dentellón en la base
...................................................................................................................... 289
11.1.2 Determinación de la presión bajo la base de la cortina de la presa .................. 290
11.1.3 Determinación de las velocidades reales del flujo subterráneo por el fondo del
cauce aguas abajo de la presa ............................................................................. 291
11.1.4 Determinación del caudal de filtración bajo la presa con dentellón sobre un estrato
permeable homogéneo ....................................................................................... 292
11.1.5 Determinación de la filtración bajo una presa sin dentellón ubicada sobre un
espesor permeable heterogéneo .......................................................................... 293
11.1.6 Determinación de la filtración por los bordes laterales de la presa (embalse) .... 295
11.1.7 Determinación de la filtración desde el embalse sin la influencia del río debajo de la
presa ............................................................................................................... 298
11.2 Cálculos del pronóstico de ascenso de los niveles de las aguas subterráneas en
territorios aledaños a las presas (embalses) ............................................................. 303
11.2.1 Determinación de los ascensos estacionarios del nivel de las aguas subterráneas en
estratos homogéneos con lecho impermeable horizontal.......................................... 304
11.2.2 Determinación de los ascensos estabilizados del nivel de las aguas subterráneas en
estratos homogéneos con lecho impermeable con pendiente .................................... 306
11.2.3 Determinación de los ascensos estacionarios del nivel de las aguas subterráneas en
espesores permeables estratificados..................................................................... 307
11.2.4 Determinación del ascenso de los niveles de las aguas subterráneas entre
secciones en un valle entre dos ríos ..................................................................... 309
�11.2.5 Determinación del ascenso no estacionario de los niveles de las aguas
subterráneas en horizontes relativamente homogéneos........................................... 310
11.3 Cálculo de pérdidas por filtración desde canales ................................................. 313
11.3.1 Pérdidas por la filtración no estacionaria desde canales ................................. 314
11.3.2 Pérdidas por filtración estacionaria desde canales ......................................... 316
11.3.3 Pronóstico de ascenso de los niveles de las aguas subterráneas en las áreas bajo
riego................................................................................................................ 321
Capítulo 12 METODOLOGÍAS PARA EVALUACIÓN Y ZONIFICACIÓN DE LA POTENCIALIDAD
(FACTIBILIDAD) DE SALINIZACION DE SUELOS ........................................................... 325
12.1 Introducción ................................................................................................. 325
12.2 Características generales de las formaciones arcillosas de origen marino ............... 326
12.3 Metodología para el pronóstico de la potencialidad de salinización de los suelos por
condiciones hidrogeológicas existentes..................................................................... 328
12.4 Metodología para pronóstico de afectaciones y potencialidad de salinización de suelos
por embalses de agua construidos en territorios llanos ............................................... 334
12.4.1 Definición de las áreas con afectaciones de suelos en territorios aledaños a los
embalses.......................................................................................................... 335
Capítulo 13 IMPACTOS AMBIENTALES SOBRE LOS ACUÍFEROS Y SU EVALUACIÓN............. 338
13.1 Términos y conceptos generales ...................................................................... 338
13.2 Impactos ambientales sobre los acuíferos- IASA................................................. 340
13.3 Métodos de estudio de impactos ambientales y su aplicación a los acuíferos ........... 342
13.4 Valoración de los factores impactantes en los acuíferos y evaluación de los impactos345
13.5 Definición del tipo de matriz para evaluar los impactos sobre acuíferos.................. 349
Capítulo 14 PRINCIPALES MÉTODOS QUE SE APLICAN EN LAS INVESTIGACIONES
HIDROGEOLÓGICAS ................................................................................................. 352
14.1 Perforación de pozos ...................................................................................... 352
14.2 Investigaciones geofísicas ............................................................................... 356
BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 371
�PREFACIO
El desarrollo de la humanidad ha traído como consecuencia una mayor e intensiva
explotación de las aguas subterráneas y suelos agrícolas, por ello se hace necesario
desarrollar conocimientos relacionados con medidas profilácticas que puedan ser
aplicadas para lograr la explotación sostenible de estos recursos.
En la actualidad, a nivel internacional se toman diversas medidas para la creación de
una conciencia ambientalista universal que preserve el medio ambiente, en el que
están incluidos los recursos, aguas subterráneas y suelos. Paralelo a ello, el adelanto
científico–técnico alcanzado en muchos países permite obtener los resultados
necesarios en este objetivo común de la humanidad, sin embargo, este desarrollo
alcanzado en los denominados países del 1er mundo está muy distanciado de los del
3er mundo, en los que los recursos hídricos subterráneos y suelos se explotan en
muchos casos de forma indiscriminada, sin una argumentación científico-técnica
adecuada, por lo que los mismos constantemente se degradan y contaminan,
creándose las condiciones para la aparición de procesos desertificantes que pueden
llegar a convertir los territorios en desiertos si no se toman medidas que eviten la
aparición y desarrollo de esos procesos.
Relacionado con lo anteriormente expuesto, hemos creado este libro que constituye
una literatura de docencia para estudiantes en carreras de Geología, Hidráulica y Civil,
así como de otras vinculadas con las aguas subterráneas y suelos o que abarquen
disciplinas como Hidrogeología, Hidrología; también sirve de material de consulta a
profesionales que desempeñan sus funciones en centros docentes, de producción y de
investigación relacionadas con los recursos mencionados, en los campos de la minería,
petróleo, selvicultura, salud pública, derecho, medio ambiente y otros.
Este libro no es un texto completo ya que carece de los métodos modernos de
aplicación computarizada, pero no deja de ser una literatura de amplia utilización,
tanto para aquellos que dominan la tecnología computarizada como para los que no la
dominan, este último caso es muy común en los países del tercer mundo y a los que
está dedicado el mismo, con vista a colaborar en la creación de una conciencia
ambientalista y en la divulgación de métodos prácticos que permitan garantizar la
aplicación de herramientas para la ejecución de estudios hidrogeológicos y
ambientales, que aseguren una explotación racional y sostenible de los recursos
hídricos subterráneos y suelos agrícolas.
En el libro, los cuatro primeros capítulos abordan aspectos hidrogeológicos e
hidroquímicos generales, incluyendo la contaminación de acuíferos de las aguas por
nitratos e hidrocarburos, procesos con gran desarrollo en la actualidad a nivel
internacional.
Los capítulos del 5 al 10 relacionan aspectos de la dinámica de las aguas
subterráneas, distintos métodos para la determinación de parámetros hidrogeológicos
y para la evaluación de reservas y recursos de las aguas subterráneas, con fines de
garantizar una explotación sostenible de los mismos.
En el capítulo 11 se desarrollan diferentes esquemas y fórmulas de cálculos
relacionados con obras hidrotécnicas, que aunque en la práctica está poco
desarrollada por hidrogeólogos, hidráulicos y civiles, representa una herramienta de
gran valor y utilidad para una racional proyección de presas, canales y sistemas de
riego y en muchos casos garantizan la estabilidad de estas obras.
I
�En el capítulo 12 se ofrecen pronósticos de potencialidad de salinización de suelos
agrícolas, aspecto novedoso y muy necesario, dadas las condiciones geológicas
existentes en gran parte de los territorios agrícolas de muchos países y la cultura y
desarrollo actual de explotación de los suelos.
El capítulo 13 aborda, de forma general, los impactos ambientales sobre acuíferos,
mayormente degradantes, que se desarrollan en la actualidad, los métodos típicos
para sus estudios y propuestas de evaluación de los mismos. En el capítulo 14 y final
se describen los métodos clásicos de investigación con perforación y geofísica
aplicados a la hidrogeología.
Como autor de este libro no puedo pasar por alto, reconocer y agradecer la
instrucción hidrogeológica recibida de mis profesores en períodos de estudiante y en
doctorado, y en especial de los científicos rusos: Tolstíxin, Makcímov (ya fallecidos),
Antónov y Kiriúxin. También a los técnicos y especialistas del Instituto Nacional de
Recursos Hidráulicos de Cuba, con los que trabajé durante 27 años, período durante el
cual, comprendí la importancia de la Hidrogeología, su vinculación con otras ciencias y
con elementos del medio ambiente.
También quiero expresar mi agradecimiento a todos aquellos que han contribuido de
una forma u otra a la confección y publicación de este libro, en especial a mi esposa e
hija que me han apoyado en la constancia necesaria para que este fuera terminado.
II
�INTRODUCCIÓN
La utilización de las aguas subterráneas data de tiempos muy antiguos, ya en el
Antiguo Testamento aparecían plasmadas numerosas referencias sobre el agua
subterránea, manantiales y pozos. Tolman describió los grandes túneles para la
captación de agua subterránea en Persia y Egipto que datan de 800 años antes de
nuestra era.
Los primeros filósofos griegos como Platón, Homero y Tales formularon la hipótesis de
que los manantiales se formaban a partir de la conducción de las aguas de mar a
través de canales subterráneos por debajo de las montañas. Los filósofos romanos,
incluyendo Séneca y Plinio, siguieron las ideas griegas. Vitruvios fue el primero que
argumentó la teoría de la infiltración, planteando que las aguas de lluvia se infiltraban
desde las montañas a través de estratos de rocas y emergían en su base para formar
las corrientes superficiales. Al término del Renacimiento, finales de 1580, Bernard
Palissy expuso la teoría de la infiltración, aunque la misma fue ignorada. René
Descartes (1596-1650) reforzó la teoría griega, planteando la vaporización y
condensación de las aguas de mar dentro de la tierra.
En la segunda mitad del siglo XVII Pierre Perrault midió la pluviométrica durante tres
años y estimó el escurrimiento superficial del río Sena. Él demostró que las
precipitaciones en la cuenca del río eran unas seis veces mayor que la descarga del
río, con lo cual quedó demostrado la infiltración de las aguas de lluvia. El físico francés
Edme Mariotte realizó mediciones del Sena en París y confirmó el trabajo de Perrault.
Otra gran contribución al estudio de las aguas subterráneas la desarrolló el astrónomo
inglés Edmund Halley (1656-1742), quien hizo un reporte en 1693 de medidas de
evaporación, demostrando que la evaporación del mar era suficiente para responder
por todos los manantiales y flujos de cursos de aguas superficiales.
Ya en el siglo XIX el hidráulico francés Henry Darcy (1803-1858) estudió el
movimiento del agua a través de la arena. Su tratado de 1856 definió una relación
conocida ahora como Ley de Darcy, que rige el flujo de las aguas subterráneas en la
mayoría de las formaciones aluviales sedimentarias y en muchas rocas agrietadas en
función del grado y características de agrietamiento de las mismas.
Contribuciones europeas del siglo XIX dieron énfasis a la hidráulica del
aprovechamiento del agua subterránea; los principales investigadores en este aspecto
fueron: J. Boussinesq, G. A. Daubres, J. Dupuit, P. Forchheimer y A. Thiem. Ya en el
siglo XX investigadores franceses, rusos, norteamericanos y de otros países
establecieron tratados válidos sobre las aguas subterráneas; son muchos y tratan
temáticas muy variadas, con lo que se logró el conocimiento actual de las distintas
temáticas de la Hidrogeología, aunque existen aspectos, aún poco estudiados, como la
relación de las condiciones hidrogeológicas con los procesos de salinización y
desertificación de suelos y otros relacionados con el medio ambiente.
La Hidrogeología es una ciencia muy amplia que, como ciencia independiente de la
Geología, a nivel internacional comenzó a ser considerada en la década del cincuenta,
teniendo su mayor desarrollo a finales del sesenta del pasado siglo XX. Las aguas
subterráneas son analizadas, aún erróneamente, por muchos autores, desde el punto
de vista hidráulico, en ocasiones, enfocando sus leyes y particularidades,
independientemente de los procesos geológicos que existieron y se producen en los
territorios de desarrollo de dichas aguas. Este análisis de la hidrogeología es erróneo,
pues el agua subterránea es un mineral más de composición simple que se diferencia
de los demás minerales existentes en la naturaleza por sus propiedades de movilidad
y reposición y debe su origen y composición química a procesos de diversos orígenes.
1
�Capítulo 1 ASPECTOS GENERALES
1.1 Conceptos fundamentales
La Hidrogeología es la ciencia que se ocupa del estudio de las aguas subterráneas.
Este estudio no puede ni debe ser de forma unilateral, analizando solamente las
características físicas y químicas de estas aguas, de las rocas donde se almacenan y
por las cuales, a su vez, transitan. Para poder conocer el origen de las aguas
subterráneas, su quimismo, composición y estructura de los horizontes y yacimientos
acuíferos y cuencas subterráneas, es imprescindible definir los procesos que existieron
en distintas épocas geológicas, es decir, esclarecer la Paleohidrogeología del territorio
de estudio, lo que nos puede definir, conjuntamente con la hidrológica superficial,
climatología, la participación de las aguas subterráneas en el intercambio hídrico en la
naturaleza; para ello se requiere, además, el estudio de las condiciones geológicas,
hidrográficas y climáticas locales o regionales, en dependencia de la magnitud del
área a investigar; para ello la Hidrogeología también se apoya en otras ciencias que
pueden proporcionar datos necesarios.
Los tipos de aguas subterráneas que existen en la naturaleza los podemos definir de
acuerdo con la clasificación del científico ruso Serguéiev (1959), basado en toda una
gama establecidas y cuya clasificación es la siguiente:
Aguas en forma de vapor
- Aguas fuertemente adheridas o absorbidas
- Aguas débilmente adheridas
Aguas libres
- Agua capilar (capilar inmóvil y capilar con movimiento)
- Agua gravitacional (agua de infiltración y del flujo subterráneo)
Agua en fase sólida
- Agua cristalizada, zeolítica y de constitución
Las aguas en forma de vapor se encuentran en el aire en rocas secas o parcialmente
saturadas, en poros, grietas, cavernas, etc. Las aguas libres se encuentran en los
poros o grietas en el área de acción de la capilaridad efectiva de las distintas rocas o
sedimentos, y como agua subterránea que bajo la acción de la fuerza de gravedad
tienen movimiento a través de las cavidades en comunicación dentro de las rocas
acuíferas con distintas formas de yacencia.
Las aguas zeolíticas y constitucionales se encuentran formando parte de algunos
minerales y rocas que en su contenido mineralógico contienen moléculas de H2O que
pueden oscilar en un amplio diapasón. Las aguas cristalizadas forman parte de la
composición de toda una serie de minerales como por ejemplo: el yeso (CaSO4·2H2O),
la mirabilita (Na2SO4·10H2O), la carnalita (KCl·MgCl·6H2O) y otros.
La hidrogeología estudia todos los tipos de aguas y principalmente, las aguas
gravitacionales contenidas en distintas rocas, por su edad geológica, composición,
origen y permeabilidad, que participan en la composición y estructura de la corteza
terrestre con un espesor aproximado de 16 000 m, en las que según Vernadsky
contienen cerca de 400·106 km3 de aguas libres y adheridas.
Las aguas subterráneas se encuentran relacionadas con otras aguas del sistema
terrestre mediante el intercambio hídrico (con la atmósfera y biosfera). Es necesario
señalar que el intercambio hídrico en la naturaleza no es invariable desde el punto de
vista cuantitativo y cualitativo, su comportamiento depende de diversos factores tanto
2
�geológicos, antrópicos, como cósmicos que influyen en las características de la corteza
terrestre, debido a ello, las aguas subterráneas presentan también características
cuantitativas y cualitativas variables en tiempo y espacio.
Las aguas subterráneas representan un mineral de composición simple, que a
diferencia de otros minerales, es renovable debido a las leyes del intercambio hídrico
e hidrodinámicas que rigen su comportamiento dentro de las rocas acuíferas, en
dependencia de las propiedades físicas de estas. Como todo mineral, las aguas
subterráneas tienen la propiedad de ocupar una posición determinada en el espacio
geológico, es decir, las mismas se encuentran relacionadas con determinadas
estructuras geológicas. Independientemente de las propiedades de movimiento y
reposición de las aguas subterráneas, estas ocupan zonas determinadas en la
litosfera.
Se determinan yacimientos de cualquier mineral útil aquellos que su extracción es
económicamente necesaria y racional debido a la gran importancia de las aguas
subterráneas para satisfacer las necesidades de la sociedad, un factor de gran
importancia lo representa la definición de los yacimientos de ellas. Uno de los
primeros que determinó correctamente el sentido de los yacimientos de aguas
subterráneas fue el científico ruso Kamíensky en 1947, definiendo los mismos de la
siguiente forma: “...los lugares donde se encuentran recursos considerables de aguas
subterráneas útiles para el abastecimiento de grandes poblaciones e industrias o que
puedan servir como base hidromineral para la construcción de zonas turísticas y
medicinales y para la rama de la industria química, pueden ser denominados
yacimientos acuíferos, introduciendo en el sentido del mismo un contenido especial
que refleje no sólo la forma de yacencia de las rocas acuíferas, sino también la
dinámica y régimen de las aguas...”
En la definición de yacimientos de las aguas subterráneas tuvieron también gran
influencia los trabajos de Pasójov y Tolstíjin. Considerando las distintas definiciones de
yacimientos de aguas subterráneas y conocimientos de las mismas, en 1983 el
científico ruso Antónov propuso la siguiente definición de yacimiento de aguas
subterráneas que entendemos es la más correcta en la actualidad: “...yacimiento de
aguas subterráneas lo representa el almacenamiento (natural o artificial) de aguas
subterráneas que tanto desde el punto de vista cuantitativo como cualitativo puede
ser utilizado en determinadas condiciones de la técnica y determinadas condiciones
económicas...”
Los yacimientos de las aguas subterráneas representan la siguiente clasificación:
1. Yacimientos de aguas subterráneas dulces, útiles para el abasto potable, en la
agricultura y otros.
2. Yacimientos de aguas subterráneas útiles para abastos tecnológicos.
3. Yacimientos de aguas subterráneas minerales, medicinales y balneológicas.
4. Yacimientos de aguas subterráneas industriales.
5. Yacimientos de aguas subterráneas energéticas (termales).
Como yacimientos de aguas subterráneas dulces, asumimos la clasificación de
Plótnikov que subdivide los mismos en yacimientos sin presión (freáticos) y con
presión (artesianos). Con los yacimientos freáticos se relacionan los depósitos areno
guijarrosos de valles, ríos y rocas agrietadas y cársticas. Con los yacimientos
artesianos se relacionan las cuencas artesianas en plataformas y geosinclinales,
depósitos areno-guijarrosos de conos de deyección (en algunos casos estos últimos
pueden ser freáticos), yacimientos en zonas de dislocaciones tectónicas y otros en
depósitos cuaternarios de origen glacial. Los yacimientos de aguas subterráneas,
útiles para abasto tecnológico, se relacionan con los antes señalados, aunque por sus
3
�características hidrogeoquímicas no pueden ser utilizados en abasto potable, en la
agricultura, etc.
Con las aguas minerales, medicinales y balneológicas se relacionan los yacimientos en
macizos agrietados, yacimientos de cuencas artesianas en plataformas, yacimientos
intramontanos, en zonas premontañosas de cuencas artesianas; también se asocian
con esta agua yacimientos relacionados con zonas volcánicas. Los yacimientos de
aguas industriales y termales generalmente se relacionan con cuencas artesianas en
plataformas y depresiones entre montañas, con zonas premontañosas y zonas de
vulcanismo actual o reciente.
En estudios regionales los yacimientos de aguas subterráneas pueden ser
considerados en algunos casos como microestructuras que forman parte de una
estructura regional cuyos límites y composición geológica no define las cuencas
subterráneas, que en algunos casos están formadas por varios tipos de yacimientos
en dependencia de la tectónica y estructuras geológicas existentes, incidiendo en ello
la Paleohidrogeología del territorio.
1.2 Ciclo hidrológico en la naturaleza
Con las zonas de tierra firme y superficie acuática del globo terrestre se relaciona
directamente el ciclo hidrológico de la naturaleza, el cual representa un proceso muy
complejo, formado por varios elementos, evaporación, traslado del vapor de agua por
los flujos de aire, formación de nubes, precipitaciones atmosféricas y flujo de agua
superficial y subterráneo hacia los océanos.
El agua en todas las esferas de la tierra, atmósfera, hidrosfera y criosfera, se
interrelaciona con las condiciones existentes formadas por los cambios de
temperaturas y presiones, transpiración, deshidratación, condensación e infiltración.
Las aguas pueden pasar de una esfera a otra, a la vez que cambian su estado físico y
químico.
Anualmente, la superficie de la tierra recibe del sol alrededor de 13,4·1020 kcal de
calor. De ellos, 3·1020 kcal (22 %) se gasta en la evaporación desde la superficie
acuática, tierra, suelos, vegetación y otras superficies de evaporación. Los vapores
que se forman durante la evaporación se dirigen a la atmósfera, donde al encontrar
otras condiciones termodinámicas con la existencia de partículas que cuentan con
propiedades higroscópicas (absorben y desprenden humedad), se condensan y de
nuevo caen a la superficie terrestre en forma de precipitaciones atmosféricas que
pueden estar representadas en distintas latitudes por lluvias, granizos, nieve y otras.
Las precipitaciones se evaporan nuevamente desde la superficie terrestre, acuática y
suelos, una parte escurre a los ríos, mares y océanos, otra parte se infiltra a través de
rocas permeables formando los horizontes acuíferos o reponiendo los mismos,
cambiando en ellos sus niveles, reservas de aguas subterráneas, composición
química, temperatura y otras propiedades.
Los procesos del paso del agua, de una esfera a otra, forma el ciclo hidrológico en la
naturaleza y sus fases las podemos observar en el esquema siguiente:
4
�FIGURA 1.1. Ciclo hidrológico en la naturaleza.
Pt – Precipitaciones sobre la superficie sólida de la tierra
E.T – Evaporación desde la superficie sólida de la tierra
Po – Precipitaciones sobre los mares y océanos
Eo – Evaporación desde la superficie de los mares y océanos
F0– Flujo de humedad atmosférica desde los mares y océanos hacia la tierra
firme
Ft – Flujo de humedad atmosférica desde la tierra firme hacia los mares y
océanos
Q – Escurrimiento desde tierra firme hacia los mares y océanos
Q= Er + Es
(1.1)
(Er– Escurrimiento de ríos Es – Escurrimiento subterráneo)
Debe señalarse que el ciclo hidrológico en la naturaleza, cualitativa y
cuantitativamente, no es invariable en tiempo y espacio, por ello las ecuaciones que
se presentan del ciclo hidrológico representan sólo la relación actual entre las
precipitaciones atmosféricas, evaporación y escurrimiento. Es decir, la existencia de
tierra firme y océanos en distintas etapas geológicas, ha variado considerablemente
debido a las transformaciones geólogo–tectónicas y climáticas ocurridas en toda la
historia de la tierra, desde el inicio de su existencia hasta la actualidad, por lo que en
distintas etapas geológicas las condiciones cualitativas y cuantitativas de los
elementos del ciclo hidrológico variaron, también considerablemente.
Sobre la superficie del globo terrestre en distintas etapas geológicas variaron las
condiciones de tierra firme: temperaturas, nubosidad y cantidad de precipitaciones
atmosféricas, lo cual ha sido definido por científicos que han estudiado estas
condiciones y sobre las cuales presentamos la versión de Borísov en la Tabla 1.1.
El ciclo hidrológico en la naturaleza, como proceso formador de clima, tiene gran
significado actual, el cual genéticamente está relacionado con los climas anteriores. En
la actualidad, en relación con los procesos del paso del agua de una esfera a otra, se
diferencian tres ciclos hidrológicos: 1ro: pequeño, 2do: grande y como parte de este
último un 3ro: interno continental.
5
�En el ciclo pequeño, la humedad que se evapora desde la superficie de mares y
océanos no es trasladada por el flujo de aire hacia la tierra firme, sino que se precipita
sobre la misma superficie acuática. Este ciclo, por datos de muchos años, responde a
la siguiente ecuación de equilibrio:
Em = Pm
(1.2)
Em- Evaporación anual desde la superficie acuática
Pm- Precipitación anual sobre la superficie acuática
En el ciclo grande, parte de los vapores de agua son trasladados desde los océanos
hacia la tierra firme y caen en forma de precipitaciones que posteriormente escurren
hacia los mares y océanos. Por datos de muchos años, a este ciclo corresponde la
siguiente ecuación de equilibrio:
Et = Pt – Q
(1.3)
Et – Evaporación anual desde la superficie de tierra firme
Pt – Precipitación anual sobre tierra firme
Q – Escurrimiento anual desde tierra firme hacia océanos y mares
Para el océano mundial, la ecuación del ciclo grande se expresa por la siguiente
fórmula:
Em = Pm + Q
(1.4)
Igualando las ecuaciones 2 y 3 tenemos:
Em + Et = Pm + Pt
(1.5)
Es decir: la suma de la evaporación del agua desde la superficie de los océanos y
tierra firme es igual a la suma de la precipitación sobre la misma superficie. Utilizando
la ecuación 1 para territorios sin escurrimiento superficial tenemos:
Et.s.c = Pt.s.c.
(1.6)
Et.s.c.- Evaporación anual en territorios sin escurrimiento
Pt.s.e. – Precipitaciones en territorios sin escurrimiento
Sumando las ecuaciones 4 y 5 obtenemos la ecuación del ciclo hidrológico para todo el
globo terrestre:
Em + Et + Et.e.s. = Pm + Pt + Pt.s.e
(1.7)
6
�En la Tabla 1.2 se presentan los valores de elementos del ciclo hidrológico para todo
el Globo Terrestre y en la Tabla 1.3 valores de elementos del ciclo hidrológico en la
Tierra.
Tabla 1. 1 Características del clima en distintas etapas geológicas
Periodo
geológico
Área de
tierra
firme
km2
6
Relación Temperatura
Nubosidad
Precipitaciones
anual
con área media
%
Anuales (mm)
actual de del aire- C0
tierra
firme-%
Latitudes Geográficas
45
60
75
45
60
75
45
60
75
Argeozoa
2,96·10
18
34
33
32
Neblina Total
1800
1500
1200
Proterozoa
4,5·106
26
30
15
5
¨
1800
1000
600
6
25
20
14
10
62
72
92
600
600
1000
Ordovicio
6
4,5·10
26
20
12
6
58
68
88
600
400
400
Debónico
4,5·106
26
18
14
10
53
63
83
700
300
400
6
32
18
10
6
60
70
90
800
600
400
6
Cámbrico
Carbono
4,2·10
5,4·10
Pérmico
5,8·10
34
14
8
4
58
68
88
600
400
300
Triásico
13,6·106
Jurásico
80
16
12
6
55
65
85
800
600
400
6
49
16
4
2
60
70
90
800
600
300
6
53
16
10
4
55
65
85
800
600
400
8,4·10
Cretácico
9,0·10
Paleógeno
13,4·106
79
14
3
0
-
-
-
600
400
300
6
88
20
10
-2
48
58
78
600
600
400
6
Mioceno
15,0·10
Plioceno
16,8·10
99
12
3
-15
-
-
-
400
400
200
Holoceno
17,0·106
100
10
5
0
50
60
80
500
600
200
7
�Tabla 1.2. Valores de elementos del ciclo hidrológico en el Globo Terrestre
Superficie
Área
km
Precipitaciones Evaporación
2
km3
mm
km3
mm
Escurrimiento hacia océanos y
mares
Superficial
Subterráneo
mm
km
mm
km3
-
Total
mm km3
Globo
terrestre
510·106
1130
577
000
1130
577
000
-
-
-
Océano
Mundial
361·106
1270
458
000
1400
505
000
124
44
700
6
2 200 130
47
000
924
110
000
529
63
000
376
44
700
19
2 200 395
47
000
Escurrimiento 119·106
externo en
tierra firme
Escurrimiento
interno en
tierra firme
30·106
300
9 000
300
9 000
-
-
-
Tierra firme
149·106
800
119
000
485
72
000
300
44
700
15
-
-
-
-
-
2 200 315
47
000
Tabla 1.3. El balance hídrico en la naturaleza según datos del Decenio Hidrológico
Internacional con cierre en 1975 (UNICEF)
Tipo de Agua
Distribución
2
km *10
Océanos
6
Volumen
km
3
Lámina
M
Porciento de las
reservas-%
De las totales
De las
potables
361,3
1338,0
3700,0
96,5
-
Total
134,8
25,4
174,0
1,7
-
Potable
134,8
11,53
78,o
0,76
32,0
Humedad del suelo
82,0
0,0165
0,2
0,001
0,0045
Glaciales-nieves
eternas
16,2
24,064
1463,0
1,74
66,78
Hielos subterráneos
21,0
0,3
14,0
0,022
0,83
Total
2,0587
0,1764
85,7
0,013
-
Potable
1,2364
0,091
73,6
0,007
0,25
2,6826
0,115
4,28
0,008
0,03
Ríos
148,8
0,00212
0,014
0,0002
0,006
Agua Biológica
510,0
0,00112
0,002
0,0001
0,003
Agua en la atmósfera
510,0
0,129
0,025
0,001
0,036
Reservas Totales
512,0
1388,1916
5441,22
100,0
-
Aguas Potables
148,0
36,0292
235,0
2,59
100,0
Aguas
Subterráneas
Lagos
Pantanos
8
�Como ya se mencionó, además de los ciclos pequeño y grande, en la hidrología existe
y se estudia el ciclo continental interno, el cual forma parte del ciclo hidrológico
grande y tiene lugar en cada territorio o tramo de la tierra firme de los continentes.
En este ciclo, tiene importancia principal la formación de precipitaciones adicionales o
locales, debido a la evaporación desde el área de estos territorios o tramos de tierra
firme. Con esta evaporación, en la suma de las precipitaciones atmosféricas que
llegan desde el exterior (desde los océanos), generalmente se adicionan pequeñas
cantidades de precipitaciones locales, lo cual se refleja en la ecuación para el Globo
Terrestre, según Budiko.
K=
K=
Em + Et
(Pm + Et ) + Pt − Q
=
Em
Em + Q
(1270 + 130) + (800 − 395) 1805
=
= 1,14
1270 + 315
1585
Como puede observarse, del valor obtenido en K, el papel principal en la formación de
las precipitaciones atmosféricas en los continentes, lo representa la humedad
procedente de los océanos, ya que a la evaporación que ocurre en los continentes
corresponde solamente un 14 % de las precipitaciones totales que ocurren en los
mismos.
Para cuencas hidrográficas en territorios donde están desarrolladas aguas
subterráneas con intercambio hídrico intenso y que son drenadas por ríos, el balance
hídrico de las cuencas, según Kudelín, se expresa por la ecuación:
X0 = Y0 + Z0
Donde: X0 =
Y0 =
Z0 =
∑Y
n
∑ Z
n
-
(1.8)
∑ X
- Norma de precipitaciones para una cuenca determinada, mm/año
n
- Norma del escurrimiento de los ríos para una cuenca determinada
incluyendo el escurrimiento subterráneo relacionado con el, mm/año
Norma de evaporación para una cuenca determinada, mm/año
∑ X ,∑Y , ∑ Z : Suma de precipitaciones, escurrimiento y evaporación de la cuenca que
se analiza, mm
n-
Número de años que se analiza (serie preferiblemente mayor de 50 años)
Para la aplicación de la fórmula 7, es requisito que el área de alimentación de las
aguas subterráneas se desarrolle dentro del área de la cuenca hidrográfica que se
analiza y que a la cuenca no lleguen aguas subterráneas de cuencas hidrográficas
vecinas, así como que de la cuenca que se analiza no ocurra flujo de las aguas
subterráneas, freáticas o artesianas con alimentación en la cuenca, hacia cuencas
hidrográficas vecinas, por lo cual deben ser detalladas las condiciones de estructuras
geológicas y litología presentes.
9
�Cuando las cuencas hidrográficas son pequeñas y se encuentran ocupando distintas
partes de cuencas artesianas (tramos de cuencas), las ecuaciones del balance se
diferencian.
1- Cuando la cuenca hidrográfica, o parte de ella, se encuentra en zona de
alimentación de una cuenca subterránea artesiana:
X0 = Y0 Z0 I0
(1.9)
I0- Infiltración media hiperanual en zona de alimentación de la cuenca artesiana.
2- Cuando la cuenca hidrográfica, o parte de ella, se encuentra en zona de
descarga de cuenca subterránea artesiana:
X0 = Y0 – V0
(1.10)
V0- Escurrimiento subterráneo medio hiperanual de descarga del acuífero en la
cuenca, mm/año.
3- Cuando la cuenca hidrográfica, o parte de ella, se encuentra en zonas de
alimentación y descarga de una cuenca subterránea artesiana:
X0 = Y0 + Z0 + I0 V0
(1.11)
4- Cuando la cuenca hidrográfica se encuentra en zona de presión (tránsito) de
aguas artesianas se aplica la fórmula 7.
De forma general, para las cuencas hidrográficas, en un perfil anual por datos de
muchos años de observación, la ecuación del balance hídrico responde a la
siguiente expresión:
X0 = Y0 + Z0 ± W0
(1.12)
Donde W0- Infiltración o escurrimiento medio hiperanual, hacia o desde horizontes
profundos o la diferencia entre ellos-mm/año (en zonas de presión de aguas
subterráneas W0 = 0).
Si en la fórmula 11 se considera Y0 = 0 tenemos la ecuación del balance hídrico
para cuencas sin escurrimiento superficial:
X0 = Z0 + W0
(1.13)
Donde W0 – Infiltración media hiperanual hacia acuíferos profundos- mm/año.
La fórmula 12 se aplica en Hidrogeología para la evaluación de los recursos
naturales de los acuíferos que forman parte de cuencas artesianas, mediante la
transformación de la fórmula, de donde:
W0 = X0 – Z0
(1.14)
La resolución de las ecuaciones del balance hídrico presentado se lleva a cabo
mediante la utilización de datos de muchos años de observación sobre los
elementos: precipitación, evaporación e infiltración. La base de obtención de los
datos necesarios la representan las redes de observación sistemática compuestas
por:
10
�1- Red pluviométrica de control de las precitaciones por pluviómetros y otros
equipos.
2- Red hidrométrica de control del escurrimiento superficial de los ríos por
estaciones.
3- Red meteorológica de estaciones climatológicas en las que se incluye el control
de la evaporación mediante evaporímetros.
4- Red hidrogeológica de puntos de observación (calas, pozos, calicatas, etc.) del
régimen de las aguas subterráneas (nivel, temperatura y otros).
1.2.1 Cálculos hidrológicos aplicados en la Hidrogeología
La Hidrogeología, ciencia que entre sus funciones se ocupa del estudio de las aguas
subterráneas que participan en el ciclo hidrológico de la naturaleza, necesita estudiar
los restantes elementos de este ciclo, ya que la cantidad y calidad de las aguas
subterráneas en gran medida depende del comportamiento de esos elementos del
ciclo hidrológico, sobre todo cuando se ejecutan estudios hidrogeológicos relacionados
con la evaluación de las reservas de explotación de aguas subterráneas,
mejoramiento de suelos agrícolas y otros.
De los elementos necesarios para la definición de los balances hídricos, el más
complejo a determinar, lo representa la evaporación, en muchos casos por falta de
datos de observaciones. En tal caso, puede determinarse de forma analítica aplicando
la fórmula de Poliakóv, donde:
Z=
RX LX
R
R
(1 − ch
+ Sh
th
L
R
LX
LX
(1.15)
Z- Evaporación media hiperanual -mm
Th, ch, sh – Tangente, coseno y seno hiperbólicos
R- Flujo de radiación de calor -kcal
X- Precipitación media anual -mm
L- Calor encubierto en la evaporación (L = 0,6 kcal.)
La evaporación media anual puede ser determinada por expresión de Tiurk donde:
Zt =
X
X2
0,9 +
Z t . max
(1.16)
Zt –Evaporación media anual desde la superficie del terreno -mm
X- Precipitación media anual -mm
Zt.max.- Evaporación máxima anual -mm
Zt.max. = 300+25 (t) + 0, 05 t3
(1.17)
t- Temperatura media anual- 0 C
11
�En los procesos de evaporación es necesario diferenciar la evaporación propiamente
de la evaporabilidad:
-
Evaporación- es el volumen de agua que se evapora de determinado territorio
por condiciones climáticas existentes en determinado periodo de tiempo.
-
Evaporabilidad- Es la posibilidad de evaporación máxima existente en
determinados territorios por condiciones físicas, geográficas y climáticas
presentes.
-
La evaporabilidad, según Ivanóv, se puede determinar por la expresión
siguiente:
Z* = 0,0018 (2+ t) (100- r)
(1.18)
t- Temperatura media mensual del aire- 0 C
r- Humedad relativa media mensual del aire- %
t, r – se determinan por datos de observaciones de varios años
Tabla 1.4. Valores de evaporabilidad y evaporación según Borísov
Zonas
Evaporabilidad –
mm/año
Evaporación – mm/año
Tundra
200 – 300
70 – 120
Taigá
300 – 600
200 – 300
Zonas boscosas
400 – 850
250 – 430
Estepa
600 – 1 100
240 – 550
Semidesiertos
900 – 1 000
180 – 200
Desiertos
1 500 – 2 000
50 – 100
Subtrópico
800 – 1 300
300 – 750
Determinación de precipitaciones medias anuales
El método que más detalle aporta en la determinación de las precipitaciones está
basado en el mapa de Isoyetas. Este mapa se elabora por datos de una red
pluviométrica por observaciones realizadas en un periodo de tiempo no menor de 30 –
50 años, mientras mayor sea el periodo de observación, mayor será la
representatividad y veracidad del mapa que se obtenga.
Las isoyetas representan líneas de iguales valores de las precipitaciones,
fundamentadas en el concepto de la existencia de un carácter discreto de las
ocurrencias de estas, es decir, cuando ocurren las precipitaciones su distribución no es
homogénea en área, ni ocurren las mismas en todo el territorio, ya que siempre
existen áreas dentro del territorio de precipitaciones donde estas no ocurren.
Las precipitaciones medias anuales o mensuales pueden ser determinadas también y
de forma aproximada por la siguiente fórmula:
X=
1
(X1 F1 + X2 F2+.Xn Fn)
F
(1.19)
12
�Donde: F - Área total del territorio - km2
X1, X2, Xn; F1, F2, Fn – Valores medios de precipitaciones (mm) entre isoyetas vecinas
y áreas (km2) correspondientes a territorios entre isoyetas.
Determinación de escurrimiento superficial
En el escurrimiento superficial (fluvial-escurrimientos de ríos) influyen varios factores,
como son: la intensidad y extensión de las precipitaciones, relieve del terreno en la
cuenca hidrográfica colectora, densidad, área y sinuosidad de la red hidrográfica,
infiltración de las precipitaciones (por permeabilidad del suelo), evaporación,
vegetación y otros de menos relevancia.
El escurrimiento medio anual de ríos, en la práctica, generalmente se determina por
datos concretos de observaciones en estaciones hidrométricas, siendo las más
características las ubicadas próximas a la desembocadura de los ríos. También por
fórmulas analíticas que consideran los parámetros representantes de los factores
antes mencionados que influyen en el escurrimiento de los ríos.
Para la determinación del escurrimiento medio anual en estaciones hidrométricas los
cálculos se basan en la lámina de agua en el cauce y valle de los ríos en distintos
períodos del año, con cálculos del escurrimiento por mediciones en el transcurso del
año, para lo cual la fórmula más usual es:
Q = kq1b1 +
q1 + q2
q + qn
b2 + ...... + n−1
bn + kqnbn+1
2
2
(1.20)
Donde: q1, q2,.....qn- Caudal de agua en las verticales
B1, b2,......bn+1- Distancia entre verticales
k- Coeficiente de velocidades en las verticales de orilla. (k = 0,7- con lámina
de agua h = 0, k = 0,8- con orilla del río muy sinuosa, k = 0,9- con orilla
totalmente lisa).
Q = vh
(1.21)
v- Velocidad media en las verticales
h- Lámina de agua en la vertical
Las velocidades medias por verticales se determinan utilizando los denominados
molinetes eléctricos u otros instrumentos de medición de velocidad a distintas
profundidades.
En aplicaciones hidrogeológicas prácticas es de gran importancia conocer el módulo
del escurrimiento superficial, es decir, el caudal de agua por km2 que aporta la cuenca
hidrográfica y se determina por la fórmula:
M0 =
Q
F
(1.22)
Donde: Q- Caudal medio hiperanual del escurrimiento del río- l/ s, este módulo puede
ser determinado también para distintos periodos del año, según
conveniencia.
F- Área de la cuenca hidrográfica- km2
La lámina de agua media hiperanual en los ríos se determina por la fórmula:
h0 = 3,15 M0
(1.23)
13
�En la práctica es de gran interés conocer el volumen medio hiperanual del
escurrimiento superficial, el cual puede ser determinado por la fórmula:
Q0 = h 0 F
(1.24)
En los estudios hidrogeológicos es de gran importancia también conocer el volumen
de agua que se infiltra de las precipitaciones atmosféricas que ocurren en las cuencas
hidrográficas, para lo cual se determina el coeficiente del escurrimiento subterráneo:
Ms =
KM 0
100
(1.25)
K- Coeficiente modular, caracteriza la parte que corresponde al escurrimiento
subterráneo, por él se define la acuosidad y permeabilidad de las rocas presentes
en las cuencas hidrográficas y los recursos de aguas subterráneas por infiltración
de las aguas de escurrimiento superficial.
K=
Mmin-
M min
M0
(1.26)
módulo del escurrimiento superficial mínimo por km2 de las cuencas
hidrográficas para periodos de escurrimientos mínimos que coinciden con los
periodos en que los ríos se alimentan de las aguas subterráneas (Período de
estiaje)- l/s·km2.
M0- Módulo del escurrimiento superficial de las cuencas hidrográficas- l/seg·km2.
100- Coeficiente correlacional.
1.3 Breve introducción a la Paleohidrogeología
La Paleohidrogeología, parte integral de la Hidrogeología que se dedica al estudio del
desarrollo hidrogeológico en distintas épocas geológicas, constituye un factor
primordial para la comprensión de las condiciones hidrodinámicas e hidroquímicas
actuales. En cualquier investigación hidrogeológica que se ejecute, para mayor
comprensión de las características presentes en el territorio de estudio deben
establecerse las condiciones paleohidrogeológicas, ya que del establecimiento de estas
condiciones depende en gran parte el enfoque que se dé a las investigaciones y a los
fenómenos de distinta índole, geológicos e hidrogeológicos que puedan existir en
determinados territorios.
Aunque esta temática no concuerda totalmente con el objetivo central del presente
libro, además que requiere de investigaciones especializadas, sí queremos hacer una
breve referencia a la Paleohidrogeología en general, pues ella contribuye a la
aplicación de los conocimientos que aquí trasmitimos.
En la actualidad se tiene, en general, poco conocimiento sobre la Paleohidrogeología
de los distintos países, a pesar de que a nivel internacional se profundice en el tema
cada vez más. Por tal motivo, a continuación presentamos, de forma abreviada y
esquemática, una breve introducción sobre dicha temática.
Las principales cuencas subterráneas y acuíferos pertenecen a formaciones geológicas
de edades posteriores al Eoceno Medio (P 22 ) ya que en este período, y anterior al
mismo, las estructuras formadas son las más complejas, presentando las mismas
manifestaciones magmáticas de amplias proporciones.
Los procesos de sedimentación en ambiente marino se desarrollaron ampliamente
desde el Paleógeno hasta el Mioceno (N1) debido a la estabilidad tectónica y a las
sucesivas transgresiones y regresiones del mar que caracterizan a la
14
�Peleohidrogeología a nivel internacional. A partir del Mioceno los procesos de
sedimentación fueron muy variados, produciéndose la sedimentación de material,
tanto de origen marino como terrígeno, que originó la formación de sedimentos
mayormente carbonatados y friables de génesis muy variada.
En la Tabla 1.5 presentamos las características de procesos más influyentes en la
sedimentación de materiales que posteriormente constituyeron las distintas
formaciones geológicas que en la actualidad mantienen esas características, formando
los principales acuíferos.
En el desarrollo paleohidrogeológico, a partir del Eoceno, existen tres etapas
principales que influyeron sobre las condiciones hidrogeológicas actuales:
1. Etapa eocénica: vulcanogeno-marina
2. Oligoceno-miocénica: predominantemente marina.
3. Plioceno–cuaternario: innumerables sucesiones de transgresiones y regresiones
del mar.
Según la clasificación de Stráxov, las rocas formadas durante estas etapas se
relacionan con los siguientes complejos dinámicos de procesos evolutivos de
sedimentación en la historia de la Tierra.
•
Etapa eocénica: cuarto complejo
•
Etapa oligoceno-miocénica: tercer complejo
•
Etapa plioceno-cuaternaria: segundo y primer complejo
Etapa eocénica: Gran parte de los continentes e islas se encontraba cubierta por el
mar, en muchos de ellos, al igual que en territorios de tierra firme, predominaban
macizos montañosos; existió un vulcanismo intrusivo y a menudo se efectuaban
erupciones submarinas. Al mismo tiempo, se desarrollaba la denudación de los
macizos montañosos bajo la acción del intemperismo y los productos de la misma
eran arrastrados por los ríos hacia el mar. De tal forma, en el lecho marino se
depositaron tanto sedimentos carbonatados como efusivos. Los componentes
principales del complejo marino-efusivo sedimentario lo representan las calizas,
areniscas polimíxticas, aleurolitas y rocas arcillosas, formadas por la reelaboración de
los materiales efusivos.
Debido a lo anteriormente expuesto, en la etapa vulcanógeno-marina se formaron,
con preponderancia, sedimentos poco arcillosos, conteniendo en la fase inicial aguas
marinas.
Etapa oligoceno-miocénica: Esta etapa se relaciona con un periodo de trasgresión
del mar predominantemente estable y prolongada; dicha estabilidad fue relativa ya
que la línea de costa del mar constantemente cambiaba su configuración,
retrocediendo o avanzando en tierra firme.
Las rocas que se formaron en esta etapa están representadas principalmente por
calizas, margas y arcillas carbonatadas. Por las condiciones de sedimentación de las
rocas en toda una serie de casos, indudablemente es de mares poco profundos, como
por ejemplo las calizas organogenas que contienen corales. En esta etapa se formaron
rocas que durante su aparición en la superficie terrestre pasaron a ser permeables
(calizas, areniscas, etc.), otras relativamente impermeables (arcillas y margas).
Etapa plioceno-cuaternaria: Durante esta etapa ocurrieron varios cambios
provocadas por transgresiones y regresiones del mar; las condiciones de
sedimentación fueron tanto marina como continentales (de tierra firme); predominó la
sedimentación desde arenas gravosas hasta arenas finas y arcillas; su deposición
ocurrió de forma muy variada, tanto en área como en perfil, debido a los cambios en
15
�la posición de la línea de costa, la intensidad de la denudación y acumulación de
sedimentos; por esta razón en esa etapa, predominantemente, no se formaron
estratos con potencias uniformes en grandes extensiones de territorios.
La característica principal de esta etapa fue la deposición de sedimentos en ambos
lados de la línea de costa del mar; en territorio del mar la sedimentación se desarrolló
en zonas de playas, lagunas costeras, en las terrazas; en tierra firme en terrazas,
valles y taludes de macizos montañosos, sobre todo donde los ríos escurrían desde las
regiones montañosas. Los cambios de la línea de costa provocaron la mezcla de todos
los sedimentos arrastrados hacia esta línea.
Mientras ocurrían las regresiones del mar el área de tierra firme se ampliaba, en estas
condiciones se desarrollaba el área de intemperismo de las rocas, principalmente de
las calizas y arcillas; en muchos territorios con calizas del Mioceno se originaron
procesos de lixiviación, dando origen a un amplio desarrollo del carso; paralelo a ello,
se desarrollaba el intemperismo de los macizos montañosos, lo que favoreció el
incremento de la deposición de material friable en los valles de los ríos. Los cauces de
los ríos durante el ascenso del territorio se profundizaron y llenaron con estos
materiales, a la vez que cambiaban sus posiciones.
Durante el proceso de sedimentación y posterior emersión de las rocas, las mismas se
encontraban saturadas con aguas saladas de origen marino y en muchos lugares se
formaron lagos salinos que durante su evaporación, al paso del tiempo, formaron las
rocas evaporitas y sus sales. Posteriormente, debido a distintos procesos geológicos
ocurridos y bajo la influencia de aguas de origen fluvial y atmosférico, se ejecutó el
desplazamiento de las aguas saladas por las aguas dulces de infiltración. Este
proceso, en distintos lugares, se desarrolló a ritmos distintos en función de las
litologías de las rocas y sedimentos saturados con aguas saladas. En amplios
territorios, en la actualidad, aún existen acuíferos saturados con estas aguas y el
proceso de lavado de las rocas aún se encuentra en desarrollo, sobre todo en
formaciones con composición arcillosa independientemente de la posición que ocupan
sobre el nivel del mar.
16
�Tabla 1.5. Características paleohidrogeológicas por períodos geológicos
Pisos
Periodo
(Edad *106
años)
Índice
Características paleohidrogeológicas
Q
Sucesivas transgresiones y regresiones
del mar con formación de terrazas
marinas y ciénagas. Formación de
depósitos
proluviales,
eluviales
y
deluviales-proluviales en tierra firme.
Desarrollo
de
calizas
biohérmicas,
coralinas, calcarenitas, etc., en mares
someros. Acuíferos e impermeables
actuales.
N2
Ascenso de gran parte de territorios
continentales e islas. Formación en el mar
de calizas, areniscas, conglomerados,
etc., plegamiento suave de las rocas.
Acuíferos actuales.
N1
Trasgresión en el Mioceno inferior y
regresión paulatina de los mares que
culmina con la emersión de gran número
de islas a finales del Mioceno medio y
Mioceno
superior.
Deposición
de
sedimentos marinos profundos (margas y
calizas) neríticos carbonatados-terrígenos
(calizas, dolomitas, arcillas, areniscas,
conglomerados,
etc.).
Acuíferos
e
impermeables actuales.
6
(Edad *10
años)
Holoceno
(0,5)
Cuaternario
Pleistoceno
(1,5)
(1,0)
Plioceno
(9)
Neógeno
Mioceno
(24,0)
(15,0)
Los procesos de lavado más prolongados están presentes en aquellos territorios
formados por estratos arcillosos de origen marino, en los cuales los procesos de
lavado dependen de las características del intercambio hídrico existente entre las
aguas subterráneas y las atmosféricas y superficiales de infiltración. En relación con
esto, la zonalidad hidroquímica de las aguas subterráneas responde a esquemas
similares al que a continuación se presenta:
17
�Tabla 1.6. Zonalidad hidroquímica de las aguas subterráneas
Mineralización
p 0,3
Iones predominantes
⇓
(Cl )- HCO3
Ca- (Na)
Tipos de aguas
Aguas predominantemente de
precipitaciones atmosféricas
0,3-1,0
(Cl)- HCO3
⇓
Ca-Mg- (Na)
Intercambio hídrico intensivo
⇓ Na- Ca- (Mg ) Intercambio hídrico débil
1,0-2,0
(SO4)-Cl- HCO3
2,0- 3,0
(SO4)-HCO3 – Cl
⇓
3,0- 15,0
(HCO3)- SO4- Cl
⇓
Na- Ca- (Mg)
Na- Mg- (Ca)
Intercambio hídrico dificultoso
Intercambio hídrico sumamente
dificultoso
f 15,0
(SO4 – Cl)
⇓
Na- Mg- (Ca)
Aguas relícticas y de zonas con mezcla
de agua de mar y aguas marinas.
1.4 Principales estructuras hidrogeológicas
En estudios de las aguas subterráneas para distintos usos o en estudios de índole
ambiental que se ejecutan en cuencas de aguas subterráneas o acuíferos, es de gran
importancia saber qué estructura hidrogeológica está presente y sus dimensiones, ya
que la explotación y protección de las aguas subterráneas debe de estar argumentada
no sólo por las condiciones locales de un acuífero o cuenca, sino que debe
considerarse tanto el área de estudio como la que la rodea, por ello la importancia de
conocer el tipo de estructura que se estudia, sus dimensiones y contornos.
En la actualidad, por el desarrollo de las ciencias hidrogeológicas, se tiene una
clasificación de las estructuras hidrogeológicas muy variada, en dependencia de la
finalidad con que se establezcan las mismas. Teniendo como finalidad la distribución,
almacenamiento y leyes que rigen el movimiento de las aguas subterráneas, las
estructuras hidrogeológicas se dividen en estructuras de Primer Grado y estructuras
de Segundo Grado.
Una correcta definición de las estructuras hidrogeológicas permite, de forma
fundamentada, realizar la regionalización hidrogeológica y determinar las leyes que
rigen la existencia y desarrollo de las aguas subterráneas, sus recursos y quimismo de
las mismas. Esta regionalización debe ejecutarse con base en las estructuras
geológicas que se encuentren presentes en los territorios para los cuales se ejecuta la
regionalización hidrogeológica.
Con las estructuras de Primer Grado se relacionan las Macro Estructuras,
caracterizándose las principales por: Macizos Hidrogeológicos (MH), Cuencas
Artesianas (CA) y Cuencas Vulcanógenas (CV). Los Macizos Hidrogeológicos
representan la salida de las rocas del basamento a la superficie del terreno, las
mismas pueden estar cubiertas por rocas del Cuaternario y generalmente se
encuentran presentes formando cordilleras montañosas. Para los MH es característico
el desarrollo de distintos tipos de grietas (aguas de grietas) que forman, en el sistema
de reservorios, las vías del escurrimiento de las aguas subterráneas, no pocas veces
relacionado con las aguas freáticas de rocas cuaternarias. Dentro de los límites de los
MH, a menudo existen rocas carbonatadas, agrietadas y carsificadas, con las que se
relacionan las aguas cársticas, en estos casos los macizos de calizas carsificadas
presentan una gran variedad de formas y dimensiones. Como regla, el nivel de las
aguas cársticas se encuentra a menores cotas (mayores profundidades) que en las
18
�rocas que las rodean. Los macizos cársticos, a menudo, contienen grandes recursos
de aguas subterráneas, que en gran número de casos, fungen como fuentes de
alimentación de las redes hidrográficas presentes en zonas montañosas y representan
la principal alimentación de los ríos en periodos de estiaje (sequía), ya que grandes
volúmenes son almacenados durante el periodo húmedo (de lluvias) y durante el
período de estiaje son drenados, paulatinamente, por los cauces de ríos presentes,
generalmente, en zonas de dislocaciones tectónicas (fallas).
Las Cuencas Artesianas: Según el Diccionario Hidrogeológico e Ingeniero–Geológico,
son estructuras que están formadas por un basamento de rocas cristalinas y por una
cubierta sedimentaria, en la que se encuentra un complejo de capas acuíferas dentro
de una estructura de tipo sinclinal que cubre al basamento. En la cubierta de las CA se
encuentran desarrolladas aguas de estratos, freáticas, tanto en rocas porosas como
agrietadas y en muchos casos relacionadas con fallas que ocupan la parte superior del
corte de la cubierta. A mayores profundidades generalmente están presentes también
aguas artesianas (con presión).
En la cubierta de las CA existen horizontes compuestos por uno o varios estratos
acuíferos (o complejos acuíferos). Los complejos acuíferos pueden estar formados por
estratos de distinta composición litológica, de distintas o una misma edad geológica,
así como pueden existir estratificaciones compuestas por estratos permeables
(acuíferos) y relativamente impermeables (Seudo acuíferos o acuitardos).
Los estratos acuíferos pueden estar formados por rocas agrietadas, agrietado
cársticas, agrietado-cársticas porosas, agrietado porosa o porosa, por lo que dentro
de un mismo complejo acuífero pueden existir estratos con diferentes características
hidrodinámicas. Las CA, en función de las estructuras geológicas donde se encuentran
desarrolladas, se dividen en: CA de plataformas, CA de zonas montañosas plegadas
(entre estas últimas se diferencian las CA intermontanas) y CA de taludes. Cada tipo
de CA nombrada se caracteriza por tener sus propias características hidrogeológicas,
hidrodinámicas e hidroquímicas. Las CA de Plataformas son las de mayores
dimensiones y alcanzan hasta más de 1 000 000 km2. La edad de las CA se determina
por la edad del complejo acuífero (o estrato) inferior de la cubierta.
Con las CV se relacionan las CA cuyos acuíferos están formados por rocas
vulcanógenas. Las formaciones vulcanógenas de las CV generalmente yacen sobre
superficies tectónico-erosionadas que cubren los MH. Las CV se dividen en CV
terrestres, CV de mares y océanos y CV de transición (desarrolladas entre tierra firme
y mar).
Con las estructuras de Segundo Grado se relacionan los yacimientos de aguas
subterráneas, los cuales presentan una clasificación muy variada, la misma responde
a determinadas condiciones geológicas, litológicas y de quimismo en determinadas
estructuras a escala local o zonal, por lo que en una misma cuenca o macizo pueden
existir varios yacimientos, incluso, con diferentes génesis entre sí.
Según clasificación de Yázvin y Boriévski, que consideramos presenta la definición
más correcta para definir las áreas , tramos o zonas perspectivas para la explotación
de las aguas subterráneas, se considera como yacimiento de aguas subterráneas
aquellos tramos de horizontes, o estratos, o complejos acuíferos, dentro de los límites
de los cuales, por la influencia de factores naturales, (pueden ser artificiales), se han
formado condiciones favorables para la explotación de las aguas subterráneas de
determinada composición química que responden a determinadas condiciones, en
cuanto a calidad y cantidad para su utilización racional y económica para el objetivo
requerido.
Por las condiciones geólogo-hidrogeológicas a determinadas escalas, los yacimientos
de las aguas subterráneas útiles para su explotación se dividen en:
19
�-
Yacimientos de Valles de ríos (actuales y antiguos)
-
Yacimientos en conos de deyección en zonas premontañosas
-
Yacimientos en valles intermontanos
-
Yacimientos en macizos arenosos
-
Yacimientos en estructuras y macizos de rocas agrietadas, agrietado-cársticas y
de dislocaciones tectónicas en las CA, MH y en las CV.
Cada tipo de yacimiento tiene sus propias características y en cada caso pueden ser
específicas, no obstante a esto, al estudiar los distintos yacimientos, además del
esclarecimiento de las características propias de los mismos, deben ser estudiadas
también, las condiciones que rodean al yacimiento y la interrelación con las mismas.
Tabla 1.7 Clasificación de yacimientos de aguas subterráneas
NO.
YACIMIENTOS
TIPOS Y CARACTERÍSTICAS
I
Valles de ríos
I.1- Valles de gran desarrollo
I.2- Valles pequeños
I.3- Valles de cauces antiguos
II
Macizos rocosos
II.1- En cuencas
dimensiones
cerradas
de
pequeñas
II.2- En cuencas abiertas
III
IV
Macizos intemperizados de
rocas de distinta composición
III.1- En zonas llanas
Conos de deyección
IV.1- Periféricos
III.2- En zonas premontañosas y montañosas.
IV.2- Intermontanos
V
Agrietado-filoneanos
V.1- Zonas periféricas de sistemas tectónicos
V.2- Zonas internas de sistemas tectónicos
Los yacimientos son las estructuras hidrogeológicas donde se desarrollan las
condiciones propicias para la explotación de las aguas subterráneas, los mismos
pueden estar representados por la existencia de aguas freáticas (sin presión) o aguas
artesianas (sin presión), las cuales, en correspondencia con sus posibilidades de uso
por propiedades hidroquímicas, de tecnologías necesarias para la explotación y
necesidad de explotación, se denominarán en correspondencia con el uso de las
aguas.
Los yacimientos de aguas subterráneas, independientemente para el uso que sean
aptos, están formados por rocas acuíferas que no son más que estratos, lentes u otras
formas de yacencia de las rocas permeables en las que los poros, grietas u otras
cavidades están saturadas con agua gravitacional -aguas que fluyen libremente bajo
la acción de la gravedad (aguas freáticas), o bajo la diferencia de presiones
hidrostáticas (aguas artesianas).
Las rocas acuíferas ocupan determinado espacio en el macizo rocoso que forma el
yacimiento, las mismas pueden estar formando horizontes acuíferos o complejos
acuíferos.
Horizonte acuífero: Parte de un estrato o estrato saturado con agua compuesto por
uno o varios tipos de rocas permeables, hidrodinámicamente relacionados entre sí y
20
�conteniendo una misma superficie hidráulica (aguas freáticas) o piezométrica (aguas
artesianas).
Complejo acuífero: Complejo de horizontes acuíferos iguales o distintos por su
composición litológica y porosidad, formados por rocas de cualquier formación
estratigráfica, en las que en consecuencia con su variable composición petrográfica,
complejidad tectónica y otras causas, no se puede distinguir la existencia de
horizontes acuíferos independientes o con la existencia de dos o varios horizontes
acuíferos bien definidos formados por rocas de distinta litología y edades.
Los horizontes y complejos acuíferos pueden también ser definidos por edades
geológicas para relacionarlos con esas edades y sus rocas.
21
�Capítulo 2 PROPIEDADES FÍSICAS Y ACUÍFERAS DE LAS ROCAS
Como rocas acuíferas puede considerarse la totalidad de las rocas y sedimentos
existentes, independientemente del origen de estas; no obstante la acuosidad de las
rocas es muy variable en dependencia de la situación de las mismas en el espacio y
grado de desarrollo de los distintos fenómenos ocurridos en el proceso de
sedimentación y posterior a ello, de tal forma, un mismo tipo de roca puede ser, en
algunos casos, acuífera (presentando alta permeabilidad) y en otros casos puede ser
considerada impermeable (presentando muy baja permeabilidad). De acuerdo con los
procesos de sedimentación y otros procesos ocurridos posteriormente a este, los
acuíferos pueden ser formados por rocas porosas, poroso-agrietadas, poroso
agrietado-cársticas y agrietado-cársticas.
Las rocas porosas predominantemente están representadas por sedimentos areno
guijarrosos y arcillosos, denominados: sedimentos friables, aunque también se
encuentran rocas sedimentarias compactadas como las areniscas, aleurolitas, margas
y algunos tipos de calizas en las que predomina una estructura porosa, pudiendo
presentar grietas y cavernas. En algunos casos y sobre todo en las rocas
carbonatadas, por factores que influyen sobre las mismas, como el intemperismo y la
acción de algunos tipos de aguas subterráneas (en dependencia de su composición
química) se origina un amplio desarrollo del carso, con presencia de cavernas que en
ocasiones alcanzan proporciones descomunales; como ejemplo de estas rocas
podemos citar las calizas del Mioceno, que presentan un amplio desarrollo en gran
número de países, generalmente en estas rocas las cavernas de mayores
proporciones pueden alcanzar hasta varios kilómetros de longitud y formar una
enmarañada red de cavernas y canales, las cuales se encuentran ubicadas en la
actualidad, predominantemente, en zonas montañosas sobre la base actual de
erosión.
2.1 Composición granulométrica
En la composición de las rocas sedimentarias friables y débilmente cementadas, con
las que están relacionadas las aguas subterráneas, se encuentran fracciones gravosas,
arenosas, limosas, arcillosas y coloidales. Estas últimas presentan una participación
insignificante en comparación con las restantes, pero su contenido es muy superior en
las arcillas y rocas arcillosas que forman los estratos impermeables.
La determinación de las dimensiones de los granos y partículas que forman las rocas
permeables e impermeables tiene un gran significado en distintos tipos de
investigaciones hidrogeológicas, ya que de la composición granulométrica de las rocas
dependen muchas propiedades como la permeabilidad, porosidad, entrega de agua,
capilaridad, etc. El estudio de la composición granulométrica nos permite esclarecer
las condiciones geológicas y paleohidrogeológicas de formación de los horizontes
acuíferos. Los datos sobre la granulometría nos permiten ejecutar correctamente la
solución del tipo de filtro a utilizar en los pozos de explotación de las aguas
subterráneas.
Las dimensiones de las partículas de sedimentos friables varían en un amplio rango,
desde ≤ 0,001 mm (partículas arcillosas y coloidales) hasta cientos de milímetros
(cantos y bloques). La determinación de las dimensiones de las partículas de
sedimentos friables se ejecuta por el análisis granulométrico; las fracciones mayores
de 10 mm se determinan visualmente, mientras que las partículas con dimensiones
entre 0,1 y 10 mm se determinan aplicando tamices así como las fracciones menores
de 0,1 mm por el método de sedimentación. El resultado del análisis granulométrico
22
�se expresa en la Tabla 2.1 y en los gráficos logarítmicos de contenido granulométrico
(Figura 2.1).
Tabla 2.1. Contenido granulométrico
Contenido de fracciones en la forma habitual Contenido de fracciones en su conjunto
de expresión
Diámetro
de
partículas, mm
las Contenido %
Diámetro mayor de Por ciento sumatorio,
las partículas en la %
suma
de
las
fracciones, mm
Por el gráfico logarítmico se determina el diámetro de las partículas, que corresponden
al 10 y 60 % del contenido de la suma de todas las partículas. Las del 10 %
representan el diámetro efectivo, las del 60 % se utilizan para determinar el
coeficiente de heterogeneidad de las rocas por la fórmula:
Kh =
d 60
d10
(2.1)
Cuando Kh 〈 5 la roca es homogénea, con Kh 〉 5 la roca es heterogénea.
FIGURA 2.1. Gráfico logarítmico del contenido granulométrico. %; por ciento del
peso de la muestra analizada por diámetro de partículas; lg d,
logaritmo del diámetro de las partículas.
Los resultados de un gran número de análisis granulométricos de las rocas
sedimentarias friables sirvieron de base para la clasificación de las rocas por su
contenido granulométrico; esta se expone en la Tabla 2.2.
23
�Tabla 2.2. Clasificación general de las rocas sedimentarias por su contenido
granulométrico, según Priklonsky
Fracciones
Dimensiones
Tamaño de las partículas,
mm
Bloques (rodados y angulares)
Grandes
〉 800
Medianos
800-400
Pequeños
400-200
Muy grandes
200-100
Grandes
100-60
Medianos
60-40
Pequeños
40-20
Gruesas
20-10
Medianas
10-4
Pequeñas
4-2
Muy gruesas
2-1
Gruesas
1-0,5
Finas
0,5-0,25
Muy finas
0,25-0,1
Pequeñas
0,1-0,05
Grueso
0,05-0,01
Fino
0,01-0,005
Gruesa
0,005-0,001
Fina
〈 0,001
Cantos rodados y guijarros
(angulares)
Gravas (rodadas) y gravillas
(angulares)
Arenas
Limo
Arcilla
2.2 Porosidad y agrietamiento
Las rocas, por su origen y debido a procesos secundarios (intemperismo), lixiviación,
movimientos tectónicos, cementación y otros), generalmente no son monolíticas, sino
que contienen poros, cavidades y grietas de las más distintas formas y dimensiones
(Figura 2.2).
La porosidad de las rocas se presenta por intervalos entre fracciones de la roca. La
porosidad, conjuntamente con el agrietamiento y características litológicas,
determinan las propiedades hidrogeológicas de las rocas en área y profundidad; con la
profundidad la porosidad de las rocas disminuye, lo que se explica por el aumento de
la presión sobre las mismas y cementación de los poros. La porosidad de las rocas, en
dependencia del tipo y dimensiones de los poros, cavidades y grietas, se diferencian
en:
-
Porosidad no capilar (mayores de 1 mm).
-
Porosidad capilar, cuando en las rocas se encuentran poros con diámetros
menores de 1 mm y grietas con ancho menor de 0,25 mm.
Por sus dimensiones los poros y grietas se dividen en los tres grupos siguientes:
24
�1. Supercapilares (poros con dimensiones mayores de 0,5 mm, grietas con ancho
mayor de 0,254 mm).
2. Capilares (poros de 0,5 a 0,02 mm, grietas con ancho 0,254 a 0,001 mm).
3. Subcapilares (poros menores de 0,002 mm, grietas con ancho menor de 0,0001
mm).
FIGURA 2.2 Distintos tipos de poros en las rocas. 1. Rocas madres con aislados poros
y grietas estructurales; 2. Rocas madres con porosidad y agrietamiento
desarrollados por la acción del intemperismo; 3. Rocas cavernosas con
grandes cavidades originadas por la acción de la lixiviación y disolución
de las mismas; 4. Roca arenosa con granulometría homogénea, con poca
porosidad por la cementación de los poros o rellenos de arcilla; 5. Roca
arenosa friable con poca porosidad debido a la heterogeneidad de sus
granos; 6. Roca arenosa friable con alta porosidad debido a la
homogeneidad de sus granos; 7. Roca con macro y micro poros; 8. Roca
arcillosa microporosa; 9. Roca arcillosa con poca porosidad debido a su
compactación.
La determinación de los tipos de poros y grietas es importante para la evaluación de
las condiciones de movimiento de las aguas subterráneas. En los poros y grietas
supercapilares ocurre el movimiento libre de las aguas subterráneas; en los capilares
el movimiento de esta agua solo ocurre bajo la influencia de grandes fuerzas
capilares. Las rocas con poros y grietas subcapilares son prácticamente
impermeables; en ellas no ocurre el movimiento de las aguas (arcillas plásticas,
compactadas, esquistos arcillosos y otras rocas similares).
La magnitud de la porosidad de las rocas se caracteriza por el coeficiente de porosidad
de la fórmula siguiente:
n=
Vp
Vr
. 100
(2.2)
Donde: n: coeficiente de porosidad, %
Vp: volumen de los poros
Vr: volumen de la roca
25
�El coeficiente de porosidad puede ser calculado por el peso específico y volumétrico de
las rocas:
⎛
δ ⎞
n = ⎜ ⎜1 − ⎟ ⎟ . 100
⎝ β ⎠
(2.3)
Donde:
n: coeficiente de porosidad, %
δ : peso volumétrico de la roca, g/cm3
β : peso específico del esqueleto de la roca, g/cm3
La porosidad en las rocas, como se ha manifestado, depende de muchos factores, los
que en cada tipo de roca que se analice se reflejarán de distintas formas en
dependencia del tipo de litología de las rocas.
A continuación se expone la porosidad media de algunas rocas de distinto tipo de
génesis.
Tabla 2.3. Valores medios de porosidad de las rocas (Según Churinova) en %
Rocas y sedimentos
Porosidad en %
Granito
0,63
Gabros y diabasas
0,32
Porfiros cuarcíferos
5,9
Porfiros cuarcíferos muy agrietados
8,7
Porfiritas de composición ácida y media
2,0
Porfiritas metamorfizadas
4,7
Lavas de porfiros cuarcíferos
7,2
Areniscas volcánicas
9,3
Tobas de composición ácida
11,0
Cuarcitas
0,41
Mármoles
0,65
Areniscas cuarcíferas
1,24
Areniscas
3,17
Calizas marmolizada
1,43
Calizas organógenas
12,17
Calizas detríticas
21,18
2.3 Permeabilidad
Como permeabilidad se denomina la propiedad de las rocas de permitir el paso de
líquidos, gases y sus mezclas a través de ellas en presencia de cambios de presión o
cargas hidráulicas. La permeabilidad depende de las dimensiones de los poros y
grietas que se comunican entre sí en las rocas y se caracterizan por el coeficiente de
filtración en unidades de velocidad (cm/s; m/día).
26
�De acuerdo con la Ley de Darcy, el caudal de las aguas de filtración Q en la unidad de
tiempo es proporcional al coeficiente de filtración K, al área de filtración F y al
gradiente hidráulico I, es decir:
Q = K.F.I
(2.4)
Dividiendo ambas partes de la ecuación (2.4) por F y representando Q/F por V,
tenemos:
V = K.I
(2.5)
Donde:
V: velocidad de filtración, m
En la fórmula 2.4 el parámetro F, área de la sección de filtración, la podemos
representar como H*B, donde en estratos acuíferos H es el espesor acuífero y B es la
longitud de la sección de filtración transversal al flujo subterráneo. A su vez KH
representa la trasmisividad acuífera y caracteriza la propiedad del acuífero de dejar
pasar el agua a través de una sección transversal a la dirección del flujo del agua
subterránea, en la unidad de tiempo y bajo determinadas condiciones del gradiente
hidráulico I, de donde, la trasmisividad será:
T = KH
(2.6)
De tal forma la expresión 2.4 se transforma en:
Q=TBI
(2.7)
Donde:
Q: Caudal del flujo subterráneo a través de una sección transversal a la dirección
del flujo, m3/día
T: Trasmisividad acuífera, m2/día
I: Gradiente hidráulico, (adimensional)
El gradiente hidráulico I representa la pendiente del nivel del agua en acuíferos
freáticos, y en acuíferos artesianos, la pendiente de las presiones en el acuífero. En
ambos casos referenciados a dos puntos con datos de la posición del nivel, ubicados
en perfil paralelo a la dirección del flujo subterráneo.
I=
H1 − H 2
L
Donde:
H1 y H2: Mayor y menor cota del nivel del agua (referidas al nivel medio del
mar) en dos puntos ubicados en perfil paralelo a la dirección del flujo
subterráneo, m
L: distancia entre los dos puntos con determinación de H1 y H2, m.
De la fórmula 2.5 tenemos que el coeficiente de filtración es igual a la velocidad de
filtración cuando el gradiente hidráulico es igual a la unidad, K = V cuando I = 1.
Permeabilidad absoluta: Por ella se entiende la permeabilidad de las rocas estando
éstas totalmente saturadas por líquido y gases, y la ausencia de la interacción físico
química entre el líquido y los gases con la roca.
Permeabilidad efectiva: Por ella se entiende la permeabilidad de las rocas solo para
gases o líquidos, durante el movimiento en ellos, de otros fluidos, líquidos o gaseosos.
En condiciones naturales en los estratos productivos, a menudo, tienen lugar
27
�movimientos tri y bidimensionales de agua, petróleo y gas; agua y petróleo; agua y
gas.
Permeabilidad relativa: Con ella se caracteriza la relación de la permeabilidad
efectiva con la absoluta, y se expresa con unidades adimensionales, por lo general
siempre presenta valores menores que la unidad.
La permeabilidad de las rocas para un líquido químico e inerte (agua, querosín,
petróleo) en condiciones de laboratorio se calcula por la fórmula:
Kp =
Qlγ
F∆ p
(2.8)
Donde:
Kp: coeficiente de permeabilidad, Darcy
Q: caudal del líquido, cm3 / s
l: largo de la muestra de roca en prueba, cm
γ : viscosidad del líquido, sp
F: área de la sección de la muestra, cm2
∆ p: cambio de la presión, atm
En la práctica hidrogeológica la permeabilidad se representa por el coeficiente de
filtración K (denominado por algunos autores como conductividad hidráulica), el que
directamente caracteriza la propiedad de las rocas de permitir pasar a través de ellas
el flujo subterráneo, este coeficiente representa un vector de velocidad del agua
subterránea, el mismo se relaciona con la permeabilidad de Darcy por la siguiente
fórmula:
K =
η
Kp
γ
Donde:
η : es la densidad del agua, g / cm3
28
�Tabla 2.4. Valores medios del coeficiente de filtración K y permeabilidad Kp de
algunas rocas (para condiciones de agua dulce en movimiento con temperatura
de 20 oC)
Características de la roca
Grupo
I
Rocas muy permeables: guijarros y gravas con
arena gruesa, calizas carsificadas y rocas muy
agrietadas.
II
Rocas permeables: guijarros y gravas con arena
fina, gruesas y media limpia, rocas carsificadas y
agrietadas.
III
Rocas permeables: guijarros y gravas rellenas con
arena fina y algo arcillosa, arena de grano medio a
fino, rocas poco carsificadas.
IV
K
Kp
m/día.
Darcy.
100-1000
1160-116
y más
10-100
116-11,6
1-10
11,6-1,16
Rocas poco permeables: arenas menudas, arena
arcillosa, rocas poco agrietadas.
0,1-1,0
1,16-0,12
V
Rocas muy poco permeables: arcillas arenosas y
rocas débilmente agrietadas.
0,001-0,1
VI
Rocas prácticamente impermeables: arcillas,
margas compactas y otras rocas masivas.
0,12
0,0012
〈 0,001
〈 0,0012
2.4 Piezoconductividad y conductividad de nivel
Piezoconductividad: Coeficiente que representa la velocidad de distribución del
cambio de presión por el estrato acuífero artesiano (con presión).
Para los estratos acuíferos con los cuales están relacionadas las aguas dulces con
viscosidad γ = 1 el coeficiente de piezoconductividad se determina por la fórmula:
a=
K
K
=
nβ a + β p β e
(2.9)
Donde:
a: coeficiente de piezoconductividad, m2/día
K: coeficiente de filtración, m/día
n: coeficiente de porosidad
β a : coeficiente de compresibilidad del agua, 1/atm
β p : coeficiente de compresibilidad de las rocas, 1/atm
β e : coeficiente de capacidad elástica del estrato acuífero, 1/atm
El coeficiente de compresibilidad del agua crece con el aumento del contenido de
gases disueltos en ella y con el aumento de su mineralización y oscila en los
siguientes valores:
29
�β a = 2,7*10-5- 5*10-5, 1/atm
El coeficiente de compresibilidad de las rocas oscila entre los siguientes valores:
β p = 0,3*10-5 – 1,7*10-5, 1 / atm
En la fórmula 2.7 se ve que si el agua y la roca que forman el estrato acuífero fueran
incomprensibles, entonces β a y β p serían igual a cero y el coeficiente de
piezoconductividad sería infinito.
Conductividad de nivel: coeficiente que representa la velocidad de distribución de
los cambios de las cargas hidráulicas en los estratos acuíferos freáticos (sin presión).
Este coeficiente se calcula por la fórmula:
ay =
Khm
(2.10)
µ
Donde:
ay : coeficiente de conductividad de nivel, m2/día
K: coeficiente de filtración, m/día
hm : espesor medio del estrato acuífero dentro de los límites de influencia del
bombeo en un momento de tiempo determinado, m
µ : coeficiente de entrega de agua de las rocas (adimensional), también
denominado porosidad activa y coeficiente de almacenamiento
De la fórmula 2.8 se desprende que en los estratos acuíferos la redistribución del nivel
del agua en tiempo y área ocurre con más intensidad mientras mayores sean las
propiedades de filtración de las rocas, mayor espesor del acuífero y menor entrega de
agua.
2.5 Capacidad acuífera y entrega de agua
Capacidad acuífera de las rocas:
Se denomina a la capacidad de estas de recibir, almacenar y retener un determinado
volumen de agua. La misma se caracteriza por el coeficiente de capacidad acuífera, el
cual se expresa en porciento de peso o volumen. En el primer caso es igual a la
relación del peso del agua retenida con el peso de la muestra de roca en estado seco,
en el segundo caso es la relación del volumen del agua con el volumen de la muestra
de la roca. La interrelación entre la capacidad acuífera de peso y volumétrica se
representa por la fórmula:
Wv = Wp δ
(2.11)
Donde:
Wv : coeficiente de la capacidad acuífera volumétrica, %
Wp : coeficiente de la capacidad acuífera de peso, %
δ : peso volumétrico de la roca seca, g / cm3
De acuerdo con el tipo de agua contenida en las rocas se tienen las siguientes
capacidades acuíferas: higroscópicas, molecular, capilar y total.
30
�-
La capacidad acuífera higroscópica y molecular corresponde a la cantidad de
agua higroscópica y pelicular retenidas en la superficie de las rocas por fuerzas
electro- moleculares.
-
La capacidad acuífera capilar corresponde a la saturación con agua de los poros
capilares.
-
La capacidad acuífera total corresponde a la total saturación de las rocas con
agua.
Gran importancia tiene la capacidad acuífera molecular máxima que representa la
cantidad máxima de agua reticular contenida en las rocas acuíferas. La capacidad
acuífera de las rocas depende del tipo de roca y características de su agrietamiento;
en función de ello será el volumen de agua que podrá ser almacenado en las rocas.
En la Tabla 2.5 se presentan algunos valores de la capacidad acuífera media de
algunos sedimentos.
Tabla 2.5. Capacidad acuífera media de algunos sedimentos (según Priklónsky)
Sedimentos
Capacidad
%
Arena gruesa
1,57
Arena media
1,6
Arena fina
2,73
Limo
4,75
Arcilla
acuífera,
44,85
Entrega de agua de las rocas: Es la propiedad de las rocas saturadas hasta su
capacidad acuífera total, de entregar parte del agua almacenada a través de un
escurrimiento libre bajo la fuerza de gravedad. Algunos investigadores denominan
esta propiedad de las rocas porosidad activa, otros, coeficiente de almacenamiento.
La entrega de agua de las rocas se caracteriza con el coeficiente de Entrega de Agua,
representado por partes de la unidad o en por ciento.
La determinación del coeficiente de entrega de agua de las rocas es de suma
importancia en cálculos hidrogeológicos relacionados con la evaluación de reservas de
las aguas subterráneas, cálculos para pronóstico de obras hidrotécnicas, de
mejoramiento de suelos y otros.
La entrega de agua de las rocas puede ser determinada por ensayos de laboratorio,
por datos de observación del régimen de niveles de las aguas subterráneas y por
datos de bombeos experimentales. Según datos de ensayos de laboratorios, el
coeficiente de entrega de agua puede obtenerse por la fórmula:
µ = Wc.t– W c. m
(2.12)
Donde:
µ : coeficiente de entrega de agua, adimensional, %
Wc.t: capacidad acuífera total, %
Wc.m: capacidad acuífera molecular, %
Por datos de observaciones sistemáticas del régimen de las aguas subterráneas el
coeficiente de entrega de agua puede ser calculado por la fórmula:
31
�µ =
Qt
∆V
(2.13)
Donde:
Qt: caudal medio del flujo subterráneo en la zona de descarga del estrato
acuífero en el tiempo t, m3/día
∆V : volumen del estrato acuífero desecado en el tiempo t, m3
En estratos acuíferos freáticos el valor de Q, en dependencia de la profundidad de
yacencia del lecho impermeable, se determina de distintas formas. Este caudal puede
coincidir con el caudal total de un manantial que surja en los taludes de las márgenes
de ríos (con la yacencia del impermeable sobre el nivel del agua en el río); puede
determinarse también considerando Q igual a la magnitud de la alimentación
subterránea de los ríos, determinada en un tramo del río entre dos estaciones
hidrométricas.
La magnitud ∆V se determina por los datos de observaciones sistemáticas en puntos
distintos en el área limitada por los parteaguas del acuífero, los cuales se determinan
por los mapas de hidroisohipsas.
Según datos de bombeos experimentales, tomando los descensos de dos puntos de
observación de niveles (pozos satélites de observación) o por medida de la
recuperación de los niveles en estos puntos, el coeficiente de entrega de agua se
determina por la fórmula:
µ = β
Q.t
r (S1 − S 2 )
(2.14)
2
1
⎛r ⎞
β = 0,824 ⎜⎜ 1 ⎟⎟
⎝ r2 ⎠
2 S1
S1 − S 2
.log
r2
r1
(2.15)
Donde:
Q: caudal estabilizado de bombeo, m3 /día
t: duración del bombeo, días
r1 y r2: distancias de los puntos de observación más próximo y más distante
hasta el pozo de bombeo, m
S1 y S2: abatimientos estabilizados del nivel del agua en los puntos de
observación más próximos y más distantes respectivamente, m
Por recomendaciones de Bindeman (1963), con bombeos prolongados (mayores de 48
horas) los puntos de observación deben situarse en forma de radio, el punto de mayor
distancia a unos 25-30 m del pozo de bombeo en acuíferos friables arenosos y 50-70 m en rocas
agrietadas; el punto más próximo al pozo de bombeo se ubicará a la mitad de la
distancia desde éste hasta el punto más distante. En rocas agrietadas o agrietadas
cársticas se recomienda ubicar un perfil paralelo al agrietamiento predominante y otro
normal a este.
Además de los métodos y fórmulas antes relacionados, existen otros métodos para
determinar el coeficiente de entrega de agua de las rocas, que exponemos a
continuación:
1. Por despeje de la fórmula 2.8
32
�µ =
Khm
a
o
µ =
Khm
ay
(2.16)
Donde:
a: coeficiente de piezoconductividad cuando se trata de acuíferos artesianos,
m2/día
ay: coeficiente de conductividad de nivel cuando se trata de acuíferos freáticos,
m2/día
2. Cuando se tiene certeza de que µ es mayor de 0,15 puede utilizarse la expresión
recomendada por Beltzínsky:
µ = 0,17
7
(2.17)
K
3. Cuando por la litología perforada no se puede tener una idea aproximada del valor
de µ , Lundin y Daml proponen para valores aproximados la expresión:
µ = 0,13 + 0,07 log. K
(2.18)
Las expresiones 2.17 y 2.18 deben ser utilizados para valores aproximados con datos
del caudal y abatimiento del bombeo constantes. Es necesario aclarar que en
dependencia del tipo de estrato acuífero que se analice, artesiano o freático, la
entrega de agua de las rocas se encontrará influenciada por distintos factores.
En acuíferos artesianos tendremos que µ será la entrega de agua elástica y en
acuíferos freáticos será la entrega de agua gravitacional. En la entrega de agua
elástica influyen las presiones existentes en los acuíferos artesianos, provocados por
los estratos impermeables que sobreyacen a los mismos. En la entrega de agua
gravitacional solo influye la presión atmosférica, debido a que estos acuíferos tienen
una superficie libre del nivel de sus aguas, por lo que el mismo está relacionado
directamente con la presión atmosférica, a través de los poros y otras cavidades
presentes en la zona no saturada.
Tabla 2.6. Valores medios de la entrega de agua
Sedimentos y rocas
Arena limosa
µ
en distintos sedimentos y rocas
Valores medios de
0,1
Arena muy fina
0,1-0,15
Arena fina
0,15-0,2
Arena mediana
0,2-0,25
Arena gruesa
0,25-0,3
Arena muy gruesa
0,3-0,35
Gravas pequeñas
0,3-0,35
Gravas medianas
0,35
Gravas gruesas
0,35
Guijarros pequeños
0,3
Guijarros grandes
0,3
Rocas poco agrietadas
Rocas agrietadas
µ
0,002
0,002-0,08
33
�Rocas muy agrietadas
0,08-0,1
Rocas agrietadas con poco Carso
0,05- 0,08
Rocas agrietadas cársicas
0,05-0,08
Rocas agrietadas muy carsificadas
0,05- 0,15
Los sedimentos areno-gravosos con relleno de arcillas presentan una entrega de agua
disminuida aproximadamente en 0,05 con respecto a los valores dados en la tabla
anterior.
2.6 Humedad de las rocas
En condiciones naturales, las rocas siempre contienen una mayor o menor cantidad de
agua. En los suelos y rocas que yacen sobre el nivel de las aguas subterráneas el
contenido del agua en el transcurso de un año varía en dependencia de las
temperaturas, presiones atmosféricas, humedad del aire, evaporación, precipitaciones
atmosféricas, etc. Bajo el nivel del agua subterránea, la humedad de las rocas es
constante y representa la máxima admisible para estas rocas, que poseen una
determinada porosidad.
La humedad natural se determina por muestras de rocas con estructura inalterada
(monolíticas), tomadas de calicatas, pozos y calas, entre otros. Para conservar la
humedad natural el monolito se protege con parafina, en el momento de ser tomado.
La magnitud de la humedad natural se determina en laboratorio mediante el secado
de la muestra de roca, tomada hasta obtener un peso constante, con esto la humedad
se representa como humedad de peso y volumétrica.
Humedad de peso: Es la relación del peso del agua con el peso de la roca seca.
Wp =
qh − qs
. 100
qs
(2.19)
Donde:
Wp: humedad de peso, %
qh: peso de la muestra de roca con su humedad natural
qs: peso de la muestra de roca después del secado (generalmente el secado de
la muestra se efectúa en estufa, manteniendo una temperatura de 105-100 oC )
Humedad volumétrica: se representa por el volumen de agua contenido en un 1 cm3
de la roca húmeda y se determina por la fórmula.
Wv = Wp. δ
(2.20)
Donde:
Wv: humedad volumétrica, %
Wp: humedad de peso, %
δ
: peso volumétrico de la roca seca, g/cm3
En las investigaciones hidrogeológicas, en ocasiones es de interés la determinación de
los coeficientes de saturación de las rocas (Ks) que representan la relación de la
humedad volumétrica de la roca con el coeficiente de porosidad n.
34
�Ks =
Wv
= Wp.
n
δ
n
(2.21)
De la fórmula 2.21 se desprende que para rocas absolutamente secas Ks = 0 y con
una total saturación de la roca Ks = 1.
Por el coeficiente de saturación las rocas se dividen en tres grupos:
1- Secas 0 〈 Ks 〈 o,33
2- Húmedas 0,33 〈 Ks 〈 0,67
3- Mojadas hasta su saturación 0,67 〈 Ks 〈1
Déficit de saturación de las rocas se denomina a la diferencia entre la capacidad
acuífera y la humedad de las rocas.
ds = Wc.t – Wv
(2.22)
Donde:
ds: déficit de saturación de las rocas, %
Wc.t: capacidad acuífera total de las rocas, %
Wv: humedad natural, %
2.7 Capilaridad
Como ya ha sido mencionado, las rocas contienen poros, grietas y otras cavidades de
distintas formas y dimensiones. Los poros pequeños presentan propiedades similares
a los tubos capilares corrientes, diferenciándose de ellos solo por la forma de su
sección y orientación en el espacio. Los poros capilares pueden estar comunicados
entre sí o independientes unos de otros, formando en una sección del espacio una
compleja red capilar.
En la zona de aireación (zona no saturada), ubicada sobre el nivel de las aguas
freáticas, se desarrollan presiones capilares, las cuales originan aguas capilares, estas
en una estructura homogénea de la zona de aireación, generalmente están
fuertemente unidas con el nivel de las aguas freáticas; en una estructura heterogénea
formada en perfil por lentes y estratos arcillosos, la unión con el nivel de las aguas
freáticas puede no existir o tener un carácter sumamente complejo.
En los poros capilares de las rocas la superficie del agua toma una forma cóncava en
dirección al agua (Figura 2.3). Las fuerzas de la tensión superficial están dirigidas en
forma de tangentes a la superficie cóncava; las fuerzas verticales de la tensión
superficial están dirigidas en una dirección y forma la fuerza (P), bajo la acción de la
cual el agua asciende hasta la altura Hc (altura de ascenso capilar). Esta altura sirve
de medida a las capilaridades de las rocas.
La altura de los ascensos capilares depende de las dimensiones de los poros capilares,
granulometría de las rocas de la zona de aireación, forma de las partículas, densidad y
homogeneidad de su deposición, del peso específico, temperatura, mineralización y
composición salina de las aguas.
Con el aumento de la temperatura disminuye la tensión superficial, con el aumento de
la mineralización de las aguas aumenta la tensión superficial. Por ejemplo, las aguas
clóricas presentan un ascenso capilar mayor que las aguas sulfatado-sódicas con la
misma mineralización y todas las demás condiciones iguales.
35
�En rocas areno-arcillosas la altura del ascenso capilar puede ser determinada por la
fórmula de Kozeni:
Hc = 0,446
1− n 1
.
n de
(2.23)
Donde:
Hc: altura del ascenso capilar, cm
n: coeficiente de porosidad
de: diámetro efectivo de las partículas (diámetro del 10 % de contenido de
partículas por análisis granulométrico), cm
FIGURA 2.3. Esquema del ascenso capilar.
Tabla 2.7. Valores de las alturas máximas del ascenso capilar de algunos sedimentos
(según Skabalanóvich y Cedénko-l980)
Litología
Ascenso Capilar Máximo (Hc), en m.
Arena
Arena
Arena
Arena
0,12-0,15
0,40-0,50
0,90-1,10
1,75-2,0
gruesa
media
fina
arcillosa
Arcilla arenosa ligera
Arcilla arenosa pesada
Arcilla ligera o pesada
2,25-2,50
3,50-6,50
hasta 12,0 y mayores
La capilaridad reflejada en los ascensos capilares, en gran número de casos, es uno
de los principales procesos de formación y enriquecimiento secundario de yacimientos
minerales sólidos en cortezas de intemperismo formadas por sedimentos arcillo
limosos, como por ejemplo, en la corteza de intemperismo de los macizos ofiolíticos
donde se desarrollan las lateritas por meteorización de peridotitas creándose los
yacimientos de níquel, cobalto y hierro. En este caso las aguas que circulan por las
peridotitas agrietadas que subyacen en las lateritas contienen, generalmente,
presiones que pueden ser considerables en dependencia del espesor de las lateritas;
36
�las aguas en las peridotitas contienen elementos químicos como el níquel, cobalto,
hierro y otros muchos que circulan por ascensos capilares a través de las lateritas
durante millones de años con caudales que pueden superar los 2 l/día por m2 del
perfil laterítico, depositando estos elementos en él, donde por distintos procesos físico
químicos, de oxidación-reducción y otros, se han formado los minerales y sus
contenidos actuales existentes.
Estos mismos procesos se desarrollan en territorios donde la zona no saturada está
formada por sedimentos arcillosos de origen marino y marino-aluvial, depositados en
distintas épocas geológicas y principalmente desde el Mioceno hasta el Cuaternario,
cuando ocurrieron a escala universal gran número de transgresiones marinas, dejando
acumulados en esos sedimentos sales marinas. En estos casos, los ascensos capilares
se han desarrollado a través de la zona no saturada transportando hasta la superficie
del terreno las aguas que subyacen en esta zona y que contienen elementos como el
sodio, cloruros y otros de origen marino, al igual que en el perfil por donde las aguas
transitan, llegando a la superficie del suelo el agua donde se evapora y estos
elementos se depositan sobre el suelo, proceso que a largo plazo (cientos y miles de
años) llega a acumular tal cantidad de estos elementos que provocan la salinización
de los suelos.
Estos procesos se han incrementado en los últimos siglos y sobre todo en las décadas
más recientes, provocado por el intensivo desarrollo de la explotación de los suelos
agrícolas con introducción de equipos agrícolas muy pesados, los que provocan la
compactación de los suelos hasta profundidades superiores a los 10 m; con esta
compactación se reducen las dimensiones de los poros en la zona no saturada y con
ello se aceleran los procesos de ascensos capilares, provocando la aceleración de la
salinización de los suelos hasta hacerlos improductivos y en muchos casos hasta
convertirse en suelos áridos, semi-desérticos y desérticos, en los que influyen también
otros procesos como los climáticos, en dependencia de la posición geográfica de los
distintos territorios.
37
�Capítulo 3 PROPIEDADES FÍSICAS, QUIMISMO Y CONTAMINACIÓN DE LAS
AGUAS SUBTERRÁNEAS
Las aguas subterráneas, en dependencia de
propiedades físicas y químicas de las rocas
provocados principalmente por el hombre,
propiedades físicas y químicas, las que deben
que se ejecutan en cada caso en particular.
su origen, fuentes de alimentación,
acuíferas y por factores artificiales,
presentan una amplia variedad de
ser estudiadas en las investigaciones
3.1 Propiedades físicas
Como principales propiedades físicas de las aguas subterráneas podemos relacionar
las siguientes: temperatura, transparencia de sólidos en suspensión, color, sabor,
olor, peso específico y conductividad eléctrica.
Temperatura: La temperatura del agua en acuíferos freáticos depende
principalmente de la temperatura ambiental; en el caso de acuíferos artesianos, está
influenciada también por la temperatura ambiental, aunque en menor grado; en
estratos artesianos profundos influye de forma considerable el gradiente térmico de
las rocas, el cual aumenta aproximadamente 1 0 C por cada 100 m de profundidad.
Para la determinación de la temperatura deben utilizarse termómetros ambientales
con escala de 0,1 0 C ; en caso de pozos profundos, a los termómetros se les adiciona
un dispositivo especial de material refractario que permite la transportación del agua
desde grandes profundidades hasta la superficie del terreno, manteniendo su
temperatura original. Por su temperatura, las aguas subterráneas se dividen en:
Frías con temperaturas ≤ 20
0
C
Tibias con temperaturas entre 20 y 37 0C
Calientes con temperaturas entre 37 y 42
0
C
Muy calientes (Termales) con temperaturas ≥ 42
0
C
Transparencia o turbidez: es la dificultad del agua para trasmitir la luz debido a
materias insolubles en suspensión, coloidales o muy finos e incluso microorganismos,
que se presentan en las aguas, depende de muchos factores relacionados con las
propiedades físicas de las rocas acuíferas y composición química de las aguas, así
como de algunas reacciones químicas que pueden producirse por reacciones de
elementos del agua con el oxígeno de la atmósfera, este último principalmente en
aguas artesianas; la transparencia del agua puede ser afectada también por agentes
artificiales, contaminantes de las mismas.
Por su transparencia (o turbidez) las aguas se clasifican en:
-
Transparentes
-
Débilmente opacadas
-
Opacadas
-
Algo turbias
-
Turbias
-
Muy turbias
38
�Sólidos en suspensión: En la mayoría de los casos estos provienen de las rocas
acuíferas, representados por partículas coloidales; también pueden estar presentes
por causas artificiales.
Color: El agua subterránea natural es incolora, puede presentar cierta tonalidad de
colores motivada por turbiedad de las mismas, existencia de sólidos en suspensión o
por algún tipo de contaminación.
Olor: El agua subterránea puede presentar olores en dependencia de su origen y
composiciones químicas y gaseosas presentes; el olor se clasifica, según la Tabla 3.1,
mediante el calentamiento del agua hasta 50-60 0C .
Tabla 3.1. Escala de olores
Graduación
Intensidad
Características dominantes
0
Inodoro
Ausencia de olor
1
Muy débil
El olor solo
experimentado
2
Débil
Se detecta presentando atención durante la determinación
3
Detectable
Se detecta fácilmente y puede provocar una evaluación
insatisfactoria del agua
4
Determinable
Olor que provoca la atención al mismo
5
Muy fuerte
Cuando presenta un olor tan fuerte que hace que el agua
no sea potable
puede
detectarse
por
un
observador
Sabor: El sabor del agua subterránea depende de la composición química de la
misma; en algunos casos puede estar relacionado con elementos contaminantes. En
estado natural las aguas subterráneas pueden tener los siguientes sabores: ácido,
dulce, amargo, salado. En dependencia de la influencia de otros factores puede tener
sabor metálico, clórico, etc.
Peso específico: Depende de la composición química y salina de las aguas. La
determinación del peso específico se ejecuta en condiciones de laboratorio a
temperatura ambiente: el cálculo del mismo se efectúa por la fórmula:
D=
(a − c )
(b − c )
(3.1)
Donde:
D: peso específico del agua, g
a: peso del envase con agua en prueba, g
c: peso del envase vacío, g
b: peso del envase con agua destilada, g
Tanto la pipeta con el agua de prueba como con agua destilada se pesarán con
idéntico volumen.
39
�Conductividad eléctrica: es la capacidad del agua para conducir la electricidad,
depende del grado de mineralización de las aguas; con el aumento de la
mineralización aumenta también la conductividad eléctrica. Las aguas presentan una
baja conductividad eléctrica, la cual oscila entre 33*10-5-1,3*10-3 ohm.m.
3.2 Factores naturales y artificiales de formación de la composición química
de las aguas subterráneas
Factores naturales: Los principales factores naturales que dan lugar a la formación
de la composición química de las aguas subterráneas están representados por las
condiciones físico-geográficas, geológicas, hidrogeológicas y biológicas presentes en
distintos territorios.
Una de las principales condiciones de formación de la composición química de las
aguas subterráneas lo representa el clima. La cantidad, composición y régimen de las
precipitaciones atmosféricas en el transcurso del año influye directamente en la
composición química, no solo de las aguas freáticas que son las primeras que se
encuentran a partir de la superficie del terreno, sino también en horizontes acuíferos
de yacencia más profunda; la parte de las precipitaciones atmosféricas que participa
en la alimentación o reposición de las aguas subterráneas depende directamente de la
litología de las rocas de cubierta (zona no saturada y estratos superiores), de la
temperatura ambiental y de la magnitud de la evaporación.
En la zona no saturada y corteza de intemperismo la interacción del agua infiltrada
con las rocas provoca reacciones químicas; el resultado de las mismas es arrastrado
hasta las aguas subterráneas. La velocidad de infiltración del agua en las rocas de la
zona no saturada y zona de saturación influye sobre la composición y concentración
de los componentes diluidos en el agua y los cambios químicos de las rocas durante
su intemperismo. De tal forma, la intensidad del intercambio hídrico representa el
factor principal de formación de la composición química de las aguas subterráneas y
de las rocas. Este proceso es de gran importancia debido a que las principales rocas
acuíferas, por su capacidad de almacenamiento de aguas subterráneas,
predominantemente están representadas por rocas de origen marino y marino aluvial,
por lo que, en las rocas, durante su emersión y desplazamiento de las aguas saladas
primarias, por aguas dulces de infiltración, quedaron residuos de sales, y en
dependencia de la intensidad del intercambio hídrico de las distintas regiones se ha
tenido un mayor o menor grado de lavado de las rocas.
La influencia de los factores hidrológicos sobre las aguas subterráneas depende de las
características de las redes hidrográficas; la presencia de una red hidrográfica densa y
de cortes profundos, facilita el drenaje de los horizontes acuíferos freáticos y en
muchos casos de acuíferos artesianos. En los periodos de crecida, las aguas de los ríos
reponen los acuíferos en las zonas aledañas a las márgenes, disminuyendo la
mineralización de las aguas subterráneas y presentándose cambios en su composición
química. Las aguas subterráneas y superficiales forman la relación hidráulica que en
algunos casos puede ser directa, en otros más compleja, en dependencia de la
litología de las rocas acuíferas y rocas de los taludes y cauces de los ríos; la ruptura
del equilibrio existente en este sistema, en una de sus partes, se refleja en el estado
de la otra.
La relación entre el relieve, por una parte, y los niveles piezométricos de las aguas
subterráneas, así como su composición química, por otra parte, han sido definidos por
Súlin y Behchúrin. En los límites de zonas elevadas y parteaguas la disminución de las
presiones de los horizontes acuíferos ocurre en direcciones no coincidentes; en estos
40
�territorios, por lo general, están desarrolladas aguas dulces del tipo bicarbonatadas
cálcicas. En los valles de ríos y zonas aledañas a los mismos y en otras formas
negativas del terreno, las presiones hidrodinámicas aumentan desde los horizontes
superiores hasta los inferiores. En las cuencas artesianas de plataformas (en las
partes altas de las mismas) ocurre la reposición de los recursos hídricos subterráneos
y las zonas bajas representan áreas de drenaje subterráneo.
Dentro de los límites de los valles, las aguas subterráneas tienen, generalmente, una
mineralización alta y son del tipo sulfatado-bicarbonatadas magnésico–cálcicas;
además, en las grandes zonas de drenaje de las aguas artesianas a menudo se
forman anomalías hidroquímicas, es decir, bajo los valles de los ríos se forman
“cúpulas” de aguas salobres hasta rasoles del tipo clóricas sódicas.
En un gran número de territorios se ha demostrado que el papel principal en la
composición química de las aguas subterráneas lo representan factores tectónicos,
que provocan cambios estructurales en planta, acompañados con el cambio de la base
de erosión y desplazamiento de las bases de los ríos. La estructura geológica,
condiciones de yacencia, origen, composición mineralógica y las materias orgánicas de
las rocas ejercen una influencia en la formación de la composición química de las
aguas subterráneas.
Uno de los principales factores de formación de la composición química de las aguas
subterráneas lo es el régimen dinámico de los horizontes acuíferos, interrelación de
los mismos y relación con las aguas superficiales. La composición mineralógica de las
rocas acuíferas constituye otro factor de importancia primordial en la composición
química de las aguas subterráneas, influencia que depende de las condiciones de
intercambio hídrico y de la termodinámica. La intensidad del intercambio hídrico en la
corteza de intemperismo representa uno de los factores principales de los cambios
químicos de las rocas y de las soluciones hídricas que se forman.
Las altas velocidades de filtración de las aguas y un drenaje intensivo propician un
breve contacto de las soluciones con las rocas, y por ello la concentración de
elementos solubles será pequeña. Durante un régimen hidrodinámico dificultoso en la
zona de intemperismo se forman soluciones hídricas con alto contenido de elementos
solubles. La acción de factores biológicos se expresa en el cambio de la composición
de las aguas bajo la acción de las bacterias y productos de la transformación de la
materia orgánica; esta en mayor o menor cantidad está presente en todas las rocas
sedimentarias.
Los principales elementos que forman parte de la materia orgánica lo son el carbono,
el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno; gran parte de dicha materia se encuentra en
las rocas de forma disgregada, y su mayor cantidad está en la capa vegetal,
directamente relacionada con la vegetación.
Los ácidos orgánicos aceleran el proceso de destrucción de las rocas. El ácido
carbónico formado como resultado de la oxidación de la materia orgánica se disuelve
en las aguas subterráneas, se incorpora a la reacción con componentes mineralógicos
de las rocas y es uno de los agentes más agresivos en las disoluciones de las mismas.
La evaluación de la forma de migración de los elementos tiene gran significado
durante el estudio del equilibrio entre las aguas subterráneas y las rocas; la utilización
en los cálculos de concentración de elementos determinados de forma analítica
conduce a evaluaciones incorrectas del estado de este equilibrio; esto está
fundamentado por la presencia en las aguas subterráneas de elementos que no se
encuentran solamente en forma de iones simples, sino también formando
combinaciones complejas. Otro factor natural que influye en gran medida en el cambio
de la composición química de las aguas subterráneas y también de los suelos está
representado por los procesos eólicos, sobre todo en zonas costeras; estos procesos
41
�están motivados por la transportación de sales del agua de mar, por el aire,
penetrando en tierra firme, en ocasiones hasta varias decenas de kilómetros.
Las sales transportadas por el agua son depositadas en los suelos de territorios
costeros y durante los períodos de lluvia son disueltas e infiltradas junto con las aguas
hasta los acuíferos, provocando procesos y reacciones a su paso, a través de la zona
no saturada que alteran el normal desarrollo de los mismos, intensificando la
acumulación de sales en los acuíferos, y con ello influyen en la variación de la
composición química de las aguas subterráneas. En general, estos procesos están
poco estudiados, a pesar de que existen condiciones muy favorables al desarrollo de
los mismos y que pueden influir mucho en la salinización de acuíferos y suelos
agrícolas, conjuntamente con la despoblación forestal de los territorios costeros.
La presencia de la acción de los factores antes relacionados no es constante, ellos
están sujetos a cambios dinámicos en el tiempo y espacio, propiciados por condiciones
físico-geográficas y por el desarrollo de la historia geológica (por la
Paleohidrogeología). Por ello, es necesario analizar y considerar sus cambios no solo
en los límites del territorio de estudio, sino también en los aledaños o en territorios
más alejados, los cuales, en las etapas iniciales de la historia geológica, pudieron ser
zonas de alimentación o drenaje de las aguas subterráneas. Un estudio detallado de
las condiciones naturales en su desarrollo histórico, posibilita la definición de las
causas que dieron origen a la formación de las aguas subterráneas y su composición
química dentro de los límites del territorio de estudio.
Factores artificiales: Las acciones artificiales sobre la naturaleza están relacionadas
con el desarrollo de la humanidad. La cubierta vegetal fue el primer componente de la
naturaleza que recibió la influencia del hombre. Los bosques fueron destruidos desde
los tiempos más remotos de formación de la sociedad humana. Las consecuencias
más notables fueron los cambios en la atmósfera, con un calentamiento del clima y
contaminación de la misma. La alteración de algunos factores naturales tiene tanto
carácter regional como local, en la actualidad también continental.
Las redes hidrográficas se transformaron con la aparición de embalses, canales,
derivadoras, rectificaciones de ríos, etc. Algunos ríos, lagos, pantanos y otras
depresiones naturales del relieve se utilizan para el vertimiento de aguas residuales y
otros desechos contaminantes.
La red artificial creada para el tránsito de aguas superficiales para el desarrollo
agrícola se crea en territorios de humedad insuficiente; esto, paralelo a las medidas
de mejoramiento, es acompañado de cambios significativos de las condiciones de
alimentación o drenaje de las aguas subterráneas freáticas y provoca cambios
radicales en su composición química y física. Los cambios de la red hidrográfica
conllevan al rompimiento de las condiciones naturales de escurrimiento de las aguas
superficiales.
Existen otros factores de gran desarrollo en las últimas décadas; los mismos están
relacionados con la explotación de yacimientos minerales, en muchos casos por el
método denominado a “cielo abierto”, lo que ha provocado una impetuosa denudación
y erosión, principalmente en zonas montañosas, ocasionando el arrastre de gran
cantidad de sedimentos arcillosos y coloidales por escurrimientos superficiales de los
ríos y por escurrimiento de las precipitaciones atmosféricas. La alteración de los
procesos naturales, de traslado de las materias sólidas y diluidas, pueden provocar
cambios sustanciales de las condiciones naturales en las aguas subterráneas, sobre
todo, esto se relaciona con el vertimiento de productos líquidos o diluidos, los que
pueden producir una contaminación en magnitudes considerables; en esto último
juega también un papel importante el amplio desarrollo industrial y poblacional actual
y el desarrollo de nuevas técnicas agrícolas, en las que de forma intensiva se utilizan
42
�fertilizantes y otros productos químicos que favorecen la contaminación en las aguas
subterráneas y sobre todo de las aguas freáticas.
3.3 Composición química de las aguas subterráneas
La composición de las aguas subterráneas puede contemplarse desde distintos tipos
de vista: químico, físico, bacteriológico, isotópico y otros. Básicamente nos vamos a
centrar en la composición química, entendiendo por ello el conjunto de sustancias
(generalmente inorgánicas) incorporadas al agua por procesos naturales. Las
sustancias orgánicas incorporadas al agua, aunque son frecuentes, aparecen en
concentraciones generalmente menores que las inorgánicas. La incorporación de los
constituyentes al agua es debido a su elevado poder disolvente y propiedades de
combinación. Esta disolución comienza, incluso mucho antes de que se incorpore al
acuífero (al flujo subterráneo).
Gases, aerosoles, polvo y sales diversas, presentes en la atmósfera, reaccionan con el
agua marcando el primer esbozo del quimismo del agua que, al precipitarse sobre la
superficie del terreno, se infiltrará. La interacción con el suelo (capa edáfica), zona no
saturada y el acuífero aportará al agua su contenido iónico. Los iones disueltos en las
aguas subterráneas se suelen dividir en mayoritarios, minoritarios y trazas. Los iones
mayoritarios son cloruro, bicarbonato, sulfato, calcio, magnesio, sodio y potasio.
Eventualmente el nitrato puede ser mayoritario, aunque muy raramente, es de origen
natural. Los iones minoritarios son aquellos que se encuentran habitualmente
formando menos del 1 % del contenido iónico total. Los más importantes son:
bromuro, yoduro, sílice, litio, estroncio, fosfato, nitrito, hierro, manganeso, aluminio,
amonio y sulfuro. Los elementos trazas son los que se encuentran en cantidades
inferiores y que requieren técnicas muy resolutivas para su determinación; son los
metales pesados y otros.
En condiciones alteradas de la composición química de las aguas subterráneas (por
contaminación) pueden encontrarse plaguicidas, fenoles, hidrocarburos, detergentes,
nitritos, amonio y otros en concentraciones superiores a las que se encuentran en
condiciones naturales. También por condiciones naturales o artificiales en la
composición del agua tendremos gases disueltos como el anhídrido carbónico,
oxígeno, etc.
Los iones mayoritarios en las aguas subterráneas generalmente son aportados por las
rocas por donde estas circulan, en el ambiente acuífero, con las características que a
continuación describimos.
Ión Cloruro (Cl): Si se exceptúan las evaporitas y rocas de origen marino, o
intrusiones marinas, las rocas por lo común, presentan escasa proporción de cloruros.
Sin embargo, dada la elevada solubilidad de sus sales, estos pasan rápidamente a la
fase acuosa pudiendo alcanzar concentraciones muy altas.
El agua de lluvia puede ser una fuente importante de ión cloruro, especialmente en
zonas próximas a la costa, disminuyendo rápidamente tierra adentro. El ión cloruro no
forma sales de baja solubilidad, no se oxida ni se reduce en aguas naturales, no es
absorbido significativamente, ni entra a formar parte de procesos bioquímicos, lo que
le da un carácter de trazador casi ideal.
La concentración de cloruros en aguas subterráneas es muy variable, desde menos de
10 mg/l a más de 3 000, en salmueras naturales, próxima a la saturación de ClNa,
puede alcanzar los 200 000 mg/l. El agua de mar contiene concentraciones próximas
a los 20 000 mg/l. En laboratorio se determina por volumetría con AgNO3 o
cromatografía iónica.
43
�Ión Sulfato (SO4): El ión sulfato procede del lavado de terrenos formados en
ambiente marino, de la oxidación de sulfuros que se encuentran ampliamente
distribuidos en rocas ígneas y sedimentarias, de la descomposición de sustancias
orgánicas, etc. Sin embargo, la disolución de sales sulfatadas (yeso y anhidrita
fundamentalmente) representa el aporte cuantitativamente más importante de este
ión a las aguas subterráneas.
El comportamiento del ión sulfato puede desviarse significativamente del teórico
predecible en base a los principios de su disolución, por su tendencia a formar iones
complejos con Na y Ca y a incorporarse a procesos biológicos. El ión sulfato está
sujeto a procesos de reducción, especialmente en presencia de bacterias y materia
orgánica. En ambientes reductores, a pH menor que 7, la forma reducida estable es el
H2S, mientras que en soluciones alcalinas predomina el HS.
En aguas dulces, la concentración normal de sulfatos puede variar entre 1 y 150 mg/l.
En aguas salinas, asociado al Ca, puede llegar a 5 000 mg/l; asociado al Mg y Na, en
salmueras, puede alcanzar hasta 200 000 mg/l. Se determina por gravimetría,
turbidimetría o cromatografía iónica.
Iones: Bicarbonato (HCO3 Carbonato- CO3 y CO2): El anhídrido carbónico disuelto
en agua y los diversos compuestos que forma en ella juegan un importante papel en
la química del agua. Se disuelve en el agua en función de su presión parcial (pco2).
Una parte permanece en disolución en forma de gas, mientras otra reacciona con el
agua para dar ácido carbónico, que se disocia parcialmente formando iones carbonato
y bicarbonato. El CO2 disuelto en agua procede fundamentalmente de la zona edáfica
en la que alcanza presiones parciales del orden de 10-1 a 10-3 bar (0,0003 bar en la
atmósfera exterior).
La disolución de calizas y dolomías, potenciada por el aporte de CO2 y/o ácidos
orgánicos o inorgánicos, es otra de las fuentes principales de carbonatos y
bicarbonatos. Aunque con velocidades de incorporación al agua mucho menores, la
hidrólisis de silicatos es otro de los mecanismos que da lugar a la formación de estos
iones.
En aguas con pH inferior a 8,3 (en la mayoría de las aguas subterráneas naturales) la
especie carbonatada dominante es el ión bicarbonato. En esta agua la concentración
suele variar entre 50 y 400 mg/l, aunque pueden encontrarse valores hasta 800 mg/l.
Concentraciones de hasta 1 000 mg/l pueden encontrarse en aguas pobres en Ca y
Mg o en las que se producen fenómenos de liberación de CO2 (reducción de sulfatos)
en el acuífero.
Ión Calcio (Ca): Suele ser el catión principal en la mayoría de las aguas naturales
debido a su amplia difusión en rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas. En rocas
sedimentarias aparece fundamentalmente en forma de carbonatos, calcita, aragonito
y dolomita o sulfatos (yeso y anhidrita). El intercambio iónico entre calcio y otros
cationes (sodio fundamentalmente), retenidos en la superficie de minerales con los
que entra en contacto el agua, se potencia notablemente en terrenos arcillosos de
baja permeabilidad.
La concentración de Ca varía ampliamente en las aguas subterráneas.
Concentraciones entre 10 y 250 mg/l son frecuentes en aguas dulces mientras que en
aguas de terrenos yesíferos pueden llegar a 600 mg/l, y en salmueras hasta 50 000 mg/l.
Ión Magnesio (Mg): Menos abundante que el calcio en aguas naturales, procede de
la disolución de rocas carbonatadas (dolomías y calizas magnesianas), evaporitas y de
la alteración de silicatos ferro magnesianos, así como de aguas marinas.
La solubilidad de la magnesita (MgCO3), en las aguas subterráneas naturales, es
mayor que la de la calcita por lo que, en condiciones normales, el MgCO3 no precipita
44
�directamente de la disolución de modo que, para un periodo dilatado de tiempo puede
producirse cierto grado de sobresaturación respecto a los diferentes carbonatos
magnésicos.
Los procesos de intercambio iónico influyen también en las concentraciones de
magnesio en aguas subterráneas. En ellas el magnesio es retenido con preferencia al
calcio en suelos y rocas. En aguas naturales el contenido del ión magnesio no suele
sobrepasar los 40 mg/l. En terrenos calcáreos pueden rebasarse los 100 mg/l y en
terrenos evaporíticos pueden alcanzarse valores de 1 000 mg/l.
Ión Sodio (Na): El sodio es liberado por la meteorización de silicatos tipo albita y la
disolución de rocas sedimentarias de origen marino y depósitos evaporíticos en que se
presenta fundamentalmente como ClNa. Una fuente importante de sodio lo
constituyen los aportes de aguas marinas en regiones costeras, tanto por intrusión
marina como por infiltración del agua de lluvia proveniente del mar.
Las sales de sodio son altamente solubles y tienden a permanecer en solución ya que
no se produce entre ellas reacciones de precipitación, como ocurre en el caso del
calcio. Sin embargo el sodio puede ser adsorbido en arcillas de elevadas capacidades
de cambio catiónico y puede ser intercambiado con calcio provocando una disminución
de dureza de las aguas. La presencia de sodio en aguas naturales es muy variable
pudiendo alcanzar hasta 120 000 mg/l en zonas evaporíticas, sin embargo, raramente
sobrepasa 150 mg/l en aguas dulces normales.
Ión Potasio (K): Procede de la meteorización de los feldespatos y ocasionalmente de
la solubilización de depósitos de evaporitas, en particular de sales tipo silvina (KCl) o
carnalita (KMgCl2). El potasio tiende a ser fijado irreversiblemente en procesos de
formación de arcillas y de adsorción en la superficie de minerales con alta capacidad
de intercambio iónico. En aguas subterráneas su contenido no suele sobrepasar los 10 mg/l, a
excepción de algunas salmueras. En ocasiones, concentraciones más altas pueden ser
indicio de contaminación por vertidos de aguas residuales.
Sílice (SiO2): El origen fundamental de la sílice en las aguas subterráneas son los
procesos de hidrólisis de feldespatos y silicatos en general. El cuarzo y la sílice
amorfa, por su baja solubilidad, fuertemente dependiente de la temperatura, no son
fuentes significativas de SiO2 del agua subterránea.
Aunque la sílice disuelta suele representarse como SiO2, en la mayoría de las aguas
naturales aparece como H4SiO4 monomérico que no comienza a disociarse hasta
valores de pH superiores a 9, siendo su solubilidad prácticamente independiente del
pH hasta dicho valor. Por lo general, el contenido de SiO2 en las aguas subterráneas
no sobrepasa los 8 mg/l.
Oxígeno disuelto (O2): Su importancia deriva del hecho de su capacidad de
oxidación de diferentes tipos de constituyentes que se encuentran en forma reducida
y de modificar, en consecuencia, la solubilidad de los mismos. En último término, la
fuente de oxígeno disuelto en aguas en contacto con el aire es la atmósfera. Una
fuente indirecta es también el proceso de fotosíntesis.
Aunque el oxígeno disuelto se puede consumir en procesos de oxidación de materia
orgánica en la parte superior de la zona no saturada, su contenido en aguas
subterráneas profundas puede ser notable. El contenido de oxígeno disuelto puede
llegar incluso a valores de saturación de 13,3 mg/l a 10 0C y 7,6 a 30 0C. Sin
embargo, las aguas anóxicas son frecuentes.
Iones (Nitrato- NO3, Nitrito- NO2 y Amonio- NH4): En estos iones, y
principalmente en el ión nitrito (NO2), queremos detenernos más detalladamente,
debido a que los mismos se encuentran frecuentemente en las aguas subterráneas y
presentan acciones altamente nocivas al organismo humano.
45
�El nitrógeno puede aparecer en forma de NH3 (ácido nítrico), NH4 (amonio) y por
oxidación de estas formas puede transformarse en NO2 (nitrito), y finalmente en NO3,
(nitrato) que es la forma más usual y estable. Los procesos de oxidación-reducción de
las especies nitrogenadas en el agua están influenciados por fenómenos biológicos y
en consecuencia, los productos finales dependerán del número y tipo de organismos
que intervengan en ellos.
Generalmente, el NH4, o el amoniaco libre, aparecen solo como trazas en aguas
subterráneas, aumentando su concentración cuando el medio es fuertemente
reductor. Este compuesto es el producto final de la reducción de sustancias orgánicas
o inorgánicas nitrogenadas que naturalmente se incorporan al agua subterránea. Dado
que la presencia de amonio favorece la multiplicación microbiana, su detección en
cantidad significativa en el agua se considera como indicación de contaminación
reciente probable.
3.4 Contaminación de acuíferos
Contaminación: Introducción de una serie de sustancias o energías en unas
concentraciones tales que pueden ocasionar, por un lado, daños directos a la salud
humana y al medio y por otro, efectos a largo plazo. Es decir, cualquier tipo de
alteración con respecto a “aquello” que sucede naturalmente (Lozano).
Las aguas subterráneas son expensas a su degradación por muy diversas causas, una
de las más difundidas es la contaminación. La contaminación de las aguas
subterráneas se presenta con características muy variadas, ya que la misma puede
ser de tipo natural o artificial, de origen antrópico, y la misma puede tener
características químicas, bacteriológicas, físicas (turbidez, olor, sabor, etc.).
En las aguas la singularidad de la contaminación es debido a que las mismas
presentan una disposición plegada de sus moléculas, lo que le da una gran capacidad
de disolución, siendo esta propiedad precisamente que su calidad sea mas vulnerable.
Otras de las características singulares del agua es su gran estabilidad, incluso a altas
temperaturas, de esto se deriva que la cantidad de agua en la tierra permanece
constante durante largos períodos de tiempo, si bien su estado y su situación varía,
formando lo que se ha dado en llamar el ciclo hidrológico en la naturaleza. En
determinadas circunstancias el vapor de agua existente en la atmósfera se precipita
en forma de lluvia o nieve.
A lo largo del ciclo hidrológico, el agua, que al pasar a la atmósfera por evaporación
es agua destilada de máxima pureza, se va cargando de otras sustancias que
determinan, en el momento de su utilización, las características de calidad. Aunque ya
en la atmósfera el agua de lluvia recibe impurezas por gases, aerosoles, polvo y sales,
si nos limitamos al ciclo natural, en el sentido de no considerar causas de
contaminación debidas de una u otra forma a la actividad humana, la mayor parte de
las impurezas provienen de las formaciones geológicas por las que discurre o en las
que se almacena y que, en mayor grado, va disolviendo. Por ello, la geología es un
factor determinante en la composición del agua, y en definitiva de su calidad.
La composición química y biológica que las aguas llegan a tener de forma natural se
modifica por la recepción de efluentes, de muy diferentes características, originados
por la actividad humana. Esta composición final es la que determina la calidad del
agua en un determinado momento. Los problemas de calidad más habituales en las
aguas subterráneas son la presencia de elevadas concentraciones de compuestos
nitrogenados en áreas de desarrollo agrícolas y de cloruros y sodio, asociados a la
intrusión marina en los acuíferos costeros.
46
�Los mecanismos por los que un agente contaminante puede alcanzar un acuífero y
propagarse en él son múltiples y en ocasiones muy complejos. La contaminación de
un acuífero desde la superficie del terreno se puede deber a los residuos o líquidos
vertidos en cauces secos, a la existencia de vertederos incontrolados o a la
acumulación de sustancias contaminantes. No obstante, las aguas subterráneas
cuentan con el poder depurador del terreno, en especial en determinados tipos de
acuíferos (detríticos con porosidad ínter granular y elevado contenido en minerales de
arcilla o materia orgánica en la zona no saturada) que pueden atenuar o reducir a
niveles aceptables el deterioro de la calidad de las aguas. La magnitud del problema
va a depender de numerosos factores entre los que destacan el tamaño de la zona
afectada, la cantidad de contaminante implicado, su solubilidad, toxicidad y densidad,
así como la composición mineral y de las características hidrogeológicas del terreno
por el cual se mueve.
Las aguas subterráneas pueden sufrir:
-
Contaminación directa: El contaminante alcanza la zona saturada sin haber
atravesado otro medio físico. Ejemplo: contaminación de un pozo de extracción
de aguas subterráneas por efecto de una fosa séptica.
-
Contaminación difusa: El contaminante alcanza la zona saturada tras haber
circulado por la zona no saturada.
-
Penacho contaminante: puede ser en un vertedero con fugas de lixiviado con
izo contenidos de amonio (NH4+) en mg/l.
Los mecanismos de propagación de la contaminación en el acuífero más frecuentes
son:
•
Mecanismos de propagación desde la superficie: Contaminación de un acuífero
por lixiviados de residuos depositados en superficie. Contaminación por
actividades agrícolas (fertilizantes, pesticidas, etc.). Contaminación por flujo
inducido de aguas superficiales contaminadas hacia un pozo.
•
Mecanismos de propagación desde la zona no saturada, contaminación por
aguas residuales domésticas (fosas sépticas...), contaminación por
embalsamiento superficial de residuos (balsas de infiltración de industrias,
depósitos en excavaciones naturales o artificiales...)
•
Mecanismos de propagación originados en la Zona no Saturada, pozos de
inyección (pozos utilizados para inyección directa y eliminación de aguas
residuales, industriales, procedentes de actividades mineras...) Progresión de
intrusión marina por alteración del régimen de flujo (avance de la cuña de agua
salada tierra adentro, al disminuir el flujo de agua dulce hacia el mar).
En función del tipo de contaminante se pueden diferenciar:
Contaminantes conservativos: Su estructura química se mantiene a lo largo del
tiempo a pesar de su interacción con los materiales del medio. Como ejemplo, están
los metales pesados (Hg, Pb, Zn, Ag, Fe, Ni, Co, etc.). A pesar de no verse alterados,
no siempre son capaces de llegar al agua subterránea, pues procesos tales como la
adsorción en la superficie de arcillas o materia orgánica o la formación de complejos
insolubles pueden fijarlos o retrasar su avance.
Contaminantes no conservativos: Son aquellos cuya estructura química se modifica al
interaccionar con el medio o por auto degradación como en el caso de los
contaminantes orgánicos o biológicos.
El principal problema que afecta a las aguas subterráneas es la elevada concentración
de nitratos procedentes mayoritariamente del empleo de fertilizantes inorgánicos. El
uso de fertilizantes puede afectar a las aguas subterráneas de la siguiente manera:
47
�•
Al proliferar las bacterias del suelo que consumen el nitrógeno disponible
aumentan las necesidades de fertilizantes nitrogenados.
•
La aplicación de dosis excesivas de fertilizantes con un alto contenido en agua
afecta a las propiedades físicas del suelo, lo que causa un incremento de la
lixiviación de sustancias nitrogenadas y un deterioro en la calidad del humus.
•
La aplicación de fertilizantes líquidos que contengan nitrógeno amoniacal puede
afectar directamente a la calidad de las aguas subterráneas.
•
Los microorganismos presentes en los fertilizantes orgánicos naturales pueden
contaminar las aguas.
•
Los compuestos nitrogenados orgánicos antes de que puedan ser empleados
por las plantas o arrastrados hacia el agua subterránea han de pasar por las
etapas de mineralización.
•
Los compuestos de fósforo presentan una movilidad muy reducida y son
rápidamente fijados o absorbidos por los compuestos del suelo y de la zona no
saturada.
Contaminantes del agua
Contaminantes físicos:
Son como su denominación
propiedades físicas del agua.
los
caracteriza,
elementos
que
contaminan
las
Aspecto: es una de las características principales que incide sobre el uso o rechazo
del agua como potable. Esta debería ser incolora y sin sustancias en suspensión a
simple vista.
El aspecto se refiere, por tanto, a la presencia de color, turbidez, sólidos en
suspensión, sedimentos o partículas similares, detectables a simple vista. Dada la
subjetividad de la interpretación de este parámetro, siempre que sea posible debe de
ir acompañado de valores numéricos sobre color, turbidez, etc.
Color: el color no se puede atribuir a ningún constituyente en exclusivo, aunque en
ciertos colores en aguas naturales son indicativos de la presencia de determinados
contaminantes. La coloración del agua natural no contaminada está causada
principalmente por la presencia de sustancias húmicas que le proporcionan al agua el
color amarillo; compuestos de hierro le dan color rojizo así como tonalidades oscuras
(negras) son debidas a la presencia de manganeso.
Turbidez: la transparencia del agua es un factor decisivo para la calidad y
productividad de los ecosistemas que contienen, ya que las aguas turbias impiden la
penetración de la luz, y con ello disminuye la incorporación de oxígeno disuelto para la
fotosíntesis que realizan los productores primarios.
Olor: un agua destinada a la alimentación debe de ser completamente inodora. En
efecto, todo olor es signo inequívoco de contaminación o de la presencia de materias
orgánicas en descomposición.
Sabor: es otra determinación organoléptica y no suele emplearse como indicador de
identificación de contaminación, ya que suele ser común el desconocimiento del origen
potencial de la contaminación si se desconoce las propiedades físico-químicas y
biológicas mínimas para ello. El agua potable debe ser insípida.
Temperatura: la temperatura es una de las constantes físicas que tiene más
importancia en el desarrollo de diversos fenómenos que se realizan en el agua, y
48
�determina la evolución o tendencia de sus propiedades, ya sean físicas, químicas o
biológicas.
Conductividad eléctrica: por las propiedades que nos define es por tanto, indicativa
de la materia ionizable total presente en el agua.
PH: se debe a la composición de los terrenos atravesados por el agua, de tal forma, si
tenemos valores del pH alcalino, indica que las rocas son carbonatadas, y un pH
ácido, que las rocas son silíceas. Los valores de pH compatible con la vida de las
especies acuáticas están comprendidos entre 5 y 9, situándose los más favorables
entre 6 y 7,2.
Sólidos en suspensión: los sólidos pueden afectar negativamente la calidad del
agua. Las aguas con abundantes sólidos disueltos suelen ser de inferior palatabilidad,
y pueden inducir una reacción fisiológica desfavorable en el organismo.
Contaminantes químicos:
Un número importante de elementos, compuestos y sustancias que, dependiendo de
las condiciones físico-químicas del medio hídrico, pueden llegar a convertirse en
contaminantes químicos del mismo, son miembros integrados en algunas de las
etapas que estructuran el desarrollo de los ciclos biogeoquímicos principales.
Anhídrido carbónico (CO2): disuelto en agua tiene su origen principalmente en la
respiración (consumo de O2) de los organismos y microorganismos que se encuentran
en los sedimentos y en el agua, así como en la descomposición de la materia
orgánica. En el agua existe un incremento de CO2 por la noche debido a que por falta
de luz no se realiza la función clorofílica, no aportándose oxígeno al medio.
El anhídrido carbónico es uno de los elementos causantes de la agresividad o de las
incrustaciones en el agua. Desde el punto de vista industrial, el empleo de un agua
exige una buena evaluación del equilibrio carbónico, en particular para las tuberías
conductoras y los generadores de vapor.
Ácidos carbónicos: Para el estudio del sistema agua-ácido carbónico (H2 CO3)
bicarbonato (HCO3)- carbonatos (CO3) hay que tener en cuenta el pH del medio. Con
pH entre 4,3 y 12,6 la especie predominante de carbono son los bicarbonatos. Con pH
inferiores a 4,3 en disolución existirá ácido carbónico. Con pH superior a 8,3 existirán
los carbonatos. Los carbonatos precipitan fácilmente en presencia de iones de calcio.
Estos iones contribuyen fundamentalmente a la alcalinidad del agua, que es una
medida de la capacidad para neutralizar ácidos.
Sulfuros: el sulfuro de hidrógeno (H2S) proviene de la educción de sulfatos en
condiciones anaerobias, es un gas muy soluble en agua, con un olor característico a
huevo podrido y muy venenoso. Las aguas que contienen sulfuro de hidrógeno son
muy tóxicas con pH ácidos, incluso para las bacterias. La toxicidad disminuye con pH
básicos.
Sulfatos: el ión sulfato (SO4) se forma principalmente mediante la oxidación del
sulfuro de hidrógeno en condiciones aerobias. Es uno de los iones que contribuye a la
salinidad de las aguas y se encuentra presente en la mayoría de las aguas naturales.
El ión sulfato tiende a formar sales con los metales pesados disueltos en el agua, y
debido a que el producto de solubilidad de dichas sales es muy bajo, contribuye muy
eficazmente a su toxicidad. Un incremento de sulfatos presentes en el medio hídrico
es indicador de un vertido próximo.
Compuestos nitrogenados: el nitrógeno se encuentra en el agua en tres formas:
gas disuelto, combinaciones orgánicas y combinaciones inorgánicas. Las algas
cianofíceas y las bacterias, transforman el nitrógeno molecular en nitrógeno orgánico.
49
�El nitrógeno inorgánico no gaseoso se halla en forma de nitratos (NO3), nitritos (NO2)
y amoniaco (NH4). Es natural encontrar la mayor composición en forma de nitrato,
que es la forma más oxidada. La proporción entre las distintas formas es consecuencia
de los procesos biológicos. La concentración entre el amonio y nitrito es relativamente
mayor en aquellos momentos en que los procesos de descomposición revisten
particular importancia. Los factores ambientales que influyen en la actividad de los
organismos nitrificantes y desnitrificantes son: la temperatura, la concentración de
oxígeno, las fuentes de carbono, el pH, las sustancias tóxicas, etc.
Nitrógeno amoniacal (ión NH4): es considerado como una prueba química de
contaminación reciente y peligrosa. A pH elevado el amonio pasa a estado de
amoniaco, considerándose este en aguas aptas para la vida acuática, con valores
inferiores a 0,025 mg/l. Si el medio es aerobio, el nitrógeno amoniacal se transforma
en nitritos.
Nitrógeno nitroso (ión nitrito NO2): Los nitritos pueden estar en el agua bien por
la oxidación del amoniaco o por la reducción de los nitratos. En el primer caso, es casi
seguro que su presencia se deba a una contaminación reciente, aunque haya
desaparecido el amoniaco. En las aguas subterráneas, sobre todo las de origen
profundo, se pueden encontrar nitritos como consecuencia de un medio reductor.
Igualmente, cuando el agua que contiene nitratos está en contacto con metales
fácilmente atacables, ya sea a pH ácido o alcalino, se pueden presentar nitritos. Desde
el punto de vista de potabilidad del agua, la presencia de nitritos la impotabiliza,
debido a que su presencia indica una contaminación con la consiguiente aparición de
organismos patógenos.
Nitrógeno nítrico (ión nitrato NO3): en las aguas la concentración de nitratos
tiende a aumentar hoy en día, principalmente como consecuencia del incremento del
uso de fertilizantes en grandes áreas agrícolas y por el incremento de la población.
Compuestos de fósforo: el fósforo disuelto en el agua puede proceder o bien de
ciertas rocas o del lavado de suelos, en cuyo caso puede tener su origen en un pozo
negro o un estercolero. La concentración de fósforo depende generalmente de la
densidad de población, ganadería, uso de abonos, etc. El fósforo se encuentra en el
agua como fósforo orgánico e inorgánico, disuelto o en suspensión. Uno de los
principales efectos que producen los fosfatos es que favorecen la eutrofización, lo cual
trae como consecuencia el aumento de materia orgánica, bacterias heterótrofas, que
modifican el carácter fisicoquímico del agua y hacen que disminuya el oxígeno
disuelto.
Contaminación inorgánica:
Además de los compuestos inorgánicos que intervienen en los ciclos biogeoquímicos
ya comentados debemos señalar los siguientes:
Oxígeno disuelto: el oxígeno disuelto en el agua es debido a las turbulencias de este
medio en la interfase aire-agua, y a la producción fotosintética. La solubilidad del
oxígeno en el agua depende de la temperatura, la presión atmosférica y la salinidad.
Cuando la temperatura se eleva, el contenido de oxígeno disuelto disminuye en razón
de su pequeña solubilidad, pero también a causa del consumo aumentado por los
seres vivos y las bacterias que se multiplican. Estas modificaciones pueden ocasionar
sabor y olor desagradables en el agua.
Cloruros: Los contenidos de cloruro en las aguas subterráneas son extremadamente
variables y se deben principalmente, a la naturaleza de las rocas por donde circula el
agua y existencia o no de mezcla con aguas marinas. El gran inconveniente de los
cloruros en las aguas es el sabor desagradable que los mismos le aportan. También
50
�pueden corroer las tuberías y depósitos. Además, para el uso del agua en la
agricultura los contenidos en cloruros pueden limitar el uso del agua en ciertos
cultivos y a partir de determinadas concentraciones en aguas que se utilizan en riego
contribuyen a la salinización de los suelos agrícolas. En determinadas circunstancias o
condiciones, al comprobarse que existe un incremento de cloruros en las aguas, debe
pensarse que existe contaminación de origen humano.
Contaminación orgánica:
La contaminación orgánica en la mayoría de los casos representa ser la más
importante magnitud y sus principales fuentes son de origen doméstico, industrial,
agrícola y ganadero. Existen tres índices para medir la contaminación orgánica en las
aguas:
Demanda química de oxígeno (DQO): es la cantidad de oxígeno consumido por las
materias existentes en el agua, oxidables en unas condiciones determinadas. En el
ensayo se emplea un agente químico fuertemente oxidante en medio ácido para la
determinación del equivalente de oxígeno de la materia orgánica que puede oxidarse.
Esta medida es una estimación de las materias oxidables presentes en el agua,
cualquiera que sea su origen, orgánico y mineral.
Demanda biológica de oxígeno: representa la cantidad de oxígeno consumido para
la degradación bioquímica de la materia orgánica mediante procesos aerobios. La
determinación que se ejecuta habitualmente es la DBO5, es decir, se deposita la
muestra de agua en la oscuridad y a una temperatura de 20 0C durante 5 días. Las
aguas subterráneas suelen tener menos de 1 mg/l (ppm), si en este tiempo su
concentración aumenta esto significa contaminación. La relación entre DBO y DQO es
significativa de la biodegradabilidad de la materia orgánica. En aguas residuales un
valor de la elación DBO/DQO menor de 0,2 se interpreta como un vertido de tipo
inorgánico (difícilmente biodegradable) y orgánico si es mayor de 0,6 (fácilmente
biodegradable).
Carbono orgánico total (TOC): este parámetro, como su nombre lo indica, es la
medida del contenido total en carbono de los compuestos orgánicos presentes en las
aguas. Se refiere tanto a compuestos orgánicos fijos como volátiles, naturales o
sintéticos. Es la expresión más correcta del contenido orgánico total. Sirve para
estimar el contenido total de materia orgánica presente en el agua.
Microcontaminantes:
Se define como microcontaminantes, aquellas sustancias que se encuentran en el
agua en pequeñas concentraciones, pero cuyos efectos en el medio son considerables.
Microcontaminantes inorgánicos: (metales traza), son biorrefractarios, es decir,
tienden a persistir en el medio ambiente indefinidamente, por lo que presentan una
amenaza más seria que los compuestos orgánicos, que pueden ser más o menos
persistentes. Un metal pesado en el agua, el mayor problema que presenta es que
tiene la posibilidad de que sufra bioconcentración.
Microcontaminantes orgánicos: la principal característica de los contaminantes
orgánicos son su complejidad y su variedad. Suelen estar ligados a fenómenos de
toxicidad, posibilidad de acumulación, modificación de los caracteres organolépticos
de las aguas, y presentan dificultades para su determinación analítica. Al igual que los
metales pesados, entran en la cadena alimentaria produciendo una sucesiva
bioconcentración.
La contaminación por estos grupos de compuestos se deriva de actividades
domésticas, industriales y agrícolas. Entre los grupos más característicos de este
grupo de contaminantes pueden señalarse los siguientes:
51
�Plaguicidas: cualitativa y cuantitativamente, los plaguicidas presentan la más seria
amenaza al medio ambiente de los compuestos orgánicos: Insecticidas, acaricidas,
herbicidas, nematoridas, rodenticidas. Los principales grupos son: organoclorados,
organofosforados, carbamatos, triazinas y fenoxiácidos. Los más resistentes a la
biodegradación son los organoclorados, aunque también los más tolerables para los
animales superiores. En la mayor parte se degradan, pero los productos resultantes
poseen casi la misma toxicidad.
Detergentes: los detergentes aniónicos son los más empleados, los primeros fueron
los alquilbencenosulfatanos (ABS), muy resistentes a la degradación microbiana y
tóxica para la vida acuática. Ahora se están sustituyendo por los llamados
alquilsulfonatos (LAS), estos son fácilmente degradables por las bacterias, lo que
quiere decir que no poseen mucha toxicidad.
Fenoles: exceptuando las sustancias húmicas, la contribución natural a las aguas es
insignificante y bastante biodegradable. Su procedencia es principalmente industrial
(industria química, del carbón, celulosa, petroquímica), aunque también hay que
mencionar la degradación de algunos plaguicidas.
Hidrocarburos: en las aguas continentales están presentes por fugas de oleoductos y
vertidos industriales. Dan al agua un sabor y un olor desagradables, lo que permite
detectarlos en cantidades incluso de ppb. La película superficial que forman en las
aguas impide el intercambio gaseoso agua-aire, con el consiguiente trastorno para la
vida acuática.
Bifenilos policlorados (PCB, s): por su fórmula, son muy parecidos a los
plaguicidas organoclorados; poseen núcleos aromáticos muy sustituibles por cloro. Se
emplean en la fabricación de plásticos, aislantes dieléctricos (retardan eficazmente su
combustión debido a su alta resistencia a ella), etc. Son los microcontaminantes
orgánicos más persistentes que se conocen, más incluso que el DDT.
Sustancias húmicas: este tipo de sustancia es la menos nociva para el medio
ambiente, de hecho procede de él. Lo constituye un número determinado de
sustancias, muchas de ellas desconocidas, que resultan de la lixiviación de la capa
orgánica del suelo, constituida por los restos más o menos transformados de las
plantas (hojas y fracciones leñosas, fundamentalmente).
Contaminantes biológicos: los microorganismos constituyen la parte biológica de la
contaminación del agua y han sido las causas de las grandes epidemias que se han
producido a lo largo de la historia de la humanidad. A pesar de ello no todos los
microorganismos son igualmente nocivos (patógenos); algunos son inocuos y otros
son de gran utilidad para la autodepuración de los ríos.
A continuación analizaremos dos de los tipos o elementos de contaminación que a
partir del siglo pasado se han ido presentando con más frecuencia, en grandes
territorios y que es muy degradante de los acuíferos: la contaminación por
hidrocarburos, que generalmente es provocada por el hombre, tanto en territorios de
desarrollo de yacimientos petrolíferos, como fuera de ellos por diversas causas, siendo
los más frecuentes los derrames. También analizaremos, con algo más de detalle, la
contaminación de las aguas subterráneas por compuestos nitrogenados de origen,
tanto natural como artificial, siendo esta última la más frecuente en la actualidad, por
desarrollo de la humanidad y su actuar cotidiano.
52
�3.4.1 Contaminación por hidrocarburos
Los hidrocarburos representan uno de los contaminantes más difíciles de eliminar de
los acuíferos y aunque esta contaminación no se encuentra con mucha frecuencia y su
origen es generalmente provocado por el hombre, cuando ocurre puede degradar
(contaminar) amplias extensiones de acuíferos y sobre todo la producida por el
petróleo.
El petróleo representa un material mineral de origen orgánico de composición muy
compleja. Por su composición química, está formado predominantemente por distintas
uniones de carbono (C) e hidrógeno (H), de distintos pesos moleculares. Intervienen
en su composición también el oxígeno (O), el nitrógeno (N) y el azufre (S). En la
mayoría de los casos, el contenido de carbono en el petróleo oscila entre 80 y 87 % y
el contenido de hidrógeno entre 12 y 14 %, lo que representa un 97–99 % de toda su
composición.
El contenido de oxígeno, nitrógeno y azufre en el petróleo representa como máximo
un 1–2 % y en casos muy específicos puede alcanzar 3 hasta 5 % y principalmente
por contenido de azufre. El contenido de oxígeno y nitrógeno muy rara vez alcanza el
1-1,5 %. El nitrógeno está presente en forma de compuestos orgánicos y el oxígeno
en forma de ácidos nafténicos.
La representación química de los compuestos de carbono e hidrógeno en el petróleo
es muy variada y su notificación química responde igualmente a una amplia variedad
de expresiones, como por ejemplo:
CnH2n + 2; CnH2n; CnH2n – 2; CnH2n – 4 y otras.
Cada una de estas combinaciones presenta determinadas propiedades de reacción,
unas pueden formar otros compuestos, otras no. Existen series con combinaciones
que son muy activas en la formación de otros compuestos por unión iónica
denominados no saturados, como por ejemplo: C2H4 (etileno) y otras series
denominadas saturadas por contenido de carbono e hidrógeno como el CH4 (metano).
Cuando ocurren derrames de petróleo o sus derivados, por sus propiedades físicas e
intrínsecas y en dependencia de la litología de cubierta o zona no saturada, estos
pueden infiltrarse hasta las aguas subterráneas y en la mayoría de los casos no son
diluidos en el agua. Por el bajo peso específico, (0,8–0,93 gr/cm3) y otras propiedades
el petróleo y sus derivados “flotan” sobre las aguas. Paralelo a esto ocurrirá la
filtración de estos compuestos y además la difusión de los mismos sobre las aguas
subterráneas y a través de las rocas acuíferas y en la zona no saturada totalmente.
La difusión de los hidrocarburos, y principalmente del petróleo, ocurre gracias a la
movilidad de las moléculas de CH, las cuales, incluso, pueden difundirse a través de
las arcillas saturadas a velocidades que pueden alcanzar hasta 4,8 * 10- 6 cm/seg, en
presencia de gases y hasta 4 * 10- 8 con ausencia de gases en las rocas.
Estas características de los hidrocarburos y sobre todo del petróleo, así como su
adherencia a las rocas por su alta viscosidad (hasta más de 230 spuaz), hacen que la
propagación de la contaminación de acuíferos, por estos elementos, sea muy difícil de
contrarrestar después de contaminadas las aguas en los acuíferos. Los hidrocarburos
son elementos muy tóxicos, una contaminación de las aguas con contenidos
relativamente bajos de hidrocarburos (menor de 100 mg/l) puede provocar
afectaciones graves en el organismo humano por intoxicación y principalmente en la
población infantil.
53
�Tabla 3.2. Propiedades físicas de hidrocarburos en estado líquido
Denominación
Fórmula química
Temperatura de
ebullición
0
C
Densidad
gr/cm3 (a
0
C)
Series saturadas
Etileno
C2H4
-104
0,5699
(a-104)
Propileno
C3H6
-47
0,6095
(a–47)
Butileno
C4H4
-6,1
0,6261
(a-6,9)
Amileno
C5H10
+32,5
0,644
(a+20)
Exileno
C7H4
+94
0,705
(a+20)
0,415
(a-164)
Series no saturadas
Metano
CH4
-164
Etano
C2H6
-88,6
0,446
(a 0)
Propano
C3H8
-42
0,535
(a 0)
Butano
C4H10
-135
0,6
(a 0)
Pentano
C5H12
+36
0,648
(a 0)
Hexano
C6H14
+69,7
0,677
(a 0)
Heptano
C7H16
+98,4
0,6838
(a 0)
Decano
C10H12
+173
0,746
(a 0)
En los casos de contaminación de las aguas subterráneas por hidrocarburos pueden
ser aplicados diversos métodos para contrarrestar (disminuir o eliminar) esa
contaminación. Generalmente la contaminación se presenta en dos fases, una del
hidrocarburo que flota y se desplaza sobre las aguas subterráneas (fluido) y otra que
se adhiere (es absorbido) a las rocas por sus propiedades de viscosidad, etc. De tal
forma, no todos los métodos que se aplican para la extracción de estos contaminantes
son efectivos en su totalidad.
Para la extracción y captación del hidrocarburo fluido existen varios métodos
mecánicos, de los cuales los más desarrollados son los siguientes:
•
Bombeo de pozos en centro de área contaminada, con toma de las bombas en
la superficie de las aguas subterráneas, con expulsión del contaminante hacia la
superficie del terreno donde descargará a un sistema de trampas para la
captación en superficie de los hidrocarburos.
•
Bombeo de pozos ubicados en el centro del área contaminada, con toma en la
superficie de las aguas subterráneas y recarga artificial del acuífero en pozos
ubicados por la periferia del área afectada. Principalmente, la ubicación de los
pozos deberá coincidir con los límites del área afectada que se encuentra aguas
abajo en relación con la dirección del flujo subterráneo.
•
Extracción (o succión) mediante Skimmers en pozos. Este método representa
un sistema de extracción de hidrocarburos, en este caso, por flotadores sobre
las aguas subterráneas, ubicados dentro de pozos. Estos flotadores presentan
una boya calibrada, según la densidad del hidrocarburo y acoplada a la misma
está la toma de las bombas (neumáticas) que succionan el contaminante y lo
impulsan hacia la superficie del terreno, donde igualmente será vertido a un
sistema de trampas para su captación y recogida.
54
�•
Extracción mediante sistemas de Vacuun o Alto Vacío. Este método está
compuesto por bombas de succión, conectadas a la boca de pozos o
piezómetros, totalmente hermetizados, del que sale la tubería de succión.
Para la eliminación o degradación de los hidrocarburos, contaminantes absorbidos por
rocas acuíferas y de la zona no saturada y parte también de los fluidos, desde hace ya
algunas décadas, se aplican también los métodos Biocorrectores o Biodegradantes.
Los métodos Biocorrectores o Biodegradantes consisten, principalmente, en el uso de
microorganismos naturales (levaduras, hongos o bacterias) existentes en el medio
para descomponer o degradar sustancias peligrosas a sustancias menos tóxicas o
inocuas al medio ambiente o salud humana.
Estas técnicas biológicas pueden ser de tipo aerobio (presencia de un medio oxidante)
o bien de tipo anaerobio (presencia de un medio reductor). Su aplicación está basada
en distintos métodos, de los cuales uno de los más desarrollados es la ventilación
forzada -inyección de aire a presión en la zona no saturada a través de pozos o
piezómetros (bioventing).
La biodegradación de contaminantes hidrocarburos se basa en que, en la cadena
respiratoria o transportadora de electrones de las células se producen una serie de
reacciones oxidantes y reductoras, cuyo fin es la obtención de energía. La cadena la
inicia un sustrato orgánico (compuesto hidrocarburo) que es externo a la célula y que
actúa como donante de electrones, de modo que la actividad metabólica de las células
(bacterias, etc.) acaba degradando y consumiendo el sustrato (hidrocarburos).
Los nutrientes más comúnmente utilizados por los microorganismos son el oxígeno,
los nitratos, el hierro, los sulfatos y el dióxido de carbono. En el caso que nos interesa,
cuando el oxígeno es utilizado, el funcionamiento metabólico microbiano se produce
en condiciones aerobias y el esquema de degradación de los hidrocarburos es el
siguiente:
Hidrocarburos + O2 → biomasa + CO2 + H2O
La eficacia del método de Inyección de Aire (bioventing) consiste en que, al inyectarse
aire a presión en la zona no saturada hasta proximidades de la superficie de las aguas
subterráneas que contiene hidrocarburos, en la superficie de los hidrocarburos se
desarrolla la volatilización de estos, facilitando la migración de la fase volátil y al
incrementarse la oxigenación de la superficie de los hidrocarburos se estimula la
actividad bacteriana, lográndose con ello la biodegradación de estos contaminantes.
Este método presenta alta eficacia cuando:
•
Los hidrocarburos contaminantes son de alta volatilidad.
•
Los acuíferos contaminados y zona no saturada contienen bajos contenidos de
arcilla y su litología es homogénea.
•
Los contaminantes hidrocarburos poseen baja solubilidad.
•
El aporte de oxígeno sea suficiente así como la de fuentes de carbono.
•
Existan condiciones determinadas de pH (6 a 8), la humedad no sea muy alta
(12-30 %), potencial redox mayor de 50 m.V, temperatura entre 0 y 400 C y
los nutrientes contenidos en el suelo y sedimentos N y P en relación 10: 1.
El tiempo de degradación de los hidrocarburos es variable, en función de las
condiciones que existan en el medio del desarrollo bacteriano y del volumen del
contaminante depositado, y el mismo puede oscilar desde algunos meses hasta varios
años. Para la recuperación de acuíferos degradados por hidrocarburos, generalmente
se requiere de la aplicación combinada de los métodos que anteriormente se han
relacionado.
55
�La contaminación por hidrocarburos se hace cada día más frecuente y de ellos los de
más sistematicidad son por gasolina, kerosén, gasoil y fuel oil. No es raro ya, conocer
de accidentes en depósitos o en la transportación de estas sustancias. La
contaminación puede originarse por fugas desde depósitos, enterramientos de
residuos, lavado de aglutinantes de caminos asfaltados, riego de terrenos con aceites
residuales para evitar el polvo, así como por inyección profunda de residuales y
muchas otras formas.
La penetración o infiltración de hidrocarburos en suelos considerados como
permeables puede alcanzar valores considerables en profundidad, en dependencia del
tipo de suelo y sedimentos subyacentes. La infiltración y mezcla con las aguas
subterráneas puede presentarse de distintas formas en dependencia de la
permeabilidad de las rocas o suelos de la zona no saturada y la zona saturada
(acuífera) (Figuras 3.1 y 3.2). La máxima profundidad de penetración de los
contaminantes hidrocarburos puede pronosticarse, según González, por la expresión
siguiente:
Hh =
1000 * V
m.
A* R * K
(3.1)
Donde: V- Volumen de contaminante vertido sobre el suelo, m3.
A- Área superficial afectada, m2.
R- Capacidad de retención de los sedimentos, l/m3 (Tabla 3.3)
K- Factor de corrección que depende de la viscosidad del hidrocarburo (Tabla
3.4).
Tabla 3.3. Capacidad de retención del suelo (R)
R, l/m3
Tipos de sedimentos
5
Gravas gruesas
8
Gravas finas y arenas gruesas
15
Arena gruesa y media
25
Arena media a menuda
40
Arena fina
Tabla 3.4. Factor de corrección (K)
Tipo de combustible
Factor K
Gasolina
0,5
Kerosén, Gasoil
1,0
Fuel oil ligero
2,0
Cuando la profundidad máxima de infiltración del contaminante resulta superior a la
profundidad de yacencia de las aguas subterráneas de acuíferos freáticos, puede
pronosticarse el área de extensión máxima que los hidrocarburos infiltrados ocuparán
sobre la superficie del agua subterránea, según González, por la expresión:
Ah =
1000V − A * R * m * K
, m2
Vh
(3.2)
56
�Donde: Vh- Volumen de hidrocarburo en la zona capilar, l/m2.
Vh =
Hc * R
m3.
1000
(3.3)
Hc- altura capilar, m.
k-Profundidad a la que se encuentran las aguas subterráneas, m.
FIGURA 3.1 Etapas de la penetración y mezcla de hidrocarburo con las aguas
subterráneas.
FIGURA 3.2 Formas de mezcla de hidrocarburos con las aguas subterráneas en rocas
con distinto grado de permeabilidad.
3.4.2 Contaminación por nitratos (NO3) y nitritos (NO2)
Vulnerabilidad de los acuíferos frente a la contaminación por nitratos y
nitritos
La vulnerabilidad de un acuífero frente a la contaminación del agua subterránea es
una propiedad del acuífero, cualitativa, relativa, no medible y adimensional. La
exactitud de la evaluación de la vulnerabilidad depende, sobre todo, de la cantidad y
calidad de los datos, de su fiabilidad y representatividad.
De forma genérica, el cálculo de la vulnerabilidad de un acuífero se puede realizar
cualitativamente, estableciendo una categorización (por ejemplo, vulnerabilidad muy
alta, alta, media, baja) y agrupando el subsuelo del área de estudio en categorías de
acuerdo con una tabla que recoja consideraciones tales como permeabilidad, espesor,
capacidad de atenuación y fracturación, matizando estas valoraciones con otros datos,
como por ejemplo, la profundidad del nivel freático. De aquí se obtendrían unas
categorías para cada punto analizado, con un alto grado de subjetividad, pudiendo
variar de un punto a otro según el autor. No obstante, lo más adecuado sería buscar
57
�un valor numérico que se base en consideraciones lo más cuantificables y objetivas
posibles.
El grado de vulnerabilidad de los acuíferos frente a la contaminación por nitratos
depende de: factores de carácter endógeno, características lito estratigráficas del
acuífero, espesor, textura, naturaleza geoquímica, contenido de materia orgánica,
permeabilidad, grado de figuración, factores de carácter exógeno, características de la
carga contaminante, forma de incorporación del contaminante al terreno, régimen
pluviométrico y su relación en zonas de cultivo con los sistemas de abonado y riego,
temperatura del agua que se infiltra, condiciones de construcción de los pozos de
explotación.
Los factores endógenos son los que más influyen en el control del tiempo de
residencia del ión nitrato en el terreno y de las reacciones, físico-químicas que van a
tener lugar en el mismo y que, en definitiva, van a condicionar el avance del frente
de contaminación una vez pasada la zona radicular. Por ejemplo: la roca granítica
(plutónica). En formaciones poco permeables, de naturaleza plutónica o metamórfica,
en las que se localizan acuíferos libres, dispersos, de escasa potencia y poco
productivos, el contenido en nitratos puede llegar a alcanzar valores elevados en
zonas de importante actividad agrícola o ganadera de tipo extensiva. Sin embargo, y
debido al alto poder de renovación del agua en el acuífero, la recuperación de la
calidad del mismo se puede lograr en poco tiempo, una vez eliminada o reducida la
fuente contaminante.
En las formaciones sedimentarias, cuyas aguas se explotan en grandes volúmenes, la
percolación a través de la zona no saturada, favorecida bien por su elevada
permeabilidad, bien por su reducido espesor o bien por la acción combinada de ambos
factores, se traduce en una progresiva acumulación de contaminantes.
El enriquecimiento de las aguas subterráneas en nitratos no es consecuencia
obligatoria de la migración vertical, sino que sobreviene cuando esta última excede de
un valor límite en función de las condiciones locales. La constatación de esta
concentración creciente señala un desequilibrio en la relación entre la planta, el suelo
y el agua, cuya causa debe buscarse en el contexto de un balance de nitrógeno
asociado al sistema de cultivo en cuestión.
En zonas semiáridas los niveles piezométricos descienden durante las épocas de
bombeo y riego y se recuperan durante la estación húmeda. El ascenso piezométrico
durante la recarga provoca la mezcla del agua de la zona saturada y no saturada. Este
ciclo se repite cada año y se extrema en años de sequía o de precipitaciones
anormalmente altas. La estratificación de los nitratos en la zona no saturada se
desplaza en los ascensos piezométricos a la zona saturada, produciéndose una mezcla
de niveles distintos de concentración. Así, se pueden advertir incrementos en las
concentraciones en algunos casos con posterioridad al período de recarga. En aquellos
casos en los que se está produciendo bombeo de agua mediante pozos, el agua
describe un movimiento vertical que arrastra los nitratos disueltos. En el caso de
retornos de aguas de riego se provoca un incremento de la concentración por efecto
de reciclado. Por su parte, los bombeos intensivos, debido a las depresiones
piezométricas puntuales, pueden dar lugar a que el agua cargada de nitratos
descienda a niveles más profundos.
La general lentitud con la que evoluciona el proceso contaminante obedece a varios
factores:
- Acciones de oxidación-reducción: éstas tienen lugar predominantemente durante la
infiltración en medio no saturado, aunque también puede producirse en el medio
saturado mientras no se consuma el oxígeno disuelto en el agua. Cuando el oxígeno
58
�es escaso o inexistente se producen fenómenos anaerobios en los que se consume
materia orgánica a expensas de reducir nitratos, produciéndose NH4+, N2, etc.
- Procesos de adsorción y absorción: la retención por el terreno en realidad es sólo
una disminución de la velocidad de circulación y puede ser temporal o permanente.
- Procesos bioquímicos: juegan un importante papel, en especial en la zona no
saturada. Están muy ligadas a los de oxidación-reducción.
-
Procesos de dilución: son especialmente importantes en casos de contaminación
extendida.
Con frecuencia la contaminación por nitratos procede principalmente de fuentes no
puntuales o difusas que se caracterizan por una gran cantidad de puntos de entrada
de la contaminación en el terreno y por la dificultad que supone hacer una
localización precisa de las zonas donde se produce la entrada de los contaminantes.
Las fuentes de contaminación por nitratos en suelos y aguas (superficiales y
subterráneas) aunque pueden ser muy diversas, se asocian mayoritariamente a
actividades agrícolas y ganaderas, aunque en determinadas áreas, también pueden
aparecer asociadas a ciertas actividades, especialmente las relacionadas con el sector
agrícola. No obstante, también existe una contaminación por nitratos de tipo puntual.
En este caso la fuente de contaminación es más fácil de identificar ya que se suelen
localizar en zonas de extensión restringida y frecuentemente se asocian con vertidos
urbanos o industriales.
Fuentes de nitrato:
Aporte en el agua de lluvia de formas nitrogenadas (en general, el aporte de nitrato
derivado del agua de lluvia en condiciones naturales frente a las demás fuentes de
nitrato es inapreciable).
Fenómeno de nitrificación
Actividades agrícolas: Fertilizantes inorgánicos y orgánico (El uso indiscriminado de
fertilizantes solubles vía fertirrigación durante varios años, tal y como suele tener
lugar en las producciones intensivas, origina concentraciones muy altas de nitratos en
el suelo y consecuentemente, eleva de forma notable el riesgo de lixiviación de
nitratos.
Uso excesivo de purines
Herbicidas y pesticidas que contienen nitratos.
Fertilización por fertirrigación.
Actividades ganaderas: Almacenamiento de estiércoles.
Actividades industriales y urbanas: Vertidos efluentes
Aguas residuales
Son numerosos los diferentes compuestos de nitrógeno que se pueden formar en las
distintas fases que componen el ciclo del nitrógeno. Como hemos visto, aunque
algunos de ellos tienen una procedencia natural, la formación de muchos de estos
compuestos se ve fuertemente incentivada de forma artificial, debido a la acción del
hombre, constituyendo importantes fuentes de contaminación, tal es el caso de los
nitratos.
De forma más detallada, los diferentes compuestos del nitrógeno pueden proceder de
la atmósfera, del suelo y de las aguas.
En la atmósfera: Origen / Compuestos / Procedencia
59
�Antrópico / NO (óxido nítrico) /Quema de combustibles fósiles y otros tipos (p. ej.,
biocombustibles). NO2 (dióxido de nitrógeno -Nitrito); NO3 -(nitrato), NH4+ (amonio).
Industrias, Automóviles
Natural / NO2 (dióxido de nitrógeno) / Descargas eléctricas + N2, NH3+ (amoniaco)
Volatilización del NH4+ / Volcanes
Óxidos de nitrógeno (NO), Compuestos del nitrógeno que se forman sobre todo por la
oxidación del nitrógeno atmosférico.
Puede tener un origen:
Natural: incendios forestales, basuras.
Antrópico: quema de combustibles fósiles (gasolina, gas atural, gasoil, carbón) tanto
en industria como en los automóviles; quema de otros combustibles (por ejemplo
biocombustibles).
Los óxidos de nitrógeno se emiten, mayoritariamente, como óxido nítrico (NO), que
posteriormente se transforma en dióxido de nitrógeno (NO2)- Nitrito. Favorecen la
formación de ozono troposférico, en la parte más baja de la atmósfera, donde se
encuentra en cantidades muy pequeñas de forma natural, especialmente cuando la
mezcla de determinados contaminantes emitidos por la industria o el tráfico
(esencialmente dióxidos de nitrógeno y compuestos volátiles orgánicos) reacciona con
la luz solar. Aunque el óxido nítrico destruye el ozono troposférico, el NO2 en que se
transforma, contribuye a su formación. Además, el dióxido de nitrógeno (NO2)
combinado con la humedad del ambiente, es uno de los gases contaminantes
responsables de la lluvia ácida y del mal de la piedra (NO3H2). Son un buen ejemplo
de cómo un contaminante presente en la atmósfera puede afectar a cursos de agua y
almacenamientos de agua potable subterránea, impactando por diversas vías a la
salud humana.
En el suelo, gracias a la acción bacteriana, la materia orgánica se transforma,
descompone o degrada hasta mineralizarse dando lugar a un conjunto de compuestos
estables, amorfos y coloidales conocidos como humus. El humus está constituido por
huminas (fracción insoluble), ácidos húmicos (material orgánico de color oscuro
insoluble en ácidos) y ácidos fúlvicos (material sobrante en la solución una vez que se
han extraído los ácidos húmicos por acidificación, soluble en álcalis y ácidos). El
humus influye en la capacidad del suelo para retener y poner a disposición de la
planta tanto aniones como cationes. Los ácidos fúlvicos y húmicos condicionan la
capacidad de intercambio catiónico y por tanto marcan la disponibilidad de nitrógeno
en forma amoniacal en el medio, mientras que las huminas condicionan la capacidad
de intercambio aniónico y por tanto la disponibilidad de nitrógeno en su forma nítrica.
Los horizontes acuíferos freáticos (aguas sin presión), están relacionadas con la
denominada zona de origen de las aguas subterráneas (zona de hidrogénesis). Por las
condiciones litológicas de esta zona que coincide con la corteza de intemperismo o
zona no saturada, en la misma se presentan altas permeabilidades en los sedimentos
o rocas acuíferas y en ellas influyen directamente las características y fenómenos que
se desarrollan en el medio ambiente superficial y en los suelos (capa vegetal), por ser
este el primer acuífero a partir de la superficie del terreno.
De lo antes expuesto se desprende que los horizontes acuíferos freáticos están
generalmente en estrecha relación con las aguas superficiales de origen fluvial y
pluvial, incluyendo las de riego, y por ello, con los fenómenos químicos y biológicos
que se desarrollan en la capa vegetal (suelos) y en la zona no saturada.
Los compuestos nitrogenados presentes en las aguas naturales están íntimamente
relacionados con el ciclo del nitrógeno. La mayor parte del nitrógeno aparece en forma
gaseosa en la atmósfera (78 % en volumen), en forma oxidada constituye una
60
�relativamente importante fracción en los suelos y sustancias orgánicas (tejidos de
animales o vegetales que lo extraen de la atmósfera para su metabolismo). En las
rocas, sin embargo, solo se presenta como elemento minoritario.
El nitrógeno puede aparecer en forma de NH3 (ácido nítrico), NH4 (amonio) y por
oxidación, estas formas reducidas pueden transformarse en NO2 y finalmente en NO3
que es la forma más usual y estable. Los procesos de oxidación reducción de las
especies nitrogenadas por fenómenos biológicos y en consecuencia, los productos
finales del número y tipo de organismos que intervengan en ellos.
Generalmente, el NH4 o el amoniaco libre, aparecen solo como trazas en aguas
subterráneas, aumentando su concentración cuando el medio es fuertemente
reductor. Este compuesto es el producto final de la reducción de sustancias orgánicas
o inorgánicas nitrogenadas que naturalmente se incorporan al agua subterránea. Dado
que la presencia de amonio favorece la multiplicación microbiana su detección en
cantidad significativa en el agua se considera como indicio de probable contaminación
reciente.
El ión nitrito puede estar presente en las aguas, bien como consecuencia de la
oxidación del NH3 o como resultado de la reducción o no reducción microbiana de los
nitratos. Su presencia en el agua debe considerarse como un indicio fundado de una
posible contaminación reciente (dada su inestabilidad) y tal vez de la impotabilidad del
agua debido a la toxicidad de este ión.
No obstante la sola presencia de nitrito y amonio en el agua subterránea no debe ser
considerada como resultado de una contaminación, sin analizar las posibles causas de
su presencia, dado que en un acuífero las condiciones de oxidación no son siempre
favorables y estos iones, incorporados de manera natural al acuífero, pueden
mantenerse durante cierto tiempo en el equilibrio con su forma oxidada, el nitrato.
Los nitratos pueden estar presentes en las aguas subterráneas, bien como resultado
de la disolución de rocas que los contengan, lo que ocurre raramente, bien por la
oxidación bacteriana de materia orgánica. Su concentración en aguas subterráneas no
contaminadas raramente excede de 10 mg/l. El origen de los nitratos en las aguas
subterráneas no siempre puede esclarecerse. Estos son relativamente estables pero
pueden ser fijados por el terreno o ser reducidos a nitrógeno o amonio en ambientes
reductores. A menudo son indicadores de contaminación alcanzando entonces,
elevadas concentraciones y presentando por regla general una estratificación clara con
predominio de las mayores concentraciones en la parte superior de los acuíferos libres
o freáticos.
Los horizontes acuíferos freáticos en territorios del trópico y subtrópico, donde existen
altas temperaturas y abundantes precipitaciones atmosféricas, están expuestos a una
fácil contaminación de origen orgánico, tanto por la descomposición de la materia
orgánica que se encuentra en los suelos como por residuos fecales de origen animal o
humana que de forma directa o indirecta se depositan en la corteza terrestre.
Durante la estancia de la materia orgánica en la zona no saturada (incluyendo el
suelo) y posteriormente en la zona de saturación, esta sufre toda una serie de
transformaciones en forma escalonada, influenciada por la acción de bacterias y
microbios que habitan esta zona, las albúminas compuestas se transforman en
aminoácidos, posteriormente en amonio (NH4), luego en nitritos (NO2) y al final en
nitratos (NO3).
NH4+ + 2 O2------NO2- + H2O
2 NO2- +O2 ----2 NO3
Este proceso de transformación de la materia orgánica es muy complejo, en el mismo
participan bacterias oxidantes llamadas nitro bacterias. La velocidad de ejecución de
61
�esta transformación depende del grado de desarrollo de las condiciones que propician
la misma. Como resultado de la transformación de la materia orgánica, tenemos que
el nitrógeno pasa de compuesto orgánico a compuesto simple, soluble en el agua.
La aparición de los nitritos y nitratos en el agua subterránea también puede ser de
origen químico, provocado por el vertimiento de residuales industriales y por la
utilización de fertilizantes orgánicos y sobre todo nitrogenados en áreas agrícolas.
Puesto que las plantas solo pueden aprovechar el nitrógeno en forma de nitratos, el
tipo de fertilizante aplicado condiciona la proporción de nitrógeno utilizable por las
mismas y en consecuencia, la cantidad no aprovechada por las plantas se infiltra hacia
el acuífero. La concentración de nitrato en el agua de infiltración depende pues del
tipo de fertilizante y además de la frecuencia, cantidad y modo de aplicación, así como
del nitrógeno orgánico o inorgánico ya existente en el suelo, también del grado de
permeabilidad, grado de humedad y otras características del suelo.
Los nitritos de forma natural pueden encontrarse en suelos que contengan un pH
superior a 7,7. Los fertilizantes nitrogenados pueden originar directamente nitritos en
lugar de nitratos cuando estos son aplicados en suelos algo alcalinos a partir de un pH
de 7 a 7,3; en este caso la concentración de nitritos en el suelo puede alcanzar
magnitudes semejantes a los nitratos con concentración máxima hasta de 100 mg/l.
El proceso de descomposición de la materia orgánica y la transformación de esta y de
compuestos químicos, principalmente los nitrogenados, pueden llegar a influir
notablemente en la calidad química del agua subterránea, como agua potable, con la
adición o incremento de iones NO3 y NO2, de estos elementos el más nocivo es el
nitrito (NO2), su origen como ya se ha analizado puede ser por distintas causas y por
procesos geo y bioquímicos que se producen en la zona no saturada y acuíferos
freáticos.
De los nitratos por reacciones reversibles puede producirse también el nitrito, debido
a procesos de desnitrificación, al combinarse el nitrato con el carbono C que se libera
de los procesos de descomposición de la materia orgánica, durante este proceso se
libera el nitrógeno N2 y por combinación de este con el oxígeno disuelto en las rocas y
aguas, puede producirse de nuevo iones de nitrito (NO2) y nitrato (NO3).
2 NO3- +2 C2- ----N2+2CO32
Al igual que el nitrógeno que se libera por procesos de desnitrificación, este elemento
puede agregarse al agua por el lavado de los suelos. En la atmósfera existen gases
como el O2, CO2 y el N2, solubles en el agua, bajo la influencia de descargas eléctricas
que se producen en la atmósfera, principalmente
durante las turbonadas, el
nitrógeno (N2) se une con el hidrogeno (H) y con el oxígeno (O2) formando ácido
nítrico (NH3) y nitrito (NO2), de tal forma, tanto el ácido nítrico como el nitrito diluidos
con las aguas de las precipitaciones atmosféricas llegan al suelo y por infiltración de
las aguas penetran hasta el acuífero.
Por experimentos ejecutados en territorios europeos de Rusia se demostró que
anualmente, por deposición a través de precipitaciones atmosféricas en el suelo, se
depositan de 3 a 4,5 Kg por hectárea de ácido nítrico y nitrito. En estos procesos
influyen también las llamadas lluvias ácidas en países altamente industrializados.
También se ha comprobado que mientras mayor es el contenido de elementos
nitrogenados, mayor será la carga eléctrica de sus partículas, de modo que se facilita
la dispersión y arrastre por las aguas que se infiltran hasta la zona acuífera.
Este proceso, por las condiciones climáticas tropicales y subtropicales, puede ser un
factor de gran importancia en la formación y origen de nitratos y nitritos en las aguas
subterráneas freáticas; sobre este proceso tenemos muy poco conocimiento, por lo
62
�que debe ser estudiado por la importancia que el mismo puede representar en tales
condiciones climáticas y acuíferos freáticos.
Otras causas que pueden dar origen a los nitratos y nitritos lo representan algunas
raíces con nódulos (tubérculos) en las cuales habitan bacterias que absorben el
nitrógeno de la atmósfera y producen nitratos en cantidades superiores a las
requeridas por las plantas, este exceso de nitrato puede pasar a ser componente de
las aguas freáticas.
En los distintos abastos a partir de las aguas subterráneas, generalmente se utilizan
las aguas de origen freático, debido a que son las aguas subterráneas que pueden ser
explotadas sin grandes inversiones económicas, representan ser los acuíferos de
mayor acuosidad y también debido a que por las condiciones geológicas y geográficas
en muchos países son las aguas de menor salinización, aunque las mismas son las
más propensas a la contaminación por materias y productos de los que se derivan
elementos de alta nocividad.
Como puede observarse en la Tabla 3.5 la contaminación de las aguas subterráneas
por nitrito y nitrato puede considerarse con proporciones internacionales,
agudizándose la misma en los países tropicales. De los datos analizados y expuestos
en la tabla anterior vemos cómo la presencia de nitratos y nitritos tiene mayor
incidencia en Cuba, país donde en los últimos años ha presentado un alto desarrollo
agrícola y donde, paralelo a ello, se ha desarrollado ampliamente el uso de
fertilizantes nitrogenados.
Por estudios efectuados por la OMS. y otras instituciones de la salud, se ha detectado
que los nitratos son perjudiciales pera los niños, sobre todo para los lactantes, cuando
su concentración en el agua es mayor de 45 mg/l, pues al reducirse a nitritos, puede
provocar la enfermedad denominada “Metahemoglobinemia”, que representa una
intoxicación de la sangre, con consecuencias fatales en muchos casos. Mayor perjuicio
en la población infantil causa aún el consumo de aguas contaminadas directamente
por nitrito.
63
�Tabla 3.5. Valores del contenido de nitratos y nitritos en algunos países
CONTENIDO MEDIO EN mg/l
NO 2
Cantidad de
Análisis
-Sur de Siberia
0,03
749
-Depresión Kansko-Taséevkaya
0,08
78
PAÍSES
NO 3
1-Antigua U.R.S.S.
-Llanura Barakínskaya
5,52
0,07
282
-Salairski Krysh
1,33
0,19
1 339
-Región Sayano Altay
0,74
0,1
693
2-Estados Unidos de América
-Estados del Sur
2,1
92
-California
3,4
25
-Zonas del Norte
3,19
284
-Sureste de los Apalaches
4,3
269
-Sierra Nevada
0,2
96
3-Zona Oriental de Nigeria
1,63
0,09
71
4-Valle del África Occidental
1,63
0,09
330
5-Islas Hawai
0,9
6-Finlandia (Territorio de Plandia)
0,93
0,01
704
7-Suecia
1,2
0,01
16
8-Promedio de otros países del trópico y subtrópico
1,87
0,07
5 216
-Zona Sur del Valle del Cauto
11,7
0,176
230
-Provincia Holguín
22,25
0,274
1 042
86
9-Cuba
64
�Microelementos y varias denominaciones de los mismos
Los denominados “microelementos” pueden estar presentes en las aguas subterráneas
por factores tanto de origen natural como artificial, pero en la mayoría de los casos los
contenidos en magnitudes que superan los contenidos máximos admisibles para
consumo humano deben su origen a factores artificiales.
Arsénico: Posee las propiedades de ser metal y no metal; son los componentes de
arsénico trivalente los que presentan mayor toxicidad para mamíferos y especies
acuáticas. El arsénico es absorbido en el tracto intestinal y se distribuye en todo el
cuerpo. Además tiene efectos carcinogénicos. Los compuestos de arsénico se han
utilizado en el pasado como herbicida en el control de la vegetación acuática y
terrestre. Las sales de arsénico son nocivas para las plantas.
Bario: Las sales de bario son nocivas dado sus efectos adversos sobre el corazón y
vasos sanguíneos.
Berilio: Es altamente tóxico cuando se respira, pero tiene baja toxicidad al ser
ingerido. El berilio reduce la fotosíntesis de las plantas terrestres y se ha demostrado
que reduce el crecimiento en diversas especies. Su toxicidad es inferior en suelos
calcáreos que en suelos ácidos.
Boro: Se encuentra en bajas concentraciones en aguas naturales y es un nutriente
esencial para el crecimiento de las plantas. Algunas plantas son sensibles a aguas que
contienen niveles moderados de boro.
Cadmio: No hay necesidad fisiológica de cadmio y es tóxico para la mayoría de los
sistemas. Se almacena primariamente en los riñones y el hígado y produce
hipertensión en los seres humanos. La exposición crónica da origen a enfermedades
de riñón y edema pulmonar, así como osteomalacia. En el medio acuático es tóxico en
concentraciones moderadas para un gran número de especies de peces. Se utiliza en
plateado de metales, manufacturas de baterías y otros procesos industriales.
Cromo: Generalmente no aparece en grandes concentraciones en las aguas
naturales. El estado exavalente suele ser común en las aplicaciones industriales y es
un veneno sistémico de alta nocividad. La toxicidad para las especies acuáticas es
variable.
Cobre: Es un elemento traza esencial para las plantas, vertebrados e invertebrados.
En cantidades excesivas es tóxico. El sulfato de cobre es utilizado como herbicidas
acuáticos.
Hierro: Es un elemento muy común y como elemento traza es esencial para animales
y plantas, ingerido en grandes cantidades en alimentos o agua puede ser acumulativo
en la sangre y producir efectos adversos al organismo. Cuando el agua presenta un
estado oxigenado, el hierro ferroso se oxida a férrico y precipita.
Plomo: Metal tóxico que parece no tener ningún requerimiento fisiológico y que ha
sido largamente asociado con enfermedades ocupacionales y ambientales. Entra en el
organismo a través de la ingestión de alimentos sólidos, líquidos e inhalación. Produce
anemia por inhibición de la formación de hemoglobina. El plomo se acumula en los
huesos y tejidos, riñones, aorta, hígado y cerebro. El envenenamiento por plomo es
conocido como causa de retardo mental, problemas celébrales y atrofia óptica en los
niños.
Manganeso: Es un veneno y su nocividad está asociada generalmente a la exposición
ocupacional al polvo de manganeso. Su deficiencia en animales y personas puede
alterar la reproducción, deformidades de los huesos y desórdenes del sistema
nervioso o retraso del crecimiento.
65
�Mercurio: Puede aparecer como sales de mercurio monovalente y bivalente. Su
aparición es de forma natural y es altamente utilizado en la industria y como fungicida
en la agricultura. El mercurio es tóxico en sus formas orgánicas e inorgánicas, siendo
el más tóxico el orgánico, que puede pasar a través de las membranas biológicas,
acumularse en el cerebro y causar atrofia de las células del cerebro. El mercurio
elemental y sus sales inorgánicas presentes en los medios acuáticos pueden ser
convertidos por procesos bacteriológicos en el altamente tóxico metil-mercurio.
Níquel: Aparentemente algunas formas no son tóxicas para los humanos pero la
forma gaseosa carbonilo de níquel es altamente tóxica. Se sospecha que es
carcinogénico.
Plata: Se presenta como elemento y en forma de sales. Si se ingiere, tiende a
acumularse en la piel, ojos y membranas mucosas. No es beneficioso para humanos
por su alta peligrosidad.
Zinc: Es uno de los elementos trazas necesarios para el metabolismo. La deficiencia
de zinc puede detener el crecimiento. El zinc puede ser tóxico, produciendo
desórdenes gastrointestinales si se ingiere en grandes cantidades.
Flúor: En alimentos y agua una persona ingiere aproximadamente 2-5 miligramos por
día. Se almacena en los huesos y dientes y su sobreexposición origina la fluorosis
dental o las manchas en los dientes. También puede originar fluorosis del esqueleto,
produciendo calcificación de los tejidos y ligamentos.
Fósforo: Es un micro nutriente especial para el crecimiento de las plantas. El fósforo
orgánico e inorgánico es un elemento clave de la eutrofización de las aguas
superficiales junto con el nitrato, en cantidades por encima de lo normado resulta
tóxico al organismo humano.
Selenio: Es un micro nutriente necesario para plantas y animales que aparece como
elemento en ciertas proteínas. Concentraciones elevadas en alimentos y aguas
produce la selenosis. Esta enfermedad se caracteriza por síntomas de depresión,
palidez, nerviosismo, mareos, daños en el hígado y especial olor a ajo a partir de la
piel.
Sulfuro: El sulfuro de hidrógeno es altamente tóxico y de alta solubilidad. Dado su
olor confiere al agua mal sabor.
Cloro: En su aplicación al agua para desinfección reacciona con componentes
nitrogenados formando cloraminas, sustancia tóxica para los peces. Por contaminación
en grandes cantidades es muy nocivo al organismo humano.
Componentes orgánicos: El número de sustancias orgánicas existente es muy
grande y es difícil clasificar los efectos que sobre la fauna y la flora producen. Se
supone que el número de estas sustancias producidas por el hombre se incrementa en
el orden de 300-500 por año. En general, se dividen en productos derivados del
petróleo y plaguicidas (insecticidas, funguicidas, herbicidas, rodenticidas, nematicidas,
etc.) y son bastante nocivas para la salud, al ser muchas de ellos carcinogénicos,
además de producir otras afecciones a los organismos (nerviosas, reproductoras, de
crecimiento, etc.).
3.5 Tipos de análisis químicos de las aguas
Los análisis químicos de las aguas naturales en la práctica hidrogeológica consideran
las siguientes tareas:
66
�a) Estudiar las leyes de formación y distribución de las aguas de distinta
composición.
b) Investigar las aguas con criterios de búsqueda de yacimientos minerales
sólidos, líquidos y gaseosos.
c) Evaluar la composición y propiedades de las aguas subterráneas naturales con
fines de abasto de agua potable, tecnológicas, agrícolas, medicinales y en otros
usos.
Para la caracterización general de la composición y propiedades de las aguas se
utilizan dos tipos de análisis de agua, análisis de campo y análisis de laboratorio, que
pueden ser reducidos y completos. El análisis de campo incluye la determinación de
las propiedades físicas:
pH, Cl-, SO −42 , NO 3− , HCO 3− , CO 3−2 , Ca 2 + , MG, CO2, H2S, O2. Se calcula el Na + +K + ,
dureza carbonatada y la suma de materia mineral. El análisis de campo se ejecuta
generalmente durante investigaciones de un territorio determinado con la ejecución
masiva del análisis químico.
El análisis reducido o incompleto incluye la determinación de propiedades físicas de las
aguas subterráneas:
pH, Cl-, SO −42 , NO 3− , HCO 3− ,CO 3−2 , Ca 2 + , Mg, CO2, H2S, H2SiO, Fe+2, Fe+3, oxidación de
residuo seco, se calcula el Na + +K + , dureza carbonatada, agresividad del CO2,. El
análisis reducido se ejecuta por métodos más exactos en laboratorios estacionarios.
Este tipo de análisis permite ejecutar el control y verificación del análisis de campo y
análisis de muestras tomadas en el territorio de investigación independientemente a
la ejecución del análisis de campo o no.
El análisis completo incluye la determinación de los elementos antes relacionados y
permite ejecutar el control por determinación del residuo seco y por las sumas de
miligramos equivalentes de cationes y aniones. En la ejecución de investigaciones
especiales, según el objetivo, se analiza también la composición de gases que se
desprenden de los diluidos en el agua, denominándose H2S, CO2, O2, CH4, N2 y
elementos tales como: Ar, Cr, Xe, He, Ne, + hidróxido de carbono pesado; en muchos
estudios se requiere determinar Li, Rb, Cs, Br, I, F, As, B, Cu, Pb, Zn, Cd, Ni, Co, V,
Ra, Rn.
Para la determinación de los microcomponentes se utilizan los métodos de extracción
calorimétricos, especiales, fluoroscópicos y el método de fotometría; en la actualidad
existen métodos más sofisticados y precisos como el de Absorción Atómica y otros.
3.5.1 Formas más usuales para la representación de los resultados de los
análisis químicos de las aguas
El agua subterránea es una solución de sales disociadas en sus iones. La forma
principal de presentar los resultados de análisis químicos del agua es en iones; con
ello el contenido de uno u otro ión se representa en gramos o miligramos por litro de
agua y para las muy mineralizadas y rasoles en gramos por kilogramo y gramos por
hectolitros.
Sin embargo, para la caracterización total de las propiedades químicas del agua, la
forma iónica de representación del agua es suficiente. Por esto, paralelo a la forma
iónica se utiliza la presentación de los análisis químicos por miligramo-equivalente, lo
que de una forma más completa refleja la naturaleza química interna de la materia
contenida en el agua y sus propiedades más importantes.
67
�La conversión de los datos del análisis del agua representados en forma iónica en
miligramos por litro (mg/l) a miligramo –equivalente (mg.eq./l) se ejecuta dividiendo
la cantidad de miligramos de cada ión en un litro de agua por el peso equivalente, en
este caso presentamos la forma de conversión de cada elemento multiplicando los
mg/l de cada elemento por el coeficiente que le corresponde (Tabla 3.6 ).
La suma de miligramos equivalentes de cationes y aniones debe ser igual o
aproximadamente igual, ya que a cada equivalente de un catión le corresponde el
equivalente de un anión, aunque en ocasiones existen materias no determinadas que
influyen en la igualdad de los aniones y cationes.
Durante la comparación de los resultados de los análisis de agua de distinta
mineralización, para obtener magnitudes de la cantidad de miligramos equivalentes,
se calcula el por ciento-equivalente (%-eg.). Para obtener los resultados en %-eq., la
suma de miligramos-equivalentes (mg. eq.) obtenidos por el análisis para aniones y
cationes se asumen de forma independiente como el 100 % y a partir de ella se
calcula el %-eq. de cada elemento en específico (Tabla 3.6).
Tabla 3.6. Conversión de mg/l a mg.eq./l y a %-equivalentes (Macro componentes)
Iones
mg/l
Coeficiente de
Conversión
mg. eq/l
%-eq.
Ca2+
X
0,0499
X * 0,0499
X * 0,0499/Z
Mg2+
X
0,0822
X * 0,0822
X * 0,0822/Z
Na
X
0,0435
X * 0,0435
X * 0,0435/Z
K+
X
0,0256
X * 0,0256
X * 0,0256/Z
Fe3+
X
0,0537
X * 0,0537
X * 0,0537/Z
2+
Fe
X
0,0358
X * 0,0358
X * 0,0358/Z
Mn2+
X
0,0364
X * 0,0364
X * 0,0364/Z
NH4+
X
0,0554
X * 0,0554
X * 0,0554/Z
H
X
0,9921
X * 0,9921
Suma de Cationes
Y
HCO3-
X
Cl
+
+
X *0,9921/W
Z
100 %
0,0164
X * 0,0164
X *0,0164/W
X
0,0282
X * 0,0282
X *0,0282/W
SO42-
X
0,0208
X * 0,0208
X *0,0208/W
CO33-
X
0,0332
X * 0,0332
X *0,0332/W
-
X
0,0217
X * 0,0217
X *0,0217/W
NO3-
X
0,0161
X * 0,0161
X *0,0161/W
Br-
X
0,1250
X * 0,1250
X *0,1250/W
I
X
0,0079
X * 0,0079
X *0,0079/W
CO32
X
0,0333
X * 0,0333
X *0,0333/W
SiO22
X
0,0166
X * 0,0166
X *0,0166/W
Suma de Aniones
V
-
W
100 %
-
NO2
-
68
�Para determinar el posible error de ejecución de los análisis químicos se ejecutan los
cálculos correspondientes, basado en la electroneutralidad, para ello se aplica la
fórmula siguiente:
E.N. =
∑ Cat. + ∑ An. * 100
∑ Cat − ∑ An.
(3.4)
Donde:
E.N.: error del análisis por relación de electroneutralidad, en %
∑ Cat. : sumatoria de los cationes contenidos en: mg.eq/l
∑ An. : sumatoria de los aniones contenidos en: mg. eq./l
3.6 Clasificación de las aguas por su composición química
La gran variedad en la composición química de las aguas naturales provocó la
necesidad de sistematizar y clasificar las aguas. A continuación presentamos las
clasificaciones más representativas aplicadas en la práctica hidrogeológica con fines
de estudio de las aguas subterráneas y la definición de su posible uso para distintos
fines.
Clasificación de Alióki
Esta clasificación está basada en el principio de división por los iones predominantes y
relación entre ellos. Comprende todas las aguas naturales con mineralización hasta 50 g/kg, y se
basa en el contenido en las aguas de sus iones principales representados en
miligramos – equivalentes.
Todas las aguas se dividen por el anión predominante en tres grandes clases:
bicarbonatadas y carbonatadas (HCO3- + CO32-), sulfatadas (SO42-) y cloruradas (Cl-).
La clase de aguas bicarbonatadas agrupa las aguas de ríos poco mineralizadas, gran
parte de aguas subterráneas, de lagos dulces y algunos lagos con aguas hasta algo
mineralizadas. La clase clorurada agrupa las aguas mineralizadas de los mares, aguas
de lagos relícticos y aguas subterráneas de zonas salinizadas, desiertos y
semidesiertos.
La clase de aguas sulfatadas, por su distribución y mineralización, ocupa un lugar
intermedio entre las clases bicarbonatada y clorurada. Cada clase de agua se divide
en tres grupos por uno de los cationes predominantes Ca2+, Mg2+, Na+. Cada grupo a
su vez se divide en tres tipos por la relación entre los miligramos equivalentes de los
iones; en total se determinan cuatro tipos de agua. (Figura 3.1).
Primer Tipo: Se caracteriza por la relación HCO3- 〉 (Ca2+ + Mg2+). Las aguas de este
tipo son débilmente mineralizadas. En ellas se observa un exceso de iones HCO3-
sobre la suma de los iones de metales terrígenos básicos.
Segundo tipo: Se caracteriza por la relación HCO3- 〈 (Ca2+ + Mg2+) 〈 (HCO3- + SO4).
Con este grupo se relacionan las aguas subterráneas y también las aguas de ríos y
lagos de poca y mediana mineralización.
Tercer tipo: Se caracteriza por la relación (HCO3- + SO4) 〈 (Ca2+ + Mg2+).
Las aguas de este tipo son fuertemente mineralizadas; con este tipo de aguas se
relacionan las aguas de mares y océanos y depósitos relícticos.
69
�Cuarto tipo: Se caracteriza por la ausencia de iones HCO3-. Las aguas de este tipo
son ácidas y existen solamente en las clases sulfatadas y cloruradas en los grupos de
Ca2+ y Mg2+.
Para definir las clases y grupo de las aguas así como su denominación, uno de los
métodos más práctico es la representación de la composición química en forma de
fórmula: para ello el método más utilizado es el de Kurlóv. La fórmula de Kurlóv
representa un quebrado en el numerador del cual se ubican los aniones en porciento
equivalentes, en orden descendente, y en el denominador en el mismo orden se
ubican los cationes. El quebrado es acompañado por datos adicionales; a la izquierda
del quebrado se ubican los gases en mg/l y la mineralización del agua (M) en g/l hasta
décimas de gramos; a la derecha del quebrado se ubica la temperatura T en 0C, y el
caudal (Q) si se trata de un manantial, río o pozo con caudal medido, en l/s.
Ejemplo de aplicación de la fórmula de Kurlóv:
CO2-0,1, M- 1,4
HCO 3 50SO4 32Cl18
Ca 66 Na 20Mg14
T-28, Q-30
Según el ejemplo anterior, las aguas representadas por la clasificación de Aliókin se
clasifican en: Clase-bicarbonatadas; Grupo-cálcica;
Tipo- II
HCO3- 〈 (Ca2+ + Mg2+) 〈 (HCO3- + SO4) (analizados en mg.eq).
La denominación del agua se determina por los aniones con contenido mayor de 20 %. Por lo que
el agua analizada sería: Sulfatado- Bicarbonatada Magnésico-Cálcicas (por predomino
mayoritario de los iones HCO3- y Ca2+)
FIGURA 3.3. Esquema de clasificación de las aguas de O. A. Aliokin.
Clasificación de Ch. Palmer
Esta clasificación está basada en el principio de relación de distintos grupos de
aniones y cationes que definen las propiedades características de las aguas naturales.
En las mismas se determinan cinco grupos de cationes y aniones y seis propiedades
características de las aguas. Los datos de los cationes y aniones semejantes por sus
propiedades químicas se unen en los grupos siguientes:
Grupo a: suma de los por cientos- equivalentes de cationes de metales básicos (Na +
K + Li).
70
�Grupo e: suma de los por cientos–equivalentes de los cationes de metales básico
terrígenos (Ca + Mg + Ba).
Grupo S: suma de los por cientos-equivalentes de los aniones de ácidos fuertes (SO4
+ Cl + NO3).
Grupo A: suma de los por cientos-equivalentes de los aniones de ácidos débiles (CO3
+ HCO3 + HS + HSiO3).
Grupo m: suma de los por cientos-equivalentes de los aniones de hidrógeno y
cationes de metales pesados (H + Fe + Cu y otros).
Las propiedades características del agua determinadas por los grupos de iones
presentes en la misma se dividen en los siguientes seis grupos:
1. Primera basicidad: A 1- Se forma con los hidrocarbonatos de minerales
básicos (basicidad)
2. Segunda basicidad: A 2- Se forma con los bicarbonatos de los minerales
básicos-terrígenos (dureza temporal y basicidad)
3. Tercera basicidad: A 3- Se forma con los bicarbonatos de minerales pesados.
4. Primera salinidad: S 1- Se forma con los sulfatos y cloruros de minerales
básicos (salinidad)
5. Segunda salinidad: S 2- Se forma con los sulfatos y cloruros de minerales
básicos terrígenos (salinidad y dureza permanente)
6. Tercera salinidad: S 3- Se forma con los sulfatos y cloruros de los minerales
pesados (acidez)
En la Figura 3.2 se representa el esquema de las propiedades del agua, ilustrando las
seis características dadas por Palmer. Por la relación de distintos cationes y aniones,
según Palmer se forman cinco clases de agua:
Clase I: La suma de los por cientos-equivalentes de aniones de ácidos fuertes es
menor que la suma de los por cientos-equivalentes de cationes de metales básicos: S 〈 A. Las aguas
de esta clase son básicas, formadas durante la disolución de los productos del
intemperismo de rocas efusivas por los procesos de cambio de absorción del calcio y
el sodio. Esta agua es características de yacimientos petrolíferos.
Clase II: La suma de los por cientos-equivalentes de aniones de ácidos fuertes es
igual a la suma de los por cientos-equivalentes de cationes de metales básicos: S = a.
Las aguas de esta clase son intermedias entre las clases I y III.
Clase III: La suma de por cientos-equivalentes de aniones de ácidos fuertes es
mayor que la suma de los por cientos-equivalentes de cationes de metales básicos,
pero menor que la suma de los por cientos-equivalentes de los metales básicos y
básicos terrígenos: a 〈 S 〈 (a + e). Esta agua presenta dureza permanente y
temporal, son aguas de la corteza de intemperismo.
Clase IV: La suma de los por cientos-equivalentes de aniones de ácidos fuertes es
igual a la suma de los por cientos-equivalentes de cationes de metales básicos y
básicos –terrígenos: S = a + e. Estas aguas tienen dureza permanente. Contienen en
supremacía cloruros y sulfatos de metales básicos. Son aguas de mares y lagos
salados.
Clase V: La suma de los por cientos-equivalentes de aniones de ácidos fuertes es
mayor que la suma de los por cientos-equivalentes de cationes de metales básicos y
básicos terrígenos: S 〉 (a + e).
71
�Cada una de estas clases se caracteriza por no más de cuatro propiedades del agua.
(Tabla 3.7).
Tabla 3.7 Propiedades del agua según Palmer
Clase
Propiedades
1
ra
Salinidad- S 1
1ra Basicidad- A 1
I
Clase
Propiedades
3ra Basicidad- A 3
IV
1ra Salinidad- S 1
2da Basicidad- A 2
3ra Basicidad- A 3
2da Salinidad- S 2
3ra Basicidad-A 3
V
1ra Salinidad- S 1
2da Salinidad- S 2
II
3ra Salinidad- S 3
1ra Salinidad- S 1
2da Salinidad S 2
VI
3ra Salinidad S 3
1ra Salinidad- S 1
2da Salinidad- S 2
III
2da Basicidad-A 2
Los cálculos de los resultados del análisis de agua, según Palmer, se realizan
mediante la combinación de los por cientos-equivalentes de cationes y aniones según
la metodología antes descrita. En la Tabla 3.8 se muestra un ejemplo de cálculo y
clasificación del agua.
Tabla 3.8 Resultados de análisis de agua (Ejemplo)
Iones
mg/l
mg.eq.
% eq.
Ca
95,3
4,75
44,86
Mg
42,4
3,48
32,86
K
15,5
0,40
3,78
Na
45,1
1,96
18,50
Suma de cationes
198,3
10,59
100,00
HCO3
617,0
10,11
95,48
Cl
3,2
0,09
0,84
SO4
18,9
0,39
3,68
Suma de aniones
639,1
10,59
100,00
Por datos de la Tabla 3.8 tenemos:
Las aguas presentan 1ra salinidad. 3, 68 + 0, 84 = 4, 52 (SO4 + Cl)
1ra basicidad: (18,50 + 3,78) – 4,52 = 17,76 (Na + K ) – (SO4 + Cl)
2da basicidad: (18,50 + 32,86) = 77,72 (Ca + Mg).
Por los resultados obtenidos el agua analizada se relaciona con la Clase I.
72
�FIGURA 3.4. Esquema de propiedades de las aguas según Palmer.
Clasificación de N. I. Tolstíjin
La clasificación de Tolstíjin es más conocida como: numeración de las aguas naturales,
la misma contiene todas las variedades de aguas que se encuentran en la naturaleza.
El sentido de esta clasificación está en la representación de los grupos de cationes y
aniones en el diagrama reflejado en la Figura 3.5, teniendo como unidades de trabajo:
por cientos equivalentes. Este diagrama es conocido como: gráfico cuadrado de
Tolstíjin. Este diagrama representa un cuadrado dividido en diez hileras horizontales y
diez verticales que forman cien cuadrados pequeños. Cada cuadrado tiene su número,
cada variedad de agua corresponde a un cuadrado determinado con su número.
Para determinar el número de agua que corresponda se procede de la siguiente
manera: En el lado horizontal superior del diagrama de izquierda a derecha se pone la
suma de los por cientos-equivalentes del Ca + Mg + Fe, en el lado horizontal inferior
de derecha a izquierda la suma de los por cientos equivalentes del Na + K. En el lado
vertical derecho se pone la suma de los por cientos equivalentes de HCO3 + CO2, en
lado vertical izquierdo se pone la suma de los por cientos equivalentes de Cl + SO4. El
punto de intersección de las ordenadas y las abscisas, en correspondencia con los
valores colocados, nos señala la posición del agua en el diagrama y nos define el
número del cuadrado que corresponde al agua por intercepción de los valores
ploteados. Sobre la base del número de agua que se obtenga se puede dar
73
�conclusiones sobre la suma de por cientos-equivalentes de los grupos a, e, S y A, así
como a la correspondencia del agua con las clases I, II, IV y V de Palmer.
FIGURA. 3.5. Gráfico cuadrado de Tolstíjin
Clasificación de las aguas según B. A. Súlin
Esta clasificación tiene una amplia utilización en investigaciones petrolíferas; en
investigaciones de las aguas subterráneas es de gran utilidad debido a que por los
resultados de los análisis químicos de una forma simple se puede determinar el origen
de las aguas subterráneas representadas en cuatro tipos genéticos, según sus
propiedades físicas.
Tabla 3.9 Tipos genéticos de las aguas según Súlin
Tipos de Aguas
I. Sulfatadas sódicas
II. Bicarbonatadas sódicas
III. Cloruradas magnésicas
IV. Cloruradas cálcicas
Coeficientes de
metamorfismo
Na
〉 1
Cl
Na
〈 1
Cl
Relación de las
concentraciones % eq.
(rNa – rCl) : SO4 〈 1
(rNa - rCl): SO4 〉 1
(rCl – rNa): Mg 〈 1
(rCl – rNa): Mg 〉 1
Los tipos I y II son aguas formadas en condiciones continentales y los tipos III y IV
formadas en condiciones marinas. En correspondencia con la clasificación antes
expuesta, Súlin construyó el diagrama que se muestra en la Figura 3.6.
74
�FIGURA. 3.6. Diagrama de Súlin.
El diagrama de Súlin está confeccionado sobre la base de la relación de los por
cientos-equivalentes dados en la Tabla 3.9. En este diagrama se forman cuatro
campos correspondientes a cuatro tipos de aguas que son los siguientes:
Campo AOB: Representa las aguas del tipo sulfatadas sódicas
Campo BOC: Representa las aguas del tipo bicarbonatadas sódicas
Campo OEF: Representa las aguas del tipo cloruradas magnésicas
Campo OED: Representa las aguas del tipo cloruradas cálcicas
Estos campos se subdividen formando un total de 24 campos a menor escala que
representan provincias y regiones de las aguas naturales.
Sobre la línea AB del diagrama se encuentran aguas que contienen solamente
sulfatos.
Sobre la línea BC se encuentran aguas sódicas en las que están ausentes otros
cationes. En el punto A están representadas las aguas que contienen solamente
sulfatos de calcio y magnesio.
En el punto B están representadas las aguas que contienen solamente sulfato de sodio
y en el punto O las aguas que contienen solamente carbonatos de sodio.
En el punto O tenemos: Na – Cl = 0 y Na = Cl; este punto representa el paso de las
aguas a los tipos cloruradas magnésicas y cloruradas cálcicas.
Sobre la línea EF se encuentran las aguas magnésicas que no tienen otros cationes;
sobre la línea DE se encuentran las aguas que contienen solamente cloruros de calcio
y de magnesio.
75
�En el punto E están representadas las aguas que contienen solamente cloruro de
magnesio, en el punto F las aguas que solo representan sulfato, carbonato e
hidrocarbonato de magnesio y en el punto D las aguas que tienen solamente cloruro
de calcio.
Clasificación de las aguas por su mineralización
La mineralización de las aguas es un factor que en muchos casos resulta determinante
en la utilización para distintos fines. En las aguas naturales se han encontrado más de
60 elementos, los cuales están presentes en forma de iones, moléculas no disociadas
y coloidales. Sin embargo, generalmente en las aguas solo se encuentra una parte de
estos elementos, de ellos solo algunos se encuentran en cantidades considerables,
que son los que determinan la mineralización de las aguas, entre estos últimos los
más frecuentes son: Ca+2, Mg+2, Na+, Cl-, presentes en formas de iones simples. El C,
S, N, O, H y Si, presentes en forma de iones complejos: CHO3-, CO32-, SO42-, NO3-,
NO2- de moléculas no disociadas: HSiO3, y en forma de gases disueltos CO2-, H2S, O2 y
otros.
La mineralización del agua caracteriza el contenido total de materia, expresando el
peso de la misma en mg / l, g/l y en algunos casos en g/kg. La mineralización del
agua hasta la actualidad no tiene un significado estrictamente determinado. Por este
término pueden representarse las siguientes magnitudes: residuo seco (determinado
experimentalmente o por cálculo), suma de iones y suma de materia mineral. Estas
magnitudes pueden diferenciarse entre sí de forma considerable, sobre todo en aguas
de poca mineralización. Por ello, es recomendable, al darse datos de mineralización,
aclarar qué magnitud de las antes relacionadas se considera.
En la práctica hidrogeológica la expresión más racional de la mineralización es
representándola por el residuo seco calculado, ya que esta magnitud puede obtenerse
en la mayoría de los análisis químicos que se ejecutan por distintos métodos y a la
vez es la que más concuerda con el residuo seco determinado de forma experimental.
De tal forma la mineralización recomendada está dada por la expresión:
M =
⎛ HCO3 ⎞
⎟
2 ⎠
en g/l.
1000
∑ m.m − ⎜⎝
(3.5)
Donde:
∑
m.m: suma de la materia mineral determinada en el análisis (iones +
moléculas no disociadas), mg/l = S.S.T. (sales solubles totales).
HCO3: en mg/l.
Para determinar el tipo de agua por su mineralización existen varias clasificaciones,
presentamos a continuación las de más implicación práctica.
- Clasificación de las aguas por su mineralización según Aliókin
Esta clasificación generaliza las aguas por su mineralización; es aplicable en estudios
hidroquímicos regionales o en evaluaciones regionales de reservas de las aguas
subterráneas cuando no se necesite detallar ampliamente la mineralización.
76
�Tabla 3.10 Clasificación de las aguas por su mineralización según Aliókin
Mineralización en g/l.
〈 1
Aguas dulces
1–3
Aguas poco salinizadas
3 – 10
Aguas saladas
10 – 50
Aguas muy saladas
〉 50
-
Denominación de las aguas
Rasoles
Clasificación de las aguas por su mineralización según Ovchínikov
La clasificación de Ovchínikov detalla más las aguas denominadas dulces por Aliókin,
lo que permite un mayor desglose de esta agua en los casos que sea necesario.
Tabla 3.11 Clasificación de las aguas por su mineralización según Ovchínikov
Mineralización en g/l.
〈 0,2
Aguas ultradulces
0,2 – 0,5
Aguas dulces
0,5 – 1,0
Aguas con salinidad relativa
1,0 – 3,0
Aguas algo salobre
3,0 – 10,0
10,0 – 35,0
-
Denominación de las aguas
Aguas saladas
Aguas de alta salinidad
Clasificación de las aguas por su mineralización según Tolstíjin
En la clasificación de Tolstíjin se agrupan las aguas en dependencia de sus
características y composición química.
Tabla 3.12 Clasificación de las aguas por su mineralización según Tolstíjin
Grupo
Índice
A-0,01
Mineralización
g/kg
〈 0,01
Denominación de las aguas
Aguas superdulces
A- 0,03
0,01 – 0,035
A- 0,1
0,035 – 0,1
A- 0,3
0,1 – 0,3
Aguas totalmente dulces
A- 0,5
0,3 – 0,5
Aguas algo dulces
A- 1,0
0,5 – 1,0
Aguas dulcificadas
B- 3
1,0 – 3,5
Aguas salobres
B
B- 10
3,5 – 10,0
Aguas muy salobres
(Saladas)
B- 25
10,0 – 25,0
Aguas algo saladas
A
(Dulces)
Aguas extremadamente
dulces
Aguas muy dulces
77
�B- 35
25,0 – 35,0
Aguas saladas
C- 50
35,0 – 50,0
Aguas de alta salinidad
C- 130
50,0 – 130,0
C
C- 235
130,0 – 235,0
Aguas salinizadas
(Rasoles)
C- 325
235,0 – 325,0
Aguas fuertemente salinizadas
C- 345
325,0 – 345,0
Aguas muy fuertemente
salinizadas
C- 371
345,0 – 371,0
Aguas excesivamente
salinizadas
C 〉 371
〉 371,0
Aguas débilmente salinizadas
Aguas supersalinizadas.
Las aguas con mineralización mayor de 50 g/kg dan origen a minerales no metálicos
de génesis metamórfica, como por ejemplo:
Agua del tipo C- 130: Comienza a formarse el yeso.
Agua del tipo C- 235: Consolidación del yeso.
Aguas del tipo C- 325: Estado de consolidación de la alita.
Aguas del tipo C- 345: Estado de consolidación de la magnesita.
Aguas del tipo C- 371: Estado de consolidación de la carnalita.
Tolstíjin, por su clasificación, denominó las aguas dulces con mineralización menor de
1 g/kg como potables y las de mineralización de 1 a 3 g/kg como potables cuando no
existan aguas con menor mineralización.
-
Clasificación de las aguas por su pH
La concentración de iones de hidrógeno (H) en el agua se acostumbra a expresarla en
forma logarítmica con signo negativo, el cual es representado por el símbolo pH, que
nos determina el grado de acidez del agua: pH = - log (H-)
Por el valor de pH del agua la clasificación más usual es la propuesta por Pasójov,
presentada en la Tabla 3.13.
Tabla 3.13 Clasificación de las aguas por su pH según Pasójov
Valor del pH
〈 3
3–5
5 – 6,5
Aguas muy ácidas
Aguas ácidas
Aguas débilmente ácidas
6,5 – 7,5
Aguas nutras
7,5 – 8,5
Aguas débilmente básicas
8,5 – 9,5
Aguas básicas
〉 9,5
-
Denominación de las aguas.
Aguas muy básicas
Clasificación de las aguas por su dureza
78
�Como dureza del agua se denomina al contenido de sales de calcio y magnesio
presentes en la misma, expresadas en mg.eq./l. A un mg.eq de dureza corresponde el
contenido de 20,04 mg/l de Ca o 12,16 mg/l de Mg. Existen cinco tipos de dureza:
total, temporal, permanente, carbonatada y no carbonatada.
Dureza total: Está representada por el contenido de sales de calcio o magnesio y se
determina por la suma de estos iones expresados en mg.eq.
Dureza temporal y carbonatada: Están representadas por las sales bicarbonatadas
(y carbonatadas) del calcio y del magnesio, pero tienen distinto significado. La dureza
temporal es la magnitud determinada experimentalmente que demuestra cuánto
disminuye la dureza total después de hervir el agua durante un tiempo prolongado. La
dureza carbonatada es la magnitud calculada por la cantidad de iones de bicarbonato
y carbonato encontrados en el agua. La dureza temporal siempre es menor que la
carbonatada en 1–1,5 mg.eq. La dureza carbonatada puede ser mayor que la dureza
total; en tales casos es considerada igual a la dureza total.
Dureza permanente y no carbonatada: Está representada por las sales de calcio y
magnesio no carbonatadas; la dureza permanente es igual a la diferencia entre la
dureza total y la temporal. La dureza no carbonatada es igual a la diferencia entre la
dureza total y la carbonatada.
Tabla 3.14 Clasificación de las aguas por la dureza total según Aliókin
Dureza del agua en mg.eq.
〈 1,5
Denominación de las aguas
Aguas muy blandas
1,5 – 3,0
Aguas blandas
3,0 – 6,0
Aguas algo duras
6,0 – 9,0
Aguas duras
〉 9,0
Aguas muy duras
- Clasificación de las aguas por su grado de contaminación salina
Las aguas naturales, tanto las superficiales como las subterráneas pueden presentar
contaminación salina por la relación de las mismas con aguas de mares, lagos
salinizados, aguas subterráneas deícticas, contenido de sales en las rocas, etc. El
grado de contaminación puede determinarse sobre la base de la composición química
de las aguas y principalmente por la concentración de iones de cloruro, bicarbonato y
carbonatos. Para la determinación del grado de contaminación salina de las aguas se
utiliza la relación iónica de Simpson y su clasificación, expuesta en la Tabla 3.15, en
correspondencia con los resultados obtenidos por la expresión:
C.S =
Cl
, mg.eq / l
CO3 + CO3 H
(3.6)
Tabla 3.15 Clasificación de las aguas por su grado de contaminación salina según
Simpson
Resultados relación C.S.
〈 0,5
Denominación del agua
Agua normal
0,5 – 1,8
Agua ligeramente contaminada
1,8 – 2,8
Agua moderadamente contaminada
79
�2,8 – 6,6
6,6 – 15,5
〉 15,5
Agua bastante contaminada
Agua altamente contaminada
Agua de mar
El grado de contaminación salina puede ser determinado también, utilizando los
coeficientes genéticos, los cuales a su vez nos pueden servir para determinar el origen
de las aguas subterráneas cuando este se encuentra relacionado con aguas
superficiales (fluviales o marinas).
En la Tabla 3.16 se presentan los principales coeficientes genéticos y la relación de los
mismos en aguas de mares y océanos y aguas fluviales dulces.
Tabla 3.16 Coeficientes genéticos de las aguas
No.
Coeficientes en
%/eq.
Valor de los
coeficientes en
aguas marinas
Valor de los
coeficientes en
aguas fluviales
dulces
I
SO4 / Cl
0,1
1,57
II
Ca / Mg
0,2
3,67
III
Na / Cl
0,85
1,79
IV
Cl – Na / SO4
1,28
-
V
Cl – Na / Mg
0,67
-
VI
Cl – Na / Cl
0,13
-
VII
B2 / Cl
0,0015
-
VIII
Na – Cl / Cl
-
0,8
En estado natural y sin salinización marina, en la composición química de las aguas
subterráneas existe el predominio de los iones bicarbonato (HCO3) y calcio (Ca) o
magnesio (Mg) sobre los iones cloruro (Cl) y (Na), en sedimentos acuíferos y rocas
carbonatadas (de origen marino).
El bicarbonato y el calcio deben su origen en las aguas subterráneas principalmente
por la disolución de calizas, dolomitas, etc., o del cemento calcáreo de las rocas que
forman el acuífero y de las aguas que alimentan al acuífero (aguas fluviales,
atmosféricas o de otros acuíferos). De tal forma es indicio de una posible salinización
de origen marino el predominio de los iones cloruro y sodio sobre los iones
bicarbonato y calcio en estos tipos de sedimentos.
Por correlación de iones en % equivalente se logró la siguiente expresión para el
coeficiente Índice de Salinidad Marina (ISM):
ISM=
%Cl + %Na
%HCO3 + %Ca
(3.7)
Donde: % Cl, % Na, % HCO3, % Ca- representan el por ciento equivalente de la suma
total o parcial de aniones y cationes.
Cuando las aguas que se analizan pertenecen a acuíferos presentes en rocas
magmáticas, donde los contenidos de Mg generalmente son muy superiores a los
contenidos de calcio, entonces en la expresión para determinar el Índice de Salinidad
80
�Marina puede sustituirse el calcio (% Ca) por el contenido de magnesio (% Mg). Con
base en la relación resultante del ISM con los grupos de Aliokin se presenta una
graduación del coeficiente ISM y una clasificación en función de la mineralización de
las aguas analizadas.
Tabla 3.17 Clasificación de las aguas por el Índice de Salinidad Marina (ISM)
Valor ISM
Mineralización-gr. / l.
Clasificación por ISM
〈1
Predomina 〈 0,8
1 – 1,9
0,9 –1,6
Aguas o acuífero débilmente salinizado
2 – 6,9
1,7 – 5,8
Aguas o acuífero salinizado
1 - 21
5,9 – 17,7
Aguas o acuífero muy salinizado
〉 21
〉 17,8
Aguas o acuífero hipersalinizado
Aguas o acuífero no salinizado
La composición química de las aguas dulces fluviales y subterráneas y la de mares y
océanos presentan grandes diferencias. Para caracterizar esa composición a
continuación presentamos la composición química media de las aguas de
precipitaciones atmosféricas (lluvias) y de las aguas de mares y océanos.
Tabla 3.18 Composición química media de las aguas atmosféricas
(Macrocomponentes)
Elementos
Contenido mg/l
Contenido mg.eq./l
Contenido %. eq.
HCO3
13,0
0,216
65,2
4,7
0,135
32,6
SO4
0,38
0,008
2,2
Suma de aniones
18,08
0,359
100,00
Ca
1,7
0,085
23,7
Mg
0,9
0,074
20,6
Na
4,59
0,200
55,7
Suma de cationes
7,19
0,359
100,00
Cl
Tabla 3.19 Composición química de las aguas de océanos y mares
(Macrocomponentes)
Elementos
Contenido mg/l
Contenido mg.eq./l
Contenido %. eq.
HCO3
28,00
0,459
0,08
Cl
19 000,00
540,80
96,65
SO4
885,00
18,30
3,27
Suma de aniones
19 913,00
5 559,559
100,00
Ca
400,00
19,96
3,40
Mg
1 350,00
110,90
18,80
Na
10 500,00
456,75
77,80
81
�Suma de cationes
12 250,00
587,61
100,00
3.7 Clasificación de las aguas por su posible utilización en la agricultura
Las aguas naturales tanto superficiales como subterráneas tienen amplia utilización en
la agricultura en procesos de riego de distintos cultivos y en el lavado de suelos
salinos. Cada tipo de cultivo, en correspondencia con el tipo de suelos, tiene sus
exigencias de características químicas de las aguas que pueden ser utilizadas en los
mismos; en esta ocasión analizaremos las características químicas de las aguas
relacionadas con las características físicas de los suelos; para ello se presentarán las
clasificaciones de aguas más usuales.
-
Coeficiente de irrigación (Ci) según Stables
Para una evaluación aproximada de la calidad del agua, por los datos de análisis
químicos de las aguas, es muy fácil y práctico utilizar el coeficiente de irrigación,
obtenido empíricamente sobre la base de las observaciones en elementos básicos y
sus concentraciones máximas menos inofensivas para unos 40 cultivos agrícolas y
sobre la relativa toxicidad de las sales de sodio. El coeficiente de irrigación se refleja
en la altura de la columna de agua, en pulgadas. Esta columna de agua, durante la
evaporación, da una cantidad de bases suficientes para que el suelo se convierta en
agresivo hasta profundidades de 1,2 hasta 1,5 m para la mayoría de los cultivos. El
cálculo del coeficiente de irrigación (Ci), para aguas de distintos tipos, se ejecuta por
fórmulas empíricas que responden a los siguientes casos:
1er. Caso: El contenido del ion sodio Na+ en mg.eq es menor que el contenido del ión
cloruro Cl en mg.eq, es decir, Na 〈 Cl. Está presente el cloruro de sodio.
Ci =
288
5Cl −
(3.8)
2do. Caso: El contenido del ion Na+ en mg.eq. es mayor que el contenido del ión Cl
en mg.eq., pero menor que el contenido total de ácidos fuertes, es decir: Cl- +SO4 〉
Na+ 〉 Cl. Está presente el cloruro y el sulfato de sodio.
Ci =
288
Na + 4Cl
(3.9)
+
3er. Caso: El contenido del ión Na+ es mayor que el contenido de los iones de ácidos
fuertes, es decir: Na+ 〉 Cl- + SO42- . Está presente el cloruro, el sulfato y el carbonato
de sodio.
Ci =
288
10Na − 5Cl − + 9SO42 −
+
(
(3.10)
)
La determinación de la calidad del agua para fines de riego se determina según la
clasificación que se expresa en la Tabla 3.20.
Tabla 3.20 Clasificación de las aguas por el coeficiente de irrigación de Stables
Coeficiente
de Calidad del agua
irrigación (Ci)
Buena
〉 18
Características del agua
El agua puede utilizarse durante largos
periodos sin necesidad de tomar medidas
especiales contra la acumulación de
sales dañinas en el suelo.
82
�Satisfactoria
La utilización de esta agua requiere de
medidas
especiales
para
evitar
la
acumulación paulatina de sales en el
18 – 6
suelo, excepto en suelos friables con
drenaje libre.
No satisfactoria
5,9 – 1,2
Para la utilización de esta agua en casi
todos los casos se requiere de drenaje
artificial.
〈〈1,2
Mala
Esta agua en la práctica no es apta para
el riego.
-
Por contenido de carbonato de sodio residual (CSR), según Eaton
En agua para riego, donde la concentración de HCO3- (bicarbonatos) y CO2
(carbonatos) es mayor que la del calcio y magnesio, existe la tendencia de estos
cationes a precipitar en forma de carbonatos a medida que la solución del suelo se va
concentrando, permaneciendo en disolución el Na2CO3 debido a su alta solubilidad.
Esta reacción no se completa totalmente en circunstancias normales pero a medida
que ella ocurre, la concentración total y relativa del sodio tiende a crecer, aumentando
las posibilidades de intercambio con el complejo absorbente del suelo, produciéndose
la defloculación del mismo.
El índice de carbonato de sodio residual se determina por la expresión:
CSR = (CO32- + HCO3-) – (Ca2+ + Mg2+) en mg.eq./l
(3.11)
En correspondencia con el valor de carbonato de sodio residual obtenido las aguas se
clasifican en:
CSR 〈 1,25; Aguas buenas para el riego.
CSR. 1,25 – 2,5; Aguas dudosas para el riego (debe controlarse la salinidad del suelo
durante la utilización de estas aguas).
CSR. 〉 2,5; Las aguas no son aptas para el riego.
-
Salinidad potencial (SP), según Aceves y Palacios
Este índice considera que se produce la precipitación de las sales menos solubles,
quedando en solución los cloruros y sulfatos, con lo que aumenta considerablemente
la presión osmótica y actúan sobre el suelo a bajos niveles de humedad. La salinidad
potencial se determina por la fórmula:
SP = Cl- +
1
SO42-en mg.eq/l.
2
(3.12)
Clasificación de las aguas según Aceves y Palacios:
SP: 〈〈3; Aguas buenas para el riego
SP: 3–15; Aguas condicionales para el riego (debe mantenerse control sobre el
comportamiento químico del suelo).
SP: 〉 5; Aguas no recomendables para riego.
83
�-
Rango de absorción del sodio por el suelo (RAS), según laboratorio del
Departamento de Control de Salinidad de los E.U.A
La presencia de sodio en las aguas de riego deja latente la probabilidad de que por
medio del 26 eran ocupados por otros cationes, como el Ca y Mg, ocasionando esto un
desequilibrio eléctrico en el suelo, ya que deja cargas negativas residuales, por lo que
las partículas de suelo se repelen, con lo que el suelo se deflocula y pierde su
estructura. Esta sodificación del suelo disminuye su permeabilidad y favorece la
formación de costras, quedando modificadas las propiedades físicas y químicas del
suelo. El índice del rango de absorción del sodio por el suelo se determina por la
fórmula:
RAS =
(Na + )
(Ca + + Ma 2+
2
en mg.eq./l.
(3.13)
El valor del RAS, obtenido por aplicación de la fórmula 3.13, se relaciona con la
conductividad eléctrica de las aguas (Ec) (Figura 3.7) y se determina el tipo de agua
en correspondencia con la siguiente clasificación:
RAS: 〈〈 10; Aguas excelentes para el riego.
RAS: 10 – 18; Aguas buenas para el riego.
RAS: 18 – 26; Aguas regulares para el riego.
RAS: 〉 26; Aguas no aptas para el riego.
FIGURA 3.7. Diagrama para la clasificación de las aguas para riego por RAS.
-
Por concentración de sales solubles totales (C), según Laboratorio de
Salinidad USA
La concentración de sales solubles totales se expresa como conductividad eléctrica
(Ec) del agua en micromhos por centímetro (UV/cm) a 25 0C de temperatura del agua,
84
�con lo que se establecen cuatro grupos de agua. La clasificación de las aguas
(grupos), en este caso, es la siguiente:
C 1- Aguas de baja salinidad: Ec entre 100 y 250 microhmios/cm. Con esta agua se
puede regar la mayoría de los suelos y cultivos sin temer a perjuicios
salinos. El lavado natural de los suelos es suficiente y solo en los
terrenos de muy baja permeabilidad hay que realizar trabajos
especiales de drenaje.
C 2- Aguas de salinidad media: Ec entre 250 y 750 micromhos/cm. Esta agua puede
utilizarse en condiciones naturales del suelo si existe un lavado
moderado del mismo. Los cultivos con resistencia media a la salinidad
se desarrollan bien.
C 3- Aguas altamente salinas: Ec entre 750 y 2 250 micromhos/cm. Para el uso de
estas aguas deben existir buenas condiciones de drenaje, se debe
controlar la salinidad del suelo y solo deben cultivarse plantas muy
resistentes a la salinidad.
C 4- Aguas extremadamente salinas: Ec superiores a 2 250 micromhos/cm. Estas
aguas solo se podrán utilizar en suelos muy permeables y de buen
drenaje. Deberá mantenerse control sobre la salinidad del suelo y se
podrán regar cultivos muy resistentes a la salinidad.
-
Por ciento de sodio soluble (PS), según Wilcox
El por ciento de sodio soluble se determina por la fórmula:
PSS =
(Na
+
)
+ K +
100 en mg.eq./l.
Ca + 2 + Mg + 2 + Na + + K +
(3.14)
Según los valores del PSS, las aguas se clasifican en:
PSS 〈 20; Aguas excelentes para el riego.
PSS: 20 – 40; Aguas buenas para el riego.
PSS: 40 – 60; Aguas admisibles para el riego.
PSS: 60 – 80; Aguas dudosas para el riego.
PSS: 〉 80; Aguas no aptas para el riego.
-
Clasificación de las aguas por contenido de boro
De los elementos que pueden tener las aguas que se utilizan en riego existen algunos
que deben analizarse individualmente por sus características tóxicas. Entre ellos, uno
de los que produce mayores afectaciones en algunos cultivos es el boro. Utilizando la
tolerancia del boro (B) de diferentes cultivos hallados por Eaton, las aguas se
clasifican en cinco tipos, con respecto a su contenido de boro por grado de
sensibilidad de las plantas a este elemento, expresado en mg./l y expuesto en la
Tabla 3.21.
Tabla 3.21 Clasificación de las aguas por contenido de boro y tolerancia de las
plantas, según Eaton
Tipo de agua
Excelente
Cultivos sensibles
Cultivos
semitolerantes
Cultivos tolerantes
〈 0,33
〈 0,67
〈 1,0
85
�Buena
0,33 – 0,67
0,67 – 1,33
1,0 – 2,0
Permisible
0,67 – 1,0
1,33 – 2,0
2,0 – 3,0
Dudosa
1,0 – 1,25
2,0 – 2,5
3,0 – 3,75
〉 2,5
〉 3,75
〉 1,25
Mala
-
Clasificación de las aguas para riego, según Universidad de California
Esta clasificación representa un análisis integral de las aguas por distintas
clasificaciones, que las caracterizan para su posible uso en riego. La misma considera
las siguientes determinaciones por análisis químicos de las aguas:
Concentración de sales solubles- C (micromhos)
Por ciento de sodio soluble- PSS (%)
Carbonato de sodio residual- CSR (mg.eq/l)
Contenido de Boro- B (mg/l)
Tabla 3.22 Clasificación de las aguas para riego, según Universidad de California
Calidad del agua
Indicadores
-
Buena
Regular
Mala
C
〈 1 000
1 000 – 3000
〉 3 000
PSS
〈 60
60 – 75
〉 75
CSR
〈 1,25
1,25 – 2,5
〉 2,5
B
〈 0,5
0,5 – 2,0
〉 2,0
Índice de salinidad marina (ISM)
Este coeficiente nos permite definir la factibilidad del uso de las aguas en riego, y
como fuente para lavado de suelos salinizados, así como diagnosticar la posibilidad de
salinización de los suelos en territorios con aguas subterráneas de determinadas
características del ISM y su correlación con las profundidades de yacencia de esas
aguas, litología y ascensos capilares de los sedimentos de la zona no saturada. Para
ello el ISM se determina por la fórmula 3.7.
En función del ISM, las aguas se clasifican por correlación de este coeficiente con el
Coeficiente de irrigación de Stables, y el Rango de absorción del sodio por el suelo del
Departamento de Control de Salinidad de USA. El tipo de agua por correlación del ISM
con el RAS se define por el valor del ISM y conductividad eléctrica (Ec) por el gráfico
3.8.
86
�FIGURA. 3.8. Diagrama para clasificación de las aguas por ISM y Ec.
Tabla 3.23 Clasificación de las aguas para su aplicación en riego por correlación ISM
con el Ci de Stables
Valor ISM
〈 0,5
Tipo de agua
Predominantemente buena
0,5 – 1,1
Predominantemente satisfactoria
1,2 – 7,0
Predominantemente no satisfactoria
〉 7.0
Predominantemente mala
87
�Tabla 3.24 Clasificación de las aguas para su aplicación en riego por correlación ISM
con el RAS del Departamento de Control de Salinidad de USA
Valor ISM
Tipo de agua
〈 4,1
Aguas buenas
4,1 – 7,9
8,0 – 12,0
〉 12,0
Aguas satisfactorias
Aguas no satisfactorias
Aguas malas
3.8 Agresividad de las aguas
Por agresividad de las aguas se denomina su propiedad de destrucción de distintos
tipos de materiales, principalmente de índole constructivos; la misma depende de la
composición química del agua, en la cual se distinguen seis tipos de agresividades:
- Agresividad por contenido de ácido carbónico: la misma se refleja en la
destrucción del hormigón y materiales carbonatados como resultado de la disolución
del carbonato de calcio bajo la influencia del ácido carbónico agresivo (CO2 agres.) y
puede ser representada por la siguiente ecuación.
Ca CO3 + H2 CO3 --------------------- Ca2+ + 2 HCO3La agresividad del ácido carbónico está representada por la parte de CO2 libre que
durante la reacción entra en combinación con el carbonato de calcio. De tal forma, el
agua presentará agresividad por ácido carbónico cuando el contenido en ella de este
ácido sea mayor que la cantidad necesaria para mantener su equilibrio con el
carbonato de calcio sólido.
Existen varios métodos gráficos y tablas para determinar este tipo de agresividad en
las aguas, pero el método más eficaz es su determinación experimental. Durante el
experimento se determina la basicidad del agua y después su interacción con
carbonato de calcio triturado. Los resultados se expresan por dilución de un litro de
agua analizada.
La cantidad máxima de ácido carbónico agresivo (CO2 agres.), permitido en las
condiciones más peligrosas de destrucción del hormigón, es 3 mg/l, y en las
condiciones menos peligrosas 8,3 mg/l.
- Agresividad por lixiviación del hormigón: Ocurre por disolución del carbonato de
calcio y lavado en el hormigón del hidróxido de calcio Ca (OH)2. Cuando el contenido
de HCO3 es tan pequeño que el equilibrio del carbón expresado en CO2 es menor que
el contenido que debe existir de este elemento en la atmósfera, el agua diluirá el
carbonato de calcio. Esto sucede por insuficiencia en el agua de iones de CO32- y
HCO3. En dependencia de la composición del cemento y las condiciones en las cuales
se encuentra el hormigón, el agua contiene agresividad por lixiviación con el contenido
mínimo de HCO3- desde 0,4 hasta 1,5 mg.eq./l.
- Agresividad ácida total: Está relacionada con el contenido de iones libres de
hidrógeno. Las aguas tendrán propiedades de agresividad ácida si el pH se encuentra
en los límites 5,0 a 6,8.
- Agresividad sulfatada: Tendrá lugar con un contenido grande de iones de sulfato
(SO4) en el agua, como resultado de esto, por penetración del agua en el hormigón
durante la cristalización del mismo, se forman sales como el sulfato de calcio (CaSO4
2H2O) y otras que provocan la destrucción del hormigón. Con la utilización de
88
�cemento resistente al sulfato, la agresividad del agua tendrá lugar con contenido de
SO4- en ella superior a 400 mg/l; en los cementos tradicionalmente usados con
contenido de SO4 mayor de 250 mg/l, aunque influyen las condiciones en las que se
encuentra expuesto el hormigón y del contenido de iones de cloruro en el agua
- Agresividad magnésica: Surge cuando en el agua existen altos contenidos de
iones de magnesio; la cantidad permisible del mismo oscila en dependencia del tipo
de cemento, condiciones de construcción y del contenido de sulfato en el agua (desde
750 mg/l y más).
- Agresividad oxidante: Se presenta por contenido en el agua de oxígeno disuelto y
se refleja principalmente en condiciones metálicas, tuberías metálicas, etc., en los
cuales el oxígeno forma herrumbre. El proceso de oxidación del hierro ocurre por el
esquema siguiente:
2Fe + O2 = 2FeO
4FeO + O2 = 2Fe3
Fe2O3 + 3H2O = 2Fe (OH)3
La presencia conjunta de oxígeno con ácido carbónico provoca que la acción agresiva
del oxígeno aumente.
3.9 Representación gráfica de la composición química de las aguas
Las aguas naturales, tanto superficial como subterránea, durante su estudio en la
mayoría de los casos son cartografiadas por zonas o puntos, según la magnitud del
estudio. En la práctica hidrogeológica se confeccionan perfiles y mapas de la
composición química de las aguas subterráneas, estas pueden presentar una misma
composición en perfil, aunque en muchos casos al perforarse distintos estratos u
horizontes acuíferos, la composición química de las aguas en cada estrato u horizonte
puede presentar variaciones considerables.
En tal caso, el método más recomendable para la presentación de la composición
química es el diagrama circular, representando el contenido de los distintos iones por
una simbología determinada en una escala representativa por ángulos de la
circunferencia, para ello la suma total de los aniones y cationes en mg.eq./l o mg/l, se
iguala a 360 grados que tiene el perímetro de la circunferencia y de forma
proporcional se determina el ángulo correspondiente a cada anión o catión (Figura
3.9).
89
�FIGURA 3.9 Representación circular del quimismo de las aguas.
Por área puede existir variación de la composición química también y esto es muy
frecuente, para la representación gráfica en este caso de forma puntual o por áreas es
aplicable; también se representa por circulo con la simbología establecida para los
distintos elementos o por columnas dobles donde en la parte izquierda se exponen los
aniones y en la derecha los cationes, con determinada escala en mm por mg.eq./l.
También en estos casos son de amplia aplicación las propuestas de los científicos
norteamericanos Stif y Hem. El primero estableció un grafico por coordenadas
horizontales con determinada escala para los mg.eq./l, con un eje central que
representa cero (0) contenido, a la izquierda del mismo se ubican los cationes y a la
derecha los aniones (Figura 3.10), en este grafico se pueden representar varios
análisis de agua de puntos analizados o de áreas que presenten distintas
composiciones químicas. La cantidad de puntos o áreas que pueden ser ubicados en
cada gráfico dependerá de la escala y magnitud del gráfico.
La propuesta de Hem representa un gráfico por coordenadas radiales, con seis ejes
para los principales aniones y cationes, a partir de un valor cero (0) en el centro de
los ejes, a cada eje se le asignó determinado elemento y por la escala que se asuma
en los ejes, se ubicará el contenido de esos elementos en mg.eq./l. En cada gráfico
que se confeccione se podrá representar varios análisis de agua con distinta
composición química y para una mayor visualización de cada tipo de agua a cada
resultado de análisis químicos se le puede definir un color determinado para su
representación (Figura 3.11).
Al confeccionarse mapas del quimismo de las aguas subterráneas, generalmente el
mismo se toma tomando como base la mineralización, la cual se representará por
colores.
Ejemplo: 〈 1 g/l- azul, 1–2 g/l- verde, 2–3 g/l- anaranjado, 3–5 g/l- rojo, 〉 5 g/l
morado.
Durante la confección de estos mapas, el tipo de agua determinada por la formula de
Kurlóv con los aniones y cationes predominantes, se refleja con simbología que
corresponda a los mismos, igualmente en la ejecución de perfiles hidroquímicos.
90
�20
15
10
0
5
5
10
Cl − + NO
Na + + K +
C a 22++
HCO3−
SO42 −
CO32 −
Mg
Fe
20
15
mg .e q / l
−
3
Agua A
Agua B
20
15
10
5
0
5
10
15
20
m g.eq / l
FIGURA 3.10 Gráfico de representación de la composición química de las aguas en
coordenadas horizontales, según L. Stif.
Mg
Ca
2+
2+
Cl
Na + + K +
Mg 2+
Na + + K +
CO32− − Ca 2+
+ HCO3
CO32−
+ HCO3−
Cl −
−
−
3
+ NO
SO
+ NO3−
2−
4
Agua B
Agua A
SO42−
8 6 4 2 0 2 4 6 8
mg.eq / l
FIGURA 3.11 Gráfico de representación de la composición química de las aguas y
coordenadas radiales, según J. D. Hem.
3.10 Clasificación de las aguas por su composición bacteriológica
El estado sanitario de las aguas se determina por el grado de contaminación fecal. El
principal indicador de esta contaminación lo representan las bacterias Coli. Por un
gran número de experimentos realizados por distintos investigadores se ha
demostrado que las bacterias en los acuíferos pueden migrar con vida a distancias
considerables, en dependencia de la litología de las rocas: en sedimentos arcillosos
entre 30 y 50 m; en sedimentos arenosos y rocas agrietadas entre 50 y 100 m; en
rocas cavernosas y sobre todo en calizas carsificadas el recorrido de las bacterias
alcanza cientos de metros y cuando la vía de circulación de las aguas es a través de
canales y cavernas carsicas, con condiciones favorables para ello, el recorrido puede
alcanzar miles de metros.
Para la evaluación del estado sanitario de las aguas destinadas al uso potable se
determina el contenido de bacterias en un determinado volumen de agua (bacterias
Coli-Titr).
91
�Tabla 3.25 Evaluación de las aguas por su contaminación bacteriológica, según G. V.
Xlópin.
Cantidad de colonias *
Denominación de las aguas
0 – 10
Totalmente limpia
10 – 100
Muy limpia
100 – 1 000
Limpia
1 000 – 10 000
Algo contaminada
10 000 – 100 000
Contaminada
〉 100 000
Totalmente contaminada
* Se tiene en cuenta el crecimiento de las colonias de bacterias en temperatura 25 0C pasadas
48 horas después de iniciado el análisis, en un mililitro de agua.
Tabla 3.26 Clasificación de las aguas por Coli-Titr
Cantidad de colonias Coli
Volumen de agua en ml.
Denominación del agua
I
100
Sana
II
10
III
1
Dudosa
IV
0,1
Insana
V
0,01
Satisfactoria
Totalmente insana
3.11 Normas de la composición química para las aguas potables
El agua potable no debe contener microorganismos ni sustancias químicas en
concentraciones que puedan amenazar la salud del hombre. Es muy importante que el
agua destinada al abastecimiento de la población sea fresca, transparente e incolora,
y que carezca de sabores u olores desagradables.
Algunos países han establecido normas nacionales de calidad y han alcanzado cierta
uniformidad en los métodos de análisis y en la expresión y representación de los
resultados. Otros, en cambio, aún carecen de normas oficiales de calidad o no
favorecen métodos aceptados para evaluar el agua. Existen países que tienen la
posibilidad de contar con agua abundante procedente de pozos profundos y de
manantiales de aguas subterráneas, con excelente calidad, mientras que otros tienen
la necesidad de recurrir con frecuencia a ríos, lagos u otras fuentes de aguas
superficiales, por lo que a nivel universal no existen criterios únicos sobre la calidad
química y bacteriológica para las aguas potables, ya que por lo general cada país
subordina la calidad del agua a las características y posibilidades de las aguas con que
cuenta, en muchos casos incluso contra las exigencias higiénico-sanitarias que
demanda el organismo humano para preservar su salud. En este aspecto, la
Organización Mundial de la Salud (OMS) ha estudiado y emitido orientaciones técnicas
a las administraciones sanitarias de distintos países.
A continuación exponemos la Tabla 3.27 en la que se reflejan normativos existentes
en algunos países y por la OMS sobre los principales elementos, así como de forma
más completa las normas cubanas que rigen la calidad del agua en Cuba a partir de
1984.
92
�Tabla 3.27 Normas químicas para el agua potable (concentraciones máximas
permisibles)
Elementos
Unidades
Cuba
OMS
Rusia
Europa
Occidental
USA
Sólidos
totales
mg./l
1 000
1 500
1 000
1 000
500
pH
-
8,5
9,5
9,0
-
-
Dureza total
mg./l
400
-
-
-
-
Ca
mg./l
200
-
-
-
-
Cl
mg./l
250
600
350
350
250
Cu
mg./l
1,0
1,5
1,0
3,0
1,0
Mg
mg./l
150
-
-
-
-
Mn
mg./l
0,1
0,5
0,1
0,1
0,05
SO4
mg./l
400
400
500
250
250
Zn
mg./l
1,5
15,0
5,0
5,0
5,0
Na
mg./l
200
-
-
-
-
Ag
mg./l
0,05
-
-
-
-
Ni
mg./l
0,02
-
-
-
-
Al
mg./l
0,2
-
0,5
-
-
As
mg./l
0,05
-
0,05
-
-
Cd
mg./l
0,05
0,01
-
0,05
0,01
Cn
mg./l
0,05
-
-
-
-
Hg
mg./l
0,001
-
-
-
-
Pb
mg./l
0,05
0,05
0,03
0,1
0,5
Sc
mg./l
0,001
-
0,001
-
-
Ba
mg./l
0,03
-
-
-
-
Cr
mg./l
0,05
-
0,5
-
-
Be
mg./l
0,0002
-
0,0002
-
-
Mo
mg./l
0,5
-
0,25
-
-
Co
mg./l
1,0
-
1,0
-
-
Sr
mg./l
2,0
-
7,0
-
-
NH4
mg./l
0,4
-
-
-
-
NO3
mg./l
45,0
-
-
-
-
NO2
mg./l
0,0
-
-
-
-
93
�Capítulo 4 CLASIFICACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS POR SU ORIGEN,
FORMAS Y CARACTERÍSTICAS DE YACENCIA
4.1 Clasificación de las aguas subterráneas por su origen
Las aguas subterráneas por su origen, se dividen en cinco tipos:
1. Aguas de infiltración: Deben su formación a la infiltración de las aguas
atmosféricas y superficiales a través de las rocas sedimentarias, metamórficas
y magmáticas; muchas aguas artesianas y freáticas tienen como origen la
infiltración.
2. Aguas de condensación: Formadas por el proceso de condensación del vapor
de agua contenido en los poros, cavidades y grietas de las rocas, en todas
partes donde el vapor se traslada bajo las influencias de sus variaciones
elásticas en distintas temperaturas, condiciones de suelos y de las rocas.
3. Aguas de sedimentación: Son las formadas en cuencas en las que ocurrió el
proceso de sedimentación de las rocas; aguas de sedimentos fangosos o fango
arcillosos. Una parte de esta agua fueron desplazadas en el proceso de
litogénesis bajo la influencia de la compactación de los sedimentos hacia rocas
permeables, formando en ellas horizontes acuíferos con agua gravitacional
(freáticas).
4. Aguas de origen orgánico: Se forman por la descomposición de la materia
orgánica contenida en sedimentos fangosos arcillosos en el proceso de
formación de los mismos.
5. Aguas de origen profundo (aguas juveniles): Son las aguas magmáticas de
zonas profundas de la corteza terrestre que no forman parte del intercambio
hídrico hasta su aparición en los estratos superiores de la corteza terrestre.
Según Langue, las aguas juveniles se forman por tres condiciones distintas
entre sí:
•
Durante el desprendimiento desde el magma de gases de hidrógeno y
oxígeno, los cuales posteriormente se unen y forman el agua (aguas
juveniles sintéticas).
•
Por desprendimiento de vapores de agua desde el magma, formando en
zonas superiores aguas de condensación (aguas juveniles de
condensación).
•
Por desprendimiento de agua cristalizada desde las masas minerales en
las zonas profundas de la corteza terrestre (aguas juveniles de
hidratación).
Estos diferentes tipos de agua que se mencionaron en su movimiento entre las rocas
que forman la corteza terrestre, pueden mezclarse en distintas relaciones, formando
en muchos casos aguas de origen mezclado. La mezcla de las aguas y su interacción
con el suelo, rocas, atmósfera, hidrosfera y también por procesos magmáticos,
bioquímicos, radioactivos, físico-químicos y otros procesos que constantemente se
producen en la corteza terrestre, proporcionan la formación de uno u otro tipo de
agua, de su composición química y características físicas.
En el estudio de la formación de las aguas subterráneas, Kamiénski definió tres ciclos
genéticos.
1er ciclo: De infiltración o continental relacionado con la infiltración de las aguas
atmosféricas y todo un complejo de procesos geoquímicos que ocurren en la zona
superior de la corteza terrestre.
94
�2do ciclo: Marino o de sedimentación relacionado con la penetración de las aguas
marinas en el proceso de sedimentación, y posteriormente con procesos de diagénesis
de los sedimentos y metamorfismo de las aguas contenidas en ellos.
3er ciclo: Metamorfismo magmático con el que se relacionan los procesos de
formación de aguas profundas relacionadas con procesos termales, dinámicos,
metamórficos y magmáticos regionales. Con el último ciclo se relaciona la formación
de hidrotermos profundos, que incluyen en sí aguas juveniles formadas bajo la
influencia de procesos de metamorfismo.
En distintas condiciones geológicas y físico-geográficas, en dependencia de la
dirección de los procesos del ciclo de infiltración, se pueden formar los siguientes tipos
de aguas:
1er tipo: Aguas freáticas de lixiviación que se forman como resultado de un
desarrollo intensivo de los procesos de infiltración, el que tiene lugar en condiciones
de clima húmedo.
2do tipo: Aguas freáticas de salinización continental que se forman en regiones
secas y de estepas bajo la influencia de una evaporación intensiva y procesos de
interacción entre aguas atmosféricas y los suelos salinizados.
3er tipo: Aguas artesianas de lixiviación o agua de circulación profunda que
forman los siguientes subtipos:
•
Aguas de cuencas artesianas en amplias depresiones de plataforma, que se
caracterizan por sus pequeñas velocidades y largos recorridos de circulación,
debido a las grandes dimensiones de las cuencas y relativamente pequeñas
diferencias entre las costas de la zona de alimentación y zonas de drenaje.
•
Aguas de circulación profunda en estructuras tectónicas de zonas montañosas
plegadas, las que se caracterizan por una relativa circulación intensiva,
acompañada algunas veces con la salida de manantiales termales.
Por las condiciones de yacencia y características de las rocas almacenadoras de agua,
las aguas subterráneas se dividen en los siguientes tipos:
1. Aguas porosas: Aguas que yacen y circulan en horizontes de sedimentos
friables de distintas génesis, granulometría y composición mineralógica.
2. Aguas estratificadas: Aguas que yacen y circulan por estratos de rocas
sedimentarias, subdivididas en porosas-estratificadas y fisuro-estratificadas.
3. Aguas fisurosas: Aguas que yacen y circulan en grietas tectónicas aisladas y
en zonas de dislocaciones tectónicas.
Por sus características hidrodinámicas las aguas subterráneas se dividen en: con
presión (artesianas) y sin presión (freáticas). Como caso especial se analizan de forma
independiente las aguas de la zona no saturada, que generalmente son freáticas, pero
en determinadas condiciones pueden ser artesianas, las que presentan características
muy específicas.
4.2 Aguas de la zona no saturada
Las aguas de la zona no saturada yacen sobre la zona de saturación de las rocas,
comprendidas entre la superficie del terreno y la superficie del nivel de las aguas
freáticas o techo impermeable de aguas artesianas. Con las aguas de la zona no
saturada se relacionan las aguas del suelo y las denominadas aguas colgantes.
Aguas del suelo: se conocen como tal, las aguas relacionadas con la capa vegetal,
del que toman su alimentación el sistema de raíces de la vegetación, teniendo relación
directa con la atmósfera y con las aguas subyacentes (aguas colgantes). Esta agua se
95
�caracteriza por tener un contenido alto de materia orgánica y microorganismos; ellas
presentan una gran influencia sobre la fertilidad de los suelos; las mismas
principalmente son estudiadas por los edafólogos, agroquímicos y agrónomos. En las
investigaciones hidrogeológicas las aguas del suelo se estudian relacionándolas con el
drenaje y riego de los terrenos; también durante las investigaciones de las leyes que
rigen el régimen de las aguas freáticas.
Aguas colgantes: es un tipo específico de agua subterránea que se forma debido a
la infiltración de las aguas atmosféricas y superficiales, contenidas por lentes o
estratos acuñados de sedimentos poco permeables, rodeados por rocas permeables
porosas o agrietadas en la zona no saturada. Las propiedades que caracterizan a las
aguas colgantes son:
•
Tener un área de distribución limitada, definida por las dimensiones de los
lentes poco permeables.
•
Presentar variaciones bruscas del nivel del agua; la composición y reservas de
las mismas dependen del clima.
•
Pueden ser contaminadas fácilmente por otras aguas (aguas de suelo, de
residuales, etc.).
•
Ser inapropiadas,
permanente.
•
Presentar una dinámica específica; ellas pueden tomar parte en la alimentación
de las aguas freáticas y pueden ser totalmente evaporadas.
generalmente,
para
utilizarlas
en
una
explotación
La composición química de las aguas colgantes es muy variada, sobre todo en
regiones tropicales.
FIGURA 4.1 Esquema de aguas colgantes.
1. Zona no saturada
2. Nivel de las aguas del acuífero subyacente
3. Zona de saturación capilar
4. Techo del estrato acuífero subyacente
5. Estrato acuífero subyacente
6. Lecho impermeable del acuífero subyacente
7. Lente de aguas colgantes
96
�4.3 Aguas freáticas
Las aguas freáticas son las primeras que se encuentran a partir de la superficie del
terreno en un horizonte acuífero que yace sobre un estrato impermeable. Sus
principales características son las siguientes:
1. La totalidad de esta agua son sin presión, presentan una superficie libre relacionada
directamente con la atmósfera, la presión sobre la superficie de las aguas freáticas es
igual a la atmosférica.
2. El área de alimentación y distribución de las aguas freáticas generalmente
coinciden, siendo su principal fuente de alimentación las aguas atmosféricas y las
de condensación.
3. Las aguas freáticas presentan un régimen específico; las variaciones de sus
reservas en tiempos, niveles, composición química y bacteriológica y sus
propiedades físicas son determinadas por las condiciones climáticas de los
territorios de distribución de esta agua, por los procesos físico-químicos y
bioquímicos que ocurren en la zona no saturada y la actividad práctica del hombre
por la construcción de embalses, canales, canteras, drenaje, riego de amplios
territorios, etc.
Las aguas freáticas son las de más fácil utilización, pero al mismo tiempo son las que
más fácil se contaminan con aguas residuales de distintos orígenes. Las aguas
freáticas en la naturaleza, en dependencia de la estructura geomorfológica y geológica
del territorio, dan origen a distintas formas de yacencia con las que se relacionan:
•
Flujo freático
•
Embalse freático
•
Combinación de embalse freático con flujo freático
Flujo freático: Movimiento del agua en el horizonte sin que ocurra bajo la influencia
de la fuerza de gravedad, y está dirigido en concordancia con la dirección del
gradiente de la superficie de las aguas freáticas.
Embalse freático: Es la depresión del lecho impermeable, relleno con rocas
permeables, saturadas con aguas que tienen una superficie relativamente horizontal.
Combinación del flujo freático con el embalse freático: Los embalses freáticos se
forman en aquellos territorios donde en el lecho impermeable se encuentran
descensos profundos, los cuales no pueden estar rellenos con aguas de infiltración y
de condensación. Si los descensos del lecho impermeable se encuentran rellenos con
aguas de infiltración y condensación, entonces tendremos la tercera forma de
yacencia de las aguas freáticas. En la naturaleza es muy difícil definir entre el flujo
freático y el embalse freático ya que entre ellos existe un fuerte enlace hidráulico y se
diferencian solamente por la velocidad de movimiento de las aguas.
La relación entre las aguas freáticas y las superficiales puede definirse mediante la
construcción de mapas de hidroisohipsas, por los que se puede determinar si las
aguas subterráneas sirven de alimentación a las superficiales; se alimentan de ellas u
ocurren ambos procesos; el ejemplo más típico para estos caos son los ríos. Los
mapas de hidroisohipsas permiten resolver tareas prácticas como: ubicar pozos de
explotación, proyectar sistemas de drenaje, seleccionar áreas para la construcción de
obras para recarga artificial de las aguas subterráneas y otras.
97
�FIGURA 4.2 Esquema de flujos y embalses freáticos
1. Nivel de las aguas en el estrato freático
2. Flujo freático
3. Embalse freático
4. Frontera entre el flujo y el embalse freático
5. Lecho impermeable
FIGURA 4.3 Esquema de relación aguas freáticas- aguas superficiales (ríos)
a)- Acuífero freático que alimenta a un río
b)- Acuífero freático que se alimenta de un río
c)- Acuífero freático donde ocurren los dos procesos
→ - Dirección del flujo subterráneo
---15--- Isolíneas de las hidroisohipsas
Por mapas de hidroisohipsas se puede definir:
1. Dirección del movimiento del flujo subterráneo
2. Gradientes (pendientes) del flujo subterráneo
3. Relación de las aguas subterráneas con superficiales
4. Profundidad de yacencia del nivel de las aguas freáticas en cualquier punto
conjugando las isolíneas de nivel de las aguas con la topografía del relieve del
terreno.
5. Evaluar el caudal del flujo de las aguas freáticas Q por la fórmula:
Q=KBHI
(4.1)
Donde:
98
�K; coeficiente de filtración de las rocas acuíferas, m / día
B; ancho de la sección del flujo, m
H; potencia (espesor) medio del flujo subterráneo, m
I; gradiente del flujo subterráneo
La superficie de las aguas freáticas generalmente repiten el relieve de la superficie del
terreno, y solo en casos especiales pueden no coincidir (rocas con cambios bruscos de
permeabilidad, rocas con desarrollo de carso, valles de ríos, hondonadas del terreno,
etc.).
El nivel de las aguas freáticas oscila en tiempo, principalmente en dependencia de
factores climáticos, hidrológicos y otros; por ello los mapas de hidroisohipsas de esta
agua se confeccionan para determinados períodos de tiempo, generalmente para las
posiciones máximas y mínimas del nivel de las aguas de un territorio determinado.
Las aguas freáticas en la naturaleza pueden existir solamente cuando existen fuentes
de alimentación, las cuales pueden dividirse en cuatro tipos, a menudo relacionados
entre sí: precipitaciones atmosféricas, aguas superficiales, aguas subterráneas con
presión que yacen a mayores profundidades y aguas de condensación.
Como régimen de las aguas subterráneas, incluyendo las freáticas, se entienden los
procesos histórico-naturales que incluyen algunos ciclos de formación de las aguas
subterráneas que surgen bajo la influencia de factores interrelacionados y cambian en
tiempo y espacio de orígenes y otros. El régimen de las aguas freáticas caracteriza las
variaciones de sus reservas; con ellas, sus niveles y características físicas y químicas
en tiempo y espacio bajo la influencia de los factores antes relacionados.
Kamiénski clasifica el régimen de las aguas freáticas en cuatro tipos:
De parteaguas: se forman bajo la influencia de variaciones de las magnitudes de la
infiltración de las aguas atmosféricas, evaporación y del escurrimiento subterráneo.
Marginales: determinado principalmente por la oscilación del nivel de las aguas
superficiales: ríos, lagos, mares.
Premontañoso: conjuntamente con la infiltración de las aguas atmosféricas se
infiltra un gran volumen de aguas del escurrimiento superficial, incluyendo de los ríos.
De congelación: se caracteriza por una congelación total o parcial de las aguas
freáticas.
Las leyes que rigen el régimen de las aguas freáticas se estudian por observaciones
estacionarias en esta agua, con las cuales se determinan:
•
Condiciones de alimentación
•
Condiciones de drenaje
•
Dirección y velocidad del movimiento de las aguas
•
Variaciones de sus reservas y causas
•
Relación entre los elementos de las aguas freáticas con los factores que
determinan su régimen
•
Puntos de alimentación de las aguas freáticas con aguas contaminadas
•
Cambios del régimen de las aguas freáticas por la influencia del hombre
99
�4.3.1. Aguas freáticas en zonas arenosas costeras
Generalmente, estas aguas están relacionadas con dunas de arenas de granulometría
homogénea; el nivel de las aguas freáticas repite el relieve del terreno. Está
ampliamente demostrado que en las dunas arenosas, en las costas del mar y en islas
arenosas, las aguas freáticas dulces a profundidades determinadas, partiendo del nivel
del mar, pasan a ser aguas saladas.
De acuerdo con lo representado en la Figura 4.4 la potencia total de aguas dulces
(Ho) con un peso específico medio del agua del mar γ s = 1,024 g/cm3, según la teoría
de Ghyben-Herzbrg, será igual a:
H ≈ 43 h
(4.2)
Ho = H + h
Donde:
H: profundidad de yacencia de las aguas dulces a partir del nivel del mar, m.
h: altura del nivel de las aguas dulces sobre el nivel del mar, m.
FIGURA 4.4 Esquema de ubicación de lentes de aguas dulces freáticas en islas
arenosas.
1. Nivel de las aguas freáticas
2. Nivel del mar
3. Lente de aguas dulces
4. Aguas saladas
5. Frontera (interfase) entre aguas dulces y saladas
Independientemente de la expresión 4.2, en todos los casos el valor de Ho debe
comprobarse determinando el peso específico del agua dulce γ d y del agua salada γ s ,
y determinar el coeficiente correlacional:
γ =
γ d
γ s − γ d
(4.3)
Donde la expresión 4.2 se transforma en:
100
�H=
γ d
γ s − γ d
= γ h
(4.4)
4.4 Aguas artesianas
Las aguas artesianas son las aguas subterráneas que yacen y circulan en horizontes
acuíferos entre estratos impermeables en los límites de estructuras geológicas
considerablemente grandes (sinclinales, monoclinales y otras), formadas por rocas
precuaternarias, raramente en rocas de edad cuaternaria. Las estructuras que
contienen uno, dos o varios horizontes acuíferos y complejos con presión y que
presentan magnitudes considerables por su área se denominan cuencas artesianas;
algunos autores las denominan cuencas de aguas con presión.
Las aguas artesianas, según Ovchínikov, se encuentran dentro de los sistemas de
aguas con presión formadas por aguas porosas, poroso-fisurosas y poroso-fisuroso
cársticas de horizontes o complejos acuíferos, que presentan zonas de alimentación
actual, presiones y descarga, generalmente formando las denominadas cuencas
artesianas. Por las dimensiones de los sistemas acuíferos las cuencas artesianas se
dividen en seis tipos (Tabla 4.1).
Tabla 4.1 Clasificación de las cuencas artesianas, según Ovchínikov
Tipos de
cuencas
Areas (km2)
Características de las cuencas
I
Grandes: formadas por zonas de plataformas de las eras
Paleozoicas, Mesozoicas, Cenozoicas o de varios pisos de
distintas eras.
II
Medianas: de extremos con grandes flexiones y llanuras
entre montañas.
10 000-100
000
III
Pequeñas: Generalmente ubicadas sobre cuencas grandes
y medianas.
〈 10 000
IV
Sistemas de agua con presión de grietas en rocas
cristalizadas o metamórficas (macizos antiguos), con
deformaciones jóvenes o complejas por movimientos y
rupturas jóvenes.
Variada
V
Cuencas de aguas subterráneas
estructuras montañosas
con
Variada
VI
Cuencas y flujos de aguas freáticas que presentan áreas
con carácter subartesiano
Variada
articuladas
〉 100 000
(generalmente
〈 1 000 )
Las cuencas artesianas, independientemente al tipo que correspondan, presentan las
siguientes partes principales, distintas por sus condiciones hidrogeológicas (Figura
4.5): zona de alimentación. Zona de presión (almacenamiento y tránsito) y zona de
descarga.
Zona de alimentación: Está representada por el área de afloramiento de las rocas
acuíferas a la superficie del terreno. Esta zona se encuentra ubicada en las cotas más
altas de la cuenca. Las aguas subterráneas en la zona de alimentación no presentan
presión, tienen relación directa con la atmósfera y a menudo son dominadas por la
red hidrográfica existente en esta zona.
101
�Zona de presión: Es el área de mayor desarrollo de las cuencas artesianas, dentro
de los límites de la cual el nivel de las aguas subterráneas de los horizontes o sus
complejos acuíferos yace sobre el techo de los mismos (nivel piezométrico). La altura
en vertical de la estabilización del nivel sobre el techo del acuífero será la carga
hidráulica (presión). El nivel piezométrico puede ser positivo o negativo, cuando el
mismo se encuentra sobre la superficie del terreno o debajo, respectivamente. En
dependencia de la alimentación, drenaje y explotación del acuífero, el nivel
piezométrico puede variar su posición pasando de positivo a negativo o viceversa.
Para las aguas con presión se confecciona el mapa de hidroisopiezas, que representa
la unión de los puntos con cotas absolutas o relativas del nivel con una línea,
mediante la extrapolación de los valores de las cargas en planta (presiones), con lo
que se obtiene la superficie piezométrica de un área determinada o de la cuenca en
general, según la magnitud del área de estudio.
Zona de descarga: Es la zona de salida de las aguas con presión a la superficie; la
descarga puede ocurrir también de forma submarina al aflorar las rocas acuíferas a la
superficie del relieve bajo aguas fluviales o marinas; por lo general, la descarga se
realiza a través de manantiales ascendentes de formas diversas. Es necesario señalar
que en muchas cuencas artesianas la descarga subterránea de las mismas es muy
limitada; cuando ella ocurre, la misma se realiza generalmente a través del
parteaguas entre dos cuencas, o como lo denominó Tolstíjin, se ejecuta el trasvase de
una cuenca a otra; en este caso la zona de descarga de una cuenca representa la
zona de alimentación de otra.
Las cuencas artesianas generalmente contienen varios horizontes acuíferos y
complejos, cada uno de los cuales, con la ausencia de relación hidráulica entre ellos,
se caracteriza por su propia superficie piezométrica, definida por los niveles de agua
de las zonas de alimentación y de descarga de cada horizonte o complejo.
FIGURA 4.5 Esquema típico de cuencas artesianas. A- Límites de desarrollo de las
cuencas artesianas. a- Zona de alimentación; b- Zona de presión. cZona de descarga. 1- Nivel piezométrico; 2- Horizontes acuíferos; 3
Roca o basamento impermeable. H- carga hidráulica; M- Potencia del
horizonte acuífero con presión; B- Área de desarrollo de las aguas
freáticas que puede extenderse hasta ocupar parte de la zona –a.
Además de las cuencas artesianas se encuentran aguas con presión en los
denominados declives artesianos desarrollados en regiones montañosas y
premontañosas. La zona de alimentación y descarga de los relieves artesianos,
generalmente se encuentra a corta distancia una de otra, y tanto en la zona de
alimentación como de descarga pueden encontrarse manantiales ascendentes y
descendentes (Figura 4.6 I).
102
�Las aguas con presión (artesianas) pueden encontrarse también en cuencas que
prescinden de zonas de descarga, las cuales son denominadas cuencas con
intercambio hídrico retardado. El intercambio hídrico en estas cuencas es muy lento y
ocurre a través de rocas poco permeables que yacen sobre los horizontes acuíferos,
motivado por la influencia de grandes gradientes de presión que surgen en estas
cuencas entre las aguas artesianas y freáticas (Figura 4.6 II).
FIGURA 4.6 Formas de estructuras artesianas.
I- Esquema de declive artesiano. a- Zona de alimentación, b- Zona de
presión; c- Zona de descarga. 1- Rocas acuíferas; 2- Nivel de las aguas
freáticas; 3- Nivel piezométrico; 4- Rocas impermeables; 5- Manantiales
descendentes o ascendentes
II- Esquema de cuencas artesianas con intercambio hídrico retardado. ALímite de las cuencas en un perfil dado. a- Zona de alimentación; b- Zona
de presión. 1- Horizonte acuífero, 2- Rocas poco permeables; 3- Nivel
piezométrico de las aguas, 4- Rocas impermeables
En todas las cuencas artesianas se observan tonalidades hidrodinámicas e
hidroquímicas. Generalmente, se observan tres zonas hidrodinámicas: 1- Zona de
intercambio hídrico intensivo, 2- Zona de intercambio hídrico dificultoso, 3- Zona de
intercambio hídrico sumamente dificultoso.
En todas las cuencas artesianas se observan tonalidades relacionadas, en gran parte
con el tipo de intercambio hídrico existente y con las condiciones paleohidrogeológicas
de formación de los estratos acuíferos y de las aguas en ellos contenidos. Las zonas
hidroquímicas representan partes de las cuencas artesianas relativamente
homogéneas por su estructura, dentro de los límites de las cuales la mineralización y
composición química de las aguas cambian en rangos relativamente pequeños.
Según Tolstíjin, Zaitsév y Gurévich, en perfiles de las cuencas artesianas se pueden
definir cuatro zonas hidroquímicas: 1- Zona A; de aguas dulces (mineralización 〈 1
g/l); 2- Zona B; de agua salobre (1 a 10 g/l); 3- Zona C; de aguas saladas (10 a 50
g/l); 4- Zona D; de rasoles ( 〉 50 g/l). Los límites entre estas zonas pueden ser
definidos de forma aproximada, ya que la mineralización y composición química de las
aguas cambia paulatinamente, aunque de forma irregular. En dependencia de las
condiciones geólogo-estructurales e hidrodinámicas de las cuencas artesianas, en los
perfiles de estas, según Tolstíjin, pueden estar desarrolladas las zonas A, zonas A + B,
zonas A + B + C y zonas A + B + C + D.
No obstante, cuando en la parte superior de los perfiles de las cuencas existen yesos,
anhídridos u otras sales y en la profundidad existen rocas permeables, entonces
puede tener lugar una inversión hidroquímica que se explica por la anomalía de
cambios normales de mineralización y composición química de las aguas en
profundidad.
103
�4.5 Aguas de fisuras: freáticas y con presión
Estas aguas se relacionan con la yacencia y circulación de las mismas a través de
grieta sin rocas sedimentarias, metamórficas y magmáticas. En las rocas existen tres
tipos de grietas, que por su origen son:
•
Grietas tectónicas: Se originan en el proceso de formación de la estructura
geológica.
•
Grietas de intemperismo: Se originan durante el intemperismo y lixiviación
de las rocas.
•
Grietas lito-genéticas: Grietas que están relacionadas con los procesos que
se desarrollan durante la formación de las rocas, en el proceso de
sedimentación-compactación de las mismas.
Frecuentemente en las rocas de un mismo territorio se encuentran los tres tipos de
grietas relacionadas entre sí. La acuosidad de las rocas agrietadas en alto grado
depende del tipo de grieta y carácter de interrelación de las mismas. Las grietas
tectónicas generalmente están relacionadas con dislocaciones tectónicas que alcanzan
profundidades de cientos y miles de metros; las aguas de acuíferos con este tipo de
grietas en muchas ocasiones están relacionadas con aguas minerales y termales, en
ocasiones con composición salina y gaseosa con características específicas.
Las grietas de intemperismo, su formación y dimensión dependen, fundamentalmente
del enfriamiento o calentamiento de las rocas bajo la influencia de la temperatura del
aire, así como de otros factores físicos y mecánicos. La influencia de la temperatura
diaria actúa hasta los primeros 2-4 m desde la superficie del terreno, las temperaturas
anuales influyen en los primeros 20-40 m y las variaciones de las temperaturas en
siglos influyen en profundidades mayores. El mayor agrietamiento se presenta en los
primeros 2-4 m de la zona de intemperismo, a mayor profundidad el agrietamiento, y
por lo tanto su acuosidad disminuye paulatinamente; en algunas partes el proceso de
intemperismo, en dependencia de las características físicas de las rocas y del clima,
puede alcanzar profundidades de hasta 100 m y más.
Las grietas lito-genéticas presentan desarrollo en todo el espesor del estrato de la
roca. Con este tipo de grietas están relacionadas tanto las aguas freáticas como las
aguas fisuro-estratificadas en cuencas artesianas. Las aguas subterráneas de grietas
de distintos tipo, por su origen, a menudo se encuentran relacionadas hidráulicamente
entre sí, por lo que esta agua puede presentar una composición química muy variada.
La alimentación de las aguas de fisuras es principalmente por las precipitaciones
atmosféricas. Las condiciones de alimentación dependen de la morfología del relieve
actual y las características de la cubierta cuaternaria; una alimentación intensiva, por
la infiltración, ocurre cuando las rocas agrietadas afloran a la superficie del terreno o
se encuentran relacionadas con aguas superficiales.
Las aguas subterráneas relacionadas con rocas agrietadas, en dependencia del origen
de las grietas, se dividen en: aguas de grietas por el intemperismo y aguas de grietas
y filoneanas, con presión, relacionadas con grietas tectónicas.
4.6 Aguas cársicas
El carso debe su nombre a las primeras investigaciones hidrogeológicas ejecutas en
rocas cársticas en Karst, lugar ubicado al norte del Adriático en la Península de Istria,
en los Alpes de la antigua Yugoslavia. El significado de karst en yugoslavo es: campo
de piedras calizas, al igual que carso en italiano o causse en francés.
104
�Las aguas cársicas son las aguas subterráneas que yacen y circulan por grietas,
cavidades, canales y cavernas que se forman como resultado de la lixiviación de las
rocas, principalmente de rocas carbonatadas. En estas rocas el movimiento de las
aguas y sus propiedades de disolución pueden provocar la formación de canales y
cavernas de grandes dimensiones. En estas condiciones, el régimen predominante del
movimiento de las aguas subterráneas en la zona de saturación total es laminar,
aunque a menudo en zonas de gran desarrollo del carso, sobre todo en calizas del
Mioceno y Cuaternario, en la zona no saturada y próximo a los límites superiores de la
zona de saturación donde el agua circula por cavidades no saturadas en su totalidad,
puede originarse un régimen de circulación turbulento de las aguas subterráneas,
aunque este régimen generalmente se desarrolla en un espesor acuífero
insignificante, en relación con la potencia total y área de extensión del estrato
acuífero.
Solo en puntos aislados o zonas de canales dirigidos hacia zonas de drenajes
próximos, en condiciones muy específicas, el régimen de circulación turbulento de las
aguas subterráneas puede alcanzar magnitudes considerables en relación con la
potencia total del acuífero. En los territorios cársicos podemos considerar las
siguientes unidades hidrogeológicas:
1- Regiones cársicas: equivalente hidrológicamente a las regiones con clima
común, existencia de megaestructuras, y un balance hídrico estable.
2- Sistemas cársticos: conjunto
macroestructura común.
de
aguas
cársicas
dependientes
de
una
3- Aparatos o elementos cársicos: conjuntos de aguas cársticas con una zona de
absorción y urgencias comunes. Son las unidades que dan origen a los sistemas
y regiones cársticas.
En el conjunto del medio de rocas solubles (calizas, dolomitas, etc.), el fisuramiento,
el agua circulante y el proceso de disolución y erosión inherentes a la circulación
cársica, constituyen lo que podemos denominar un elemento cársico. Cuando en el
elemento cársico ocurren los fenómenos mencionados el mismo, será activo; cuando
falte la circulación del agua, será pasivo. En un elemento cársico se consideran tres
zonas, atendiendo a la circulación del agua y su relación con el relieve:
1- Zona superior superficial: zona de absorción
2- Zona intermedia de circulación libre o libre y con presión
3- Zona inferior de circulación permanente bajo presión
Entre las zonas 2 y 3 puede existir una zona intermedia de afloramiento del agua.
Zona de absorción: posee formas muy características denominadas de absorción o
exocarso. Estas formas pueden ser cerradas, en las que la absorción se realiza
lentamente y abiertas, en las que el agua penetra libremente de forma masiva y las
denominadas alóctonas, que pueden estar formadas por las dos primeras.
Formas de la zona de absorción (o infiltración):
Cerradas: dolinas, uvalas, poljes, valles ciegos, valles muertos
Abiertas: simas, sumideros, cavernas
Alóctonas: cañones
Dolinas: se originan en puntos de intersección de dos diaclasas (fallas), donde por la
infiltración se produce el desprendimiento o sifonamiento de partículas de las rocas
solubles que emigran desde este punto, produciéndose la descalcificación y
105
�consiguiente pérdida de volumen de rocas, lo que proporciona un lento hundimiento
de toda la zona afectada a partir del centro, originándose entonces, una depresión
circular, al principio embudiforme, que con su desarrollo provoca la formación de otros
elementos.
Uvalas: formadas por dolinas que han evolucionado más rápidamente en superficie
que en profundidad, originando una depresión más amplia.
Poljes: constituyen las formas de absorción del carso de mayor extensión superficial.
Polje en yugoslavo significa llanura o campo, estas, morfológicamente no difieren
mucho de las fosas tectónicas o graben. Generalmente, el fondo de los poljes es
plano, cubierto de sedimentos, de entre los cuales emergen islotes rocosos,
fuertemente carsificados y atravesados por cavernas.
Los poljes presentan génesis diversas: Por progresivas conjugaciones de dolinas y
uvalas. Por desarrollo de uvalas sobre fallas. Por carsificación de una zona tectónica
que es la que mayores magnitudes alcanza.
Valles muertos y valles ciegos: Son valles espígeos (subterráneos) que han dejado de
funcionar a consecuencia de la carsificación en las zonas de sus cabeceras; estos
valles se encuentran presentes en territorios donde existieron glaciales.
Los valles ciegos son estructuras desarrolladas sobre conjuntos de diaclasas o fallas
que presentan formas alargadas en dirección del accidente que las ha originado, estos
valles pueden estar surcados por arroyos epigeos, cuya hidrografía ha sido
desorganizada por el carso. Si sobre uno de estos valles comienza a producirse una
absorción (infiltración) cárstica, la circulación subterránea se desorganiza y se
producen divisorias de las aguas subterráneas y superficiales a lo largo del valle,
originándose así los valles ciegos.
Simas: surge como resultado de la evolución de la dolina por el arrastre de los
sedimentos que cubren la dolina, hacia el interior del elemento cárstico, formándose
una forma de absorción abierta.
En el desarrollo de una sima se originan las siguientes fases:
1- Fase premonitoria: ensanchamiento de la intersección de las diaclasas madres
2- Fase juvenil: generación de una dolina de fondo plano
3- Fase de madurez: relleno diverso, intensa descalcificación en profundidad
4- Fase de senilidad: multiplicación de los embudos y hundimiento total del
interior de la dolina
5- Surgimiento de la sima propiamente
Sumideros: Se originan cuando en la fase de formación de las simas, al aparecer
dolinas “satélites”, la absorción es masiva, dando origen a los sumideros.
Los sumideros pueden ser permanentes, alimentados por arroyos o ríos. Accidentales,
que actúan solamente durante las crecidas de los ríos o en períodos de fuertes lluvias.
Periódicos, que tienen un régimen estacional durante los períodos lluviosos.
Cavernas: Se originan por el desarrollo interno de las anteriores formas, formando
infinidad de formas cársticas. Las mismas pueden presentarse de forma aislada o
interconectadas entre sí por los denominados canales cársticos, grietas, etc. Las
cavernas pueden alcanzar grandes magnitudes, incluso hasta miles de metros de
longitud, con desarrollo tanto en horizontal como en vertical. Las mayores cavernas se
desarrollan generalmente sobre el nivel de las aguas subterráneas en zonas altas y
montañosas.
106
�Cañones: Se originan por la combinación de flujos de aguas superficiales y
subterráneas.
Con la combinación de todas o algunas de las formas de absorción cársicas descritas
pueden formarse los paisajes cársicos, sobre todo cuando ello ocurre sobre rocas
calizas. El paisaje cársico definido por Martonne se describe como: un relieve original,
en el que parece faltar las leyes ordinarias del modelado de erosión.
Las características del paisaje cárstico son:
1- Ausencia de circulación hídrica superficial en las zonas altas. A veces el
territorio está cruzado por profundas gargantas, cárcavas y cañones,
procedentes de la erosión de ríos nacidos en zonas extracarsicas (fuera de los
límites del carso y dentro del propio carso).
2- Presencia de cumbres y vertientes cubiertas de hendiduras, grietas, etc. en
profundidad muy variable, llamadas lapiaz.
3- Presencia de abundantes formas ciegas: valles ciegos y además dolinas, uvalas
y poljes.
4- Presencia de numerosas simas y cavernas en las vertientes.
5- Cubierta vegetal ausente o escasa representada por una flora característica. Las
rocas carecen generalmente de otra cubierta.
Zona de circulación: Es la zona hidrogeológicamente más importante, ya que por
ella circula el agua en su recorrido desde la zona de absorción (infiltración) hasta la
surgencia. Las formas aquí presentes son estructurales, puesto que están relacionadas
totalmente con la tectónica del territorio y se desarrollan a lo largo de los elementos
tectónicos de las rocas carbonatadas (diaclasas, fallas, pliegues, planos de
estratificación y sistemas de grietas).
La relación entre la estructura y las zonas de circulación es tan estrecha que las zonas
de circulación más desarrolladas, como las grandes cavernas o galerías colectotas de
los denominados ríos subterráneos, están también formadas en estructuras
importantes como ejes de pliegues o fallas.
Los denominados “sistemas circulatorios localizados”, es decir, los conductos con más
de un metro de diámetro (o altura) representan las genuinas formas de conducción
del carso. Los sistemas circulatorios localizados pueden tener dos orígenes distintos:
1- Por hundimiento de dolinas
2- Por ensanchamiento y excavación de conductos embrionarios aislados o de
redes de hendiduras o grietas. Los mismos se subordinan siempre a dos formas
de absorción: las simas y las cavernas.
En perfil, la parte de las rocas donde se desarrollan las formas cársicas, forman las
capas o estratos cársicos, los que almacenan grandes recursos de aguas
subterráneas, con características similares y formando parte de las aguas freáticas.
Los estratos o capas cársicas deben su desarrollo a la evolución de conductos aislados
que en el proceso de sus fases evolutivas forman una red.
En las regiones cársicas donde están desarrollados los estratos o capas cársicas,
existen cuatro zonas hidrodinámicas verticales, que se diferencian entre sí por las
condiciones de movimiento y régimen de las aguas cársticas:
•
Zona de aireación (no saturada), en la que ocurre principalmente un
movimiento descendente de las aguas de infiltración; en muchas regiones en
esta zona se forman aguas colgantes.
107
�•
Zona de oscilación temporal del nivel de las aguas cársicas, ocupa una
posición intermedia entre la zona no saturada y la zona de saturación total.
•
Zona de saturación total, ubicada en la esfera de influencia del drenaje de la
red hidrográfica local que atraviesa el macizo de rocas cársticas.
•
Zona de circulación profunda, se encuentra fuera de la influencia de la red
hidrográfica local; las aguas subterráneas en esta zona se dirigen fuera de los
límites de las mismas en dirección al territorio de drenaje de las aguas
cársticas.
Formas de emisión: Las principales formas de emisión o surgencias de las aguas
cársticas las representan los manantiales. La mayor parte de los manantiales cársicos
se caracterizan por tener grandes caudales y fuertes variaciones estacionales. De tal
forma, existe dentro de las aguas freáticas las bases para diferenciar dentro de las
mismas a las aguas cársicas, por su dinámica y considerando que esta aguas se
desarrollan en zonas locales de mayor o menor dimensión, con características
específicas de la estructura interna de los horizontes o estratos acuíferos muy
heterogénea, tanto en planta como en perfil, la surgencia o drenaje ocurre diferente
a las aguas freáticas, ya que la misma se desarrolla de forma puntual, local y en
excepciones, regional. Otra característica que diferencia a las aguas cársticas de las
tradicionales aguas freáticas es que la roca acuífera en las aguas cársticas no presenta
una estabilidad en su matriz, es decir, generalmente varía en tiempo y espacio,
debido a los procesos de lixiviación y sedimentación que en ellas se desarrollan de
génesis química, por lo que la permeabilidad de estas rocas es muy variable en
tiempo y espacio.
Procesos de disolución de las rocas cársticas (carbonatadas)
En las rocas carbonatadas, la formación del carso no solo se debe a procesos
mecánicos originados por la circulación del agua a través de los primeros conductos,
sino que también se desarrollan procesos químicos motivados por determinados
elementos presentes en las rocas y en las aguas que se infiltran, equilibrio de esos
elementos, propiedades de disociación y asociación de los mismos, temperatura, etc.
Debido a lo antes expuesto, como toda reacción química, en las rocas carbonatadas y
sobre todo en las calizas, las reacciones químicas y demás procesos de disolución,
provocan la formación de nuevos elementos, los procesos que se originan, no solo
provocan las lixiviación de las rocas, dando origen al carso, sino que también se
desarrollan procesos que conllevan al restablecimiento de las rocas lixiviadas.
El carso se forma principalmente por la disolución del carbonato de calcio (CO3Ca)calcita, y el restablecimiento se origina dentro del mismo proceso, al formarse
nuevamente este elemento. Ya en 1932, Marte denominó este fenómeno como
“formas de reconstrucción”.
Analizando el caso de disolución de la calcita, tenemos que este proceso se desarrolla
en cuatro estadíos de la forma siguiente:
1- Disociación de la calcita en la superficie de contacto entre la fase sólida y
líquida:
CaCO3 ↔ Ca2++ CO322- Dilución en el agua del CO2 gaseoso
CO2+ H2O ↔ CO2 (líquido)
3- Formación y disociación del CO2
CO2 (líquido) + H2O ↔ H2CO3
108
�H2CO3 ↔ H+ + HCO3
En acción del H2CO3 con la calcita CaCO3 se obtiene la formación de bicarbonato de
calcio soluble en agua:
H2CO3 + CaCO3 ↔ (HCO3)2Ca
4- Traslado de los iones de la dilución en dirección a la compensación de los
gradientes de concentración.
La reconstrucción o restablecimiento de la roca en las cavidades cársticas se debe a la
deposición o precipitación del CO3Ca desde el agua, este fenómeno se origina cuando
el agua sobresaturada de CO3Ca en su circulación se encuentra con alguna cavidad en
la cual existe en el aire cantidades de CO2 superior a la necesaria para su equilibrio,
por lo que se produce la precipitación del CO3Ca.
Al precipitarse el CO3Ca, lo hace según las leyes de la cristalización. De este modo, se
forman asociaciones macroscópicas de cristales que en su conjunto crean las formas
que corrientemente se encuentran en las cavernas y otras formas de cavidades
cársicas, como las estalactitas (asociaciones colgantes) y las estalagmitas
(formaciones pavimentarias). La deposición del CO3Ca, en muchas ocasiones en forma
de cristales limpios de calcita, como regla tiene lugar en las aguas sobresaturadas de
CO3Ca, con presencia de CO2 y bajo cambios muy pequeños de temperatura.
Paralelo a los procesos analizados, en el desarrollo del carso pueden influir otros
factores como los ácidos húmicos, procedentes de la desintegración bacteriana de la
materia orgánica y otros como ácidos minerales, ejemplo NO3H (ácido nítrico), los
cuales pueden incorporarse fácilmente al agua subterránea aumentando su poder
disolvente sobre el carbonato de calcio de las calizas y otras rocas carbonatadas.
Acción similar producen muchas sustancias provenientes de residuales industriales,
etc.
Como ya se mencionó las propiedades de disolución de las rocas carbonatadas
depende de la composición química del agua, presión, temperatura y sobre todo de la
presencia del bióxido de carbono agresivo (CO2).
La influencia de la temperatura en la solubilidad de la calcita (CaCO3) aumenta con su
ascenso entre 0 a 100 0C, a mayores temperaturas la solubilidad disminuye. La
presión atmosférica influye poco, independientemente de sus variaciones.
La presencia de CO2 agresivo provoca un ascenso progresivo en la solubilidad de la
calcita. La relación de la propiedad de dilución del agua que contienen CO2 agresivo
con la velocidad del proceso de dilución de la calcita se refleja en la fórmula de
Laptiev, donde:
I=
(CO2 agres.) 2
0,36 HCO3 + CO2 agres.
(4.5)
Donde:
I; coeficiente que representa la intensidad o velocidad del proceso de dilución.
Co2agres.; HCO3; Contenidos en el agua, mg/l.
Con: I 〈 1, las aguas no son agresivas
Con: I 〉 1, las aguas son agresivas y mientras mayor sea el valor mayor será la
agresividad de las mismas.
De la expresión 4.5 se desprende que distintos tipos de aguas con el mismo contenido
de CO2 agresivo, pero con distintos contenidos de HCO3, tendrán distintas propiedades
de agresividad.
109
�FIGURA 4.7. Esquema de zonalidad de las aguas cársicas, según Sokolóv.
I- Zona no saturada; II- Zona de oscilación temporal del nivel de las
aguas cársicas; III-Zona de saturación total; IV- Zona de circulación
profunda; 1- Nivel superior de las aguas cársicas; 2- Nivel inferior de las
aguas cársicas (límite superior de la zona de saturación total); 3Dirección del movimiento de las aguas cársicas.
4.7 Manantiales: características principales y su clasificación
Se denomina manantiales a la salida natural de las aguas subterráneas a la superficie
del terreno. La salida de las aguas subterráneas a la superficie del terreno se produce,
principalmente por tres factores, a menudo, relacionados entre sí: 1- Corte de
horizontes acuíferos por formas negativas del relieve actual del terreno (valles de ríos,
barrancos, hondonadas, depresiones, etc.), 2- Existencia de fenómenos tectónicos
(grietas tectónicas, fallas, dislocaciones disyuntivas, etc.), 3- Existencia de intrusiones
y diques en zonas de contactos, las cuales con rocas sedimentarias, pueden formar
grietas cubiertas que alcanzan la superficie de las aguas subterráneas. Además, en las
rocas sedimentarias dentro de las mismas intrusiones y diques, a través de grietas en
estos, pueden salir a la superficie las aguas freáticas y artesianas; los manantiales
pueden ser descendentes y ascendentes.
Por la relación con distintos tipos de aguas subterráneas los manantiales se dividen
en: 1- alimentados por aguas colgantes; 2- de aguas freáticas de poros; 3- de aguas
de fisuras; 4- de aguas cársicas; 5- de aguas artesianas.
•
Manantiales alimentados por aguas colgantes: Se caracterizan por
oscilaciones periódicas y bruscas del caudal, temperatura y composición
química, que dependen principalmente de los cambios en las condiciones
meteorológicas.
•
Manantiales de aguas freáticas de poros: Generalmente son descendentes;
sus gastos, temperatura y composición química están expuestos a las
oscilaciones estacionales sujetas principalmente a cambios de las condiciones
meteorológicas. Este grupo comprende varios tipos de manantiales: de erosión,
de contactos, de acuñamiento, de trasvase (de pantalla).
•
Manantiales de aguas de fisuras (freáticas y artesianas): Pueden ser
descendentes o ascendentes; los descendentes están relacionados con grietas
de la zona no saturada de rocas magmáticas, metamórficas y sedimentarias.
Los ascendentes están relacionados con grietas tectónicas aisladas y zonas de
dislocaciones tectónicas que cortan y drenan los sistemas de grietas de la zona
no saturada, estos manantiales se alimentan con aguas artesianas y la presión
en los mismos depende de la presión hidrostática, presión de gases o del vapor
110
�de agua (géiser). Con este grupo se relacionan la mayoría de los afloramientos
de aguas minerales y termales.
•
Manantiales de aguas cársicas (freáticas y artesianas): Pueden ser tanto
descendentes como ascendentes; se diferencian por su gran variedad de
condiciones de salida a la superficie. Se alimentan de aguas cársicas en
territorios de desarrollo de rocas carbonatadas. En este grupo se pueden
diferenciar dos tipos:
-
Intermitentes: Se caracterizan por bruscas variaciones de sus caudales en
tiempo, funcionamiento por el principio de sifonamiento, con caudales desde
muy pequeños a muy grandes e incluso en ocasiones interrumpiéndose la salida
del agua a la superficie. Estos manantiales se relacionan con la zona que yace
sobre el nivel de las aguas cársicas.
-
Permanentes: Son los manantiales relacionados con grandes grietas, canales
subterráneos y cavernas, desarrollados en zonas de existencia de los
principales horizontes acuíferos cársicos. El caudal de estos manantiales puede
alcanzar grandes magnitudes, presentando bruscas variaciones según la
estación del año.
A su vez, estos dos tipos se dividen en:
-
Submarinos: son los manantiales relacionados principalmente, con canales
cársicos que yacen bajo el nivel del mar u otras fuentes superficiales (lagos,
ríos, etc.).
-
Subaéreos: son los manantiales que emergen en la superficie de la tierra
firme. Estos manantiales se dividen en: a- Surgentes por encima del nivel de
los cauces subterráneos. b- Surgentes al nivel de los cauces subterráneos.
Estos dos casos pueden emerger de forma libre o con presión, por lo que
pueden ser tanto ascendentes como descendentes. c- Surgente bajo los taludes
de los cauces subterráneos. En este caso los manantiales surgentes bajo
taludes fluviales tienen una circulación forzada y emergen con presión, por lo
que son manantiales ascendentes.
Una característica específica de estos manantiales lo representa la periodicidad de la
presión de los canales con la columna de agua superficial sobre el punto de salida.
FIGURA 4.8 Manantiales de aguas cársicas. 1- Canal cársico. 2- Manantial sub-aéreo
intermitente; 3- Nivel de las aguas cársicas; 4- Manantial permanente;
5- Manantial submarino; 6- Nivel de las aguas superficiales.
111
�• Manantiales de aguas artesianas: Son ascendentes relacionados con
embalses o declives artesianos. En territorios de cuencas artesianas estos
manantiales tienen sus salidas en valles de ríos, barrancos, depresiones de
lagos, pliegues, grietas relacionadas con fallas, zonas de contactos entre
intrusitos y diques con rocas sedimentarias que se encuentran en áreas de
presión y descarga. En los declives artesianos, debido a la formación de
presiones hidrostáticas, se forman manantiales ascendentes o descendentes
que pueden tener caudales grandes.
Para algunos grupos de manantiales se han establecido las leyes del régimen de sus
caudales. Por ejemplo, los manantiales relacionados con aguas freáticas, en el período
en que los horizontes acuíferos no recuperan sus reservas por la infiltración de las
precipitaciones atmosféricas o de aguas superficiales, los mismos disminuyen sus
caudales sujetos a leyes determinadas. Con estas características existen dos casos
independientes al régimen de los manantiales: 1- La potencia del horizonte acuífero
que alimenta al manantial es suficientemente grande, y las variaciones de la misma
durante el período de descenso de los niveles son de magnitudes que pueden
despreciarse; se mantiene h ≈ h = Const. 2- Cuando la potencia del horizonte acuífero
no es grande y las variaciones de la misma durante el periodo de los descensos de los
niveles son considerables en relación con su potencia se mantiene la condición h ≈ Const.
Las variaciones de los caudales de los manantiales para los dos casos mencionados se
pueden determinar por las fórmulas siguientes:
1er. Caso: Q = Q0 e- α
2do. Caso: Q =
t
Q0
1 − αt
(4.6)
(4.7)
Donde:
Q; caudal del manantial en cualquier momento de tiempo independiente de su
régimen, m3/s.
Q0; Caudal del manantial en el momento inicial de su disminución, m3/s.
α ; Coeficiente de agotamiento de las reservas de aguas en el horizonte acuífero
que alimenta al manantial.
t; Duración del período de tiempo de disminución del caudal, días.
El coeficiente de agotamiento de las reservas del horizonte acuífero, según Businesko,
se determina por las fórmulas siguientes:
1 er. Caso: α =
π 2 Kh
4µL2
(4.8)
2do. Caso: α =
5,77hLK
4 µL
(4.9)
Donde:
K; coeficiente de filtración, m / s
h; potencia del horizonte acuífero, m
µ ; coeficiente de entrega de agua de las rocas
L; distancia desde el manantial hasta el parteaguas de las aguas subterráneas
m.
112
�Las variaciones de los caudales de manantiales de distintos tipos pueden determinarse
por datos de observaciones sistemáticas, simultaneando las curvas de caudales
obtenidas de varios años de observaciones; se construye el gráfico típico de
oscilaciones del caudal. Por este gráfico se puede realizar el pronóstico de variaciones
de caudales de los manantiales para los períodos de ausencia de alimentación del
horizonte acuífero.
Además de los métodos expuestos, el pronóstico del régimen del caudal de los
manantiales se puede ejecutar estableciendo la correlación existente entre el caudal
de los manantiales y los procesos naturales que influyen en su régimen (lluvias,
evaporación, cambio de niveles de las aguas, etc.).
Conjuntamente con los tipos de manantiales antes analizados, existen otras
clasificaciones por magnitud de los caudales, por la temperatura de las aguas
(Marinóv, Tolstíjin, Zaitsev, Shélkov) y por variación de sus caudales, de Ovchinikov,
las cuales se exponen en las Tablas 4.2, 4.3 y 4.4.
Tabla 4.2. Clasificación de los manantiales por su caudal
Tipo
Clase
I
II
III
Denominación
Caudal, l/s
〈 0,001
1
Menor
2
Muy pequeño
0,001-0,01
3
Pequeño
0,01 – 0,1
4
No significante
5
Significante
6
Muy significante
7
Grandes
8
Muy grandes
9
Sumamente grandes
10
0,1 – 1,0
1,0 – 10,0
10,0 – 100,0
100,0 – 1 000,0
1 000,0 – 10 000,0
10 000,0 – 100
000,0
〉 100 000,0
Mayor
Tabla 4.3 Clasificación de los manantiales por temperatura de sus aguas
Clase
Denominación
Temperatura,
I
Sumamente fríos
II
Muy fríos
III
Fríos
4 – 20
IV
Tibios
20 – 37
V
Calientes
37 – 42
VI
Muy calientes
VII
Sumamente calientes
0
C
0
0–4
42 – 100
〉 100
113
�Tabla 4.4. Clasificación de los manantiales por la variación de sus caudales
Categoría
Denominación
I
Muy Permanente
II
Permanente
III
Variables
IV
Muy variables
V
Sumamente variables
Relación Q min. / Q máx
1
1 – 0,5
0,5 – 0,1
0,1 – 0,033
0,033 – 0,01
4.8 Aguas minero-medicinales
Con las aguas minero-medicinales se relacionan las aguas que pueden tener
utilización en la medicina y en la industria. Las aguas medicinales son las aguas que
contienen materias fisiológicas activas; las mismas pueden ser utilizadas en baños
medicinales o como potables en dosis determinadas por médicos.
Las aguas medicinales se clasifican por varias características que presentan y las
principales son: 1. Mineralización total, 2. Composición iónica. 3. Composición
gaseosa, 4. Contenido de elementos terapéuticos activos, 5. Radioactividad, 6. pH, 7.
Temperatura.
Por su mineralización total: con aguas medicinales se relacionan las aguas con
mineralización mayor de 2 g/l, las que se dividen en los siguientes grupos:
1. Aguas de poca mineralización (2-5 g/l). Estas aguas ofrecen una acción
al organismo que se diferencia poco de la que ejecutan las aguas dulces.
2. Aguas de mineralización media (5-15) g/l. Estas aguas por su
concentración osmótica se aproximan a la concentración osmótica del
plasma en la sangre y se utilizan generalmente en tratamientos potables.
3. Aguas de alta mineralización (15-35) g/l. Estas aguas se utilizan
generalmente en baños medicinales, por su acción balneológica sobre la
piel; solamente se utilizan en tratamientos potables las del tipo clorito
bicarbonatadas sódicas y las bicarbonatadas sódicas.
4. Aguas rasoles (35-150) g/l. El uso balneológico de
baños medicinales, ya que las mismas presentan una
su acción sobre la piel. Cuando la mineralización es
las aguas medicinales se diluyen con aguas dulces
mineralización total no mayor de 150 g/l
estas aguas es en
alta efectividad por
superior a 150 g/l,
hasta obtener una
Por su composición iónica: la clasificación más original es la propuesta por Ivanóv
y Nierzáev, de acuerdo con la cual las aguas minerales se dividen en clases y
subclases (Tabla 4.5). Esta clasificación es muy práctica, tanto para objetivos
balneológicos como hidroquímicos, ya que representa la composición de aniones,
cationes y la mineralización. Por su composición se puede definir el origen de las
aguas (su formación) y por la mineralización la posible utilización con objetivos
balneológicos como aguas potables medicinales o mediante baños medicinales.
114
�Tabla 4.5 Clasificación de las aguas minero-medicinales según Ivanóv y Nierzáev
Clase
HCO3
HCO3-SO4
SO4
Subclase (por
cationes)
Ca
2–5
Ca – Mg
2–5
Ca – Mg – Na
2–5
Mg – Na
2–5
Mg – Na
2 – 5; 5 – 15
Ca
2–5
Ca – Mg
2–5
Ca – Mg – Na
2–5
Ca – Na
2–5
Mg – Na
2–5
Na
2–5
Ca
2–5
Ca – Mg -
2–5
Ca – Mg – Na
2–5
Ca – Na
2–5
Mg – Na
2 – 5; 5 – 15; 15 – 35
Na
2 – 5; 5 – 15; 15 – 35
Fe – Re y otros
SO4 - Cl
HCO3 – SO4 - Cl
Cl
2 – 5; 15 – 100
Na
2 – 5; 5 – 15; 15 – 35
Na – Ca
2 – 5; 5 - 15; 15 – 35
Na – Ca – Mg
2–5
Fe – Al y otros
2 – 15; 15 – 35
Na
2 – 5; 5 - 15
Na – Ca
2 – 5; 5 - 15
Na – Ca – Mg
2 – 5; 5 - 15
Na
2 – 5; 5 – 15; 15 – 35
Na – Ca
2 – 5; 5 – 15; 15 – 35
Na – Ca – Mg
Rasoles (Cl)
Límite de mineralización
g/l
2 -5; 5 - 15
Na
35 – 150; 150 – 300
Na – Ca y Na – Mg
35 – 150; 150 – 400
Na – Ca – Mg
35 – 150; 150 – 500
Ca – Mg
35 – 150; 150 – 550
Ca
35 – 150; 150 - 650
Por el origen de los gases: Esta agua, según Tolstíjin, se clasifica en cuatro grupos
con subgrupos (Tabla 4.6).
115
�Tabla 4.6 Clasificación de las aguas minerales por su composición gaseosa según
Tolstíjin
Grupos
Subgrupos
Gases
volcanogénicos,
incluyendo
los
termometamórficos,
predominantemente
carbonos ácidos, raramente el nitrógeno y el
metano. Aguas que se formaron bajo la
influencia de procesos volcánicos actuales en
distintas estructuras hidrogeológicas de zonas
plegadas.
Aguas ácidas sulfuro hidrogenadas carbono
ácidas de supercuencas volcanogénicas.
Termo
nitrogenado-carbono
ácidos
de
supercuencas
volcacanogénicas.
Aguas
carbonos ácido-nitrogenados fríos y termales
de zonas hidrogeológicas plegadas. Aguas
carbono hidrogenadas de algunos intrusivos
básicos.
Gases predominantes de origen atmosféricos Termo dulces nitrogenados originados por
con mezcla de gases biogénicos y profundos. infiltración superficial con mezcla de aguas
Predomina el nitrógeno, raramente el metano.
profundas (juveniles).
Termo agrietado-filoneanos nitrogenados que Termos salados y salobres nitrogenados
se formaron en zonas de fallas tectónicas metánicos de origen marino y mezclado con
profundas
en
regiones
hidrogeológicas aguas dulces de infiltración.
plegadas.
Gases
predominantes
biogénicos.
Aguas Aguas no sulfurohiorogenadas nitrogenadas
minerales
artesianas,
de
infiltración
de metánicas y mezcladas, frías y termales,
sedimentaciones mezcladas, formadas en salobres, saladas y rasoles.
cuencas artesianas a distintas profundidades.
Gases exclusivamente de origen atmosférico, Aguas
sulfuro
hidrogenadas
con
predomina el nitrógeno. Aguas freáticas características similares a la anterior.
minerales, de infiltración.
Aguas dulces nitrogenadas radónicas. Aguas
nitrogenadas
férricas
y
otras.
Aguas
nitrogenadas
sulfatadas,
cálcicas,
magnésicas y sódicas.
Por contenido de elementos terapéuticos activos y su acción balneológica
En este caso, la clasificación que presentamos es la de Ivanov y la de Nierzáev, que
dividen el agua minero-medicinal en cuatro grupos como a continuación se describe:
1. Elementos con alta acción farmacológica: Fe, Co, As, I, Br y B.
2. Elementos con influencia determinada en los cambios hormonales y
de fermentación por procesos en el organismo: I, Fe, Cu, Mo, Zn, Co,
Mn, Ni, Ba, y Cl.
3. Elementos tóxicos para el ser humano: As, Pb, Se, Hg, V y F.
4. Elementos existentes en los tejidos y líquidos del organismo humano,
para los cuales aún no se ha determinado el papel biológico de los
mismos: Ti, Zs, Lr, C5, Ge.
Las aguas sulfuro-hidrogenadas son unas de las aguas de mayor desarrollo entre las
aguas minero-medicinales; debido a ello las mismas tienen un mayor grado de estudio
y se presentan en clasificaciones prácticas como la de Yarósvski, la cual se expone en
la Tabla 4.7.
116
�Tabla 4.7 Clasificación de las aguas sulfuro-hidrogenadas (sulfhídricas) según
Yaróvski
Tipo
Cloruradas sódicas
Contenido de los componentes principales en
%. eq
Cl
50
Na
50
SO4
25
Ca
25
HCO3
25
Mg
25
Cl
25
Na
50
HCO3
25
Ca
25
SO4
25
Mg
25
Sulfatadas
y
bicarbonatado
sulfatadas cálcicas
SO4
25
Ca
50
HCO3
25
Mg
25
Cl
25
Na
25
Clorurado-sulfatadas con varios
contenidos de cationes
SO4
25
Cl
25
HCO3
25
Clorurado-bicarbonatadas
sódicas
Las aguas subterráneas, en dependencia de las características hidrogeológicas,
tectónicas, climáticas y profundidades de yacencia, pueden contener distintos
elementos radioactivos. Una alta significación práctica presentan las aguas con altas
concentraciones de elementos de la clase del urano, es decir, urano, radio, radón y
productos de su desintegración. Las aguas radioactivas tienen una amplia aplicación
en la balneología y como materia prima para obtener elementos radioactivos. En los
últimos años se ha demostrado que el aumento de concentraciones de radón y helio
en las aguas subterráneas representa síntomas anticipados de temblores de tierra o
terremotos, por lo que se utilizan en la sismología para pronóstico de los mismos.
Las aguas radioactivas se relacionan en la balneología con las aguas que poseen
concentraciones de radón superior a 14 mage (50 emanaciones). Tokarióv y Kutsel
relacionan las aguas subterráneas con las radioactivas cuando las mismas presentan
las siguientes concentraciones de elementos radioactivos: Rn 36 eman; Ra 5,10 g/l; U
3,10 g/l.
El contenido de urano en las aguas se mide en gramos por litro (g/l), el radón en
Curie. La unidad de Curie representa la cantidad de radón que se encuentra en
equilibrio radioactivo con un gramo de radio. Las unidades de medidas más utilizadas
en la radiohidrología para la concentración del radón es la “emanación”, y en la
balneología el “mage”, donde una emanación es igual a 1,10 Curie en un litro de
líquido o de gas. La unidad del mage es igual a 3,64 emanaciones o, 3,64*10 Curie /l.
Por su pH: El pH de las aguas subterráneas minerales es uno de los factores
principales que determina la acción fisiológica de las mismas en el organismo humano.
Es conocido que las aguas ácidas propician la coagulación de la materia albuminosa, y
proporcionan una acción curtidora sobre la piel. Por el contrario, las aguas básicas
facilitan la inflamación de los coloides de la piel y también provocan la saponificación
de las sales de la piel, lo que provoca un mejor contacto del agua con la piel y
aumento de su elasticidad. Por su pH las aguas minerales se dividen en:
-
Fuertemente ácidas pH 〈 3,5
-
Ácidas pH de 3,5 a 5,5
-
Débilmente ácidas pH de 5,5 a 6,8
-
Neutras pH de 6,8 a 7,2
-
Débilmente básicas pH de 7,2 a 8,5
117
�-
Básicas con pH 〉 8,5
Por su temperatura: Las aguas subterráneas minerales yacen y circulan a distintas
profundidades en la corteza terrestre, y por eso su temperatura varía en muy amplios
límites desde 0 0C y menos, hasta 300 0C y más. Por los conocimientos actuales de las
propiedades fisiológicas de las aguas minerales sobre el organismo humano, la
temperatura no representa un factor que las diferencien de las aguas dulces
normales. Por eso, la temperatura del agua, sin la existencia de otras propiedades
específicas de las anteriormente relacionadas, no puede servir como indicador para
aguas minero-medicinales. En la balneología la clasificación más utilizada de las aguas
minerales por su temperatura es la de Alexandróv, de acuerdo con la cual las aguas
se dividen en:
-
Frías hasta 20 0 C
-
Tibias de 20 a 37 0 C
-
Calientes o termales de 37 a 42
-
Muy calientes 〉 42
0
0
C
C
Desde el punto de vista industrial (y energético), por su temperatura, las aguas de
mayor utilización son las termales y las muy calientes. Estas aguas se encuentran más
desarrolladas en la hidrosfera subterránea, en regiones de vulcanismo actual o en
territorios que presentaron acción volcánica en tiempos geológicos recientes, en
territorios de tectónica actual y en zonas montañosas de plegamiento, conectadas con
estructuras geológicas en movimiento.
118
�Capítulo 5 INTRODUCCIÓN A LA DINÁMICA DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS
5.1 Leyes de filtración
Las leyes de filtración se estudian mediante la dinámica de las aguas subterráneas,
ciencia que se ocupa del estudio del movimiento de las aguas a través de las rocas
porosas, agrietadas y carsificadas, las cuales forman los horizontes acuíferos,
complejos de estructuras hidrogeológicas (cuencas, macizos, etc.).
La filtración en rocas porosas, agrietadas y carsificadas representa un proceso muy
complejo, ya que el flujo subterráneo es muy heterogéneo, presentando un carácter
muy discreto. Con el objetivo de simplificar su estudio, el flujo subterráneo se supone
compacto; en relación con este cambio, la velocidad de filtración en un punto dado se
considera como la velocidad media de un campo de velocidades correspondientes a un
volumen elemental determinado, y la presión en este punto se considera como
promedio para parte de este volumen ocupado por el agua. La relación entre la
velocidad de filtración y la velocidad real del flujo subterráneo se determina por la
fórmula:
V0 =
V
na
(5.1)
Donde:
V0; velocidad real del flujo, m/s, m/día;
V; velocidad aparente del flujo, m/s, m/día;
na; porosidad activa de las rocas.
La porosidad activa representa la relación existente entre la sección neta del flujo y el
área de infiltración. Un proceso de filtración sumamente complejo se presenta en las
rocas arcillosas debido a la alta dispersión de los minerales que forman las arcillas, a
los procesos físico-químicos que se desarrollan en las arcillas y a la existencia de
aguas peliculares en la frontera entre el líquido (agua) y la fase sólida (roca).
La carga hidrodinámica en un punto dado fue establecida por D. Bernulli y se
determina por la fórmula:
V2
+
Hd = Z +
2g
γ
p
(5.2)
Donde:
Hd; carga hidrodinámica; m;
Z; ordenada del punto en el que se calcula la carga, m;
p; presión, t / m2;
γ ; densidad del líquido, kg/m3, t/m3;
V; velocidad de filtración, m/s;
g; aceleración de la gravedad, m/s2.
Considerando que la velocidad del flujo en condiciones de filtración es relativamente
pequeña (en relación con la magnitud
V2
que caracteriza el nivel de energía en un
2g
119
�punto dado), la misma a menudo puede despreciarse, aunque en algunos casos las
fuerzas de inercia se presentan de forma notable. Estas fuerzas comienzan a aparecer
al aumentar la velocidad del flujo en rocas en las que la heterogeneidad de las
dimensiones de los poros es relativamente grande. Si se desprecia la fuerza de
inercia, entonces la carga hidrodinámica es sustituida por la carga hidrostática (H),
que caracteriza el nivel de energía potencial en el punto dado:
H=Z+
p
(5.3)
γ
Ley de filtración lineal: la fuerza de gravedad es la principal fuerza del movimiento
de filtración de los flujos naturales. El trabajo de estas fuerzas está dado por la
pérdida de energía dirigida a la superación de las fuerzas de resistencia que dependen
de las propiedades de las rocas y el agua.
En condiciones de flujo laminar (lineal) el proceso de filtración está determinado por la
Ley de Darcy, que caracteriza la dependencia lineal de la velocidad de filtración de la
pérdida de carga a lo largo del flujo, representada por la expresión:
V= K grad. H = - K
dH
dL
O sea:
V=-KI
(5.4)
Donde:
V; velocidad de filtración, cm/s; m/d 161ª;
K; coeficiente de proporcionalidad, que representa al coeficiente de filtración,
también llamado por algunos autores coeficiente de conductividad hidráulica,
m/s; m/día
L; longitud de la vía de filtración, m.
El signo menos (-) señala que la carga en dirección al movimiento disminuye.
Multiplicando la expresión K I por el área de filtración (F), obtenemos la ecuación de
Darcy para el caudal del flujo de filtración:
Q=KFI
(5.5)
De esta expresión Dupuit obtuvo la característica cinemática del flujo de filtración,
representando a la velocidad de filtración por la relación del caudal del flujo (Q) con el
área de la sección transversal (F), de donde:
V=
Q
F
(5.6)
De la fórmula 5.4 tenemos que el coeficiente de filtración caracteriza las propiedades
de las rocas y del líquido, y además coincide con la velocidad de filtración con
gradientes de carga igual a la unidad. Conociendo el coeficiente de filtración es fácil
determinar el coeficiente de permeabilidad, que caracteriza solamente a las
propiedades de las rocas en la zona de filtración, de la siguiente forma, según Kerkis:
Kp = 1,1574
Kν
γg
(5.7)
Donde:
Kp; coeficiente de permeabilidad, m2 (Darcy)
(1 Darcy = 1,02* 10-12 m2);
120
�K; coeficiente de filtración, m/día;
ν ; viscosidad del agua, centipuaz;
γ ; densidad del agua, kg/m3;
g; aceleración de la gravedad; 980 cm/s.
Para aguas dulces Kp = 1,515 K
(E. E. Kerkis).
De tal forma, la permeabilidad de las rocas se mide en metros cuadrados, y el
coeficiente de permeabilidad depende no solo de las dimensiones de los poros, sino
también de la estructura del espacio poroso.
Desviación de la ley de filtración lineal:
Experimentalmente se ha demostrado que con grandes velocidades de las aguas
subterráneas en su filtración a través de las rocas se produce desviación del régimen
lineal de filtración, bajo la influencia de resistencias adicionales en el flujo. En arenas
gruesas, rocas agrietadas y carsificadas, sin relleno arcilloso o material arenoso de
fracciones más pequeñas, la desviación del régimen laminar puede observarse con
velocidades relativamente más pequeñas. La naturaleza de este fenómeno hasta la
actualidad no está plenamente esclarecida.
Las investigaciones efectuadas por toda una serie de científicos han demostrado que
en la zona de desarrollo de los valores de velocidades críticas (velocidad de filtración
por encima de la cual se rompe la ley lineal actualidad para determinar la velocidad
crítica), el número de Reynolds (coeficiente que define el tipo de régimen de flujo
presente durante la filtración de las aguas en las rocas) es demasiado grande, y con la
comparación de los datos experimentales obtenidos en distintos medios porosos y
agrietados, no se obtuvieron los valores del número de Reynolds correspondiente para
los mismos. Esta diferencia está dada por la naturaleza de los experimentos
ejecutados y la del experimento de Reynolds. Debido a esto la dependencia existente
en la de filtración tiene un carácter condicional y puede servir solamente para
evaluaciones aproximadas del régimen del flujo.
Varios investigadores han establecido diferentes fórmulas para determinar la
velocidad crítica y algunas de ellas se presentan a continuación:
Vc =
Vc =
Vc =
δn1,5
(5.8)
Miliónshikov
. Rec
(5.9)
Shelkashóv
. Rec
(5.10)
Kotijov
5,65 Kp
δn 2,3
10 Kp
δn1,5
Kp
. Rec
Donde:
Vc; velocidad crítica de filtración, cm/s; m/d 161ª;
δ ; viscosidad cinemática del agua, m2/s;
n; porosidad activa de las rocas;
Kp; coeficiente de permeabilidad, cm2, m2;
Rec; número crítico de Reynolds.
Basándose en situaciones empíricas, Forchgeimer, Masket, Trebin y otros proponen
una dependencia bidimensional para el gradiente hidráulico (I), es decir:
121
�I=Av+Bv
(5.11)
Donde:
A y B; son coeficientes de medidas, determinadas de forma experimental.
V; velocidad de filtración, cm/s, m/día.
Minsky fundamentó teóricamente la dependencia bidimensional por la expresión:
-
µ
∂H
∂V
V δV 2
=µ
+
+ δ
∂x
Kp
l
∂t
(5.12)
V
; caracteriza la pérdida de carga por la ley lineal de la filtración;
Kp
δV 2
l
; representa las pérdidas del carácter de inercia, provocadas por los
cambios de secciones de los poros, en una longitud determinada, l.
Con otros trabajos de Minsky se ha demostrado que la ley bidimensional de
resistencia es la más fundamentada y se cumple para todos los números de Reynolds.
En condiciones de un movimiento estacionario la ecuación universal de resistencia de
acuerdo con la ecuación 5.12 se representa de la siguiente forma:
-
∂H l
1
+1
. 2 =
∂x δV
Re c
(5.13)
Donde:
Rec = δ
VKp
número universal de Reynolds
νl
1
+ 1 = ξ ; coeficiente universal de resistencia
Rec
Según Minsky, la ley de resistencia se puede considerar lineal cuando: Rec 〈〈 1 y
cuadrática cuando: Rec 〉〉 1.
Basado en lo antes expuesto Pérez Franco y Kovacs, analizando la ley de Darcy y
transformando la ecuación 5.4, proponen para la definición del tipo de flujo, la
siguiente expresión:
V = K In
(5.14)
Donde:
V; velocidad aparente de circulación, m/día;
K; conductividad hidráulica (representa el coeficiente de filtración darciano),
m/día;
I; gradiente hidráulico;
n; coeficiente del flujo que determina el régimen del flujo subterráneo
turbulento (1 〈 n ≥ 0,5).
Para n mayor que 0,5 el régimen de flujo será turbulento.
122
�Analizando el régimen del flujo subterráneo a través del gradiente hidráulico, Pérez
Franco propone la ecuación siguiente:
Ic =
0,04δ 2
gK 2 / 3
(5.15)
Donde:
Ic; es el gradiente crítico en el límite del rango del flujo lineal;
δ ; viscosidad cinemática del agua;
g; aceleración de la gravedad;
K; conductividad hidráulica.
Analizando los resultados de los distintos investigadores y por experimentos propios,
el investigador Kovacs fija los límites entre los rangos del flujo, asignando a cada uno
un valor del número de Reynolds de tubos equivalentes (Re) expuestos en la Tabla
5.1.
Tabla 5.1. Clasificación del régimen de filtración según Kovacs
No. de zona
Valores de Re
Denominación de zona
I
No definido
Zona de microflujo
II
Re
〈 10
Zona de flujo lineal
(laminar)
III
10 〈 Re 〈 100
1ra. Zona de transición
IV
100 〈 Re 〈 1 000
2da. Zona de transición
V
Re 〉 1 000
Zona de turbulencia
La experiencia obtenida en el estudio de la filtración en distintas condiciones
litológicas (rocas arenosas, agrietadas y carsificadas) demuestra que la desviación de
la ley lineal de la filtración, generalmente presenta carácter local, es decir, aparece
fundamentalmente en territorios circundantes a las tomas de aguas subterráneas;
específicamente es característico para flujos radiales, en los cuales la velocidad de
filtración rápidamente disminuye a medida que aumenta la distancia del centro de la
toma de agua. Esta distancia será mayor, mientras menor sea el espesor del acuífero
y mayor sea la magnitud de activación del acuífero en profundidad durante el
bombeo. Tales características las podemos tener también en zonas de cavidades
cársicas subterráneas, donde el agua circula libremente por las mismas con grandes
velocidades.
Para las rocas de altas permeabilidades donde funcionan obras de toma, Pérez Franco
propone la expresión 5.16 para determinar el régimen de flujo existente en zonas
próximas a la toma:
n=
log.Q2 − log.Q1
log.S 2 − log.S1
(5.16)
Donde: coeficiente que determina el régimen del flujo (laminar y transicional n 〈 0,5;
turbulento n ≥ 0,5);
123
�Q2 y Q1; caudales estabilizados de la toma de agua con abatimientos
estabilizados S2 y S1 respectivamente.
En la Tabla 5.2 se exponen valores obtenidos por experimentos de campo y
laboratorio de las velocidades críticas (Vcr), gradientes críticos (Icr) de distintos
sedimentos, así como valores para inicio de condiciones de turbulencia de velocidad y
gradiente en esos mismos sedimentos para permeabilidades típicas de las rocas con
porosidad activa de n = 0,35 y con error de cálculos ≤ 0,1, considerando que los
sedimentos o rocas de grandes permeabilidades son los más factibles de desviación
del régimen lineal de filtración.
Tabla 5.2. Valores medios y críticos de permeabilidad, velocidad y gradientes en
algunos sedimentos
Parámetros
Arena de grano
medio
Arena de grano
grueso
Gravas
km/día
26 - 35
86
173 – 432
Vm/día
130 - 173
259
432 – 605
Vcr. m/día
51 800
26 900
15 120
I
0,015
0,03
0,017
Icr
0,75
0,3
0,065
Estos datos evidencian que las desviaciones de la ley lineal de filtración pueden tener
lugar solamente en rocas de muy altas permeabilidades, en zonas de cambios bruscos
del gradiente del flujo de filtración, es decir, en condiciones hidrogeológicas que muy
raramente se encuentran en extensas áreas de los acuíferos, por lo que la aplicación
de las leyes de régimen lineal alterado o de turbulencia, en la práctica surgen en muy
raras ocasiones, y en cada caso se que presente será bajo condiciones muy
específicas y con extensión limitada y exigen de una fundamentación especial.
Por trabajos de los investigadores Troyanski, Guirínski, Shelkashóv, Lomidze y otros,
ha sido demostrado que el paso de régimen laminar a turbulento en condiciones de
rocas fuertemente agrietadas y carsificadas puede ocurrir en áreas próximas a la
superficie periférica de las tomas de captación de las aguas subterráneas, en
distancias que oscilan entre 1 y 5 m, lo que representa una distancia insignificante en
relación con las dimensiones del radio de influencia del bombeo y más, aún en
relación con la extensión de los acuíferos. Según investigaciones de Guirínski, en
rocas con coeficientes de filtración de unos 50 m/día, durante el bombeo no aparece
desviación alguna de la ley de filtración lineal.
En rocas con coeficientes de filtración hasta 125 m/día, la desviación del régimen
lineal de filtración es tan pequeña que puede despreciarse. En rocas con coeficiente de
filtración de 1 000 o más m/día y espesores acuíferas relativamente pequeñas, la
zona de desviación del régimen lineal de filtración durante el bombeo de las aguas
subterráneas puede alcanzar magnitudes considerables, no obstante, sus dimensiones
serán pequeñas en relación con las dimensiones de toda la zona de filtración.
Todo lo expuesto anteriormente en este capítulo nos da las bases para considerar que
prácticamente en la totalidad de los casos pueden considerarse las siguientes
condiciones:
a)
el agua es incompresible
b)
las fuerzas de inercia en los acuíferos son sumamente pequeñas
124
�c)
el movimiento de las aguas subterráneas es permanente
d)
el régimen del flujo predominante en los acuíferos es el lineal o laminar
e)
el régimen de flujo subterráneo turbulento puede existir en zonas locales
en los acuíferos, bajo condiciones muy específicas
Teniendo en cuenta todo lo anteriormente expresado podemos considerar que el
régimen del flujo subterráneo natural predominante en los horizontes acuíferos y en
cuencas subterráneas en general, es el régimen lineal (laminar), el cual sólo presenta
desviaciones de carácter local al romperse el régimen natural de filtración mediante la
construcción y puesta en funcionamiento de obras de tomas de aguas subterráneas en
rocas de altas permeabilidades con caudales de bombeo grandes, los cuales no
pueden ser mantenidos con el régimen del flujo natural motivado por pequeños
espesores en los acuíferos.
En la Figura 5.1 se presenta un esquema de las distintas zonas con distintos
regímenes de filtración en zonas aledañas a las obras de tomas en aguas
subterráneas (pozos).
FIGURA 5.1. Zonas con distintos regímenes de filtración en territorios aledaños a
obras de tomas en aguas subterráneas, en acuíferos de alta
permeabilidad.
1 Planta: Límites en planta de las zonas con distinto régimen de filtración. Q; caudal
de la obra de toma; R-Radio de influencia del bombeo; I- Zona de régimen
turbulento; II y III-Zonas de régimen transicional; IV- Zonas de régimen lineal (
laminar), dentro del área influenciada por el bombeo; V- Límite del radio de
influencia del bombeo ( del cono depresivo); → - Dirección del flujo subterráneo en
el acuífero;
2- Perfil: 1- Calizas agrietado cársticas de alta permeabilidad; 2- Nivel de las aguas
subterráneas en el proceso de bombeo.
125
�Como puede verse en la Figura 5.1, por leyes hidrodinámicas confirmadas, el radio de
influencia (R) de una toma de agua en cualquier tipo de roca acuífera presenta su
mayor desarrollo en dirección coincidente con el movimiento del flujo subterráneo,
presentándose en esa dirección los menores gradientes del nivel del agua, por lo
tanto, el desarrollo de las zonas de filtración no lineal (transicional y turbulento) se
presentan en mayores dimensiones en dirección contraria a la dirección del flujo
subterráneo.
5.2 Tipificación hidrogeológica de los flujos de las aguas subterráneas y
condiciones de límites
Esquematización de las condiciones hidrogeológicas
Los flujos de las aguas subterráneas naturales y alterados se caracterizan por una
gran variedad y complejidad. El estudio de los mismos solo se puede ejecutar
mediante la esquematización de las condiciones hidrogeológicas, la cual representa la
simplificación de los procesos reales. Con ello se considera la heterogeneidad de las
propiedades de filtración de las rocas en planta y perfil, las condiciones de límites,
sobre las condiciones de alimentación del acuífero.
El principio fundamental de esquematización de las aguas subterráneas se resume en
la depreciación de los factores de poca influencia en el caudal del flujo y en los
cambios de cargas en condiciones naturales existentes. Por su carácter y complejidad
los flujos se dividen en lineal (unidimensional), planos (bidimensional) en planta o
perfil y espaciales (tridimensionales).
Lineales: Son los flujos que cambian en una sola dirección. Con ellos se pueden
relacionar los flujos con presión en un estrato homogéneo, limitado por contornos de
alimentación y descarga paralelos. Con este tipo de flujo puede relacionarse también
un fragmento homogéneo de flujo con presión, limitado por rocas de distinta
permeabilidad.
Planos: Son los flujos que cambian en un área plana. En todas las secciones paralelas
en esta área el flujo mantiene sus parámetros. En los cálculos hidrogeológicos
relacionados con los flujos planos, las condiciones hidrogeológicas reales se resumen
en esquemas para los cuales existen soluciones teóricas. Los principales esquemas
son:
1. Estrato limitado en planta, que representa un área considerable y no recibe
alimentación ni desde arriba, ni desde abajo.
2. Estrato semilimitado en planta, es el que de una parte limita con zonas de
descarga y de otra con zona de alimentación.
3. Estrato en banda, desarrollado entre la zona de alimentación y descarga, con
cargas constantes en las mismas.
4. Estrato semilimitado relacionado con ríos, limita y se encuentra hidráulicamente
relacionado con un río, en el cual durante la explotación o drenaje de las aguas
subterráneas no varía su presión en tiempo.
5. Estrato en banda desarrollado entre las zonas de alimentación y descarga, en el
que durante la alimentación o drenaje de las aguas subterráneas, disminuyen
las cargas paralelo al desarrollo de la influencia de la explotación de las aguas
subterráneas.
126
�6. Estrato en banda desarrollado entre una zona de alimentación con carga
constante y un contorno de rocas impermeables, en el cual las cargas
disminuyen durante la explotación o drenaje de las aguas subterráneas.
7. Estrato en banda desarrollado entre dos contornos impermeables y no presenta
alimentación desde arriba, ni desde abajo.
8. Estrato circular, que presenta un área limitada de desarrollo rodeado por
contornos de alimentación (aguas superficiales o zonas acuíferas muy
permeables en relación con la permeabilidad del estrato circular).
9. Estrato circular, que representa un área limitada y no recibe alimentación ni
desde arriba, ni desde abajo, rodeado por contornos de rocas impermeables.
Relacionándolos con una terminología radical, como planos se pueden denominar
solamente los flujos planos con presión, pero a menudo con estos se relacionan
también los flujos freáticos, cuando la desviación de la línea de flujo en perfil es
pequeña o la misma se desarrolla en áreas pequeñas, de tal forma la mayoría de los
flujos freáticos son espaciales (tridimensionales).
Con los flujos espaciales se relacionan la mayoría de los flujos de aguas subterráneas
(tanto naturales como artificiales) que cambian en todas las direcciones.
Generalmente los flujos espaciales se esquematizan y se reducen a planos o a lineales
o a la combinación de estos.
Condiciones iniciales o de límites
La tarea de definir las condiciones de inicio o de límites se ejecuta mediante la
idealización y esquematización de las condiciones hidrogeológicas, debido a que en la
naturaleza las condiciones de los estratos acuíferos son muy complejas. El análisis de
la simplificación depende no solo de las condiciones naturales, sino también del
carácter de la tarea a resolver.
La mayor importancia la presenta la esquematización de las condiciones de límites en
los contornos de alimentación, ya que el aumento o disminución de la alimentación del
flujo subterráneo se refleja directamente en el esquema de distribución de las cargas
(presiones), y relacionado con esto, en el abatimiento del nivel del agua en las tomas
de agua. Por ello, la esquematización de las condiciones hidrogeológicas en los límites
de alimentación de los horizontes o estratos acuíferos deberá ser ejecutada lo más
aproximadamente posible a las condiciones reales. De tal forma, las condiciones
hidrogeológicas naturales las podemos diferenciar por esquemas que correspondan a
la siguiente clasificación:
1. Condiciones límites de primer grado: Responden a las leyes de cambio de
cargas en función del tiempo:
= f (t) = f (t)
h
oS
y = y0
y =y0
(5.17)
A menudo estas condiciones se relacionan con límites con cargas constantes
h
= const.
y= y0
(5.18)
127
�Las condiciones de la expresión 5.18 se mantienen en los límites de la alimentación
del flujo. Las cargas pueden ser características para límites de flujos donde existen
altas permeabilidades.
2. Condiciones de límites de segundo grado: Responden a las leyes de cambio
del caudal del flujo en función del tiempo:
Q
= f (t)
y = y0
(5.19)
Donde:
Q; caudal del flujo subterráneo, m3/día.
Como ejemplo de estas condiciones puede citarse además la superficie de las aguas
freáticas con una infiltración homogénea y constante de las precipitaciones
atmosféricas. En este caso, en el límite del flujo con el lecho del acuífero impermeable
el gradiente de carga es igual a cero.
∂h
=0
∂y
(5.20)
y = y0
3. Condiciones límites de tercer grado: Representa una dependencia lineal la
carga y la derivada de la misma en dirección normal al límite.
Como ilustración del caso más simple, esta condición puede ser representada de la
siguiente forma:
∂h
∂y
= h0
Z = m0
h
(5.21)
m0
Donde:
mo; potencia de un estrato relativamente poco permeable, que separa al estrato
más permeable del lecho de un río, m
h y h0; cargas en el techo y lecho del estrato aislante
Z; ordenada del lecho del estrato aislante, m.
4. Condiciones límites de cuarto grado: Son características para los flujos en
límites de estratos de diferente permeabilidad. En dichos límites se conserva la
igualdad de cargas en cualquiera de ellos, para ambos estratos y la igualdad de
las velocidades normales de filtración en este límite para los dos estratos. Estas
condiciones se representan por la expresión siguiente:
128
�h1
=h2
(5.22)
y = y0
K1 ∂h1
K2 ∂h2
(5.23)
∂y
∂y
y= y0
y = y0
Donde:
K1 y K2; coeficiente de filtración de ambos estratos respectivamente, m/día;
h1 y h2; cargas en los estratos respectivamente, m.
Las líneas del flujo que pasan formando un ángulo, por los límites entre ambos
estratos presentan refracción, a la vez que la tangente del ángulo formado por las
líneas de flujo en el punto de intersección de estas, con el límite entre ambos
estratos, será inversamente proporcional al coeficiente de filtración de los estratos.
Las condiciones de límites en la superficie libre del flujo, en movimientos
estacionarios, cuando no existe infiltración y la influencia de la zona capilar se puede
despreciar, se puede considerar que la trayectoria de las partículas del agua en la
superficie libre del flujo son líneas del flujo, y que la presión en esta superficie es igual
a la atmosférica, es decir, constante. Si se considera el principio de las coordenadas
en el nivel estático, tendremos en la superficie libre del mismo, que:
S=Z
(5.24)
Donde:
S; descenso del nivel en un punto dado; m
Z; ordenada de cualquier punto en la superficie libre del agua; m.
Las condiciones límites entre líquidos de distintas densidades lo representa, por
ejemplo, el límite entre las aguas dulces y saladas. En tales límites se crea una
variación de cargas que se pueden representar de la siguiente forma:
Hs – Hd =
γ s − γ d
Z
γ d
(5.25)
Donde:
Hs y Hd; cargas en el límite de aguas saladas y dulces, m
γ s ;γ d ; densidad de las aguas saladas y dulces, respectivamente, kg/m3,
gr/cm3
Z; coordenada del punto en el límite entre las aguas dulces y saladas, m.
Las condiciones de inicio caracterizan la distribución de las cargas o de las velocidades
de filtración en un flujo estacionario en un momento dado antes del inicio de su
perturbación. Por ejemplo, para un flujo plano la condición de inicio puede
representarse como:
H (x, y)
= H0 ( x, y )
(5.26)
129
�t =0
Donde:
H0; es la función de las cargas en un flujo estacionario en un momento antes
del inicio de su perturbación (t = 0).
Si se considera la función del descenso de la carga relacionado con su situación en
tiempo t = 0, entonces las condiciones de inicio estarán dadas por la expresión:
=0
S (x, y)
(5.27)
t=0
Principales ecuaciones diferenciales de filtración
Las ecuaciones diferenciales de filtración están fundamentadas en la consideración del
balance del agua (líquido) de masa o contenido de sales en un volumen elemental. En
los flujos no estacionarios con cargas, en condiciones de explotación de las aguas, la
disminución de las cargas en los espacios ocupados por el agua (poros, grietas, etc.),
conlleva a la dilatación del agua y a la vez a la consolidación de las rocas. Como el
esqueleto de las rocas se considera incompresible, su consolidación se ejecuta
principalmente, por la disminución de la porosidad, agrietamiento, etc. El efecto
resumen de la dilatación del agua y disminución de las cavidades de las rocas fue
definido por primera vez por Sheskashóv, como fuente de alimentación de las aguas
subterráneas en condiciones dadas. Esta alimentación presenta un carácter
volumétrico y es proporcional al cambio de carga en un punto dado. El movimiento del
agua está subordinado a la ley de filtración lineal.
Caracterizando las condiciones señaladas, la ecuación diferencial de la filtración
espacial (tridimensional) en un estrato homogéneo se representa por la fórmula
siguiente:
∂ 2 H ∂ 2 H ∂ 2 H 1 ∂H
+ 2 + 2 = .
∂x 2
∂y
∂z
a ∂t
(5.28)
Donde:
H = H (x, y, z); función de la carga para el flujo analizado, m
t; tiempo, días
a; coeficiente de piezoconductividad de nivel, m2/día.
El coeficiente de piezoconductividad representa la velocidad característica de las
variaciones de carga en el estrato, y es proporcional al coeficiente de filtración e
inversamente proporcional al coeficiente de capacidad elástica de las rocas acuíferas.
Por eso, mientras mayor sea el coeficiente de filtración, es decir, mientras menor sea
la resistencia interna de las rocas, más rápido ocurren los cambios de carga; y al
contrario, mientras mayor sea la capacidad elástica de las rocas menor será la
disminución de las variaciones de carga, según Shelkashóv:
a=
K
β
(5.29)
Donde:
a; coeficiente de piezoconductividad, m2/día
130
�β ; coeficiente de capacidad elástica de las rocas, m/m.
Para las aguas freáticas se puede utilizar la ecuación 5.28, considerando las
condiciones límites en la superficie libre del agua en traslado en función del tiempo,
para la cual no existe resolución.
Para una infiltración elástica plana (bidimensional) en un estrato homogéneo
comprendido en la ecuación 5.28 la relación
condiciones la ecuación diferencial será:
∂2H
es igual a cero, y para estas
∂z 2
∂ 2 H ∂ 2 H 1 ∂H
+ 2 = .
∂x 2
∂y
a ∂t
(5.30)
Para estas condiciones, Bochevier, por analogía con las aguas freáticas, introdujo el
término de entrega de aguas elástica del estrato acuífero µ * , siendo la misma una
magnitud adimensional. De tal forma el coeficiente de conductividad elástica se
expresa en la siguiente forma:
a=
KM
(5.31)
µ *
Donde:
M; espesor del estrato acuífero, m.
Para los flujos de ejes simétricos tendremos:
∂ 2 H 1 ∂H 1 ∂H
+ +
= .
∂r 2 r ∂r
a ∂t
(5.32)
En las condiciones sin presión (aguas freáticas), la ecuación se transforma en no
lineal, ya que en lugar de la carga (H) en ella se incluye h2, es decir, el cuadrado del
espesor variable del estrato acuífero, en condiciones de que su lecho sea horizontal.
La resolución de esta ecuación para las condiciones de aguas freáticas se ejecuta por
la linealización que puede ejecutarse por dos vías:
a) Introduciendo la función
h2
(método de Veríguin-Bagróv)
2
b) Introduciendo en los cálculos el espesor medio del estrato acuífero hm para el
período de tiempo analizado:
hm = h -
S
(método de Bíndeman)
2
Considerando que la entrega de agua elástica es algunas veces menor que la entrega
de agua natural de las rocas, incluyendo las rocas agrietadas, en condiciones sin
presión puede despreciarse la entrega de agua elástica.
El cálculo del coeficiente de conductividad de nivel se ejecuta por la fórmula 5.31 en la
cual la magnitud (M) se cambia por hm y µ * por µ que es el coeficiente de entrega de
agua gravitacional de las rocas de acuíferos freáticos. Para los flujos lineales, la
ecuación 5.28 se transforma en una forma más simple:
∂ 2 H 1 ∂H
= .
∂x 2
a ∂t
(5.33)
131
�En condiciones de movimiento estacionario
∂H
= 0, es decir, en las ecuaciones antes
∂t
relacionadas, la parte derecha se iguala a cero y su resolución se simplifica.
En espesores de rocas estratificadas el análisis hidromecánico de los procesos de
filtración puede ser ejecutado mediante la resolución de sistemas de ecuaciones. Con
ellas se relacionan:
a) Ecuaciones diferenciales confeccionadas para cada estrato independientemente.
b) Ecuaciones que respondan a ecuaciones límites de cuarto grado para los
contactos entre los estratos de distinta permeabilidad.
c) Ecuaciones que respondan a otras condiciones límites del espesor acuífero.
d) Ecuaciones para las condiciones de inicio.
De tal forma, el número de ecuaciones será igual al número de incógnitas, y la
resolución de las mismas es posible. En la actualidad las ecuaciones diferenciales de la
filtración para sistemas estratificados notablemente se simplifican gracias a las
proposiciones de Guirínski y Matiév, las cuales consideran que en un espesor
estratificado horizontalmente en los estratos relativamente permeables, el flujo es
horizontal y en los estratos poco permeables es vertical.
Para estas ecuaciones, Bochevier, considerando la depreciación de la entrega de agua
elástica del estrato delimitante, presenta las siguientes expresiones:
⎛ ∂ S
∂ S ⎞
∂S
a1 ⎜⎜ 21 + 21 ⎟⎟ − b1 (S1 − S 2 ) = 1
∂y ⎠
∂ t
⎝ ∂x
(5.34)
⎛ ∂S
∂S ⎞
∂S
a2 ⎜⎜ 22 + 22 ⎟⎟ − b2 (S 2 − S1 ) = 2
∂ y ⎠
∂ t
⎝ ∂ x
(5.35)
Donde:
a1 y a2: coeficiente de piezoconductividad de los estratos superiores e inferiores
respectivamente, m2/día
b1 =
K0
m0 µ1
*
y
b2 =
K0
m0 µ 2*
K0; coeficiente de filtración del estrato intermedio (poco permeable), m/día
µ1* y µ 2* : coeficiente de entrega de agua elástica de los estratos superiores e inferiores
respectivamente
S1 y S2: disminuciones de las cargas en los estratos superiores e inferiores
respectivamente, m.
Por las investigaciones sobre una “porosidad doble” en toda una serie de rocas
agrietadas, Brenblat y Zheltóv proponen un sistema a caracterizar, compuesto por los
medios porosos (I, II) con distintas permeabilidades y capacidades. En condiciones de
movimiento no estacionario ocurrirá el desbordamiento desde un medio (con alta
capacidad y poca permeabilidad) hacia el otro medio (con alta permeabilidad y poca
capacidad).
Este sistema de dos ecuaciones tiene la siguiente forma:
132
�∂H1
⎧ K1
⎫
⎪ ν ∆H1 = (β1 + n1β L ) ∂t − α (H 2 − H1 ) ⎪
⎪ 1
⎪
⎨
⎬
⎪ K 2 ∆H = (β + n β ) ∂H 2 + α (H − H )⎪
2
2
2 L
2
1
⎪⎩ ν 2
⎪
⎭
∂t
(5.36)
Donde:
H1 y H2; carga en los medios porosos I y II
K1 y K2; permeabilidad de los medios I y II
n1 y n2; porosidad en los medios I y II
ν 1 y ν 2 ; viscosidad del agua, centipuaz
β1 , β 2 , β L ; compresibilidad de las rocas en los medios I, II y líquido (agua)
∆ ; símbolo de Laplace
α ; coeficiente adimensional entre distintos medios porosos.
α = K 2 f 2 =
K2
l2
(5.37)
Donde:
f; superficie específica de las grietas, m2
l; dimensión media de un bloque dado, m
En condiciones de cambios de carga de forma paulatina, la intensidad del
escurrimiento se puede considerar independiente al tiempo, es decir, el proceso toma
un carácter cuasi-estacionario. De tal forma la representación de la intensidad del
desbordamiento será:
Q=
γα
(H 2 − H1 )
ν
(5.38)
Donde:
γ ; densidad del agua, gr/cm3.
En los casos en que la permeabilidad de las rocas, debido a su agrietamiento o
porosidad de un bloque, es considerablemente mayor al otro bloque (k1 〉〉 k2), y la
porosidad es en uno de los bloques muy pequeña en comparación con el otro bloque
(n1 〈〈 n2), entonces en el sistema de ecuaciones 5.36 se puede considerar n1 ≈ 0 y K2 ≈ 0, de tal
forma:
∂H1
∂(∆H1 )
= α∆H1
− n
∂ t
∂ t
Y
α =
K1
;
ν (β 2 + n2 β1 )
(5.39)
n=
K1
α 1
=
K1 2
l
K2
(5.40)
Cuando n → 0, el efecto de la doble porosidad no es sensible y la filtración toma el
mismo carácter que en un medio poroso único. Por evaluaciones hechas por Langue,
oscila entre 10-4 y 10-6 m.
El tiempo de retraso ( τ ) en el cual ocurrirá el desbordamiento de un medio poroso
hacia otro estará dada por la expresión:
133
�τ =
n
α
(5.41)
Después del vencimiento de este tiempo, los cálculos pueden ejecutarse por las
ecuaciones normales para medios porosos.
134
�Capítulo 6 DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS HIDROGEOLÓGICOS
Los parámetros hidrogeológicos forman la base para los cálculos hidrodinámicos,
relacionados con el movimiento de las aguas subterráneas en los horizontes acuíferos
en las investigaciones y explotación de los yacimientos de aguas dulces, medicinales,
industriales, termales, etc.
Con los parámetros hidrogeológicos se relacionan: el coeficiente de filtración (K),
entrega de agua gravitacional ( µ ) y entrega de agua elástica ( µ ),
piezoconductividad (a), conductividad de nivel (ay), trasmisividad (T) de horizontes
artesianos (T = KM) y freáticos (T=KH).
1
El número de experimentos o pruebas necesarias para la obtención fundamentada de
los valores medios de los parámetros de filtración depende de toda una serie de
factores, siendo los principales de ellos el grado de complejidad de la estructura
geológica y las condiciones hidrogeológicas, grado de homogeneidad de las
propiedades de filtración de las rocas de los horizontes y complejos de estudio, y
también el objetivo de los trabajos, es decir, tipo y escala de los objetivos por los
cuales se proyectan las investigaciones. Gran significado tiene también la
trasmisividad de los complejos y horizontes de estudio o zonas, ya que la exactitud
exigida para la determinación de los parámetros está relacionada directamente con
este factor y características del mismo.
Los principios establecidos para definir los volúmenes necesarios de los trabajos
hidrogeológicos experimentales son muy complejos, y actualmente están elaborados
de forma insuficiente. En la práctica hidrogeológica el número de experimentos que se
realizan resultan insatisfactorios por la fundamentación de los mismos y en casos de
condiciones hidrogeológicas complejas son pobres debido a la falta de financiamiento
para la ejecución de todo el complejo de trabajos necesarios, y en ocasiones la falta
de los recursos técnico-materiales. Las condiciones hidrogeológicas como norma se
clasifican en simples, complejas y muy complejas.
Condiciones hidrogeológicas simples: Los horizontes de estudio están
representados por rocas porosas o con agrietamiento homogéneo. No existen
dislocaciones tectónicas. Por el grado de variaciones de la trasmisividad estos
horizontes se relacionan con el grupo de los “constantes” (homogéneos) y poco
variables; la forma de yacencia es suave.
Condiciones hidrogeológicas complejas: Los horizontes y complejos de estudio
están representados por rocas variadas según su génesis, que yacen suavemente y
dislocadas por zonas tectónicas y fallas con trasmisividad media. El grado de
variaciones no supera el grupo de heterogeneidades, pero en cantidades subordinadas
se encuentran rocas y estratos muy heterogéneos (preferentemente agrietados o con
poco carso). La permeabilidad de las rocas predominantes es media y en pequeños
tramos puede ser alta. Estas condiciones, pueden ser también, debido al desarrollo de
rocas de distintos orígenes, edades y composición, entre ellas magmáticas; dichas
condiciones pueden encontrarse en zonas premontañosas y en áreas de sistemas
plegados.
Condiciones muy complejas: Los horizontes, complejos y zonas de estudios están
representados por distintos tipos de rocas, entre ellas rocas muy carsificadas y
agrietadas que presentan una alta y muy alta permeabilidad, desarrollada de forma
heterogénea. Las rocas pueden estar fuertemente dislocadas y cortadas por fallas, con
alta trasmisividad. Por el grado de variación de las condiciones de filtración, estas
rocas se relacionan con las extremadamente heterogéneas. Los tramos con muy alta
permeabilidad están relacionados con dislocaciones tectónicas, contactos y zonas de
135
�valles profundos de los ríos y también con zonas agrietadas y carsificadas.
Condiciones extremadamente complejas: Son las condiciones hidrogeológicas
características para complejos de rocas variadas, por su origen y composición,
fuertemente dislocadas, representadas desde el punto de vista hidrogeológico como
una unidad única; también para las representadas por espesores de sedimentos
cuaternarios que contienen estratos y lentes de muy variada granulometría
alcanzando áreas con permeabilidades muy variadas dentro de la misma unidad,
hasta valores altos y muy altos.
Tabla 6.1. Clasificación de las rocas por la variabilidad del coeficiente de
permeabilidad (de filtración)
Grupo
Característica de las rocas por Coeficiente
el grado de variación
variación
1
Homogénea
2
Débilmente variable
3
de Magnitud
relativa de la
variación de la
permeabilidad
〈 0,25
〈 0,25
0,25 - 0,5
0,25 - 1,5
Variable(heterogénea)
0,5 - 1,0
1,5 - 3,0
4
Fuertemente variable
1,0 - 2,0
3,0 - 6,0
5
Extremadamente variable
〉 2,0
〉 6,0
4 y 5 predominan en rocas muy agrietadas y carsificadas (Anexo 1).
6.1 Caracterización de los principales métodos para determinación de los
principales parámetros hidrogeológicos
En la práctica, los parámetros hidrogeológicos se determinan principalmente por datos
de trabajos experimentales de filtración; cuando el objetivo de las investigaciones lo
representa la evaluación de caudales de explotación de pozos o reservas de
explotación de las aguas subterráneas, en menor grado, los parámetros se
determinan por los resultados de tomas de aguas en explotación.
Los métodos actuales de determinación de los parámetros hidrogeológicos están
fundamentados por ecuaciones del movimiento no estacionario de las aguas
subterráneas, en casos concretos en el movimiento de régimen estacionario y cuasi
estacionario. Todos los métodos para la determinación de parámetros hidrogeológicos,
por resultados de trabajos experimentales de filtración, pueden ser divididos en dos
grupos:
1er. Grupo: Se relaciona con los datos obtenidos durante el período de ejecución de
bombeos, de vertimientos o de inyecciones, en el transcurso de los cuales no influyen
en las variaciones de los niveles los límites en planta y perfil. En este caso, las leyes
de variación de los niveles se determinan solamente por las propiedades de filtración
y de capacidad acuífera de las rocas.
2do. Grupo: Son los métodos basados en los datos de trabajos experimentales,
durante los cuales el régimen de variación de los niveles de las aguas subterráneas en
tiempo y espacio dependen no solo de las propiedades de filtración y capacidad
acuífera de las rocas, sino también de las condiciones de límites del estrato en planta
y perfil. Con ayuda de los métodos de estos grupos, además de los principales
parámetros hidrogeológicos, pueden ser determinados parámetros tales como:
coeficiente de desbordamiento y parámetros que caracterizan la resistencia de
136
�filtración en los cauces de los ríos y lechos de embalses superficiales.
Para la determinación de los parámetros hidrogeológicos por datos de trabajos
experimentales de filtración, se utilizan ecuaciones que describen las leyes del
movimiento de las aguas subterráneas hacia los puntos en prueba, ubicados en
horizontes acuíferos ilimitados (métodos del primer grupo) o considerando los límites
del acuífero en estudio, tanto en planta como en perfil (métodos del segundo grupo).
Durante la determinación de los parámetros hidrogeológicos se utilizan datos sobre el
abatimiento del nivel del agua en distintos puntos del acuífero, en momentos de
tiempos determinados o datos sobre las variaciones del abatimiento del nivel de las
aguas en el tiempo en un punto determinado del acuífero. La veracidad de los
parámetros que se determinen será mayor mientras mayor sea la cantidad de puntos
con datos sobre los abatimientos del nivel de las aguas.
Como anteriormente se mencionó, las pruebas de filtración pueden ser por bombeos,
vertimientos o inyecciones en los pozos y calicatas; las fórmulas y métodos de
cálculos adoptados para la determinación de los parámetros hidrogeológicos
presentan sus características específicas que responden al tipo de prueba ejecutada y
esquema de cálculos que se asume; estos últimos dentro de lo posible deberán
representar las características hidrogeológicas y de límites del área donde se ejecuta
la prueba.
Para los cálculos de parámetros hidrogeológicos existen dos grupos de métodos
fundamentales:
1. Métodos analíticos
2. Métodos grafo-analíticos
Los métodos analíticos presentan una amplia variedad de fórmulas en dependencia de
las condiciones hidrogeológicas y características propias de las pruebas de filtración.
Estos métodos son aplicables, en la mayoría de los casos, a pruebas de filtración,
realizadas con un comportamiento del régimen de las aguas subterráneas
estacionario.
Los métodos grafo-analíticos, por sus características, representan ser los más exactos
cuando las pruebas de filtración se realizan con régimen no estacionario del
movimiento de las aguas subterráneas. En los mismos se conjugan resultados
obtenidos en las pruebas, representados en gráficos, de los que se obtienen
parámetros que luego se aplican en fórmulas analíticas establecidas para los cálculos
de los parámetros.
6.2 Bombeos y principales características de los mismos
Los bombeos (aforos de pozos como también se les denomina) representan ser los
principales
trabajos
experimentales
de
filtración
en
las
investigaciones
hidrogeológicas. Los bombeos experimentales de pozos se ejecutan con el objetivo de
determinar los parámetros hidrogeológicos de los estratos u horizontes acuíferos,
independientemente de las condiciones hidrogeológicas que existan. En dependencia
de la tarea a resolver y exigencia de la precisión que se requiera, los bombeos pueden
ser unitarios, con mediciones del nivel y caudal solamente en el pozo en prueba; de
grupos con mediciones del caudal en el pozo que se bombea (o en varios pozos, si es
más de uno el que está en prueba) y mediciones de los niveles en uno o varios pozos
perforados o ya existentes, seleccionados para la observación de ellos.
Según el objetivo de los bombeos estos pueden ser: de prueba: de 4 a 8 horas de
bombeo, experimentales: de 24 a 78 horas de bombeo, y experimentales de
explotación: con más de 72 horas de bombeo, hasta varios meses, en dependencia de
137
�las condiciones hidrogeológicas existentes. La duración de los bombeos depende
también de las condiciones hidrogeológicas que estén presentes en el acuífero en
prueba y período del año en que se ejecute el bombeo.
Durante la investigación del acuífero, con objetivo de abasto de agua o evaluación de
reservas de explotación, la duración de los bombeos es mucho mayor que en
investigaciones de estudio con fines ingeniero-geológicas, drenaje, mejoramiento de
suelos, proyectos de obras hidrotécnicas, etc. En el estudio de los acuíferos con
bombeos con fines de abasto de agua, no solo es necesario definir las propiedades de
filtración de este, también su acuosidad, variación posible de la composición química
del agua durante su explotación y otras características del acuífero.
Cuando se investiga un acuífero que presenta condiciones hidrogeológicas muy
complejas (estratificaciones o existencia de límites geológicos o litológicos próximos,
etc.) y se requiere definir las reservas de explotación de las aguas subterráneas, es
necesario que los bombeos se ejecuten desde un pozo o grupo de pozos, durante un
periodo de tiempo prolongado, en ocasiones se requiere extender el bombeo con
caudales similares a las de explotación. En estructuras acuíferas formadas por varios
estratos, cuando es necesario determinar los parámetros de los mismos de forma
individual, será necesario considerar para los bombeos construcciones especiales de
los pozos que se bombeen y también de las de observación, con la tecnología que
corresponda.
Durante la proyección de pozos unitarios o grupos de pozos, es necesario por
anticipado, tener una idea de la metodología y fórmulas que se emplearán en los
cálculos, en cada caso en específico, de acuerdo con el objetivo y tarea del bombeo,
las condiciones hidrogeológicas y litología del acuífero, por datos que se obtengan
durante los trabajos de prospección y búsqueda. Se selecciona el tipo y método de
bombeo, previendo el procesamiento necesario de los mismos por las fórmulas que se
emplearán para su procesamiento, después y en correspondencia con esto, se define
la necesidad de ejecutar bombeos unitarios o de grupos y también la cantidad racional
y ubicación de los pozos de observación, construcción de los pozos, tipo y ubicación
en perfil de los filtros, considerando el posible caudal del bombeo y equipos con que
se cuenta para el mismo.
La cantidad de turnos de trabajo con que se ejecuten los bombeos se selecciona de
acuerdo con la tarea, objetivos del bombeo y grado de detallamiento necesario; se
considera, además, el relieve, estructura geológica y propiedades hidrogeológicas del
acuífero. En estudios regionales se considera, también, la selección de tramos
acuíferos donde no se observen variaciones bruscas del espesor acuífero o cambios
bruscos de litología. Para la evacuación del agua bombeada y sobre todo en acuíferos
freáticos deberá seleccionarse tramos donde el relieve del terreno permita la rápida
evacuación de las aguas. Si esto no es posible, deberá considerarse la evacuación de
las aguas mediante tuberías u otros medios que permitan evacuar las aguas hasta
distancias que no interfieran en el régimen de abatimiento de los niveles durante el
bombeo (en especial estas condicionales deben ser de estricto cumplimiento en
bombeos con fines de acueducto y sobre todo en territorios donde existan rocas
agrietadas y carsificadas que afloren a la superficie del terreno).
Los bombeos unitarios experimentales se ejecutan preferentemente en aquellos casos
en que es necesario determinar el coeficiente de filtración o caudal de explotación en
pozos construidos sin filtros o con filtros que garanticen la entrada de agua máxima al
pozo, para ello deberán seleccionarse filtros con ranuración igual o mayor a la
porosidad activa de las rocas, sobre todo cuando el pozo esté perforado en rocas muy
agrietadas, carsificadas, cantos rodados, gravas y arenas.
138
�Cuando se requiere determinar los parámetros hidrogeológicos y radio de influencia
del bombeo, se recomienda ejecutar los bombeos de grupos. Los pozos de
observación de niveles, en este caso, se ubican en forma de rayos, normales a la
dirección del flujo subterráneo y coincidente con ellos.
Los bombeos de grupo formados por varios pozos de observación deberán considerar
la ubicación de los rayos perpendiculares entre sí. La cantidad de pozos y rayos
dependerá del grado de heterogeneidad de las características litológicas y de límites
del acuífero. Como norma en cada rayo de pozos de observación se ubican dos pozos.
Con un rayo se ejecutan bombeos en rocas que presentan una litología relativamente
homogénea y sin ningún límite de alimentación o litológico próximo. Los pozos de
observación se ubican paralelamente a la dirección del flujo subterráneo.
Con dos rayos se ejecutan bombeos en las rocas siguientes:
a) En rocas agrietadas donde esté bien definida la dirección del agrietamiento, un
rayo se ubica en dirección coincidente con la dirección del agrietamiento, y otro
normal a esta dirección.
b) En rocas de estructura heterogénea, un rayo paralelo a la dirección del flujo
subterráneo y otro normal al mismo. Cuando existe una fuente superficial de
alimentación próxima, un rayo se ubica paralelo al límite de alimentación y otro
normal al límite.
Con cuatro rayos se ejecutan bombeos para una composición litológica muy variable
(o de agrietamiento) cuando la trasmisividad varía en distintas direcciones y es
necesario determinar los parámetros hidrogeológicos en los límites de influencia del
bombeo. Para ello, dos rayos se ubican normales al flujo subterráneo, uno con
dirección coincidente con el flujo y otro en dirección contraria.
La cantidad de pozos de observación y distancias entre ellos, en los rayos se
determinan, ante todo, por el objetivo de la investigación y también por la
profundidad de yacencia del acuífero y condiciones hidrogeológicas e hidrodinámicas
del mismo.
Generalmente, como condicional para la selección de la distancia entre pozos de
observación se considera que el abatimiento en el pozo de observación más próximo
debe ser no menor de 20 % del abatimiento en el pozo que se bombea (pozo central),
y en el pozo de observación más distante el abatimiento no debe ser menor del 10 %
del de bombeo. Para ello, como norma en los bombeos, se busca que el abatimiento
máximo en el pozo central de bombeo sea de un 30 % del espesor acuífero en
prueba; en algunos casos hasta del 50 %.
En condiciones de existencia de varios horizontes acuíferos en profundidad, entre los
cuales puede existir relación hidráulica, los pozos de observación de niveles deben
programarse de forma individual para cada horizonte.
En la Tabla 6.2 se exponen las distancias medias, más recomendables, para distancias
entre pozos de observación, para distinto tipo de litología y las características
hidrodinámicas de los acuíferos.
139
�Tabla 6.2. Distancias máximas recomendadas entre pozos de observación y pozo
central de bombeo
Tipo de roca
Tipo de
horizonte
acuífero
Arena fina y media
Arena gruesa
Cantos rodados y
gravas
Rocas agrietadas
Distancias máximas en m
Pozo central al
pozo más próximo,
m
Pozo central al
pozo más
distante, m
Acuífero artesiano
80
150
Acuífero freático
10
15
200
450
15
30
200
450
Acuífero freático
25
40
Acuífero artesiano
80
150
Acuífero freático
30
50
Acuífero artesiano
Acuífero freático
Acuífero artesiano
Durante la ejecución de los bombeos experimentales es recomendable llevar la
siguiente documentación:
1- Libreta de bombeo
2- Gráfico cronológico de la dependencia del caudal y abatimiento en el pozo
central de bombeo y de los pozos de observación de niveles. Q = f (t) y S = f
(t)
Q y S; caudal y abatimiento en función del tiempo (t)
3- Gráfico de dependencia del caudal y caudal específico del abatimiento, Q = f (S)
y q = f(S)
S; abatimiento
4- Gráfico del abatimiento en función del logaritmo de tiempo, S = f (log t).
Los principales parámetros hidrogeológicos de los acuíferos utilizados en cálculos
hidrogeológicos e ingeniero-geológicos con distintos fines son los siguientes:
-
Permeabilidad: Propiedad de las rocas de permitir, a través de sí, el flujo de
distintos líquidos y gases y sus mezclas, mediante la pérdida de presión.
La permeabilidad se caracteriza por el coeficiente de permeabilidad - Kp.
K p =
QνL
F∆p
(6.1)
Donde: Q- Caudal del líquido o mezcla
ν - Viscosidad dinámica del líquido
L- Longitud del intervalo de filtración
F- Área de la sección de filtración
∆ p- Pérdida de presión
-
Coeficiente de filtración- K: Caracteriza la propiedad de las rocas de permitir a
través de sí el flujo del agua y representa un vector de velocidad, el mismo se
relaciona con la permeabilidad por la siguiente dependencia:
140
�K=
γ
Kp
ν
(6.2)
Donde: γ - Densidad del agua
Los demás parámetros son los mismos que en la expresión 6.1. El coeficiente de
filtración es denominado por algunos autores como: conductividad hidráulica.
Trasmisividad -T: Caracteriza la propiedad del estrato acuífero de dejar pasar el agua
a través de una sección perpendicular al flujo subterráneo en la unidad de tiempo y
bajo determinadas condiciones de gradiente.
T = KH
(6.3)
Donde: K- Coeficiente de filtración, m / día
H- Potencia (espesor) acuífera, m.
En casos de acuíferos freáticos para la determinación de la trasmisividad por datos de
bombeos, considerando la metodología de Bíndeman, el espesor medio del acuífero
será:
H = H −
S
2
Donde:
H; espesor del acuífero freático antes de iniciado el bombeo, m
S; abatimiento estabilizado del nivel del agua, m.
Conductividad de nivel en acuíferos freáticos, piezoconductividad en acuíferos
artesianos- a: Es un parámetro complejo que caracteriza la velocidad de redistribución
de la presión del agua o carga hidráulica en el acuífero durante la filtración no
estacionaria en área:
a=
T
µ
(6.4)
Donde: T -Trasmisividad
µ - Entrega de agua de las rocas
Coeficiente de entrega de agua µ , también llamado porosidad activa de las rocas,
caracteriza las propiedades de capacidad de entrega de agua de las rocas bajo la
influencia de la fuerza de gravedad en acuíferos freáticos y por disminución de la
presión en acuíferos artesianos.
µ=
T
a
(6.5)
Todos estos parámetros de las rocas, en relación con el almacenamiento y
propiedades de flujo de las aguas, son determinados como parámetros
hidrogeológicos y los mismos pueden ser determinados a través de distintos métodos
en campo y laboratorio, aunque las más representativas son las determinaciones de
campo con bombeo de pozos, ya que durante los mismos estarán consideradas las
propiedades intrínsecas internas del acuífero.
6.3 Bombeos experimentales
Por el análisis del régimen de las aguas subterráneas durante los bombeos
141
�prolongados se ha establecido que en presencia de cualquier condición hidrogeológica,
la ejecución de los bombeos hasta tener estabilizados los caudales y abatimientos de
los niveles no está totalmente argumentada, ya que en muchos casos la estabilización
de los niveles con un caudal constante o la estabilización del caudal con un
abatimiento estabilizado puede ocurrir después de un prolongado periodo de tiempo,
en ocasiones, años. Por ello, debe tenerse en consideración que los bombeos
prolongados que no logren la estabilización del nivel o caudal no deben ser
considerados inapropiados para los cálculos de parámetros hidrogeológicos. En este
caso se considera que el bombeo se ejecuta con régimen no estacionario del nivel o
caudal de las aguas subterráneas. Cuando el nivel de las aguas y caudal se estabilizan
determinado tiempo posterior al inicio de los bombeos experimentales, estamos en
presencia de un régimen estacionario. Para ambos casos existen las metodologías de
cálculos de parámetros hidrogeológicos.
Durante la ejecución de los cálculos de los parámetros hidrogeológicos, por datos de
bombeos experimentales, es necesario tener establecido la perfección del pozo en que
este se ejecuta. Un pozo se denomina imperfecto cuando la penetración del mismo en
profundidad no alcanza el lecho del acuífero o la longitud de los filtros ubicados en el
pozo es inferior a la magnitud del espesor acuífero perforado y en tales casos, aplicar
las metodologías de cálculos establecidas.
En la práctica, la estabilización del nivel puede establecerse en un acuífero que se
bombea con exactitud, mediante la observación de los niveles en puntos del acuífero a
determinadas distancias del pozo que se bombea (pozos de observación).
Considerando las distintas variantes posibles, por condiciones hidrogeológicas y
técnicas empleadas en el proceso de los bombeos experimentales, están establecidas
las distintas metodologías de cálculos, considerando el régimen de las aguas y
características de perfección de los pozos que se bombean, de tal forma las fórmulas
de cálculos responden a condiciones estacionarias mediante la aplicación de métodos
analíticos y para régimen no estacionario los métodos grafo-analíticos, que en ambos
casos caracterizan las leyes de filtración de las aguas subterráneas.
6.3.1 Cálculos de parámetros hidrogeológicos en condiciones de régimen
estacionario del movimiento de las aguas durante el bombeo
El régimen estacionario del nivel de las aguas subterráneas, durante el bombeo,
considera que el nivel se encuentra estabilizado en toda el área de influencia del
bombeo (estacionario o cuasi estacionario- en proceso de estabilización). En este caso
los cálculos de parámetros hidrogeológicos pueden ser efectuados por métodos
analíticos, que no es más que la representación de las condiciones hidrodinámicas del
acuífero que se bombea en un esquema de cálculo simple, en correspondencia con las
fórmulas que se adapten al mismo para la determinación de los parámetros
hidrogeológicos
En movimiento de régimen estacionario de las aguas en condiciones de bombeo
analizaremos dos condiciones de acuíferos:
El primer caso, cuando el horizonte acuífero puede considerarse homogéneo, es decir,
sus propiedades hidrodinámicas (permeabilidad, trasmisividad, entrega de agua) en
planta y perfil dentro del área de acción del bombeo no presentan variaciones
considerables.
El segundo caso, cuando las propiedades del acuífero en área pueden considerarse
homogéneas, pero en perfil pueden diferenciarse considerablemente y por variación
de sus propiedades, se clasifican como estratificados.
Cálculos de parámetros hidrogeológicos en horizontes acuíferos homogéneos
142
�1. Pozos perfectos: Son los pozos que sin encamisado atraviesan todo el espesor
acuífero y los pozos encamisados donde los filtros se ubican en todo el espesor
acuífero.
1.1 Bombeos unitarios, según Dupuit (todas las observaciones se ejecutan solamente
en el pozo que se bombea, pozo central).
Acuíferos artesianos
0,366Q log
K=
R
r0
(6.6)
MS0
FIGURA 6.1. Pozo en acuífero artesiano, perfecto, unitario.
Acuífero freático:
De la expresión anterior de Dupuit, para acuíferos con presión (artesianos), Bíndeman
propone un interesante método para conversión de aguas artesianas a freáticas, como
se describe a continuación:
M=
H + h0
2
El abatimiento S0 = H-h0
De donde, transformando la expresión anterior tenemos:
R
r
R
r
=
=
K=
2
2
1
−
(H
h
)
⎛ H + h0 ⎞
0
(H + h0 )(H − h0 )
⎟(H − h0 )
⎜
2
2
⎠
⎝
0,366Q log
0,366Q log
R
r
0,73Q log
Por desarrollo de la expresión (H2-h02) tenemos:
R
r0
K=
S 0 (2H − S 0 )
0,73Q log
(6.7)
De tal forma tenemos que en la transformación de aguas artesianas a aguas freáticas
en todos los casos la magnitud: 2 MS0 = H2-H02 = S0 (2H –S0).
143
�FIGURA 6.2. Pozo en acuífero freático, perfecto, unitario.
En las fórmulas:
K; Coeficiente de filtración de las rocas acuíferas, m/día
Q; Caudal estabilizado de bombeo, m3/día
R; Radio de influencia del bombeo, m
r; Radio del pozo que se bombea, m
M; Espesor del acuífero artesiano, m
H; Espesor de acuífero freático, m
h0; Columna de agua en el pozo a partir del nivel del agua estabilizado durante
el bombeo, m
S0; Abatimiento estabilizado del nivel del agua durante el bombeo, m.
El radio de influencia del cono depresivo durante el bombeo (R), en este caso puede
ser determinado de forma aproximada por la Tabla 6.3, en función del abatimiento
específico. Los valores que se obtienen en esta tabla para el radio de influencia
pueden no ser exactos, pero el error que ello produce en los cálculos es mínimo
debido a que la división del radio de influencia entre el radio del pozo es una relación
de cientos o miles de metros entre centímetros y al ejecutarse la misma, bajo signo
de logaritmo, el error posible se reflejará solo en la característica del mismo, en
magnitudes despreciables.
En gran número de casos se ejecutan bombeos de pozos en terrazas de ríos, en estas
condiciones, con bastante frecuencia, los cauces de los ríos están formados por
sedimentos arenosos y areno-gravosos que permiten una estrecha relación río
acuífero por lo que durante el bombeo, con relativamente cortos períodos de tiempo,
se establece la alimentación directa del acuífero por infiltración de las aguas de ríos,
en gran número de casos esta infiltración es complementaria a la que en condiciones
naturales (sin bombeo) se desarrolla. En estas circunstancias tenemos que el cálculo
del coeficiente de filtración del acuífero estará influenciado por esa alimentación, que
a su vez provoca que la influencia del bombeo en dirección al río, en dependencia de
la distancia del pozo hasta el mismo, sea en esa dirección hasta los límites del río.
Para estos casos, el cálculo del coeficiente de filtración se realiza por las fórmulas
siguientes:
144
�Acuíferos artesianos:
0,366Q log
K=
2L
r0
(6.8)
MS0
Acuíferos freáticos:
2L
r0
(2H − S0 )S0
0,73Q log
K=
(6.9)
Donde:
L; distancia desde el centro del pozo hasta el río, m.
L
FIGURA 6.3. Pozo próximo a fuente de alimentación, (río).
Tabla 6.3. Determinación del radio de influencia de bombeo en función del
abatimiento específico Se
Se (m/l. s)
R (m)
〈 0,5
〉 300
0,5 - 1,0
100 - 300
1,0 - 2,0
50 - 100
2,0 - 3,0
25 - 50
3,0 - 5,0
10 - 25
〉 0,5
〈 10
Se; abatimiento específico
Se =
S0
; S0 en m y Q en l/s.
Q
1.1 Bombeo con un pozo de observación (pozo central en bombeo, con un pozo de
observación de niveles a determinada distancia)
Acuífero artesiano:
145
�r1
r0
M (S0 − S1 )
0,366Q log
K=
(6.10)
r1
FIGURA 6.4. Pozo en acuífero artesiano, perfecto, con un pozo de observación.
Acuífero freático:
r1
r0
K=
(2H − S0 − S1 )(S0 − S1 )
0,73Q log
(6.11)
r1
FIGURA 6.5. Pozo freático, perfecto, con un pozo de observación.
Donde:
r1; Distancia desde el pozo central hasta el pozo de observación, m
S1; Abatimiento estabilizado en el pozo de observación, m
Los demás parámetros idénticos a los casos anteriores.
1.1. Bombeo con dos pozos de observación (pozo central en bombeo, con dos pozos
de observación de niveles)
Acuíferos artesianos:
r2
r1
K=
M (S1 − S 2 )
0,366Q log
(6.12)
146
�r1
r2
FIGURA 6.6. Pozo en acuífero artesiano, perfecto, con dos pozos de observación.
Acuíferos freáticos:
r2
r1
K=
(2H − S1 − S 2 )(S1 − S 2 )
0,73logQ
(6.13)
r1
r2
FIGURA 6.7. Pozo perfecto, en acuífero freático, con dos pozos de observación.
En las fórmulas:
r2; r1; Distancias desde el pozo central hasta el pozo de observación más
distante y más próximo, respectivamente, m;
S2; S1; Abatimientos estabilizados del nivel del agua en el pozo de observación
más distante y más próximo, respectivamente; m.
Los demás parámetros idénticos a los casos anteriores.
Para determinar el radio de influencia del bombeo con uno o dos pozos de observación
se utilizan fórmulas con datos de las observaciones en estos pozos.
Acuíferos artesianos:
Con un pozo se observación:
log. R =
S0 log r1 − S1 log r0
S0 − S1
(6.14)
Con dos pozos de observación:
147
�log R =
S1 log r2 − S 2 log r1
S1 − S 2
(6.15)
Acuíferos freáticos:
Con un pozo de observación:
log.R =
(2 H − S0 ) S0 log r1 − (2 H − S1 ) S1 log r0
( S0 − S1 )(2 H − S0 − S1 )
(6.16)
Con dos pozos de observación:
log R =
(2H − S1 )S1 log r2 − (2H − S 2 ) log r1
(S1 − S 2 )(2H − S1 − S 2 )
(6.17)
2. Pozos Imperfectos: Son los pozos que no tienen encamisado y no atraviesan
todo el espesor acuífero y pozos encamisados con filtros que no atraviesan todo el
espesor acuífero.
2.1. Pozo unitario:
Acuífero artesiano:
⎞
⎛
R
0,366Q⎜⎜ log + 0,217ξ 0 ⎟⎟
r0
⎠
⎝
K=
MS0
(6.18)
ξ 0 ; Coeficiente de imperfección (Veriguin, 1962, Tabla 6.4).
FIGURA 6.8. Pozo en acuífero artesiano artesiano, unitario, imperfecto.
Acuífero freático:
K=
⎛
⎞
R
0,73Q⎜⎜ log + 0,217ξ 0 ⎟ ⎟
r0
⎝
⎠
(2H − S0 )S0
(6.19)
148
�FIGURA 6.9. Pozo en acuífero freático, imperfecto.
2.2. Con un pozo de observación:
Acuíferos artesianos:
⎤
⎡
r
0,366Q ⎢log 1 + 0,217(ξ 0 − ξ1 )⎥
⎣ r0
⎦
K=
M (S0 − S1 )
(6.20)
Acuíferos freáticos:
⎤
⎡
r
0,73Q ⎢log 1 + 0,217(ξ 0 − ξ1 )⎥
⎣ r0
⎦
K=
(2H − S0 − S1 )(S0 − S1 )
(6.21)
2.3. Con dos pozos de observación:
Acuíferos artesianos:
⎡ r
⎤
0,366Q ⎢log 2 +),217(ξ1 − ξ 2 )⎥
r1
⎣
⎦
K=
M (S1 − S 2 )
(6.22)
Acuíferos freáticos:
⎡ r
⎤
0,73Q ⎢log 2 + 0,217(ξ1 − ξ 2 )⎥
r1
⎣
⎦
K=
(2H − S1 − S 2 )(S1 − S 2 )
(6.23)
ξ 0 ; Coeficiente de imperfección, se determina a partir de los valores de la Tabla 6.4.
Este coeficiente caracteriza la imperfección del pozo por el grado de penetración en el
acuífero o longitud del filtro, en pozos donde estos se utilicen y que los mismos no
cubran la totalidad del espesor del acuífero. Se determina relacionando la profundidad
de penetración del pozo en el acuífero o longitud del filtro (l) sobre el espesor del
acuífero (M en acuíferos artesianos o H, en acuíferos freáticos) y por la relación del
espesor acuífero con el radio del pozo que se bombea (r0), en el caso de bombeo en
pozo unitario. En los casos de bombeos con uno o dos pozos de observación, los
149
�coeficientes ξ en los pozos de observación se determinan con los valores de l y r de
estos pozos.
Durante la determinación del coeficiente ξ en acuíferos freáticos el espesor acuífero H
se disminuye en la mitad del abatimiento registrado en el pozo central. En este caso,
si los filtros en este pozo tienen parte de ellos no cubierto por el agua dentro del
espesor acuífero, la longitud l se disminuye también en la mitad de la magnitud del
filtro que no está cubierta por el agua.
Los valores de ξ que se exponen en la Tabla 6.4 se utilizan con la ubicación de los
filtros próximos al techo o al lecho de los horizontes acuíferos. Cuando la ubicación de
los filtros es en el centro del espesor acuífero, según Vochevier, es necesario disminuir
los valores de ξ en la relación l/M = 0,3 en 1,5 y con l/M = 0,5 la disminución de los
valores será de 0,7.
Tabla 6.4 Valores del coeficiente de imperfección ξ
l/M
M/r
0,5
1,0
3,0
10,0
30,0
100,0
200,0
500,0
1000,0 2000,0
0,1
0,00391
0,122
2,04
10,4
24,3
42,8
53,8
69,5
79,6
90,9
0,3
0,00297
0,0907
1,29
4,79
9,2
14,5
17,7
21,5
24,9
28,2
0,5
0,00165
0,0494
0,65
6
2,26
4,21
6,5
7,86
9,64
11,0
12,4
0,7
0,00054
6
0,0167
0,23
7
0,87
9
1,69
2,07
3,24
4,01
4,58
5,19
0,9
0,00004
8
0,0015
0,02
5
0,12
8
0,3
0,528
0,664
0,846
0,983
1,12
Las fórmulas antes relacionadas, presentan resultados de gran exactitud en bombeos
que se ejecutan con pozos de observación ubicados a las distancias recomendadas,
expuestas en la Tabla 6.2.
En todos los casos la relación de la longitud del filtro con el espesor del acuífero (l/m)
debe ser mayor que 0,1. Cuando esta relación es menor que 0,1, entonces se
recomienda utilizar las fórmulas siguientes:
Ubicación de los filtros en posición próxima al techo o al lecho del acuífero:
Acuíferos artesianos:
0,366Q log
K=
1,47l
r0
lS 0
(6.24)
Acuíferos freáticos:
1,47l
r0
(2l − S0 )S0
0,73Q log
K=
(6.25)
Con ubicación de los filtros en el centro del horizonte acuífero:
Acuíferos artesianos:
150
�0,366Q log
K=
0,73l
r0
(6.26)
lS 0
Acuífero freático
0,73l
r0
(2l − S0 )S0
0,73Q log
K=
(6.27)
En aquellos casos en que la longitud del filtro es muy inferior al espesor del acuífero y
la relación l/M es mucho menor que 0,1, para los cálculos del coeficiente de filtración
pueden utilizarse las siguientes fórmulas:
-
cuando la ubicación del filtro es próxima al techo o lecho del acuífero:
Acuífero artesiano:
0,366Q log
K=
1,32l
r0
(6.28)
lS 0
Acuífero freático:
1,32l
r0
(2l − S0 )S0
0,73Q log
K=
-
(6.29)
cuando el filtro se encuentra ubicado en el centro del acuífero:
Acuífero artesiano:
0,366Q log
K=
0,66l
r0
(6.30)
lS0
Acuífero freático:
0,66l
r0
(2l − S0 )S0
0,73Q log
K=
Cálculo de parámetros
estratificados
(6.31)
hidrogeológicos
en
condiciones
de
acuíferos
La tarea de determinar los parámetros hidrogeológicos en acuíferos estratificados es
bastante compleja, si en los cálculos se desprecia las propiedades elásticas de las
rocas, la complejidad de los cálculos se simplifica, ya que en este caso estaríamos
solamente determinando el coeficiente de filtración de un estrato acuífero y de los
estratos considerados menos permeables que lo rodean.
A continuación, analizaremos la determinación del coeficiente de filtración por datos
de bombeo de un acuífero formado por dos estratos de distinta trasmisividad freáticos
semilimitados (Figura 6.10a) y considerando que el techo del estrato superior lo
representa un impermeable (Figura 6.10b), casos que con frecuencia se encuentran
en la naturaleza. En este caso, el bombeo se debe realizar con dos pozos de
151
�observación de niveles y tanto los filtros del pozo que se bombea, como de los pozos
de observación, se encuentran ubicados en la mitad del estrato superior próximo al
techo impermeable (Figura 6.10b).
En el primer caso (acuíferos freáticos, Figura 6.10a) el espesor del estrato del que se
le ejecuta bombeo (estrato superior) es el doble del estrato inferior. La longitud de
filtros del pozo que se bombea y de los de observación y la distancia del pozo que se
bombea, hasta el pozo más próximo de observación no debe superar 1/3 del espesor
del estrato en que están ubicados.
Según Babushkin, los cálculos se ejecutan por las siguientes fórmulas:
K1 =
Q( A1 − A2 B)
4πl(S1 − S 2 B)
(6.32)
A1 = arcsh
c + l − z1
c − z1
− arcsh
r1
r1
(6.33)
A2 = arcsh
c + l − z2
c − z2
− arcsh
r2
r2
(6.34)
c + l + z1
c + z1
− arcsh
r1
r1
B=
c + l + z2
c + z2
arcsh
− arcsh
r2
r2
arcsh
(6.35)
Donde:
K1; coeficiente de filtración del estrato en que se ejecutó el bombeo (estrato
superior), m/día
Q; caudal de bombeo, m3/día
l; longitud de filtros del pozo que se bombeó, m
S1 y S2; abatimientos registrados en los pozos más próximos y más distantes
respectivamente, m
c; altura desde el fondo de los filtros del pozo que se bombeó hasta el límite
con el estrato más próximo (inferior), m
z1 y z2; altura desde el centro de los filtros del pozo que se bombeó hasta el límite
con el estrato inferior, m
r1 y r2; distancia desde el pozo que se bombeó hasta los pozos de observación más
próximos y más distantes respectivamente, m.
El coeficiente de filtración del estrato límite (inferior) se determina por la fórmula
siguiente:
K2 = K1
1 − α1.2
1 + α1.2
(6.36)
152
�α1.2
O: α1.2
4πK1lS1
Q − A1
=
c + l + z1
c + z1
arcsh
− arcsh
r1
r1
4πK1lS 2
Q − A2
=
c + l + z2
c + z2
arcsh
− arcsh
r2
r2
(6.37)
(6.38)
FIGURA 6.10. Complejo acuífero con dos estratos: a) complejo freático b) complejo
artesiano.
En los casos, cuando los filtros se encuentren ubicados en el estrato inferior, las
magnitudes c y z se tomarían referente al límite con el estrato superior y los
coeficientes K1 y K2 se determinarían por las mismas fórmulas, pero referidas al
estrato inferior y superior respectivamente.
Un caso particular lo podemos tener cuando los filtros se encuentran contactando con
el techo del acuífero, entonces los cálculos se pueden ejecutar por las siguientes
fórmulas:
-
Con datos de bombeo unitario:
153
�K=
-
(6.39)
Con un pozo de observación:
K=
-
Q
1,32l
ln
2πS0l
r0
Q
l
arcsh
2πS1l
r1
(6.40)
Con dos pozos de observación:
K=
⎛
Q
l
l ⎞
⎜⎜ arcsh − arcsh ⎟⎟
r1
2πl ( S1 − S 2 ) ⎝
r2 ⎠
(6.41)
En el segundo caso de referencia (Figura 6.10b), cuando nos relacionamos con un
horizonte acuífero artesiano formado por dos estratos con diferente trasmisividad, se
consideran los filtros ubicados en el estrato superior y las condiciones de filtración
responden a las condicionales de M2 / M1 ≥ 2 hasta 3; r / M1 + M2 ≤ 0,5 , aceptable con
error hasta 15 %; R, radio del pozo que se bombea; M1, espesor del estrato inferior;
M2, espesor del estrato superior.
Caso de bombeo unitario:
K=
⎤
l ⎞
Q ⎡ ⎛
1
1
1
1
⎢ ln⎜ ⎜1,32 ⎟⎟ + N l , r0 ,α 1.2 − N l , Rp ,α 1.2 ⎥
r0 ⎠
2π S0l ⎢⎣ ⎝
⎥⎦
(
) (
)
(6.42)
Donde:
S0; abatimiento en el pozo, m
r0; radio del pozo, m
Rp; radio de alimentación, m.
l1= l / 2M1
r01= r0 / 2M1
α1.2 = K1 − K 2
K1 + K 2
Rp1= 2 Rp / 2M1
N; función que se determina de la tabla, (Anexo 3).
Caso de bombeo de grupo:
En este caso el número de pozos de observación no debe ser menor que 3. Los
cálculos se ejecutan por la metodología de Bábushkin:
S1 − S 2 E1 − E2
=
S 2 − S3 E2 − E3
E1 - E2 = arcsh
l
l
1
− arcsh + N (l1 , r2 ,α1.2 ) − N (l 1 , r2 ,α1.2 )
r1
r2
(6.43)
(6.44)
154
�E2 - E3 = arcsh
l
l
1
1
− arcsh + N (l 1 , r3 ,α1.2 ) − (l 1 , r3 ,α1.2 )
r2
r3
(6.45)
Donde:
r1, r2, r3, distancias desde el pozo que se bombea a los pozos de observación
más próximos, intermedios y más distantes respectivamente, m.
l1 =
l
;
2M 1
r11 = r1 / 2M1,
r21 = r2 / 2M1 ,
r31 = r3 / 2M1
α1.2 , la que se determina por
α
tanteo hasta que la igualdad 6.41 se cumpla. De tal forma, sabiendo ya 1.2 y con ella
En la fórmula 6.42 y 6.43 está presente la incógnita
los valores de E1-E2 y E2-E3, podemos determinar el coeficiente de filtración del estrato
bombeado K1 por la fórmula siguiente:
K1 =
O: K1 =
Q(E1 − E2 )
2πl(S1 − S 2 )
(6.46)
Q(E2 − E3 )
2πl(S 2 − S3 )
(6.47)
Cuando el estrato inferior es menos permeable que el superior, los cálculos del
coeficiente de filtración de ese estrato son confiables siempre y cuando los pozos de
observación estén lo más alejado posible del pozo en bombeo y se cumpla con la
condición r2 / r1 ≥ 5 – 10
Cuando el estrato superior del que se bombea tiene una permeabilidad menor que el
estrato inferior, los cálculos son más simples, ya que en este caso el estrato inferior
representa una alimentación considerable al estrato superior que se bombea. En este
caso, el bombeo puede desarrollarse con dos pozos de observación y la dependencia
de cálculo para la determinación de
α1.2 será:
l
1
+ N (l1 , r2 ,α1.2 )
S2
r2
=
S1 arcsh l + N (l1 , r 1 ,α )
1
1.2
r1
arcsh
(6.48)
α
Los valores de 1.2 se determinan por tanteo de la función N (Anexo 3) hasta lograr la
igualdad en la expresión anterior y el coeficiente de filtración K1 se determina por la
expresión siguiente:
K1 =
Q ⎡
l
⎤
arcsh + N (l1 , r1 ,α 1.2 )⎥
⎢
2π lS ⎣
r
⎦
(6.49)
Los cálculos por la expresión anterior se ejecutan para los valores de S y r de los dos
pozos de observación y de existir correspondencia en los dos cálculos de K1, se
considera que el esquema de cálculo asumido corresponde con las condiciones
hidrogeológicas presentes.
155
�6.3.2 Cálculo de parámetros hidrogeológicos en condiciones de régimen no
estacionario del movimiento de las aguas durante el bombeo
En este caso, las fórmulas de cálculo de los parámetros hidrogeológicos se diferencian
para el tipo de acuífero, por sus condiciones hidrodinámicas en acuíferos freáticos
(acuíferos sin presión) y acuíferos artesianos (acuíferos con presión) y dentro de los
mismos, fórmulas para pozos perfectos y para pozos imperfectos. Con este régimen
de los niveles los parámetros hidrogeológicos se determinan con gran precisión por la
metodología de Jacob denominado método grafo-analítico.
Método grafo-analítico:
Este método puede ser aplicable en tres casos.
1r Caso: Por seguimiento del comportamiento de los niveles en tiempo S = f (log t),
los niveles se observan solamente en el pozo que se bombea. 2do Caso: Por
seguimiento de los niveles en área S = f (log r), por observación de los niveles en
determinados tiempos, en pozos de observación de niveles a ciertas distancias del
pozo que se bombea y 3er Caso: por seguimiento de los niveles de forma combinada
S = f (log
t
) observándose los niveles en función del tiempo y de la distancia.
r2
En todos los casos que se analizarán los gráficos deben desarrollarse a escala normal
en la vertical, con escala de logaritmos en la ordenada horizontal del tiempo y
distancia. Este método puede ser aplicado siempre que se mantenga la condición:
t00 ≥
2,5r 2
a
(6.50)
Donde: t-tiempo de aparición del régimen cuasi estacionario después de iniciado el
bombeo, m; r- radio del pozo que se bombea en el primer caso o distancia del pozo
que se bombea hasta el pozo de observación de los niveles en el segundo caso, apiezoconductividad m2/día.
Método de seguimiento de los niveles en tiempo
Este método consiste en la observación de los niveles en el pozo que se bombea en
tiempos determinados, a partir del inicio del bombeo con determinado caudal. Las
fórmulas aplicables han sido establecidas a partir de las fórmulas de acuíferos
artesianos, considerando la ecuación general,
S=-
Q
r2
)
Ei (−
4πKM
4at
(6.51)
Donde:
Q, caudal de bombeo, m3/día
K, coeficiente de filtración de las rocas, m/día
M, espesor del acuífero artesiano, M
r, distancia del punto para el que se determina el abatimiento hasta el pozo en
bombeo, m
t, tiempo desde el inicio del bombeo, días
a, piezoconductividad de nivel, m2/día
Ei, Representación de la función exponencial integral, se determina por tablas
(Anexo 2).
Como es conocido, generalmente r2 / 4at 〈 0,1, por lo que la función integral
156
�exponencial Ei puede ser sustituida por una función logarítmica y la ecuación 6.51
toma la forma siguiente:
S=
Q
2,25at
ln
4πKM
r2
(6.52)
La expresión 6.52 descomponiéndola toma la siguiente forma:
S=
Q
Q
2.25a
ln 2 +
ln t
4πKM
4πKM
r
(6.53)
La expresión 6.31 llevándola a forma de logaritmo de base 10 se transforma en:
S=
0,183Q
2,25a 0,183Q
log 2 +
logt
KM
KM
r
(6.54)
Si consideramos:
0,183Q
2,25a
log 2 = A
KM
r
(6.55)
0,183Q
=C
KM
(6.56)
y,
Tendremos:
S = A + C log t.
(6.57)
De la ecuación 6.57 se ve que el abatimiento S está relacionado con el logaritmo del
tiempo por una dependencia lineal.
Construyendo un gráfico en coordenadas S = f (log t), tendremos una línea recta con
un coeficiente angular C con inicio en la ordenada A (Figura 6.11).
El coeficiente C se determina por la siguiente fórmula:
C=
S 2 − S1
logt2 − logt1
(6.58)
Donde: S2, S1, log t2 y log t1, coordenadas de dos puntos (en inicio y final de tramo
seleccionado) de la recta trazada por puntos ploteados, donde pueda ser trazada la
misma en el gráfico.
Como norma para el trazado de la recta en el gráfico se selecciona el centro de la
curva obtenida, ya que en el inicio del bombeo influyen en el abatimiento resistencias
provocadas por ranuración de los filtros o del propio acuífero con el incremento del
flujo hacia el pozo y al final, la pendiente de la recta generalmente es muy suave
debido a que comienza a reflejarse el régimen estacionario de los niveles, aunque en
ocasiones, también en este tramo influyen las condiciones de límites del acuífero. El
parámetro A se determina directamente del gráfico y representa el intervalo en el eje
de las ordenadas (con valores de S) desde cero (0) hasta la intercepción de la
continuación de la línea recta del gráfico con el eje de las ordenadas (S), (Figura
6.11).
Conociendo las magnitudes A y C, se puede calcular la trasmisividad (T) y la
piezoconductividad de nivel (a) por las fórmulas siguientes:
T = KM =
0,183Q
C
(6.59)
157
�log a = 2 log r - 0,35 +
A
C
(6.60)
Para acuíferos freáticos el gráfico que se construye es (2H-S) S = f (log. t), siempre y
cuando el abatimiento final medido represente un abatimiento del acuífero superior al
20 % del espesor del acuífero, cuando ese abatimiento del nivel es menor del 20 % el
régimen de las aguas freáticas puede analizarse gráficamente, igual que en caso de
aguas artesianas y se construye el gráfico S = f (log.t).
Para aguas freáticas con abatimientos superiores al 20 % del espesor el coeficiente
angular C se determina por datos del gráfico, aplicando las fórmulas siguientes:
C=
S 2 (2H − S 2 ) − S1 (2H − S1 )
log.t2 − log.t1
(6.61)
FIGURA 6.11. Gráfico de abatimiento en función del tiempo S = f (log.t).
El coeficiente de permeabilidad K se podrá determinar por la expresión:
K=
0,366Q
C
(6.62)
La conductividad del nivel se determina por la expresión 6.33.
Para pozos imperfectos, tanto en caso de aguas artesianas como freáticas, para la
determinación de la piezoconductividad y la conductividad de nivel en sus cálculos
debe considerarse la imperfección del pozo, para ello los cálculos se ejecutan por la
fórmula siguiente:
log.a = 2 log r - 0,35 +
A
- 0,434 ξ
C
(6.63)
Donde: ξ es el coeficiente de imperfección del pozo que se bombea y se determina de
la Tabla 6.4.
En la confección de los gráficos s = f (log t) y S (2H-S ) = f ( log t ) se utilizan para
comodidad de los cálculos las siguientes unidades de medidas: S (abatimientos) y H
(espesor acuífero) en metros (m), t en minutos u horas según la duración del
bombeo, y en este caso, al ejecutar los cálculos de a (piezoconductividad o
conductividad de nivel) el resultado del antilogaritmo se multiplica por 1 440 (si se
trabaja en minutos) y por 24 (si se trabaja en horas), para llevar los resultados a
m2/día.
158
�La metodología relacionada para seguimiento en tiempo puede ser aplicada y durante
la recuperación de los niveles al detenerse el bombeo, en este caso, en lugar de
trabajar con el abatimiento en descenso del nivel, en la confección del gráfico S = f
(log t) o S (2 H - S ) = f ( log t) se trabaja con el descenso del nivel (en metros),
calculado a partir del nivel inicial antes de iniciarse el bombeo para determinados
tiempos a partir de la suspensión del bombeo, y se considera el caudal con que se
ejecutó el bombeo.
Debido a que, por esta metodología, no se consideran los procesos de resistencia que
se originan durante el desarrollo del abatimiento; la misma puede ser utilizada
considerando un tiempo determinado a partir de la suspensión del bombeo y que se
caracteriza por las siguientes condicionales:
t1 ≤ 1,1 t0
y
t2 ≤ 1,1 t1.
Donde:
t0; tiempo total de bombeo (desde su inicio hasta su suspensión).
t1 y t2: tiempos que caracterizan el momento inicial y final del período que puede
ser utilizado para el cálculo de parámetros, y se toman a partir del momento de
suspensión del bombeo.
Esta metodología puede ser aplicada siempre que se mantenga la siguiente condición:
r2
≤ 0,1
4a(t − t0 )
(6.64)
t; tiempo total desde el inicio del bombeo hasta el instante en que se observan los
abatimientos del nivel en ascenso, posterior a la suspensión del bombeo. Días
t0; tiempo de bombeo, días.
Manteniendo esta condición la expresión 6.52 se transforma de la forma siguiente:
S=
0,183Q
t
log
KM
t − t0
(6.65)
Construyendo un gráfico de coordenadas S; log (t / t-t0), podemos calcular la
trasmisividad y el coeficiente de filtración por las ecuaciones 6.59 y 6.62 según
corresponda, la piezoconductividad o conductividad de nivel por la ecuación 6.60 o
6.63, según proceda para pozos perfectos o imperfectos respectivamente, para lo
cual, el coeficiente angular C de la recta que se obtiene del gráfico, se determina por
coordenadas de dos puntos en tramo de recta seleccionado por la ecuación siguiente:
C=
S1 − S 2
t
t
(log
)1 − (log
) 2
t − t0
t − t0
(6.66)
Método de seguimiento de los niveles en área
Este método se aplica cuando se tiene puntos de observación, de los niveles ubicados
a determinadas distancias del pozo que se bombea. En este método se construye el
gráfico del abatimiento de niveles (S) en los puntos de observación, en función del
logaritmo de las distancias de estos puntos hasta el pozo en bombeo S = f (log r),
(Figura 6.12). Este gráfico con t = const. se representa por la expresión:
S = A - C log r
(6.67)
159
�C=
S1 − S 2
log r2 − Logr1
(6.68)
Donde:
S1 y S2, abatimientos registrados en determinado tiempo, a partir del inicio del
bombeo en los puntos de observación más próximos y más distantes
respectivamente, m
r1 y r2; distancias desde el pozo que se bombea hasta los puntos de
observación más próximos y más distantes respectivamente, m.
Determinando del gráfico los parámetros A (inicio de la ordenada de la línea recta
resultante) y el coeficiente C (coeficiente angular de la recta), la trasmisividad para
acuíferos artesianos se determina por la siguiente fórmula:
T = KM =
0,366Q
C
(6.69)
Y para acuífero freático el coeficiente de filtración por la fórmula:
K=
0,73Q
C
(6.70)
La piezoconductividad de acuíferos artesianos y conductividad de nivel da acuíferos
freáticos se determinan por la fórmula:
log a =
2A
− 0,35 − logt
C
(6.71)
FIGURA 6.12. Gráfico de abatimiento en función de la distancia S = f (log r).
En los gráficos S = f (log r), los cálculos pueden ser ejecutados por análisis de
distintos periodos de tiempo a partir del inicio del bombeo siempre que se mantenga
la condicional (ecuación 6.50).
Método combinado de seguimiento de niveles
Este método consiste en la determinación de los parámetros hidrogeológicos por datos
de niveles obtenidos durante los bombeos con observaciones de niveles en tiempo y a
160
�determinada distancia del pozo que se bombea. Este método responde al seguimiento
de los niveles durante los bombeos con la construcción y procesamiento del gráfico S
= f (log
t
), (Figura 6.13). En este caso, la ecuación lineal de la recta que se obtiene
r2
en el gráfico responde a la expresión:
S = A + C log
C =
t
r2
S
2 −
S1
⎛ t ⎞
⎛ t ⎞
log⎜ 2 ⎟ − log⎜ 2 ⎟
⎝
r ⎠
2
⎝
r ⎠
1
(6.72)
(6.73)
Para los cálculos de parámetros igual que en los casos anteriores, se determinan los
parámetros A y C del gráfico, y conociendo los mismos se determina la trasmisividad
para acuíferos artesianos por la fórmula:
T = KM =
0,183Q
C
(6.74)
Para acuíferos freáticos el coeficiente de filtración por la fórmula:
K=
0,366Q
C
(6.75)
Y la piezoconductividad de acuíferos artesianos o conductividad de nivel para acuíferos
freáticos por la fórmula:
log a =
A
− 0,35
C
(6.76)
FIGURA 6.13. Gráfico de seguimiento combinado del abatimiento, S = f (log
t
).
r2
Las características de este método es que en un mismo gráfico se pueden plotear las
observaciones de varios puntos. Para todos los casos analizados el radio de influencia
de la zona de desarrollo del régimen cuasi estacionario, alrededor del pozo en
bombeo, se determina por la expresión:
161
�at
Rc = 0,63
(6.77)
Donde:
a; piezoconductividad en acuíferos artesianos y conductividad de nivel en
acuíferos freáticos, m2/día
t; tiempo de bombeo, días
En todos los casos presentados, el radio de influencia del bombeo, para todo el tiempo
en que este se desarrolló, puede ser determinado por la expresión:
R = 1,5
at
(6.78)
En todos los casos analizados por el método grafo-analítico los gráficos deberán ser
construidos en escala semi-logarítmica, con escala de logaritmos en las ordenadas
horizontales (log. t), (log. r) y (log
t
). Para la ordenada vertical, la escala es normal
r2
y se adapta a las magnitudes de los abatimientos en m.
Determinación de parámetros hidrogeológicos en horizontes acuíferos con
alta anisotropía por agrietamiento y cavernosidad
Los cálculos analizados anteriormente en condiciones de régimen no estacionario del
movimiento de las aguas durante los bombeos, se relacionan con estratos u
horizontes acuíferos que presentan una porosidad, agrietamiento o cavernosidad
homogénea o relativamente homogénea.
En la naturaleza las rocas agrietadas y carsificadas, sobre todo estas últimas,
presentan generalmente una alta anisotropía debido a los procesos que se desarrollan
en la formación de los sistemas de grietas, cavernas, canales, etc., por lo que estas
rocas se caracterizan por una alta anisotropía, tanto en planta como en perfil, de sus
propiedades de filtración y de almacenamiento del agua. En estas rocas, a menudo se
puede observar una “doble porosidad” (grietas y cavernas), que pueden ser
analizadas como dos medios de filtración dispuestos uno dentro del otro. Las micro
grietas y también zonas aisladas de fallas, franjas carsificadas y canales cársticos en
el macizo de las rocas, representan los principales conductores de las aguas
subterráneas y determinan, de forma general, la permeabilidad de las rocas en el
límite de desarrollo de los mismos. Los sistemas de estas cavidades se caracterizan
por una alta trasmisividad, una relativa pequeña capacidad de almacenamiento y una
alta piezoconductividad o conductividad de nivel (medio poroso I).
Los bloques con cavidades de segundo grado se caracterizan por una pequeña
trasmisividad, una alta capacidad de almacenamiento y una relativa baja
piezoconductividad o conductividad de nivel. Estos bloques determinan la capacidad
de almacenamiento predominante de las rocas agrietadas o carsificadas (medio
poroso II).
Además de lo antes expuesto, para las condiciones analizadas, es característica la
presencia de distintas fronteras de permeabilidad y de heterogeneidad, generalmente
representadas, tanto por una cierta regularidad, como por una presencia caótica de
las mismas, lo cual es una propiedad prácticamente única de los horizontes acuíferos
de alto agrietamiento y desarrollo de Carso. Todo lo antes expuesto, hace muy difícil
el procesamiento de los datos obtenidos en trabajos experimentales de filtración
(bombeos ), y paralelo a esto, la determinación de los parámetros hidrogeológicos y
en condiciones de bruscos cambios de agrietamiento y cavernosidad, cuando durante
los bombeos ocurre una desviación considerable del flujo radial, debido a la existencia
162
�de grandes grietas y canales cársticos que representan drenes del agua subterránea,
la determinación de los parámetros de filtración prácticamente es imposible.
En los casos que no se presente desviación del flujo radial, como lo han demostrado
Baenbaltt y Zheltóv, en las rocas con doble porosidad las leyes de filtración presentan
propiedades similares a las rocas (sedimentos) granulares, y las ecuaciones de TheisJacob se presentan con cierto retraso ( τ ). Esta condición requiere un control especial
durante el análisis de los resultados de bombeos experimentales en los horizontes
acuíferos agrietado-cársticos.
En los casos de rocas agrietadas y cársticas, con régimen de flujo radial, para
determinación de los parámetros hidrogeológicos, es el método grafo-analítico de
Jacob, con la utilización de las partes asintóticas de las variaciones del nivel
representadas en el gráfico de dependencia del tiempo, que superan el tiempo de
retraso ( τ ). En tales casos, en dependencia de las condiciones presentes, pueden ser
utilizadas las tres variantes del método de Jacob o alguno de ellos (seguimiento en
tiempo, en área o combinado de las variaciones de los niveles).
Durante la interpretación de los gráficos de seguimiento de las variaciones del nivel,
es necesario considerar las características de las estructuras del medio agrietado o
cárstico y de la filtración del agua en este medio que conlleva a la desviación de la
forma de estos gráficos, en relación con los medios de filtración en rocas granulares.
Las principales características son las siguientes:
Las rocas agrietadas y carnificadas, en la mayoría de los casos, se caracterizan por
una “porosidad doble”, lo que conlleva a cambios de la porosidad activa en el proceso
de las pruebas. En relación con esto, los tramos asintóticos de las curvas
experimentales de la variación del nivel pueden ser aproximadas con las ecuaciones
de Theis-Jacob, y se forman, como ya se mencionó, con cierto tiempo de retraso en
comparación con estratos granulares. El tiempo de retraso en la aparición de los
gráficos de los tramos asintóticos varía en amplios márgenes, y es una magnitud
prácticamente no pronosticable.
En relación con lo antes expuesto, los gráficos S = f (log. t) durante bombeos en
estratos, con doble porosidad, presentan una deformación característica;
generalmente de ellos se desprenden tres tramos (I, II, III), como se muestra en la
Figura 6.14. El tercer tramo (III) está relacionado con la macro heterogeneidad del
horizonte acuífero o con la influencia de fronteras externas del estrato, lo que conlleva
a cambios en el gradiente del gráfico en dependencia del carácter de los factores
presentes.
La presencia en el gráfico, de los dos primeros tramos (I y II), puede estar
relacionada con una influencia variada de las grietas y poros (macro y micro grietas)
en el proceso de filtración del agua o por efecto de una doble porosidad. La
deformación de los primeros tramos del gráfico es característica no solo para los
pozos que se bombean, sino también, para los pozos de observación, lo que puede
estar relacionado con la resistencia a la filtración en las paredes de los pozos (skin –
efect). De tal forma, la existencia en el gráfico S = f (log t) de los primeros tramos (I
y II) testifica que el estrato investigado con la ausencia de otros factores de formación
(rebosamiento de otros estratos acuíferos, fronteras próximas, etc.) se caracteriza por
tener una doble porosidad.
El primer tramo (I) del gráfico típico (Figura 6.14) corresponde a una filtración
supuestamente estacionaria; teóricamente este tramo debe presentar un inicio con
gradiente brusco (Ia), que corresponde al período de filtración con entrega de agua
dependiente de las grietas grandes o canales cársticos. En este sector del gráfico
pueden ser determinados la trasmisividad y piezoconductividad de nivel del medio
poroso I; en la práctica este sector del gráfico se observa raramente. A menudo, el
163
�sector del gráfico (Ia) se presenta reflejado en un escalonamiento brusco del nivel en
los pozos de observación durante el inicio del bombeo. La duración del tramo I en el
gráfico puede prolongarse en tiempo, desde algunos minutos hasta cientos de horas.
El tramo II corresponde a una asíntota que responde a las condiciones de filtración de
un medio de filtración corriente. Por este tramo deben determinarse los parámetros
de los horizontes acuíferos en rocas agrietadas y cársticas que caracterizan las
propiedades medias (predominantes) de filtración y de almacenamiento de las rocas
acuíferas.
FIGURA 6.14. Formas características del gráfico S = f (log t) durante bombeos en
rocas agrietadas – cársicas.
Los mejores resultados en análisis de tramos de cálculos de gráficos los aporta el
método de seguimiento combinado de los niveles. Los gráficos por el método
combinado, en dependencia de la estructura del medio agrietado o agrietado-cárstico
y la relación de las propiedades de filtración y de almacenamiento de los distintos
tipos de vacíos o cavidades, pueden ser presentados de la forma siguiente:
a. Por un gráfico semilogarrítmico, que se forma generalmente sin retraso, cuando el
efecto de la doble porosidad está ausente o prácticamente no se refleja (Figura
6.15a).
b. Por un gráfico análogo al gráfico de Bolton con una asíntota común a los gráficos de
variación de niveles del pozo central y de observaciones (Figura 6.15b).
c. Por una familia de gráficos con tramos de asíntotas paralelas, formadas con
retrasos (Figura 6.15c).
El procesamiento de los resultados, en los dos primeros casos, se ejecuta de forma
similar a lo expuesto en el epígrafe 6.2.2 para acuíferos homogéneos o relativamente
homogéneos. En estos casos, los resultados de la determinación de los parámetros
por el método del seguimiento combinado del nivel y en área coinciden; en el último
caso, los cálculos por gráficos en área muestran un aumento en el resultado, que
puede ser en varias veces; tales gráficos son característicos para rocas intensamente
agrietadas o carsificadas. El coeficiente de conductividad de nivel o de
piezoconductividad, en este caso puede ser considerablemente aumentado o
disminuido, en dependencia del carácter del agrietamiento del estrato y lugar de
ubicación de los pozos de observación, en relación con el pozo central bombeado.
En las cercanías del pozo central se obtienen resultados reducidos de la
piezoconductividad o conductividad de nivel, y en los pozos de observación más
distantes los resultados son aumentados. De tal forma, en calidad de datos para los
cálculos deben tenerse los datos de pozos ubicados en distancias hasta el pozo central
en magnitudes 1,5 a 2 veces la magnitud del espesor del acuífero robs.= (1,5-2) H; las
164
�observaciones no deben ejecutarse en un número menor de tres pozos, y los datos
para los cálculos de los parámetros hidrogeológicos deberán ser tomados por los
pozos que aporten los valores menores.
El cálculo de los parámetros hidrogeológicos de horizontes acuíferos agrietados y
carsificados puede ejecutarse también por la metodología expuesta, considerando la
recuperación del nivel en los pozos de observación, a partir del momento de
suspensión del bombeo del pozo central por el método de recuperación de niveles; los
datos que se obtengan son más exactos y en estas condiciones se pueden considerar
ausentes los procesos de resistencia en los filtros o paredes de los pozos y zonas
próximas a los pozos, tanto del central como de observación, que se originan en el
proceso de bombeo.
Con la existencia de un régimen de flujo radial hacia el pozo central durante el
proceso de bombeo, con una ubicación de los pozos de observación en distintas
direcciones, en relación con el pozo central, a menudo sucede que, por los datos de
observación en los pozos durante el bombeo, o por recuperación de niveles en
distintas direcciones, existen distintas permeabilidades, o sea, existe anisotropía en
distintos ejes del espacio acuífero.
En estas condiciones, Rommon, mediante resoluciones de ecuaciones diferenciales, ha
demostrado que en un estrato con anisotropía en condiciones de régimen estacionario
o cuasi-estacionario, el ritmo de abatimiento del nivel no depende de la dirección de
las permeabilidades, y el mismo está determinado por los valores geométricos medios
del coeficiente de filtración, por lo que:
Km =
Kx * Ky
(6.79)
Donde:
Km; coeficiente de filtración geométrico medio, m/día
Kx, Ky; coeficientes de filtración en distintos ejes del acuífero anisotrópico,
m/día.
O:
Datos de nivel del pozo de observación más próximo; datos de observación del nivel
del pozo intermedio; datos del nivel del pozo de observación más distante.
6.15a
6.15b
6.15c
165
�FIGURA 6.15. Gráficos típicos de S = f (log
cársticas.
t
) de bombeos en rocas agrietado
r2
6.4 Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de bombeo en
pozos desarrollados
El “Desarrollo de Pozos” no es más que la aplicación de métodos para la obtención de
mayores caudales en los pozos perforados para la explotación de las aguas
subterráneas. En relación con el desarrollo de pozos analizaremos dos variantes:
La primera, por desarrollo de pozos en acuíferos friables mediante el bombeo de los
sedimentos que forman el acuífero, y segunda, por utilización de explosivos en
acuíferos formados por rocas cristalinas (duras).
El desarrollo de los pozos se ejecuta principalmente, con el objetivo de aumentar el
caudal de explotación de estos. En gran número de casos, el desarrollo de los pozos
se realiza posterior a la perforación y bombeo experimental de los mismos, cuando en
función de los parámetros hidrogeológicos, determinados por datos de los bombeos,
se determina el caudal de explotación y se comprueba que el caudal puede ser
aumentado mediante métodos de desarrollo. En ocasiones, con fines de disminuir los
costos y asumiendo, desde el inicio de la construcción de los pozos, que con desarrollo
de los mismos podrá aumentarse el caudal de explotación, entonces y para estos
casos, están establecidas las metodologías de desarrollo de pozos y cálculos de los
parámetros hidrogeológicos que a continuación examinaremos.
6.4.1 Determinación de parámetros hidrogeológicos por desarrollo de pozos
mediante bombeos en acuíferos formados por sedimentos friables
En los casos que seguidamente analizaremos se considera un método muy singular de
desarrollo de los pozos, aplicable cuando sobre el techo del acuífero donde se
ejecutará el bombeo exista un estrato de rocas compactas que formen una cubierta
estable del acuífero de bombeo, esta cubierta puede o no representar un
impermeable, pero la carga que ejerce sobre el acuífero inferior puede despreciarse.
La construcción de los pozos, en estos casos, considera que los mismos serán
perforados por los métodos tradicionales en profundidad hasta llegar al contacto
acuífero- cubierta compacta. Luego de lograrse esta profundidad, el desarrollo del
pozo se ejecutará mediante bombeo intensivo, con la consiguiente extracción de
sedimentos friables. Este bombeo presenta resultados de alta productividad en la
profundización de los pozos, si en el mismo se utilizan los denominados Air-lif
(bombeo de agua mediante la inyección de aire con presión al pozo, utilizando para
ello compresores de aire). Con la extracción de los sedimentos del acuífero, en el
mismo se desarrollará una caverna artificial que paulatinamente podrá irse
profundizando con el descenso del equipo de bombeo.
La caverna que se formará tendrá características específicas en su fondo, ya que el
mismo se caracterizará porque el ángulo que se forme, generalmente, representará el
ángulo de reposo de los sedimentos que forman el acuífero. La perforación de estos
pozos se realiza en acuíferos formados, principalmente, por arenas. Para estas
condiciones existen tres casos principales, según Altóvski.
1er. Caso. Cuando el espesor de los filtros utilizados es mucho menor que el espesor
del acuífero.
166
�El coeficiente de filtración de los sedimentos acuíferos podrá determinarse por el
esquema representado en la Figura 6.16 y calculado por la fórmula siguiente:
K=
senαQ
π hS
(6.80)
Donde:
α ; ángulo formado por el talud de la caverna sobre un plano horizontal
Q; caudal de bombeo, m3/día
h; profundidad de la caverna en los sedimentos friables, m
S; abatimiento con nivel estabilizado durante el bombeo, m.
FIGURA 6.16. Pozo desarrollado en sedimentos friables sin filtros o con longitud muy
pequeña de los filtros en relación con el espesor del acuífero.
2do. Caso. Cuando el espesor del acuífero perforado sin filtros es aproximadamente
igual a 0,75 H, donde H es el espesor del acuífero, en correspondencia con la Figura
6.17.
El coeficiente de filtración se determina por la fórmula:
Qsenα ln
K=
π hS
R
r
(6.81)
Donde:
R; radio de influencia del bombeo (se determina igual que en pozos normales), m
r; radios del techo de la caverna, m
Los demás parámetros idénticos que en el caso anterior.
167
�r
α
h
FIGURA 6.17 Pozo desarrollado en sedimentos friables sin filtros, con penetración en
el acuífero igual al 75 % de su espesor.
3er. Caso. Cuando en todo el espesor del acuífero de sedimentos friables se forma
una caverna con desarrollo de su fondo en el lecho del acuífero, en correspondencia
con el esquema de la Figura 6.18. El coeficiente de filtración de los sedimentos
friables se determina por la fórmula:
2R
r1 + r2
πMS
Qsenα ln
K=
(6.82)
Donde:
M; espesor del acuífero artesiano (H freático), m
r1; radio del techo de la caverna, m
r2; radio de la base de la caverna, m.
Los demás parámetros idénticos a los casos anteriores.
El radio de influencia del bombeo se considera 1,5 veces al que se origina con filtros
en el mismo tipo de sedimentos. La suma de r1 + r2 se puede igualar a dos veces el
espesor del acuífero cuando esta es de magnitudes pequeñas (1 a 3 m), cuando el
espesor es menor que 1 m, entonces la suma se considera igual al espesor del
acuífero.
r1
α
m
h
r2
FIGURA 6.18. Pozo desarrollado en sedimentos friables acuíferos con pequeños
espesores sin filtros.
168
�Según Bíndeman, en cualquiera de los tres casos analizados el coeficiente de filtración
puede determinarse también por la fórmula:
K=
⎛ M
⎞
R
Q⎜ ⎜ + ln 1,5 −1 ⎟
⎟
M
⎝
n
⎠
2πSM
(6.83)
Donde:
n=
Q
S
M
La fórmula 6.83 es efectiva cuando
R
〉 10
M
Para que en procesos de explotación de pozos desarrollados en sedimentos friables sin
filtros, las paredes de las cavernas formadas se mantengan estables, es necesario
cumplir la siguiente condicional:
⎛
Q ≤ πKr 2 ⎜⎜1 −
⎝
h ⎞
⎟
2tgϕ ⎟⎠
(6.84)
Donde: ϕ ; es el ángulo de fricción interna de los sedimentos friables del acuífero.
6.4.2 Determinación de parámetros hidrogeológicos por bombeo en pozos
desarrollados con uso de explosivos
En desarrollo de pozos, este método solo puede ser aplicado en rocas cristalizadas
duras, en las que la acción de la explosión puede provocar el agrietamiento y
trituración de las rocas. En casos de rocas, principalmente sedimentarias arcillosas, el
efecto del uso de explosivos en pozos es todo lo contrario a lo deseado, ya que debido
a las propiedades elásticas y de compactación de estas rocas y sedimentos, la acción
detonante en los pozos lo que produce es la compactación, eliminando las posibles
grietas existentes en las rocas y haciendo a la zona periférica de los pozos una
frontera prácticamente impermeable.
En acuíferos agrietados y agrietados cársticos, los pozos perforados en un mismo
acuífero presentan distintas permeabilidades en las rocas, pudiendo presentarse pozos
prácticamente sin agua, debido a la baja permeabilidad del punto de perforación; esto
se explica por el cambio de agrietamiento de las rocas y variación del mismo en el
espacio en perfil y planta, motivado por la presencia o ausencia, en algunos lugares o
tramos acuíferos, de dislocaciones disyuntivas, aislamiento de las grietas o cavidades
con material areno-arcilloso de las grietas, debido a la perforación con agua y lodo en
algunos casos.
Sobre lo mencionado con anterioridad, se ha demostrado en la práctica que en los
pozos que presentan poca acuosidad (o permeabilidad reducida) después de la
ejecución de explosiones con elementos explosivos (E.E.) o con la utilización de
torpedos, en las rocas aumenta la acuosidad (o permeabilidad) debido a la destrucción
y agrietamiento complementario que se forma en áreas aledañas a los pozos.
En esta ocasión analizaremos el caso de utilización de elementos explosivos (E. E.) ya
que para el torpedaje de pozos la metodología de cálculos y técnica de ejecución es
muy compleja y para la misma existe literatura especializada. Generalmente, las
explosiones con E. E. se ejecutan próximas al fondo de los pozos, alrededor de la cual
169
�se forman tres zonas de distribución de las rocas por resultados de la explosión,
relacionadas entre sí (Figura 6.19).
Uno de los cálculos que se ejecutan en estos casos es el de las zonas de destrucción
de las rocas, para ello se determinan la magnitud de las zonas de destrucción y
deformación de las rocas, utilizando fórmulas debidamente probadas en la práctica y
recomendadas por Baum y Shextier.
Cálculo del radio de agrietamiento:
Ra =
3
Q
q
(6.85)
Donde:
Ra; radio de agrietamiento, m
Q; masa de la carga explosiva, Kg
q; gasto específico de elemento explosivo por metro, Kg./m.
La fórmula (6.85) es aplicable cuando L ≤ 4 d
Donde: L; es el largo de la carga explosiva, m
d; el diámetro de la carga, m.
Cuando L = (4-30) d, el radio de agrietamiento se calcula por la fórmula:
Ra = 10 d
3
λ
γ
(6.86)
Donde:
λ =
L
d
γ , densidad de la roca, t / m3.
Cuando L 〉 30 d, el radio de agrietamiento se calcula por la fórmula:
Ra = 30 d
3
λ
γ
(6.87)
170
�FIGURA 6.19. Esquema de destrucción de las rocas por el empleo de E.E. en pozos.
R1: área de destrucción total con productos de la detonación; R2: área
de destrucción muy agrietada de la roca; R3: área de formación de
grietas radiales; R4: área de deformaciones elásticas de las rocas.
En todos los casos, antes de la utilización de E. E., debe ejecutarse el bombeo del
pozo y definir los parámetros hidrogeológicos por las fórmulas para casos de régimen
estacionario y no estacionario con pozos prefectos o imperfectos analizadas en los
epígrafes anteriores de este capítulo, según proceda, y los mismos cálculos
ejecutarlos posterior a la utilización de E. E., para establecer la efectividad de la
explosión.
Cuando se ejecutan explosiones potentes, por las que se forman grandes radios de
agrietamiento, en las fórmulas donde se utiliza R, (radio de influencia del bombeo), en
lugar de esa magnitud, para verificar la efectividad de la explosión, se sustituye en los
cálculos r por el radio de agrietamiento (Ra).
Los caudales de pozos poco productivos, después de ejecutada la explosión, se
pueden incrementar entre 1,5 a 16 veces con el mismo abatimiento estabilizado del
bombeo ejecutado antes de la explosión.
La efectividad de la explosión se determina mediante la definición del coeficiente de
efectividad (ef) por las relaciones siguientes:
ef =
Q2
Q1
ó
ef =
q2
q1
Q1, Q2: caudales de bombeos ejecutados antes y después de la explosión
respectivamente, l/s.
q1, q2: caudales específicos de bombeos ejecutados antes y después de la explosión
respectivamente, l/s.m.
Por los valores del coeficiente de efectividad pueden definirse cuatro casos:
1er. Caso: ef = 0, la explosión conllevó a la total pérdida del caudal en el pozo; esto
se explica por las condiciones litológicas de las rocas acuíferas, las cuales no son
171
�propicias para ejecutar en las mismas explosiones (son rocas con alto contenido de
partículas arcillosas, lentes y estratificaciones de arcillas).
2do. Caso: 1 〈ef 〉0 , la explosión presenta resultado negativo, puede ser por las
mismas causas que en el primer caso.
3er. Caso: ef = 1, la explosión no dio los resultados requeridos por distintos motivos
(una carga insuficiente de E.E., un mala limpieza del pozo antes del bombeo posterior
a la explosión, colmatación arcillosa de las grietas, etc.).
4to. Caso: ef 〉 1, la explosión presentó un efecto positivo, lo que testifica la buena
ejecución de la misma.
En el primer y segundo caso, las explosiones de repetición no proporcionan resultados
positivos, o dan muy pequeños resultados en aumentos de caudales; en el tercer
caso, a menudo, la repetición de explosiones conlleva a efectos positivos con el
consiguiente incremento de caudales en los pozos.
La efectividad de explosiones en pozos puede ser evaluada también por los gráficos:
S = f (log t), S = f (log r) y S = f (log
t
). Los gráficos se construyen en una misma
r2
escala semi-logarítmica para los bombeos ejecutados antes y después de la explosión.
Cuando los resultados de las explosiones son positivos, las curvas ploteadas, con los
datos del bombeo ejecutado después de la explosión en el gráfico, se reflejarán por
encima de las curvas ploteadas con datos del bombeo ejecutado antes de la explosión.
Los resultados de cálculos de parámetros, con los datos de bombeos efectuados
posterior a la explosión, donde los resultados de la misma fueron positivos, aportarán
valores de los parámetros de permeabilidad, superiores a los que se obtengan por
cálculos de estos parámetros con datos de bombeos ejecutados antes de la explosión.
6.5 Determinación de parámetros hidrogeológicos por bombeos de pozos
imperfectos de grandes diámetros
En la práctica hidrogeológica, a menudo se requiere de la ejecución de bombeos de
pozos que tienen poca profundidad y grandes diámetros (d 〉 1 m), tanto para dar
solución de abastos de pequeños caudales o para fines de proyectos en construcciones
mineras, hidrotécnicas, etc.
En los casos que a continuación analizaremos es requisito fundamental que los
bombeos se ejecuten con un régimen estacionario o cuasi estacionario de los niveles
durante los mismos, condición que nos permite realizar los cálculos con errores
inferiores al 10 % en los resultados.
1er.Caso: Pozos con secciones circulares, perforados en acuíferos artesianos o
freáticos con grandes espesores y se desconoce la magnitud de la misma y por el
grado de penetración del pozo en el acuífero (menos de 1 m), puede considerarse que
los pozos solo descubren el acuífero; en este caso, en los cálculos se toma en cuenta
la configuración del fondo de los pozos, semiesférico o plano, por metodología de F.
Forgheimer.
-
Fondo de los pozos semiesférico:
K=
-
0,16Q
Sr
(6.88)
Fondo de los pozos plano:
172
�K=
0,08Q
Sr
(6.89)
Donde:
K; coeficiente de filtración, m/día
Q; caudal de bombeo estabilizado, m3/día
S; abatimiento estabilizado de los niveles, m
r; radio del pozo, m.
FIGURA 6. 20. Esquema de pozos que solo descubren el acuífero. a) artesiano b)
freático
2do. Caso: Pozos perforados en acuíferos artesianos de espesores limitados sin que
el pozo penetre el acuífero. Por metodología de Bábushkin, cuando: 0,5 〈
r
〈 1,
M
entonces, el coeficiente de filtración de las rocas se puede determinar por la fórmula:
K=
r
r
R
0,16Q ⎛
⎜⎜1,57 arcs
1,185 log
2 2
Sr ⎝
M
4M
M M r
⎞
⎟ ⎟
⎠
(6.90)
Donde:
R; radio de influencia del bombeo, m.
Cuando:
r
〈 0,5, entonces:
M
K=
0,16Q ⎡
r ⎛
R
1,52 + ⎜1 + 1,185log
⎢
Sr ⎣
M⎝
4M
⎞⎤
⎟⎥
⎠⎦
(6.91)
173
�FIGURA 6.21. Esquema de pozos que solo descubren un acuífero artesiano limitado,
sin penetrarlo.
3er. Caso: Pozos con fondos planos en acuíferos freáticos limitados que penetran al
acuífero solo algunos metros, por metodología de Bábushkin:
Cuando:
r
〈 1
H
0,5 〈
⎛
⎞
0,16Q ⎜
r
R ⎟
+ 1,185log
K=
1,57 + 2arcs
2
2
Sr ⎜⎜
4H ⎟⎟
+
+
m
m
r
0
0
⎝
⎠
Cuando:
(6.92)
r
〈 0,5
H
K=
0,16Q ⎡
r ⎛
R ⎞⎤
1,57 +
⎜1 + 1,185log
⎟
⎢
Sr ⎣
m 0 ⎝
4 H ⎠⎥⎦
(6.93)
Donde:
m0: magnitud de insuficiencia de la penetración del pozo en el acuífero, m
FIGURA 6.22. Esquema de pozos en acuíferos freáticos limitados y que solo lo
penetran algunos metros.
4to. Caso: La configuración de la sección de los pozos puede influir en los caudales
de los mismos en determinadas condiciones hidrogeológicas, según propuesta de
174
�Forgheimer y Bábushkin, en caso de pozos con paredes cuadradas, se aplican las
fórmulas 6.88 y 6.89; aplicando en lugar de r el valor 0,55 b, donde b es la longitud
de los lados de la sección cuadrada del pozo.
5to. Caso: Pozos con paredes selladas en acuíferos artesianos; los cálculos del
coeficiente de filtración se ejecutan en correspondencia con los esquemas de cálculos
y fórmulas de los casos 1ro y 2do respectivamente.
En acuíferos freáticos, el cálculo del coeficiente de filtración se ejecuta según
Skabalanóvich por la fórmula siguiente:
K=
0,25Q
Sr
(6.94)
FIGURA 6.23. Pozos con paredes selladas.
6.6 Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de bombeos de
prueba (de corta duración)
6.6.1 Generalidades
En gran número de casos de estudios hidrogeológicos, tanto para cuestiones prácticas
como ambientales, es necesario establecer los parámetros hidrogeológicos de las
rocas acuíferas para distintos pronósticos. En la práctica estas determinaciones
resultan bastante costosas debido a que generalmente se ejecutan bombeos de larga
duración para obtener los datos necesarios para la ejecución de los cálculos de los
parámetros necesarios. En esta ocasión exponemos metodologías para la
determinación de parámetros hidrogeológicos mediante la ejecución de bombeos de
corta duración.
Según la metodología, los parámetros hidrogeológicos de un acuífero en zonas
aledañas a los pozos, pueden ser determinados con la ejecución de bombeos cortos,
dándose en los mismos uno o dos abatimientos, con una o dos horas estabilizados los
niveles de bombeo.
De igual forma, puede determinarse el caudal de bombeo de los pozos para un
régimen de explotación que no supere las 12-16 horas de bombeo diario, mayor
tiempo de explotación diaria no debe considerarse ya que la duración prevista de los
bombeos no permite un considerable desarrollo del cono de influencia, por lo que de
existir algún limite de permeabilidad o de alimentación a distancias no abarcadas por
la influencia del bombeo, los caudales de explotación para periodos mayores no
estarán garantizados o podrían ser mayores, ya que no se considerará en los cálculos
la influencia de estos límites.
175
�De tal forma, para las condiciones consideradas no se requiere determinar la
influencia de la explotación para periodos prolongados, principalmente debido a que
con la explotación intermitente con frecuencias diarias, el acuífero tendrá una auto
recuperación también diaria.
En la practica hidrogeológica, más del 70 % de los aforos de los pozos que se perforan
son con fines de abasto de agua, a distintos objetivos, en las distintas esferas de la
economía que requieren un abasto interrumpido con solo algunas horas de bombeo
diario, incluso para riego. Así como para distintas investigaciones que no tienen como
finalidad la explotación de las aguas subterráneas y sobre todo en estudios
ambientales o de mejoramiento de suelos mediante la proyección de sistemas de
riego y drenaje, para proyectos de obras hidrotécnicas, drenaje de yacimientos
minerales, etc.
Paralelo a estas perforaciones de pozos para la obtención de los datos necesarios para
cálculos de los parámetros hidrogeológicos y caudales de explotación y para otros
objetivos ya mencionados, en la mayoría de los casos se utilizan metodologías de
altas exigencias, en cuanto al detallamiento de la litología y duración prolongada del
bombeo, que generalmente sobrepasa las 12 horas de bombeo por abatimiento.
En la práctica, la explotación para objetivos individuales (industrias pequeñas, obras
agropecuarias y sociales, así como en el mayor porciento de los pozos de riego y en
acueductos de pequeñas comunidades), se ejecuta con bombeo de 8 a 12 horas
diarias, en algunos casos, con menos tiempo de bombeo. Por lo que con ello se
justifica la metodología y su aplicación en estos casos y sobre todo en ejecución de
estudios relacionados con temáticas ambientales, siempre y cuando los resultados que
se obtengan nos permitan evaluar los principales parámetros de los acuíferos y el
caudal de explotación de los pozos, en correspondencia con las condiciones
hidrogeológicas existentes.
Considerando esto último, a escala universal, donde se invierten grandes fondos
económicos en la utilización de petróleo, es razonable y práctico la utilización de
metodologías que permitan disminuir el consumo de petróleo en la ejecución de los
bombeos experimentales o de pruebas con fines investigativos.
Los bombeos, cubeteos (o cuchareos) y otras pruebas de pozos presentan dos
objetivos fundamentales que son: determinación de parámetros hidrogeológicos y
determinación del caudal de explotación de los pozos que se explotarán en períodos
de tiempo corto, diariamente.
-
Bombeos sin pozos de observación
La ejecución de estos bombeos deberá ser con no menos de dos horas con descensos
estabilizados. En acuíferos formados por sedimentos friables con fines de definición de
caudal de explotación, el menor descenso deberá ejecutarse con un abatimiento del
nivel de un 20 % de la potencia acuífera perforada, si se desconoce la misma con no
menos de 2-3 metros de abatimiento del nivel. Al culminar el primer descenso deberá
pararse el bombeo y tomarse la recuperación hasta no menos de una recuperación del
80 % del abatimiento dado.
El mayor descenso deberá ejecutarse con un abatimiento de un 40 % de la potencia
aproximadamente y si se desconoce la misma, entonces el abatimiento deberá ser de
unos 4-5 metros. Al culminar este descenso, igualmente deberá tomarse la
recuperación del nivel en las mismas magnitudes.
En rocas agrietadas y cavernosas los descensos de bombeo deberán comenzarse por
el mayor abatimiento.
-
Bombeos con 1 o 2 pozos de observación
176
�En estos casos los bombeos se ejecutan igualmente con dos abatimientos y la misma
duración en la estabilización y magnitud de la recuperación.
Para bombeos con pozos de observación, deberá preverse que las distancias de los
pozos de observación, hasta el central que se bombea, sean aproximadamente las
siguientes:
Pozo más cercano- distancia no mayor que la profundidad del pozo central.
Pozo más distante- Distancia no mayor que el triple de la profundidad del pozo central
y no menor que una y media vez, la distancia del pozo de observación más próximo al
central.
6.6.2 Determinación de parámetros hidrogeológicos
- Determinación o confirmación del espesor activado del acuífero
En muchos casos, las perforaciones se ejecutan por el método de pozo imperfecto por
penetración, es decir, no atraviesan la potencia total del acuífero y se desconoce la
magnitud de la misma, en otros casos, el bombeo se ejecuta con un abatimiento que
no alcanza el 20 % de la magnitud de la potencia acuífera, por lo que durante el
bombeo no se activa toda la potencia y es necesario para los cálculos utilizar
entonces, la magnitud de la potencia activada.
Para la determinación de la potencia acuífera o potencia activada durante el bombeo
en acuíferos freáticos nos basamos en el método de Dupuit, donde:
Q2 = Q1
(2H − S 2 )S 2
(2H − S1 )S1
(6.95)
Donde: Q2 , Q1- Caudales del mayor y menor descenso respectivamente.
S2, S1- Abatimientos del mayor y menor descenso.
Transformando la ecuación 6.95 tenemos:
Q2 S1 2H − S 2
=
Q1S 2 2H − S1
(6.96)
Teniendo de los bombeos los valores de Q1, Q2, S1, S2, utilizando la expresión (6.96),
por tanteo, dando valores a H hasta que se iguale ambas partes de la ecuación,
obtendremos la potencia del acuífero o la potencia activada, con la que se ejecutarán
los cálculos.
- Determinación del radio de influencia de bombeos
En los casos que analizamos la magnitud del radio de influencia es necesario, además
de ser parámetro fundamental para otros cálculos, estimar el área de influencia del
bombeo o explotación cíclica y poder establecer si dentro de esta área existe algún
punto contaminante, límite geológico, fuente de alimentación, etc., y poder tomar
medidas al respecto, si son necesarias.
Analizaremos dos casos de cálculos del radio de influencia:
1er Caso: Bombeos sin pozos de observación
Para los bombeos cortos pueden utilizarse los siguientes métodos:
Por descenso específico del bombeo:
177
�S 0 =
S
Q
(6.97)
S- Abatimiento de bombeo- m
Q- Caudal de aforo
S y Q se tomarán del mayor abatimiento o de cada abatimiento individualmente,
según convenga.
El radio de influencia R se determina en función del abatimiento específico de la tabla
siguiente:
Tabla 6.5. Valores de R = f( S)
S0, en metros
R, en metros.
≤ 0,5
≥ 300
0,5- 1,0
300-100
1,0-2,0
100-50
2,0-3,0
50-25
3,0-5,0
25-10
≥ 5,0
≤ 10
En las fórmulas de cálculos del coeficiente de filtración o del caudal de explotación,
que se aplican el radio de influencia, está bajo signo de logaritmo, por lo que el error
posible en la determinación de R por este método puede despreciarse.
-
Método hidrodinámico
R = 2S KH
(6.98)
La Trasmisividad T = KH y a la vez puede ser determinada en bombeos cortos en
acuíferos freáticos, por metodología de Yazvin y Bochevier, mediante la expresión:
T =
Aq
S
1 −
2H
(6.99)
A- parámetro empírico determinado experimentalmente en función del caudal
específico q, y que puede ser determinado por la Tabla 6.6. Donde, sustituyendo en la
fórmula 6.99, tenemos:
R = 2S
Aq
S
1 −
2H
(6.100)
Donde: q- caudal específico de bombeo l/seg. m.
q=
Q
S
(6.101)
Q: caudal de bombeo con abatimiento estabilizado S.
En aguas con presión:
178
�T= Aq
(6.102)
El radio de influencia lo obtenemos por sustitución en la fórmula 6.98, de donde:
(6.103)
R = 2 S Aq
Para aguas con presión, el coeficiente A varía desde 100 en rocas poco permeables y
hasta 150 en rocas muy permeables. En aguas sin presión, varía desde 80 en rocas
poco permeables, hasta 100 en rocas muy permeables.
Tabla 6.6. Determinación del parámetro A = f (q)
-
q
A
q
A
q
A
q
A
q
A
0,25
80
2,25-2,5
89
4,5-4,75
98
6,75-7,0
107
9,0-9,25
116
0,25-0,5
81
2,5-2,75
90
4,75-5,0
99
7,0-7,25
108
9,25-9,5
117
0,5-0,75
82
2,75-3,0
91
5,0-5,25
100
7,25-7,5
109
9,5-9,75
118
0,75-1,0
83
3,0-3,25
92
5,25-5,5
101
7,5-7,75
110
9,75-10,0
119
1,0-1,25
84
3,25-3,5
93
5,5-5,75
102
7,75-8,0
111
≥ 10
120
1,25-1,5
85
3,5-3,75
94
5,75-6,0
103
8,0-8,25
112
1,5-1,75
86
3,75-4,0
95
6,0-6,25
104
8,25-8,5
113
1,75-2,0
87
4,0-4,25
96
6,25-6,5
105
8,5-8,75
114
2,0-2,25
88
4,25-4,5
97
6,5-6,75
106
8,75-9,0
115
Por datos de recuperación del abatimiento
1. Acuíferos freáticos
log R =
0,5(H 2 − h0 )lg
H 2 − h
t0 + t
t + lg r
(6.104)
Donde: H- Potencia acuífera o columna de agua en el pozo antes de iniciarse el
bombeo.
h0- columna de agua en el pozo, en el instante de parar el bombeo
t0- tiempo desde el inicio del bombeo
h- columna de agua en el pozo en tiempo- t después de parado el bombeo
r- radio del pozo que se bombea
2. Acuíferos artesianos
log R =
t0 + t
t + log r
S0 − ∆h
0,5S0 log
(6.105)
Donde:
S0- Abatimiento en el pozo al parar el bombeo en tiempo t0 desde el inicio del
bombeo, m.
179
�∆ h- Ascenso del nivel en tiempo-t después de parado el bombeo, m.
r- radio del pozo, m.
- Por litología perforada
Según está establecido experimentalmente, en cada tipo de litología de los pozos que
se bombean existirá un gradiente determinado en la superficie del nivel del agua del
cono de influencia, en dependencia del abatimiento estabilizado, desarrollado en ese
punto.
Los gradientes que se producen durante el bombeo, en determinadas litologías en
acuíferos freáticos, están establecidos por diversos investigadores y corresponden a los
que a continuación se exponen (Sedenko- Skavalanóvich, 1980) en la Tabla 6.7.
Tabla 6.7 Gradiente del nivel de las aguas en función de la litología
Litología
Gradiente
mínimo Imin.
Gradiente
máximo
Gradiente
medio
Imax.
Im.
Gravas, cantos rodados y calizas
cavernosas
0,003
0,006
0,0045
Arenas y rocas fuertemente
agrietadas
0,006
0,02
0,013
Arenas arcillosas y rocas poco
agrietadas
0,02
0,05
0,035
Arenas muy arcillosas y rocas con
micro - grietas
0,05
0,1
0,075
0,1
0,15
0,125
0,15
0,2
0,175
Arcillas arenosas
Arcillas
Durante la ejecución de bombeos de corta duración, el radio del cono depresivo
provocado por él se desarrolla en magnitudes (distancias) muy pequeñas, lo que
permite considerarlo puntual, en relación con la extensión del acuífero, es decir, se
puede considerar que en el área de influencia del bombeo, el nivel natural (no alterado)
de las aguas subterráneas ocupa una posición próxima o coincidente con un plano
horizontal, de tal forma, el gradiente hidráulico en el cono depresivo durante el bombeo
representa la tangente del ángulo α que se forma entre la superficie del cono
depresivo de las aguas y la línea de posición del nivel natural (no alterado) de las
aguas subterráneas (Figura 6.24 ).
De donde: tag. α =
Cat.Op.
=I
Cat . Ady.
O sea: I =
S
R
(6.106)
O sea: R =
S
I
(6.107)
Donde: R- Radio de influencia- m.
S- Abatimiento estabilizado- m.
I-Gradiente hidráulico por sedimentos perforados, o hidroisohipsas
180
�FIGURA 6.24. Esquema de bombeo en pozo unitario.
El gradiente hidráulico de las aguas subterráneas puede obtenerse con más exactitud
por hidroisohipsas del nivel natural de las aguas subterráneas de la zona del pozo
bombeado.
- Bombeo con un pozo de observación
R=X+
S
I
(6.108)
Donde: X; distancia hasta el pozo de observación, m
S; abatimiento estabilizado en el pozo de observación, m
I; gradiente hidráulico por sedimentos perforados, o hidroisohipsas
FIGURA 6.25. Esquema de bombeo con un pozo de observación.
- Con dos pozos de observación
R = X1+
S1
I
(6.109)
Donde: X1- Distancia hasta el pozo de observación más próximo
S1- Abatimiento en el pozo de observación más próximo
I- Gradiente del cono depresivo entre los dos pozos de observación.
I=
C2 − C1
X2
(6.110)
181
�C2, C1 – Cotas del nivel del agua en el momento de parar el bombeo en los
pozos de observación más distante y más próximo respectivamente.
X2- Distancia entre los dos pozos de observación.
Figura 6.26. Esquema de bombeo con dos pozos de observación.
Los pozos de observación deben ser ubicados en línea, en posición coincidente con la
dirección del flujo subterráneo en relación con el pozo de bombeo.
-
Determinación de la trasmisividad
Está plenamente demostrado que la trasmisividad es una función directamente
proporcional a la permeabilidad (expresada por el coeficiente de filtración) y a la
potencia acuífera y la misma puede ser determinada por las expresiones
anteriormente analizadas para acuíferos freáticos y artesianos, cuando el abatimiento
de cálculo no supera el 20 % de la magnitud de la potencia, caso en que el
comportamiento de las condiciones hidrodinámicas en los acuíferos freáticos es
comparable con los acuíferos artesianos.
Cuando el abatimiento de bombeo supera el 20 % de la potencia en acuíferos
freáticos, según Dupui, se considera en los cálculos la potencia media de bombeo Hm
= H- 0,5 S, en tales casos, los cálculos pueden ejecutarse por la fórmula 6.99 y si
conocemos el coeficiente de filtración, podemos aplicar la fórmula siguiente:
T = K H = K (H – 0,5 S)
(6.111)
Donde: K- Coeficiente de filtración del acuífero, m/día
H- Potencia del acuífero freático, m
S- Abatimiento estabilizado durante el bombeo, m.
Otras fórmulas aplicables en la determinación de la trasmisividad de forma
aproximada, con posibilidad de error hasta de un 25 %, cuando no existen los datos
necesarios para la aplicación de fórmulas más exactas, son las siguientes:
Acuíferos en sedimentos friables: T = 125 (q - 0,1)
(6.112)
Acuíferos en rocas muy agrietadas: T = 134 (q - 0.19)
(6.113)
Acuíferos en rocas con desarrollo del carso: T = 122 q
(6.114)
Donde: q- caudal específico de bombeo, l/seg. m.
-
Determinación del coeficiente de filtración
182
�De acuerdo con la definición de este coeficiente, fácilmente lo podemos determinar
aplicando las fórmulas establecidas para la determinación de la trasmisividad por
despeje de K, conociendo que:
T = K* H
o
T = K (H- 0,5 S)
En los casos en que se desconoce el valor de H, podrá aplicarse fórmulas obtenidas a
partir de las fórmulas siguientes:
-
Acuíferos freáticos:
K=
-
Aq
S
(1 −
)(H − 0,5S)
2H
(6.115)
Acuíferos artesianos:
K=
Aq
M
(6.116)
Donde: M, espesor de acuíferos artesianos y los demás parámetros son los mismos
que en las fórmulas 6.99 y 6.102.
- Determinación de la conductividad o piezoconductividad de nivel
En estas determinaciones es recomendable considerar que, debido a la corta duración
de los bombeos en el acuífero, no se logra la obtención de un régimen estacionario, es
decir, aunque en el pozo que se bombea tengamos el nivel estabilizado, a partir de
determinada distancia del mismo, los niveles en el acuífero continuarán descendiendo,
por lo que puede lograrse un régimen cuasi estacionario. En este caso, dada las
características de los bombeos, podemos partir de la fórmula para determinar el radio
de influencia para régimen cuasi estacionario, donde el radio de influencia para
determinado tiempo de bombeo lo podemos definir por la fórmula 6.78 donde:
R = 1,5 at
Donde: a- Conductividad o piezoconductividad de nivel, m2/día.
t- Tiempo de bombeo desde el inicio hasta el instante en que se detiene el
mismo, día.
Si de la fórmula 6.78 despejamos a, obtendremos la expresión:
R
( )2
(0,666R) 2
1,5
=
a=
t
t
(6.117)
El radio de influencia R lo podemos determinar por las fórmulas establecidas para él.
Mayor precisión en la determinación del coeficiente de conductividad de nivel y
piezoconductividad la obtendremos por cálculos con datos de observaciones de la
recuperación del nivel, después de parado el bombeo, en un pozo de observación, por
la expresión siguiente:
a=
r 2t 0
t
4(t − t0 )t ln
t − t0
(6.118)
Donde: r- Distancia hasta el pozo de observación, m
t0- Tiempo total de bombeo, día.
183
�t- Tiempo, desde inicio del bombeo, hasta el instante en que se observa el inicio
del ascenso del nivel en el pozo de observación, después de detenido el bombeo, día.
- Determinación de la entrega de agua de las rocas
La determinación de este parámetro es sumamente importante para su aplicación en
muy diversos cálculos. Por su definición, el mismo puede ser definido a partir de las
fórmulas µ =
T
.1- por litología de las rocas acuíferas perforadas. Para estos cálculos
a
nos basamos en la fórmula para determinación del radio de influencia del bombeo
(6.78) donde R = 1,5 at y sustituyendo en esta expresión el parámetro a, por la
expresión a=
T
µ
y teniendo que: T = K * H , tendríamos que el radio de influencia lo
podemos expresar a través de la expresión:
R= 1,5
KHt
µ
y despejando tendríamos µ =
2,25KHt
y para acuíferos con presión
R2
KH = Aq y sabiendo que R= 2S Aq , tendríamos:
µ =
2,25 Aqt 0,5625t
=
S2
4 S 2 Aq
(6.119)
Para aguas sin presión tenemos KH=
2,25Aqt
Aq
de donde µ =
y sustituyendo
S
S 2
1−
(1 −
R
2H
2H
R por su representación en la expresión 6.100 tenemos:
µ=
2,25Aqt
0,525t
=
S
Aq
S2
(1 −
)4S 2
S
2H
1 −
2H
(6.120)
Por este método resulta la misma fórmula para determinar µ tanto para acuíferos
freáticos como para acuíferos artesianos.
-
Por datos de dos pozos de observación
Este resulta ser el método más exacto, pero en la mayoría de los casos, no puede
aplicarse debido a que, por el poco tiempo de bombeo no se logra la estabilización de
los niveles en los dos pozos de observación que es requisito para la aplicación de este
método.
2S1
Qt
r
r
µ = 0.824 2
( 1 ) S1 − S 2 log 2
r1
r1 (S1 − S 2 ) r2
(6.121)
Donde: Q- Gasto estabilizado de bombeo, m3/día
184
�t- Tiempo desde inicio del bombeo hasta el instante en que se estabiliza el
nivel en el pozo de observación más distante
r1, r2- Distancias desde el pozo de bombeo hasta los pozos de observación más
próximo y más distante respectivamente
S1, S2- Abatimientos estabilizados en los pozos de observación más próximo y
más distante respectivamente.
-
Determinación de la entrega de agua por analogía con capacidad de
entrega de agua de los pozos o filtros
Para este caso consideraremos que la entrega de agua del acuífero será inferior a la
entrega de agua de los filtros de los pozos y para los cuales están debidamente
argumentadas las fórmulas que se utilizan para definir el caudal de entrega de los
pozos, basado en la siguiente expresión de Altóvski:
Q = πDLµ 3V
(6.122)
Donde: Q- caudal del pozo, m3/día
D- diámetro del filtro, m
L- longitud del filtro, m
µ - entrega de agua de los filtros
V- velocidad de entrada del agua al pozo, m/día.
V = 65
3
K
Donde: K- coeficiente de filtración de las rocas.
Despejando µ de la fórmula 6.122 tendremos:
µ =
Q
612,63 K DL
(6.123)
Cuando los pozos se construyen sin filtros entonces L se tomará igual a la potencia
acuífera perforada.
En el tipo de bombeo que analizamos, en muchas ocasiones, por la corta duración de
los bombeos no se obtiene la estabilización de los niveles en el pozo y después de tres
a cuatro horas de bombeo los niveles continúan descendiendo en pequeñas
magnitudes pero de forma progresiva, para lo que se determina el nivel de
estabilización para los cálculos que posteriormente se ejecutarán. Es requisito también
que el bombeo se desarrolle con caudal constante.
-
Método grafo-analítico para la determinación del nivel de estabilización
del bombeo según metodología de Soliakóv-Thiem
El abatimiento de estabilización se determina por la expresión siguiente:
Ses = So + S1es
(6.124)
Donde:
S1es =
S1 * S 2 (t2 − t1 )
t2 S1 − t1S 2
(6.125)
S1es – descenso de cálculo a partir del abatimiento S0 seleccionado en curva de niveles
del bombeo en gráfico S = f(t).
1-Se construye gráfico S =f(t) como se muestra en la Figura 6.27.
185
�FIGURA 6.27. Gráfico para determinación del nivel estabilizado de bombeo.
2- Del gráfico confeccionado se selecciona un tramo de curva en descenso por el
cual se pueda trazar una línea recta, se considerará la recta con inicio en
abatimiento So para tiempo to a partir del inicio del bombeo.
3- Se calculan los descensos S1, S2, para periodos de tiempo t1, t2, a partir de So y
to.
S1 = S11 – So
S11
y
S2 = S12 - So
y S12 – Descensos ocurridos desde el inicio del bombeo en tiempo t11 y t12.
Teniendo calculado la magnitud de S1es por fórmula 6.125, se procede al cálculo del
abatimiento total de estabilización por la fórmula 6.124.
Otros métodos de cálculos
En gran número de investigaciones hidrogeológicas con fines de abasto de agua,
pequeños caudales de demandas, mejoramiento de suelos, estudios ambientales, etc.,
y sobre todo en rocas de baja y muy baja permeabilidad, se ejecutan pruebas en los
acuíferos de muy corta duración. Estas pruebas las podemos denominar bombeos
instantáneos y las mismas se pueden ejecutar bien por el bombeo propiamente o por
el denominado método de cubeteo (también conocido como cuchareo). Cuando se
ejecuta el bombeo como tal, lo que se busca es provocar un abatimiento en el acuífero
de forma instantánea, con algunos minutos solamente de bombeo y como datos para
los cálculos se tendrá la toma de la recuperación del nivel.
Los denominados cubeteos, no son más que la realización de la extracción de agua del
pozo con la cubeta de la perforadora, este cubeteo se realiza de forma intensiva, es
decir, sin detener el proceso de extracciones de cubetas llenas de agua del pozo,
hasta haber obtenido un abatimiento razonable que permita tomar la recuperación del
nivel para los cálculos de parámetros hidrogeológicos. Los cubeteos se realizan por
cortos períodos de tiempo, en algunos casos, estos pueden alcanzar los 60 a 90
minutos.
186
�Durante los bombeos propiamente, el tiempo es tan corto que el caudal se considera
constante. Durante los cubeteos se regula el tiempo del ciclo de extracción de la
cubeta para poder considerar que el caudal del cubeteo es constante. Con datos de
cubeteos se puede determinar, de forma aproximada, el caudal de entrega específica
del acuífero, para ello se puede utilizar la fórmula siguiente:
2
q = 18,1
D
log(
T
S0 + l
S0
d2
D2 )
(6.126)
Donde:
q; caudal específico, l/s. M
D; diámetro del pozo, m
T; duración del ciclo de extracción de la cubeta, s
d; diámetro de la cubeta, dm
l; largo de la cubeta, mm
S0; abatimiento medio del cubeteo, cuando no se estabiliza el nivel durante el
cubeteo se debe tomar como mínimo tres mediciones del nivel, en este caso:
S0 =
S1 + S 2 + S3
3
(6.127)
Teniendo el caudal de entrega específica del acuífero se puede determinar la
trasmisividad de las rocas acuíferas aplicando las fórmulas 6.112, 6.113 y 6.114,
según proceda, por el tipo de litología del acuífero.
Cálculos del coeficiente de filtración por datos de cubeteos y bombeos
instantáneos
Durante bombeos intensivos o cubeteos sin estabilización del nivel del agua, el cálculo
del coeficiente de filtración lo podemos determinar directamente por distintas
metodologías de cálculos:
1ra. por datos de la recuperación del nivel, según Erkin
K=
3,5r 2U
L + 2r
(6.128)
Donde:
K; coeficiente de filtración, m/día
r; radio del pozo, cm
L; profundidad del nivel antes de iniciado el bombeo o cubeteo, cm
U; coeficiente,
log
U=
Y0
Y
Y
+ log 1 + ........ + log n−1
Y1
Y2
Yn
t1 + t 2 + ......... + tn
(6.129)
Y0; abatimiento al finalizar el bombeo o cubeteo, cm
187
�Y1....Yn, abatimiento (en cm) en tiempo t1......tn (minutos) a partir del instante
en que se detuvo el bombeo o cubeteo (Figura 6.28).
Durante la recuperación del nivel se ejecutan varias mediciones de la posición del
mismo de la siguiente forma: cada un minuto durante los primeros 15 minutos,
posteriormente cada 5 minutos, hasta finalizar las mediciones del nivel en ascenso,
las cuales no deben suspenderse hasta que la recuperación alcanzada sea igual o
mayor del 80 % del abatimiento al finalizar el cubeteo o bombeo (Y0).
En la sumatoria logarítmica, la primera expresión logarítmica de Y se toma Y0 y Y1,
para el tiempo t1 a partir del inicio de la recuperación, para la segunda expresión
logarítmica Y0 = Y1 y Y1 = Y2, y esta última se toma para el tiempo t2 a partir de t1, y
así sucesivamente hasta la última expresión de cálculo.
Los cálculos pueden efectuarse por método grafo-analítico, donde U = tg α , para ello
se construye el gráfico Yt = f (log t) en el cual se obtendrá una curva, cuyo centro
representa una línea recta (Figura 6.29), con ángulo α en la intersección de la
continuación de la recta del gráfico obtenido con el eje de log t.
FIGURA 6.28. Esquema de recuperación de niveles a partir de suspensión de cubeteo
o bombeo.
188
�FIGURA 6.29. Gráfico de dependencia Yt = f (log t).
2da. Por columna de agua en el pozo durante el bombeo o cubeteo, según Bochevier.
K=
Q
⎛ h12 − h2
2 ⎞
⎟
⎟
2H ⎜ ⎜
−
ln
t
ln
t
1 ⎠
⎝ 2
(6.130)
Donde:
K; coeficiente de filtración, m
Q; caudal de bombeo o cubeteo, m3/día
h1 y h2; columnas de agua en el pozo (en m) en los tiempos t1 y t2 (en días)
respectivamente a partir del inicio del bombeo o cubeteo.
3ra. Por recuperación del nivel. En este caso debe considerarse también la forma de
entrada del agua al pozo, la cual puede ser por el fondo del pozo cuando el mismo se
encuentre encamisado. En este caso, el coeficiente de filtración puede ser
determinado por la fórmula:
K = 1,8
⎛S ⎞
r
log⎜⎜ 1 ⎟⎟
t
⎝ S 2 ⎠
(6.131)
Donde:
K; coeficiente de filtración, cm/s (* 864 en m/día)
r; radio del pozo, cm
t; período de tiempo (s) entre las mediciones del nivel S1 y S2 tomados en cm.
Cuando el pozo es imperfecto y al mismo se le ubican filtros en todo el intervalo del
espesor acuífero perforado y considerando que la entrada del agua al pozo es
solamente de forma lateral, el coeficiente de filtración puede ser calculado por la
fórmula siguiente:
K=
r 2 (S1 − S 2 )
(S1 + S 2 )t ld
(6.132)
Donde:
K; coeficiente de filtración, m / día,
r; radio del filtro, m,
189
�S1 y S2, ascensos del nivel a partir del inicio de la recuperación, m,
t; tiempo transcurrido entre los ascensos S1 y S2, m,
l; largo del filtro, m,
d: diámetro del filtro, m.
6.7 Determinación de parámetros hidrogeológicos por datos de vertimientos
en pozos y calicatas
El objetivo de este tipo de prueba es determinar los parámetros hidrogeológicos en
rocas de baja permeabilidad en los acuíferos o en la zona no saturada. En la práctica
hidrogeológica estos trabajos se ejecutan principalmente, en investigaciones para
fines de construcciones de obras hidrotécnicas, de mejoramiento de suelos, y en
general en investigaciones ingeniero-geológicas.
En la zona no saturada, en dependencia de la profundidad que se requiere investigar,
se utilizan pozos o calicatas. Dada la diferencia en las metodologías de cálculos y de
ejecución de las pruebas en sí, en esta ocasión analizaremos los métodos principales
de cálculos de amplia aplicación práctica.
6.7.1 Vertimientos en pozos
En esta variante de vertimientos analizaremos solo los casos más generales y de gran
aplicación en la práctica.
1. Vertimiento en zona de saturación
En este caso nos referimos a vertimientos que se ejecutan en zona acuífera.
Generalmente estos vertimientos se ejecutan cuando las rocas son poco o muy poco
permeables y por las características de los pozos perforados la ejecución de bombeos
o cubeteos no aportan los resultados efectivos. Por las condiciones hidrodinámicas se
pueden definir dos casos principales: 1er. Cuando el acuífero presenta un espesor
pequeño (1- 5 m); 2do. Cuando el acuífero tiene un espesor considerable.
1er. Caso: Acuíferos con espesor menor de 5 metros
La perforación de los pozos debe ejecutarse hasta el lecho impermeable del acuífero,
ubicándose los filtros en el pozo hasta 1 o 2 metros por encima del nivel del agua
dentro del pozo (Figura 6.30).
La prueba se ejecuta vertiendo el agua al pozo desde un envase con regla graduada,
manteniendo un nivel estabilizado en el pozo. El caudal (Q) de vertimiento se calcula
a partir del volumen de agua vertido y el tiempo de vertimiento (t), que puede ser
variado. El nivel estabilizado en el pozo se logra a través de una llave de regulación en
el sistema de vertimiento al pozo. La prueba debe prolongarse hasta que se logre un
caudal estable durante 2-4 horas. Esto se verifica durante la ejecución de la prueba
construyéndose el gráfico Q = f (t), hasta que del gráfico se establezca la
estabilización de Q.
El coeficiente de filtración se calcula por la fórmula:
0,733Q lg
K=
h2 − H 2
R
r0
(6.133)
Donde:
190
�K: coeficiente de filtración, m/día
Q: caudal estabilizado del vertimiento, m3/día
R: radio del cono de vertimiento (m) puede calcularse sobre la base del
descenso específico del nivel de la Tabla 6.5 o por pozos de observación
r0: radio del pozo, m
h: columna de agua con nivel estabilizado en el pozo, m
H: espesor acuífero, m.
FIGURA 6.30. Esquema de vertimiento en estrato freático de poco espesor. 1. Pozo;
2. Estrato acuífero; 3. Filtros.; 4. Envase de agua; 5. Regla graduada;
6. Manguera con llave reguladora.
2do. Caso: Acuífero con espesor considerable ( 〉 5 m)
En este caso, generalmente, los pozos se perforan sin alcanzar el lecho impermeable
del acuífero. Los filtros se ubican a partir del nivel del agua hasta el fondo del pozo.
Sobre el nivel del agua, al pozo se le instalan camisas sin ranuras (ciegas). El
vertimiento se ejecuta por la metodología explicada en el caso anterior, pero
manteniendo el nivel estabilizado del agua en el pozo varios metros por encima del
extremo superior de los filtros (Figura 6.31). El coeficiente de filtración se determina
considerando la carga hidrostática sobre el nivel del agua en el acuífero por la
fórmula:
K = 0,525 q log
0,66l0
r0
(6.134)
Donde:
K: coeficiente de filtración, m/día
q; absorción específica, m/día m
q=
Q
l0 H 0
(6.135)
191
�Q; caudal estabilizado de vertimiento
l0; largo del tramo en prueba (largo de filtro), m
H0; carga hidrostática sobre el nivel del agua natural (antes del vertimiento), m.
Para comprobar la efectividad de la prueba pueden ejecutarse vertimientos con dos o
tres niveles estabilizados y con la confección del gráfico Q0 = f (H0) verificar la
efectividad de la misma.
FIGURA
6.31.
Esquema de vertimiento
considerables.
en
estratos
acuíferos
de
espesores
2. Vertimiento en zona no saturada
El vertimiento en la zona no saturada se ejecuta cuando es de interés investigar un
espesor considerable ( 〉 5 m) o cuando en esta zona existen varios estratos para los
cuales los vertimientos en calicatas no presentan resultados efectivos, también
depende del objetivo de la investigación. Para estas condiciones analizaremos los
casos siguientes:
•
Pozo perforado en zona no saturada: para los casos donde se desconoce la
profundidad de yacencia del nivel de las aguas subterráneas, y cuando se
conoce su profundidad de yacencia.
1er. Caso: Cala perforada en zona no saturada con desconocimiento de la
profundidad de yacencia del nivel del agua subterránea (Figura 6.32). La metodología
de ejecución del vertimiento es similar a la expuesta en vertimiento en zona saturada.
El vertimiento debe ejecutarse con no menos de cuatro horas con el nivel en el pozo
estabilizado. El coeficiente de filtración se calcula por la fórmula:
K = 0,423
Q
2l
log 0
2
r0
l0
(6.136)
Donde:
K: coeficiente de filtración, m/día
Q: caudal estabilizado de vertimiento, m3/día
l0: columna de agua sobre el extremo inferior del filtro, m
r0: radio del pozo, m.
192
�FIGURA 6.32. Esquema de vertimiento en zona no saturada donde se desconoce la
profundidad de yacencia del nivel del agua subterránea.
2do. Caso: Pozo perforado en zona no saturada donde se conoce la profundidad de
yacencia del nivel de las aguas subterráneas (Figura 6. 33).
Para la metodología de cálculos que a continuación exponemos es requisito que el
extremo inferior de los filtros se encuentre a una altura sobre el nivel ≥ 3 veces el
largo del intervalo a prueba. El nivel del agua en el pozo durante la prueba se deberá
mantener estabilizado por encima del extremo superior de los filtros. El proceso de
vertimiento se ejecuta de forma idéntica a las anteriormente expuestas.
FIGURA 6.33 Esquema de vertimiento en zona no saturada en pozos donde se conoce
la profundidad de yacencia del nivel de las aguas subterráneas.
El coeficiente de filtración puede ser calculado por dos variantes. La variante a
ejecutar se define por el gráfico de la Figura 6.34.
193
�FIGURA 6.34. Gráfico que determina las fórmulas a emplear. Zona 1. Aplicable la
fórmula 6.137. Zona 2. Aplicable la fórmula 6.138.
Las fórmulas de cálculos en dependencia de la variante a ejecutar son las siguientes:
1ra. variante de cálculo:
K=
Q
C1rh
(6.137)
2da. variante de cálculo:
K=
2Q
r(C2 + 4)(T + h − l)
(6.138)
Donde:
K: coeficiente de filtración, m/día
Q: caudal estabilizado de vertimiento, m3/día
r: radio del pozo, m
h: columna de agua sobre el extremo inferior del filtro con nivel estabilizado en
el pozo, m
T: columna de agua desde el nivel estabilizado en el pozo hasta el nivel del
agua subterránea, m
l: longitud de filtros, m
l h
h r
C1: coeficiente C1 = f ( ; ) , se determina mediante el gráfico de la Figura 6.35.
l
r
C2: coeficiente C2 = f ( ) , se determina mediante el gráfico Figura 6.36.
El método antes expuesto fue elaborado por el Buró de Mejoramiento de los suelos de
los Estados Unidos de América, y por su alta efectividad, sobre todo en sedimentos
arcillosos, presenta una amplia utilización a escala internacional.
194
�FIGURA 6.35. Gráfico para determinar C1.
C2
1000
100
10
10
100
1000
l
r
FIGURA 6.36. Gráfico para determinar C2.
6.7.2 Vertimiento en calicatas
Se ejecuta para la determinación del coeficiente de filtración en la zona no saturada
hasta profundidades no mayores de 3 hasta 5 m. Este tipo de pruebas ofrece
resultados muy efectivos en sedimentos arenosos, areno-arcillosos, arcillas y rocas
poco agrietadas, siendo prácticamente inaplicables para la evaluación de la
permeabilidad en rocas muy agrietadas, en las cuales en la mayoría de los casos
aporta resultados irreales.
A continuación se exponen los métodos más usuales.
1. Método de Bóldiriev
195
�Este método es superior a los otros que se analizarán por su sencillez.
En el centro del fondo de la calicata, que se excava hasta la profundidad requerida, se
perfora un orificio preferentemente cuadrado con una profundidad de 15–20 cm;
mientras mayor sea el área del orificio, mayor será la veracidad de los datos que se
obtengan, por lo que su sección no deberá ser menor de 0,3 x 0,3 m. Las paredes y
fondo del orificio se aplanan sin que se compacten las mismas, para no romper la
estructura (densidad) de las rocas. Junto a una de las paredes del orificio se instala
una regla en la que se señala un nivel a una altura de 10 – 12 cm sobre el fondo del
orificio; en el cual se deposita una lámina de arena gruesa con espesor 1 – 2 cm
(Figura 6.37), con el objetivo de que no se erosione el fondo con la caída del agua que
se vierte al orificio.
La prueba se ejecuta manteniendo un nivel estabilizado del agua en el orificio en la
señal 10–12 cm, sobre el fondo del mismo, y se controla el caudal de vertimiento
hasta que se logre un régimen de filtración próximo al estacionario, lo cual se puede
determinar del gráfico Q = f (t), (Figura 6.38).
El coeficiente de filtración se determina por la fórmula de Darcy despejando K:
Q=KYF
(6.139)
Donde:
Q: caudal estabilizado de vertimiento, m3/día;
F: área de la sección del orificio, m2;
Y: gradiente de la carga.
Y=
H 0 + l H 0
=
+1
l
l
(6.140)
H0: altura del nivel del agua sobre el fondo del orificio (10 – 12 cm.);
l: profundidad de penetración del agua al finalizar la prueba, m.
Durante un período de tiempo relativamente largo con Q estabilizado (2 – 4 horas), se
puede considerar que la profundidad de penetración del agua, l, es varias veces
mayor que H0, de donde Y ≈ 1, por lo que despejando K de la fórmula 6.139
tenemos:
K=
Q
F
(6.140)
El caudal de vertimiento se mide manteniendo un nivel estabilizado en el embase de
agua 1 (Figura 6.37), vertiendo en el mismo agua con un recipiente de determinado
volumen, dicho volumen V, vertido cuidadosamente en un tiempo determinado t (5 –
V
, se considera el caudal estabilizado Qe, cuando el mismo
∆t
en el gráfico Q = f (t) se mantenga estable o con oscilaciones no mayores de ± 10 %.
40 min), de donde; Q =
196
�FIGURA 6.37. Esquema de instalación para vertimiento en calicatas por el método de
Bóldiriev. 1. Envase de agua; 2. Regla para el control del nivel del agua;
3. Manguera con llave para regular el caudal de vertimiento; 4. Pared
de la calicata; 5. Orificio en el fondo de la calicata; 6. Nivel del agua en
el orificio; 7. Regla con marca para mantener el nivel del agua
estabilizado.
FIGURA 6.38. Gráfico característico de Q = f ( t )
2. Método de Kamiénsky
Este método se diferencia del de Bóldiriev porque permite considerar la filtración
lateral por la influencia de las fuerzas capilares. Se diferencia del método anterior en
que, en lugar de excavar un orificio en el fondo de la calicata, sobre este se deposita
un anillo metálico de diámetro de 30 – 50 cm y altura de 20 – 25 cm. En el fondo del
orificio se deposita una lámina de arena o grava fina con espesor 1 – 2 cm y el área
circundante al anillo, dentro de la calicata, se rellena con material arcilloso. La prueba
se ejecuta manteniendo un nivel estabilizado del agua dentro del anillo metálico,
midiéndose el volumen que se vierte en el embase 1, de la Figura 6.39; la
prolongación de la prueba será hasta que el caudal de vertimiento se mantenga
estabilizado por un espacio de 2 – 4 horas, lo cual se controla con la construcción del
gráfico (Figura 6.38).
El coeficiente de filtración se calcula por la fórmula:
K = ψQe
(6.141)
Donde:
197
�K: coeficiente de filtración, m/día;
ψ : coeficiente de correlación de Guirínsky, se determina por la Tabla 6.8.
ψ = f [(H 0 + H c );d ] ;
Hc: ascenso capilar, m.
D: diámetro del anillo, cm.
Qe: volumen de agua que se vierte al envase regulador 1 (Figura 6.39), en
períodos de tiempo, t.
FIGURA 6.39. Esquema de instalaciones para vertimientos en calicatas por el método
de Kamienski. Envase de agua; 2. Regla para control del nivel del agua;
3. Manguera con llave reguladora; 4. Pared de la calicata; 5. Anillo
metálico; 6. Nivel estabilizado del agua dentro del anillo; 7. Material
arcilloso vertido alrededor del anillo (débilmente compactado).
Los valores del ascenso capilar Hc se toman de acuerdo con el tipo de rocas donde se
ejecuta la prueba y considerando que el tiempo de duración de las pruebas es corto,
sus valores pueden tomarse de la Tabla 6.9.
198
�Tabla 6.8. Valores del ascenso capilar Hc según Bíndeman (en pruebas de corta
duración)
Ascenso capilar Hc, m
Sedimentos
Arcilla poco arenosa
1,0
Arcilla arenosa
0,8
Arena muy arcillosa
0,6
Arena arcillosa
0,4
Arena fina poco arcillosa
0,3
Tabla 6.9. Coeficiente de corrección de Guirínsky
H0 + Hc
Diámetro del anillo, cm.
m.
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
1,00
1,08
1,00
0,94
0,88
0,84
0,80
0,76
0,72
0,89
0,66
0,63
0,95
1,12
1,05
0,99
0,93
0,88
0,84
0,79
0,76
0,72
0,69
0,68
0,90
1,18
1,11
1,04
0,98
0,93
0,88
0,84
0,80
0,76
0,73
0,70
0,85
1,25
1,17
1,10
1,04
0,98
0,93
0,88
0,84
0,80
0,77
0,73
0,80
1,33
1,24
1,17
1,10
1,04
0,99
0,94
0,89
0,85
0,81
0,77
0,75
1,41
1,32
1,24
1,17
1,10
1,05
1,00
0,95
0,90
0,86
0,82
0,70
1,51
1,41
1,33
1,25
1,18
1,12
1,06
1,00
0,96
0,91
0,87
0,65
1,62
1,52
1,42
1,34
1,26
1,19
1,21
1,15
1,10
1,05
0,93
0,60
1,75
1,64
1,54
1,44
1,36
1,28
1,31
1,25
1,18
1,13
1,00
0,55
1,90
1,78
1,66
1,58
1,46
1,38
1,43
1,35
1,28
1,22
1,07
0,50
2,08
1,93
1,80
1,70
1,60
1,51
1,45
1,35
1,28
1,22
1,16
0,45
2,28
2,12
1,98
1,87
1,75
1,64
1,55
1,47
1,40
1,33
1,27
0,40
2,53
2,36
2,20
2,00
1,92
1,81
1,71
1,62
1,54
1,46
1,38
0,35
2,84
2,60
2,45
2,29
2,14
2,02
1,90
1,80
1,70
1,61
1,53
0,30
3,22
2,99
2,78
2,59
2,42
2,27
2,13
2,01
1,91
1,81
1,72
0,25
3,74
3,44
3,19
2,97
2,77
2,96
2,45
2,21
2,17
2,05
1,94
0,20
4,42
4,07
3,78
3,50
3,24
3,03
2,84
2,67
2,52
2,38
2,26
0,15
5,38
4,94
4,56
4,24
3,94
3,67
3,41
3,18
2,99
2,91
2,65
0,10
6,03
6,30
5, 78
5,33
4,94
4,60
4,28
3,90
3,71
3,47
3,25
199
�3. Método de Guirínsky
Este método al igual que el de Kamiénsky considera la filtración lateral por la
influencia de las fuerzas capilares.
La prueba consiste en que en el fondo de la calicata se excava un orificio de diámetro
de 0,4 a 0, 6 m y profundidad de 10 a 12 cm. En el centro del orificio se instala un
anillo con diámetro 0,3 a 0,5 m, con altura de 0 a 0,5 m, debiendo penetrar su
extremo inferior en el fondo del orificio de 1 a 2 cm. En el fondo del anillo se deposita
una capa de grava fina o arena gruesa con espesor de 1 a 2 cm; el espacio entre el
anillo y la pared del orificio, hasta la altura del extremo superior del anillo, se rellena
con material arcilloso. El vertimiento del agua se ejecuta a través del denominado
envase de Mariott, el cual se instala sobre el anillo, después de verter agua en el
mismo hasta unos 10 – 12 cm sobre el fondo del anillo, el envase de Mariott se
deposita sin estar totalmente lleno de agua, se regulan los tubos de agua y aire en
relación con el nivel del agua en el anillo, debiéndose colocar el tubo de agua a unos
1,5 – 1 cm por debajo del nivel del agua y el tubo de aire con su extremo inferior,
rozando el nivel del agua, de forma que pueda penetrar el aire; se comprueba el
funcionamiento y se vierte agua a dicho envase, cerrando la tapa del mismo; posterior
a esto se vierte también agua en el cilindro hasta el nivel inicial de estabilización con
el que se ejecute la comprobación; inmediatamente se abre la llave del tubo de agua
y se comienza el experimento, tomando anotaciones del nivel del agua en el envase
de Mariott. Cada 10 minutos se calcula el caudal y se construye el gráfico Q = f (t);
durante el experimento, sistemáticamente, se vierte agua en el envase de Marrito
hasta el nivel inicial. El experimento debe prolongarse manteniendo el nivel
estabilizado en el anillo hasta que se logre un caudal, estabilizado durante un periodo
de unas 4 horas.
El tiempo que se invierte en el llenado del envase no se considera en el tiempo para el
cálculo del caudal. Para mantener el nivel estabilizado en el cilindro el vertimiento de
agua se regula por la llave de entrada del agua.
Terminado el experimento el coeficiente de filtración se calcula por la fórmula 6.141.
FIGURA 6.40. Esquema del envase de Mariott. Tubo de aire; 2. Junta de ajuste; 3.
Tapa con rosca; 4. Envase cilíndrico con regla graduada; 5. Tubo de
agua; 6. Llave reguladora; 7. Anilla para traslado del equipo.
200
�FIGURA 6. 41. Esquema de instalación para vertimiento en calicatas por el método de
Guirínsky. 1. Pared d la calicata; 2. Orificio en el fondo de la calicata;
3. Anillo; 4. Nivel del agua estabilizado; 5. Envase de Mariott; 6.
Relleno arcilloso.
4. Método de Nesteróv
Este método permite considerar la filtración lateral bajo la influencia de las fuerzas
capilares, pero no incluido en cálculos, sino directamente por la metodología de
ejecución del experimento. Esta prueba se ejecuta por la misma metodología que la
de Guirínsky, aunque se diferencia por la utilización de dos anillos, uno exterior y uno
interno, utilizándose también dos envases de Mariott. Las mediciones se ejecutan,
solamente, por el envase instalado en el anillo interior. El caudal de agua en el
espacio entre los dos anillos no se considera, pero sí es necesario mantener el nivel
del agua, en el espacio entre los anillos, a la misma altura que en el anillo interior, a
una altura del fondo del orificio de 10 – 12 cm. El cálculo del coeficiente de filtración
se ejecuta por la fórmula 6.140.
FIGURA 6.42. Esquema de instalación por vertimiento en calicatas por el método de
Nesteróv. Pared de la calicata; 2. Orificio en el centro de la calicata; 3.
Anillo exterior; 4. Anillo interior; 5. Nivel del agua dentro de los anillos;
6. Envases de Mariott; 7. Relleno arcilloso.
6.7.3 Cálculo del coeficiente
(inyección) en pozos
de
filtración
por
datos
de
compresión
Las pruebas de compresión en pozos tienen un amplio desarrollo en investigaciones
hidrogeológicas e ingeniero geológicas, sobre todo en investigaciones sobre bases de
201
�construcciones hidrotécnicas (hidroeléctricas, presas, etc.), principalmente en suelos
rocosos y semirrocosos agrietados.
Como principio, los resultados de compresiones experimentales pueden ser
interpretados como bombeos unitarios; sin embargo, la limitación en la longitud del
intervalo y el carácter agrietado de los colectores no permiten abarcar con el
experimento un volumen del macizo rocoso, suficientemente representativo que
permita definir una distribución regular del agrietamiento en las rocas, ni la
representación del número de grietas en la zona de influencia de la compresión. De tal
forma se rompen las condiciones principales expuestas en la fundamentación de la ley
de Darcy sobre la continuidad del medio.
Por ello, la compresión se utiliza para la comparación cualitativa de las características
de permeabilidad y grado de agrietamiento de los suelos rocosos y semirrocosos en
distintos tramos y profundidades. Como unidad de medida de la permeabilidad y
agrietamiento de las rocas durante la compresión, se toma como indicador empírico
condicional, la absorción específica, que se determina por la fórmula 6.134. El objetivo
de las inyecciones experimentales lo representa, precisamente, la determinación de la
absorción específica. Por la magnitud de la absorción específica se opina sobre el
grado de agrietamiento de las rocas y se toman las medidas necesarias para
contrarrestar las afectaciones que pueda provocar el agrietamiento detectado. El
grado de agrietamiento y permeabilidad de las rocas y de absorción específica se
relacionan entre sí; esa relación la podemos ver en la Tabla 6.10.
Tabla 6.10. Relación entre las características de las rocas y su absorción específica
Características de las rocas
Rocas prácticamente impermeables no agrietadas
Rocas muy poco permeables, muy poco agrietadas
q; l/min
〈 0,005
0,005 – 0,05
Rocas poco permeables, poco agrietadas
0,06 – 5,0
Rocas permeables agrietadas
5,0 – 15,0
Rocas fuertemente permeables, fuertemente agrietadas
Rocas muy fuertemente permeables, muy fuertemente
agrietadas
15,0 – 50,0
〉 50,0
Las inyecciones generalmente se ejecutan por intervalos con longitud de 1– 5 m.
Cuando las rocas presentan un agrietamiento débil las pruebas se ejecutan con
longitud hasta 10 m.
Los esquemas de ejecución de los experimentos son muy numerosos, sin embargo, en
la práctica los más utilizados son:
1. Prueba por el método –arriba hacia abajo-, con la correspondiente
profundización del pozo por intervalos de 10 m y la ejecución del aislamiento en
la base del intervalo probado; 2. Prueba por el método –abajo hacia arriba- en
pozos perforados en toda la profundidad programada con la correspondiente
cementación (con cemento o arcilla) de los tramos ya probados.
En el primer caso se regula el ritmo de perforación, pero el pozo queda listo para
ejecutar en los otros trabajos experimentales. En el segundo caso, los trabajos
experimentales y de perforación se ejecutan independientemente; como resultado del
relleno (aislamiento) del pozo con cemento este pierde su utilización para otros
experimentos.
202
�En la práctica el caso más utilizado es el de –arriba hacia abajo.
Para la ejecución de las pruebas de inyección, por lo general, se utilizan bombas de
lodo, sin embargo, pueden ser utilizados otros tipos de bombas de pistón o de
émbolos. Los requisitos indispensables para la selección de las bombas para las
pruebas de compresión son que permitan crear una presión no menor de 10 atm y
tener caudales hasta de algunos litros por segundo (0,1– 5).
Las pruebas de inyección pueden ejecutarse en dos variantes:
1ra. Cuando el intervalo a prueba se encuentra bajo el nivel del agua, en este caso:
H e = hm + h e + h0
(6.142)
Donde:
He; presión efectiva;
hm; presión en el manómetro instalado sobre la boca del pozo, m, col. agua.
he; profundidad del nivel del agua desde el punto en que se ejecuta la medición
(extremo superior de los tubos del encamisado del pozo, (Figura 6.43), m;
h0; altura de la base del manómetro sobre el punto en que se ejecuta la
medición (extremo superior de los tubos de encamisado del pozo), m;
2da. Cuando el intervalo a prueba se encuentra sobre el nivel del agua:
H e = hm + h i + h0
(6.143)
hi:: distancia desde el centro del intervalo a prueba hasta el extremo superior de los
tubos de encamisado del pozo, m.
FIGURA 6.43. Esquema de ejecución de las pruebas de inyecciones. 1. Anillo inferior
de apoyo del obturador; 2. Pared del pozo (o tubos de encamisado);
3. Llave para salida del aire del sistema; 4. Manómetro principal; 5.
Torniquete giratorio; 6. Válvula reguladora; 7. Manómetro de control;
8. Hidrómetro; 9. Línea de vertimiento con llave reguladora; 10.
Bomba de inyección; 11. Depósito de agua; 1. Tubería interior; 14.
Anillo de apoyo superior del obturador; 15. Anillo de goma; 16.
Embrague (acoplador); 17. Intervalo a prueba.
Las pruebas de inyección deben ejecutarse como mínimo con dos escalones de
presión; con los resultados de los pozos se construye el gráfico Qe = f (He).
203
�Los gráficos resultantes pueden estar representados por tres configuraciones del
mismo (Figura 6.35). En el primer caso: curva convexa que se aproxima al eje de Qe:
segundo caso: línea recta, tercer caso: curva cóncava que se aproxima al eje de las
presiones.
Los dos primeros casos responden a pruebas efectivas; el tercer caso indica una
incorrecta realización de la prueba.
Cuando se obtiene una línea recta, la absorción específica puede ser calculada por la
fórmula 6.134. Cuando se obtiene una curva convexa que se aproxima al eje de los
caudales, la misma se aproxima a una dependencia parabólica o logarítmica,
pudiéndose ejecutar esta aproximación por la fórmula:
Q e0 = n
m
(6.144)
H e
Donde:
Qe0 =
Qe
l0
Qe0: caudal reducido l/min;
m y n: coeficientes que se determinan por los resultados de las pruebas para
lo cual se transforma la expresión 6.144 en la forma siguiente:
ln Qe0 = ln n +
1
ln He
m
(6.145)
Para determinar el valor de la absorción específica se construye el gráfico ln Qe0 = f
(ln He), (Figura 6.45), con los valores de las pruebas efectuadas con dos presiones
distintas en el mismo intervalo; uniendo los puntos ploteados por una recta que corte
el eje de las ordenadas ln Qe0 , a partir del cero (0) hasta la intercepción de la recta
con este eje, obtenemos el ln n + ln q; aplicando antilogaritmo, obtenemos
directamente, el valor de la absorción específica q; teniendo esta magnitud, el
coeficiente de filtración del intervalo probado puede ser calculado por la fórmula
6.133.
Las pruebas de inyección deben ejecutarse con un caudal estabilizado o relativamente
estabilizado (Figura 6.46), el cual debe ser medido en distintos intervalos de tiempo (t
– min), en el hidrómetro 8 (Figura 6.43); la determinación de la estabilización del
caudal se efectúa mediante la construcción del gráfico Q = f (t).
FIGURA 6.44. Gráfico Q = f (He), posibles durante las pruebas de inyección: 1 y 2
puntos de experimentos en coordenadas He1; Qe1; y He2; Qe2
correspondientes al primer y segundo escalón de presión
respectivamente. Las líneas a, b demuestran una correcta ejecución
204
�de la prueba. La línea c demuestra que la prueba es deficiente y debe
repetirse.
FIGURA 6.45. Representación gráfica de la aproximación de los resultados del
experimento con dependencia exponencial.
FIGURA 6.46. Gráfico característico Q = f (t), en prueba con dos escalones de
presión.
Hasta este epígrafe hemos analizado distintos tipos de trabajos para la determinación
de la permeabilidad; los mismos, en relación con las características hidrogeológicas
del territorio de estudio, caracterizan un área determinada, la cual por toda una serie
de experimentos ha sido definida por el radio de afectividad a partir del punto
ocupado por el pozo, calicata, etc., donde se efectúa la prueba y cuyas magnitudes se
exponen en la siguiente tabla:
Tabla 6.11. Áreas (distancias) que caracterizan los distintos tipos de pruebas de
filtración
Tipos de pruebas
Experimento de laboratorio
Vertimiento o cubeteo
Radios de acción que caracterizan, m.
〈 1,0
1,0 – 10,0
205
�Compresión (inyección)
Bombeos unitarios
Bombeos de grupo y experimentales
Bombeos de explotación
1,0 - 10,0
10,0 – 300,0
300,0 – 1000,0
〉 1000,0
206
�Capítulo 7 EVALUACIÓN
SUBTERRÁNEAS
DE
RESERVAS
Y
RECURSOS
DE
LAS
AGUAS
7.1 Consideraciones generales
La investigación de las aguas subterráneas deberá ejecutarse de forma estrechamente
relacionada con la metodología de evaluación de las reservas. La evaluación de las
reservas, formalmente, representa un elemento de procesamiento de gabinete de los
materiales obtenidos durante la investigación; sin embargo, si el hidrogeólogo no
planifica con anterioridad a la ejecución de los trabajos de campo qué método
empleará en la ejecución de la evaluación de las reservas y prevé el esquema de
cálculos más conveniente para la evaluación de las mismas, puede ocurrir que los
volúmenes de trabajo de campo ejecutados sean insuficientes o al contrario, se
ejecuten volúmenes superiores a los necesarios.
Sobre la base de los datos existentes por trabajos anteriormente ejecutados, o por
levantamiento y prospección del territorio de investigación, conjuntamente con el
análisis de materiales de archivos y de literatura, por lo general, se pueden obtener
los datos necesarios para suponer la estructura geológica o condiciones
hidrogeológicas existentes, con lo cual se puede pronosticar el método de evaluación
de las reservas y el esquema de cálculos a desarrollar, el cual deberá confirmarse y
también podrá cambiar, radicalmente, con los datos que se obtengan por los trabajos
que se ejecuten, de acuerdo con el programa elaborado de investigación.
La evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas no es más que
la demostración de la posibilidad de explotación de un determinado caudal de estas
aguas durante un periodo de tiempo determinado (generalmente 20 – 30 años; para
facilidad de los cálculos 27,4 años = 104 días) y la garantía de la calidad requerida del
agua durante todo el período, considerado de explotación; resumiendo, es el
pronóstico del abatimiento de los niveles dinámicos de las aguas en los pozos o
grupos de pozos que se obtendrá al finalizar el período de explotación, en muchos
casos, en lugar del abatimiento ya que se estima este, lo que se determina es el
caudal que podrá explotarse durante el período de tiempo considerado, con la calidad
requerida de dichas aguas. Además, deberá ser evaluada la influencia de la extracción
de las aguas subterráneas sobre otros elementos del medio ambiente (escurrimientos
superficiales, vegetación, relieve del terreno, etc).
De tal forma, durante la evaluación de las reservas de explotación de las aguas
subterráneas deberán ser resueltas las siguientes tareas:
-
Determinación del caudal de las tomas de agua (pozos) con el abatimiento
calculado del nivel del agua para un régimen de explotación dado.
-
Selección del esquema más racional desde el punto de vista técnico-económico
de ubicación de los pozos de explotación.
-
Demostración, con la presencia de fuentes que puedan provocar cambios en la
calidad de las aguas, que en el proceso de explotación la calidad de las aguas
subterráneas responderá a las exigencias requeridas.
-
Determinación de los descensos del nivel del agua en las áreas de desarrollo de
los conos de influencia de la explotación.
-
Evaluación de los posibles cambios del escurrimiento superficial (ríos),
deformación de la superficie del terreno, avance de aguas no condicionales y
otras posibles consecuencias que pueden originarse por la explotación de las
aguas subterráneas.
207
�La evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas se ejecuta en
dos direcciones principales:
1. En yacimientos o tramos con fines de abasto a distintos objetivos, riego, etc.
2. Para la planificación de trabajos de búsqueda y prospección dentro de los
límites de grandes regiones hidrogeológicas, con fines de una utilización mixta y
protección de los recursos hídricos subterráneos.
En el primer caso, la evaluación de las reservas de explotación generalmente se
ejecuta en una sola etapa. En el segundo caso, la evaluación se ejecuta con carácter
regional, por lo que la misma se divide en dos etapas. En la primera etapa se ejecuta
la evaluación de los recursos potenciales para un sistema de tomas de agua,
suponiendo que abarque todo el territorio del acuífero que se evalúa (cuenca
artesiana, yacimiento, etc). En la segunda etapa, la evaluación se efectúa de acuerdo
con un esquema de ubicación de los pozos que responda a las necesidades de
usuarios concretos (existentes o en perspectiva).
7.2 Clasificación de las reservas y recursos de las aguas subterráneas
Las aguas subterráneas útiles para su utilización requieren que sean analizadas como
un mineral más. Sin embargo, a diferencia de otros minerales (sólidos, petróleo y
gas), las aguas subterráneas tienen una serie de particularidades específicas, las
cuales es necesario considerar, durante la evaluación de la perspectiva de su
utilización.
La principal particularidad que diferencia a las aguas subterráneas de otros minerales,
lo representa sus posibilidades de reposición; su movilidad y relación de esta agua
con el medio que la rodea; también podemos decir que tiene otra particularidad y es
que en las aguas subterráneas su explotación racional, en condiciones determinadas,
no depende tanto de la cantidad que llega a los estratos en condiciones naturales,
como de las propiedades de filtración de las rocas acuíferas, que son determinadas
por la resistencia que ocurre durante el movimiento de las mismas hacia las tomas de
agua.
Otra particularidad específica de las aguas subterráneas es la facilidad de cambio de
sus propiedades químicas y físicas, tanto en mejoría como en empeoramiento de sus
características, tanto por procesos físicos, como químicos de génesis muy variadas.
Las particularidades mencionadas que diferencian a las aguas subterráneas de otros
minerales, predeterminaron
la necesidad de definir algunos términos que las
caracterizan:
a) Cantidad de agua que se encuentra en los estratos acuíferos
b) Cantidad de agua que llega a los horizontes acuíferos en condiciones naturales
y relacionadas con la explotación
c) Cantidad de agua que puede ser extraída con tomas de agua técnico-económica
racionales.
Si durante la evaluación de la perspectiva de utilización de los minerales sólidos, del
petróleo y del gas es suficiente el término de reservas, para las aguas subterráneas,
este solo término no puede totalmente caracterizar la posibilidad de su utilización
racional. Para las aguas subterráneas, además de sus reservas, es necesario
considerar su alimentación.
Un paso importante en la definición del término de reservas de las aguas subterráneas
constituyeron los trabajos de científicos soviéticos, y particularmente Savariensky, el
cual propuso diferenciar - las reservas – de las aguas subterráneas de sus- recursos,
208
�para el control de la alimentación en condiciones naturales. Las aguas subterráneas –
escribió Savariénsky –no tienen reservas constantes, como otros minerales, ya que
ellas se reponen en el proceso del intercambio hídrico del Globo Terrestre. Por eso, es
más correcto hablar no de –reservas- de las aguas subterráneas, comprendiendo por
este término la garantía de entrada de las aguas subterráneas en el balance hídrico de
una región determinada, y dejando el término de reservas solamente para la
determinación de las cantidades de agua que se encuentran almacenadas en una
cuenca dada o estrato, independientemente de la entrada y caudal, sino en
dependencia de sus capacidades.
Durante la resolución de tareas hidrogeológicas científicas es necesario considerar
distintos tipos de reservas y recursos de las aguas subterráneas, por tanto, en el
transcurso de las investigaciones hidrogeológicas, por muchos investigadores, fueron
determinadas distintas clasificaciones de reservas y recursos de las aguas
subterráneas; casi todas las clasificaciones propuestas, en general, coinciden y la
diferencia entre ellas se relaciona solamente en algunos detalles y tienen un carácter
netamente terminológico.
En la Tabla 7.1 presentamos algunos ejemplos de clasificaciones establecidas por
distintos autores, en comparación con la clasificación que asumiremos como la más
correcta, establecida por un grupo de científicos y especialistas de los países del ex
CAME y aprobada en 1985 para su aplicación en los países miembros de esa
Institución y que consideramos en las condiciones actuales, presentan plena vigencia.
209
�Tabla 7.1. Clasificaciones de reservas y recursos de las aguas subterráneas
N. A. Plótnikov
F. P. Savariénsky
I. P. Bútov
B. I. Kudelín
E. F. Famm
K. I. Mákov
Reservas
Reservas pasivas
Reservas geológicas
Reservas de siglos
M. E-. Altóvsky
F. M. Bochevier
CAME
Reservas Estáticas
Reservas naturales
1-gravitacionales
Reservas artificiales
2- elásticas
Recursos
Reservas dinámicas
naturales
Recursos naturales
Recursos artificiales
Recursos atraíbles
210
�Reservas de explotación de las aguas subterráneas: es la cantidad (en m3/día o
m3/año) que puede ser extraída de los horizontes acuíferos de una forma racional,
desde el punto de vista técnico – económico, por tomas de agua, con un abatimiento
dado y manteniendo una calidad satisfactoria del agua durante todo el período de
explotación.
Las reservas de explotación de las aguas subterráneas están relacionadas con otros
tipos de reservas y recursos por la siguiente ecuación de balance:
Qe = α
1
QN + α
2
Qn + α
3
Qa + α
4
Qa + Qat
(7.1)
Donde:
Q; reservas de explotación;
α 1; α 2; α
3; α 4; coeficientes de utilización de las distintas reservas y recursos;
QN; recursos naturales; es la suma de todos los elementos que forman la
alimentación natural de un acuífero determinado (infiltración de las
precipitaciones atmosféricas, infiltración de aguas superficiales de ríos y
lagos, desbordamiento de horizontes acuíferos aledaños al de análisis).
Estos recursos pueden ser determinados por la magnitud del caudal del
flujo de las aguas subterráneas, o por la suma de los caudales de los
distintos elementos.
Q; reservas naturales; es el volumen de agua gravitacional que se encuentra
en los poros, grietas y cavidades cársticas de las rocas acuíferas en
condiciones naturales. En los horizontes freáticos (sin presión), de forma
independiente, se define el volumen de agua gravitacional en zonas de
oscilación de niveles, denominándose este volumen reserva reguladora. En
los horizontes acuíferos artesianos (con presión), el volumen que puede
ser extraído del acuífero con el descenso de las presiones debido a las
propiedades elásticas del agua y de las rocas se denomina reserva elástica.
QA; recursos artificiales; es el caudal de agua que entra al horizonte acuífero
como resultado de medidas con fines objetivos o por la ejecución de
construcciones hidrotécnicas y de mejoramiento, no previstas para la
reposición de las aguas subterráneas;
Qa; reservas artificiales; es el volumen de agua subterránea gravitacional que
se encuentra en el estrato acuífero, formado como consecuencia de la
acción de medidas ingenieriles ejecutadas con el fin de reposición artificial
de las aguas subterráneas;
Qat; recursos atraíbles; es el caudal de agua que entra al horizonte acuífero
durante el incremento de la alimentación de las aguas subterráneas,
provocado por la explotación, relacionado con la aparición o el incremento
de la infiltración de las aguas de ríos, lagos, desbordamiento de acuíferos
aledaños, etc.
Las reservas de explotación, por su significado económico, se dividen en dos grupos
sujetos a cálculos, confirmación y control independiente:
1. Reservas balanceadas: son las reservas cuya utilización es económicamente
racional, y las cuales deben satisfacer las exigencias de calidad en las aguas
para el objetivo requerido con un régimen de explotación determinado.
2. Reservas fuera de balance: son las reservas cuya utilización en la actualidad,
económicamente, no es racional (debido a la poca cantidad de las mismas, no
correspondencia con la calidad requerida, condiciones de explotación o
211
�necesidad de tecnología muy compleja,
consideradas para su utilización en el futuro.
etc.),
pero
que
pueden
ser
7.3 Categorías de las reservas de explotación de las aguas subterráneas y
métodos de evaluación
En dependencia del grado de investigación de los yacimientos de las aguas
subterráneas y de su calidad y condiciones de explotación, las reservas de explotación
de las aguas subterráneas se clasifican por categorías que corresponden con el grado
de detallamiento de las mismas.
En las categorías que se exponen a continuación se definen las reservas de
explotación de las aguas subterráneas investigadas a distinto nivel de detallamiento
(categorías A, B, C1), evaluadas de forma preliminar (C2) y recursos pronósticos (P).
Categoría A: con las mismas se relacionan las reservas que han sido investigadas en
un grado de detalle tal que garantiza la total definición de las condiciones de yacencia,
estructura y magnitudes de las presiones (o cargas) de los horizontes acuíferos, y
también las propiedades de filtración de las rocas acuíferas, se establecen las
condiciones de alimentación de los distintos horizontes, así como la posibilidad de
reposición de las reservas de explotación; también se define la relación con otros
horizontes acuíferos y con aguas superficiales. La calidad del agua se estudia en tal
grado que garantiza la posibilidad de su utilización en el objetivo requerido durante el
período de explotación. Las reservas de explotación se determinan por datos de
explotación, de bombeos experimentales y de observación del régimen de las aguas
por un período no menor de 10 años.
Categoría B: con las mismas se relacionan las reservas de explotación de las aguas
subterráneas investigadas en un detallamiento que garantice la definición de las
principales particularidades de las condiciones de yacencia y alimentación de los
horizontes acuíferos, y también establezca la relación de las aguas de otros horizontes
acuíferos y con las aguas superficiales. Debe determinarse también, de forma
aproximada, la cantidad de recursos acuíferos naturales que pueden ser utilizados en
la reposición de las reservas de explotación de las aguas subterráneas. La calidad del
agua subterránea se estudia en un grado de detalle tal, que permita definir su
utilización para el objetivo requerido.
Las reservas de explotación se determinan por datos de bombeos experimentales o
por cálculos de extrapolación y de observaciones de régimen por un período no menor
de cinco años.
Categoría C1: reservas investigadas con un detallamiento que garantice el
esclarecimiento de las características generales de la estructura geológica, condiciones
de yacencia y de desarrollo de los horizontes acuíferos.
La calidad del agua se estudia de forma tal que facilite la posibilidad de determinar su
utilización para los objetivos requeridos. Las reservas de explotación de las aguas
subterráneas se determinan por datos de bombeos de pruebas en pozos de búsqueda
aislados y también por analogía con tomas de aguas existentes.
Categoría C2: las reservas son determinadas sobre la base de datos geólogo
hidrogeológicos generales, confirmados por pruebas de los horizontes acuíferos o por
analogía con tramos investigados. La calidad de las aguas subterráneas se determina
por muestras tomadas en puntos aislados, o por analogía en tramos estudiados del
mismo horizonte acuífero.
Las reservas de explotación de las aguas subterráneas se determinan dentro de los
límites de estructuras perspectivas definidas y de complejos de rocas acuíferas.
212
�Categoría P: reservas pronóstico que consideran la posibilidad de encontrar nuevos
yacimientos de aguas subterráneas, la suposición de existencia y dimensiones, en las
cuales se basan las características hidrogeológicas generales y de complejos trabajos
regionales ejecutados con anterioridad. Durante la evaluación cuantitativa de las
reservas pronóstico de los yacimientos supuestos de aguas subterráneas, se utilizan
datos de la experiencia de explotación de esta agua en horizontes acuíferos análogos
en yacimientos investigados en la misma cuenca, macizo hidrogeológico o región.
Los recursos pronóstico de explotación, determinados en procesos de evaluación
regional, pueden ser divididos en dos tipos: recursos potenciales de explotación y
recursos perspectivos de explotación.
Los recursos potenciales de explotación son la cantidad de agua que puede ser
obtenida con la ubicación de tomas de agua en toda el área de desarrollo del
horizonte acuífero, y con distancia entre las tomas de agua que garanticen la
utilización total de las reservas y recursos naturales, artificiales y atraíbles con un
abatimiento del nivel dado y durante un período de explotación asumido. De tal
forma, los recursos potenciales de explotación garantizan la cantidad máxima de agua
que puede ser extraída del horizonte acuífero. Los recursos perspectivos de
explotación, a diferencia de los potenciales, corresponden a un esquema determinado
de ubicación de las tomas de agua y de sus caudales.
Los recursos perspectivos de explotación son evaluados considerando las necesidades
de usuarios concretos, en la mayoría de los casos son menores que los potenciales, en
dependencia del sistema de ubicación de las tomas de agua y de las condiciones
hidrogeológicas. Los recursos perspectivos de explotación pueden representar desde
un 10 % hasta un 100 % de los potenciales.
La evaluación final de las reservas de explotación (por categorías industriales A, B, C)
se ejecuta para condiciones hidrogeológicas concretas y para un proyecto de tomas de
agua concreto.
En el caso en que las tomas de agua proyectadas van a trabajar con un régimen
constante, la evaluación de las reservas de explotación tendrá como objetivo
demostrar que la magnitud del abatimiento de cálculo en el punto de mayor carga
hidrodinámica (generalmente en el pozo central) de la toma de agua no supera la
magnitud admisible durante todo el transcurso del tiempo de cálculo de explotación,
es decir:
Q = Qd = const
Sc
≤
Sad
t ≤ tc
Donde:
Q; caudal total de las tomas de agua; m3/día;
Qd; cantidad demandada de aguas subterráneas; m3/día;
Sc; abatimiento de cálculo, m;
Sad; abatimiento admisible, m;
t; período asumido de explotación, días;
tc;período de cálculo de explotación.
Si las tomas de agua proyectadas van a trabajar con un régimen de abatimiento dado,
la evaluación de las reservas de explotación tendrá como objetivo demostrar que el
caudal mínimo calculado será mayor que la demanda de agua subterránea durante
todo el período de cálculo de explotación con abatimiento S ≤
Sad = const.
213
�Qc ≥ Qd
t
≤
tc
Donde:
Qc; caudal de cálculo, m3/día.
La magnitud del abatimiento admisible, generalmente se determina por cálculos
especiales, en función de las condiciones existentes como proximidad de la línea de
costa, aguas no condicionales con límites en planta próximos, etc. En general, durante
la fundamentación de Sad deben ser considerados los aspectos técnicos y económicos,
y también los aspectos relacionados con la protección del medio ambiente. Para
evaluaciones preliminares en horizontes acuíferos freáticos (sin presión):
Sad ≤ (0,5 – 0,5) H
Para horizontes acuíferos artesianos (con presión);
Sad ≤ ∆h + (0, 2 – 0,3) M
Donde:
H; espesor medio de horizontes acuíferos freáticos, m;
∆ h; magnitud de la carga sobre el techo de un acuífero artesiano, m;
M; espesor de acuíferos artesianos, m.
El período de cálculo para el cual se evalúan las reservas de explotación se determina
por el período de trabajo de las tomas de agua.
Si el período de explotación, con anterioridad, no se solicita, entonces en calidad de
período de explotación se selecciona un intervalo de tiempo mayor al período de
amortización, que es de unos 15 – 20 años. Generalmente, en el período de cálculos
se toma tc = 27,4 años, para facilidad de los cálculos se considera tc = 104 días.
En la actualidad, para la evaluación y categorización de las reservas de explotación
(en dependencia de los datos de que se disponga y objetivo de la evaluación), se
utilizan tres métodos principales de cálculos: hidrodinámico, hidráulico y de balance.
Método hidrodinámico: es la evaluación de las reservas de explotación de las aguas
subterráneas, fundamentada en la utilización de modelos matemáticos descifrados por
ecuaciones diferenciales e integrales de la teoría de filtración de las aguas
subterráneas. Los cálculos por el método hidrodinámico pueden ser ejecutados sobre
la base de dependencias analíticas, que representan soluciones concretas como regla
de modelos esquematizados; también pueden ser ejecutados por modelajes análogos
o numéricos.
Método hidráulico: la evaluación de las reservas de explotación está fundamentada
en la utilización de dependencias empíricas, obtenidas por resultados de pruebas de
los horizontes acuíferos en condiciones de campo.
Método de balance: la evaluación de las reservas de explotación es fundamentada
con la utilización de ecuaciones de balance, que relacionan las reservas de explotación
(parte del caudal de balance) con todas las fuentes que forman estas reservas (parte
de entrada del balance).
Entre los métodos antes relacionados, de evaluación de las reservas de explotación,
no existe una frontera bien definida. La evaluación más exacta de las reservas de
explotación puede ser obtenida utilizando la combinación de los tres métodos.
214
�7.4 Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por
el método hidrodinámico
La evaluación de reservas de explotación de aguas subterráneas por el método
hidrodinámico no es más que el pase de las condiciones hidrogeológicas naturales a
un modelo matemático. Es natural que en un modelo matemático no se puedan
considerar todos los factores reales y elementos existentes en la naturaleza, ni el
carácter de la interrelación de los mismos. La confección de modelos matemáticos de
objetivos hidrogeológicos naturales representa ser una tarea sumamente compleja; su
solución requiere de una fundamentación para la selección de los factores principales
y poder definir aquellos que pueden ser despreciados. Es necesario recalcar que
durante la esquematización de las condiciones naturales tiene gran importancia la
relación inversa, es decir, la influencia del tipo y régimen de trabajo de las tomas de
agua que se programen, sobre los principios de esquematización y métodos de
confección de los modelos matemáticos. El paso de las condiciones hidrogeológicas a
su modelación matemática (esquemas de cálculo) puede ser ejecutado en dos etapas:
esquematización -confección del esquema de filtración y tipificación -selección del
esquema de cálculo.
Sobre los principios y métodos de esquematización y tipificación influyen los
siguientes factores:
•
Condiciones geológicas de los yacimientos de aguas subterráneas.
•
Situación de la teoría hidrodinámica, es decir, grado de elaboración de los
cálculos hidrogeológicos.
•
Demanda de agua subterránea, particularidades y carácter del trabajo de los
medios técnicos utilizados durante la búsqueda y explotación de los yacimientos
de aguas subterráneas.
La confección del esquema de filtración requiere de la solución de las siguientes
tareas:
1. Definición de los límites de la zona de filtración y determinación de las
condiciones hidrodinámicas en estos límites.
2. Evaluación del carácter del régimen de las aguas subterráneas.
3. Características de la estructura interna de la zona de filtración.
Durante la selección del esquema de cálculos se deben considerar los siguientes
aspectos:
1. Formas de la zona de filtración en planta y condiciones hidrodinámicas en los
límites.
2. Estructura de la zona de filtración en perfil.
3. Condiciones de alimentación y drenaje dentro de los límites de la zona de
filtración.
4. Tipo y particularidades de construcción de las tomas de aguas programadas.
Para ejecutar el método hidrodinámico es necesario ejecutar la simplificación o
esquematización de las condiciones naturales de los acuíferos y para ello se requiere
de la ejecución de la fragmentación y disminución de la magnitud del flujo, conversión
de los horizontes acuíferos heterogéneos y anisotrópicos en homogéneos y la
consideración de límites perfectos, llevando los límites imperfectos a perfectos.
215
�Fragmentación y disminución de la magnitud del flujo subterráneo
Los flujos subterráneos reales son tridimensionales, por ello la evaluación de las
reservas de explotación representa una tarea sumamente compleja, cuya solución en
la actualidad puede ser posible, solamente por la utilización de métodos de modelaje
analógico de computación y modelaje electrónico de computación, y no en todos los
casos. Por ello, durante los cálculos con utilización de dependencia analógica, es
natural la disminución de las dimensiones de flujos subterráneos.
El análisis de los flujos bidimensionales se justifica con que, prácticamente en todas
partes las dimensiones en áreas de los horizontes acuíferos predominan sobre sus
espesores. En el paso a flujo bidimensional (laminar) en calidad de parámetros de
cálculo que caracteriza la propiedad de las rocas de dejar pasar a través de ellas
agua, se considera la conducción del agua, la trasmisividad. Para flujos naturales
paralelo – laminares y radiales es posible disminuir las dimensiones del flujo hasta
unidimensional.
En la evaluación de las reservas de explotación, en condiciones hidrogeológicas
complejas, es racional diferenciar la zona de filtración en una serie de fragmentos,
cada uno de los cuales, puede analizarse hidrodinámicamente de forma aislada. Tales
fragmentos los pueden representar las bandas del flujo, con límites definidos por dos
líneas del mismo.
Las bandas del flujo se pueden construir con la utilización de dependencias analíticas
o en modelos simplificados. Conociendo la ubicación de las líneas de cargas iguales
(Hidroisohipsas), las bandas de flujo pueden ser construidas de forma gráfica.
Para los cálculos de filtración no estacionaria, en la confección de las bandas de flujo
puede ser utilizado el principio de – no formación- de la banda de flujo, de acuerdo
con el cual, la banda de flujo no varía en tiempo, como en condiciones de filtración
estacionaria. Los cálculos en bandas aisladas del flujo pueden ser ejecutados de forma
simplificada, convirtiendo este en flujo laminar unidimensional.
Conversión de los horizontes acuíferos heterogéneos y anisotrópicos en
homogéneos
Los horizontes acuíferos en la naturaleza, en mayor o menor grado, son
heterogéneos. Pero en la evaluación de las reservas de explotación por el método
hidrodinámico, como regla, los esquemas típicos de cálculos pueden ser utilizados solo
en horizontes homogéneos. Los estratos heterogéneos pueden ser sustituidos por
estratos equivalentes homogéneos en el plano hidrodinámico, mediante una selección
especial de los parámetros hidrogeológicos de cálculo. Los parámetros hidrogeológicos
del horizonte acuífero homogéneo, equivalente del estrato analizado heterogéneo se
denominan parámetros efectivos.
Los parámetros efectivos se determinan haciendo coincidir las resoluciones analíticas
para estratos heterogéneos con resoluciones aproximadas para horizontes acuíferos
homogéneos.
Para los horizontes acuíferos estratificados, compuestos por capas que tienen
parámetros hidrogeológicos aproximados (cuando la relación de la permeabilidad es
menor de 10:1), se utilizan los siguientes métodos de cálculo de los parámetros
efectivos:
Coeficiente de filtración efectivo:
216
�n
∑ Kimi
Ke =
1
n
∑ mi
(7.2)
1
Donde:
Ke; coeficiente efectivo de filtración, m/día
Ki; mi; coeficiente de filtración y espesor acuífero de los estratos, m
n; número de estratos.
Coeficiente de conductividad de nivel o piezoconductividad efectiva:
n
ae =
∑ Kimi
1
n
Kmi
∑ 1 a
i
(7.3)
Donde:
ae; piezoconductividad o conductividad de nivel efectiva, m2/día
ai; piezoconductividad o conductividad de nivel de los distintos estratos, m2/día.
Durante los cálculos en coeficientes freáticos (Figura 7.1b) se introduce la función de
Guirínsky.
n
ϕ = ∑ Kimi(h − Zi )
(7.4)
1
Donde:
h; espesor del flujo subterráneo sin presión en el punto analizado (espesor
acuífero total) m
Zi; distancia desde el centro de cada estrato hasta el lecho impermeable, m.
En un movimiento de las aguas subterráneas (Figura 7.1a), la conversión del espesor
estratificado a homogéneo se realiza por la búsqueda de un valor medio entre los
parámetros de todos los estratos.
217
�FIGURA 7.1. Horizonte acuífero estratificado: a) Artesiano (con presión); b) Freático
(sin presión).
Para horizontes acuíferos representados por una estratificación de estratos con alta y
baja permeabilidad (diferencia mayor de 3 veces), en condiciones de movimiento bajo
presión, la conversión a horizonte homogéneo se ejecuta mediante la suma de la
trasmisividad de todos los estratos, de donde la trasmisividad efectiva será:
Te =
n
Ti
∑n
(7.5)
1
El coeficiente de piezoconductividad efectiva será:
n
∑ Ti log a
i
log ae =
1
n
∑ Ti
(7.6)
1
Donde:
Ti; ai; trasmisividad y piezoconductividad de los distintos estratos, m 2/día.
En los horizontes acuíferos formados por dos estratos, en un período de explotación
relativamente corto de explotación, la trasmisividad efectiva pasa a ser igual a la
trasmisividad del estrato inferior, si este tiene buena permeabilidad, y la entrega de
218
�agua efectiva pasará a ser similar a la del estrato superior: Te = T; µ e = µ ; para un
tiempo t 〉
2,5 − 5µ s ms
; ms y Ks: parámetros del estrato superior.
Ks
La transformación de horizontes acuíferos heterogéneos en planta a homogéneos
podrá ser solamente en casos de ausencia de cualquier principio de variación de
tramos aislados de la heterogeneidad (estratos con homogeneidad caótica). La
relación de la trasmisividad de tramos aislados de la heterogeneidad, no mayor de
dos, en calidad de parámetros efectivos, puede ser considerada el valor medio
aritmético de los parámetros.
En horizontes acuíferos anisotrópicos el coeficiente de filtración efectivo será:
Ke =
(7.7)
Kx.Ky
Donde:
Kx y Ky; coeficientes de filtración de los ejes principales de la anisotropía en
planta, m/día.
La posibilidad de transformar espesores heterogéneos a homogéneos durante las
evaluaciones de las reservas de explotación no podrá ser aplicada sin que en cada
caso concreto sea comprobada, por ejemplo, simplificados.
Consideración de límites perfectos
La consideración de la influencia de límites perfectos se ejecuta con la utilización de
los métodos de imagen y suma de los flujos. De acuerdo con el método de las
imágenes, en lugar de horizontes acuíferos limitados se analizan horizontes ilimitados,
en los cuales, además de las tomas de agua de cálculos, trabajan tomas de agua
ficticias. La ubicación de las tomas de agua ficticias se determina como la imagen de
las tomas de cálculo referente al límite. Los caudales de las tomas de agua de imagen
se consideran igual al caudal de las tomas de aguas de cálculo (para límites
impermeables) de 2do grado) o el valor negativo de este caudal (para límites
perfectos de 1er grado).
Transformación de límites imperfectos a perfectos
Los cálculos de evaluación de las reservas de explotación cerca de límites imperfectos,
por ejemplo: próximo a un río con su cauce colmatado, se ejecuta con la
transformación de este límite a límite perfecto, mediante el traslado del límite
imperfecto a la distancia ∆ L, que es la magnitud que se determina por investigaciones
especiales del estrato que forma el lecho del río.
∆L =
KMA0 .cth.
2b
KMA0
(7.8)
Donde:
K y M; coeficiente de filtración y espesor del horizonte acuífero
2b; ancho del río
A0 =
m0
K 0
m0 y K0; espesor y coeficiente de filtración de los sedimentos colmatados del cauce
La magnitud ∆ L representa un componente de resistencia a la filtración.
La imperfección de las obras de toma y pozos experimentales pueden ser evaluadas
por el grado de perforación (penetración en el acuífero), utilizando el conocido
219
�parámetro ξ que puede determinarse de la Tabla 6.6; para la evaluación de las
reservas de explotación el radio de la obra de toma (de un pozo o de un -Gran pozoR0) estará influenciado por el grado de imperfección, y la magnitud del radio de
cálculo será:
ξ
1
r = R0 e 2
(7.9)
Donde:
e; base de logaritmo neperiano (e = 2,7183 )
Principio de gran pozo
Generalmente, las tomas de aguas subterráneas están formadas por una cantidad
relativamente grande de pozos que tienen influencia entre sí. El área ocupada por tal
tipo de tomas de agua, como regla, mucho menor que el área de los horizontes
acuíferos que se explotarán o se explotan. Esto permite analizar los pozos
interrelacionados como un grupo de pozos compacto (Figura 7.2), que puede ser
analizado como un gran pozo. El radio del gran pozo es una magnitud de cálculo y se
determina por el esquema de ubicación de los pozos que lo forman.
Para distintos esquemas de ubicación de los pozos dentro del gran pozo, el radio de
los mismos será:
- Batería de pozos lineal
R0 = 0,2 l
(7.10)
- Sistemas de pozos en área
R0 = 0,1 P
(7.11)
- Sistema de pozos en círculo
R0 = 0,565
F
(7.12)
Donde:
l; longitud de la batería de pozos
P; perímetro del área que ocupan los pozos
F; área del gran pozo circular.
Para una mayor efectividad de los grandes pozos, las dependencias del radio de los
mismos deberá ser menor de 0,2 veces la distancia hasta el límite más próximo de
alimentación.
R0 ≤ 0,2 L
(7.13)
Donde:
L; distancia hasta el límite de alimentación más próximo.
Si el límite es imperfecto: ejemplo un río con cauce colmatado, entonces:
R0 ≤ 0,2 (L + ∆ L)
(7.14)
Para acuíferos ilimitados la magnitud L se determinará por la expresión:
L = R = 1,5
at
Donde:
R; radio de influencia del gran pozo durante su explotación en tiempo t
a; piezoconductividad o conductividad de nivel para acuíferos artesianos o
freáticos, respectivamente
220
�t; periodo de cálculo considerado para la explotación de las aguas subterráneas.
I
a)
p)
b)
p
p
c)
d)
e)
FIGURA 7.2. Principales esquemas de ubicación de pozos en sistemas de grandes
pozos. a) Batería lineal; b), c), d), sistemas de pozos en áreas; e)
sistema de pozo circular.
La evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas en sistemas
de grandes pozos, la representa el cálculo de la magnitud del abatimiento en el pozo
de mayor carga hidrodinámica, generalmente ubicado en el centro del sistema de
pozos, aunque en este punto no exista ningún pozo. De acuerdo con el principio de
gran pozo, este es sustituido en los cálculos por un pozo equivalente en el plano
hidrodinámico.
El abatimiento de las aguas subterráneas en el pozo del centro del gran pozo estará
dado por la expresión:
S = Sa. e Sp
(7.15)
Donde:
Sa. e: abatimiento del nivel fuera de los contornos del gran pozo, es decir, el
abatimiento producido por el sistema de pozos influenciado entre sí;
Sp: abatimiento adicional en el pozo, que depende de la ubicación de los pozos
dentro del sistema, imperfección y cargas hidrodinámicas de los mismos.
Las reservas de explotación evaluadas por un grupo de grandes pozos con influencia
entre sí se evalúan igualmente por el principio de gran pozo. En este caso, el
abatimiento del nivel de las aguas subterráneas se calcula para el centro del sistema
formado por grandes pozos, que presenta la mayor carga hidrodinámica por la
expresión:
S = Sa. e + Sp + ∆ S
(7.16)
Donde:
221
�∆ S; abatimiento adicional, provocado por la influencia de los grandes pozos
vecinos.
En el cálculo de ∆ S la distancia entre las tomas de agua se considera como distancia
entre los centros de los grandes pozos.
Los pozos analizados anteriormente de evaluación de las reservas de explotación de
las aguas subterráneas se relacionan solamente con los métodos de cálculos
analíticos. En la actualidad tiene un amplio desarrollo la modelación análoga y
numérica, lo que aumenta la precisión de los cálculos. Esos métodos no los
presentamos y los mismos están desarrollados en la literatura especializada sobre
dinámica de las aguas subterráneas.
7.4.1 Evaluación de las reservas de explotación por distintos esquemas de
cálculos del método hidrodinámico
La evaluación de las reservas de explotación por el método hidrodinámico para un
pozo o gran pozo se debe desarrollar en correspondencia con las condiciones de
límites en planta de los acuíferos.
Los cálculos de evaluación para los casos generales, según propuestas de Bochevier,
Bíndeman y Yazvin (1969) así como Plótnikov y Konónov (1985), pueden ser
ejecutados por las fórmulas que a continuación se relacionarán y que se adaptan a los
casos más desarrollados en la naturaleza y expuestos en la siguiente figura:
2
1
a)
a)
FIGURA
7.3.
2
3
b)
b)
b)
2
1
c)
1
c)
1
2
3
d)
d)
d
Esquemas hidrodinámicos de acuíferos en planta. a) Estratos
semilimitados, b) Estratos cuadrantes, c) Estratos circulares, d)
Estratos en bandas (o lentas).
1- Límites abiertos (con carga constante, de alimentación)
2- Con límites cerrados (límites impermeables, de drenaje)
3- Con límites de tipo mixto
222
�1er. Caso. Acuíferos ilimitados
Son los acuíferos que presentan grandes dimensiones y sus límites están distanciados
de las tomas de aguas proyectadas a distancias tales que no influyen en el proceso de
explotación de las aguas subterráneas por ser estas muy superior a la magnitud del
radio de influencia pronosticado para el periodo de explotación.
1.1.
Acuíferos artesianos:
S=
Q
R
ln
2πKM R0
(7.17)
Donde: Se-abatimiento de explotación de cálculo, m
Q- caudal de explotación asumido, m3/día
K- coeficiente de filtración, m/día
M- Potencia acuífera del estrato artesiano, m
R- radio de influencia calculado para el periodo de explotación, m.
(R = 1,5
at ) a- piezoconductividad de nivel, m2/día
t- tiempo asumido para la explotación, días
R0- radio del pozo o del gran pozo, m.
1.2.
Acuíferos freáticos:
S=H-
2
H −
Q
R
ln
πK R0
(7.18)
Donde: H- potencia del acuífero freático, m.
2do Caso. Acuíferos semilimitados
Son los acuíferos que presentan un límite lineal que puede asumirse como límite en
línea recta, en el cual pueden estar presentes presiones constantes o caudales
constantes (de alimentación o drenaje) como se muestra en la Figura 7.3a.
2.1. Acuífero con un límite de alimentación permanente.
2.1.1. Acuífero artesiano.
S=
2L
Q
ln
2πKM R0
(7.19)
L- distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite de
alimentación, m.
2.1.2. Acuífero freático:
S=H-
H2 −
Q 2L
ln
πK R0
(7.20)
2.2. Acuífero con un límite que puede ser considerado impermeable.
2.2.1. Acuífero artesiano
223
�S=
m
1,13at
Q
ln
R0 L
2πKM
(7.21)
L- distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite impermeable,
2.2.2. Acuífero freático:
S=H-
H2 −
Q 1,13at
ln
πK
R0 L
(7.22)
3er. Caso. Acuífero limitado en lenta (o banda)
Son los acuíferos que presentan dos límites que, por su ubicación en planta, pueden
ser considerados paralelos (Figura 7.3.d).
3.1. Acuíferos en lenta (o banda) con dos límites de alimentación
3.1.1. Acuíferos artesianos:
S=
Q
ln
2πKM
0,64 L0 sin
πL1
L0
(7.23)
R0
L1- distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite de
alimentación más próximo, m.
L0- Ancho de la lenta (o banda) acuífera en trazado por el centro del pozo o
gran pozo.
3.1.2. Acuífero freático:
S=H-
H2 −
Q
ln
πK
0,64 L0 sin
πL1
L0
R0
(7.24)
3.2. Acuífero con un límite de alimentación y uno impermeable
3.2.1. Acuífero artesiano:
S=
Q
ln
2πKM
1,27 L0 ctg.
R0
πL 2
2 L0
(7.25)
L2- distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite impermeable o
de drenaje, m.
3.2.2. Acuífero freático:
224
�S = H -
H2 −
Q
ln
π
K
1,27L0 ctg
πL 2
2L0
R0
(7.26)
3.3. Acuífero en lenta (o banda) con dos límites impermeables
3.3.1. Acuífero artesiano:
⎞
⎛
⎟
⎜
Q
7,1 at
0,16L0 ⎟
⎜
S =
ln
+
2ln
π L ⎟
4πKM
⎜ L0
R0 sin 1 ⎟
⎜
L2 ⎠
⎝
(7.27)
L1; L2- distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite
impermeable más cercano y más distante, respectivamente, m.
3.3.2. Acuífero freático:
S = H -
⎛
⎞
⎜
⎟
Q
⎜ 7,1 at
0,16 L0 ⎟
2
+
2ln
H −
ln
π L ⎟
π
K
⎜ L0
R0 sin 1 ⎟
⎜
L2 ⎠
⎝
(7.28)
4to. Caso Acuífero limitado en cuadrante
Son los acuíferos que se encuentran limitados por dos límites que se cortan entre sí
formando un ángulo próximo a 900 (Figura 7.3.b).
4.1. Acuífero cuadrante con dos límites de alimentación
4.1.1. Acuífero artesiano:
S =
Q
2 L1 L2
ln
2
π KM
R0 L12 +
L22
(7.29)
L1; L2- distancias en perpendicular desde el centro del pozo o gran pozo hasta el
límite más próximo y más distante, respectivamente, m.
4.1.2. Acuífero freático:
S = H -
H2 −
2L1 L2
Q
ln
π
K
R0 L12 +
L22
(7.30)
4.2. Acuífero cuadrante con un límite de alimentación y uno impermeable
4.2.1. Acuífero artesiano:
S =
2 L L2 +
L22
Q
ln 1 1
R0 L2
2π KM
(7.31)
L1; L2- distancias desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite de
alimentación y hasta el límite impermeable respectivamente, m.
225
�4.2.2. Acuífero freático:
S=H-
H2 −
2 L L2 + L22
Q
ln 1 1
πK
R0 L2
(7.32)
4.3. Acuífero cuadrante con dos límites impermeables
4.3.1. Acuífero artesiano:
S=
Q
0, 795at
ln
π KM
R0 L1 L2 L12 + L22
(7.33)
4.3.2. Acuífero freático:
S=H-
H2 −
Q
0, 795at
2 ln
πK
R0 L1 L2 L12 + L22
(7.34)
5to. Caso Acuífero limitado en forma de cuña
Son los acuíferos limitados por dos límites en planta que se cortan formando un
ángulo agudo ( 〈 900).
5.1. Acuíferos limitados en cuña con dos límites de alimentación
5.1.1 Acuífero artesiano:
S=
⎛ 0,111Lα 0
Q
πα ⎞
⎟
ln⎜⎜
sin
2πKM ⎝ πR0
α 0 ⎟⎠
(7.35)
L- distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el punto de intersección
de los dos límites, m.
α 0 - ángulo entre los dos límites
α - ángulo formado entre la línea recta que une el centro del pozo o del gran
pozo con el punto de intersección de los límites y el límite de alimentación más
próximo, m.
5.1.2. Acuífero freático
S=H-
H2 −
Q ⎛ 0,111sin Lα 0
πα ⎞
⎟
ln⎜⎜
sin
πK ⎝
πR0
α 0 ⎟⎠
(7.36)
5.2. Acuífero limitado en cuña con un límite de alimentación y otro límite
impermeable.
5.2.1. Acuífero artesiano:
S=
⎛ 0,022α 0 L
Q
1,57α ⎞
⎟
ln⎜ ⎜
ctg
2πKM ⎝
R0
α 0 ⎟⎠
(7.37)
α - ángulo entre línea recta con distancia L que une el punto de intersección de
los dos límites con el centro del pozo o gran pozo y el límite impermeable.
226
�5.2.2. Acuífero freático:
S = H -
H2 −
1,57α ⎞
Q
⎛ 0,022α 0 L
⎟
ctg
ln⎜ ⎜
π
K
⎝
α
0 ⎟⎠
R0
(7.38)
5.3. Acuífero limitado en cuña con dos límites impermeables
5.3.1. Acuífero artesiano:
⎞
⎛
⎜
4,73
R
0,16
L
⎟
Q
⎟
⎜
S =
+
2ln
π L1 ⎟
4πKM
⎜ L
R0 sin
⎟
⎜
L
⎠
⎝
(7.39)
5.3.2. Acuífero freático:
S = H -
⎛
⎞
⎜ 4,73
R
⎟
Q
0,16
L
⎜
⎟
+
2ln
H2 −
πL1 ⎟
π
K
⎜ L
R0 sin
⎜
⎟
L
⎠
⎝
(7.40)
R- radio de influencia calculado para el periodo de explotación, m
L- ancho del acuífero por el centro del pozo o gran pozo, m
L1- distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el límite impermeable
más próximo, m.
6to. Caso. Acuífero en forma de círculo
Son los acuíferos que se encuentran rodeados por un límite con tal configuración en
planta que puede asumirse en forma de círculo (Figura 7.3c).
6.1. Acuífero circular con un límite de alimentación y el pozo o gran pozo se encuentra
ubicado en el centro del acuífero.
6.1.1. Acuífero artesiano:
S =
Q
R
ln c
2πKM R0
(7.41)
R c – radio del acuífero circular, m.
6.1.2. Acuífero freático:
S = H -
H2 −
Q Rc
ln
π
K R0
(7.42)
6.2 Acuífero circular con un límite de alimentación y el pozo o gran pozo se
encuentran ubicados fuera del centro del acuífero.
6.2.1. Acuífero artesiano:
227
�S=
R 2 L2
Q
ln c
2π KM
2R0
(7.43)
L- distancia desde el centro del pozo o gran pozo hasta el centro del acuífero,
m.
6.2.2. Acuífero freático:
S=H-
H2 −
R 2 L2
Q
ln c
π K
2R0
(7.44)
6.3 Acuífero circular con un límite impermeable y pozo o gran pozo ubicado en el
centro del acuífero.
6.3.1. Acuífero artesiano:
Q
2πKM
S=
⎛ Rc 2at
⎞
⎜ ln + 2 − 0,75 ⎟
⎜ R
⎟
Rc
0
⎝
⎠
(7.45)
6.3.2. Acuífero freático:
S=H-
H2 −
Q
πK
⎞
⎛ Rc
2at
⎟
⎜ ln
+
−
0
,
75
2
⎟
⎜ R
R
c
0
⎠
⎝
(7.46)
Todas las fórmulas expuestas para acuíferos semilimitados y limitados con esquemas,
considerando Grandes Pozos, son aplicables cuando la distancia de los pozos extremos
hasta los límites más próximos reúna las siguientes condicionales:
Sistema de pozos lineal: distancia mayor de- 2,5 R0
Sistema de pozos en área: distancia mayor de- 1,6 R0
Sistema de pozos en forma circular: mayor de- R0
Además, se debe considerar que la mayor garantía en la aplicación de las fórmulas
7.17 hasta la 7.40 se tendrá cuando el tiempo considerado de explotación cumpla con
el siguiente requisito:
t ≥ 2,5
b2
a
Donde: a- Piezoconductividad de nivel en acuíferos artesianos y conductividad de nivel
en acuíferos freáticos, m2/día.
Donde: b = 2 L para acuíferos semilimitados, m
b = 2 (L1 + L) para acuíferos limitados en bandas o lentas, m
b=
7mo
( 2L ) + ( 2L )
2
1
2
2
Caso. Acuíferos
trasmisividad
para acuíferos limitados en cuadrantes, m.
con
un
límite
en
planta
de
rocas
con
menor
Es el caso, cuando el pozo o gran pozo se encuentra ubicado con un límite de rocas
acuíferas que presentan una trasmisividad menor a las de rocas acuíferas, donde se
encuentra el pozo o gran pozo y a una distancia menor al radio de influencias
pronosticado para el final del período de explotación previsto.
228
�7.1. Acuífero con un límite de rocas de menor trasmisividad ubicado en lateral al pozo
o gran pozo y que por su configuración en planta puede considerarse un límite en
línea recta.
7.1.1. Acuífero artesiano:
S=
Q ⎛ 1,13a1t
2L 1 + α ⎞
⎜⎜ ln
⎟
+ α ln
+
4πTm ⎝
R0 L
R0
R0 ⎟⎠
(7.47)
Donde: Tm- trasmisividad media entre los dos acuíferos, m2/día.
T1 + T2
2
Tm =
y
α =
T2
T1
T1; a1- trasmisividad y piezoconductividad en áreas donde está ubicado el
pozo o gran pozo, m2/día.
T2- trasmisividad de las rocas acuíferas del otro lado del límite, m2/día.
7.1.2. Acuífero freático:
S=H-
H2 −
2L 1 + α ⎞
Q ⎛ 1,13a1t
⎟
⎜⎜ ln
+ α ln
+
πK m ⎝
R0 L
R0
R0 ⎟⎠
(7.48)
Donde: H- potencia acuífera del acuífero donde esta ubicado el pozo o gran pozo, m.
Km=
K1 + K 2
K
y α = 2
2
K1
K1; K2- coeficientes de filtración de las rocas acuíferas donde están ubicados
el pozo o gran pozo y de las rocas que limitan con ellas
respectivamente, m.
7.2. Acuífero con un límite de rocas de menor trasmisividad ubicado bordeando a las
rocas donde está ubicado el pozo o gran pozo, que por su configuración en planta
puede considerarse como un límite en círculo.
7.2.1. Acuífero artesiano:
S=
Q
2π
⎛ 1 Rc 1 1,5 a2t ⎞
⎜ ln + ln
⎟
⎜ T1 T1 T2
⎟
R
c
⎝
⎠
(7.49)
Donde: Rc- radio del círculo formado por las rocas donde está ubicado el pozo o gran
pozo, m
7.2.2. Acuífero freático:
S=H-
H2 −
1 1,5 a2t ⎞⎟
Q ⎛⎜ 1
+
ln
π ⎜⎝ K1 K 2
Rc ⎟⎠
(7.50)
Las fórmulas 7.49 y 7.50 son aplicables en régimen cuasi estacionario y para las
condiciones de: T2 a2 ≤ T1 a1
8vo Caso. Evaluación del caudal de explotación de pozos en acuíferos
ilimitados estratificados
229
�En la naturaleza, en gran número de casos los acuíferos están formados por varios
estratos que presentan distintas propiedades hidrodinámicas y de permeabilidad,
condiciones que deben ser consideradas en la evaluación de los caudales de
explotación de los pozos de forma independiente. En estos casos, es más
recomendable, y así está considerado en las fórmulas, la explotación (ubicación de los
filtros) en el estrato acuífero inferior.
8.1 Acuífero formado por dos estratos con distintas propiedades
8.1.1. Acuífero artesiano:
S=
1,5 a0t
Q
ln
2πKM
R0
(7.51)
Donde: a0- piezoconductividad equivalente, m2/día.
a0 =
KM
µ0
K; M- coeficiente de filtración y potencia del estrato acuífero inferior en el perfil
µ 0 - entrega de agua de las rocas que forman el acuífero superior en perfil.
8.1.2. Acuífero freático:
S=H-
H2 −
Q 1,5 a0t
ln
R0
πK
(7.52)
H- potencia acuífera del acuífero inferior, m.
Las fórmulas 7.51 y 7.52 son aplicables cuando el tiempo de explotación considerado
cumple con el siguiente requisito:
t ≥ ( 2,5 – 5 )
µ0h
K0
h; K0– potencia media y coeficiente de filtración del estrato superior del perfil.
8.2. Acuífero formado por tres estratos con distintas propiedades.
8.2.1. Acuífero superior con nivel freático o piezométrico invariable en tiempo.
8.2.1.1. Acuífero artesiano:
S=
⎛
⎝
W ⎜U ,
Q
⎛ R ⎞
W ⎜U , 0 ⎟
4πKM ⎝ B ⎠
(7.53)
R0 ⎞
⎟ - función de Hantush (Anexo 4).
B ⎠
2
R
U= 0
4at
y
B=
KMM 1
K1
O por la expresión:
230
�S=
Donde: K0 (
R
Q
K0 ( 0 )
B
4πKM
(7.54)
R0
) representa la función Bessel (Anexo 5).
B
a; K; M- piezoconductividad de nivel, coeficiente de filtración y potencia del
estrato inferior en perfil.
M1; K1- potencia y coeficiente de filtración del estrato intermedio del perfil.
8.2.1.2. Acuífero freático:
S=H-
H2 −
Q
⎛ R ⎞
W ⎜U , 0 ⎟
2πK ⎝ B ⎠
(7.55)
H – potencia del acuífero inferior en perfil, m.
8.2.2. Acuífero superior con nivel piezométrico o freático variable en tiempo.
8.2.2.1 Acuífero artesiano:
S=
1,12B
Q
ln
2πKM
R0
(7.56)
8.2.2.2. Acuífero freático:
S=H-
H2 −
Q 1,12B
ln
R0
πK
(7.57)
Las fórmulas 7.56 y 7.57 son aplicables cuando:
µ0
≥ 30
µ1
µ ; µ o - Entrega de agua en el acuífero inferior y superior, respectivamente.
En la práctica, durante la explotación de las aguas subterráneas por grandes pozos
(sistemas de pozos), a largo plazo se presenta la interacción entre pozos (influencia
del bombeo) con lo que se provoca la disminución de los caudales de los pozos que se
explotan. Esto se debe a que el cono de influencia de cada pozo en tiempo se
desarrolla. El radio de este cono de influencia de cada pozo del sistema puede ser
determinado por fórmulas ya analizadas R = 1,5 at .
Pero debe considerarse que el radio de influencia calculado por la fórmula antes
expuesta u otras no prevé la recuperación del acuífero durante la explotación. De tal
forma, debe estar bien establecido el período en que ocurre o puede ocurrir la
alimentación del acuífero en explotación que, generalmente, es debido a la infiltración
de las precipitaciones atmosféricas, y en función de ello definir el tiempo para el que
se realizan los cálculos del radio de influencia de los pozos.
La influencia entre pozos que se explotan al mismo tiempo y con ello la disminución
de sus caudales y descenso de los niveles en magnitudes superiores a lo pronosticado,
ocurre cuando la distancia entre pozos (l) es menor que la magnitud de la suma de los
radios de influencia de pozos vecinos:
R1 = R1 + R2
(7.58)
231
�La disminución del caudal de los pozos en estos casos puede ser evaluado por la
magnitud de la interferencia entre sí δ , donde:
δ =
Q1
Q
(7.59)
Despejando tendremos:
Q1 = δ Q
(7.60)
Donde:
Q1; caudal reducido por interferencia entre pozos
Q; caudal de explotación establecido por cálculos sin considerar la interferencia
entre pozos.
Según Lebinson, la interferencia δ en dependencia de la distancia entre pozos puede
ser determinada de forma aproximada por datos de la Tabla 7.2
Tabla 7.2. Determinación de la magnitud de la interferencia entre pozos
〉 R1
l
δ
1,0
1
1
1
1
δ
=R
= 0,5 R
= 0,2 R
=0,02 R
= 0,00 R1
0,97
0,90
0,81
0,64
0,53
Para el cálculo del caudal reducido individual de los pozos, por influencia entre ellos,
ubicados en posición que pueda considerarse una batería lineal, Románov propone la
siguiente expresión:
Aguas artesianas:
Q1 =
2,73KMS
Rn
log n0−1
nr0 r
(7.61)
Aguas freáticas:
Q1 =
1,36K (2H − S)S
R 0n
log n−1
nr0 r
(7.62)
Donde:
R0; radio de influencia considerado desde el centro del pozo hasta el límite de
la zona de alimentación más próximo
r; radio del pozo de análisis
r0; radio del sistema de gran pozo por su contorno
r0 =
F
π
(7.63)
Donde:
F; área del gran pozo
232
�7.5 Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por
el método hidráulico
La evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por el método
hidráulico no es más que la determinación, por cálculos de abatimiento, de los niveles
en los pozos de explotación por fórmulas empíricas con datos obtenidos directamente
de experimentos de campo, en los que influyen todos los factores que determinan el
régimen de trabajo de las tomas de agua. En la evaluación de las reservas de
explotación el método hidráulico se emplea en tres direcciones principales:
a. Para la evaluación del abatimiento del nivel de las aguas subterráneas en los
pozos, con un caudal predeterminado por las curvas de dependencia del caudal
contra el abatimiento en condiciones de régimen estacionario.
b. Para determinar el abatimiento residual provocado por la influencia de otros
pozos; también para condiciones de régimen estacionario.
c. Para la determinación del abatimiento del nivel al finalizar el período de
explotación con un caudal constante.
A diferencia del método hidrodinámico, donde se utilizan parámetros hidrogeológicos
determinados por la esquematización de las condiciones de límites, en el método
hidráulico la dependencia de cálculos y sus principales parámetros se determinan de
forma experimental. Por la fundamentación del método hidráulico representa ser el
método más racional de evaluación de las reservas de explotación en condiciones
hidrogeológicas complejas, que se caracterizan por una estructura del medio de
filtración muy heterogéneo, por la que es muy difícil definir las fuentes de formación
de las reservas de explotación. En condiciones de filtración estacionaria el método
hidráulico tiene una utilización en la evaluación de valles y ríos, en los cuales los
horizontes acuíferos están representados por rocas agrietadas y cársicas de forma
irregular. En condiciones de filtración no estacionaria este método ofrece buenos
resultados en la evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas
de yacimientos relacionados con zonas de dislocaciones tectónicas. En estas
condiciones el objetivo del método hidráulico es definir, de forma experimental, la
dependencia entre el ritmo del abatimiento del nivel de las aguas subterráneas a
partir de un caudal determinado.
En la utilización de este método, Grabóvnik y Zilberthein, para condiciones de
filtración no estacionaria, proponen la sustitución de estratos heterogéneos con límites
de configuración compleja por estratos considerados homogéneos ilimitados, con
parámetros determinados de los tramos finales de los gráficos S = f (log. t), cuando
los mismos representan una línea recta; por esta situación se puede pronosticar el
abatimiento del nivel del agua para un caudal superior al que se obtiene durante la
ejecución del bombeo.
Desarrollo del método hidráulico por las curvas de dependencia S = f (Q)
En este caso, el caudal y el abatimiento del nivel del agua en los pozos están
relacionados con una dependencia funcional. En las aguas con presión, según la
fórmula de Dupuy, el abatimiento aumenta de forma proporcional al caudal, donde:
Se =
Qe
S
Q
(7.64)
Donde:
Se; abatimiento de explotación, m
233
�Qe; caudal de explotación, l /seg. o m3/día
Q; caudal del bombeo de prueba, m
S; abatimiento estabilizado del bombeo de prueba, m.
La dependencia 7.64 considera solamente la resistencia al movimiento del agua en las
rocas del acuífero, que ocurre durante un régimen de filtración laminar, pero no
considera la pérdida de carga en la columna del pozo, donde alrededor del mismo se
forma un régimen turbulento durante el proceso de bombeo. Considerando estos
factores, Dupuy propone la ecuación 7.65 para la construcción de las curvas del
caudal en condiciones de aguas con presión:
S = a Q + b Q2
(7.65)
Donde:
a y b; son parámetros empíricos determinados por bombeos experimentales.
a=
S2
- b Q2
Q2
S 2 S1
−
Q2 Q1
b=
Q2 − Q1
Donde:
S1; S2; Q1; Q2; Abatimientos y caudales del primer y segundo abatimiento de
Prueba con S y Q estabilizados.
El parámetro a representa la participación de la zona con régimen laminar y el
parámetro b representa la zona con régimen turbulento.
FIGURA 7.4. Gráfico S = f (Q). Línea (a): aguas con presión; Línea (b): Aguas
freáticas; Línea (c): bombeo defectuoso (mal ejecutado).
234
�Partiendo de las ecuaciones anteriores, Altóvsky, dividiendo ambas partes de la
ecuación 7.66 por Q, obtuvo la ecuación de una línea recta:
S
= a + b Q
Q
(7.66)
Por datos de bombeos con dos abatimientos con caudal y nivel estabilizado se
S
= f (Q) (Figura 7.5). Por los puntos obtenidos en el gráfico se
Q
S
; este valor representará al
traza una línea recta hasta cortar el eje de ordenadas
Q
construye el gráfico
parámetro a y la tangente del ángulo que forma la recta trazada sobre una línea
horizontal, será igual al parámetro b.
Sabiendo el abatimiento máximo admisible en el pozo o centro de un gran pozo por
tanteo, dándole valores a Q, se puede determinar un tercer punto en la recta del
gráfico (Figura 7.5); este tercer punto corresponderá al caudal y abatimiento máximo
de explotación.
Por este método, la extrapolación para el caudal de explotación es admisible hasta 2,5
– 3 veces mayor al caudal de bombeo, por lo que el bombeo debe ejecutarse con el
mayor abatimiento posible para obtener garantía del caudal de explotación que se
obtenga.
FIGURA 7.5. Gráfico
S
= f (Q).
Q
En condiciones de acuíferos freáticos (sin presión), la dependencia entre el caudal y el
abatimiento se representa por la fórmula de Dupuy:
Q=
πKS(2H − S)
ln
R
r
Esta expresión transformada por Bíndeman toma la siguiente forma:
Q = m S – n S2
(7.67)
Donde:
m=
2πKH
R
ln
r
y
n=
π K
ln
R
r
235
�K; coeficiente de filtración
H; espesor acuífero
S; abatimiento de bombeo
R; radio de influencia del bombeo
r; radio del pozo o gran pozo.
Según Bíndeman, por el método hidráulico los parámetros n y m pueden ser
determinados por datos de bombeo con dos abatimientos con caudal y abatimiento
estabilizados de donde:
Q1 Q2
−
q − q2
S1 S 2
= 1
n=
S 2 − S1
S 2 − S1
m =
q1
Q1
+ n S1 = q1 – nS1
S1
y q2; caudales específicos del primer y segundo abatimiento,
respectivamente, con dependencia directa del abatimiento (Figura 7.6).
FIGURA 7.6. Gráfico q = f (S).
Para un caudal de explotación determinado, resolviendo la ecuación 7.67, el
abatimiento de explotación será:
Se =
m − m 2 − 4nQe
2n
(7.68)
Una heterogeneidad del estrato acuífero puede presentar gran influencia en las curvas
del caudal, ya que durante la explotación y exploración del acuífero varía no solo su
espesor, sino también el coeficiente de filtración.
Si la trasmisividad del acuífero disminuye en profundidad reflejada en el gráfico
(Figura 7.4, curva a), entonces durante la profundización del cono depresivo motivado
por el bombeo el valor medio del coeficiente de filtración disminuye, ya que se
provoca el desecamiento de la zona con mayor trasmisividad. Tales condiciones
236
�pueden estar presentes en rocas agrietadas y cársticas, en las cuales el agrietamiento
disminuye en profundidad. En estas condiciones el abatimiento calculado resulta
menor al que en realidad se producirá (Figura 7.4, curva b). Si al contrario, la
trasmisividad en profundidad aumenta, entonces durante el desecamiento del acuífero
el coeficiente de filtración aumenta y el abatimiento calculado resulta ser mayor del
que se producirá (Figura 7.4, curva c); tales condiciones son características para
depósitos aluviales en terrazas de ríos, en las cuales, por lo general, su parte superior
está formada por arcillas arenosas y arenas finas, y en la parte inferior del corte
formadas por material friable grueso.
Por ello, hasta que el nivel no descienda hasta el lecho de los sedimentos menos
permeables, la curva del caudal será aproximadamente igual a la correspondiente a
las aguas con presión –abatimiento directamente proporcional al caudal.
Por todo lo antes expuesto, para la construcción de la curva de dependencia S = f (Q)
(Figura 7.4) en horizontes freáticos que presentan heterogeneidad en perfil los
bombeos deben ejecutarse con tres abatimientos. En estas mismas condiciones, y
sobre todo en rocas carsificadas, es racional ejecutar bombeos experimentales
prolongados para la construcción del gráfico S = f (Q) tratando de que el nivel del
agua en el pozo se mantenga a profundidades no mayor a la profundidad de yacencia
del lecho del estrato que presente una trasmisividad relativamente constante. En los
casos en que la curva del caudal contra abatimiento se desvía considerablemente de
la curva teórica, construida por interpolación, con dos abatimientos y caudales del
bombeo, entonces se podrá utilizar la dependencia propuesta por Altóvsky para aguas
con presión (fórmula 7. 65).
En horizontes freáticos el caudal de explotación por extrapolación, empleando la
fórmula 7.66, no deberá ser 1,5 – 2 veces mayor que el caudal máximo del bombeo
experimental. Además de los métodos analizados de cálculo, representados por las
expresiones 7.64 a la 7.67, para la evaluación de las reservas de explotación
(abatimiento o caudal) se puede emplear los métodos de cálculos siguientes, basados
en datos de bombeo.
Para acuíferos con presión, según Dupuy:
Qe = q Se
(7.69)
El caudal específico q para acuíferos artesianos, generalmente es constante cuando
las presiones en el acuífero son altas y el área de desarrollo del acuífero es grande
con fuentes de alimentación con caudales de pequeñas variaciones de tiempo, cuando
q no es constante, por datos de dos o tres abatimientos estabilizados, la fórmula 7.62
es aplicable, siempre y cuando se cumplan las siguientes condiciones:
q − q1
〈 0,03;
q
q − q2
〈 0,03;
q
q − q3
〈 0,03
q
Donde:
q=
∑q
n
y
Se ≤ 1,5 – 1,75 Smax.
n; número de abatimientos
Se; abatimiento de explotación
S max.; abatimiento máximo del bombeo experimental.
237
�Para acuíferos sin presión (freáticos), según Altóvsky:
Q = a + b log Se
(7.70)
Donde:
b=
Q2 − Q1
log S 2 − log S1
a = Q1 – b log S1
Aplicable cuando Se 〈 2 – 3 Smax.
Para acuíferos con presión y sin presión, Smreker propone una fórmula original
aplicable a ambos casos, con buenos resultados en la práctica hidrogeológica:
Qe = n
m
(7.71)
Se
Donde:
S1
S 2
m=
Q
log 2
Q1
log
log n = log Q1 – log S1
Aplicable cuando Se ≤ 1,75 – 2,25 Smax.
Desarrollo del método hidráulico para determinar la influencia entre pozos de
explotación
En la evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas, cuando se
analiza un grupo de pozos hidrodinámicamente relacionados entre sí que forman un
gran pozo, en este caso el objetivo principal del método hidráulico es determinar el
abatimiento máximo que se producirá en el pozo de mayor carga hidrodinámica; para
ellos se utilizan datos obtenidos de bombeos de todos los pozos que forman el gran
pozo.
Con este objetivo, inicialmente se bombea solamente el pozo de mayor carga que lo
debe representar el pozo ubicado en el centro del gran pozo. Por este bombeo se
determinan los parámetros individuales de este pozo; posteriormente se ejecuta el
bombeo de todos los pozos que forman el sistema de forma individual o por bombeo
experimental de explotación de todos los pozos.
Los cálculos del abatimiento se ejecutan por la dependencia:
Se = Sp +
n
∑ Si
(7.72)
1
Donde:
Se; abatimiento de explotación en el pozo central, de mayor carga
238
�Sp; abatimiento de explotación del pozo central provocado por su explotación
individual
Si; abatimiento complementario provocado por la influencia de los demás
pozos que forman el sistema (n; número de pozos).
Por datos de bombeos unitarios de los pozos del sistema:
n
∑ Si =
1
n
∑ ∆S
1
1
Qe.1
Qb.1
+ ........ + ∆S n
Qe.n
Qb.n
(7.73)
Donde:
∆S1.....∆Sn : Abatimientos provocados en el pozo central por los pozos del
sistema, respectivamente durante el bombeo experimental de los
mismos;
Q b.1......Q b.n; caudal del bombeo experimental de los pozos del sistema
respectivamente.
Por datos de bombeo experimental de explotación de todos los pozos del sistema:
n
∑ Se =
1
n
Qe
∑ ∆Sb Qb
(7.74)
1
∆Se ; abatimiento provocado en el pozo central por el bombeo del sistema
Q e; caudal de explotación total de los restantes pozos del sistema
Q b; caudal del bombeo experimental de los restantes pozos del sistema.
En la ejecución del bombeo unitario, se miden los niveles en el pozo central y en los
restantes pozos del sistema. En la ejecución del bombeo experimental de explotación
(bombeando todos los pozos del sistema al mismo tiempo), se inicia el bombeo por el
pozo central. Cuando se logre un régimen estabilizado de filtración (nivel y caudal
estabilizado), inicia el bombeo el segundo pozo, midiendo los niveles en todos los
pozos, hasta lograr el régimen estabilizado en el pozo, y así sucesivamente, hasta
ejecutar el bombeo del último pozo del sistema, y se logre en el pozo central un
régimen estacionario con todos los pozos en bombeo.
Desarrollo del método hidráulico para determinar el abatimiento del nivel al
final de un período de tiempo determinado
Los cálculos se ejecutan para un periodo de tiempo de interés, y los resultados serán
válidos siempre y cuando las condiciones de alimentación del acuífero se mantengan
relativamente constantes y no existan fronteras de límites que puedan influir en las
condiciones de régimen del mismo, durante el bombeo de explotación (límites de
alimentación, drenaje o de impermeable próximo).
Durante el período de bombeo de explotación analizado de las aguas subterráneas (un
período relativamente largo), por un sistema de pozos que forman un gran pozo, se
forma una amplia y profunda depresión del nivel de las aguas subterráneas. El
abatimiento en el pozo central, al finalizar el período previsto de cálculo con un caudal
constante desde el inicio de la explotación, se puede pronosticar por el método
recomendado por Bíndeman donde:
S e(t). = Se + ∆ S(t)
(7.75)
Se(t); abatimiento al finalizar el período de cálculo
239
�Se; abatimiento de explotación calculado para el pozo central sin considerar por
datos de bombeo experimental
∆ S (t); abatimiento que se tendrá al finalizar el período de explotación en el
pozo central por influencia de otros pozos, a partir de niveles en tiempo t1 y t2
después de iniciada la explotación.
te
Qe
t2
=
( ∆S 2 − ∆S1 )
t
Qi
ln 2
t1
ln
∆ S (t)
(7.76)
Donde:
Qe; caudal de explotación previsto, puede coincidir o no con el caudal Qi
Qi; caudal del bombeo experimental para el que se cálculo Qe
∆S 2; ;∆S1 ; abatimientos registrados en el pozo central del sistema o gran pozo
por la influencia de la explotación de los demás pozos del sistema en los
tiempos t2 y t1 a partir del inicio de bombeo de todos los pozos del
sistema en explotación
te ; período de explotación considerado para los cálculos.
El pronóstico del abatimiento para determinado período de tiempo, posterior al inicio
de la explotación, es aplicable en acuíferos ilimitados, semilimitados o limitados por
límites imperfectos o impermeables. Para acuíferos semilimitados o limitados por
límites perfectos de alimentación (ejemplo ríos) que garanticen el caudal de
explotación, no existirá abatimiento adicional durante el período de explotación, o
sea: ∆ S (t) = 0.
7.6 Evaluación de las reservas de explotación de las aguas subterráneas por
el método de balance
La evaluación de las reservas de explotación por el método de balance lo representa la
determinación del caudal de las aguas subterráneas que puede ser obtenido por
tomas de agua en los límites de un territorio determinado en el transcurso de un
período de tiempo dado de explotación, debido a la captación de volúmenes de las
distintas fuentes de formación de las reservas de explotación, las cuales están
incluidas en la ecuación 7.1. En esta evaluación cada uno de las posibles fuentes de
formación de las reservas de explotación se evalúa de forma independiente, y
posteriormente se ejecuta la suma de los resultados.
Durante la evaluación por el método de balance, el balance de un tramo (o región) se
analiza en su conjunto, considerando la entrada y caudal del agua. En relación con
esto, el método de balance permite determinar solamente el abatimiento medio del
nivel del horizonte acuífero que se explotará, y no el abatimiento del nivel en las
obras de tomas (pozos). Todo eso, predetermina la necesidad de emplear el método
de balance en forma general como un método adicional en combinación con los
métodos hidrodinámico e hidráulico.
Al mismo tiempo, por el método de balance se puede determinar el papel de las
distintas fuentes de formación de las reservas de explotación de las aguas
subterráneas y evaluar la garantía de estas reservas, calculadas por otro método. Por
ello, la utilización del método de balance, en conjunto con otro método de evaluación
de reservas de explotación, es sumamente racional e importante en la mayoría de los
casos. Un gran significado posee el método de balance en la evaluación de las
240
�reservas de explotación dentro de los límites de estructuras que presentan altas
trasmisividades de los horizontes acuíferos. En estas estructuras, el cono depresivo
durante la explotación se desarrolla rápidamente en toda el área de la estructura y en
su periferia se diferencia muy poco. Si en la evaluación de las reservas de explotación
de tramos o territorios pequeños, el método de balance presenta un significado
complementario, en la evaluación de las reservas regionales de explotación este
método asume un significado principal, sobre todo con el empleo de tomas de aguas
ubicadas en área, en forma de red, que cubra todo el territorio.
Para la evaluación de pequeños tramos, los cálculos de las reservas de explotación por
el método de balance se puede ejecutar de forma combinada con otros métodos,
utilizando para la evaluación de las reservas y recursos que forman las reservas de
explotación, los métodos analizados con anterioridad, teniendo en cuenta que las
reservas Qe estarán garantizadas cuando su magnitud sea menor o igual a los
resultados que se obtengan por el método de balance, según fórmula 7.1.
Evaluación de las reservas de explotación en función de las distintas reservas
y recursos que las forman
1. Reservas naturales -Q
Por su definición, representan el volumen de agua almacenado de forma permanente
en determinado volumen de roca y su utilización como reserva, durante la
explotación, se definirá por el tiempo en que se programe su extracción, considerando
solo el volumen que resulte racional extraer del acuífero, sin perjudicar el medio
ambiente circundante; numéricamente dependerá de las propiedades de
almacenamiento de las rocas representado por el coeficiente de entrega de agua y por
la magnitud del abatimiento (desecamiento) al final del período de explotación sin
considerar su reposición que de forma racional sea posible realizar en el acuífero.
Qn =
µ .H.F
V
= α1
t
t
m3/día.
(7.77)
Donde:
µ - Entrega de agua de las rocas
H- Potencia acuífera, m
F- Área de extensión del acuífero, km2
t- Tiempo previsto de explotación, días.
Para las reservas naturales, el coeficiente α 1 se determina en función del abatimiento
admisible del acuífero para el periodo de explotación. En condiciones normales,
cuando no existan restricciones en cuanto al abatimiento que admite el acuífero,
puede asumirse α 1 = 0,5, es decir, puede admitirse un abatimiento del 50 % de la
potencia acuífera.
El tiempo que se prevé de explotación dependerá de las condicionales de explotación.
Cuando se considere una explotación permanente para acueducto es recomendable
distribuir las reservas naturales en un periodo suficientemente largo, superior al
tiempo de amortización de las obras e inversiones efectuadas. En este caso, el tiempo
t se asumirá para un periodo de 27 a 30 años y para facilitar los cálculos se asume
27,4 años (= 104 días).
2. Recursos naturales -QN
241
�Por definición de los mismos pueden ser evaluados integralmente, considerando todos
los elementos que forman estos recursos, cuando el conocimiento de las condiciones
hidrogeológicas y datos con que se disponga, lo permitan.
Los recursos naturales de las aguas subterráneas se pueden evaluar, bien por la
alimentación del acuífero, por infiltración de las aguas de precipitaciones atmosféricas,
infiltración de aguas del escurrimiento superficial de ríos, etc, o por el escurrimiento
del flujo subterráneo. Esto último tiene supremacía en cuanto a veracidad del total de
los recursos que se evalúan, debido a que estos recursos se forman, no solo por la
infiltración de las precipitaciones atmosféricas y de aguas del escurrimiento superficial
de ríos, sino también por la alimentación que otros acuíferos pueden ejercer sobre el
que se evalúa, bien por trasvase de flujo de un acuífero a otro, por el denominado
goteo de acuíferos que yacen sobre el que se evalúa, o por infiltración, debido a
supresiones de acuíferos que yacen debajo, a mayores profundidades a través de
estratos relativamente poco permeables.
1er Caso: Por magnitud del flujo subterráneo que llega al área de evaluación.
1.1-
Flujo homogéneo: Cuando el flujo de las aguas subterráneas presenta
condiciones homogéneas que se definen por la configuración de las isolíneas de
mapas de hidroisohipas o hidroisopiezas en una sección normal al flujo en límite
inicial del área de evaluación.
FIGURA 7.7. Acuífero con flujo homogéneo en toda su área de desarrollo.
QN = K H I B
(7.78)
Donde: K – coeficiente de filtración de las rocas acuíferas, m/día.
H - potencia acuífera, m.
I - gradiente hidráulico. Se determina por mapas de hidroisohipsas en sección
normal al flujo subterráneo en el límite de entrada al área que se evalúa.
B- Ancho de la sección normal al flujo subterráneo en el límite de entrada al
área que se evalúa, m.
En condiciones naturales, en muchos casos, es necesario determinar los recursos
naturales en función del flujo subterráneo en territorios de taludes, donde el lecho
impermeable del acuífero presenta una pendiente considerable (con ángulo superior a
cinco grados). En este caso, se presentan varios esquemas de cálculos pero los que
predominan son los siguientes:
-
Potencia acuífera constante con niveles de las aguas equidistantes al lecho
impermeable en todo el tramo que se evalúa y la permeabilidad es constante.
-
Potencia acuífera variable; disminuye en dirección al flujo subterráneo y la
permeabilidad se incrementa en esa dirección.
242
�En estos casos, la determinación de los recursos naturales subterráneos que entran al
área de evaluación, a través de una sección transversal, en la dirección del flujo
subterráneo de la entrada del área, puede determinarse por la fórmula propuesta por
Llopis:
QN = B H K sin ϕ
(7.79)
Donde: ϕ - ángulo entre plano horizontal y lecho impermeable en sección transversal
al flujo.
Cuando el lecho del acuífero no es totalmente impermeable puede ocurrir un flujo
subterráneo desde las rocas del lecho hacia el acuífero superior; los cálculos en estos
casos se ejecutan por la fórmula analizada pero en dos secciones, la primera a la
entrada del área en evaluación y la segunda a la salida de esta área, con el mismo
ancho de la sección de cálculo. Cuando los recursos determinados en la sección a la
salida del área (Q2) es mayor que los recursos determinados a la entrada del área
(Q1) se tomará como recursos naturales las magnitudes de Q2, siempre y cuando
estos puedan ser captados por obras de tomas de explotación que se programen en el
área de evaluación.
1.2- Flujo heterogéneo: Por bandas o lentas del flujo subterráneo
Se aplica cuando el flujo subterráneo no es homogéneo por condiciones
hidrodinámicas, litológicas, etc, y esas condiciones se reflejan en una configuración
irregular del trazado de las isolíneas en mapas de hidroisohipsas o hidroisopiezas
(aguas freáticos o artesianas).
FIGURA 7. 8. Acuífero con flujo heterogéneo por bandas del flujo.
n
QN = Σ Qb
1
(7.80)
Qb- Recursos subterráneos correspondientes a las bandas del flujo subterráneo
definidas por mapa de hidroisohipsas, m3/día. Se determina por la fórmula 7.77 o
7.78, según proceda, considerando los parámetros K, H de una sección normal al flujo
en banda con ancho- B y un gradiente hidráulico I o sin ϕ determinado en esa
sección.
n- número de bandas del flujo.
2do Caso: Por infiltración de las precipitaciones atmosféricas.
243
�Para la determinación de la magnitud de infiltración W de las precipitaciones
atmosféricas puede utilizarse directamente los datos que ofrecen los lisímetros. Sin
embargo, las observaciones de la infiltración en toda el área de alimentación de los
acuíferos es incompatible debido a que la infiltración de las precipitaciones
atmosféricas depende de muchos factores, relieve, vegetación, características de la
cubierta de suelo, profundidad de yacencia de las aguas subterráneas y otros que
pueden ser muy heterogéneos en el área que se evalúa, de ello depende que las
mediciones disimétricas no tengan desarrollo en la evaluación de los recursos de
aguas subterráneas.
De tal forma, uno de los métodos que han logrado un gran desarrollo en la evaluación
de los recursos de aguas subterráneas lo representa el establecido por Kamiénski,
basado en las observaciones del comportamiento del régimen de las aguas
subterráneas mediante las observaciones en redes o sistemas de puntos de
observación distribuidos en los acuíferos, en correspondencia con sus características
hidrogeológicas.
Para la determinación de la magnitud de la infiltración, y en correspondencia con la
metodología de Kamiénski, analizaremos varios casos.
2.1-
Por datos de tres puntos de observación de niveles de las aguas subterráneas
ubicadas en línea paralela a la dirección del flujo subterráneo y con distintas
distancias entre los puntos de observación. La permeabilidad representada por
el coeficiente de filtración del acuífero se puede considerar homogénea en toda
la longitud del perfil formado por los tres puntos de observación.
FIGURA 7.9. Perfil con tres pozos en dirección longitudinal al flujo subterráneo, con
permeabilidad homogénea.
QN = F W
(7.81)
W- infiltración de las precipitaciones atmosféricas, m/día
F- área del acuífero en evaluación.
244
�K = const., m/día
W =
K
L −
X
X ≠
L
; m.
2
⎛
h22 −
h12 h32 −
h12 ⎞
⎟
⎜
−
⎟
⎜ X
L
⎠
⎝
(7.82)
K- coeficiente de filtración a lo largo del perfil formado por los tres puntos de
observación
X- distancia entre el primer y segundo punto de observación (parte baja del
perfil), m
L- distancia entre los dos puntos extremos del perfil formado por los tres
puntos de observación
h1, h2, h3, columnas de agua en las calas de observación respectivamente, a
partir de un lecho impermeable o plano horizontal, hasta el nivel medio de las
aguas subterráneas en el perfil., m.
2.2-
Por infiltración de precipitaciones cuando los tres puntos de observación de
niveles se encuentran ubicados a iguales distancias:
K = const.
X=
L
2
QN = F W
W =
K
(2
h22 −
h12 −
h32 )
2X
2
m/día.
(7.83)
X -Distancia entre puntos de observación, m.
2.3-
Por infiltración de precipitaciones: cuando en el perfil, formado por tres puntos
de observación, existe diferente permeabilidad entre las secciones formadas por
los puntos 1-2 y 2-3, (K1 ≠ K2) en este caso, los cálculos se ejecutan por datos
de ascensos de los niveles en magnitud ∆ h en tiempo t.
FIGURA 7.10. Perfil con tres pozos en dirección longitudinal al flujo subterráneo, con
permeabilidad heterogénea en su trazado.
245
�QN= F W
W =
µ∆h
t
+
1
X
⎡
h22 −
h12
h32 −
h22 ⎤
K
K
−
⎢
1
⎥
2
2
X
2
X
⎦
⎣
m/día
(7.84)
µ - entrega de agua de las rocas (valor medio)
∆ h – Ascenso de los niveles (m) en tiempo t (días)
X – Distancia entre los centros de las secciones 1-2 y 2-3, m
K1- Coeficiente de filtración del acuífero en la sección 1-2, m/día
K2- Coeficiente de filtración del acuífero en la sección 2-3; m/día
h1, h2, h3 – Columna de agua en las calas (puntos) de observación, m.
Cuando: K2 ≥ K1, la segunda mitad de la expresión puede ser igual a cero o con valor
negativo, en el primer caso se tomará el valor de la primera parte de la expresión, en
el segundo caso, significa que en esa sección ocurrió pérdida del caudal del flujo
subterráneo, que podrá ser por diversas causas.
2.4-
Por cálculo de la infiltración, por datos de linnigramas de puntos de
observación:
El linnigrama lo representa un gráfico de niveles en función del tiempo, los niveles se
representarán, preferentemente, por sus cotas absolutas (altura en metros sobre el
nivel del mar). Este gráfico caracterizará, tanto la alimentación del acuífero como su
drenaje.
En el linnigrama se reflejan los niveles observados en determinado período de tiempo
(diarios, quincenales, mensuales, trimestrales, semestrales etc), según el ciclo de
observaciones con que se cuente, que puede ser dentro de un año o una serie de
años, pudiéndose confeccionar el mismo, también con datos medios en la unidad de
tiempo que se decida para un año medio.
FIGURA 7.11. Linnigrama con oscilación anual de los niveles.
QN = F W
246
�W = µ
Σ∆h + ∆Z
, m/día.
∆t
(7.85)
∆h - representa el ascenso de los niveles por la alimentación del acuífero (m)
en tiempo ∆ t (días).
∆ Z – representa el descenso de los niveles (m) que habría ocurrido por el
drenaje del acuífero de no haberse producido alimentación del mismo en
tiempo ∆ t (días).
En el caso que se quiera determinar la infiltración media anual o de una serie de años,
entonces en lugar de ∆ t se utiliza t- tiempo total en que se observaron los niveles
representados en el linnigrama.
2.5- Cuando la ubicación del acuífero que se evalúa es en territorios que representan
taludes (laderas) premontañosos, caracterizados generalmente, por corresponder
con acuíferos de conos de deyección que presentan alimentación por infiltración
desde fuentes superficiales o de precipitaciones atmosféricas (que en este caso
tienen una débil influencia sobre el régimen del flujo subterráneo) o ambas a la
vez y en la mayoría de los casos también reciben alimentación subterránea,
proveniente de las rocas que forman el basamento montañoso, se presenta un
régimen de las aguas subterráneas de pendiente.
Los pronósticos de los recursos naturales, en tales condiciones, se ejecutan por
datos de observación de niveles en calas o pozos con determinada área que
caractericen y para los mismos se determina la magnitud de la infiltración W.
Q=FW
El cálculo de la infiltración W se realiza por la fórmula siguiente:
W=
(∆h1 + ∆h2 + ....∆hn )
µ m/día.
t
(7.86)
Donde:
Los ∆ h corresponden a los intervalos de ascensos de los niveles en distintos
tiempos a partir del inicio de ascenso y bajo el punto seleccionado en línea
de ascenso a partir de la prolongación de la línea de pendiente en el punto
de inicio de ascenso de los niveles, m.
t- tiempo transcurrido desde el punto de inicio del ascenso de los niveles
hasta el punto de ascenso máximo registrado, días.
247
�FIGURA 7.12. Oscilación de nivel de las aguas subterráneas en zona de talud.
3er Caso: Evaluación de los recursos naturales por el modulo del escurrimiento
subterráneo M0.
El módulo de escurrimiento subterráneo caracteriza el caudal del flujo subterráneo del
acuífero por km2 de su extensión en l/seg. km2. Los recursos naturales en este caso,
también pueden estar representados, tanto por infiltración de las precipitaciones
atmosféricas, infiltración de aguas superficiales o ambas a la vez, u otras fuentes de
alimentación del acuífero.
Los recursos se determinan por la fórmula siguiente:
QN = F M0
(7.87)
2
M0 = 0,0317 Y l/seg.km .
(7.88)
Y- Lámina de agua infiltrada en el acuífero, mm.
Y = 1000 µ
∑ ( ∆ h + ∆Z )
(7.89)
∆h..∆Z -parámetros que se determinan de los linnigramas de observación de
niveles en tiempo, m.
En todos los casos en que la evaluación de los recursos naturales QN se ejecute en
puntos de observación que caracterizan un área determinada y el área de evaluación
abarca varios sectores con puntos de observación de niveles, entonces la evaluación
de los recursos naturales se desarrolla por tramos con existencia de puntos que los
caractericen y los recursos naturales totales del área de evaluación será:
QN.T. =
n
∑
QN
(7.90)
1
n- número de tramos que se evalúan.
4to Caso. Determinación de recursos naturales por infiltración de aguas superficiales
durante periodos de avenidas (crecidas de ríos).
248
�Las avenidas en ríos influyen directamente cuando el régimen del flujo subterráneo es
de tipo fluvial, es decir existe una dirección directa río- acuífero y en el mismo las
amplitudes de la oscilación de los niveles en el acuífero estarán directamente
relacionadas con el régimen de oscilación de niveles en el río.
La evaluación se ejecuta para determinar el caudal de alimentación, durante las
avenidas, por datos de dos calas de observación perforadas en la margen del río, que
coincida con la dirección del flujo subterráneo. La primer cala de observación se
perforará lo más próximo posible al cauce del río y la segunda cala, a determinada
distancia de la primera, formando un perfil en dirección vertical al cause del río.
Los recursos naturales se determinarán por la fórmula siguiente:
Q= K ∆ hm Im ∆ t
-m3.
(7.91)
K- coeficiente de filtración del acuífero, m/día.
∆ hm - Amplitud media (m) del ascenso del nivel en el río en período de tiempo
∆ t (días).
Im – Gradiente hidráulico medio del flujo subterráneo entre los dos pozos de
observación ubicados a la distancia ∆X .
Im =
(h1 + ∆h1 ) − (h2 + ∆h2 )
∆X
(7.92)
∆ t – Tiempo de avenida (crecida) del río, días.
FIGURA 7.13. Ascenso de nivel de las aguas subterráneas en zonas próximas a ríos
5to Caso: Determinación de recursos naturales por infiltración del escurrimiento
superficial de ríos.
En este caso, la determinación del caudal que representa los recursos naturales que
se incorpora al acuífero se determinan por observaciones hidrométricas, directamente
en el río. Para ello, teniendo definida el área de extensión del acuífero en evaluación,
se instalan estaciones hidrométricas en los ríos en los límites del área del acuífero o
tramo de acuífero que se evalúa y se establece el control del escurrimiento superficial
del río en el límite de entrada del tramo acuífero que se evalúa y en el límite de salida
249
�del mismo.
Los recursos naturales se determinarán por la siguiente fórmula:
Qe.i.= Q1- Q2
m3/día
(7.93)
Donde: Qe.i.- escurrimiento infiltrado m3/día.
Q1 – escurrimiento del río observado en límite de inicio del acuífero o tramo
acuífero, m3/día.
Q2 – escurrimiento del río observado en límite de salida del acuífero o tramo
acuífero, m3/día.
Cuando: Qe.i. = 0 -no existió infiltración del escurrimiento del río, ni alimentación del
río por el acuífero, por lo que recursos naturales por infiltración del escurrimiento del
río no existen.
Qe.i. = (-)- significa que el escurrimiento del río en los límites de salida del
acuífero o tramo acuífero es superior al escurrimiento del río en los límites de entrada,
quiere decir que el acuífero es drenado por el río, por lo que al contrario de recibir
recursos naturales, el acuífero pierde sus recursos en el tramo de evaluación y estos
se incorporan al escurrimiento del río.
Qe.i.= (+)- significa que el escurrimiento del río, en los límites de salida del
acuífero o tramo de acuífero, es menor que el escurrimiento a la entrada del mismo,
es decir el río incorpora determinado caudal al acuífero formando los recursos
naturales del mismo en el área de estudio.
FIGURA 7.14. Área de evaluación de recursos subterráneos entre dos secciones
hidrométricas en ríos.
250
�3. Reservas y recursos artificiales
Como su definición lo establece estas reservas representan caudales determinados por
métodos hidrodinámicos o hidrológicos, para la obtención de los cuales se programan
determinadas obras ingenieriles, de forma que permitan la incorporación al acuífero
del total del caudal establecido por cálculos, y considerados en el balance efectuado
de las reservas de explotación del acuífero que se evalúa, en este caso, el coeficiente
α será igual a la unidad ( α = 1). Los métodos de evaluación son varios y en ellos
están incluidos algunos de los analizados por el método de balance.
Los recursos artificiales, como las reservas artificiales, en correspondencia con su
definición, responden a determinados caudales que se incorporan a los acuíferos a
través de obras ingenieriles que se construyan, en estos recursos los caudales que se
incorporaran al acuífero serán provenientes de obras ingenieriles proyectadas o
construidas con objetivos que no son los de recargar a los acuíferos, pero que, por
condiciones de explotación, permiten obtener de ellas determinados caudales que
podrían ser incorporados a los acuíferos, de tal forma el coeficiente α reflejará la parte
del caudal total de las obras programadas o construidas que podrán ser consideradas
para la reposición artificial de los acuíferos ( α 〈 1). Los métodos para su
determinación pueden ser Hidrodinámico y de Balance.
4. Recursos atraíbles
Estos recursos se originan durante el proceso de explotación de los acuíferos, pueden
existir cuando la evaluación que se ejecuta abarca un área dentro de la cual o en sus
contornos existen fuentes de agua superficiales o subterráneas o ambas a la vez,
donde la dirección del flujo subterráneo no coincide con las obras de tomas en aguas
subterráneas y que pueden ser atraídas hacia esas obras, debido al desarrollo en
tiempo del área de influencia de la explotación (cono de influencia), al invertirse la
dirección del flujo subterráneo debido a la depresión de los niveles o presiones en los
acuíferos, provocado por la explotación.
Las fuentes de alimentación que pueden aportar determinados caudales, como
recursos atraíbles, pueden ser tanto naturales como artificiales.
Las metodologías de pronóstico de captación de los recursos atraíbles son muy
variadas y en los mismos se incluyen cálculos analizados en el método de Balance.
Uno de los casos más frecuentes en la práctica hidrogeológica es la determinación de
recursos atraíbles desde fuentes representadas por ríos, para lo cual el esquema y las
fórmulas de cálculos aplicables son los siguientes:
251
�FIGURA 7.15. Atracción de recursos subterráneos por infiltración desde ríos.
Y la fórmula para evaluación de los recursos atraíbles será:
Qat. = K H B I m3/día (fórmula 7.78 correspondiente a recursos naturales)
En este caso, el parámetro B -longitud de cauce de río que infiltra los caudales que
formarán los recursos atraíbles deberá ser determinado con la mayor precisión posible
y para ello la fórmula recomendada es:
B=4
Qe L0
πq
m.
(7.94)
Donde:
Qe- caudal de explotación, m3/día
L0- distancia desde el centro del pozo o sistema de pozo hasta el río, m
π - coeficiente (= 3,1416)
q- caudal específico del flujo subterráneo en condiciones naturales, m3/día. m
q = KhI
I –gradiente del nivel de las aguas subterráneas.
Los cálculos antes descritos requieren la confirmación de que en realidad se producirá
una inversión de la dirección del flujo de las aguas subterráneas, para ello se requiere
determinar la distancia donde, en el proceso de explotación, se ubicará la línea neutral
del flujo de las aguas subterráneas en dirección al río, en este caso podemos
determinar esa distancia hasta la línea neutral del flujo, por fórmula de Drobnaxod
que corresponde al esquema de la Figura 7.15.
X0 =
Qe
2πq
(7.95)
Donde: X0- distancia desde el centro del pozo o sistema de pozos hasta la línea
neutral del flujo subterráneo en dirección al río, m.
252
�Los demás parámetros son los mismos que en la fórmula 7.94.
Cuando: X0 < L0 – No se ejecutará captación de recursos desde el río.
X0 > L0 - Se ejecutará atracción de recursos desde el río.
FIGURA 7.16. Esquema del flujo subterráneo durante explotación con definición de la
línea neutral del flujo.
7.7 Pronóstico de reservas de explotación de las aguas subterráneas por
grado de extraibilidad
Cuando el pronóstico de reservas de explotación tiene como objetivo determinar las
reservas totales de explotación de un territorio de dimensiones considerables (como
norma mayor que 1 000 km2) debemos considerar que en un territorio con tales
magnitudes, las condiciones hidrogeológicas pueden ser muy variadas, lo que
dificultaría sobremanera la aplicación, ya no solo de los métodos hidrodinámico e
hidráulico, sino que también, el propio método de balance representaría una
aplicación muy compleja; de tal forma, lo más recomendable es desglosar el territorio
en una red rectangular y crear bloques de dimensiones finitas o elementales con
determinadas dimensiones.
Lo establecido permite para el pronóstico asumir que en el centro de cada bloque se
ubicarán obras de toma de las aguas subterráneas, creándose condiciones para un
esquema de cálculos por régimen cuasi estacionario, ya que por la ubicación de las
obras de tomas en cada bloque, considerando su explotación, se desarrollará un
abatimiento constante, pues los límites de estos bloques reflejarán parteaguas
subterráneos que representarán las divisorias de las aguas en la red de bloques
creada, donde en todos los bloques se considera la explotación de las aguas
subterráneas al unísono.
253
�FIGURA 7.17. Red rectangular de bloques para evaluación de los recursos de aguas
subterráneas por su grado de extraibilidad.
La metodología descrita es aplicable también en áreas más pequeñas donde se tiene
una mayor efectividad y menos complejidad en la aplicación de la misma. Para la
ejecución del pronóstico de las reservas de explotación, en cada bloque de la red se
determinará el módulo de las reservas de explotación y dentro de lo posible su
desglose por tipo de reservas y recursos que lo forman, reflejados en la fórmula 7.1
que repetimos a continuación:
Qe = α
QN + α
1
2
Qn + α
3
Qa + α
4
Qa + Qat
Donde:
Me.b. = Mn. + MR + Ma + MA + Mat.
(7.96)
Donde: Me.b. – módulo de las reservas de explotación en cada bloque, l/seg. km2.
Mn- módulo de las reservas naturales en el bloque, l/seg. km2.
MN- módulo de los recursos naturales en el bloque, l/seg. km2.
Ma- módulo de las reservas artificiales en el bloque, l/seg. km2.
MA- módulo de los recursos artificiales en el bloque, l/seg. km2.
Mat.- módulo de los recursos atraíbles en el bloque, l/seg. km2.
Por definiciones de la ecuación general de las reservas de explotación en su expresión
de balance y las de reservas y recursos artificiales, así como de los recursos atraíbles,
podemos considerar que el coeficiente α para estas reservas y recursos será igual a 1
( α = 1), ya que todo el caudal que se utilizará en recarga del acuífero y el que será
atraído por la explotación, será captado por las obras de toma debido a la
configuración por red de bloques de las áreas que se evalúan.
De tal forma la expresión 7.96 tomará la siguiente forma:
Me.b.= α (Mn. + MN) + Ma + MA+ Mat.
(7.97)
El coeficiente α puede ser determinado por fórmula establecida para el caso analizado
donde:
α =
t
2
b
R
R
t +
ln b
r
2a
(7.98)
254
�Donde: α - coeficiente que caracteriza el grado de extraibilidad de las aguas
subterráneas.
t- tiempo previsto para la explotación, días.
Rb- radio del bloque, m.
a- conductividad o piezoconductividad de nivel de las aguas subterráneas,
m2/día.
r- radio del pozo o gran pozo formado por un sistema de pozos, m.
Pasos a seguir:
1- Tomando como base el mapa de trasmisividad del territorio se determina la
ubicación más racional de la red. El paso de la red rectangular recomendable se
selecciona a partir de la condicional que se obtendrá de un régimen cuasi-estacionario
o no estacionario de la filtración en el acuífero durante el proceso de explotación
(dentro del bloque de la red), con un radio del bloque Rb, por lo tanto y precisamente,
para este caso, es efectiva la ecuación 7.98 para tales condiciones:
Rb ≈ 0,8 at
Donde:
a- conductividad o piezoconductividad de nivel de las aguas subterráneas,
m2/día
t- período de explotación previsto, días
Para los cálculos es recomendable tomar como paso de la red A = 5-30 km. para lo
que se puede considerar Rb = 0,5 A y un sistema de pozos con radio,
r = 0,12 Rb.
2- En cada bloque de la red se determina el valor medio de la potencia acuífera (H) y
el descenso máximo admisible (Sad.), para el que se propone la expresión:
Sad. = Ψ H
(7.99)
Donde: Ψ - coeficiente de abatimiento admisible, en cada bloque tendrá un valor
determinado en dependencia de las condiciones hidrogeológicas
existentes y el porciento de potencia acuífera que podrá ser desecado, de
tal forma 0 < Ψ ≤ 0,7, considerando que en determinadas condiciones
de alimentación anual los acuíferos pueden ser desecados hasta el 70 %
de su potencia.
3- Las reservas naturales expresadas en forma modular pueden ser determinadas por
la siguiente expresión:
Mn =
Ψ µH
t
(7.100)
Donde: µ - entrega de agua de las rocas acuíferas
t- período considerado para la explotación
Para obtener de forma directa el módulo de las reservas naturales en l/seg. km2, se
propone emplear el coeficiente 1,1574 (para t = 104 días), con lo cual:
Mn = 1,1574 ΨµHS ad .
(7.101)
255
�4- Los recursos naturales se determinan en correspondencia con el método que más
se ajuste a las condiciones existentes, expuestos en el presente capítulo, con lo que
se determina el módulo de recursos naturales por bloque en l/seg. km2, relacionando
los recursos evaluados con el área del bloque.
Los recursos atraíbles se evalúan por métodos hidrodinámicos con límites de
alimentación en el bloque de la red, calculando la infiltración que se tendrá al
producirse el abatimiento de los niveles y relacionando el caudal que se obtenga con
el área del bloque.
Cuando el límite de alimentación dentro del bloque esté representado por ríos se
podrá emplear la fórmula establecida por Bindeman.
Para acuíferos freáticos: q =
K (Y 2 − H 2 )
2H
Para acuíferos artesianos: q =
KH 0
L
(7.102)
(7.103)
Donde: q- caudal de infiltración por m. De longitud del río. m3/día. m.
K- coeficiente de filtración del estrato acuífero relacionado con el río, m /día.
Y- altura desde el lecho del acuífero hasta el nivel del agua en el río, m.
H- potencia acuífera considerando el abatimiento de explotación en el bloque,
m.
H0 – profundidad desde el nivel del agua en el río hasta el nivel del agua en el
centro del bloque (centro de gran pozo – nivel dinámico asumido), m.
L – distancia desde el río hasta el centro de la obra de toma en el centro del
bloque, m.
El caudal total de los recursos atraíbles en el bloque será:
Qat. = B*q
(7.104)
Donde:
B; longitud total del río dentro de los límites del bloque, m.
El módulo de los recursos atraíbles será el caudal obtenido relacionado con el área del
bloque.
Después de obtenido los distintos módulos de las reservas y recursos presentes en el
área se podrá determinar las reservas de explotación de los bloques que será:
Qe.b.= Me.b. * F
(7.105)
Me.b. – módulo de las reservas de explotación en el bloque, l/seg. km2.
F – área de extensión del bloque, km2.
Las reservas totales de explotación corresponderán con la sumatoria de las reservas
de explotación de todos los bloques de la red que ocupa el área de evaluación y
estarán dadas por la expresión:
Qe =
n
∑Q
e.b.
(7.106)
1
n – número de bloques.
La metodología antes descrita por los abatimientos que se asumen en el centro de
cada bloque de la red permite que se pueda establecer la red del flujo subterráneo
256
�para todo el territorio evaluado para el final del periodo de explotación previsto, por lo
que este método permite, también, pronosticar la situación de los niveles de las aguas
subterráneas, representada por mapa de hidroisohipsas o hidroisopiezas.
7.8 Categorías y etapas de los estudios hidrogeológicos para la evaluación de
las reservas de explotación de las aguas subterráneas
Por categorías de estudios hidrogeológicos se define el grado de detallamiento de las
condiciones geológicas e hidrogeológicas de un territorio determinado, establecidas
por los resultados de todo un complejo de trabajos programados y ejecutados en
correspondencia con el objetivo y alcance del estudio.Los estudios hidrogeológicos los
podemos clasificar en: preliminares y detallados.
Estudios preliminares: tienen como principal objetivo definir las perspectivas
hidrogeológicas de un territorio o cuenca subterránea determinada, con el fin de
garantizar la fundamentación de programas de investigación con mayor detallamiento,
para satisfacer la demanda de agua subterránea en volumen y calidad de objetivos
existentes en el territorio de estudio o próximo a él.
Los estudios preliminares se dividen en:
•
Estudios regionales
•
Estudios zonales
Estudios regionales: Responden a tareas regionales que tienen como objetivo
esclarecer la condiciones geológicas e hidrogeológicas generales del territorio de
estudio, con vista a definir las perspectivas hidrogeológicas y de forma orientativa,
los posibles yacimientos de las aguas subterráneas, mediante evaluaciones de las
reservas de explotación, sin considerar la vinculación de estas a objetivos
concretos de abasto.
Los estudios regionales, generalmente abarcan áreas superiores a los 1 000 km2.
Las investigaciones en estos estudios se ejecutan a escala 1:100 000 para
presentar sus resultados a escala 1 250 000 o 1: 100 000, en dependencia de la
complejidad hidrogeológica del territorio estudiado y área de estudio. Las reservas
de explotación de las aguas subterráneas se evalúan en categorías pronóstico P y
C2.
Las etapas de los estudios regionales podemos establecerlas correspondiendo con
el alcance, contenido y ordenamiento en tiempo y espacio de los trabajos en las
siguientes:
1. Etapa de documentación: En esta etapa se ejecutará la búsqueda, recopilación y
ordenamiento de todos los datos existentes sobre geología, hidrogeología,
geomorfología, climatología, etc.
2. Etapa de exploración: El inicio de esta etapa incluye la confección de un
programa preliminar que prevea trabajos de levantamiento y geofísicos, dirigidos
a la obtención de datos preliminares de las zonas que no presentan información de
algunos o todos los aspectos necesarios para el trabajo futuro. Al culminar este
trabajo o etapa se procesan todos los datos disponibles y los resultados se reflejan
en mapas, generalmente, a escala 1: 250 000.
3. Etapa de programación para prospección: En esta etapa se confecciona el
programa de todos los trabajos necesarios conjuntamente con el cronograma de
ejecución, incluyendo los trabajos de laboratorios y gabinete.
4. Etapa de prospección: En esta etapa corresponde la ejecución de todos los
trabajos previstos de acuerdo con el cronograma, culmina la etapa del
257
�procesamiento de todos los datos de laboratorio y campo; culminará con la
confección del informe técnico correspondiente.
Estudios Zonales: Estos estudios responden a tareas de carácter general que
tienen como objetivo esclarecer las principales características hidrogeológicas del
territorio de estudio; definen los yacimientos y horizontes acuíferos perspectivos,
sus características generales y principales factores de alimentación, con vista a
definir las áreas más perspectivas para un futuro detallamiento de las mismas.
Con las áreas perspectivas que se definan se vinculan las necesidades de abasto de
objetivos existentes o previstos en el territorio. El área de estos estudios
generalmente abarca un territorio menor de 1 000 km2; las investigaciones de
estos estudios se ejecutan a escala 1: 50 000, para presentar sus resultados a
escala 1: 100 000 o 1: 50 000, en dependencia de la complejidad hidrogeológica
del territorio y dimensiones del área de estudio. Las reservas de explotación de las
aguas subterráneas se evalúan en categorías C2 y C1. Las etapas de los estudios se
establecen sobre la base de los trabajos a ejecutar, fundamentado por datos de
estudios regionales precedentes.
Las etapas de investigación son las siguientes:
1. Etapa de exploración: En esta etapa se confecciona el programa de
investigaciones, y se incluye el levantamiento hidrogeológico con fines de
establecer la escala correspondiente a las características del territorio. El
levantamiento se ejecutará al finalizar esta etapa, con el procesamiento de los
resultados obtenidos, de ser necesario, se modificará el programa de
investigación; al cual se le añadirá el cronograma de ejecución de los trabajos
programados.
2. Etapa de prospección: En esta etapa, en correspondencia con el cronograma de
ejecución, se realizarán todos los trabajos programados. Concluirá esta etapa con
la elaboración del informe técnico correspondiente.
3. Estudios detallados: Estos estudios se ejecutan respondiendo a tareas concretas
para abasto a objetivos definidos (existencia o programados). Estos estudios,
generalmente, abarcan territorios con áreas menores de 500 km2, aunque pueden
ser mayores. El objetivo principal de estos estudios es detallar las condiciones
hidrogeológicas y de alimentación de los acuíferos, yacimientos, tramos de cuencas
y cuencas subterráneas, determinando los volúmenes (o caudales) de las reservas
de explotación que satisfagan las necesidades de demanda planteadas de un
objetivo concreto o conjunto de objetivos que puedan presentar diferencias en
cuanto a la exigencia de la calidad del agua requerida y régimen de explotación.
Los estudios detallados se fundamentarán en resultados de estudios preliminares
precedentes. De acuerdo con la complejidad geológica e hidrogeológica del
territorio los estudios detallados se dividen en simples y complejos.
Estudios simples: se ejecutarán a escala 1: 25 000, los resultados se reflejarán a
escala 1: 50 000.
Estudios complejos: se ejecutarán a escala 1: 10 000 – 1: 25 000, los resultados
se reflejarán a la misma escala en concordancia con la complejidad y dimensiones
del área de estudio.
Las evaluaciones de las reservas de explotación de las aguas subterráneas se
ejecutarán en categorías de proyecto A y B.
Los principales aspectos a detallar en estos estudios son:
•
Condiciones de yacencia y distribución de los horizontes acuíferos.
258
�•
Características de las fuentes de alimentación y condiciones de formación
de las mismas.
•
Relación hidráulica entre los horizontes acuíferos existentes (en planta y
perfil) e interrelación entre las aguas subterráneas y superficiales
(incluyendo las precipitaciones atmosféricas).
•
Definición de las reservas y recursos (naturales y artificiales) de las aguas
subterráneas en los tramos previstos para la explotación.
•
Caudales de las reservas de explotación en las categorías evaluadas, con la
determinación de los límites del área que corresponda a cada categoría.
•
Detallamiento de la calidad de las aguas subterráneas y de las fuentes de
alimentación.
•
Detallamiento del régimen de las aguas subterráneas en condiciones
naturales y pronóstico del mismo durante el proceso de explotación.
•
Características geológicas de los tramos recomendados para la explotación.
•
Factores que pueden influir en la calidad de las aguas durante el proceso de
explotación.
•
Pronóstico de la consecuencia de la explotación de las aguas subterráneas
sobre el medio circundante.
•
Necesidad y posibilidad de creación de las zonas sanitarias de protección de
las aguas subterráneas y delimitación de estas zonas.
En correspondencia con los estudios que pueden preceder a los estudios
detallados, alcance y contenido de los mismos, las etapas de las investigaciones
en esta categoría de estudio son:
•
Estudios detallados simples
Etapa de documentación y programación: Se recopilarán todos los datos existentes
sobre geología, hidrogeología, tectónica, geomorfología, hidrología, climatología;
se ejecutarán interpretaciones fotogeológicas y de observaciones del régimen de
las aguas subterráneas; se confeccionará el programa de las investigaciones y
trabajos a ejecutar, incluyendo levantamiento geológico detallado en la escala
correspondiente; además se anexará cronograma de ejecución.
Etapa de exploración: Se ejecutarán todos los trabajos programados de acuerdo
con el cronograma de ejecución.
Etapa de gabinete: esta etapa comenzará durante le ejecución de la etapa de
exploración y culminará con la confección del informe técnico–evaluativo
correspondiente.
•
Estudios detallados complejos
La ejecución de las investigaciones en estos estudios se realizará en las siguientes
etapas:
Etapa de documentación – programación preliminar: Se recopilarán todos los datos
existentes sobre geología, hidrogeología, tectónica, geomorfología, petrografía,
climatología; se ejecutarán análisis e interpretaciones fotogeológicas; se
confeccionará el programa de las investigaciones y trabajos a ejecutar en la escala
correspondiente; además se anexará cronograma de ejecución de los trabajos.
259
�Etapa de búsqueda: Se ejecutarán todos los trabajos preliminares programados de
acuerdo con el cronograma confeccionado. Paralelo a la ejecución de los trabajos
se ejecutará el procesamiento de datos de laboratorio y campo.
Etapa intermedia de gabinete: Esta etapa se iniciará durante la etapa de
búsqueda; en la misma se culminará el procesamiento de todos los datos
obtenidos y terminará con la confección de un informe preliminar que incluirá el
programa de trabajos complementarios necesarios para el total detallamiento del
territorio de estudio; incluirá el cronograma de ejecución de los mismos.
Etapa de exploración detallada: Se ejecutarán todos los trabajos programados de
acuerdo con el cronograma de ejecución; durante la ejecución de los trabajos se
iniciará el procesamiento de datos que se obtengan en investigaciones de campo y
laboratorios.
Etapa final de gabinete: Esta etapa culminará en el procesamiento e interpretación
de todos los datos obtenidos; se ejecutarán todos los cálculos y terminará con la
confección del informe técnico – evaluativo correspondiente.
260
�Capítulo 8 PROTECCIÓN Y CONSERVACIÓN DE ACUÍFEROS EN EXPLOTACIÓN
8.1 Aspectos generales
En toda investigación hidrogeológica destinada a la evaluación de las reservas de
explotación de las aguas subterráneas o determinación de caudales de explotación de
pozos, con el objetivo de abasto de aguas potables, riego, abasto a industrias, etc. o
evaluaciones regionales sin usuarios definidos, debe esclarecerse la existencia o no de
aguas no condicionales dentro del área de investigación o próximo a ella, de existir
esta agua, es indispensable ejecutar el pronóstico de la posibilidad de captación de las
mismas, así como el pronóstico de la calidad durante el periodo de explotación.
Para el pronóstico de la calidad del agua subterránea durante el periodo de
explotación deben considerarse los siguientes aspectos:
-
Esclarecer las posibilidades de atracción de aguas no condicionales.
-
Definir las magnitudes de mineralización o las concentraciones máximas de
elementos dañinos y no deseables que puedan alcanzarse con la mezcla de aguas
condicionales y no condicionales.
-
Definir el tiempo a partir del cual comenzará el movimiento de las aguas
condicionales hacia las tomas de agua, o definir la distancia que recorrerán las
aguas no condicionales hacia esas tomas durante la explotación.
-
Pronosticar el cambio que producirá en la calidad del agua en tiempo, a partir del
momento en que comienzan a ser captadas por las tomas de aguas las primeras
porciones de aguas no condicionales, hasta el final del período previsto de
explotación.
-
Fundamentar las medidas a tomar para la protección de las tomas de aguas contra
la penetración o captación de aguas no condicionales durante la explotación.
Las condiciones hidrogeológicas en la naturaleza son muy variadas y prácticamente en
cada caso en específico se requerirá de un esquema de cálculos y fórmulas para el
pronóstico, por ello, con vista a simplificar las condiciones naturales a esquemas o
modelos de cálculos con los cuales puedan obtenerse datos que permitan ejecutar los
pronósticos requeridos con un grado de confiabilidad aceptable, en la mayoría de los
casos las metodologías y esquemas de cálculos se basan en la esquematización del
flujo del agua subterránea asumiendo las siguientes condiciones:
-
El flujo natural es homogéneo.
-
El régimen de filtración es estacionario, teniendo en cuenta que con la existencia
de este régimen está comprobado que la velocidad de filtración es mayor que en
régimen no estacionario para condiciones de filtración análogas.
-
La migración de elementos naturales y artificiales de contaminación en los estratos
se efectúa por desplazamiento convectivo, con muy poca influencia de la difusión
molecular y absorción.
-
Las aguas condicionales y no condicionales son líquidos homogéneos con una
viscosidad y densidad condicionalmente equiparable, y la atracción de un líquido
por otro se ejecuta mediante el proceso con esquema de pistón. Este proceso de
atracción está suficientemente fundamentado para rocas y sedimentos porosos
relativamente homogéneos.
261
�En capas estratificadas y agrietadas, sobre todo para las rocas carsificadas, donde
existen anisotropías considerables en los procesos de filtración, el esquema de
“pistón” en los cálculos solo puede considerarse de forma orientativa en
dependencia del grado de anisotropía.
8.2 Pronóstico de captación de aguas no condicionales o contaminadas
durante la explotación de aguas subterráneas
8.2.1 Yacencia de aguas no condicionales bajo las aguas condicionales
En caso de que se explote un acuífero con aguas condicionales sobre aguas no
condicionales (aguas dulces sobre aguas saladas), podrá evitarse la captación de las
aguas no condicionales cuando el descenso del nivel del agua en la obra de toma y los
caudales se defina por el abatimiento máximo admisible.
Las condiciones con las cuales puede evitarse la captación de aguas no condicionales
están dadas por la expresión propuesta por Milionshikov:
Sm.a. ≤ ( γ n − γ c ) Hc
(8.1)
Donde: Sm.a. – abatimiento máximo admisible del nivel del agua, m.
γ c ;γ n - densidad de las aguas condicionales y no condicionales respectivamente,
gr. /cm3.
γ =
P
, P- peso del agua con volumen V. gr/cm3.
V
Hc- potencia (espesor) de la lámina de aguas condicionales, m.
FIGURA 8.1. Aguas no condicionales ubicadas bajo las aguas condicionales. 1. Obra
de tomas en aguas condicionales con caudal Q; Límite entre aguas
condicionales y no condicionales; Hc. Espesor del acuífero con aguas
condicionales; Hn. Espesor del acuífero con aguas no condicionales; Cc y
Cn. Mineralización o concentración de elementos individuales
correspondientes a las aguas condicionales y no condicionales
respectivamente; l. Longitud del filtro.
En caso de que por algún motivo exista la necesidad de explotación de las aguas
condicionales violando lo establecido para el abatimiento máximo admisible y que el
acuífero pueda considerarse ilimitado (que el radio de influencia calculado para el
periodo de explotación sea más de tres veces menor que la distancia hasta límites
262
�geológicos, cambios de permeabilidad, de alimentación o impermeables), el tiempo en
que comenzarán a ser captadas por las obras de toma, las primeras partículas de
aguas no condicionales, a partir del inicio de la explotación se pronostica considerando
las condiciones existentes, en estas condiciones analizaremos el caso más frecuente
que es cuando las aguas no condicionales presentan una potencia mayor que las
aguas condicionales y puede considerarse que el acuífero en toda su potencia
presenta propiedades de filtración homogéneas, en este caso:
T=
2πn(H c − l)
1
3Q(1 − )
(8.2)
β
Donde: n- porosidad activa de las rocas (entrega de agua).
Hc- potencia de la lámina de aguas condicionales, m.
l- largo del filtro, m.
Q- caudal total de explotación, m3/día.
β - coeficiente de imperfección de la obra de toma en dependencia de la
magnitud τ y τ =
l
y se determina de la Tabla 8.1
H
H- potencia total del acuífero, m.
Tabla 8.1. Valores del coeficiente
β
τ
0,05-0,1
0,1-0,2
0,2-0,4
0,4-0,6
0,6-0,8
β
3
1,7
1,4
1,3
1,1
La concentración máxima de determinados elementos por mezcla de las aguas podrá
ser pronosticada aplicando la siguiente fórmula:
Cmax. = Cn – (Cn – Cc)
Hc
H
(8.3)
Donde: Cn; Cc – mineralización o concentración de determinado elemento en aguas no
condicionales y condicionales, respectivamente.
Hc – potencia de la lámina de agua condicional, m.
H - potencia total del acuífero, m.
A partir del momento en que a las obras de toma comiencen a llegar las primeras
partículas de aguas no condicionales deberá pronosticarse la calidad del agua para el
periodo de explotación complementario o para un tiempo posterior determinado.
El incremento de la mineralización de las aguas o concentración de un elemento
determinado se desarrolla generalmente en un proceso muy lento.
En condiciones de atracción de aguas no condicionales, desde la parte inferior del
acuífero, por obras de tomas imperfectas (no atraviesan toda la potencia acuífera),
que trabajen en condiciones de potencia limitada (Hc
≥ 0,7H ...y
l
≤ 0,3 ), la
H
263
�mineralización del agua o concentración de determinados elementos en un tiempo t
f T se calcula por la fórmula:
⎡ 1
C = Cn – (Cn – Cc) ⎢
⎣β
+ (1 +
1
β
)3
T ⎤
⎥
t ⎦
(8.4)
t- período de tiempo para el que se ejecuta el cálculo a partir del tiempo T de
llegada de las primeras partículas de aguas no condicionales a las obras de toma, m.
En estratos acuíferos de grandes potencias, cuando la posición del lecho del acuífero
no influye en el movimiento ascendente de las aguas no condicionales, los cálculos se
ejecutan por la fórmula siguiente:
C = Cn – (Cn – Cc)
3
T
t
(8.5)
8.2.2 Existencia de aguas no condicionales en posición lateral a la ubicación
de las aguas condicionales
La atracción de aguas no condicionales en planta, desde posición lateral, se evalúa
sobre la base de la construcción y análisis de la red hidrodinámica del flujo en la zona
de influencia de la obra de toma.
Durante el proceso de explotación de las aguas subterráneas, alrededor de las obras
de toma se forma un campo de filtración, en el límite, del cual se pueden definir dos
zonas delimitadas por la línea neutral del flujo subterráneo. Estas zonas tienen las
siguientes características:
Zona I: Ocupa el espacio entre la línea neutral del flujo subterráneo y la obra de
toma.
En esta zona todas las líneas de flujo tienen un punto de convergencia común en la
obra de toma.
Zona II: Las aguas en esta zona no son captadas por las obras de toma. Todas las
línea del flujo en esta zona pasan a lo largo de la zona I, que representa el área de
influencia de la obra de toma.
Con la existencia en planta de aguas no condicionales, si las mismas se encuentran
relacionadas con la Zona I, podrán ser atraídas por la obra de toma, incluyendo
aquellas que se encuentren a grandes distancias.
Las aguas no condicionales relacionadas con la Zona II no serán atraídas por la obra
de toma, aunque siempre existe la posibilidad de que por el proceso de migración de
las aguas subterráneas, durante una explotación prolongada, estas aguas sean
atraídas si la ubicación de las mismas es aguas arriba de la obra de toma, en dirección
convergente con la dirección del flujo.
La distancia a partir de la cual las aguas no condicionales pueden ser atraídas por la
obra de toma (aguas relacionadas con la Zona I) está en dependencia directa con las
condiciones de límites del acuífero y la distancia de esta agua hasta las obras de
toma. A continuación analizaremos algunos de los casos más frecuentes, aplicando
pronósticos establecidos por Drobnaxod, Yazvin y Boriévski.
Cuando existe el peligro de atracción de aguas no condicionales por las obras de toma
durante el proceso de explotación debe calcularse el tiempo en que las primeras
partículas de aguas no condicionales comenzarán a llegar a las obras de toma a partir
del inicio de la explotación, considerando que la explotación se desarrollará de forma
264
�permanente (sin interrupción) y sin que se produzca alimentación del acuífero
adicional a las consideradas en los cálculos.
1. Acuífero ilimitado
Se considera acuífero ilimitado cuando el radio de influencia calculado de obras de
tomas en aguas subterráneas para el periodo de explotación, es menor de tres veces
la distancia hasta el límite geológico, de permeabilidad o de alimentación más próximo
(Figura 8.2).
FIGURA 8.2. Acuífero ilimitado. 1. Líneas del flujo; 2. Línea neutral del flujo; 3. Límite
de las aguas no condicionales; Ln. Distancia desde la obra de toma hasta
las aguas no condicionales; X1. Distancia dentro de la cual se producirá
la atracción de aguas no condicionales.
En este caso, la distancia en sentido contrario a la dirección del flujo a partir de la cual
las aguas no condicionales podrán ser atraídas está definida por la fórmula:
X1 = -
Y
2πqY
)
tg(
Q
(8.6)
Donde: X1- distancia a partir de las obras de tomas dentro de la cual podrán ser
captadas aguas no condicionales, m.
Y- Distancia a ambos lados del eje que pase por el centro de las obras de toma,
al final de la distancia X1, en dirección contraria a la dirección del flujo subterráneo,
por donde pasará la línea neutral del flujo, con intersección de la línea neutral del
flujo en ordenadas C y C1, m.
± Y=
Q
2q
(8.7)
Q – Caudal de explotación de las obras de toma, m3/día.
q– caudal unitario del flujo subterráneo en condiciones naturales, m3/ día. m.
q = KHI
(8.8)
K- coeficiente de filtración de las rocas acuíferas, m/día.
265
�H- potencia acuífera, m.
I- gradiente hidráulico del flujo subterráneo.
La distancia entre la obra de toma y la línea neutral del flujo subterráneo en dirección
coincidente con la dirección del flujo subterráneo estará dada por la expresión:
X0 =
Q
2πq
(8.9)
La distancia entre las obras de toma y la línea neutral del flujo en sección transversal
a la dirección del flujo subterráneo está dada por la expresión:
Q
4q
± Y0 =
(8.10)
El tiempo en que podrán comenzar a llegar a las obras de tomas las primeras
partículas de aguas no condicionales se podrán pronosticar por la expresión:
T =
nH
q
⎡
⎛ Ln
⎞⎤
+
1⎟⎟⎥
⎢ Ln −
X
1 ⎜ ⎜
⎢⎣
⎝
X
0
⎠⎥⎦
(8.11)
Donde: n y H – porosidad activa (o entrega de agua) y potencia acuífera total
respectivamente.
q- Caudal específico del flujo subterráneo, m3/ día. m.
Ln, - distancia desde el centro de las obras de toma hasta las aguas no
condicionales.
X1, X0 – distancias referidas en la Figura 8.2 y se determinan por las fórmulas
analizadas para ello.
En la práctica se obtienen también resultados confiables aplicando la expresión:
T =
πnHL2n
Q
(8.12)
2. Acuíferos semilimitados
1er Caso. Acuífero semilimitado con una frontera o límite con carga constante (de
alimentación) y dirección del flujo subterráneo desde la dirección de ubicación
de las obras de toma hacia esa frontera (Figura 8.3).
266
�FIGURA 8.3. Acuífero con un límite de alimentación y dirección del flujo en dirección
al límite de alimentación. 1. Líneas del flujo; 2. Línea neutral del flujo; 3.
Límite de las aguas no condicionales; L0. Distancia desde la obra de
toma hasta las aguas no condicionales; X1. Distancia a partir de la cual
se producirá la atracción de las aguas no condicionales. ← . Dirección
del flujo subterráneo.
En este caso la distancia X1 se calcula para el sentido contrario a la dirección del flujo,
utilizando para ello la fórmula:
X1 =
L0 − Y0 +
2L0Y
2π qY
tg(
)
Q
(8.13)
donde: L0 , Y0 – Distancia desde el centro de la obra de toma hasta la frontera de
alimentación y desde el eje central del esquema de flujo, por el centro
de la obra de toma y en posición transversal a ese eje, hasta la línea
neutral del flujo en la frontera de alimentación, respectivamente.
Los valores de Y0 en la frontera de alimentación se calculan por la fórmula:
± Y 0 = L=
Q
−1
πL0 q
(8.14)
Los valores ± Y para definir la posición de la línea neutral del flujo en el extremo de la
distancia X1 se calculan por la fórmula (8.6).
El tiempo en que comenzarán a llegar las aguas no condicionales a las obras de toma
podrá ser determinado por la fórmula:
T=
nH
q
⎡
X 12 − L20 ( X 1 + L0 )(X 1 − Ln ) ⎤
L
L
ln
−
−
⎢ 0
⎥
n
2X 1
( X 1 − L0 )(X 1 + Ln ) ⎦
⎣
(8.15)
Los parámetros L0; Ln y X1 se toman del esquema de cálculo y valores determinados
para:
267
�2do Caso. Acuífero semilimitado con una frontera con carga constante (de
alimentación) y dirección del flujo natural de las aguas subterráneas, es a partir de
esa frontera hacia la posición de ubicación de las obras de toma, con aguas no
condicionales ubicadas al otro lado de las obras de toma, en dirección del flujo
subterráneo (Figura 8.4). 0 sea la intersección de la línea neutral del flujo con el eje
de las X en dirección coincidente con el flujo, así como la distancia ± Y0 para definir el
trazado de la línea neutral del flujo. Por las condiciones de este caso Y = 0 y X1 = X0.
FIGURA 8.4. Acuífero con un límite de alimentación y dirección del flujo subterráneo
a partir de este límite. 1. Línea del flujo; 2. Línea neutral del flujo; 3.
Límite de las aguas no condicionales; L0. Distancia desde la obra de
toma hasta la fuente de alimentación con carga constante; Ln. Distancia
desde la obra de toma hasta las aguas no condicionales; X0. Distancia
dentro de la cual se producirá la atracción de aguas no condicionales.
Dirección del flujo.
En este caso, el interés principal lo representa el cálculo de la distancia:
X0 = L0
Q
+1
πL0 q
(8.16)
Los valores de Y0 se determinan por la fórmula:
± Y0 = 2
QL0
πq
(8.17)
El pronóstico del tiempo en que podrán comenzar a llegar las primeras partículas de
aguas no condicionales a las obras de tomas puede ser ejecutado por la fórmula:
T=
πnHL20 ⎡
3
⎛ Ln ⎞
L ⎤
⎢2 + ⎜ ⎜ ⎟⎟ − 3 n ⎥
3Q ⎢ ⎝ L0 ⎠
L0 ⎥
⎣
⎦
(8.18)
Donde los parámetros n, H, L0, Ln, Q son idénticos a los casos anteriores.
268
�En los casos, cuando la atracción de aguas no condicionales es lateral y la yacencia de
estas aguas es en forma de cuña que abarca todo el espesor del acuífero, el esquema
para la determinación de la concentración máxima de determinados elementos será
según la Figura 8.5.
FIGURA 8.5. Aguas no condicionales en cuña en todo el espesor acuífero. 1. Pozo. 2.
Límite entre aguas condicionales y no condicionales; H. Espesor total del
acuífero.
En estos casos, el pronóstico de concentración máxima de determinados elementos
podrá ser asumido como la mezcla de esos elementos en aguas condicionales y no
condicionales y la misma podrá ser determinada por la fórmula siguiente:
Cmax. = Cn - (
C n − Cc
π
)arc.cos
T
t
(8.19)
Donde t es el periodo de tiempo para el que se ejecuta el cálculo de concentración
máxima a partir del tiempo T de inicio de llegada de las primeras partículas de aguas
no condicionales a las obras de tomas.
8.3 Principales medidas para contrarrestar la captación de aguas no
condicionales
Existen casos, en que por necesidades sociales, económicas, etc., es necesario llevar
a cabo la explotación de las aguas subterráneas, a pesar del peligro real de
contaminación por aguas no condicionales para las aguas condicionales presentes; en
tales ocasiones, debe preverse la protección del área acuífera con aguas condicionales
donde están ubicadas las obras de toma.
Considerando los distintos casos de yacencia de aguas no condicionales analizados en
este capítulo, a continuación presentamos las medidas de protección que con más
frecuencia se emplean en la práctica de explotación de acuíferos que reportan
resultados satisfactorios.
1er Caso: Cuando las aguas no condicionales yacen bajo las aguas condicionales.
De acuerdo con los resultados que en la práctica han sido obtenidos no se llevará a
efecto la atracción de aguas no condicionales si se cumplen los requisitos planteados
para la fórmula 8.1. En casos de acuíferos que pueden ser considerados homogéneos
y exista la necesidad de incumplimiento de los requisitos mencionados deberá
preverse la construcción de obras de toma en las aguas no condicionales y su
explotación (Figura 8.6), manteniendo la siguiente relación:
269
�Qc
H
= λ ≤ c
Qn
Hn
(8.20)
Donde: Qc: caudal total de la obra de toma en aguas condicionales.
Qn: caudal total de la obra de toma en aguas no condicionales.
λ : coeficiente regulador.
Hc: potencia de la lámina de aguas condicionales.
Hn: potencia de la lámina de aguas no condicionales.
Cuando: λ f
Hc
, en el transcurso del tiempo comenzará la atracción de aguas no
Hn
condicionales por la obra de toma en aguas condicionales.
Cuando: λ p
Hc
, en el transcurso del tiempo comenzará la atracción de las aguas
Hn
condicionales por la obra de toma en aguas no condicionales.
Cuando: λ =
Hc
, entonces se ejecutará la extracción independiente de las aguas
Hn
condicionales y aguas no condicionales por las obras de tomas respectivas, sin
que se rompa el equilibrio existente entre ellas, según esquema de la Figura 8.6.
FIGURA 8.6. Aguas no condicionales bajo las aguas condicionales.
2do Caso: Cuando las aguas no condicionales se encuentran ubicadas en zonas
aledañas (por su yacencia en planta) a las aguas condicionales, y el límite entre ellas
puede considerarse simétrico (en línea recta), (Figura 8.7), entonces la medida más
recomendable, contra la atracción de aguas no condicionales por las obras de toma en
aguas condicionales, será la construcción de obras de tomas en las aguas no
condicionales en forma simétrica a la ubicación de la obra de toma en aguas
condicionales referente al límite entre ambas.
270
�La obra de toma en aguas no condicionales deberá explotarse con el mismo caudal
que las obras de toma en aguas condicionales, Qn = Qc.
FIGURA 8.7. Límite en planta de las aguas no condicionales. Cc. Existencia de aguas
condicionales; Cn. Existencia de aguas no condicionales; Lc, Ln. Distancia
desde el límite entre aguas condicionales y no condicionales hasta los
pozos ubicados en esta agua; Ln = Lc.
3er Caso: Cuando la existencia de aguas no condicionales es debido a la proximidad
del mar, o aguas no condicionales en forma de cuña en los límites con aguas
condicionales, en este caso puede tenerse la ubicación de esta agua tanto en planta
como en perfil.
El método más eficaz para comprimir y desplazar las aguas no condicionales es la
recarga artificial ubicada entre las obras de toma en aguas condicionales y límite en
planta de las aguas no condicionales. Esta recarga deberá efectuarse sobre el límite
de las aguas no condicionales en perfil (Figura 8.8).
El método será efectivo cuando el caudal de recarga con aguas condicionales sea igual
o superior al caudal de explotación de las obras de toma en aguas condicionales.
FIGURA 8.8. Límite de aguas no condicionales en forma de cuña con posición del
límite tanto en planta como en perfil. 1. Límite entre las aguas no
condicionales y condicionales; 2. Pozo en aguas condicionales con
caudal Q0; 3. Pozo u otra obra de inyección de aguas condicionales en
aguas no condicionales con caudal Q1, (Q0 ≤ Q1).
271
�4to Caso: Cuando el peligro de atracción de aguas no condicionales es tanto desde
aguas no condicionales, que yacen bajo las aguas condicionales, así como desde
zonas aledañas en los laterales de las obras de toma en aguas condicionales, entonces
las medidas a tomar serán la combinación de los métodos expuestos anteriormente.
8.4 Zonas de
subterráneas
protección
sanitaria
de
las
obras
de
toma
en
aguas
Las zonas sanitarias, en obras de toma ubicadas en aguas condicionales con fines
para abasto de acueductos y, sobre todo, para fines de aguas potables, son
imprescindibles para la garantía de la calidad de las aguas en prevención de posibles
impactos contaminantes o degradantes de los acuíferos y que pueden resultar nocivos
a la salud.
En la práctica, para desarrollar una explotación racional es necesario definir las zonas
de protección sanitaria para garantizar la calidad de las aguas en todo el proceso de
explotación para el período establecido de uso de las obras de toma. De tal forma,
para dar respuesta a estos requerimientos se han definido dos zonas de protección
fundamentales que presentan las siguientes características:
1ra Zona- de régimen estricto: se establece alrededor de las obras de toma con un
radio no menor que 30 m en caso de acuíferos con aguas artesianas (confinadas),
previendo que el acuífero cuenta con una capa impermeable que lo protege desde la
superficie y no menos de 50 m en obras de tomas ubicadas en acuíferos freáticos en
los que el acuífero está expuesto directamente a los posibles procesos que se puedan
desarrollar en la superficie del terreno.
Esta zona debe ser delimitada y protegida por un cercado que garantice el acceso
limitado a la misma. Dentro de esta zona no debe verterse ningún tipo de elemento
contaminante químico o bacteriano (incluyendo materia orgánica) y en la misma el
suelo debe estar sembrado de plantas que eviten la erosión del terreno.
2da Zona- de restricción: Se relaciona con el territorio limítrofe de la zona de régimen
estricto. Los límites de esta zona deben estar definidos sobre la base del área de
acuífero donde las aguas subterráneas fluirán hacia las obras de toma durante la
explotación y que estará delimitada por la línea neutral del flujo. Esta línea neutral del
flujo deberá estar definida por los cálculos analizados anteriormente en el epígrafe
8.2.2 y esquemas determinados para acuíferos ilimitados y semilimitados.
Dentro de los límites de esta zona debe prohibirse el trabajo de excavaciones que
puedan provocar la destrucción de la capa protectora del acuífero (en zona no
saturada); se prohíbe la construcción de campos de infiltración de elementos
contaminantes; se regulan los trabajos de construcción; se le da condiciones
sanitarias a la población que aquí resida en los requisitos indispensables; se prohíbe el
almacenamiento de desechos, tanto líquidos como sólidos, así como de depósitos de
excrementos animales; se condiciona el empleo de fertilizantes tóxicos que se utilizan
en la agricultura y otras restricciones según normativas ambientales.
La imposición de la segunda zona de restricción es de suma importancia si se explotan
aguas en acuíferos freáticos (libres). En la explotación de acuíferos artesianos, en
muchos casos existe una capa impermeable de gran potencia que funge como
protectora del acuífero y en estas condiciones las restricciones dentro de esta zona se
analizan según el tipo. En casos muy excepcionales en acuíferos artesianos puede
prescindirse de esta zona de protección sanitaria.
272
�Capítulo 9 REPOSICIÓN ARTIFICIAL DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS
Hace ya algunas décadas, en muchos países se desarrolla la aplicación de la
reposición artificial de los acuíferos, esto principalmente motivado por la
sobreexplotación de las aguas subterráneas, que en gran número de casos, provoca la
intrusión de aguas marinas en acuíferos costeros y con la aplicación de la reposición
artificial, utilizando aguas de otras fuentes e incluso, aguas subterráneas desde otras
regiones o acuíferos se logra establecer el equilibrio entre las aguas dulces y saladas.
La reposición artificial es un método de reposición de las reservas de aguas
subterráneas; la misma puede ejecutarse con diversos objetivos: detener o erradicar
intrusiones salinas, reponer las reservas de aguas subterráneas en acuíferos
sobreexplotados y en estos casos, contrarrestar el descenso de relieve del terreno que
se origina por desecamiento del acuífero, también por afectaciones a cultivos en estas
condiciones, mejorar la calidad natural de aguas subterráneas, realizar
desplazamientos de aguas no condicionales, desarrollar el lavado de acuíferos y zona
no saturada que contienen sales no deseadas, etc.
En muchos países, por las condiciones climáticas, hidrológicas y geológicas presentes,
puede lograrse una amplia aplicación de la reposición artificial de los acuíferos, tanto
para evitar los procesos ya mencionados, como para utilizar los recursos hídricos que
nos proporciona la naturaleza, por precipitaciones intensas durante los períodos
húmedos, parte del volumen de los cuales no pueden ser embalsados por presentarse
los mismos en territorios llanos, que en la mayoría de los casos coinciden con la
presencia de cuencas subterráneas en acuíferos formados por calizas cavernosas y
otras rocas y sedimentos con grandes capacidades de almacenamiento.
En sentido general, la reposición artificial considera la captación de reservas hídricas
con fines de reposición y mejoramiento de la calidad de las aguas subterráneas. Para
la ejecución de la misma es necesario determinar los siguientes aspectos en
investigaciones preliminares:
•
Necesidad de ejecutar la reposición artificial
•
Existencia de fuentes que puedan ser utilizadas y calidad de sus aguas
•
Calidad del agua que se requiere según el objetivo que se analiza
•
Tramos y áreas donde, por las características hidrogeológicas existentes, puede
ser efectiva la reposición
•
Métodos o sistemas de recarga más racionales
•
Evaluación de la efectividad y período útil de explotación de los sistemas de
recarga que se diseñen
La reposición artificial no es más que crear las condiciones necesarias para la
infiltración hasta los estratos permeables, aguas superficiales, subterráneas,
transportadas e incluso, aguas que ya han sido utilizadas con otros objetivos.
Con la utilización de la reposición artificial se puede regular el funcionamiento de las
obras de tomas de aguas, considerando la calidad y cantidad de agua en la fuente de
recarga y garantía de las mismas.
La construcción de obras de infiltración y también la posibilidad de acumular un
determinado volumen de agua en los acuíferos permite suspender la entrega de agua
por reposición durante los períodos de empeoramiento de la calidad del agua que se
273
�utiliza en la reposición, y con ello, evitar o disminuir el peligro de una posible
contaminación de los acuíferos.
9.1 Clasificación de los métodos de reposición artificial
La experiencia acumulada hasta la actualidad en reposición artificial permite clasificar
los métodos de ejecución de la misma en directos e indirectos. Con los métodos
directos se relacionan las medidas que se desarrollan con el objetivo específico de
reposición y representados por distintas variantes de infiltración o bajo presión y
regulación del escurrimiento superficial.
La infiltración libre se ejecuta mediante la inundación de zonas bajas del relieve,
construcción de piscinas de infiltración, canales, etc. Este método se emplea cuando
las rocas que forman el acuífero u otras rocas permeables relacionadas con él afloran
a la superficie del terreno o presentan una cubierta con pequeños espesores (menos
de 3 m).
La infiltración bajo presión está representada, generalmente, por la construcción de
calas o pozos, y se ejecuta cuando el acuífero yace a profundidades considerables,
cubierto por rocas de muy poca permeabilidad o impermeables. También, para la
creación de barreras contra la intrusión salina o contra la captación de aguas
subterráneas no condicionales, indeseables para el objetivo con que se explota el
acuífero.
Se consideran métodos indirectos las medidas o construcciones hidrotécnicas que se
ejecutan con otros fines, pero que al mismo tiempo pueden ser utilizadas para la
reposición artificial (regulación del escurrimiento superficial de ríos por embalses,
sistemas de riego, drenaje y otros), por la acción de la reposición artificial en el
balance de las aguas subterráneas; la misma se divide en dos grupos:
1er Grupo: son los métodos que se ejecutan para el incremento de las reservas de
aguas subterráneas; pueden ser tanto métodos directos como indirectos.
2do Grupo: son los métodos que ejercen influencia sobre la disminución de la parte del
caudal del balance de las aguas subterráneas, dificultan el escurrimiento natural
desde las rocas acuíferas (construcción de presas subterráneas, incremento de la
presión sobre las aguas, una explotación más intensiva de las aguas subterráneas,
disminución de la transpiración y evaporación desde la superficie del terreno y de las
aguas freáticas, etc.).
Por la magnitud y grado de acción sobre el balance de las aguas subterráneas los
métodos de reposición artificial se subdividen en dos categorías:
1ra categoría: métodos de influencia intensiva en áreas concentradas.
2da categoría: métodos de influencia intensiva distribuidos en un amplio territorio de
influencia sobre el balance de las aguas subterráneas.
La primera categoría abarca los métodos que se emplean con más frecuencia
(infiltración con la ayuda de piscinas, canales, depresiones, cavernas, pozos, etc.). Los
métodos de la segunda categoría son previstos para un funcionamiento prolongado en
áreas considerablemente grandes (distintas medidas destinadas a la recolección de
volúmenes de aguas superficiales y su infiltración, así como medidas agrotecnias).
En la práctica, generalmente se utiliza la combinación de varios métodos (embalses
con canales, canales con pozos, depresiones o cavernas con canales, pozos etc.). La
utilización de uno u otro método y combinación de ellos se determina en
correspondencia con las condiciones naturales de un territorio dado, en primer lugar,
274
�por las condiciones geólogo-hidrogeológicas y de relieve del terreno, por la efectividad
que puedan presentar los métodos y por la racionalidad económica de los mismos.
9.2 Métodos generales de cálculos de los sistemas de reposición artificial
Para los cálculos hidrogeológicos, durante la evaluación de las reservas de explotación
y al considerar la reposición artificial de las mismas, se utilizan los métodos
tradicionalmente conocidos (hidráulico, hidrodinámico, de balance y por analogía
hidrogeológica).
Los métodos analíticos pueden ser utilizados en aquellos territorios donde las
condiciones de límites pueden ser esquematizadas en forma de contornos lineales y
donde las condiciones de filtración de los acuíferos pueden ser consideradas
homogéneas u homogéneas relativas.
En condiciones hidrogeológicas complejas donde existen cambios bruscos en las
propiedades de filtración de las rocas (condiciones anisotrópicas de filtración), cuando
las condiciones límites del flujo no pueden ser incluidas en los esquemas de cálculos y
también cuando existe un régimen variable en la fuente de reposición, es racional
ejecutar la evaluación de las reservas de explotación por métodos de modelaje
matemático.
El caudal de las obras de reposición se calcula, generalmente, para dos tipos de obras
que se consideran las principales: piscinas (o balsas) y pozos de infiltración. En los
cálculos de las piscinas de infiltración y evaluación de la efectividad de su
funcionamiento se utilizan los términos siguientes:
Caudal de infiltración- Q: representa el volumen de agua que entrega la piscina al
acuífero en la unidad de tiempo. Durante el ciclo de funcionamiento (intervalo de
tiempo entre cada limpieza de la piscina) el caudal varía.
Caudal específico- q: Caudal por unidad de longitud l de la piscina:
Q=
Q
l
(9.1)
Velocidad de filtración-V- relacionada con el caudal por la expresión:
Q=
Q q
=
F b
(9.2)
Donde: F: área de infiltración de la piscina (cuando la piscina funciona también
infiltrando por los taludes de la misma, se considera el área de los taludes
multiplicado por 0,67 y se suma al área del fondo de la piscina F (según
recomendaciones de Plótnikov).
b: ancho de la piscina
Entrega de la piscina –W: es el volumen de agua entregado por la piscina al acuífero
en un periodo de tiempo determinado, según Yázvin:
t
W=
∫ Qdt
(9.3)
0
Donde: t: período de tiempo considerado para el cálculo
Entrega específica-W0: volumen de agua entregado por la piscina al acuífero por
unidad de área durante un determinado periodo de tiempo (para un área
constante), según Yázvin:
275
�t
W0 =
t
W
= Qdt = ∫ Vdt
F ∫0
0
(9.4)
En el cálculo del caudal de la piscina se considera el aumento de la resistencia del
suelo a la filtración como consecuencia de la precipitación y colmatación por sólidos en
suspensión en el agua de reposición.
Los parámetros q y V se recomienda determinarlos de forma experimental por
vertimiento en las rocas donde se ubicará la piscina a través de calicatas, con ello se
considera una velocidad de filtración constante, la cual puede mantenerse con
pequeñas variaciones, siempre y cuando se garantice una buena calidad del agua que
llega a la piscina con valores mínimos de sólidos en suspensión, para lo cual a la
entrada de las piscinas deben construirse trampas (filtros) que reduzcan o eliminen la
entrada de sólidos a la piscina.
Las piscinas de infiltración se caracterizan por tener cinco etapas entre cada ciclo de
trabajo (entre cada limpieza).
1ra etapa: generalmente la más corta, corresponde a la inundación del fondo de la
piscina por una lámina fina de agua.
2da etapa: corresponde al tiempo de llenado de la piscina hasta el nivel de proyecto.
Esta etapa se caracteriza por un incremento constante de la velocidad de
infiltración.
3ra etapa: Es la principal en el ciclo de trabajo y corresponde a la explotación
propiamente de la piscina con un nivel de agua constante. En esta etapa el
caudal inicial es constante; posteriormente, durante la formación de una
lámina de lodo en el fondo de la piscina el caudal de infiltración disminuye.
Q = f (t).
4ta etapa: Corresponde a la suspensión de la entrada de agua a la piscina (desciende
el nivel en la misma) antes de la limpieza.
5ta etapa: Corresponde a la limpieza de la piscina y la preparación de la misma para el
siguiente ciclo de explotación.
Para poder comprobar el momento en que debe iniciarse la cuarta etapa, a la entrada
de la piscina deberá instalarse un hidrómetro (vertedor regulable u otro instrumento)
con el cual se controlará el caudal de entrada a la piscina, este debe ser constante
mientras el nivel en la piscina sea constante. A medida que se desarrolle la tercera
etapa deberá irse regulando el caudal de entrada y mantener el nivel en la piscina
estabilizado. Cuando llegue el momento en que el caudal de entrada requerido para
mantener el nivel estabilizado en la piscina sea aproximadamente tres veces menor al
caudal inicial con que se alcanzó el nivel de proyecto, deberá suspenderse la entrada
de agua a la piscina; momento en que comienza la cuarta etapa, al tenerse una
entrega específica de la piscina tres veces menor a la entrega específica de la misma.
Los cálculos de los pozos de reposición tienen como objetivo determinar la variación
de caudal específico de absorción de aguas durante el ciclo de infiltración, debido a la
colmatación de los filtros y rocas aledañas al pozo y también determinar el caudal
total del sistema de pozos de infiltración influenciados entre sí.
Si se garantiza una filtración tal del agua de reposición que la misma penetre al pozo
solo con escasas partículas en suspensión, los cálculos se ejecutan por las fórmulas
aplicables para bombeos. En las fórmulas cambiará solamente el signo del caudal y en
lugar de abatimiento se considera el ascenso del nivel durante la reposición.
276
�Manteniendo un caudal constante de infiltración en los pozos (Qp), la magnitud de la
carga puede variar en tiempo por las dependencias empíricas siguientes:
∆H = a + b t
(9.5)
o: ∆H = a + b lgt
(9.6)
Los cálculos se ejecutan por experimentos en campo, ejecutando vertimiento en pozos
con caudales constantes.
Por datos obtenidos de las pruebas de campo se construyen los gráficos H = f ( t ) y
H = f (log t).
El parámetro a de las curvas experimentales se determina de forma gráfica (Figura
9.1) el parámetro b se puede determinar después de determinado a por despeje de
fórmula, tomando valores de ∆ H del gráfico o considerando la tangente del ángulo α
que forma una línea recta, obtenida del gráfico de la prueba con una línea horizontal,
de donde tag α = b.
FIGURA 9.1. Gráfico ∆ H = f ( t ) = f log. t
En la práctica es sumamente difícil lograr aguas para reposición artificial que no
contengan un alto porciento de partículas en suspensión al entrar al acuífero, por ello
durante el proceso de reposición, el caudal específico de absorción del agua para el
ascenso de 1 m, según Yázvin, está sujeto a una variación exponencial de la forma
siguiente:
qt = q0 e- s t
(9.7)
Donde: q0: caudal específico de absorción al inicio del experimento.
s: coeficiente que caracteriza la disminución del caudal de filtración se
determina por datos experimentales para dos momentos de tiempo t1 y t2.
277
�S=
ln q1 − ln q2
t2 − t1
(9.8)
q1 y q2: caudales específicos de absorción durante la prueba para los
momentos de tiempo t1 y t2 a partir del inicio, respectivamente.
t: tiempo para el que se pronostica la reposición.
La disminución del caudal de recarga en tiempo también puede ser determinada
teniendo en cuenta la resistencia a la filtración por el carácter de imperfección de los
pozos.
Para acuíferos artesianos:
Qp =
4πKM∆H
2,25at
ln
+ 2ξ
r2
(9.9)
Para acuíferos freáticos:
[(∆H − H ) − H ]K
2
Qp =
2
(9.10)
2,25at
ln
+ 2ξ
r2
Donde: KM: trasmisividad del estrato acuífero, m2/día
∆ H: ascenso del nivel por la reposición en tiempo t
a: piezoconductividad en acuíferos artesianos y conductividad del nivel en
acuíferos freáticos, m2/día
r: radio del pozo, m
K: coeficiente de filtración de acuíferos freáticos, m/día
ξ : coeficiente de imperfección del pozo, se determina de la Tabla 9.1.
Tabla 9.1. Valores de
l
M
ξ
en función de
l
M
y
M
r
M
r
0,5
1,0
3,0
10,0
0,1
0,00391
0,122
2,04
0,3
0,00297
0,0908
0,5
0,00165
0,7
0,9
30,0
100,0 200,0 500,0 1 000,0
2 000,0
10,04 24,3
42,8
53,8
69,5
79,6
90,9
1,29
4,79
9,2
14,5
17,7
21,8
24,9
28,2
0,0494
0,656
2,26
4,21
6,5
7,86
9,64
11,0
12,4
0,000546
0,0167
0,237
0,879 1,69
2,67
3,24
4,01
4,58
5,19
0,000048
0,0015
0,0251
0,128 0,3
0,528 0,664 0,846 0,983
1,12
Donde: l: longitud de filtros; M: potencia acuífera; r: radio del pozo.
Considerando la colmatación de los filtros y de las rocas aledañas a los pozos durante
la reposición, en lugar del coeficiente ξ se emplea el coeficiente de resistencia Ψ ,
que se determina por la expresión siguiente:
Ψ = ξ - ξ
0
(9.11)
278
�Donde: ξ 0: es la resistencia por colmatación; se determina de forma experimental
por datos de reposición, tomando valores para distintos periodos de tiempo con los
que se construye el gráfico Qp = f (ln t); de donde ξ 0 será igual a la tangente que
forme una línea recta que se obtenga del gráfico con una línea horizontal (Figura 8.2).
Estos cálculos son de pronóstico y en los mismos se considera que el agua que se
utilizará en la reposición, durante todo el período en que se ejecute la misma,
presentará una turbidez similar a la empleada en la prueba.
FIGURA 9.2. Gráfico Q = f (ln t)
La cantidad de pozos necesarios para la reposición, según la necesidad que se tenga
de agua, podrá determinarse por la siguiente fórmula:
N=
Donde:
Qr
Qp
(9.12)
N: número de pozos necesarios
Qr: Caudal de reposición que se requiere
Qp: Caudal por pozo
El caudal efectivo de reposición en canales u otras obras con configuración alargada,
no consideradas en los casos anteriormente analizados, podrán ser determinados
mediante la instalación de hidrómetros en la entrada y salida del área de reposición,
la diferencia de caudales podrá considerarse como caudal efectivo de la reposición.
En formaciones geológicas de rocas carbonatadas, principalmente representadas por
calizas cavernosas, la reposición artificial puede ejecutarse a través de cavernas,
canales y otras cavidades cársticas existentes. Estas cavidades pueden estar en zonas
llanas y aflorando a la superficie del terreno o muy próximas a ella, taludes de ríos
etc.; en estos casos es muy difícil pronosticar las variaciones de caudales de
reposición en tiempo, aunque puede tenerse una aproximación de los mismos
mediante el control de los caudales de entrada a estas cavidades. De igual forma que
en otros sistemas de reposición debe preverse el filtrado de las aguas que penetran a
esas cavidades, con vista a disminuir al máximo la colmatación de las cavidades en
las rocas que proporcionan la infiltración de las aguas.
279
�Durante la ejecución de la reposición de las reservas de aguas subterráneas por las
vías analizadas debe controlarse el comportamiento de la calidad de las aguas,
fundamentando el control en la mineralización y elementos individuales y según el
requerimiento para aguas potables, también deberá controlarse la composición
bacteriológica.
La mineralización o concentración de elementos individuales se evalúa considerando la
dispersión y absorción durante la infiltración, desde el punto de vista de contorno de
la reposición (piscina, pozos o baterías de ellos, etc.), este control puede desarrollarse
aplicando la fórmula:
Cd =
C − Cn
Cr − Cn
(9.13)
Donde:
Cd: variación de la mineralización o elemento individual que se evalúa
C: valores de mineralización o elementos individuales con la reposición
Cn: valores naturales de la mineralización o elementos individuales antes de la
reposición artificial
Cr: valores de la mineralización o elementos individuales en las aguas que se
utilizan en la reposición artificial.
280
�Capítulo 10 CAPTACIÓN
HORIZONTALES
DE
AGUAS
SUBTERRÁNEAS
POR
TOMAS
Como tomas horizontales analizaremos las denominadas trincheras u obras similares,
las cuales representan obras de tomas de aguas subterráneas de gran efectividad
cuando la superficie del agua (techo del horizonte acuífero freático) yace a pocos
metros de profundidad, (0 a 5 m), con un espesor relativamente pequeño del
acuífero, sobre todo cuando la zona prevista para construir las obras de tomas está
ubicada en terrazas bajas formadas por sedimentos friables de alta permeabilidad.
Estas obras de toma son también de alta efectividad cuando el acuífero a explotar
está ubicado en zonas costeras bajas, donde se requiere ejecutar la explotación de las
aguas subterráneas tratando de provocar el menor abatimiento posible del nivel de las
aguas, para no originar una intrusión salina que en la mayoría de los casos requiere
de varios años de lavado para poder restablecer las condiciones iniciales del acuífero.
Durante la ejecución de las trincheras, sobre todo en sedimentos poco estables
(ejemplo arenas) y con la posibilidad del surgimiento de las deformaciones de
filtración, la construcción se ejecuta mediante el abatimiento temporal del nivel de las
aguas subterráneas, mediante el bombeo de las aguas desde pozos u otras
excavaciones que se ejecutan próximas a la zona de construcción de la trinchera.
En rocas estables, la construcción de las trincheras se ejecuta con el bombeo por
equipos instalados directamente en la trinchera. Los cálculos principales que se
ejecutan en las trincheras lo representa la determinación del caudal de agua
subterránea que fluirá hasta la trinchera con un abatimiento determinado del nivel del
agua dentro de esta.
Por la configuración que presenta en planta, las trincheras pueden clasificarse en los
tipos siguientes:
a) Rectangulares: cuando el largo es 10 veces (o más) mayor que su ancho.
b) Otros tipos: cuando en planta la trinchera representa otra figura (cuadrada,
circular, etc.).
Para los cálculos, los otros tipos de trincheras se llevan a esquemas de “gran pozo α 0 ”
con radio R0.
10.1 Trincheras de grandes longitudes
El cálculo del caudal de una trinchera perfecta, por su penetración en el acuífero
(Figura 10.1), se ejecuta por la fórmula de Dupuy:
Q = L. K
H2
R
(10.1)
Donde:
Q: caudal de la trinchera, m3/día
L; largo de la trinchera, m
K; coeficiente de filtración del acuífero, m/día
H; espesor del acuífero, m
R; radio de influencia de la trinchera, m.
281
�FIGURA 10.1. Esquema de cálculo para una trinchera perfecta.
Cuando una trinchera perfecta se construye próxima a una fuente de alimentación
superficial (ríos o lagos), (Figura 10.2), en los cálculos se considera el caudal
específico del flujo subterráneo y la distancia hasta el río; para ello el cálculo del
caudal de la trinchera se ejecuta por la fórmula siguiente:
⎛ H 2 HR ⎞
⎟
Q = 0,5 L K
⎜⎜
+
l ⎟⎠
⎝
R
(10.2)
Donde:
Q; caudal total de la trinchera, m3/día
L; largo de la trinchera, m
K; coeficiente de filtración de las rocas acuíferas, m
H; espesor acuífero, m
HR; columna de agua desde el nivel del agua en el río hasta el impermeable
bajo la trinchera, m
R; radios de influencia de la trinchera, m
L; distancia desde la trinchera hasta la fuente de alimentación, m.
FIGURA 10.2. Esquema de cálculo de una trinchera perfecta con fuente de
alimentación superficial próxima.
282
�Cuando el acuífero freático presenta un espesor considerable (mayor de 5 m) que no
puede ser interceptada en todo su espesor por la trinchera, entonces esta será
imperfecta (Figura 10.3) y el caudal de la misma podrá ser calculado por el método de
Chugáev. Este método considera que el caudal de la trinchera se forma de dos zonas
del acuífero:
Zona a. Formada por la parte acuífera que corta la trinchera
Zona b. Formada por la parte acuífera que queda bajo el fondo de la trinchera
El caudal total de la trinchera se calcula por la fórmula siguiente:
⎛ h 2
⎞
Q = L K ⎜ ⎜
+ 2hq ⎟ ⎟
⎝ R
⎠
(10.3)
Donde:
Q; caudal total de la trinchera, m3/día
L; largo de la trinchera, m
K; coeficiente de filtración de las rocas acuíferas, m /día
h; espesor acuífero cortado por la trinchera, m
q; caudal específico del flujo subterráneo, m3/día. m.
FIGURA 10.3. Esquema de cálculo para una trinchera imperfecta.
Cuando la trinchera imperfecta se encuentra ubicada próxima a una fuente de
alimentación superficial (Figura 10.4) se considera el caudal del flujo subterráneo
desde el parteaguas y desde la fuente de alimentación, utilizando las siguientes
fórmulas:
⎡⎛ h 2
⎞ ⎛ hr2
⎞⎤
⎜
+ hq ⎟⎟ + ⎜ ⎜ hr qr ⎟⎟⎥
Q = L K ⎢⎜
⎠ ⎝ 2l
⎠⎦
⎣⎝ 2 R
(10.4)
Donde:
Q; caudal total de la trinchera, m / día
L; largo de la trinchera, m
K; coeficiente de filtración de las rocas acuíferas, m / día
H; espesor acuífera cortada por la trinchera, m
q; caudal reducido del flujo subterráneo desde el parteaguas, m3/día. m.
283
�hr; columna de agua desde el nivel del agua en el río hasta el fondo de la
trinchera, m
l; distancia desde la trinchera hasta la fuente superficial de alimentación, m
qr; caudal reducido del flujo del agua subterránea desde la fuente superficial de
alimentación, m3/día. m.
FIGURA 10.4. Esquema de cálculo de una trinchera imperfecta próxima a una
frontera superficial de alimentación.
Los valores de q y qr se determinan por el gráfico de Chugáev (Figura 10.5) que
representa una dependencia funcional donde:
q = f ( α , β ) y qr = (α R , β R )
Y a su vez α =
R
R + c
β =
R
T
αR =
c
l + c
β R =
c
T
Donde:
T; espesor acuífero no cortado por la trinchera, m
C; mitad del ancho de la trinchera, m.
FIGURA 10.5. Gráfico para la determinación de q y qr.
284
�Cuando β 〉 3, los valores de q y qr, se determinan por las siguientes fórmulas:
q=
q1
( β − 3)q1 + 1
q1r
qr =
( β − 3)qr + 1
(10.5)
(10.6)
Los valores de q1 y q1r, se determinan del gráfico de Chugáev (Figura 10.6),
determinando inicialmente el valor de α 0 por la fórmula:
α0 =
T
T + 0,333c
(10.7)
FIGURA 10.6. Gráfico para determinar q1 y q1r de pequeñas longitudes.
10.2 Trincheras de pequeñas longitudes
En las trincheras de pequeñas longitudes u otras excavaciones similares
correspondientes a otros tipos, para simplificar los cálculos, el esquema se iguala a un
gran círculo. Para estos casos el cálculo del caudal de las trincheras se ejecuta
mediante las transformaciones de la fórmula de Dupuy, considerando los dos casos
siguientes:
1er. Caso: Trinchera de poca longitud u otras excavaciones similares prefectas (Figura
10.7).
Q = 1,37
KH 2
R
log
r
(10.8)
285
�Figura 10.7. Esquemas de cálculo de trinchera de poca longitud (u otras obras)
perfectas.
2do. Caso: Trincheras de poca longitud u otras excavaciones perfectas, tanto en
aguas freáticas como de presión (Figura 10.8).
Q = 1,37
K (2S
−
m)m
R
log
r
(10.9)
Los parámetros de las fórmulas 10.8 y 10.9 son los siguientes:
Q; caudal de agua de la trinchera, m3/día
K; coeficiente de filtración del estrato acuífero, m/día
H; espesor del acuífero freático, m
R; radio de influencia de la trinchera o distancia media hasta la fuente de
alimentación, m
R; radio reducido de la trinchera, m
M; espesor del estrato acuífero con presión, m
S; abatimiento del nivel del agua, m.
En los casos antes analizados, cuando la trinchera o excavación de otro tipo es
imperfecta, el cálculo del caudal se ejecuta por la fórmula de Abrámov:
⎡
⎤
⎢
⎥
S
2r
⎥
+
Q =
π
KS
⎢
r⎛
R
⎞ ⎥
⎢ 2,3log R
1,52
+
⎜1
+
1,18log ⎟ ⎥
⎢
r
4T
⎠
⎦
T
⎝
⎣
(10.10)
Donde:
Q; caudal de la trinchera, m3/día
K; coeficiente de filtración del estrato acuífero, m
S; abatimiento del nivel del agua, m
R; radio de influencia de la trinchera, m
r; radio reducido de la trinchera, m
286
�T; altura desde el impermeable hasta el fondo de la trinchera.
Figura 10.8. Esquema de cálculo para trincheras de poca longitud u otros tipos de
obras perfectas en aguas freáticas y con presión.
287
�Capítulo 11 CÁLCULOS HIDROGEOLÓGICOS EN OBRAS HIDROTÉCNICAS
En condiciones de obras hidrotécnicas asumiremos en esta ocasión, solamente las
presas y canales, para las cuales analizaremos los métodos analíticos de cálculos
hidrogeológicos más usuales y que deben preceder toda construcción, fundamentados
en investigaciones hidrogeológicas detalladas, con el resultado de las cuales puedan
tomarse medidas ingenieriles en el proceso de construcción, para evitar posibles
afectaciones que pueden provocar estas obras y que pueden ser pronosticadas por las
investigaciones hidrogeológicas.
11.1 Cálculos relacionados con la filtración en presas
Durante el llenado de las presas, generalmente se origina un remanso de las aguas
subterráneas que provoca un flujo de filtración muy complejo en el espacio; este flujo
supuestamente se divide en dos flujos simples:
•
Flujo de filtración con presión bajo las presas
•
Flujo de filtración fuera de los límites de la presa (incluyendo el embalse), que a
su vez se divide en tres zonas con características específicas, cada una de estas
zonas.
En la zona próxima al cierre, ocurre una filtración desde el nivel superior al inferior
(desde el embalse hacia el río). A una distancia determinada del cierre, el nivel
inferior del río no influye en el flujo subterráneo y la dirección del mismo se mantiene,
aproximadamente, en el mismo sentido que antes de construida la presa, dentro de
los límites de la cual, la influencia del nivel inferior en el río se presenta solamente, en
forma de desviación de las líneas del flujo subterráneo; pero la filtración desde los
niveles superiores del embalse hacia el nivel en el río, no ocurre.
Se diferencian los términos caudal de filtración, que es el caudal del flujo freático
posterior a la construcción de la presa, y el caudal por pérdida de filtraciones, que es
la diferencia entre la magnitud de la alimentación a partir del río y después de la
construcción de la presa (embalse); ambos se analizan como parte del balance hídrico
del embalse.
La alimentación freática es positiva en los casos en que pueda existir un flujo de
aguas subterráneas en dirección al embalse, y negativo con una dirección inversa del
flujo. Cuando ocurre el remanso del río, como resultado de una considerable
disminución de la alimentación freática, el caudal de filtración desde el embalse puede
ser pequeño, mientras que las pérdidas por filtración son grandes.
En el área de filtración bajo la presa, las pérdidas de filtración son prácticamente
iguales al caudal de filtración. Durante el estudio de la filtración en áreas de presas las
tareas principales son:
•
Determinación de las pérdidas por filtración desde el nivel superior en la base
de la presa y a lo largo de esta.
•
Determinación de la presión del flujo de filtración en las rocas que yacen en la
base de la presa y en el nivel inferior del río (aguas debajo de la presa).
•
Determinación de los gradientes críticos y velocidades de filtración del flujo
para la evaluación de la estabilidad de los sedimentos, para la toma de medidas
contra el sifonamiento y arrastre de los sedimentos y rellenos de grietas de las
rocas.
288
�Los cálculos hidrogeológicos de un embalse comprenden:
1. Determinación de las pérdidas permanentes y temporales
2. Determinación del remanso estacionario y no estacionario de las aguas freáticas
11.1.1 Filtración bajo presas ubicadas en estratos homogéneos sin dentellón
en la base
Los cálculos se ejecutan, determinando el caudal de filtración, por unidad de la
longitud de la presa, que se calcula por la fórmula siguiente:
a) Por metodología de Pavlóvsky.
(11.1)
q = K Y qr
b) Por metodología de Kamiensky.
q= KY
H
H + 2l
(11.2)
Donde:
q; caudal de filtración por unidad de longitud de la presa; m3/día. m
K; coeficiente de filtración de las rocas ubicadas bajo la cortina de la presa,
m/día
Y; carga hidráulica en la presa (diferencia de cotas de los niveles del agua aguas
arriba y aguas debajo de la presa), m
qr; caudal reducido, se determina por el gráfico de la Figura 11.1.
H; espesor del estrato permeable ubicado bajo la cortina de la presa, m
l; mitad del ancho de la base de la cortina de la presa, m.
⎛ l ⎞
⎟ .
⎝
H
⎠
FIGURA 11.1. Gráfico para determinación de q = f ⎜
289
�⎛ H
⎞
⎟ ≤
2; a partir de
⎝
l ⎠
La fórmula 11.1 ofrece resultados muy exactos con valores de ⎜
este valor los resultados son aproximados.
11.1.2 Determinación de la presión bajo la base de la cortina de la presa
La determinación de esta presión se ejecuta considerando la presión reducida Pr, la
cual se determina por el nomograma de Zamarin (Figuras 11.1 y 11.3).
Para la determinación de la magnitud de la presión reducida Pr en cualquier punto de
la base de la presa, en el eje
L
del nomograma se ubica el valor correspondiente a
H
esta relación; por este punto se traza una línea horizontal que corte las isolíneas de
presiones reducidas para distintos puntos de la base. En dependencia del punto para
el que se quiera calcular la presión, en la horizontal se selecciona el valor de Pr.
La presión real en la base de la presa se calcula por la fórmula:
P = P1 + Y2 Pr
(11.3)
Donde:
P; presión real en un punto dado en la base de la presa, m
P1; presión de las aguas debajo de la presa, m.
P1 = Y1 – Y2
FIGURA 11.2. Presas sin dentellón en la base, sobre un estrato permeable
homogéneo.
290
�FIGURA 11.3. Nomograma de Zamarin para determinar Pr.
11.1.3 Determinación de las velocidades reales del flujo subterráneo por el
fondo del cauce aguas abajo de la presa
La velocidad que se determina es la del agua subterránea al salir al cauce del río en el
límite de la cortina de la presa.
El cálculo que se propone es el de Pavlóvsky, según el cual:
V=
KY
(f )
n0 H
(11.4)
Donde:
V; velocidad de salida del agua, m/día
n0; porosidad activa de las rocas (se determina por experimentos de
laboratorio o de campo)
(f); función, el valor de la cual se determina por dependencia de los valores
y
l
H
x−l
, donde x es la distancia desde el centro de la base de la presa hasta
H
el punto donde se determina la velocidad de filtración (en el límite aguas
abajo de la base de la presa), se determina por la Tabla 11.1.
La fórmula 11.4 es efectiva para valores de x 〈 l.
291
�Tabla 11.1. Valores de la función (f) según Pavlóvsky
x − l
H
l
H
0,1
0,2
0,5
1,0
2,0
0,2
1,81
1,08
0,468
0,182
0,038
0,4
1,36
0,87
0,395
0,16
0,032
0,6
1,17
0,74
0,345
0,142
0,03
0,8
1,01
0,65
0,305
0,125
0,026
1,0
0,91
0,58
0,275
0,112
0,022
2,0
0,594
0,379
0,080
0,073
0,014
3,0
0,441
0,281
0,133
0,054
0,011
4,0
0,35
0,224
0,106
0,043
0,009
5,0
0,29
0,185
0,088
0,036
0,007
11.1.4 Determinación del caudal de filtración bajo la presa con dentellón
sobre un estrato permeable homogéneo
En este caso (Figura 11.4), el caudal por unidad de longitud de la presa (cortina) q se
calcula por la fórmula 11.1, pero el caudal reducido qr se determina por el gráfico de
la Figura 11.5, en dependencia de la relación del espesor acuífero H con el ancho de la
base de la presa L y la relación de la profundidad del dentellón S con el espesor
acuífero H; esta dependencia responde a la ubicación del dentellón en la mitad de la
base colindante con el nivel superior, si el dentellón se proyecta en el centro de la
base, el caudal q aumenta en 5 – 10 %.
FIGURA 11.4. Presa con dentellón de profundidad S.
292
�⎛ S H ⎞
; ⎟
⎝ H 2l ⎠
FIGURA 11.5. Gráfico para determinar qr = f ⎜
11.1.5 Determinación de la filtración bajo una presa sin dentellón ubicada
sobre un espesor permeable heterogéneo
Cuando se requiere calcular el caudal de filtración bajo una presa ubicada sobre un
espesor permeable que presenta propiedades heterogéneas de permeabilidad
(espesor estratificado), el mismo se sustituye por un espesor equivalente homogéneo
con lo parámetros medios del espesor; para ello se emplean las fórmulas propuestas
por Altóvsky:
•
Coeficiente de filtración medio
Km =
K max . * K min .
(11.5)
Donde:
Kmax =
K1h1 + K 2 h2 + ....... + K n hn
h1 + h2 + ........hn
(11.6)
293
�Kmin =
h1 + h2 + ....... + hn
h1 h2
h
+
+ ....... +
n
K1 K 2
Kn
(11.7)
Donde:
h1; h2;....hn; espesores de los estratos presentes, m
K1; K2;....Kn; coeficientes de filtración de los distintos estratos presentes, m/día.
Los cálculos de filtración se ejecutan por los métodos analizados para estratos
homogéneos; pero considerando que el ancho en la base de la presa disminuye x
veces, y se considera como ancho reducido 2 Lr, ejecutando los cálculos con el mismo.
2 Lr =
2L
X
(11.8)
X=
K max
K min.
(11.9)
Donde:
Los valores de las velocidades de filtración y presión, en los puntos determinados del
esquema deformado, se trasladan al esquema real, aumentando las longitudes
horizontales en x veces. En estos casos, los cálculos también pueden ejecutarse por
el método de conversión virtual del espesor heterogéneo a un estrato homogéneo. En
relación con ello el espesor real permeable H se sustituye por el espesor de un estrato
equivalente He por la fórmula:
He =
K1
K
K
h1 + 2 h2 + ....... + n hn
Ki
Ki
Ki
(11.10)
Donde:
He; espesor equivalente para el caso de conversión por el estrato con índice i
El estrato i por el coeficiente de filtración, del cual se ejecuta la conversión a un
espesor equivalente, es el estrato principal; generalmente como estrato principal se
selecciona el estrato que yace directamente bajo la presa, pudiéndose seleccionar
también el estrato de mayor permeabilidad, en dependencia de las condiciones
hidrogeológicas que existen. Posteriormente a la conversión, los cálculos de filtración
se ejecutan por las fórmulas para estratos homogéneos con la sustitución del espesor
real H, por el espesor del estrato equivalente He y el coeficiente de filtración del
estrato i (Ki).
Cuando bajo la base de la presa existen estratos con distinta permeabilidad y el
estrato inferior presenta la mayor permeabilidad (Figura 11.6), el caudal de filtración
bajo la presa se calcula por la fórmula de Kamiénsky:
Q=
L(Y1 − Y2 )
h1
2l
+ 2
h2 K 2
K1K 2 h2
(11.11)
Donde:
L; largo de la presa, m
Y1; Y2: cargas hidráulicas aguas arriba y aguas debajo de la cortina
2l; ancho de la base de la cortina de la presa, m
294
�h1 y h2; espesores de los estratos, m.
Este es un caso que a menudo se encuentra en la naturaleza, y para el cual se tiene
más detalle en metodologías especializadas. Por ello, con exactitud se puede calcular
el gradiente medio de filtración en el estrato superior, en relación con la salida de
aguas debajo de la presa, por la fórmula:
I=
Y1 − Y2
⎛
K1h1 ⎞⎟
2⎜⎜ h1 + L
K 2 h2 ⎟⎠
⎝
(11.12)
El gradiente crítico (Ic) con el cual puede producirse el arrastre o sifonamiento de
partículas del estrato permeable, que yace bajo la presa, se calcula por la fórmula de
Zamarin:
Ic =
(γ r − γ )( 1 − n )
(11.13)
Donde:
λ1 ; peso específico de la roca, gr/cm3
γ ;peso volumétrico del agua, gr/cm3
n; porosidad de la roca.
Siempre que se mantenga la relación I 〈 Ic no ocurrirá sifonamiento de partículas.
FIGURA 11.6. Presa ubicada sobre un espesor permeable con dos estratos.
11.1.6 Determinación de la filtración por los bordes laterales de la presa
(embalse)
Para la ejecución de estos cálculos debe tenerse definida la configuración de la red del
flujo subterráneo para periodos posteriores al llenado del embalse, lo cual puede
ejecutarse mediante el pronóstico de ascenso de los niveles de las aguas subterráneas
en territorios aledaños al embalse (pronóstico que se analiza en el capítulo XII de este
libro); con estos resultados, en la práctica puede construirse el mapa de
hidroisohipsas en el territorio de interés, y poder aplicar las metodologías de cálculos
que a continuación se analizan.
Cuando existe un estrato acuífero horizontal homogéneo y la ubicación de la margen
del embalse y del río aguas debajo de la presa pueden ubicarse en una línea recta, el
cálculo del caudal de filtración que bordea la presa puede ejecutarse por las fórmulas
propuestas por Veríguin, según el esquema de cálculo de la Figura 11.7.
295
�•
Caudal de un flujo con presión:
Q= KmYA
•
(11.14)
Caudal de un flujo sin presión:
Y12 − Y22
A
2
Q= K
(11.15)
Donde:
K; coeficiente de filtración del estrato, m/día
m; espesor del estrato acuífero, m
Y; carga hidráulica en la presa, m
Y1; altura del nivel del agua en el embalse sobre el impermeable, m
Y2; altura del nivel del agua en el río aguas debajo de la presa sobre el
impermeable, m.
⎡
2
B
1⎢
⎛l⎞
A=
arcsh − 1 − ⎜ ⎟
π⎢
l
⎝B⎠
⎢ ⎣
⎤
⎥
⎥
⎥⎦
(11.16)
B; largo del tramo desde donde ocurre la filtración; la longitud de este tramo se
define sobre la base de las condiciones concretas del territorio; puede ser distancia
hasta rocas impermeables o de muy baja permeabilidad, distancia hasta el punto
donde las aguas subterráneas son drenadas por el embalse, punto donde el río cambia
bruscamente de dirección, etc. En presencia de una estructura homogénea de la
L
margen B =
π
, donde:
L; es la distancia desde la margen del embalse hasta el punto donde la cota del nivel
de agua normal del embalse es igual a la cota del nivel de las aguas subterráneas
antes del llenado del embalse (Figura 11.1 b).
Para una mayor aproximación de los cálculos se puede considerar que el contacto del
embalse con el río aguas debajo de la presa ocurre con forma de semicilindro. Para
ello los cálculos se ejecutan por las fórmulas:
•
Para flujos con presión:
Q=
•
KmY
π
ln
B
R
(11.17)
Para flujos sin presión:
Q=
(
)
K Y12 − Y22
B
ln
R
2π
(11.18)
Donde:
R =
2l0
π
; radio reducido del contorno del contacto, l0 es la mitad de la longitud
del punto de inicio de la filtración hasta el hombro de la presa.
296
�FIGURA 11.7. Esquema de cálculo de la filtración en áreas de la presa, a) planta; b)
perfil.
En condiciones hidrogeológicas y de esquema de cálculos complejos, el caudal de
filtración que bordea la presa o el lateral a la misma puede ser determinado con
ayuda de la división del flujo de filtración en flujos elementales, por la lámina del
mismo (Figura 11.8), definidos por las hidroisohipsas o hidroisopiezas, desarrollando
la metodología de cálculo propuesta por Altóvsky, donde:
∆ Q = K. ∆b
Y1 + Y2 Y
.
2
l1
(11.19)
Donde:
∆ Q; caudal de cada flujo elemental, m3/día.m
∆b ; ancho medio del flujo elemental, m
Y1; Y2; Y; parámetros idénticos a los casos anteriores, m
L1; longitud media del flujo elemental, m.
Para la determinación de los límites condicionales del área donde ocurre la filtración
lateral, en los cálculos se puede considerar que:
∆Q
≥ q donde q es el caudal natural
∆b
del flujo subterráneo en la unidad de su ancho antes del llenado del embalse.
Si el espesor permeable está compuesto por varios estratos de distinta permeabilidad,
entonces se calcula el valor medio ponderado del coeficiente de filtración en territorios
aguas arriba de la presa Ka y aguas debajo de la misma Kb. En tal caso, el caudal de
filtración en los límites de cada flujo elemental será:
•
Para condiciones de flujo sin presión:
∆Q = ∆b
•
K a h1 + K b h2 Y
.
2
l1
(11.20)
Para condiciones de flujo con presión:
∆Q =
K a + K b
Y
.∆b.m.
2
l1
(11.21)
297
�Donde:
m=
h1 + h2
; espesor acuífero reducido.
2
FIGURA 11.8. Esquema de cálculo de la filtración que bordea el embalse.
11.1.7 Determinación de la filtración desde el embalse sin la influencia del río
debajo de la presa
Las pérdidas de filtración desde el embalse, relacionadas con la unidad de longitud de
las márgenes del mismo se recomienda determinarlas por las fórmulas de Bíndeman,
en las que se considera la forma de ubicación del lecho impermeable del estrato por el
que ocurre la filtración (Figura 11.9).
1er. Caso: Para un lecho impermeable inclinado
qe =
K (Y1 − h1 ) Y1 + h1
.
±i
2
L
(11.22)
Donde:
h1
y Y1; espesor
respectivamente
acuífero
antes
y
después
del
llenado
del
embalse
L; distancia desde el embalse hasta el límite de drenaje más próximo (río,
acuífero con mayor permeabilidad, etc.)
i; gradiente (pendiente) del lecho impermeable (+ cuando la pendiente es del
embalse hacia el límite de drenaje; - cuando la pendiente es hacia el
embalse).
Cuando el lecho impermeable se puede considerar horizontal (i = 0 ¡), los cálculos se
ejecutan de forma independiente para aguas sin presión y con presión:
•
Para aguas sin presión:
qe =
K (Y12 − h12 )
2L
(11.23)
298
�•
Para aguas con presión:
qe =
KHm
L
(11.24)
Donde:
m; espesor del estrato acuífero con presión.
FIGURA 11.9. Esquema de cálculo de pérdidas por filtración de embalse con límites
de drenaje próximos.
Cuando la filtración ocurre en un intervalo en el cual se desarrolla la reposición de las
aguas subterráneas por la infiltración de las precipitaciones atmosféricas (Figura
11.10), entonces el coeficiente de filtración a emplear en la fórmula 11.2 responderá a
valores que se determinen por datos de tres pozos ubicados en una sección entre dos
ríos (entre embalse y límite de drenaje). El coeficiente de filtración, en este caso, se
calcula por la fórmula propuesta por Kamiénsky donde:
K=
w(L p − x )
H
2
p3
− H p21
xp
+
H p21 − H p2 2
(11.25)
Lp
Donde:
W; infiltración
Lp; distancia entre los dos pozos extremos de la sección
Hp3; espesor acuífero en el pozo 3 ubicado en el centro de la sección y a
distancia x del embalse
Hp1 y Hp2; espesores acuíferos en los pozos extremos de la sección.
299
�FIGURA
11.10. Esquema de cálculo en interfluvio
precipitaciones atmosféricas.
con
infiltración
de
las
Cuando en el interfluvio no existe un parteaguas de las aguas subterráneas, la
magnitud de las pérdidas por filtración se puede determinar por el caudal de los
manantiales que brotan en los taludes del valle vecino (Figura 11.11), según
recomendaciones de Altóvsky, utilizando la fórmula:
⎛ ∆H .Y
⎞
1
qe = q1 ⎜⎜
− 1⎟⎟
H
h
∆
∆
1
1
⎝
⎠
(11.26)
Donde:
q1; caudal de los manantiales relacionados con la longitud del valle
∆H ; diferencia entre el nivel del agua en el embalse y la cota de surgimiento
de los manantiales en el valle vecino
∆H1 ; diferencia de altura, entre el nivel de agua en el río sobre la cota de
surgimiento de los manantiales, antes del llenado del embalse.
FIGURA 11.11. Esquema de cálculo del caudal de filtración por manantiales en valles
vecinos.
Las pérdidas por filtración desde el embalse pueden tener carácter temporal, lo cual
está fundamentado cuando en áreas del embalse antes del llenado del mismo existen
pequeños gradientes del flujo subterráneo (Figura 11.12). Los cálculos se ejecutan por
fórmulas propuestas por Bíndeman.
300
�El volumen de agua perdido por la filtración desde el embalse, en un tiempo t
determinado, pueden ser calculados por la fórmula:
V = βH 2 µKHt
(11.27)
Donde:
H; diferencia entre el nivel del agua en el embalse y el nivel de las aguas
subterráneas antes del llenado del embalse
β ; coeficiente que depende de la relación del espesor del estrato permeable h1,
antes del llenado del embalse con la carga hidráulica en el embalse durante su
llenado H, se determina por el gráfico de la Figura 11.13.
µ ; insuficiencia de saturación del estrato permeable, es decir, diferencia entre la
capacidad acuífera total y humedad natural de las rocas permeables sobre el
nivel de las aguas subterráneas (zona no saturada).
Cuando en el área de proyección del embalse no existen aguas freáticas, entonces en
vez de aplicar el espesor acuífero en la determinación de β se utiliza la altura del
nivel del agua en el embalse sobre el impermeable H1 = Y1.
FIGURA 11.12. Esquema de cálculo del volumen de las pérdidas por filtración en
tiempo t a partir del inicio del llenado del embalse.
FIGURA 11.13. Gráfico para determinar
β
.
301
�En los casos antes analizados, el caudal de agua por filtración, desde el embalse por la
unidad de longitud de su margen en tiempo t, a partir del inicio del llenado se calcula
por la fórmula:
qt =
β
2
H
2µKH
t
(11.28)
Las pérdidas medidas por filtración durante el tiempo t se pueden determinar por la
fórmula:
qm = βH
2µKH
t
(11.29)
Si las aguas subterráneas yacen bajo el fondo del cauce o depresión que forma el
embalse, entonces primeramente se determinan las pérdidas en saturación del estrato
permeable bajo el fondo del cauce, y posteriormente las pérdidas en saturación de las
márgenes.
Por recomendaciones de Altóvsky, el volumen de agua empleado en la saturación de
las márgenes del embalse en tiempo t, a partir del momento en que hacia el cauce del
río dejan de fluir las aguas subterráneas (Figura 11.14) se determinan por la fórmula
siguiente:
Vt = (Y12 – h12)
Donde: hm =
µKt
πhm
(11.30)
2Y1 + h1
3
hm; espesor medio del flujo
FIGURA 11.14. Esquema de cálculo de las pérdidas por filtración cuando el agua
subterránea deja de fluir en dirección al río.
El tiempo durante el cual el flujo que se infiltra desde el embalse alcanza el nivel del
flujo subterráneo se determina según recomendación de Altovsky por la fórmula:
T=
µ⎡
Y + P + h0 ⎤
⎢h0 − (Y + Pc ) ln
⎥
K ⎣
Y + Pc ⎦
(11.31)
Donde:
h0, profundidad de yacencia de las aguas freáticas bajo el embalse
302
�Y; profundidad del agua en el embalse a partir del impermeable
Pc; presión capilar en los límites del agua con las rocas secas.
Cuando bajo el área del embalse no existen aguas subterráneas antes del llenado del
mismo, entonces:
T; será el tiempo en que las aguas de filtración alcancen el impermeable, y h0
será la profundidad desde el fondo del embalse hasta el impermeable.
El volumen total de agua que se infiltra en las rocas hasta el momento de contacto de
la misma con las aguas subterráneas o con el impermeable se determina por la
fórmula:
Vt = µ Bh0
(11.32)
Donde:
B; ancho del embalse
h0; profundidad desde el fondo del embalse hasta el impermeable.
El caudal de filtración durante el período de saturación de la base del embalse será:
qt =
Vt
T
(11.33)
El tiempo durante el cual ocurrirá la filtración desde el embalse, a partir del momento
de su llenado, se calcula según propuesta de Veríguin por la fórmula:
1 µL2
T = .
π Khm2
(11.34)
Este tiempo corresponde al esquema de cálculo según la Figura 11.14.
Donde:
L; distancia desde la margen del embalse hasta el punto donde el nivel del agua
subterránea en condiciones naturales, antes del llenado del embalse, presenta
la misma cota que el nivel de agua normal (NAM-nivel de aguas del volumen
muerto) proyectado en el embalse.
11.2 Cálculos del pronóstico de ascenso de los niveles de las aguas
subterráneas en territorios aledaños a las presas (embalses)
En la práctica de construcciones de presas puede considerarse que en un gran por
ciento de los embalses que se forman y sobre todo en territorios con relieve poco
ondulados y llanos, ocurre el ascenso de los niveles de las aguas subterráneas en
territorios aledaños a los embalses, con mayor magnitud en las aguas ubicadas debajo
de las presas y embalses.
En la práctica hidrogeológica actual, gran por ciento de estos pronósticos se ejecutan
en un gran número de países por modelos matemáticos desarrollados en
computadoras (Software), basados en fórmulas analógicas de la dinámica de las
aguas subterráneas, por las cuales en cada caso en específico se desarrolla el modelo
que corresponda a las características hidrogeológicas e hidrotécnicas existentes en el
territorio y obra en proyección. En esta oportunidad analizaremos los métodos
analógicos de cálculos, en los que están fundamentados los programas de
computación, y los que a su vez aún son ampliamente utilizados en la práctica
hidrogeológica, con resultados de alta precisión, siempre y cuando las investigaciones
303
�de campo se ejecuten con los requisitos necesarios
hidrogeológicas que existan en cada caso específico.
por
las
condiciones
11.2.1 Determinación de los ascensos estacionarios del nivel de las aguas
subterráneas en estratos homogéneos con lecho impermeable horizontal
En la mayoría de los casos, posteriormente al llenado de los embalses de las presas,
se estabiliza el remanso de las aguas subterráneas que abarca una longitud
determinada; paralelo al desarrollo del remanso, el nivel de las aguas subterráneas
sufre un ascenso que en determinado tiempo y espacio se estabiliza. La ejecución de
la curva del nivel de las aguas subterráneas freáticas, después de desarrollado el
remanso según Kamiensky en correspondencia con el esquema de cálculo (Figura
11.15), responde a la expresión:
Y2 = h2 + (Y1 – h12)
L −
X
X
+
Y22 −
h22
L
L
(
)
(11.35)
Donde:
Y; espesor del flujo subterráneo a una distancia X de la margen del embalse
después de estabilizado el ascenso de los niveles provocados por el
remanso del llenado del embalse; m
h; espesor del flujo subterráneo en la misma distancia X antes del llenado del
embalse; m
h1 y h2; espesor del flujo subterráneo en el valle que fungirá como embalse y
en el otro límite de drenaje vecino antes del llenado del embalse; m
Y1 y Y2; espesor del flujo subterráneo después de estabilizarse el ascenso de
los niveles en los mismos puntos para los que se determine h1 y h2; m
L; ancho del interfluvio o distancia desde el embalse hasta el límite del
drenaje; m.
FIGURA 11.15. Esquema de cálculo de ascenso de los niveles con límite de drenaje
próximo y lecho impermeable horizontal.
Si el límite del drenaje lo representa un cauce u hondonada seca (Figura 11.15) por
datos de perforación, en este límite se determina el espesor del flujo antes del
remanso, por la fórmula 11.36, haciendo h1 = h2. Si como resultado de los cálculos se
304
�obtiene que posterior al remanso el nivel del agua en este punto estará por encima
del cauce del límite, entonces el cálculo se repite considerando E igual a la altura
desde el lecho impermeable hasta el fondo del embalse, considerando el valor de L la
distancia desde la margen del embalse hasta el límite de cálculo (Figura 11.16).
FIGURA 11.16. Esquema de cálculo de ascenso de los niveles con lecho impermeable
horizontal y límite de drenaje seco.
En casos en que el ascenso de los niveles ocurre dentro de los límites del valle del río
donde se proyecta la presa (que no exista límite de drenaje próximo), la fórmula
11.35 toma la siguiente forma:
Y2 = h2 + (Y12 – h12)
L− X
L
(11.36)
Cuando la zona, en la cual se determina el ascenso de los niveles de las aguas
subterráneas, es pequeña en comparación con la zona de alimentación de esta agua,
entonces el cálculo del ascenso de los niveles se puede ejecutar por el esquema de
flujo semilimitado (Figura 11.17) por la fórmula:
Y2 = h2 + Y12 – h12
(11.37)
FIGURA 11.17. Esquema de cálculo de ascenso de los niveles que ocurren dentro de
los límites del valle del río con la presa proyectada.
305
�11.2.2 Determinación de los ascensos estabilizados del nivel de las aguas
subterráneas en estratos homogéneos con lecho impermeable con pendiente
Los cálculos del ascenso del nivel de las aguas subterráneas en estas condiciones se
ejecutan por la metodología de Kamiensky transformada por Bíndeman. Cuando la
pendiente del lecho impermeable es a partir del embalse (en dirección aguas abajo,
en dirección contraria al embalse), en correspondencia con el esquema de cálculo
(Figura 11.18), se aplica la fórmula:
Y=
(
Z2
+ Y02 + h 2 + Z h + h0 − Y0
4
) -
Z
2
(11.38)
Y cuando la pendiente es en dirección al embalse, según el esquema de cálculo,
(Figura 11. 19) se aplica la fórmula:
Y=
Z
Z2
2
2
+ Y0 + h 2 − h0 − Z (h + h0 − Y0 ) +
2
4
(11.39)
En ambos casos Z representa la diferencia de cotas del impermeable entre las
secciones de cálculo- m.
N.A.N
S.C
Yo
ho
Y
h
Z
FIGURA 11.18. Esquema de cálculo de ascenso de los niveles para impermeable con
pendiente en dirección contraria a la ubicación del embalse.
N.A.N
S.C
Yo
ho
Y
h
Z
FIGURA 11.19. Esquema de cálculo de ascenso de los niveles para impermeable con
pendiente en dirección a la ubicación del embalse.
306
�11.2.3 Determinación de los ascensos estacionarios del nivel de las aguas
subterráneas en espesores permeables estratificados
Cuando el espesor consta de dos estratos y el estrato inferior presenta una
permeabilidad mayor que el estrato superior, los cálculos se pueden ejecutar por la
fórmula de Kamiensky, en correspondencia con el esquema de cálculo (Figura 11.2), y
se aplica la fórmula:
Y ═
me
2
2
+2me (h + Y0 - h0 ) + h 2 + Y0 - h0
2
- me
(11.40)
FIGURA 11.20. Esquema de cálculo del ascenso de los niveles cuando el embalse se
encuentra sobre espesor permeable con dos estratos.
De la fórmula 11.40 y en correspondencia con la Figura 11.20 tenemos:
Y; carga hidráulica (o espesor) del estrato acuífero superior después del llenado
del embalse en sección de cálculo- m
me- espesor equivalente- m
me =
K1
M
K2
K1; coeficiente de filtración del estrato acuífero inferior – m/día
K2; coeficiente de filtración del estrato acuífero superior – m/día
Y0; carga hidráulica en la sección de cálculo inicial. Para la primera sección de
cálculo será la potencia desde el nivel del agua en el embalse hasta el lecho
del estrato superior, para las secciones de cálculos siguientes corresponderá
con las magnitudes de Y ya calculadas- m.
h0; espesor acuífero en el estrato superior en sección inicial de cálculo antes del
llenado del embalse –m.
h; potencia acuífera en el estrato superior en sección de cálculo- m
En cálculos de varias secciones en un mismo perfil, en todos los casos analizados los
parámetros Y0 y h0 corresponden a valores en perímetros del embalse para la primera
sección de cálculo, para las secciones siguientes Y0 y h0 se toman de la sección
anterior (Y0 = Y y h0 = h). El ascenso del nivel en cada sección será: ∆h = Y – h.
Cuando el espesor permeable se encuentra formado por varios estratos y lentes de
distintos espesores y composición granulométrica o de agrietamiento, pero se
307
�diferencian poco por su trasmisividad, el cálculo del ascenso del nivel de las aguas
subterráneas se ejecuta, según recomendación de Kamiensky, por el esquema de
cálculo (Figura 11.21) y por la fórmula:
(K1 h1 + K2 h) = (K11 Y1 + K21 Y) (Y – Y1)
(11.41)
Donde:
K1 y K11; valores medios del coeficiente de filtración del espesor permeable en
la sección inicial del perfil de cálculos antes y después del llenado del
embalse
K2 y K21; valores medios del coeficiente de filtración del espesor permeable en
la sección de cálculo antes y después del llenado del embalse.
FIGURA 11.21. Esquema de cálculo de ascenso del nivel de las aguas subterráneas en
un espesor permeable heterogéneo.
En la ecuación 11.41 son desconocidos los valores de Y y K21. Para lograr la definición
de Y, los cálculos se ejecutan considerando, primero que el espesor permeable es
homogéneo, calculando Y por la fórmula 11.37. A continuación, sabiendo los valores
de K1 y K2 (antes del llenado del embalse) se calcula K11. Posteriormente se sitúan los
valores obtenidos en la fórmula 11.41, en la que tendremos: a = (b + K2Y) (Y – c). El
valor de Y oscila entre el valor obtenido por la fórmula 11.37, que será el valor
mínimo posible Kmin. El valor máximo será Ymax = (Y1 – h1) + h, determinándose
estos dos valores se calcula K21 para la parte derecha de la fórmula 11.41. Como
último paso se construye un gráfico que presente la dependencia Y = F (Y) (Figura
11.22), para lo cual en el eje de las ordenadas se colocan los valores de l f (Y)
teniendo como magnitudes mínimas y máximas las determinadas por la parte derecha
de la fórmula 11.41.
En el eje de las abscisas se colocan valores de Y teniendo como límites los valores de
Ymin y Ymax, por interpolación de los valores máximos y mínimos, se traza una recta
por los dos puntos resultantes; luego a partir del valor a de la parte izquierda de la
fórmula 11.41 se traza una horizontal hasta cortar la línea recta del gráfico; desde
este punto se baja una línea vertical hasta el eje de las Y, el punto con que coincida
esta línea en el eje de las Y nos dará el valor real de Y.
308
�FIGURA 11.22. Gráfico de dependencia f (Y) de Y.
11.2.4 Determinación del ascenso de los niveles de las aguas subterráneas
entre secciones en un valle entre dos ríos
En la naturaleza, generalmente los estratos que se consideran en los cálculos como
homogéneos, en realidad en mayor o menor grado son heterogéneos. El lecho
impermeable de los estratos y espesores permeables rara vez yacen en forma
totalmente horizontal y la alimentación de las aguas subterráneas es irregular.
En relación con lo antes expuesto, los errores de cálculos serán menores, mientras
más próximas sean las secciones de cálculos del ascenso de los niveles y remanso de
las aguas subterráneas entre secciones, es decir, primeramente se ejecutan los
cálculos para una sección próxima a la inicial (margen del embalse); posterior a ello,
la primera sección de cálculos se considera como la sección inicial para los cálculos de
la siguiente sección y así sucesivamente (Figura 11.23).
Los cálculos de ascenso de los niveles entre secciones se recomienda ejecutarlos por
la propuesta de Bíndeman, donde:
Y2n+1 = h2n+1 + (Y2n – h2n)
L − X n +1
L − X n
(11.42)
Donde:
hn; hn+1; espesor del estrato permeable en las secciones de cálculo, n es la más
próxima al embalse; n+1 es la más lejana, antes del llenado del mismo
Yn; Yn+1; espesor del estrato permeable en las secciones de cálculo más próxima y
más distante del embalse, respectivamente después del llenado del mismo
L; distancia desde la margen del embalse hasta el punto donde el nivel del agua no
varía con el llenado del embalse (río, zona pantanosa, nivel del agua subterránea
con cota igual al nivel de aguas normales en el embalse NAN u otros límites de
alimentación).
309
�Cuando L es sumamente grande
L − X n +1
L − X n
≈ 1, la fórmula 11.42 toma la forma
siguiente:
Yn+1 = hn + (Y2n – h2n)
(11.43)
FIGURA 11.23. Esquema de cálculo del ascenso de los niveles de las aguas
subterráneas entre secciones.
11.2.5 Determinación del ascenso no estacionario de los niveles de las aguas
subterráneas en horizontes relativamente homogéneos
Las metodologías de cálculo recomendados para estos casos son las propuestas por
Veríguin.
Cuando el espesor permeable y flujo de las aguas subterráneas, puede considerarse
semilimitados, la ecuación de las curvas del nivel de las aguas subterráneas con el
llenado de embalses responde a la expresión:
Y2 = h2 + (Y21 – h21) [ 1 − f (λ )]
(11.44)
Donde:
λ =
2
X
K
µ
(11.45)
hmt
λ ; se determina de la Figura 11.24
hm; espesor medio del flujo subterráneo, con filtración desde el embalse.
hm =
2Y1 + h1
3
Cuando existe la interrupción de la filtración desde el embalse, para el punto donde el
ascenso del nivel se acuña y comienza la alimentación subterránea (Figura 11.25)
310
�hm =
Y1 + hn
2
hn; espesor del flujo subterráneo en el punto de acuñamiento del ascenso antes
del llenado del embalse;
t; tiempo para el que se pronostica el ascenso.
FIGURA 11.24. Esquema de cálculo del ascenso no estacionario del nivel de las aguas
subterráneas.
El cálculo del ascenso no estacionario para flujo con límites de carga constante a una
distancia L de la margen del embalse se ejecuta por la fórmula:
Y2 = h2 + (Y21 – h21)
L − X ⎛ X ⎞
S ⎜ τ ; ⎟
L
⎝ L ⎠
(11.46)
Donde:
⎛
⎝
S ⎜ τ ;
X ⎞
⎟ es la serie de Furie:
L ⎠
τ se calcula por la fórmula:
τ =
khmt
µ L2
(11.47)
311
�FIGURA 11.25. Esquema de cálculo del ascenso no estacionario del nivel de las aguas
subterráneas en acuíferos con límites de carga constante.
FIGURA 11.26. Gráfico para determinar f ( λ ) de
Los valores de S ( τ ;
λ .
X
) se determinan del gráfico de la Figura 11.27
L
312
�FIGURA 11.27. Gráfico para determinar S ( τ ;
X
).
L
11.3 Cálculo de pérdidas por filtración desde canales
Las fuentes de agua para riego pueden ser de ríos, lagos, embalses, subterráneas y
en ocasiones albañales o residuales industriales.
El agua de la fuente de riego, generalmente, se recoge con la ayuda de un colector
cabecero, de donde pasa a un canal magistral por el cual se lleva hasta el macizo de
riego o directamente a un canal principal de dicho macizo de riego. Existen tres
métodos de entrega y distribución del agua en los campos:
1er método: El más usual; considera la llegada del agua al suelo y el
humedecimiento de esta desde la superficie del terreno, a través de una red de
canales primarios, secundarios, terciarios -riego por gravedad.
2do método: El menos usual, principalmente en los llamados países del tercer
mundo; considera la llegada del agua de riego al suelo y el humedecimiento del
mismo en forma de lluvia artificial con tomas en canales o pozos, utilizando el
denominado cañón- riego por aspersión.
3er método: Es muy poco usual: considera la llegada del agua de riego al suelo y
humedecimiento del mismo desde la superficie en forma de gotas dirigidas, tomando
como fuentes canales o pozos con tuberías y mangueras de distribución del agua con
los llamados “goteros “en los troncos de las plantas- riego por goteo.
4to método: Es raramente utilizable; considera la llegada del agua al suelo y
humedecimiento del mismo no desde la superficie, sino desde el subsuelo, teniendo
como fuente canales o pozos con tuberías ranuradas soterradas de distribución; el
humedecimiento del suelo ocurre por los procesos de absorción y capilaridad del
suelo- riego desde el subsuelo.
Para evacuar del macizo de riego el agua sobrante (no infiltrada ni captada por las
plantas) en los dos primeros métodos de riego se utilizan redes de drenaje,
generalmente representadas por canales o drenes soterrados horizontalmente
(generalmente
tuberías ranuradas en la parte superior de su perímetro en
313
�circunferencia); el sistema de drenaje generalmente se utiliza en aquellos territorios
que por la estructura y litología del suelo, estratos subyacentes o por las condiciones
geólogo-hidrogeológicas requieren de la evacuación del agua sobrante, sobre todo
cuando se utiliza el método de riego por gravedad y en algunos casos por aspersión.
La finalidad del drenaje es evitar la sobresaturación del suelo, ya que ello puede
afectar a las plantas. En muchos casos se realiza el drenaje para evitar el ascenso de
los niveles de las aguas subterráneas, salinización de suelos y empantanamiento de
los mismos.
En esta ocasión, analizaremos el riego por gravedad, es decir, los cálculos
hidrogeológicos de pérdidas por filtración y pronósticos de ascenso de niveles de las
aguas subterráneas en macizos bajo riego por la infiltración del agua de riego desde
canales, por ser el método de gravedad el que mayor influencia provoca sobre el agua
subterránea en los macizos de riego.
11.3.1 Pérdidas por la filtración no estacionaria desde canales
En el movimiento del agua por los canales, tanto en canales de conducción,
magistrales como dentro del macizo de riego, parte del volumen de entrega se pierde
en la filtración (el agua se infiltra en el suelo), lo que disminuye el coeficiente de
efectividad del sistema y conjuntamente con ello puede provocar ascensos
indeseables del nivel de las aguas subterráneas.
En la determinación de las pérdidas por filtración desde los canales, es necesario
considerar que como consecuencia del desarrollo de la filtración hacia los lados y
disminución de los gradientes de filtración, las pérdidas disminuyen en tiempo. En
condiciones de un funcionamiento prolongado de los canales las pérdidas se
estabilizan.
Cuando las pérdidas de agua desde los canales, se desarrollan bajo un régimen de
filtración no estacionario, las pérdidas en saturación del suelo (bajo el canal) y las
pérdidas posteriores a la saturación se calculan según propuesta de M. E. Altóvsky de
forma independiente, y en correspondencia con el esquema de cálculo (Figura 11. 28)
•
Pérdidas bajo el fondo del canal en saturación de las rocas
qf = µ
Bh0 L
T
(11.48)
Donde:
µ ; insuficiencia de saturación de las rocas que yacen bajo el fondo del canal
B; ancho del canal en el nivel del agua del mismo
h0; profundidad de yacencia de las aguas freáticas bajo el canal (si no existen las
aguas subterráneas bajo el canal, entonces se toma la profundidad hasta la roca
impermeable)
L; largo del canal
T; tiempo de infiltración de las aguas del canal hasta el horizonte acuífero (o
hasta el impermeable si no existen aguas freáticas).
Y los parámetros µ ;T se calculan por las fórmulas siguientes:
µ =
γ − δ
− g.δ
γ
314
�γ ; peso específico de las rocas (suelo)
δ ; peso volumétrico de la roca seca (suelo)
g; humedad natural de la roca (suelo) en la zona no saturada en unidad de
peso.
T=
µ
K
[h0 − 2,3(H 0 + H c )]g H 0 + H c + h0
(11.49)
H 0 + H c
Donde:
H0; espesor de la lámina de agua en el canal
Hc; presión capilar de meniscos en los límites de las rocas secas y las saturadas
(aproximadamente 50 % de la altura del ascenso capilar).
El volumen total de las pérdidas por filtración en saturación de las rocas bajo el fondo
del canal en tiempo T se determina por la fórmula:
VT = µ . H0. B. L
(11.50)
Las pérdidas por filtración desde canales, después de saturadas las rocas bajo el fondo
de los mismos se calculan, según propuesta de Bíndeman, considerando la filtración
lateral por la fórmula:
qt = βLH
2µKH
t
(11.51)
Donde:
β ; coeficiente que depende de la relación
h
, se determina por el gráfico de la
H
Figura 11. 29, donde h es el espesor del acuífero antes del llenado del canal
H; profundidad desde el nivel del agua en el canal hasta el nivel de las aguas
subterráneas freáticas (si no existen aguas freáticas, entonces profundidad
hasta las rocas impermeables)
t; tiempo de cálculo a partir del momento de saturación de las rocas bajo el
fondo de los canales.
El volumen total de agua infiltrada desde el canal en tiempo t puede determinarse por
la fórmula:
Vt = 2 βLH 2 µ .K.H.t
(11.52)
Las fórmulas 11.51 y 11.52 son aplicables siempre y cuando se cumpla la relación:
t 〉2
µβ 2 .H 3
K.B 2
315
�FIGURA 11.28. Esquema de cálculo de las pérdidas por filtración no estacionaria
desde canales.
FIGURA 11.29. Gráfico para determinar
β
.
11.3.2 Pérdidas por filtración estacionaria desde canales
Durante una utilización prolongada de los canales, generalmente se logra una
filtración estacionaria en un período de tiempo determinado. En este caso, el análisis
de las pérdidas por filtración exige un análisis más detallado de las condiciones
existentes; por ello analizaremos los cuatro casos más usuales.
1er. caso: Canal con forma trapezoidal de su sección transversal, construido a gran
distancia de drenes naturales (ríos, hondonadas, etc.). Las rocas en profundidad
considerable son homogéneas, y las aguas subterráneas yacen a grandes
profundidades (más de 10 m).
En este caso las pérdidas por filtración pueden ser calculadas por fórmula de
Vedérrnikov, según esquema de cálculo de la Figura 11.30.
Q = LK (B + αH 0 )
(11.53)
Donde:
L; largo del canal o del tramo de cálculo
316
�K; coeficiente de filtración de la zona no saturada
B; ancho del canal en ubicación del nivel del agua en el mismo
α ; coeficiente que depende de la relación
B
y de la magnitud de los taludes
H0
del canal m (en %), se determina por el gráfico de la Figura 11.31.
H0; espesor de la lámina de agua en el canal.
FIGURA 11.30. Esquema de cálculo de pérdidas por filtración estacionaria desde
canales en espesores donde las aguas subterráneas yacen a grandes
profundidades.
2do. caso: Cuando a una profundidad h, del fondo del canal, yace un estrato de alta
permeabilidad, el cual es capaz de drenar el agua infiltrada desde los canales.
En este caso, según el esquema de cálculo de la Figura 11.32, las pérdidas por
filtración se calculan por la fórmula de Vedérrnikov:
Q = LK (B + γ H0)
(11.54)
Donde:
γ ; coeficiente que depende de la relación
B
h
y de 1 y se determina del gráfico
H0
H0
de la Figura 11.33
317
�FIGURA 11.31. Gráfico para determinar el coeficiente
α .
FIGURA 11.32. Esquema de cálculo de pérdidas por filtración estacionaria desde
canales con presencia de estrato de alta permeabilidad que drena el
agua infiltrada.
318
�FIGURA 11.33. Gráfico de dependencia del coeficiente
γ
de las relaciones
B
y de
H0
h1
.
H0
3er.caso: Cuando a una determinada profundidad h, del fondo del canal yace un
estrato acuífero con presión de alta permeabilidad. Para este caso las pérdidas por
filtración se determinan según Numeróv para las siguientes condiciones (Figura
11.34).
•
Cuando el nivel piezométrico yace a una profundidad H y el ancho del canal es
mayor que esa profundidad:
Q = L K B
•
(11.55)
Cuando la profundidad de yacencia del nivel piezométrico es pequeña y se
cumple la condición:
B + 0,883h0
H + h0
Entonces:
〉 3,82
Q=LK
h0 (B + 0,883h0 )
H + h0
(11.56)
Donde:
h0; altura del nivel piezométrico sobre el techo del acuífero con presión
H; profundidad desde el nivel del agua en el canal hasta el nivel piezométrico.
319
�FIGURA 11.34. Esquema de cálculo de las pérdidas por filtración estacionaria con un
estrato con presión bajo el fondo del agua del canal, A – B: superficie
piezométrica del agua.
4to. Caso: Cuando el canal está situado en el valle de un río que representa ser el
drenaje de las aguas que se infiltran desde el canal. En este caso, pueden presentarse
también dos variantes:
•
Cuando el impermeable yace a profundidades bajo el nivel de agua en el río
(Figura 11.35 ):
Q=LK
h1 + h2 ∆H
.
2
l
(11.57)
Donde:
h1; profundidad desde el nivel del agua en el canal hasta el impermeable
h2; profundidad desde el nivel del agua en el río hasta el impermeable
∆ H; altura del nivel del agua en el canal sobre el nivel del agua en el río o
del impermeable en el cauce del río (de existir este)
t; distancia desde el canal hasta el río
•
Cuando el impermeable yace a un nivel por encima del nivel del agua en el río:
Q=LK
h1 ∆H
.
2 l
(11.58)
320
�FIGURA 11.35. Esquema de cálculo, para los casos en que existe un dren natural (río,
etc.) del agua infiltrada: a) Con el fondo del dren (río, etc.), sobre el
impermeable. b) Con el fondo del dren (río, etc.), cortando el
impermeable.
11.3.3 Pronóstico de ascenso de los niveles de las aguas subterráneas en las
áreas bajo riego
El riego de distintos territorios se ejecuta mediante un sistema de riego diseñado en
correspondencia con las exigencias del suelo y los cultivos a regar. Este sistema tiene
como objetivo la entrega y distribución de las aguas de riego en un área determinada.
En algunos casos, las aguas de riego se toman de fuentes subterráneas existentes en
las áreas de riego. En estos casos, por lo general, la influencia del riego sobre las
aguas subterráneas es mínima, siempre y cuando no se produzcan abatimientos
superiores a los admisibles en las aguas subterráneas. En la mayoría de los casos el
riego se ejecuta con aguas de fuentes superficiales o subterráneas existentes fuera
del área de riego, y traídas hasta el sistema de riego en la mayoría de los casos por
canales.
De tal forma y sobre todo, cuando el método de riego es por gravedad (inundación de
los campos cultivados), en dependencia de la norma de riego y distancia entre los
canales del sistema se produce una mayor o menor infiltración de las aguas desde los
canales y desde el suelo irrigado, hasta las aguas subterráneas, en dependencia
también de las condiciones de filtración de los suelos, profundidad de yacencia del
nivel de las aguas subterráneas y condiciones límites del flujo subterráneo.
Los métodos de pronóstico del ascenso del nivel de las aguas subterráneas en áreas
bajo riego puede decirse que aún presentan algunas deficiencias. Uno de los métodos
más completos lo representa el propuesto por Veríguin, en el que se considera que la
longitud del tramo bajo riego es varias veces mayor que su ancho, por lo cual, la
tarea puede analizarse en planta.
De acuerdo con el esquema de cálculo (Figura 11.36), por la curva que forma el nivel
de las aguas subterráneas en áreas bajo riego, pueden definirse tres tramos
321
�característicos: tramo ab, tramo bc, y tramo cd.
FIGURA 11.36. Esquema de cálculo del pronóstico de ascensos de niveles en áreas
bajo riego: B. Distancia entre los canales extremos del área bajo
riego. bc. Ancho del área bajo riego. f. Centro del tramo bajo riego.
El cálculo pronóstico de la magnitud del ascenso de los niveles se ejecuta por las
fórmulas siguientes:
•
Para el tramo ab:
hx =
•
Wb 2
K
⎡ X ⎤
⎢4 b ⎥ + S ( X 1t )
⎣
⎦
(11.59)
Para el tramo bc:
hx =
•
H 2 − 0,5
⎛
X 2 ⎞⎤
Wb 2 2 ⎡
⎜
b ⎢ S ( X 1t ) − 2⎜1 + 2 ⎟⎟⎥
H − 0,5
b ⎠⎦
K
⎝
⎣
2
(11.60)
Para el tramo cd:
hx =
H 2 − 0,5
Wb 2
[S ( X 1.t )] − 4X
K
b
(11.61)
Donde:
hx; espesor acuífero del flujo freático a la distancia X del centro del área (f) en
tiempo t a partir del inicio del riego
H; espesor acuífero del flujo freático a la distancia X del centro del área (f)
antes de iniciar el riego
W; magnitud de la infiltración en el área de riego (tramo bc)
K; coeficiente de filtración del suelo
322
�b; magnitud igual a la mitad del tramo bajo riego ( b =
B
)
2
t; tiempo de pronóstico para el que se ejecutan los cálculos
2
2
⎛X
⎞
⎛X
⎞
+ 1⎟ .ϕ (λ1 ) − ⎜ −1⎟ .ϕ (λ
2
)
⎝b
⎠
⎝b
⎠
S (X1.t) = ⎜
ϕ (λ ) ; coeficiente que se determina por el gráfico de la Figura 11.37.
ϕ (λ1 ) =
X +b
X −b
; ϕ (λ2 ) =
2 at
2 at
y
a=
Khm
µ
a; coeficiente de conductividad de nivel del acuífero
hm; espesor medio del acuífero
µ ; entrega de agua de las rocas acuíferas.
El espesor del flujo subterráneo en el centro del área bajo riego en el tiempo t a partir
del inicio del riego se puede calcular por la fórmula:
ht =
H2 +
Wb 2
K
⎡ ⎛ b ⎞ ⎤
⎟ − 1⎥
⎢ϕ ⎜
⎣ ⎝ 2 at ⎠ ⎦
(11.62)
Donde:
⎛ b ⎞
⎟ = ϕ (λ ) y se determina del gráfico de la Figura 11.37.
⎝ 2 at ⎠
ϕ ⎜
Las metodologías de cálculos anteriormente descritas nos permiten elaborar las curvas
del nivel de las aguas subterráneas en cualquier posición, en secciones transversales a
la ubicación de los canales de riego, para cualquier momento de tiempo a partir del
inicio del riego.
323
�FIGURA 11.37. Gráfico integral de probabilidad para determinar
ϕ (λ ) .
324
�Capítulo 12 METODOLOGÍAS PARA EVALUACIÓN Y ZONIFICACIÓN DE LA
POTENCIALIDAD (FACTIBILIDAD) DE SALINIZACION DE SUELOS
12.1 Introducción
La desertificación en general, comienza con la salinización de los suelos debido a que
la misma ha sido definida como la degradación de las tierras en zonas áridas,
semiáridas y subhúmedas secas, producto de diversos factores, incluyendo las
variaciones climáticas y las actividades humanas.
La desertificación afecta directamente a más de 250 millones de personas y amenaza
la vida de unos 1 200 millones de personas en 110 países que figuran entre los más
pobres del mundo, cuya población depende de la tierra para la mayoría de sus
necesidades.
Un tercio de la superficie terrestre, más de 4 000 millones de hectáreas, está
amenazada por la desertificación. Cada año, la desertificación y la sequía causan
pérdidas en la producción agrícola por un valor de unos 42 000 millones de USD a
nivel mundial. Se estima que el costo anual de la lucha contra la degradación de la
tierra es de unos 2 400 millones de USD.
Las consecuencias de la desertificación son:
-
Disminución de la producción de alimentos
-
Reducción de la productividad del suelo y de la capacidad natural de
recuperación de los suelos
-
Menor calidad de las aguas
-
Sedimentación de ríos y lagos
-
Enlodamiento de embalses y canales
-
Agravamiento de los problemas de salud debido al polvo que levanta el viento,
incluyendo infecciones oculares, enfermedades respiratorias, alergias y estrés
mental, así como la desnutrición.
-
Provoca pérdidas de medios de subsistencia obligando a migrar a los afectados.
En los países en vía de desarrollo se calcula que la superficie total de tierras afectadas
por la desertificación está entre los 6 y los 12 millones de km2. Se ha detectado cierto
grado de desertificación en el 30 % de las tierras de regadío, el 47 % de las tierras de
secano y el 73 % de las zonas de pastoreo. Se calcula que cada año entre 1,5 y 2,5
millones de hectáreas de tierra de regadío, entre 3,5 y 4 millones de hectáreas de
tierra con producción en secano y cerca de 35 millones de hectáreas de zonas de
pastoreo pierden parcial o totalmente su productividad debido a la degradación de los
suelos.
En muchos países, con el amplio desarrollo de la agricultura y sobre todo de la
aplicación del riego, tanto en plantaciones estatales como particulares, podemos
detectar que la aplicación del riego se ejecuta sin la debida fundamentación sobre la
posibilidad de ejecutar el riego o no y si se requiere drenaje o no y qué tipo de
drenaje, por lo que en muchas ocasiones se contribuye con la salinización de los
suelos agrícolas, hasta tal grado que los mismos sean aptos sólo para determinados
cultivos o en general dejen de ser productivos. En muchos territorios, aunque no se
ejecuta el riego, existen condiciones para la salinización de los suelos, principalmente
325
�por las características de la zona no saturada (litología que la forma) y la
compactación de suelos y estratos subyacentes, debido al cotidiano transitar de
equipos agrícolas que de año en año, resultan más pesados al incrementarse sus
dimensiones buscando tecnologías más productivas.
En muchas ocasiones en territorios llanos con desarrollo de plantaciones agrícolas de
muy distintos cultivos se aprovechan las condiciones de territorios arcillosos y con
existencias de depresiones del terreno se construyen embalses de aguas (micro
presas, derivadoras, etc.), y se consideran como ventajas la cercanía a áreas de riego,
igualmente, sin tener en cuenta la racionalidad o no de estos embalses por
afectaciones que puedan causar a la calidad de los suelos. Estas situaciones, sin una
debida argumentación, tanto por estudios edafológicos como hidrogeológicos e
ingeniero- geológicos, pueden crear las condiciones necesarias para el inicio de
procesos desertificantes, que servirán de bases para el posterior desarrollo de la
desertificación.
Dadas las condiciones geológicas de muchos países y distribución de sus principales
y mejores suelos agrícolas, que a la vez coinciden con territorios formados por
sedimentos y rocas de origen marino del Mioceno (N1) y Cuaternario (Q),
representados por calizas arcillosas, margas, arcillas arenosas, arcillas y otros
sedimentos, en los que, en gran parte, aún en la actualidad, por su génesis de
formación existen sales de origen marino, tanto en los acuíferos como en la zona no
saturada.
Por lo antes expuesto, es de gran interés y utilidad práctica el diagnóstico sobre el
grado de peligrosidad referente a la aplicación de riego por la posibilidad de
salinización de los suelos con el mismo y necesidad o no de drenaje, bien sea con
producción en secano o con riego.
Dentro del contexto de protección al "Medio Ambiente" y considerando que el suelo es
uno de los principales elementos ambientales, por su importancia como fuente de
alimento y desarrollo de la flora y la fauna, en esta oportunidad presentamos una
nueva forma de diagnosticar la factibilidad o potencialidad de salinización de los
suelos, para la toma de medidas que impidan la salinización de los mismos y prever
las consecuencias que pueden producir la aplicación del riego de una forma
indiscriminada, es decir, sin una debida argumentación técnica, fundamentada en las
condiciones geo-hidrogeológicas.
Para la aplicación del conjunto de métodos hidrogeológicos establecidos se considera
la litología, profundidad y quimismo de las aguas subterráneas, con lo cual se logra el
mapa de: "Potencialidad de Salinización de los Suelos por las Condiciones
Hidrogeológicas Existentes", el cual representa el resultado final con la integración de
distintos mapas hidrogeológicos y de quimismo de las aguas subterráneas, en los que
se utilizan nuevos coeficientes para definir la salinidad acuífera con sus clasificaciones
correspondientes.
12.2 Características generales de las formaciones arcillosas de origen marino
En la composición de las rocas y sedimentos arcillosos predominan las fracciones
menores de 0.01mm, compuestas predominantemente por hidro-aluminios y
ferrosilicatos, caolinita, hidro-mica, minerales del grupo de la monmorilonita y otros.
Además de estos minerales, la llamada sustancia arcillosa la componen también, el
cuarzo, moscovita, biotita, opal hidróxido de hierro, glaucomita, distintos carbonatos y
materia orgánica. Específicamente “arcilla” se denomina a la roca formada por granos
menores de 0,002 mm en porentajes próximos a 50 y que forma con agua una masa
plástica que con su calentamiento asume la dureza de piedra. Las arcillas y
326
�formaciones arcillosas, además de su composición descrita, pueden presentar la
presencia de sales minerales que dependerán de la génesis de su formación, es decir,
el ambiente de sedimentación terrígeno o marino.
En los sedimentos de origen marino, incluyendo las arcillas, pueden generarse sales
por evaporación del agua de mar, los que se denominan minerales o sales
evaporíticas.
Tanto los minerales como las sales se encontrarán presentes posteriormente en las
arcillas y otras rocas derivadas de la litificación de estas, como las argilitas y esquistos
que forman en la actualidad grandes territorios.
En el caso que nos interesa (sedimentación en ambiente marino), al quedar las
arcillas fuera de este ambiente, en la constitución de las mismas quedan presentes
sales marinas como la halita (ClNa – sal común), silvinita (KCl), tenardita (Na2SO4),
mirabilita (NaSO4.2H2O), soda (Na2CO3.10H2O), yeso (CaSO4.2H2O) y otras. Estas
sales presentan distinto grado de solubilidad en agua y en distinto grado son
higroscópicas (absorben y desprenden humedad).
Fuera del ambiente marino, en dependencia de los procesos de deshidratación y
compactación de las arcillas, generalmente se reduce la porosidad y con ello
aumentan las fuerzas capilares de absorción por lo que en distintas condiciones
hidrogeológicas el contenido de sales de origen marino será distinto.
Generalmente, las sales de origen marino pueden estar presentes en las arcillas fuera
del ambiente marino, periodos cuya prolongación estará regida por los procesos antes
descritos, así como por el lavado y drenaje de las rocas y en este sentido la presencia
de sales marinas en condiciones continentales (terrígenas) podrá prolongarse durante
periodos geológicos completos.
Desde el punto de vista hidrogeológico las formaciones arcillosas no representan un
impermeable absoluto, ya que gracias a los procesos de difusión, osmosis y
gravitación, las arcillas participan en el intercambio hídrico y salino con las aguas que
por ellas fluyen o con las que contactan, incluso con las superficiales. De tal forma, las
aguas de los sedimentos arcillosos influyen en la formación salina y composición
química de las aguas freáticas y superficiales, así como en la zona de aireación en
periodos de saturación; esta influencia llega hasta la superficie debido a las
propiedades de capilaridad y ascensos capilares de los sedimentos arcillosos y el
carácter de intercambio y desarrollo del mismo dependerá de los procesos que dentro
del ambiente hidrogeológico se desarrollen.
Dadas las características generales antes descritas es de gran importancia conocer la
factibilidad de salinización de los suelos, posibilidades de riego, necesidad de drenaje
y las características con que el mismo puede aplicarse.
Generalmente, los suelos agrícolas se encuentran en territorios formados por rocas y
sedimentos arcillosos de épocas geológicas jóvenes y en las condiciones de islas y
gran parte de continentes, por lo general, estas rocas y sedimentos son de origen
marino y marino-aluvial y pueden tener gran influencia en la salinidad y desertización
de los suelos, bien sea debido a factores antrópicos (riego, tala de bosques, etc.) y
naturales (intercambio hídrico y salino subterráneo-superficial, cambio del clima,
fenómenos geo-tectónicos, etc.).
Durante la aplicación del riego en suelos y sobre subsuelos arcillosos con sales en su
constitución y condiciones hidrogeológicas que favorecen la salinización de los suelos,
está demostrada la presencia de tres etapas del régimen de las aguas freáticas, cuya
duración será en dependencia de los ciclos e intensidad del riego o anegamiento
natural del territorio.
1ra etapa- Al iniciarse el riego aumenta el contenido de sales en las aguas freáticas a
327
�la vez que ascienden los niveles.
2da etapa- De la zona de aireación son lavadas las sales de fácil solubilidad por aguas
de riego a la vez que se mantiene el ascenso de los niveles.
3ra etapa- Ocurre la concentración de sales en la zona de aireación y aguas freáticas
propiciado por el ascenso de los niveles de las aguas y ascensos capilares y cuando
los niveles se aproximan a menos de 3 m de la superficie del terreno la concentración
de sales se acelera bajo la influencia de la evaporación.
Cuando se presenta la 3ra etapa, solo es posible evitar la salinización del suelo
mediante la aplicación de drenaje artificial, después de lo cual puede aparecer una
relativa estabilización del régimen hidroquímico de las aguas freáticas y suelo, lo cual
representaría una 4ta etapa del régimen de las aguas freáticas en condiciones de riego.
La aparición de esta 4ta etapa puede demorar varios años (hasta más de 5), posterior
al inicio del drenaje artificial.
Cada una de las etapas mencionadas puede prolongarse durante varios años en
dependencia de la intensidad y frecuencia del riego, de la litología y contenido de
sales en la zona de aireación y acuífero.
En la práctica agrícola, si desde el inicio del riego no se cuenta con los sistemas de
drenaje requeridos, al detectarse la 1ra etapa deben ser construidos los mismos, ya
que de mantenerse el desarrollo de esta etapa, con la correspondiente influencia
sobre el acuífero y suelos, se desarrollan procesos que para detenerlos o eliminarlos
se requieren de inversiones muy costosas y en muchas ocasiones estos procesos de
salinización son irreversibles.
Etapas similares se presentan en territorios arcillosos llanos, donde ocurren
inundaciones prolongadas debido a las lluvias, con lo cual se satura totalmente la zona
de aireación y se simplifican los procesos que intervienen en el intercambio hídrico y
salino subterráneo-superficial, a la vez que los procesos de evaporación (durante las
inundaciones y posterior a ellas) aceleran la deposición de las sales en el suelo.
12.3 Metodología para el pronóstico de la potencialidad de salinización de los
suelos por condiciones hidrogeológicas existentes
El pronóstico de la factibilidad de salinización de los suelos representa la
caracterización de los factores que pueden influir en esa salinización, los cuales, de
forma práctica, podrán ser representados en un mapa que refleje la interacción de los
mismos por la clasificación que se defina.
Es decir, como base para obtener el objetivo buscado nos apoyamos en un Sistema de
Información Geográfica -GIS, que no es más que un conjunto de programas y
aplicaciones informáticas que permiten la gestión de datos visualizados en base de
datos, referenciados espacialmente y que pueden ser visualizados mediante mapas.
Para lograr el objetivo buscado es necesaria la creación de un paquete de mapas
hidrogeológicos, los cuales permitirán la obtención del mapa de potencialidad de
salinización.
Para la confección del "Mapa de Factibilidad de Salinización de los Suelos" de cualquier
territorio, considerando como factores que influyen en esta salinización las
condiciones hidrogeológicas, se requiere como mínimo de tres mapas básicos que son:
Mapa de Profundidad de Yacencia del Nivel de las Aguas Subterráneas, Mapa de
Litología de Cubierta (zona de aireación) y Mapa de Salinidad de las Aguas Freáticas
(para este último consideramos el Índice de Salinidad Marina -ISM, establecido por el
autor de este trabajo).
Para lograr de forma eficiente el objetivo deseado los datos necesarios a obtener del
328
�complejo de trabajos investigativos programados, por puntos son: Cota del terreno,
cota del nivel de las aguas subterráneas, litología de los sedimentos de la zona de
aireación, quimismo de las aguas subterráneas (macro componentes), granulometría
de los sedimentos perforados desde la superficie del terreno hasta unos 2-3 m bajo el
nivel de las aguas.
La búsqueda de los datos primarios está basada en la recopilación de datos de
archivos, datos de investigaciones programadas y ejecutadas para la finalidad que
necesitamos, esto último generalmente representado por la ejecución de
perforaciones de calas y calicatas distribuidas racionalmente por el área de
investigación, según las normas existente por complejidad geológica del territorio. A
continuación se describe la metodología de confección de los Mapas Básicos
necesarios.
Mapa de Profundidad de Yacencia del Nivel de las Aguas Freáticas (P.N.)
Luego de seleccionado los límites del área de estudio y la escala de trabajo se procede
a la selección de los puntos con datos sobre profundidad de nivel. Posterior a la
selección de los puntos y ploteo en el Mapa de Trabajo de los mismos, con el número
del censo y profundidad de nivel (P.N.) se procede a determinar la cota del nivel de
agua (C.N.A.), la cual se determina tomando de planchetas topográficas escala 1:50
000, 1:25 000, 1:10 000 o mayores si existen, la cota del terreno (C.T.), del punto
donde se obtuvieron los datos, por lo que la cota del nivel del agua será:
C.N.A = CT – PN
(12.1)
Teniendo ya cubierto todo el territorio con los datos de C.N.A., se procede a
confeccionar el Mapa de Hidroisohipsas, que nos representa el relieve de la superficie
de las aguas freáticas, con isolíneas con valores que se determinan por la escala de
trabajo; lo más recomendable es trazar las isolíneas cada 1 o 2 m.
Al construir el Mapa de Hidroisohipsas, el mismo se superpone al relieve del terreno
en planchetas de la misma escala de trabajo, señalándose en los puntos de
intercepción la diferencia de cotas que refleja la profundidad de yacencia del nivel del
agua (P.N.), posteriormente se trazan líneas uniendo los puntos con iguales valores
de P.N. y de tal forma se cubre toda el área, con lo que se obtiene el Mapa de
Profundidad de Yacencia de las aguas subterráneas.
Mapa de Litología de Cubierta
Al igual que en el Mapa de Profundidad de las aguas freáticas los datos de litología se
seleccionan y se ubican en el Mapa de Trabajo por coordenadas en puntos donde se
refleja la columna litológica hasta la profundidad necesaria (2-3 m bajo el nivel del
agua) e interpolando los puntos de igual litología y trazando líneas entre puntos con
diferente litología, queda confeccionado el Mapa de Litología de Cubierta, a este mapa
se le añade los datos del ascenso capilar de los sedimentos de la zona de aireación,
determinados en función de la granulometría por datos de laboratorio o de literatura,
esta última para estudios en etapa de factibilidad.
Mapa de Salinidad de las aguas subterráneas
Al igual que en los casos anteriores se seleccionan los puntos que cuentan con análisis
químicos de las aguas freáticas, de forma que el área de estudio quede cubierta lo
más regularmente posible. Los análisis químicos se procesan y se determina el Índice
de Salinidad Marina (I.S.M.) en cada punto seleccionado, aplicando la fórmula:
329
�ISM = (% Cl + % Na) / (%HCO3 + % Ca)
(12.2)
En esta ecuación los porcentajes de los iones se toman de la suma de los miligramos
equivalentes de los aniones y cationes de forma independiente o de la suma total de
ellos.
Como puede observarse en la ecuación del ISM los cloruros (Cl) y el sodio (Na) son
elementos predominantes en las aguas marinas y el hidrocarbonato (HCO3) y el calcio
(Ca) son elementos predominantes en acuíferos continentales. De tal forma, este
coeficiente corresponde con la determinación de factores que influyen en la salinidad
de suelos agrícolas existentes en territorios formados por rocas y sedimentos de
origen marino y marino-aluvial en los cuales la salinidad de los suelos es
predominantemente clórica y sódica. En territorios donde por el tipo de roca existente
el tipo de agua subterránea predominante sea magnésica, entonces en lugar del calcio
se utiliza el magnesio (Mg).
Los resultados obtenidos en cálculos del ISM se plotea en los puntos correspondientes
en el Mapa, posteriormente, interpolando los puntos por valores correspondientes a la
clasificación establecida para el ISM se confecciona el Mapa de Salinidad de las aguas
subterráneas.
Tabla 12.1. Clasificación I.S.M. (C. de Miguel 1992)
Valor I.S.M
<1
1 – 1,9
2 – 6,9
7 - 21
> 21
Tipo de Agua o Acuífero
Aguas o acuífero no salinizado
débilmente salinizado
salinizado
muy salinizado
hipersalinizado (aguas de mar)
Cuando los requerimientos del estudio que se ejecuta corresponden al nivel de
prefactibilidad, y no se tienen los datos del quimismo de las aguas subterráneas (y es
necesario obtener estos datos de la forma más rápida y económicamente posible), se
recomienda la ejecución de recorridos de campo debidamente programados con el
objetivo de obtener los datos necesarios tanto para los mapas de profundidad de
yacencia de las aguas subterráneas como para la evaluación del Índice de Salinidad
Marina (ISM); para ello en los recorridos deberán censarse los puntos de aguas
subterráneas que aparezcan (manantiales, pozos y calas), tomando los parámetros
necesarios por determinación visual y ejecutando mediciones de la mineralización de
las aguas en cada punto censado, utilizando salinómetros. Con los datos obtenidos el
Índice de Salinidad Marina se determina de las mediciones en campo aplicando la
fórmula siguiente:
ISM = 1.18 M
(12.3)
Donde:
M- Mineralización de las aguas subterráneas expresada en sales solubles totales (SST)
medidas en campo por salinómetro en g/l.
En campo la mineralización, en sales solubles totales, puede obtenerse también
utilizando conductivímetros portátiles.
330
�Mapa de Factibilidad de
Hidrogeológicas Existentes
Salinización
de
los
Para la confección de este mapa de Factibilidad
conjugación de tres mapas básicos:
Suelos
por
Condiciones
se requiere como mínimo de la
1ro. Mapa de Profundidad de Yacencia de las Aguas Freáticas
2do. Mapa de Quimismo de las Aguas Freáticas
3er. Mapa de Litología de Cubierta y Ascensos Capilares de la misma
Para poder lograr la elaboración del mapa de factibilidad de salinización se utiliza la
clasificación que correlacionará el ISM con la profundidad de yacencia de las aguas
freáticas, litología de la zona de aireación y su ascenso capilar. Este último, según
Skabalanóvich y Cedénko (1980), depende directamente de la granulometría de los
sedimentos y en específico del diámetro de partículas correspondiente al 10 % del
contenido total.
Por granulometría los ascensos capilares, según los autores antes citados, pueden ser
tomados de la Tabla 12.2.
Tabla 12.2. Magnitud del Ascenso Capilar Máximo (por saturación a largo plazo)
Litología
Arena gruesa
Arena media
Arena fina
Arena arcillosa
Arcilla arenosa ligera
Arcilla arenosa pesada
Arcilla
Ascenso Capilar Máximo - m.
0,15
0,50
1,10
2,0
3,5
6,5
12,0
Con datos de pruebas de laboratorios, el ascenso capilar máximo de los sedimentos
arcillosos puede determinarse por las siguientes fórmulas:
Hc = 0.0446
Hc =
H c=
1− n
nd e
0,0559 3 1 − n
(
)
d
n
0,306
d
(12.4) (Kozeni)
(12.5) (Mavis-Tsui)
(12.6) (La plaza-Serguéiev)
Donde: n-coeficiente de porosidad de los sedimentos
de- diámetro efectivo de los sedimentos que forman la zona de aireación.
La clasificación de los suelos, que correlaciona el grado de salinidad de las aguas
subterráneas [I.S.M] con la profundidad de yacencia de estas aguas, a partir de la
superficie del terreno [Suelo] y la litología de la zona no saturada, en suelos arcillosos
se expone en la Tabla 12.3
331
�Tabla 12.3. Clasificación de los suelos según su potencialidad de salinización por condiciones hidrogeológicas existentes
Profundidad
Litología del Estrato de Cubierta (Zona de aireación o No Saturada)
de las aguas
Valores I.S.M. de las Aguas Subterráneas.
subterránea
s
(ascensos
cap) (m)
<1,1
Arenas
<1
P.S.
1
2
1,9 6,9
S.
Arenas Arcillosas
>7
<1
M.S E.S.
S.
S.
M.S.
P.S.
S.
S.
M.S.
S.
S.
S.
P.S.
P.S.
S.
S.
P.S.
S.
P.S.
N.S.
1,1 - 2,0
N.S. P.S.
S.
2,0 - 3,5
N.S. N.S. P.S.
3,5 - 6,5
N.S. N.S. N.S. P.S.
1
2
1,9 6,9
Arcillas Arenosas
Ligeras
>7
<1 1-1,9
S.
M.S.
E.S.
E.S.
S.
M.S.
M.S.
M.S.
S.
S.
S.
P.S.
P.S.
N.S.
<1
1
2
1,9 6,9
M.S. E.S.
S.
M.S. M.S. E.S.
N.S. N.S. N.S.
>7
M.S. M.S.
P.S. P.S.
Arcillas
<1 1-1,9 2-6,9
>7
S.
Arcillas Arenosas
Pesadas
2
6,9
>7
S.
M.S. E.S.
E.S.
E.S.
S.
M.S. E.S.
E.S.
M.S.
M.S.
S.
M.S. M.S. E.S.
S.
S.
M.S.
P.S.
S.
P.S.
S.
S.
N.S.
P.S.
N.S.
P.S.
6,5 - 12,0
N.S. N.S. N.S. N.S. N.S. N.S. N.S. N.S.
N.S. N.S. N.S.
>12
N.S. N.S. N.S. N.S. N.S. N.S. N.S. N.S.
N.S. N.S. N.S. N.S. N.S. N.S.
N.S. N.S.
M.S. M.S.
S.
S.
P.S.
P.S.
N. S.- suelos prácticamente no salinizables
P.S.- suelos poco salinizables
S.– suelos salinizables
M. S.- suelos muy salinizables
E.S – suelos extremadamente salinizables
332
�Ejemplo de aplicación: Valle del Cauto en la Provincia Holguín y Las Tunas,
Cuba
Con la aplicación del método de pronóstico y clasificación establecidos, mediante el
procesamiento de 543 análisis químicos de agua, 482 puntos con mediciones de nivel,
350 puntos con descripción litológica y cálculos de ascensos capilares de la zona no
saturada, el área de estudio en un área de 3 813 km2 pudo ser caracterizada y
zonificada, los resultados se exponen en las Tablas 12.4 y 12.5.
Tabla 12. 4. Características establecidas Valle del Cauto Prov. Holguín y Las Tunas
Profundidad
Tipo de suelo
Valor
nivel de las
I.S.M.
aguas (m)
I
<1
>3
Prácticamente
1 - 1,9
>5
no salinizable
2 - 6,9
> 10
>7
> 15
II
<1
1-3
Poco
1 - 1,9
3-5
salinizable
2 - 6,9
5 - 10
>7
10 - 15
III
<1
<1
Salinizable
1 - 1,9
1-3
2 - 6,9
3-5
>7
5 - 10
IV
1 - 1,9
<1
Muy
2 - 6,9
1-3
>7
<5
< 1,9
< 0,5
2 - 6,9
<1
>7
<3
Salinizable
V
Extremadamente
Salinizable
Requerimientos generales para
la aplicación de riego
No se requiere de medidas de
drenaje, exceptuando zonas llanas
de empantanamiento donde debe
preverse drenaje superficial
Solo
requiere
de
drenaje
superficial,
en
algunos
casos
drenaje
horizontal,
soterrado
profundo
Requiere de drenaje superficial
profundo, en algunos casos drenaje
horizontal, soterrado profundo o
vertical (bombeo de pozos)
Requiere
de
combinación
de
drenaje superficial y horizontal
soterrado profundo, en algunos
casos combinado con vertical
profundo y recarga artificial
En estos casos no debe regarse,
pero sí se requiere de drenajes
combinados con recarga artificial y
bombeo de pozos, para lavado del
acuífero y mejoramiento de los
suelos
En todos los casos se prevé que el riego se ejecute con aguas de mineralización
menor de 1 gr/l y I.S.M. < 1.
Teniendo ya todos los datos necesarios se procedió a la elaboración del mapa de
333
�factibilidad de salinización y se superpuso al mapa de salinidad de las aguas
subterráneas [en base al I.S.M], el mapa de profundidad de yacencia del nivel de las
aguas freáticas y de litología, con sus ascensos capilares y en correspondencia con la
clasificación establecida, se delimitaron las áreas con distinto grado de potencialidad
(factibilidad) de salinización para toda el área del Valle del Cauto de las Provincias
Holguín y Las Tunas, y se obtuvieron los resultados en área, expuestos en la Tabla
12.5.
Tabla 12.5. Potencialidad de salinización de suelos en el Valle del Cauto en las
provincias Holguín y Las Tunas, República de Cuba
Tipos de suelos
por factibilidad
de salinización
Áreas con distinto grado de potencialidad de salinización de
los suelos
Prov. Holguín
Prov. Las Tunas
Total Área del Valle
Km2
%
Km2
%
Km2
%
686
31,3
660
40,6
1 346
35,3
640
29,2
355
21,8
995
26,1
400
18,3
314
19,3
714
18,7
Muy salinizable
350
16
230
14,2
580
15,2
Extremadamente
salinizable
112
5,2
66
4,1
178
4,7
TOTAL
2 188
100
1 625
100
3 813
100
Prácticamente
no salinizable
Poco salinizable
Salinizable
12.4 Metodología para pronóstico de afectaciones y potencialidad de
salinización de suelos por embalses de agua construidos en territorios llanos
En muchos países se ha desarrollado la construcción de presas y otras obras
hidrotécnicas para el almacenamiento de agua en territorios agrícolas llanos,
generalmente arcillosos, sin un pronóstico anticipado de las consecuencias que los
mismos pueden producir a mediano y largo plazo sobre las características de los
suelos.
Los territorios agrícolas llanos, en gran número de casos, se encuentran sobre
formaciones geológicas de origen marino y terrígeno-marino y bajo la cubierta
arcillosa de estos territorios se encuentran acuíferos que en dependencia de la
formación geológica que los forman, están constituidos por arcillas arenosas, arenas
arcillosas y gravosas, calizas agrietadas y cársticas y otros con baja, mediana y alta
permeabilidad.
Como características propias de estos territorios tenemos que la yacencia de los
niveles de las aguas subterráneas generalmente se encuentran en zonas del estrato
de cubierta (sedimentos arcillosos).
Las características antes mencionadas, conjuntamente con la presencia de sales de
origen marino, tanto en el acuífero como en el estrato de cubierta, al infiltrarse de los
embalses volúmenes que pueden alcanzar hasta el 10 % del escurrimiento regulable,
se produce el ascenso de los niveles de las aguas subterráneas en los territorios
aledaños a los embalses. De tal forma, se crean condiciones de afectación de los
suelos por empantanamiento, sobresaturación y humedecimiento del estrato de
334
�cubierta, así como aproximación de la yacencia de los niveles de aguas subterráneas
hasta profundidades en que, por litología del estrato de cubierta y propiedades de
ascensos capilares de la misma y difusión iónica de las sales de origen marino
presentes en los acuíferos y estrato de cubierta, se desarrolla el ascenso de las sales
hasta la superficie del terreno, lo cual provoca la paulatina salinización de los suelos,
acelerada sobre todo por procesos de evaporación en países del trópico y subtrópico.
Estos procesos de salinización pueden llegar a transformar los suelos hasta hacerlos
totalmente improductivos, si no se toman las medidas necesarias para contrarrestar la
salinización.
Para el estudio y pronóstico de los procesos de salinización analizaremos metodologías
basadas en los cálculos de pronóstico del ascenso de los niveles por métodos
tradicionales, incluyendo aspectos novedosos en estas metodologías y clasificación
que permite definir los suelos por sus características de factibilidad de salinización,
debido a condiciones hidrogeológicas del territorio y representadas por el quimismo de
las aguas subterráneas, litología de los estratos de cubierta (zona de aireación) y
ascensos capilares de estas litologías, conjugadas con la profundidad de yacencia de
las aguas subterráneas.
Para lograr el pronóstico requerido es necesario contar con los datos y mapas que nos
permitan efectuar los cálculos y confeccionar los mapas requeridos. Los datos
requeridos representarán las condiciones naturales del territorio antes del llenado del
embalse y los mismos son: 1- Mapa de hidroisohipsas del territorio. 2- Perfiles
hidrogeológicos en posición normal al trazado de las isolíneas de las hidroisohipsas.
Estos perfiles deberán aportar la ubicación de los niveles de las aguas subterráneas,
litología y permeabilidad (coeficiente de filtración) de los distintos estratos de la zona
de aireación y acuíferos, hasta el primer estrato impermeable que represente un
impermeable regional. La ubicación de los perfiles debe coincidir con las secciones de
cálculos a partir de la cortina o dique del embalse, aguas debajo de los mismos y en
los laterales y aguas arriba hasta cotas de la superficie del nivel de las aguas
subterráneas coincidente con cotas del nivel de aguas normales del embalse (NAN) u
otro nivel del embalse que sea de interés. 3- Mapa de profundidad de yacencia de los
niveles de las aguas subterráneas del territorio donde se construirá el embalse y
territorios aledaños. 4- Mapa del quimismo de las aguas subterráneas representado
por el Índice de Salinidad Marina (ISM) expuesto en el punto 1. 5- Mapa de la litología
de cubierta del área de estudio. 6- Mapa de factibilidad de salinización de los suelos
por clasificación de Tabla 12.3.
12.4.1 Definición de las áreas con afectaciones de suelos en territorios
aledaños a los embalses
Para la definición de las áreas que se afectan por el llenado de embalses y
características de las mismas, lo primero que se ejecuta es el pronóstico de ascenso
de los niveles en territorios aledaños a los embalses por el llenado de estos y en casos
de canales el ascenso de los niveles por infiltración de las aguas desde ellos, para lo
cual existen varios métodos de cálculos principales, basados en leyes hidrodinámicas
e hidráulicas de la filtración del flujo de las aguas subterráneas. Estos métodos están
ampliamente expuestos en el capítulo 11 de este libro, en los epígrafes 11.2 y 11.3.
Las áreas que se afectan por el llenado de los embalses se definen por combinación de
los resultados obtenidos en el cálculo del pronóstico de ascensos de los niveles,
posición de esos niveles pronosticados con el relieve del terreno, litología existente
donde se pronostica la posición de los niveles, y sobre estos, ascensos capilares de
esa litología y quimismo de las aguas subterráneas expresado por el Índice de
Salinidad Marina (en este caso de análisis).
335
�Las afectaciones de suelos en territorios aledaños a los embalses pueden desarrollarse
en tres zonas con distintas características, por las cuales las podemos clasificar de la
siguiente forma:
Zona A - de empantanamiento (saturación total) de los suelos.
Zona B - de humedecimiento de los suelos.
Zona C - de humedecimiento esporádico de los suelos.
La zona A se caracteriza por el empantanamiento o sobresaturación de los suelos, lo
que provoca que en estas áreas se inutilicen los suelos para la producción agrícola, en
las mismas se desarrolla la vegetación de pantanos. En esta zona por estar
permanentemente saturada se establece una relación directa aguas subterráneas
suelos y con la presencia de sales de origen marino en el acuífero o zona de aireación;
la salinización en esta zona se desarrolla en cortos periodos de tiempo, motivado por
los procesos ya mencionados. Esta zona generalmente se desarrolla en territorio
inmediato a la cortina (y diques) y aguas debajo de la misma.
La zona B se caracteriza porque en la misma se establecen profundidades de niveles
de las aguas subterráneas generalmente menores de 3 m, lo que en combinación con
las propiedades de ascensos capilares de los sedimentos de la zona de aireación y
ascensos adicionales de los niveles de las aguas en períodos de precipitaciones
atmosféricas o riego, provoca un humedecimiento que puede considerarse
permanente del suelo y con ello también se establece la interrelación suelos-aguas
subterráneas, facilitando el ascenso de las sales contenidas en el acuífero y zona de
aireación o no saturada, con lo que se producen los procesos señalados de salinización
de los suelos. Como norma, esta zona presenta su mayor desarrollo a continuación de
la zona A.
La zona C puede considerarse en cubiertas generalmente arcillosa (zona de aireación
o zona no saturada) con potencias superiores a 3 m hasta 12 m e incluso pueden ser
superiores. Cuando la misma está formada por arcillas pesadas los efectos de estas
profundidades de niveles se producirán siempre que en los suelos existan las
posibilidades de salinización por clasificación expuesta en la Tabla 12.3. La afectación
de los suelos podrá ser permanente o cíclica, en dependencia de la litología existente
y régimen de los niveles en los embalses, relacionado con las características climáticas
del territorio y riego. En esta zona pueden producirse procesos similares a los de la
zona B.
El desarrollo de esta zona puede presentar su mayor magnitud en diferentes áreas en
relación con la cortina del embalse y ello está dado por la influencia de distintos
factores relacionados con el remanso que se forma en la superficie de las aguas
subterráneas y que en muchas ocasiones presenta su mayor desarrollo aguas arriba
del embalse y en los laterales del mismo.
La determinación de las tres zonas antes detalladas se obtiene mediante la confección
del mapa de profundidad de niveles de las aguas subterráneas con datos obtenidos
del pronóstico de ascenso de los niveles por el llenado de los embalses.
La zona A se define directamente del mapa de profundidad de niveles y considera
niveles coincidentes con la superficie del terreno o sobre la misma.
Las zonas B y C se determinan por confección del mapa de factibilidad de salinización
de los suelos por metodología expuesta anteriormente, para niveles e hidroisohipsas
resultantes por desarrollo del pronóstico de ascenso de los niveles en territorios
aledaños a los embalses.
336
�En el mapa anexo (Figura 12.1) se presenta un ejemplo de aplicación de la
metodología antes expuesta aplicada en territorio de embalse programado en el río
Jobabo, ubicado en la provincia Las Tunas, en la República de Cuba.
Simbol ogía
Cortin a y dique del embalse.
Direcc ión del flujo d e agu as subterráneas.
Perfiles de cá lculos.
Zon a A, de empantanamiento o sob resa turación de los suelos.
Zo na B, de hu me decimiento de los suelos.
Zo na C, d e afectaciones cíclic as de los suelos.
FIGURA 12.1- Mapa ejemplo de zonificación de afectación de los suelos por embalse
construido en territorio llano con existencia de condiciones
hidrogeológicas desfavorables.
337
�Capítulo 13 IMPACTOS
EVALUACIÓN
AMBIENTALES
SOBRE
LOS
ACUÍFEROS
Y
SU
En las condiciones actuales de desarrollo y de degradación de los recursos hídricos, y
en específico de los recursos hídricos subterráneos, es necesaria la ejecución de
estudios hidrogeológicos que permitan definir y evaluar los impactos ambientales que
reciben los acuíferos a partir de distintos factores impactantes. Para ello es importante
conocer toda una serie de definiciones y términos generales sobre el medio ambiente,
propiedades que pueden ser impactadas y sobre todo degradadas en los acuíferos,
factores que pueden producir estos impactos y también los distintos métodos de
estudio de los impactos sobre acuíferos y forma de evaluación de los mismos.
13.1 Términos y conceptos generales
Medio Ambiente: término sobre el que existen varias definiciones, por muchos se
define como “el que permite al hombre crear las condiciones necesarias para la vida.
Incluye al medio natural y al medio social”, consiste en la interacción naturaleza
sociedad en un contexto de espacio y tiempo dado.
Podemos considerar también al medio ambiente como el entorno, que es la suma de
todos los factores y condiciones que rodean un organismo cualquiera y que pueden
influenciar en él, incluye al medio físico y al medio social-económico. El medio físico lo
representa en sí el Planeta Tierra, donde a su vez existen otros medios físicos que en
su conjunto forman el medio físico del planeta, sin obviar los medios extra terrestres.
Dentro de los medios físicos de la Tierra tenemos los acuíferos, formando parte de un
medio de mayores magnitudes representado por la hidrosfera.
El contacto multilateral de la sociedad humana y la naturaleza presenta propiedades
en su conjunto, las cuales cambian con regularidad en el espacio y en el tiempo,
condicionando la variada influencia del medio sobre la actividad del hombre y
viceversa.
Impacto Ambiental: Es todo aquello que modifica desde el exterior el equilibrio
dinámico inicial de un sistema dado (natural o artificial). Mientras más fuerte sea el
impacto sobre un sistema determinado, mayor será la distancia del nuevo estado con
respecto a la situación inicial (antes del impacto), y mayor será el tiempo necesario
para recuperarse al cesar el impacto (Agos y Berenguer 1982, citados por
Santiesteban 1997).
Por su ocurrencia los impactos pueden ser directos o primarios, indirectos o
secundarios y también acumulativos. Los impactos directos son aquellos en que la
afectación que sufre un atributo u objeto ambiental se produce por la acción directa
de los factores impactantes. Los impactos indirectos se derivan de los anteriores y
generalmente son más difíciles de identificar que los directos. Los impactos
acumulativos son aquellos que generalmente desde su inicio no son detectados y su
efecto se detecta en el transcurso del tiempo a partir del inicio de la acción
impactante, cuando el accionar del mismo por acciones acumulativas genera su
detección, todos ellos pueden ser tanto de origen natural como artificial (antrópico).
Estudios de Impactos Ambientales: Es la acción que realiza el hombre aplicando
un conjunto de acciones científico-técnicas, sistemáticos, interrelacionados entre sí,
cuyo objetivo es la identificación, predicción y valoración de los efectos positivos o
negativos que puede producir la acción de un impacto determinado sobre el medio
ambiente.
338
�Si analizamos los impactos naturales en sus variadas formas de presencia en el
Planeta Tierra y externas que actúan sobre el mismo y cambian o varían sus
características constantemente en tiempo y espacio, podemos llegar a la conclusión de
que muchos de esos impactos no pueden ser evaluados de forma sistemática, es
decir, se producen en tal variedad de formas y condiciones que impiden la valoración
de sus parámetros en las condiciones actuales de desarrollo científico-técnico, o sea,
solo se pueden valorar magnitudes cualitativas y no cuantitativas en determinados
momentos de tiempo.
En la era actual, por el desarrollo de la capacidad cognoscitiva del hombre, tecnología
y necesidades de la sociedad humana, el empleo de los recursos naturales conlleva
inevitablemente al cambio y transformación de las conexiones internas y de los
procesos en el Planeta. Estas modificaciones están orientadas en muchos casos a un
fin preciso.
En otros casos las modificaciones surgen como resultado de las acciones del hombre y
rebasan los marcos de las consecuencias inicialmente esperadas. A medida que el
hombre va dominando la Tierra y profundiza su influencia sobre la naturaleza, la
influencia del medio natural alterado y transformado va superando por su importancia
y magnitud la influencia de la naturaleza no degradada o poco modificada. El centro
de gravedad de los intereses de la acción reciproca entre la naturaleza y el hombre se
desplaza en la historia en tiempo y espacio.
Durante largo tiempo la atención de científicos y filósofos estuvo centrada en los
problemas de las conquistas de las fuerzas naturales para la satisfacción de las
necesidades humanas y en el estudio del influjo de la naturaleza sobre la vida
material y espiritual de la sociedad; más tarde cobró actualidad otra cuestión: la
incógnita sobre la suficiencia de los recursos naturales de la Tierra para satisfacer el
consumo de energía y sustancias naturales derivado del vertiginoso crecimiento de la
sociedad humana, incluyendo el proceso científico-técnico y ya no solo de las
generaciones actuales, sino también de las generaciones futuras. A partir de este
momento se comienza a desarrollar el concepto de Sustentabilidad o Desarrollo
Sostenible.
Desarrollo Sostenible o Sustentable: Es un proceso dinámico que implica trabajar
simultáneamente en dos vertientes: la del desarrollo de la sociedad humana y la de la
sostenibilidad. El desarrollo como mejoría constante de todo y de todos y la
sostenibilidad, como la garantía de que tanto las generaciones humanas actuales
como las futuras puedan disfrutar de un medio ambiente no degradado y de los
recursos naturales de que disponemos actualmente y los cuales se degradan por la
acción del hombre.
Entre los elementos antrópicos que más inciden negativamente sobre la naturaleza
están las "guerras". Interpretando las palabras del Apóstol de Cuba, José Martí Pérez,
referente a las guerras: "el mundo sangra sin cesar de los crímenes que se cometen
en contra de la naturaleza", vemos que el hombre como especie biológica superior,
con razocinio propio, que debe velar no solo por la conservación de los georrecursos
que le sirven de subsistencia, se extermina a sí mismo. En la actualidad existen ya
recursos bélicos que pueden hacer desaparecer toda la humanidad con grandes
riesgos para la naturaleza de la tierra.
Actualmente el hombre está en deuda con la naturaleza, está afectando su equilibrio
ecológico y el límite de autorecuperación de los ecosistemas. Por lo que es de carácter
urgente compatibilizar todas las acciones científicas, económicas y sociales para
lograr, no solo la obtención de una subsistencia sostenible, sino también para evitar el
sangramiento del mundo (como señalara José Martí) a través de la auto
339
�exterminación de la especie humana en todas las formas, incluyendo: "la degradación
del medio ambiente".
13.2 Impactos ambientales sobre los acuíferos- IASA
Para denominar los impactos sobre los recursos hídricos subterráneos hemos escogido
este término por ser una denominación reconocida internacionalmente y más
abarcadora, ya que considera no solo el recurso "agua subterránea", sino también el
medio donde los mismos están almacenados, a través del cual se desarrolla su
alimentación, por el que circulan y desde donde descargan a otros medios.
Considerando al acuífero como objeto impactado, el medio ambiente impactante lo
representa no solo el medio rocoso que lo rodea, también los medios que contactan
con sus elementos de alimentación y descarga relacionados de forma directa e
indirecta con las aguas subterráneas por procesos físicos, químicos, mecánicos y
otros.
Como impacto ambiental sobre los acuíferos (IASA) se entiende toda acción
provocada desde elementos, por componentes y factores naturales o artificiales
(antrópicos) que forman el medio ambiente que contactan con los acuíferos, sus
fuentes de alimentación y zonas de descarga, mediante los cuales se generan
variaciones en las propiedades físicas, químicas, de volumen, tránsito y descarga
(funcionales y naturales ) intrínsecas de los acuíferos (ver relación de propiedades
intrínsecas de los acuíferos en la Tabla 13.1).
Conociendo los elementos que forman el medio ambiente y que contacta con los
acuíferos, podemos definir tres grandes grupos de IASA: Naturales, Artificiales y
Combinados, formados por componentes y factores que directa o indirectamente los
producen y que a su vez pueden generar acciones positivas o negativas así como
ambas a la vez, en dependencia de su origen y desarrollo en tiempo y espacio.
Los IASA pueden producirse tanto por componentes o factores independientes, como
por combinaciones de ellos y estas combinaciones pueden ser desde simples hasta
muy complejas, cuando participan en el impacto varios factores o componentes,
incluso de otros elementos.
La mayor variedad de impactos negativos pertenecen a los factores antrópicos y
componentes de los que se derivan los mismos. Por la acción impactante de estos
factores, el tiempo de acción es más inmediata que los de la mayoría de origen
natural, aunque existen impactos de origen natural en los que la acción impactante y
sus efectos se presentan en periodos de tiempo que pueden considerarse instantáneos
con magnitudes que en ocasiones son muy superiores a los que pueden presentar los
impactos antrópicos y de efectos muy superiores sobre las propiedades intrínsecas de
los acuíferos (Tabla 13.1).
Tabla 13.1. Relación de principales propiedades intrínsecas de los acuíferos
ACUÍFERO
Componentes
ROCA
Propiedades
Mineralogía
Trasmisividad
Almacenamiento
Alimentación
340
�Descarga
Químicas
Físicas
Térmicas
AGUA
Gaseosas
Agresividad
Radioactividad
Bacteriológica
Barométrica
Clasificación de los IASA
Como ya se mencionó, los IASA, al igual que otros impactos sobre el medio ambiente
en general, pueden pertenecer a elementos naturales, antrópicos o combinados, los
cuales están constituidos por componentes y factores que agrupan toda una serie de
procesos de muy diversas génesis, lo que caracteriza al impacto ya no solo por sus
acciones impactantes, sino también por las características específicas de las mismas.
La clasificación que exponemos en la Tabla 13.2 incluye si no todos, sí los principales
que pueden accionar de forma positiva o negativa sobre los acuíferos y que hasta la
actualidad pueden ser evaluados de forma cualitativa o cuantitativa, en muchos casos,
por los amplios medios tecnológicos y de procesamientos existentes.
Tabla 13.2. Clasificación de los IASA
ELEMENTOS
COMPONENTES
NATURALES
GEOLÓGICOS
FACTORES (o Procesos)
Sísmicos
Volcánicos
Tectónicos
Geoquímicos
Hidrogeológicos
Erosivos
Acumulativos
CLIMÁTICOS
Hídricos
Eólicos
Térmicos
CÓSMICOS
Planetarios
Extraplanetarios
MARINOS
Profundos
Superficiales
BIOLÓGICOS
Mutuativos
Epidémicos
Orgánicos
ANTRÓPICOS
SOCIALES
Físicos
Químicos
Biológicos
341
�INDUSTRIALES
Físicos
Químicos
Gaseosos
Térmicos
Radioactivos
ARQUITECTÓNICOS
Mecánicos
Físicos
HIDRAÚLICOS
Mecánicos
Físicos
Químicos
Biológicos
AGRÍCOLAS
Mecánicos
Físicos
Químicos
Biológicos
MINEROS
Mecánicos
Físicos
Químicos
MILITARES
Mecánicos
Físicos
Químicos
Radioactivos
NATURALES
Cósmico - Geológico
Aquí los factores o
procesos impactantes
Geólogo - Marino
pueden ser muy variados y
Climático - Geológico de distinta génesis y
C
(muchos otros)
formas, en los que pueden
O
participar los mencionados
M ARTIFICIALES Social - Industrial
en los elementos
Minero - Industrial
B
anteriores
I
Militar - Industrial
N
(muchos otros)
A
D NATURALES – Minero - Geológico
O ARTIFICIALES Industrial S
Geológico
Hidráulico Geológico
(muchos otros)
13.3 Métodos de estudio de impactos ambientales y su aplicación a los
acuíferos
Para poder definir el método de estudio que aplicamos y valorar los factores que
producen los IASA, es necesario detenernos en algunos términos y sus definiciones, lo
cual propiciará una mayor comprensión.
342
�Vulnerabilidad de los Acuíferos
Esta denominación abarca a determinadas propiedades de los acuíferos que refleja la
susceptibilidad de los mismos ante los impactos ambientales; se utilizó por primera
vez como término reconocido por su significado por el científico francés J. Margat
(1963), cuando lo expuso basado en el hecho de que, en cierta medida, el medio
físico protege al acuífero de contaminantes que pueden infiltrarse desde la superficie
del terreno. A partir de ese momento se establecieron distintas definiciones que en la
actualidad aún se enriquecen.
En 1994 Urba y Zaparozec definen la vulnerabilidad de los acuíferos como
vulnerabilidad intrínseca o natural del agua subterránea, considerando para ello:"es la
propiedad intrínseca de un sistema acuífero que depende de su sensibilidad a
impactos naturales y/o antrópicos, es una función de las características
hidrogeológicas que lo cubren".
La primera definición de vulnerabilidad (J. Margat) solo considera que los acuíferos
pueden ser impactados por factores contaminantes, por ello relaciona su
vulnerabilidad a las características de protección de la cubierta que puede tener un
acuífero.
La segunda definición (Urba y Zaparozec) refleja con contenido mucho más amplio el
concepto de vulnerabilidad al relacionar la misma con los materiales rocosos que
rodean al acuífero y sus propiedades.
Analizando el segundo concepto o definición, vemos que aún está incompleto, pues no
se considera los orígenes y propiedades de los impactos, por ello podemos considerar
que la definición de vulnerabilidad de acuíferos, sin subestimar la definición dada por
Urba y Zaparozec, estaría más completa expresándola con cierto complemento como
a continuación reflejamos :..."Es una función de las características hidrogeológicas del
acuífero, de los suelos y material geológico que lo rodean, dependiente directamente
del origen y propiedades del factor impactante".
La definición de Urba y Zaparozec, con lo añadido, incluye o refleja los impactos que
puede recibir el acuífero, ya no solo del medio inmediato a él, también los impactos
que recibe el medio inmediato y que repercuten en el acuífero en función de su origen
y propiedades del mismo.
De la Tabla 13.2 y analizando los elementos que pueden generar impactos en los
acuíferos a través de sus componentes y factores, podemos deducir que los acuíferos
en general "son vulnerables" y que el efecto de los impactos desarrollado en distinto
tiempo y espacio, aunque proceda del mismo factor, componente y elemento sí puede
presentarse con distintas características y sus propiedades intrínsecas (magnitud,
desarrollo, reversibilidad, duración y certeza) se presentan en condiciones de
desigualdad por sus significados y peligrosidad real para el acuífero. De tal forma, la
vulnerabilidad de los acuíferos es un término no absoluto que puede ser interpretado
de distinta manera por distintos autores, en dependencia de las propiedades
intrínsecas de los impactos, que pueden variar en tiempo y espacio, teniendo en
cuenta las propiedades intrínsecas de los acuíferos, el medio que lo rodea así como el
elemento, componente y factor impactante que se analice.
En la Hidrogeología aplicada al Medio Ambiente o Hidrogeología Ambiental está muy
desarrollada la confección de Mapas de Vulnerabilidad de Acuíferos. Estos mapas
pueden considerar una o varias propiedades del acuífero y son de gran utilidad, tanto
en esferas económicas, sociales como ambientales ya que pueden definir la
sensibilidad de los acuíferos ante determinados impactos, sirven de herramienta para
el manejo de los recursos hídricos subterráneos y del medio ambiente en varias
direcciones principales:
343
�1- Tomar decisiones en cuanto al manejo de los recursos hídricos subterráneos y
protección de los acuíferos.
2- Identificar las áreas más vulnerables, en general, o ante determinados impactos.
3- Decidir sobre las investigaciones y redes de monitoreo necesarias.
4- Desarrollar programas de informática y procesamiento que permitan una mayor
integridad para la evaluación y predicción de los impactos con carácter local, zonal,
regional y global.
5- Desarrollar programas informativos y educativos sobre la necesidad de proteger los
acuíferos y recursos hídricos, en general.
La confección de Mapas de Vulnerabilidad de los acuíferos en la actualidad presenta
muchas limitaciones, siendo las principales:
1- Falta de metodologías universales y unificadoras.
2- Ausencia de datos representativos y tecnología que puedan tener uso generalizado
a niveles globales y capaces de registrar un mayor número de factores de impacto
y sus efectos.
3- Falta de detallamiento y conocimiento de características geológicas y otras,
incluyendo las intrínsecas de los acuíferos a nivel de cuencas subterráneas de
forma integral.
4- Escasa experiencia en la validación y verificación de la vulnerabilidad de los
acuíferos a escala regional y global.
En los últimos 20 años se han desarrollado gran número de técnicas para evaluar la
vulnerabilidad de los acuíferos, aunque la mayoría se perfilan relacionadas con la
calidad del agua y no con propiedades del medio rocoso acuífero que repercuten en
sus reservas. Las técnicas desarrolladas varían según las características geográficas,
la calidad y cantidad de datos y del propósito del análisis y, en general, pueden
clasificarse en tres grupos que definen la metodología a seguir o establecer en los
estudios de impactos sobre acuíferos:
1- Métodos hidrogeológicos complejos
2- Métodos paramétricos
3- Métodos numéricos y de relaciones analógicas
-Métodos Hidrogeológicos Complejos: Están ampliamente desarrollados y se basan en
la superposición de toda la información cartográfica disponible. Estos métodos pueden
ser utilizados en estudios de grandes regiones donde existan condiciones
hidrogeológicas heterogéneas, por lo que la aplicación de ellos podría considerarse de
carácter universal. En los mismos la evaluación de la vulnerabilidad se expresa solo en
términos cualitativos.
-Métodos Paramétricos: Con menos desarrollo a escala universal, se aplican
comenzando con la selección de parámetros representativos para evaluar la
vulnerabilidad, cada uno de los cuales tiene un rango de variación natural que se
subdivide por quien aplique el método según sus criterios y conveniencias de
graduación y ponderación. Algunos de estos métodos son los elaborados por Allen
(1987), el denominado DRASTIC en los Estados Unidos de América, encaminados a la
evaluación de impactos de acuíferos por contaminación. En 1990 en Italia se
desarrolló el método SINTACS, a partir de la experiencia del DRASTIC, y se logró una
metodología más efectiva y aglutinante de propiedades, ya que en el mismo se
consideran algunas características del acuífero y de la superficie del terreno.
344
�-Métodos Numéricos y de Relación Analógica: Están basados en el empleo de un
índice de vulnerabilidad y analizan propiedades generalizadoras del acuífero, por
ejemplo métodos elaborados por Anderson y Gosk (1987), en el que se analiza la
capacidad depuradora de autorecuperación del acuífero.
Según Legrand (1983), los modelos matemáticos resultan adecuados cuando la
información necesaria está disponible y cuando existen datos históricos suficientes
sobre el movimiento del contaminante. Sobre este método existen divergencias de
criterios, pues las propiedades hidrogeológicas representan el basamento del estudio
de la vulnerabilidad y no los algoritmos de procesamiento.
Los métodos que hemos mencionado son caracterizadores de los innumerables
métodos que existen en la actualidad, basados en ellos y que no integran toda la
variedad de factores con propiedades impactantes en los acuíferos, ni consideran
integralmente todas las propiedades intrínsecas de estos últimos. Generalmente solo
se analizan y evalúan los impactos negativos, y como regla, aquellos que causan
degradación de la calidad de las aguas subterráneas.
13.4 Valoración de los factores impactantes en los acuíferos y evaluación de
los impactos
Todo cambio de carácter positivo o negativo en las condiciones funcionales y naturales
de los acuíferos resultantes del efecto de alguna causa, es un impacto sobre los
mismos.
Como norma, en todos los casos de evaluación de impactos los métodos de aplicación
se dividen en dos grandes grupos: Sistemáticos y No Sistemáticos.
- Métodos No Sistemáticos: se entiende por ellos los modelos de evaluación que
considera el proceso para establecer, a partir de datos existentes o generados,
en cuanto a magnitudes de efectos o alteraciones, los valores que le
corresponden de calidad ambiental resultante y de ponderación de los mismos, a
efectos de comparación, dejando estas evaluaciones a juicio del realizador de la
evaluación, apreciándose un sistema de presentación y síntesis de datos, por lo
que el modelo representa un sistema de información sobre el impacto. A este
método lo caracteriza el desarrollado por Leopold.
- Métodos Sistemáticos: La base de este modelo de evaluación es la definición de
un listado de indicadores de impacto, parámetros ambientales que representan
una unidad o aspecto del medio ambiente que merece ser considerado
separadamente y que además, su evaluación es representativa del impacto
derivado de las acciones.
Los indicadores de este método están ordenados en un primer nivel según
componentes ambientales, que a su vez se agrupan en categorías ambientales,
todo ello con el objetivo de establecer los niveles de información progresiva
requerida.
Categorías----- Componentes----- Indicadores.
Este modelo tiene como requerimiento que los indicadores tengan las siguientes
características:
- Representan la calidad del medio ambiente (identificación)
- Sean fácilmente medibles sobre el terreno (predicción, interpretación, inspección)
- Sean evaluables a nivel de efecto ( predicción e interpretación)
345
�- Sean exclusivos (identificación, interpretación).
Una vez que sea establecida la lista de parámetros que respondan a las exigencias
planteadas, el modelo establece un sistema en el que dichos parámetros pueden ser
evaluados en unidades conmensurables, es decir, comparables, representando valores
de calidad o impacto ambiental neto y todo esto a partir de datos, en lo posible,
obtenidos por resultados de mediciones.
Un modelo de este tipo lo representa el universalmente conocido: Sistema de
evaluación de “BATTELLE INSTITUT”.
Los dos modelos analizados son los más universales, desde el punto de vista de
integridad. Existen otros muchos modelos o métodos de evaluación global final, como
es el de “overlays” o superposición que consiste en presentar la distribución superficial
de determinados factores, representativos de aptitudes o limitaciones para un
determinado proyecto, es decir, desarrollan una predicción de impactos artificiales,
aunque en algunos lugares han sido utilizados en predicción de impactos naturales
cartografiables y conmensurables.
Por las características de evaluación de los IASA que analizamos en este trabajo
donde aplicamos un método evaluativo que puede ser aplicado a todos los posibles
IASA, tenemos que remitirnos a modelos “No Sistemáticos”, considerando que gran
número de los IASA presentan parámetros que en la actualidad no pueden ser
medidos en unidades conmensurables, para aplicación de modelos sistemáticos, esto
en lo relacionado con las propiedades de la gran variedad de impactos que pueden
recibir los acuíferos. Por otra parte, las propiedades de los acuíferos sí son
conmensurables, es decir, pueden ser medibles, por lo que en relación con ellos
pueden ser aplicados modelos “Sistemáticos”. De tal forma, se expone una
metodología de evaluación “combinada”, aplicable a todos los IASA, que permite
caracterizarlos en magnitud, tiempo y espacio, área afectada y probabilidad de
ocurrencia, características que permiten evaluar su receptibilidad por el acuífero,
conociendo por anticipado las propiedades intrínsecas del mismo (Tabla 13.1).
Para la evaluación de los IASA se requiere de una valoración de sus propiedades, en
nuestro caso el análisis de valoración se ejecuta por propiedades comunes a todos los
impactos y su efecto se valora considerando la trascendencia que ellos pueden
representar para las condiciones naturales y funcionales de los acuíferos en función
del efecto.
1ra Fase Evaluativa
Establecimiento de efectos y valores de los mismos, es la principal fase, ya que con el
establecimiento de los impactos que se pueden producir o se producen en
determinados acuíferos y valoración de sus propiedades se crean las bases de todo el
procedimiento posterior de evaluación y con la objetividad y veracidad que se
determinen los mismos, así será el grado de precisión en el resultado obtenido en la
evaluación.
Tabla 13.3. Propiedades principales de los IASA y su valoración
PROPIEDADES
Magnitud
(M)
EFECTO
CARACTERÍSTICAS
VALOR
Leve
No origina cambios pero son perceptibles.
1
Moderado
Originan
cambios
utilización.
2
que
limitan
la
346
�Desarrollo
(D1)
Fuertes
Originan cambios que
degradan) los acuíferos.
Local
La afectación es de carácter local.
1
Zonal
El área afectada es considerable
2
Regional
Se afecta todo el acuífero y trasciende a
otros.
3
Global
Se afectan acuíferos de varias naciones.
4
Autorre-
Al cesar las
autorrecupera.
Al cesar las causas el acuífero se recupera
por medidas artificiales.
2
Irreversible
Al cesar las causas el acuífero no se
recupera.
3
Corto
Recuperación en corto tiempo (Max.10
años).
1
Mediano
Recuperación relativamente largo tiempo
(10- 50 años).
2
Largo
Recuperación a largo plazo (50- 100 años).
3
Permanente Recuperación en muy largo plazo (superior
a 100 años).
4
Poco
probable
Existen pocas probabilidades de impacto.
1
Certeza
(C)
Probable
Es muy probable el impacto.
2
Cierto
El impacto es confirmado.
3
(R)
Reversible
Artificial.
Duración
(D2)
acuífero
3
1
versible
el
(o
se
Reversibilidad
causas
inhabilitan
2da Fase Evaluativa
Ponderación de propiedades. Todas las propiedades consideradas en los IASA no
tienen la misma importancia, ya que por su dependencia una de otra y peligrosidad
que representan para los acuíferos, pueden ser diferenciadas por valores de
peligrosidad. Considerando esto, la ponderación se ejecuta en dependencia del criterio
que se asuma como peligrosidad, valorando las propiedades por sus características
objetivas, tomando el valor total de peligrosidad como la suma total de propiedades
que se analizan.
Tabla 13.4. Valoración de las propiedades de los IASA por peligrosidad y coeficiente
de ponderación de las mismas
Grado de
peligrosidad
Propiedades
Valor de
peligrosidad
Coeficiente de
Ponderación
Baja
Certeza
1
0,1
Media
Duración
2
0,2
Reversibilidad
3
0,3
Desarrollo
4
0,4
Magnitud
5
0,5
Alta
347
�3ra Fase Evaluativa
Clasificación del tipo de impacto. La clasificación de los IASA se define para obtener
una caracterización y valoración total de los mismos, a través de una denominación
que especifique la intensidad y, mediante la misma, la peligrosidad del efecto
impactante que sufrió el acuífero, es decir, que caracterice las consecuencias de los
efectos que las propiedades del impacto han provocado en el acuífero, en función de
las cuales se denomina el Tipo de Impacto producido.
Esta clasificación la obtenemos mediante la sumatoria de valores de las propiedades
del impacto. Para lograrla debemos considerar un rango de valores que diferencie los
tipos de impacto, el mismo se obtiene mediante la sumatoria de los valores máximos
de las propiedades en función de sus efectos y características (Tabla 13.3),
considerando, además, el grado de peligrosidad de las propiedades del impacto
respecto a las propiedades intrínsecas del acuífero (coeficiente de ponderación
mostrado en la Tabla 13.4) y el resultado se considera el 100 % (intensidad máxima),
sobre la base de este resultado utilizamos una graduación prefijada por rango que se
incremente cada 25 %.
Fórmula para determinar la intensidad máxima de los IASA.
I.M. = (M Cp1+ D1 Cp2+Rcp3+ D2cp4+ C Cp5) P
(13.1)
Donde:
I.M.- Intensidad Máxima de los Impactos.
M, D1, R, D2, C- Valores máximos de las propiedades de los IASA (Tabla 13.3)
Cp1, Cp2, Cp3, Cp4, Cp5- Coeficientes de ponderación de las propiedades (Tabla 4)
P- Total del número de propiedades intrínsecas del acuífero que pueden ser
impactadas (P = 13).
O sea: I.M.= (3*0,5 + 4*0,4 + 3*0,3 + 4* 0,2 + 3* 0,1) 13= 66,3 (=100%)
La fórmula antes expuesta será la que se utilice para la evaluación de los impactos
que se produzcan o se pronostiquen, en tales casos, se considerará la cantidad de
propiedades del acuífero impactadas o que pueden ser impactadas, tomando por valor
de P el número o cantidad de esas propiedades.
Teniendo ya un valor numérico de la intensidad máxima de los IASA determinamos los
rangos de valores por intervalos de intensidades y denominamos los impactos en
correspondencia con terminología más reconocida internacionalmente.
Tabla 13.5. Clasificación de los IASA por su intensidad
%
Menor de 25
Rango de Valores
Menor de 16,6
Tipo de Impacto
Leves
25- 50
16,6 – 33,5
Moderados
50 - 75
33,5 – 49,7
Severos
75 - 100
49,7 – 66,3
Críticos
- Impactos Leves: Estos impactos también son denominados compatibles, tienen muy
poca entidad, si su efecto es degradante, al cesar las causas que lo producen, en poco
348
�tiempo se restablecen las condiciones medioambientales originales solo con la
participación de las propiedades autorrecuperadoras del acuífero.
- Impacto Moderado: Produce daños de poca magnitud, pero su importancia comienza
a ser considerable. Culminada la acción impactante las condiciones originales se
restablecen con la acción de los mecanismos naturales del acuífero, aunque la
recuperación es larga.
- Impacto Severo: Se trata de impactos de magnitudes notables y de gran
importancia. Cuando cesa la causa de impacto, la recuperación de las condiciones
originales del acuífero se hace muy difícil y en muchos casos se requiere la aplicación
de medidas correctoras artificiales.
- Impacto Critico: Es el impacto que por su magnitud, importancia y peligrosidad
supera el denominado “umbral del impacto” o límite, a partir del cual se considera que
el deterioro del acuífero es irreversible, la acción capaz de producirlo altera en tal
grado las propiedades intrínsecas del acuífero, que imponen en las mismas una
dinámica regresiva (degradante), adversas a las condiciones que posibilitarían su
recuperación.
13.5 Definición del tipo de matriz para evaluar los impactos sobre acuíferos
La metodología establecida para la evaluación de los IASA responde a metodología de
evaluación causa-efecto ya que nos permite evaluar e identificar las causas de los
impactos y el efecto que los mismos producen de una forma cualitativa, y en parte
cuantitativa, al aplicarse coeficientes de ponderación que nos permite evaluar los
impactos por la importancia y peligrosidad de sus propiedades. En este caso, es
recomendable la utilización de una matriz de análisis de los impactos y sus
propiedades relacionadas con las de los acuíferos, con lo que se puede obtener una
fácil caracterización, valoración y clasificación de los IASA por su intensidad. La
matriz a utilizar, dando respuesta a la metodología establecida y objetivos de la
misma, sería una matriz causa-efecto, con la que logramos realizar el análisis de las
relaciones de causalidad entre una acción y sus efectos sobre las características
intrínsecas del acuífero y en general sobre él mismo.
Durante la acción y efecto de los IASA, en casos muy excepcionales, son impactadas
todas las propiedades de los acuíferos, es decir, en cada caso de impacto será
necesario determinar qué propiedades son impactadas, a través de estudios de
impactos que se realicen a tal efecto por procesamiento de datos de observaciones
sistemáticas sobre el régimen de los acuíferos o por estudios hidrogeológicos
específicos. De igual manera, cuando el impacto, independientemente de su génesis,
puede ser previsible deberán conocerse tanto las propiedades del impacto como las
del acuífero para poder evaluar su efecto, con lo cual podrá ejecutarse un pronóstico
de impacto.
Dando respuesta al objetivo de evaluación de los IASA se propone un modelo de
matriz causa-efecto, en el que puede evaluarse tanto los impactos positivos (+) como
los negativos (-), señalándose en celdas de la matriz el signo que corresponda (celdas
de intersección de filas con las propiedades del acuífero y columnas con los impactos
que se generan). La matriz permite caracterizar detalladamente los impactos
determinados (efectos) sobre cada propiedad del acuífero en las filas que le
corresponden a las mismas.
La matriz propuesta permite evaluar al mismo tiempo varios impactos sobre el mismo
acuífero, solo se requiere a la matriz original, una primera fila de elementos (sobre
componentes), y en dependencia del número de impactos que se evalúan y al
enumerar los mismos, incrementar el número de filas (en las propiedades del
349
�acuífero) y columnas de la matriz, en correspondencia con el número de elementos,
componentes e impactos determinados que se evalúen (Tabla 13.6).
La valoración del impacto total sobre el acuífero, en este caso, se efectuaría por
ponderación de los impactos según su intensidad, considerando el número total de
impacto como la unidad (1) y el impacto total se determinaría por la siguiente
fórmula:
I.T.= ( V1* Cp1 + V2 * Cp2 +..............+ Vn * Cpn ) n
(13.2)
Donde:
I.T.- Intensidad del impacto total que afecta al acuífero
V1, V2,.......Vn –Valor total correspondiente a cada impacto
Cp1, Cp2,.....Cpn – Coeficiente de ponderación correspondiente a cada impacto
n – Cantidad de impactos que se evalúan.
La determinación del tipo de impacto total que recibe el acuífero se obtiene de igual
forma que para impactos individuales por clasificación del mismo por intensidad total
resultante (Tabla 13.6).
En muchos casos de IASA un solo componente impactante produce con su acción
varios impactos en las propiedades del acuífero, por ello lo más recomendable es no
hacer muy compleja la matriz de evaluación para resaltar los impactos, de lo que se
deduce que es más caracterizador la confección de matrices individuales para cada
componente impactante.
350
�Tabla 13.6. MATRIZ PARA EVALUACIÓN DE IASA
COMPONENTES DE
VALORACIÓN
PROPIEDADES
IMPACTO
(componentes
impactantes )
PROPIEDADES
Impactos Presentes
IMPACTOS
DEL
DETERMINADOS
(EFECTOS)
ACUÍFERO
DE
M
D
R
D
C
a
e
e
u
e
g
s
v
r
r
n
a
e
a
t
i
r
r
c
e
t
r
s
i
z
I
u
o
i
ó
a
M
d
l
b
n
l
i
A
o
l
C
i
T
d
O
d
Mineralogía
O
Trasmisividad
C
A
Almacenamiento
Alimentación
Descarga
A
Químicas
Físicas
G
Térmicas
Gaseosas
U
Agresivas
Radioactivas
A
Barométricas
Bacteriológicas
Valor de Propiedades
VALORACION DEL IMPACTO
Coeficiente
Ponderación
D
E
P
a
R
T
I
P
O
de
VALOR DEL IMPACTO
351
�Capítulo
14
PRINCIPALES
MÉTODOS
INVESTIGACIONES HIDROGEOLÓGICAS
QUE
SE
APLICAN
EN
LAS
La práctica hidrogeológica se apoya en toda una gama de resultados obtenidos por
diversos métodos de investigación, programados y ejecutados con fines
hidrogeológicos; entre los más utilizados podemos citar los siguientes: perforación de
pozos, métodos geofísicos, investigaciones paleohidrogeológicas, fotogeología, etc. En
esta ocasión analizaremos los métodos de perforación y geofísica que son los de
mayor importancia en las investigaciones hidrogeológicas.
14.1 Perforación de pozos
Es el método más importante y seguro de las investigaciones hidrogeológicas,
conjuntamente con los ensayos o experimentos hidrogeológicos (bombeos,
vertimientos, inyecciones, ya tratados en el contenido de este libro).
En el proceso de perforación, ensayos y documentación de pozos se asegura la
obtención de la información necesaria sobre las condiciones geólogo-hidrogeológicas
de las áreas de estudio, de los yacimientos de aguas subterráneas, sus
particularidades, condiciones de almacenamiento y su posible aprovechamiento en la
economía nacional para distintos fines.
El volumen y la eficacia de la información hidrogeológica que se obtiene durante la
perforación y el ensayo de los pozos depende, en gran parte, de la elección correcta y
programación del método de perforación y construcción de los pozos hidrogeológicos,
la calidad de la documentación hidrogeológica de los trabajos de perforación y
muestreo de rocas y agua, el buen aislamiento de los horizontes acuíferos, el
acondicionamiento técnico de los pozos para los ensayos y pruebas que en los mismos
se programen y otros factores de interés geológico.
Las exigencias en cuanto a los métodos de perforación y la construcción de los pozos
hidrogeológicos dependen, en gran medida, de las condiciones geológicas de la región
que se estudia y las condiciones técnico-económicas de la perforación en sí.
Generalmente, las exigencias de perforación deben garantizar la obtención del
volumen necesario de información hidrogeológica, según los objetivos finales de la
investigación, con los gastos mínimos necesarios de trabajos, tiempo y recursos
económicos y materiales.
•
Categoría de los pozos hidrogeológicos
En correspondencia con los objetivos finales se definen a continuación las principales
categorías de los pozos hidrogeológicos:
1. de búsqueda
2. de exploración
3. de laboreo de exploración
4. de observación
5. de explotación.
Para ejecutar las tareas hidrogeológicas en el proceso de búsqueda y exploración de
las aguas subterráneas se utilizan preferentemente los pozos de las primeras cuatro
categorías. Los pozos de explotación sirven para extraer las aguas subterráneas,
evacuarlas y reponerlas, entre otros fines.
352
�Los pozos de búsqueda se perforan en la etapa de exploración y en el proceso de los
trabajos de búsqueda y levantamiento; sirven para el estudio de las condiciones
geólogo-hidrogeológicas generales, descubrir los horizontes y complejos acuíferos,
observarlos y realizar en ellos ensayos cualitativos y cuantitativos preliminares
(muestreos de agua y rocas, bombeos de prueba, etc.).
Los pozos de exploración se perforan durante el estudio de áreas perspectivas de los
yacimientos de aguas subterráneas para definir la posibilidad de un estudio más
detallado, con fines de establecer las condiciones de almacenamiento o
aprovechamiento en la economía nacional. En los pozos de exploración se ejecuta un
complejo
de
investigaciones
hidrogeológicas
(bombeos
experimentales
y
experimentales de explotación, vertimientos de agua, inyecciones bajo presión,
obtención de muestras de rocas, de agua, observaciones de caudales, termométricas,
geofísicas, etc.).
Los pozos de laboreo de explotación se perforan en el proceso de los trabajos de
prospección, y después de realizar en ellos todo un complejo de investigaciones
hidrogeológicas, los mismos pueden ser utilizados en el proceso de explotación. Por
ello está claro que las construcciones de estos pozos deben asegurar su explotación
normal, duradera e ininterrumpida.
Los pozos de observación pueden perforarse en las distintas etapas de los trabajos de
búsqueda y exploración o utilizarse según su objetivo final, bien para observar el
régimen de las aguas subterráneas durante el período de exploración y explotación o
para observar las variaciones de los índices de las aguas subterráneas (nivel,
composición química, temperatura, etc.), y también en el proceso de ejecución de los
trabajos experimentales (bombeos, vertimientos, inyecciones, etc.).
En el proceso de ejecución de los trabajos de búsqueda, exploración y durante la
explotación de las aguas subterráneas puede surgir la necesidad de utilizar los pozos
de búsqueda como pozos de exploración y los de búsqueda y exploración como pozos
de observación. La posibilidad de este paso de los pozos de una categoría a otra ha de
ser prevista al realizarse el programa y proyecto de los trabajos de exploración. Este
enfoque puede elevar sustancialmente la eficiencia geológica y económica de los
trabajos de perforación.
•
Métodos de perforación de pozos hidrogeológicos
Los métodos de perforación se seleccionan sobre la base de las condiciones geólogo
hidrogeológicas locales, los objetivos de las investigaciones, la profundidad y diámetro
de los pozos diseñados y de otros factores.
En los últimos años en la actividad hidrogeológica se utilizan los siguientes métodos
de perforación:
•
Rotativo en seco
•
Rotativo con lavado directo
•
Rotativo con lavado inverso
•
De percusión con cable
•
Combinado de percusión y rotativo
Para la perforación de pozos hidrogeológicos son preferibles los métodos rotativos y
los métodos de percusión con cable y combinado.
-El método rotativo en seco (sin inyección de agua) se ejecuta principalmente
para el estudio de las propiedades físicas y mecánicas de las rocas para
estudios de mejoramiento de suelos, drenaje de suelos agrícolas y de
353
�yacimientos minerales sólidos en sedimentos friables, en perforación de
acuíferos artesianos con poca presión y otros.
-El método rotativo con lavado directo es conveniente al perforar pozos
hidrogeológicos en condiciones geólogo-hidrogeológicas bien estudiadas,
cuando en el corte no existen horizontes acuíferos de baja presión y poco
caudal con estratificaciones de pequeños espesores. En el proceso de
perforación de los intervalos sometidos a muestreos, para la obtención de
testigos es conveniente utilizar tubos portatestigos. Para reducir las
consecuencias de colmatación de los horizontes acuíferos es conveniente
emplear la colocación de filtros, evitando su sellaje con arcilla; para ello se
ejecuta su limpieza utilizando preferiblemente el Air-lift (inyección de aire a
presión), hidromonitores o equipos de percusión. La colmatación de los filtros
puede producirse al aplicar en el proceso de perforación, lavado con agua o
lodo. El método rotativo de perforación con lavado asegura el avance rápido
de perforación y una construcción simple, así como logros de altos índices
técnico-económicos de estos trabajos.
-La perforación con lavado inverso se recomienda en sondeos de laboreo de
exploración y de explotación hasta profundidades de unos 300 m y con un
diámetro de hasta 1 m, en rocas friables (sin cantos rodados), con una
profundidad de yacencia de las aguas subterráneas superior a tres metros.
-El método de perforación a percusión con cable debe utilizarse para perforar en
condiciones geólogo-hidrogeológicas con frecuente estratificación de los
horizontes acuíferos freáticos o de baja presión, hasta profundidades de unos
150 m, tanto en roca dura como en depósitos de arenas, cantos rodados,
etc., y se debe iniciar las perforaciones con grandes diámetros (hasta un
metro).
Este método asegura una alta calidad de ensayo y captación de los
horizontes acuíferos, no requiere transportación de grandes volúmenes de
agua para perforar, aunque presenta baja velocidad de perforación, sobre
todo en rocas areno–gravosas con cantos rodados, y un alto consumo de
tuberías para encamisado de los pozos.
-El método combinado (rotativo-percusión) se recomienda para perforar en
condiciones geólogo-hidrogeológicas poco estudiadas, con frecuente
estratificación de los horizontes acuíferos de baja presión o freáticos. La
parte superior del perfil, hasta el nivel del agua subterránea, se perfora por
el método rotativo y las rocas acuíferas por el método de percusión con
cable. Tal combinación asegura el avance relativamente rápido de la
perforación y presenta resultados satisfactorios y alta calidad en el proceso
de ensayo de los horizontes acuíferos.
Para la ejecución de la perforación por métodos rotativos o de percusión existe una
amplia variedad de equipos de distintas nacionalidades. Entre los de mayor desarrollo
de esta técnica están los Estados Unidos de América, Inglaterra, Rusia y España.
Las construcciones de los pozos hidrogeológicos se determinan por su objetivo final, la
profundidad, el método de perforación, el carácter del corte geológico, el método de
muestreo y otros factores. Las construcciones de pozos hidrogeológicos de diversas
categorías han de responder a determinadas exigencias, las que deben garantizar lo
siguiente:
•
Ejecución eficaz de los trabajos de perforación y descubrimiento de los
horizontes acuíferos.
354
�•
El ensayo cualitativo de todos los horizontes acuíferos que se estudian, así
como su aislamiento de los necesarios.
•
La instalación de los equipos necesarios para los bombeos, equipos de
mediciones, trabajos geofísicos, etc.
•
La calidad y garantía en tiempo de las observaciones y otros trabajos
hidrogeológicos.
•
La seguridad y estabilidad de las condiciones de los pozos para su utilización de
acuerdo con la finalidad de los mismos.
•
La protección de los horizontes acuíferos contra la contaminación en superficie
y de los estratos profundos.
•
La posibilidad de recuperar las tuberías de revestimiento y filtros para su uso
reiterado en los pozos que no sean de explotación.
La profundidad de los pozos hidrogeológicos se determina por la posición del horizonte
acuífero que se estudia en el corte, su espesor y profundidad necesaria de
penetración. Los horizontes de poco espesor (menos de 10 m), como regla general, se
perforan por completo. La profundidad de perforación y grado de penetración en los
horizontes acuíferos de grandes espesores debe ser suficiente para esclarecer toda la
litología y asegurar el bombeo con el abatimiento del nivel necesario, así como la
explotación de los mismos, considerando las posibles oscilaciones del nivel del agua
en el proceso de explotación. Si se prevé la ejecución de bombeos con Air-lift,
deberán tomarse en consideración el tipo y parámetros para su óptimo
funcionamiento.
Para la construcción de los pozos la elección de sus diámetros constituye un factor
decisivo para la futura explotación de los mismos. El diámetro de explotación de los
pozos debe ser suficiente para instalar los equipos de bombeo destinados al ensayo y
a la explotación; se recomienda un diámetro mínimo de 50 – 100 mm, mayor que el
cuerpo del equipo de bombeo (diámetro interior del pozo o de los filtros).
En el tramo acuífero, según el grado de estabilidad de las rocas, deberá instalarse o
no filtros. Los filtros deberán asegurar las condiciones para la entrada o flujo de agua
al pozo, evitar su obstrucción con partículas arenosas o arcillosas, y ser duraderos y
económicos. Los filtros en el mercado presentan una amplia variedad en relación con
el material de construcción de los mismos y rasuración.
La elección del tipo de filtro, su estructura, dimensiones y otros índices se realiza
conforme a las instrucciones y recomendaciones al efecto. El largo de la parte activa
del filtro (l) en los estratos acuíferos de poco espesor (hasta 10 – 15 m) se adapta
según las condiciones de penetración; en el mismo generalmente se instalan en todo
su espesor, dejando sin filtros la parte superior e inferior no acuífera.
En la mayoría de los casos de perforación de pozos para explotación, en los acuíferos
que se encuentran en la parte superior del perfil, de ser necesaria la instalación de
filtros, se deja un tramo que puede ser hasta 5 m o más, sin la instalación de los
filtros, previendo que este espesor será desecado durante el bombeo (o explotación).
En los horizontes de grandes espesores con perforación para explotación de las aguas
subterráneas durante la instalación de filtros, el largo de los mismos se determina a
partir de las condiciones de aseguramiento del caudal proyectado del pozo, de forma
aproximada, por la siguiente dependencia:
l =
αQ
d
(14.1)
Donde:
355
�l; largo del filtro, m
α ; coeficiente de eficiencia oscila entre 5 y 30 (para rocas muy permeables = 30)
Q; caudal de bombeo, m3 / hora
d; diámetro exterior del filtro, mm.
Por la experiencia hidrogeológica el largo del filtro puede tomarse sobre la base de la
siguiente expresión:
l
= 0,5 – 0,8
m
Donde:
l; largo del filtro, m
m; espesor acuífero, m.
En gran número de casos, cuando los pozos se perforan en sedimentos friables o
rocas deleznables, se requiere la protección de los filtros con un relleno de gravas
finas. La composición del relleno y diámetro de las gravas se establece en función de
la composición granulométrica de las rocas acuíferas. Para rocas friables el diámetro
de las gravas de protección del filtro se determina por la siguiente fórmula:
dg = d 50 (8 – 1)
(14.2)
Donde:
dg ; diámetro de las gravas del filtro, mm
d50: diámetro de las partículas que forman el 50 % o más de la granulometría de
los sedimentos acuíferos, mm.
14.2 Investigaciones geofísicas
La eficacia geológica y economía de las investigaciones aumenta en sumo grado al
combinar de manera argumentada y racional los distintos tipos de investigaciones con
métodos de perforación, geofísica, hidroquímica, etc., al sustituir los tipos de
investigaciones más costosos y prolongados por métodos más económicos y de menor
duración de ejecución, sin reducir o reduciendo dentro de los límites admisibles, la
evidencia de los resultados obtenidos al asegurar el control recíproco de los resultados
alcanzados en las investigaciones por medio de diversos métodos, así como las
condiciones de interpolación y extrapolación de los tipos de investigaciones que se
realizan en distintos puntos del territorio sometido a estudio.
La necesidad de combinar distintos tipos de investigaciones o métodos se determina,
además, por la gran amplitud y especificidad de los problemas que es necesario
resolver para estudiar hidrogeológicamente los yacimientos de las aguas
subterráneas.
Los métodos geofísicos adquieren cada día mayor importancia en la solución de los
problemas hidrogeológicos más diversos; prácticamente en todas las etapas de
investigación hidrogeológica, su bajo costo, la existencia de equipos de alta exactitud,
la sencillez y la operatividad de las investigaciones. La posibilidad de aumentar el
poder resolutivo y el grado de evidencias a expensas de la combinación de diversos
métodos geofísicos con otros métodos determinan las amplias perspectivas y la alta
eficacia económica de aplicación de dichos métodos en las investigaciones
hidrogeológicas. Una de las principales condiciones determinantes de la eficacia de las
356
�investigaciones hidrogeológicas, sobre todo en la etapa de los trabajos de búsqueda y
levantamiento, es la realización anticipada de los trabajos geofísicos. Esto nos da la
posibilidad de corregir anticipadamente y programar de un modo más orientado los
principales tipos de trabajos investigativos (perforación de búsqueda, exploración y
ensayos de pozos). No obstante, esto no excluye la posibilidad y la necesidad de
efectuar algunos trabajos geofísicos paralelo o posterior a otros métodos de
investigaciones.
En respuesta a las condiciones de aplicación en la hidrogeología se distinguen las
investigaciones geofísicas de superficie, así como las de pozos. Las investigaciones
geofísicas de superficie (exploración eléctrica, sísmica, magnética, gravimétrica, y
otras) se realizan principalmente en planta y se usan como regla, en los trabajos de
búsqueda y levantamiento para estudiar las condiciones hidrogeológicas desde la
superficie de la tierra.
Las investigaciones geofísicas de pozos prácticamente se efectúan en todas las etapas
de estudio de las aguas subterráneas, pero predominan en la etapa de exploración
preliminar y exploración detallada y consisten, ante todo, en realizar diversos tipos de
trabajos de perfiles. Se utilizan para estudios y estimar cuantitativamente el corte de
los pozos, suministrar a las investigaciones geofísicas de superficie la base de
parámetros que permitan materializar geológicamente los resultados obtenidos, así
como los valores paramétricos de las propiedades físicas y algunas acuíferas de las
rocas. A su vez, las investigaciones geofísicas de superficie aseguran la extrapolación
argumentada de los índices hidrogeológicos obtenidos como resultado del perfilaje en
los pozos.
• Métodos geofísicos de superficie: Los más difundidos en la práctica
hidrogeológica son los métodos de exploración eléctrica, basados en el estudio de los
campos electromagnéticos alternos, continuos naturales y artificiales. Entre los
numerosos métodos de exploración eléctrica, los más eficaces para solucionar los
problemas hidrogeológicos son los que se basan en el estudio de los campos eléctricos
continuos: sondeo eléctrico vertical (SEV), perfilaje eléctrico (PE) y métodos de
polarización inducida (PI).
Los métodos de SEV y PE permiten, con la determinación de la resistencia aparente
del medio rocoso, juzgar acerca de la composición litólogo-petrográfica de las rocas,
su humedad, magnitud de mineralización de las aguas subterráneas, propiedades
físico-acuíferas de las rocas, grado de agrietamiento, etc.; la interpretación
cuantitativa de los datos del SEV y el PE se efectuará mediante familias de curvas
teóricamente calculadas, dependencias y las correlaciones entre los parámetros
geofísicos medidos y los parámetros hidrogeológicos determinados y por medio de
otras soluciones.
Los problemas hidrogeológicos fundamentales para cuya solución es conveniente el
uso del SEV y el PE son:
•
El estudio de la profundidad de yacencia del techo de los distintos estratos
formados por rocas impermeables o acuíferas.
•
La determinación de la profundidad de yacencia y los espesores de los
horizontes de distintas rocas integrantes del corte geológico, incluidas las rocas
e impermeables.
•
La confección de mapas y el estudio de las dislocaciones tectónicas y las zonas
acuíferas de elevado agrietamiento.
•
El estudio de las particularidades litológicas de las rocas del corte.
•
La determinación de la mineralización de las aguas subterráneas y la salinidad
de los suelos y las rocas.
357
�•
Los límites entre sectores de estructuras geológicas.
•
La definición de los horizontes de rocas impermeables o acuíferas entre las
formaciones de cubierta.
•
La determinación de la profundidad de difusión del agrietamiento y el espesor
de la corteza de meteorización.
El método de PE es conveniente utilizarlo para solucionar los siguientes problemas:
•
Estudiar la profundidad de yacencia y espesor de los horizontes acuíferos e
impermeables.
•
Determinar la mineralización de las aguas subterráneas y la salinidad de las
rocas de la zona no saturada.
•
Estudiar la permeabilidad del primer horizonte acuífero respecto a la superficie
y argumentar la extrapolación de los datos de los trabajos experimentales de
filtración.
•
Determinar las particularidades litológicas de las rocas y la división litológica del
corte de los depósitos areno-arcillosos, sobre todo en condiciones de
mineralización elevada de las aguas subterráneas. La profundidad de aplicación
del método de PE es hasta unos 120 m.
Existen otros métodos de exploración eléctrica usados en las investigaciones
hidrogeológicas, entre ellos se destacan:
•
Método de campo eléctrico natural (CEN): permite determinar los lugares
de absorción y de fugas de las aguas subterráneas en los fondos de los
embalses, establecimiento de las zonas de infiltración de las precipitaciones
atmosféricas, de descarga de las aguas subterráneas en los sedimentos
friables, determinación de la dirección y la velocidad de filtración de las aguas
subterráneas.
•
Método de cuerpo cargado (CC): permite determinar la dirección y velocidad
de filtración de las aguas subterráneas.
•
Método de radiocomparación (RC): En estos dos últimos métodos los
problemas que se pueden resolver son análogos a los que se resuelven
mediante el CEV.
La exploración sísmica (ES) proporciona los datos más exactos sobre la posición de los
límites de las rocas de distinta composición; por ello son de amplia aplicación en el
estudio de las particularidades estructurales de los territorios, la subdivisión del corte,
la determinación de las zonas de dislocaciones tectónicas y de agrietamiento, la
determinación de la profundidad de yacencia de las aguas subterráneas y las
propiedades físico-mecánicas generales de las rocas. En la solución de los problemas
hidrogeológicos el principal método sísmico es el método de correlación de las ondas
refractadas (COR).
La exploración gravimétrica (EG) se usa generalmente para resolver los problemas
siguientes:
•
División de los territorios en regiones hidrogeológicas y la realización de los
mapas de las estructuras plegadas.
•
Estudio de la composición litólogo-petrográfica y la densidad de las rocas.
•
Estudio de la morfología del techo de las rocas cristalinas que forman los
basamentos de las cuencas artesianas y profundidades de su yacencia.
358
�•
Determinación de las zonas cársicas, los valles fluviales sepultados y las zonas
de agrietamiento elevado.
•
Estudios de las particularidades estructurales de las áreas formadas por
sedimentos carbonatados.
La exploración magnética, generalmente, se utiliza para solucionar los problemas
siguientes:
•
Estudio de las estructuras geólogo-tectónicas de las áreas cubiertas por
depósitos sedimentarios jóvenes.
•
Determinación de los espesores de los depósitos de las cubiertas de
plataformas y la profundidad de yacencia del basamento cristalino y
composición de las rocas del mismo.
•
Determinación de las dislocaciones tectónicas, las fallas de descenso, los
diques, filones y otros elementos estructurales.
•
Estudio de las direcciones del agrietamiento y las manifestaciones cársicas.
En el proceso de los trabajos hidrogeológicos y geofísicos de superficie, muchas veces
se aplica la radiometría que permite registrar las aureolas de dispersión de elementos
radiactivos en las rocas; los métodos radiométricos de exploración (levantamiento de
gamma y de emanación) ayudan a determinar las dislocaciones tectónicas bajo las
cubiertas de las formaciones no consolidadas, a observar los límites de difusión de las
rocas de distinta composición litólogo-petrográfica, así como a determinar la
radioactividad de las aguas subterráneas, su dirección y velocidad de filtración. En los
últimos años en las investigaciones hidrogeológicas los métodos geofísicos de
superficie han alcanzado un gran desarrollo, así como la aplicación de radiaciones
nucleares para estudiar las propiedades acuíferas y físicas de las rocas (en particular
de las sedimentarias), y las mediciones geotérmicas desde la superficie (y en pozos)
basados en el estudio de las anomalías del campo térmico de la tierra.
Las mediciones geotérmicas proporcionan la información sobre el flujo térmico y sobre
las rocas y su estructura, a través de las cuales pasa ese flujo. Frecuentemente, la
misión de las investigaciones geotérmicas consiste en la exploración de las aguas
termales, con lo cual se determinan las vías de ascenso de las mismas, su dirección y
sus yacimientos subterráneos. Estas investigaciones se realizan, además, con el fin de
determinar las dislocaciones tectónicas acuíferas, estudiar los procesos de formación
del carso y otras características físico- tectónicas de las rocas.
Métodos geofísicos de pozos: Estos métodos de investigación geofísica (perfilaje)
son una parte indispensable de las investigaciones hidrogeológicas y deben efectuarse
en todas o la mayoría de los pozos que se perforen.
Estos métodos se basan en el estudio de los mismos campos físicos que en los
métodos de superficie, considerando la influencia de diversos procesos y factores
artificiales que se manifiestan o que pueden provocarse en el proceso de perforación.
El mayor desarrollo y utilidad en la práctica hidrogeológica lo representan los métodos
de perfilaje eléctrico de resistencia aparente (RA), de resistencia potencial (RP), de
sondeo en perfiles laterales (SPL), de resistometría (PR) y de perfilaje radioactivo
perfilaje gamma (PG), perfilaje gamma neutrónico (PGN), también el perfilaje térmico
y de medición del flujo. En práctica hidrogeológica todos estos métodos se conocen
más usualmente como métodos de “carotage” de pozos.
La aplicación de la geofísica de pozos sirve para el estudio de la estructura geológica
de los cortes y su dimensión. De acuerdo con sus particularidades litológicas, se
realiza utilizando los cortes típicos del perfilaje, construido preliminarmente sobre la
base del análisis conjunto de los diagramas de perfilaje y el testigo tomado en el
359
�proceso de perforación. Para este fin lo más racional es la combinación del complejo
de métodos de RA, RP y PR. Complementariamente, se utilizan los métodos PGG y
PGN, sobre todo para estudiar los cortes de rocas antiguas; el método de RP es muy
eficaz también al examinar los cortes de rocas sedimentarias friables.
La localización de estratos y zonas saturadas y permeables, determinando su espesor
efectivo, se ejecutan utilizando diversas combinaciones de métodos según el estado
del pozo. Al perforar el pozo con el uso de lodo para el lavado se utilizan los métodos
de perfilaje eléctrico con dos sondas, el microsondeo, el perfilaje radioactivo y el
método de medición repetida de RP.
La evaluación de las propiedades de almacenamiento y filtración de las rocas acuíferas
es el problema más complicado; su determinación se ejecuta por métodos empíricos
por correlación de los resultados de los datos geofísicos (resistividad eléctrica,
radioactividad natural o inducida y otros) y los parámetros hidrogeológicos (porosidad
general y efectiva, agrietamiento, coeficiente y velocidad de filtración); esto resulta
ser válido solo para las regiones donde tales relaciones han sido establecidas. Para
determinar la velocidad y dirección de filtración de las aguas subterráneas se usa el
método de cuerpo cargado o indicadores.
Para determinar las propiedades de filtración de las rocas saturadas, en cuya
perforación se empleó lavado con agua, son convenientes los métodos de
resistometría y de medición del caudal de flujo que tienen argumentación teórica y no
requieren la determinación de las dependencias de correlación; este método tiene
amplia aplicación en la determinación de las propiedades de filtración.
La determinación de la mineralización de las aguas subterráneas se ejecuta con gran
efectividad mediante la aplicación de SPL y RA con errores posibles hasta un 25 %;
también es de amplia aplicación en este caso el método de RP; conjugando estos tres
métodos pueden obtenerse resultados con un grado de error no mayor de 10 – 15 %.
360
�Anexo 1. Principales características de las rocas
1
Grup
o
2
6
7
Característi Principales
Coeficiente Coeficient Agrietamient
cas de la tipos
de
de
e de
o, porosidad,
permeabilid rocas
permeabilida filtración %
ad
d (Darcy)
(m/día)
Principales
leyes de las
condiciones
de filtración
I
3
Cantos
rodados
gravas
relleno
Bloques
guijarros
relleno.
Muy alta
II
Alta
4
500 – 5 000
5
25 – 3 500 5 – 35
La
permeabilidad
es
relativamente
constante.
350
500
Permeabilidad
muy variable
y
disminuye
en
profundidad.
y
sin
de 500 – 10 000
sin
–
6 20 – 35
Rocas
muy 100 – 5 000
carsificadas
70 – 3 500 2 – 15
Permeabilidad
relativamente
constante en
área y perfil.
Rocas
100 - 200
neovolcánicas
(Basaltos,
andesitas )
70 – 1 300
Permeabilidad
muy variable
alcanza
el
máximo
en
zonas de fallas
jóvenes y de
drenaje,
disminuye en
profundidad.
Cantos
0 – 100
rodados
y
gravas
con
relleno
de
arena, arenas
gruesas
15 – 70
25 – 35
Permeabilidad
variable,
a
menudo
aparecen
estratificacion
es
y
anisotropías
en
la
filtración.
Arenas
relleno
7 – 55
25 – 35
Idéntico
al
caso anterior.
sin 10 – 80
2-25
Rocas
carsificadas
10 – 100
7 – 70
1–8
Permeabilidad
muy variable
y
disminuye
en
profundidad.
Rocas
magmáticas
10-50
7-35
0,5 - 2
Idéntico
al
grupo 1, tipo
4.
361
�III
Media
IV
Baja
Canto rodados y 1 – 10
gravas
con
relleno de arena
fina y media.
0,7 – 7
25 – 30
Permeabilidad
variable
en
estratificaciones.
Presenta anisotropía.
Arenas finas y 1 – 10
medias.
0,7 – 7
25 – 40
Permeabilidad
bastante constante.
Rocas porosas, 1 – 10
cementadas
(Areniscas etc.)
0,7 – 7
0,20
Permeabilidad
menudo
relativamente
constante.
Rocas
poco 1 – 10
carsificadas
y
con paleocarso
0,7 – 7
0,5 – 1
Permeabilidad
muy
variable sobre todo en
presencia
de
paleocarso.
Rocas intrusivas 1 – 10
y metamórficas
con
agrietamiento
medio.
0,7 – 7
0,2 – 0,5 Ídem al grupo 1, tipo
4.
Rocas agrietadas 1 – 10
y con bloques
cementados
0,7 – 7
0,2 – 2
Permeabilidad
variable,
disminuye
en profundidad en
estratificaciones.
Presenta anisotropía.
Arenas
muy 0,1– 1
finas, limosas y
arcillosas.
0,07– 0,7
25 – 40
Ídem al grupo III tipo
1.
Rocas
porosas 0,1– 1
cementadas
(aleurolitas,
areniscas)
0,07– 0,7
5 – 20
Ídem al grupo III tipo
3.
3.
Rocas 0,1- 1
magmáticas
y
metamórficas y
sedimentarias
débilmente
agrietadas.
0,07–0,7
0,1 – 1
Permeabilidad
variable
en
profundidad,
puede
disminuir casi hasta
cero.
Antracita
y 0,1 – 1
carbón mineral.
0,007
0,07
Turbas
débilmente
descompuestas.
0,07 – 0,7 50 - 70
Almacenan
alta
humedad con grandes
gradientes iniciales.
0,007
0,07
Permeabilidad
relativamente
constante,
porosidad
anisotropía.
0,1 – 1
6. Limo y arcilla 0,1 - 1
arenosa.
– 0,1 - 1
– 5 - 30
a
Permeabilidad
relativamente
constante.
micro
y
362
�V
Muy Baja
VI.
1.
Arcilla 0,01 – 0,1 0,007
arenosa, arena
0,07
arcillosa.
– 25 – 30
Permeabilidad
relativamente
constante.
2.Esquistos
areno
arcillosos
cloríticos.
– 2–4
Permeabilidad
en
profundidad
disminuye
casi
hasta cero.
Rocas
0,01 – 0,1 0,007
compactas
0,07
cementadas,
con bloques y
pequeña
porosidad,
aleurolitas.
– 8 – 10
Idéntico al caso
grupo III tipo 3.
Rocas
muy 0,01 – 0,1 0,007
poco
0,07
agrietadas.
– 0,1 – 1
Permeabilidad
disminuye
casi
hasta cero en muy
poca profundidad.
Turba
muy 0,01 – 0,1 0,007
descompuesta
0,07
–
Humedad muy alta
con
altos
gradientes iniciales.
1.
Arcillas,
arcillas,
margosas,
arcillas
arenosas
Próximo a cero pesadas.
(Impermeable
2.
Yeso,
Relativo)
anhidrita,
distintas rocas
bajo la zona
superior
de
agrietamiento.
0,01 – 0,1 0,007
0,07
〈
〈
0,01
0,01
〈
〈
0,01
0,005
≈ 100
15 – 45
〈
0,01
Permeabilidad
a
menudo variable en
dirección normal al
buzamiento.
Permeabilidad
tiende a cero por
sellaje
de
las
grietas y presiones.
363
�ANEXO 2 Función - Ei (-U)
U
- Ei (-U U
)
- Ei (
U)
U
- Ei (
U)
U
- Ei (-U U
)
- Ei (
U)
U
- Ei (-U
)
0,28 0,957
0,53 0,525
0,78 0,322
1,3 0,135
0,9
0,931
0,54 0,514
0,79 0,316
1,4 0,116
0,075 2,087
0,30 0,906
0,55 0,503
0,80 0,311
1,5 0,100
0,8
2,027
0,31 0,882
0,56 0,493
0,81 0,305
1,6 0,086
0,85
1,971
0,32 0,858
0,57 0,483
0,82 0,300
1,7 0,075
0,0005 7,024
0,065 2,220
0,0006 6,842
0,07
0,0007 6,688
0,0008 6,554
0,0009 6,437
2,151
0,001
6,331
0,9
1,919
0,33 0,836
0,58 0,473
0,83 0,294
1,8 0,065
0,002
5,639
0,095 1,870
0,34 0,815
0,59 0,464
0,84 0,289
1,9 0,056
0,003
5,235
0,10
1,823
0,35 0,794
0,60 0,454
0,85 0,284
2,0 0,049
0,004
4,948
0,11
1,737
0,36 0,775
0,61 0,445
0,86 0,279
2,5 0,025
0,005
4,726
0,12
1,660
0,37 0,755
0,62 0,437
0,87 0,274
3,0 0,013
0,006
4,545
0,13
1,589
0,38 0,737
0,63 0,428
0,88 0,269
3,5 0,007
0,007
4,392
0,14
1,524
0,39 0,719
0,64 0,420
0,89 0,265
4,0 0,0038
0,008
4,59
0,15
1,465
0,40 0,702
0,65 0,412
0,90 0,260
4,5 0,0021
0,009
4,142
0,16
1,409
0,41 0,686
0,66 0,404
0,91 0,258
5,0 0,0011
0,01
4,038
0,17
1,358
0,42 0,670
0,67 0,396
0,92 0,251
5,5 0,00064
0,015
3,637
0,18
1,310
0,43 0,660
0,68 0,0388
0,93 0,247
6,0 0,00036
0,02
3,355
0,19
1,265
0,44 0,655
0,69 0,381
0,94 0,243
0,025
3,137
2,959
0,20
1,223
0,45 0,625
0,70 0,374
0,95 0,239
0,1
1,183
0,46 0,611
0,71 0,367
0,96 0,235
0,
1,145
0,47 0,598
0,72 0,0,360 0,97 0,231
0,3
1,110
0,48 0,585
0,73 0,353
0,98 0,227
0,4
1,076
0,49 0,572
0,74 0,347
0,99 0,223
0,25
1,044
0,50 0,560
0,75 0,340
1,0
0,219
0,26
1,014
0,51 0,548
0,76 0,334
1,1
0,186
0,27
0,985
0,52 0,536
0,77 0,328
1,2
0,158
0,03
0,035
0,04
0,045
0,05
0,055
0,06
2,810
2,681
2,568
2,468
2,378
2,295
364
�ANEXO 3 Valores de la función N (l1, r1,
l1
1
r
Valores de
0,6
0,1 0,01 0,1837
α1,2
) para distintos valores de
α1,2
α1,2
-0,6
0,8
-0,8
0,9
-0,09437 0,325
-0,1180
-0,9
0,95
-0,95
0,98
0,4612 -0,1289
0,600
-0,1341
-0,98
1,0
-1,0
0,7738 -0,1372
1,038
-0,1382
0,1
0,830
-0,09362 0,3216
-0,1173
0,4602 -0,1281
0,5980 -0,1333
0,7726 -0,1362
1,037
-0,1373
0,5
0,1695
-0,08243 0,3027
-0,1025
0,4383 -0,1116
0,5751 -0,1159
0,7482 -0,1183
1,012
-0,1191
1,0
0,1433
-0,06209 0,2655
-0,07616
0,3948 -0,08241
0,5282 -0,08536 0,6990 -0,08696 0,9612 -0,08722
5,0
0,o5320 -0,01495 0,1202
-0,01775
0,2100 -0,01893
0,3181 -0,01948 0,4708 -0,01966 0,7189 -0,019
15,0 0,01961 -0,0050
0,04978 -0,005925 0,1002 -0,006316 0,1740 -0,0065
0,2953 -0,00647 0,5135 -0,005628
0,2 0,01 0,3901
-0,1911
0,6487
-0,2391
0,9267 -0,2612
1,204
-0,2716
1,552
-0,2778
2,081
-0,2802
0,1
0,3687
-0,1899
0,6468
-0,2375
0,9245 -0,2595
1,202
-0,2700
1,550
-0,2759
2,079
-0,2783
0,5
0,3404
-0,1659
0,6073
-0,2063
0,8789 -0,2247
1,153
-0,2334
1,499
-0,2383
2,026
-0,2400
1,0
0,2874
-0,1243
0,5315
-0,1525
0,7902 -0,1650
1,0570 -0,1709
1,3988 -0,1741
0,1923 -0,1746
5,0
0,1064
-0,0299
0,2403
-0,0355
0,4200 -0,03786
0,6363 -0,0389
0,9416 -0,3922
0,1438 -0,0380
15,0 0,03921 -0,0100
0,0958
-0,01185
0,2005 -0,01263
0,3481 -0,01298 0,5909 -0,1294
0,3 0,01 0,56221 -0,2927
0,9820
-0,3667
0,401
-0,4007
1,818
-0,4171
2,341
-0,4264
3,135
-0,4301
0,1027 -0,01136
0,1
0,5600
-0,291
0,9797
-0,3640
1,398
-0,3978
1,814
-0,4140
2,337
-0,4232
3,131
-0,4269
0,5
0,5441
-0,2516
0,9160
-0,3130
1,324
-0,3409
1,736
-0,3542
2,255
-0,3617
3,047
-0,3642
1,0
0,4313
-0,1868
0,7985
-0,2291
1,187
-0,2478
1,587
-0,2567
2,100
-0,2615
2,887
-0,2623
5,0
0,1596
-0,0482
0,3604
-0,05323
0,6300 -0,05677
0,9544 -0,0584
1,412
-0,05890 2,157
-0,05698
15,0 0,05882 -0,1600
0,1494
-0,01777
0,3007 -0,01894
0,5221 -0,01948 0,8864 -0,01941 1,540
-0,01704
-0,6608
1,698
-0,6609
2,404
-0,7734
3,103
-0,7536
3,978
-0,7707
5,303
-0,7781
-0,5208
1,690
-0,6544
2,395
-0,7161
3,094
-0,7459
3,968
-0,7624
5,293
-07700
0,4 0,01 0,9802
0,1
0,9747
365
�0,5
0,8759
-0,4341
1,554
-0,5406
2,239
-0,5892
2,927
-0,6124
3,795
-0,6254
5,115
-0,6300
1,0
0,7229
-0,3127
1,337
-0,3833
1,987
-0,4146
2,655
-0,4294
3,510
-0,4374
4,822
-0,4386
5,0
0,2658
-0,07463 0,6005
-0,08663
1,050
-0,09452
1,591
-0,09722 2,354
-0,09816 3,595
-0,08486
15,0 0,09802 -0,02499 0,2499
-0,02962
0,5012 -0,03157
0,8702 -0,03244 2,477
-0,03234 2,507
-0,02841
366
�ANEXO 4 Función Hantush W (U, r/B)
r/B
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0.9
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0,0005
7,0242
4,853
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,0006
6,842
4,811
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,0007
6,6879
4,848
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,0008
6,5545
4,843
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,0009
6,4368
4,837
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,001
6,3315
4,829
3,5054
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,002
5,6394
4,708
3,5043
2,7449
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,003
5,2349
4,526
3,4969
2,7448
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,004
4,9482
4,348
3,4806
2,7444
2,2291
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,005
4,7261
4,296
3,4567
2,7428
2,2290
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,006
4,5448
4,181
3,4274
2,7398
2,2289
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,007
4,3916
4,077
3,9747
2,7350
2,2286
-
-
-
-
-
-
-
-
-
--
0,008
4,2591
3,982
3,3598
2,7284
2,2279
1,8488
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,009
4,1423
3,895
3,3239
2,7202
2,2269
1,8487
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0,01
4,0379
3,815
3,2875
2,7102
2,2253
1,8486
1,555
1,321
1,1307
-
-
-
-
-
-
0,02
3,3547
3,244
2,9521
2,5688
2,1809
1,8379
1,553
1,3207
1,1306
0,9795
-
-
-
-
0,03
2,9541
2,887
2,6896
2,4110
2,1030
1,8062
1,5423
1,3177
1,1299
0,9793
0,842
-
-
0,04
2,6813
2,629
2,4816
2,2661
2,0153
1,7603
1,5213
1,3090
1,1270
0,9784
0,8418
-
-
-
-
0,05
2,4679
2,427
2,3110
2,1371
1,9283
1,7075
1,4927
1,2955
1,1210
0,9700
0,8409
-
-
-
-
0,06
2,2953
2,262
2,1673
2,0227
1,8452
1,6524
1,4593
1,2770
1,1116
0,9657
0,8339
-
-
-
-
0,07
2,1508
2,123
2,0435
1,9206
1,7673
1,5973
1,4232
1,2551
1,0993
0,9593
0,8360
-
-
-
-
0,08
2,0269
2,003
1,9351
1,8290
1,6947
1,5436
1,3860
1,2310
1,0847
0,9510
0,8316
-
-
-
-
0,09
1,9117
1,898
1,8389
1,7460
1,6272
1,4718
1,3436
1,2054
1,0682
0,9411
0,8259
-
-
-
-
0,1
1,8229
1,805
1,7527
1,6704
1,5644
1,4422
1,3115
1,1791
1,0505
0,9297
0,8190
0,2278
-
-
-
0,2
1,2227
1,216
1,1944
1,1602
1,1145
1,0592
0,6994
0,9284
0,8575
7857
0,7148
0,2268
0.0695
-
-
U
-
367
�0,3
0,9057
0,902
0,8902
0,8713
0,8457
0,8142
0,7775
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0,0011
0.0694
-
-
0,4
0,7024
0,700
0,6927
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0.0691
-
-
0,5
0,5598
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-
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0,453
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-
0,7
0,3738
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0,3704
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-
0,8
0,3116
0,310
0,3081
0,3050
0,3008
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0,2641
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0,9
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0,2436
0,2378
0,2314
0,2244
0,2168
0,1281
0.0572
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0,0073
1,0
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0,2179
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0,2135
0,2103
0,2065
0,2020
0,1970
0,1914
0,1855
0,1139
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2,0
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0,0473
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0,0130
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0,0038
0,0038
0,0038
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0,0037
0,0037
0,0037
0,0036
0,0036
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5,0
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0,0011
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0,0011
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0,0011
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0,0004
6,0
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0,0004
0,0004
0,0004
0,0004
0,0004
0,0004
0,0004
0,0004
0,0004
0,0004
0,0003
0.0003
0,0002
0,0002
7,0
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0,0001
0.0001
0,0001
0,0001
8,0
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0.0000
0,0000
0,0000
368
�Anexo 5
Función Bessel K0 (r/B)
r/B
K0 (r/B)
r/B
K0 (r/B)
0,01
4,712
1,30
0,3181
0,015
4,3159
1,40
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0,02
4,0285
1,50
0,2437
0,025
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1,60
0,2138
0,03
3,6235
1,70
0,1655
0,04
3,4697
1,80
0,1459
0,045
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1,90
0,1288
0,05
3,2219
2,00
0,1139
0,055
3,1142
2,10
0,1008
0,06
3,0194
2,20
0,0893
0,065
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2,30
0,0791
0,07
2,8534
2,40
0,0702
0,075
2,7798
2,50
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0,08
2,7114
2,60
0,0554
0,085
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2,70
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2,90
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0,10
2,4776
3,00
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3,10
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0,20
2,0300
3,20
0,0276
0,25
1,7527
3,30
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0,30
1,5415
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3,50
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3,60
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3,70
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0,50
1,0129
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4,00
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4,10
0,0100
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0,0089
0,75
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4,30
0,0080
0,80
0,6106
4,40
0,0071
0,85
0,5653
4,50
0,0064
0,90
0,5242
4,60
0,0057
0,95
0,4867
4,70
0,0051
369
�1,00
0,4524
4,80
0,0046
1,10
0,4210
4,90
0,0041
1,20
0,3656
5,00
0,0037
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Hidrogeología aplicada con aspectos ambientales
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TESIS
Identidad masculina, prácticas
homosocializadoras e infancia
Víctor Hugo Pérez Gallo
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Título de la obra: Identidad masculina, prácticas homosocializadoras e infancia, 151pp.
Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2016 -- ISBN:
1.Autor: Victor Hugo Pérez Gallo
2.Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
Edición: Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Corrección: Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Digitalización. Lic. Liliana Rojas Hidalgo
Institución de los autores: ISMM ¨ Dr. Antonio Núñez Jiménez¨
Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2016
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Instituto Superior Minero Metalúrgico
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�UNIVERSIDAD DE ORIENTE
FACULTAD DE CIENCIAS SOCIALES
CENTRO DE ESTUDIOS PARA EL
DESARROLLO INTEGRAL DE LA CULTURA
(CEDIC)
IDENTIDAD MASCULINA, PRÁCTICAS
HOMOSOCIALIZADORAS E INFANCIA.
TESIS PRESENTADA EN OPCIÓN AL GRADO CIENTÍFICO DE DOCTOR EN
CIENCIAS SOCIOLÓGICAS
Autor: VICTOR HUGO PÉREZ GALLO.
Tutora: Prof. Titular. María Eugenia Espronceda Amor. Dra. C.
Santiago de Cuba
2014
�ÍNDICE.
Página.
Introducción__________________________________________ 1
Capítulo I
EL ESTUDIO DE LAS MASCULINIDADES EN EL ABORDAJE
TEÓRICO DE LA SOCIOLOGÍA.________________________.
13
1.1 Enfoque de las masculinidades en el contexto de
las Teorías Sociológicas.___________________________.
13
1.2 Un acercamiento a las masculinidades desde las
teorías de género. Los estudios de masculinidades
en América Latina y Cuba.______________________ .
25
1.3 La infancia, los estudios de masculinidades y la
construcción de la identidad. ____________________.
42
CAPÍTULO II ASPECTOS METODOLÓGICOS DEL
ABORDAJE DE LAS MASCULINIDADES.
HOMOSOCIABILIDAD, IDENTIDAD DE
GÉNERO Y PROCESOS DE RITUALIZACIÓN.__________.
50
2.1 La construcción de las masculinidades y la reproducción
de la violencia de género _____________________________.50
2.2 Propuesta metodológica para el abordaje
de las masculinidades_________________________________. 54
2.3 Las masculinidades: prácticas identitarias, asignación
de máscaras y rituales de homosocialización.___________.
76
�CAPITULO III LA CONSTRUCCIÓN DE LA IDENTIDAD
MASCULINA EN LA INFANCIA: LOS CONSEJOS
POPULARES DE ARMANDO MESTRE Y CARIBE.
ESTUDIOS DE CASOS._______________________________. 87
3.1 Minería e Identidad Masculina. Abordaje de la
problemática de la sociabilidad masculina en el
contexto de Moa.___________________________________. 87
3.2 Los estereotipos de género construidos en la
infancia a través de los juegos y los discursos familiares
como estructuras estructurantes.______________________. 97
3.3 Identidad Infantil y los ritos vinculados
a la masculinidad.___________________________________. 106
Conclusiones____________________________________.
128
Recomendaciones_________________________________.
132
Bibliografía.
Anexos.
�Introducción
Desde finales de los años 80 del pasado siglo el análisis de la condición
masculina ha ido retomando una gnoseología propia dentro de las ciencias
sociales en general y dentro de los estudios de género en particular. Dicha
posición tuvo una de sus razones en las críticas de las feministas respecto al
parangón naturalizado hombre - humanidad. Las feministas, luego de
conceptualizar el género como lo que significa ser hombre o mujer, o lo
masculino y/o femenino, y estableciendo que estas desigualdades, a diferencia
del sexo, son construidas culturalmente, también configuran nuestra ontología y
epistemología, así como las perspectivas desde las que el actor le da sentido a
su acción social a partir de sus interacciones simbólicas.
La trayectoria del concepto género está relacionada con los estudios culturales
anglosajones que comenzaron a cobrar fuerzas a finales de los años 60 y 70
del pasado siglo1, aunque tiene antecedentes menos conocidos que los de
Simone de Beauvoir (1949) como los de Matilde y Mathias Vaerting (1923) con
su libro El sexo clave: un estudio en la sociología de la diferenciación del
sexo, y la excelente indagación sobre ideología de Viola Klein en 1946, El
carácter femenino: Historia de una ideología (Val Lorenzo, 2010). En dicha
indagación se plantea la comprensión del imaginario cotidiano como psicología
de las mujeres producto de los diferentes mecanismos simbólicos de
dominación implementados por los hombres. Los estudios de género se
centraron en develar los papeles desarrollados por las mujeres en las artes,
economía, política, ciencia y otros ámbitos, presuponiendo que existía un solo
modelo de masculinidad: el hegemónico, sostenedor de un sistema patriarcal
que las oprimía.
Es célebre la frase de Beauvoir “Una no nace mujer, sino que se hace mujer”
(2007:12), que abrió toda una perspectiva de los estudios de género. A su vez
podríamos decir: “uno no nace hombre, sino que se hace hombre”, lo que nos
lleva a la interrogante: ¿por qué los estudios de masculinidades se iniciaron
como preocupación epistemológica luego de algunas décadas dedicadas al
análisis de la feminidad y los impactos de la dominación masculina?
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 1
�Para ello existen varias razones, la naturalización de los hombres como sujetos
de conocimiento estaba universalizada desde los tiempos de Platón y los
estudios feministas inauguraron una nueva época. Los ajustes en las
relaciones de poder ante las mujeres, los cambios en los roles paternos, la
escalada femenina respecto al status social, entre otros aspectos, conllevó a
una crisis sistémica en las masculinidades y sus identidades, expresada de
diversas formas. Los primeros estudios de masculinidades durante los 80
tienen su base en las indagaciones sobre sexualidad de las décadas anteriores
y aunque en esta época ya se desarrollaban investigaciones sobre la
construcción social de la masculinidad, algunos científicos y científicas se
acercaron a ellas, como algo novedoso (Barret y Philips, 1995). En estos años
es precisamente cuando la producción científica sobre masculinidades se sitúa
en relación a las pesquisas de género, siendo los hombres sus propios
protagonistas. Según Linda Nicholson, Scott y Rubin (Ritzer, 2008), el hombre
es una parte esencial en los estudios de género desde la perspectiva
relacional.
La identidad, comprendida en su sentido más amplio, se entiendo como la
forma personal que tienen los actores sociales para identificarse y diferenciarse
de los y las demás, siendo por tanto un concepto que nos define en tanto
somos seres sociales, construida durante los procesos de socialización
primaria y secundaria. Al referirnos al proceso de construcción de la identidad
masculina necesariamente debemos partir del concepto identidad de género, o
sea,
de
las
características
particulares
adjudicadas
a
las
diversas
masculinidades en un momento histórico y/o geográfico determinado y en un
contexto
sociocultural
explícito,
en
tanto
las
masculinidades
son una
construcción cultural e histórica. Estas, al ser construidas, no obedecen a
ninguna esencia. El hombre nace, biológicamente hablando, y el varón se
forma mediante el complejo proceso de internalización de pautas conductuales,
valores, normas, estereotipos, ritos, representaciones e imaginarios que
definen al varón en las sociedades modernas. Por tanto las características
masculinas no son innatas, sino consecuencias del proceso de socialización
que desde una cultura androcéntrica legitima relaciones de dominación entre
los sexos. La identidad, o para ser más exactos, la condición masculina es por
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 2
�tanto un producto social, un resultado cultural modificable mediante la
educación no sexista de hombres y mujeres.
Al concepto de género le es consustancial la identidad de género y muestra
que los roles y sus estereotipos son construidos socialmente, sin que la base
biológica muestre una clara relación con esos roles, por tanto, mediante esa
construcción social se le asignan a hombres y mujeres diferentes roles. Existen
casos donde las personas están identificadas con un sexo que no es el suyo, o
sea que su identidad de género no está relacionada con su sexo: son los
llamados transgénero, queen o transexuales.
Luego, entre hombre y mujer existen diferencias biológicas que son naturales y
solo modificables mediante complejas intervenciones quirúrgicas. No obstante,
según John Money y Anke Ehrhardt (Gómez, L, 2009) aun estando las
personas sexualmente definidas según su biología, a través de una educación
familiar se pueden producir cambios en el niño o la niña, educándolos desde
roles femeninos o masculinos, respectivamente. O sea, mediante el proceso de
socialización se puede incentivar o constreñir
conductas que la sociedad
considera adecuadas para cada sexo, teniendo en cuenta que se reproducen y
transforman contextualmente y generacionalmente.
Las principales investigaciones sobre masculinidades las han desarrollado J.
Connell (1997, 2006), Hean (1985,1991), Bri Han (1989), Seidler (1987, 2006),
Morgan
(1991,
conceptualizaron
2013),
marcos
estos
investigadores
teóricos
a
básicamente
principios
desde
el
de
los
80
paradigma
funcionalista que generalmente rigen hasta la actualidad. Sus principales
limitantes fueron la escasez de estudios de corte microsociológico, el
insuficiente número de estudios sobre aspectos tales como religión, nivel
educativo, generaciones, clases sociales, etnia, elección sexual (Seidler, 1987,
2006; Morgan, 1991). En los estudios desarrollados en Iberoamérica se ha
tratado de superar esta fase funcionalista con los estudios de Olavarría (2001);
Parrini (2003), Rivero Pino (1998, 2003, 2012), Viveros (2003, 2007, 2013),
Cesar
Pagés,
(2010),
indagándose
sobre
las
masculinidades
desde
perspectivas fenomenológicas, antropológicas, históricas o desde la psicología
social. En el año 2003 solamente en América Latina y El Caribe se habían
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 3
�publicado más de 600 títulos de carácter académico escritos desde finales de
los 90 que tenían como objeto de estudio los hombres y las masculinidades 2
(Parrini, 2003).
En un principio en Latinoamérica los principales temas de estudio fueron la
violencia, la sexualidad, la reproducción, el cambio social, la diversidad sexual
y la paternidad. A partir de los 90 y el siglo XXI, debutaron investigaciones
sobre etnia/raza, migraciones, masculinidades subordinadas y recientemente
sobre globalización. Los estudios de la infancia desde las masculinidades no
han sido una constante en esta región, centrándose sobre todo en tópicos
como la ruralidad, la pobreza y la construcción de las identidades masculinas
en los ambientes escolares. (Bamberg, 2004; Coltrane, 2004; Rodríguez, M,
2005; Viveros, 2007; Pescador, E, 2011; Ramírez Pavelic, 2012).
En los últimos años se han sistematizado los estudios de masculinidades
desde áreas como paternidad, homosexualidad, globalización, tecnologías,
masculinidades y medios de difusión masiva, y los cambios estructurales en las
sociedades occidentales y sus impactos a nivel mundial (Olavarría, 2001;
Connell, 2006); la marcada emancipación de la mujer de sus roles
tradicionales, el cambio del ejercicio del rol de género de los hombres como
proveedores económicos dentro del contexto de la familia nuclear. La
adaptación, el ajuste de las estructuras sociales y la trasformación de la familia
conllevó a la pérdida de un área significativa de poder masculino, y las nuevas
configuraciones en las relaciones de poder entre hombres y mujeres
viabilizaron cambios bruscos de la dinámica relacional entre los géneros, sobre
todo por la inserción de las mujeres como actores en el mercado laboral,
adoptando puestos laborales que hasta entonces habían sido tradicionalmente
masculinos. Todo esto ha transformado la construcción social de las
identidades de género y sus prácticas sociales, llevando a una crisis de la
identidad masculina tradicional3.
Los principales antecedentes en Cuba los encontramos en Patricia Ares
(Universidad de La Habana) con sus estudios sobre virilidad y el costo de ser
hombres (Ares, 1996); Ramón Rivero (Universidad de Las Villas) con sus
investigaciones sobre la paternidad (Rivero, 2003); de María Teresa Díaz
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 4
�(CENESEX) con sus indagaciones sobre hombres y comunicación (2006);
Mayda Álvarez (Centro de Estudios de la Federación de Mujeres Cubanas) con
sus indagaciones sobre hombres y violencia de género (2001) y Julio Cesar
Pagés (Coordinador de la Red Iberoamericana de Masculinidades) 4 que ha
desarrollado
investigaciones
sobre
masculinidades
desde
perspectivas
históricas y antropológicas (2010).
Las indagaciones de Ramón Rivero sobre “las representaciones sociales del rol
paterno y sus implicaciones psicológicas y sociopolíticas en una muestra
multigeneracional con sujetos de diferentes estratos sociales del municipio de
Santa Clara” (1998: 21) y las investigaciones de Clotilde Proveyer sobre los
elementos culturales del patriarcado cubano y su tesis doctoral sobre la
identidad de género femenina (2006), son antecedentes directos de nuestra
investigación. Esta se torna novedosa por el énfasis que desarrolla sobre la
correlación de rituales de la vida cotidiana, estereotipos y la construcción de la
identidad masculina en la infancia, enfocado desde la microsociología de
Goffman para cuya comprensión se emplea el análisis denso de los rituales
desarrollado por los niños, línea –teórica y metodológica- no presente en los
anteriores estudios de masculinidades en Cuba.
Los
estudios
de
masculinidades
e
infancia
generalmente
han
sido
desarrollados desde la perspectiva educativa (socialización del género desde la
escuela como institución, construcción de identidades en las escuelas rurales,
violencia escolar), la explotación sexual infantil, desde la paternidad (nuevas
paternidades) e incluso desde la prevención de la violencia de género.
Las categorizaciones, tipos, términos o concepciones que han sido construidos
para profundizar en este objeto responden a transformaciones políticas,
culturales,
estructurales,
de
funcionamiento
y
están
relacionados
con
presupuestos de la prevención social priorizando sobre todo los niños y la
familia. Aunque resultan postulados válidos las teorías que describen nuestro
objeto,
alrededor
del
tema
permanecen
un
conjunto
de
polisemias,
contradicciones, carencias que necesitan de concreción y análisis; en
correspondencia con ello, el presente estudio parte de algunas premisas como
ejes articuladores del discurso:
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 5
�1. Los autores anglosajones que estudian las masculinidades hablan de una
masculinidad construida en adultos como resultante y no como proceso; sin
embargo, es en la infancia donde esta se construye, por tanto la construcción
de la identidad masculina adulta no se debe considerar como algo “hecho” sino
una sedimentación procesual normativa que se inicia en la niñez.
2. Los estudiosos de masculinidades han construido categorizaciones sobre la
partición hacia el interior de las masculinidades a modo de clasificaciones,
jerarquizando según el status, capitales y rol que cumplen los hombres
socialmente. Sin embargo, esta jerarquización comienza a construirse e
internalizarse en la infancia, hacia el interior del grupo de pares y otros
espacios sociales y esto ha sido obviado o minimizado. Incluir nuevos
presupuestos desde la posición teórico-metodológica de la Sociología cultural,
permite enriquecer esquemas tradicionales en la teoría que limitan la
comprensión abierta y flexible de la construcción de la identidad en la niñez
conforme con la diversidad de los procesos culturales que en ella tienen lugar.
3. Desde la construcción de la identidad infantil masculina el niño comienza a
internalizar la
violencia
como
“vía
para
triunfar”. Pero
esta violencia
aprehendida, no solamente se ejerce contra las niñas (futuras mujeres), sino
contra otros niños dentro de su propio grupo de pares.
A partir de estas premisas nuestro análisis tiene el propósito de contribuir a
fortalecer desde un enfoque relacional, contextual, microsociológico y cultural el
estudio de construcción de la identidad masculina desde la infancia, fenómeno
con una complejidad creciente que se distingue por las polisemias y tratamiento
multidisciplinario que ha tenido durante su desarrollo como objeto de estudio.
Empleamos el enfoque dramatúrgico y de la ritualización de la cotidianidad
(Goffman, 1981), en tanto consideramos que el ritual y el simbolismo tienen
gran utilidad analítica para describir los mecanismos de legitimación de los
diversos modelos de masculinidades en la vida cotidiana. El rito y la vida
cotidiana están muy ligados y constituyen el basamento fundamental en la
organización de los pequeños universos, por lo que en nuestra investigación
analizamos
e
interpretamos
los
principales
micro-procesos rituales de
homosocialización donde los niños van asumiendo su identidad masculina.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 6
�Por otra
parte, consideramos apropiado el acercamiento a la teoría
postestructuralista de M. Foucault (2005, 2006), al observar a la familia desde
la visión del “panóptico” donde los espacios son básicos para comprender las
jerarquías, relaciones y construcción de significados por parte de sus miembros
y la función socializadora de las pautas masculinas en niños y niñas, ya que
desde pequeños internalizan normas, roles y construyen identidades a partir de
los espacios, funciones, contextos y situaciones. Por último, la distribución
social adopta las características del panóptico en el sentido de que el hombre,
desde una posición privilegiada de poder, puede observar y controlar a los
demás miembros de la familia y su vez ser observado, y en caso que ocurra
alguna desviación, controlarlos. Dentro del grupo de pares ocurre el fenómeno
de la vigilancia de unos niños sobre otros, ocurriendo en la interacción
simbólica un constante control de la masculinidad a nivel intragrupal.
El tema de las masculinidades no ha sido un tema central en la sociología
cultural; sin embargo, esta nos está aportando la concepción de que las
acciones sociales solo son posibles en un marco de significación cultural que
permiten la solidaridad y cohesión de los modelos de masculinidades y su
acción colectiva, lo que implica que la sociedad no es solamente racional, sino
que todo lo social tiene un nexo cultural, subjetivo y significativo que se
establece y construye a través de rituales seculares que desarrollan los
hombres en su vida cotidiana. Por otra parte, la cultura confiere sentido a la
realidad y las relaciones de género son otorgadoras de sentido, por tanto son
impensables dichos estudios excluyendo la dimensión cultural, en tanto
precisamente describen, valoran y visibilizan los significados y símbolos que
desarrollan hombres y mujeres en su vida cotidiana.
La observancia del procedimiento teórico permite introducir una sistematización
desde la literatura existente sobre el tema de masculinidades, identidad e
infancia y la elaboración de los conceptos de homosocialización primaria,
estrategias dramatúrgicas de las masculinidades y los rituales de
homosocialización
masculina,
explicitadas
a
través
de
rituales
de
separación, de fase liminar, de segregación, que ocurren en tres ámbitos
esencialmente: el familiar, escolar y hacia el interior del grupo de pares (ritos de
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 7
�distribución jerárquica – espacial, del tipo de ropa, de participación en eventos
deportivos, lúdicos, de control de la masculinidad/feminidad, de interacción en
grupo de pares, de las microdistinciones hegemónicas y subordinadas en los
niños). Dichos rituales son esenciales para explicar las relaciones simbólicas
que se establecen entre los hombres y los niños durante el proceso ritual de
socialización primaria. Tenemos presente el aporte de las mujeres (madres,
tías, abuelas, primas, maestras, etc.) que interaccionan simbólicamente con el
niño, educándolo heteronormativamente en oposición a una feminidad que
ellas mismas muestran corporalmente. Por otra parte, también es importante la
contribución del grupo de pares, ya que este reproduce hacia su interior una
interacción social masculina que se erige sobre un horizonte de significado y de
sentido normativo.
El contexto de Moa, donde desarrollamos la investigación es un espacio social
sui generis en la realidad cubana donde la principal actividad económica es la
minería y la metalurgia y de forma peculiar el índice de masculinidad es muy
alto, el mayor de Holguín y de los mayores de Cuba (Pérez Gallo, Victor Hugo,
2011). Por otra parte los datos extraídos de las estadísticas de violencia social
en general y de género en el municipio, muestran que son altas y que van en
ascenso durante el año 2013 lo que aporta un significado singular a este
estudio (ver anexo 5). Desafortunadamente no poseemos estadísticas a nivel
provincial o nacional para hacer un estudio comparativo, fructífero a los efectos
de arribar a conclusiones más generales sobre la situación actual de la
violencia en nuestro país.
Investigaciones anteriores (Pérez Gallo, Victor H., 2013) han aportado que el
modelo de educación imperante en la familia moense es básicamente
autoritario, desde la autoridad paterna, educando a los menores en normas
androcéntricas, no exentas de violencia 5. La violencia ejercida en el niño es un
posible predictor de la violencia futura cuando este desarrolle su vida adulta.
Para evitar esto es necesario desde la prevención modificar paulatinamente los
métodos educativos, que comienzan desde la relación homosocial del padre
con el hijo pero que hunde sus raíces en un complejo imaginario social de lo
que debe ser el hombre, que se recrea mediante patrones institucionalizados
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 8
�en la relación hombre- hijo. Lamentablemente una ampliación de la relación
entre masculinidades y prevención no es analizada en toda la profundidad
requerida en este trabajo, lo que sienta pautas a estudios futuros.
Las prácticas violentas desarrolladas en ámbitos escolares, familiares o hacia
el interior del grupo de pares van construyendo la identidad masculina desde la
infancia. Estas se despliegan a través de rituales homosocializadores, conjunto
de diversos grupos significantes (signos, máscaras, fachadas, enunciados,
objetos sagrados de la cotidianidad). Tales consideraciones explican el título de
nuestro
trabajo,
así
podemos
cuestionarnos:
¿Cómo
las
prácticas
socializadoras contribuyen a la construcción de una identidad masculina
hegemónica en los niños de Moa en espacios escolares, familiares y hacia el
interior de los grupos de iguales?
Idea a defender: Las prácticas socializadoras accionan como soportes para la
construcción de la identidad masculina en la infancia en Moa a través de
estereotipos de género y rituales homosocializadores que legitiman y
reproducen el modelo de masculinidad hegemónica imperante sobre todo en
espacios familiares, escolares y hacia el interior del grupo de iguales.
Esta interrogante permite formular como objetivo Determinar el papel de las
prácticas homosocializadoras que inciden en la construcción de la identidad
masculina infantil en Moa en los espacios familiares, escolares y hacia el
interior del grupo de iguales.
La investigación que desarrollamos tiene un carácter crítico reflexivo en el que
se
utiliza
una
perspectiva
metodológica
que
triangula
cuantitativa
y
cualitativamente datos y técnicas. Este enfoque permitió la combinación de
diferentes métodos, técnicas y datos en varios niveles de análisis: a nivel micro
con los estudios de caso de niños y niñas, las entrevistas en profundidad a las
maestras, las entrevistas familiares y el análisis de los discursos de los hombres
participantes en los grupos focales; a nivel macro con los datos que nos
proporcionó el índice de masculinidad del municipio, otros datos obtenidos en la
Oficina de Recursos Humanos del Grupo Empresarial CUBANIQUEL y las
entrevistas a expertos. No obstante, debemos decir que aunque desarrollamos
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 9
�un estudio de caso colectivo, indagando por la condición general de la
construcción de la identidad masculina en la infancia, se trata de estudios
intensivos de varios casos, que si bien no son generalizables, no deben de ser
vistos como entidades únicas, sino más bien representativas de una categoría
general y entendidas en referencias a esta.
Luego, con los datos recogidos en el trabajo de campo desarrollamos la
triangulación metodológica para obtener información de la realidad social en
estudio. El uso de técnicas, tanto cuantitativas como cualitativas, con un enfoque
multidisciplinario, nos garantizó una mirada integradora del fenómeno de la
construcción de la identidad masculina en la infancia. Todo complementado con
datos cuantificables y observaciones de campo de los juegos desarrollados por
niños y niñas en el ámbito escolar y la valoración que dan los sujetos masculinos
adultos investigados acerca de su relación con su padre en su niñez
(homosocialización
primaria),
las
características
de
sus
familias
y las
condiciones de vida y laborales en el contexto de minero metalúrgico del
municipio Moa.
Para la selección de la población a las que se le aplicaron las técnicas de grupo
focal, las aplicadas a los niños en las escuelas (observación, dibujo, párrafo) no
se partió de criterios de representatividad cuantitativa que establecieran la
representatividad de la muestra con la población total de Moa, debido a que
nuestra intención era comprobar el contenido subjetivo por una parte, junto a la
representación social de la identidad y el rol de género; por otra, la
representación mental de las características de las figuras significativas
paternas en el desarrollo de la identidad de género de los niños. Evidentemente
estos grupos fueron concebidos con un carácter intencional, estableciendo
como criterios de selección la edad (5 – 7 y 11-12 años, respectivamente). Se
escogieron al azar 6 niños de 11-12 años de cada escuela para aplicárseles
una entrevista. También se desarrollaron entrevistas en profundidad a 6
maestras y se llevaron a efecto grupos focales con hombres.
Los aportes en el nivel teórico radican en la sistematización del abordaje de la
identidad masculina en la infancia desde la sociología, privilegiando un enfoque
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 10
�microsociológico, haciendo énfasis en las interacciones rituales en las que se
legitima, recrea y reproduce la estructura social: patrones de conducta
repetitivos desde la homosocialización primaria que son percibidos por niños y
niñas como hechos que constriñen al actor social generando en él un
compromiso emocional hacia los símbolos que implican la legitimación de las
masculinidades hegemónicas. Se ha construido una periodización y se
contextualizan algunos conceptos que permiten comprender la relación entre
actividad económica, identidad de género, ritualización de símbolos y acciones
homosocializadoras, en un intento por integrar dialécticamente lo que ha sido
descrito en la literatura científica sobre los estudios de masculinidades y sus
diversos modelos. El criterio de periodización parte de la extensión de los
estudios sobre masculinidad con fines académicos hacia otras instituciones y
organizaciones sociales dedicadas al análisis y atención de los hombres y las
crisis masculinas. Esto es, la forma en que el desarrollo del tema va
involucrando a diversos componentes de la estructura social tanto académica,
de salud, laboral y otras, incluidas la política social y sus gestores. Por otra
parte, la visión aportada por Goffman nos posibilita complementar los estudios
de las masculinidades en Cuba desde su modelo dramatúrgico y aportar los
conceptos
Configuraciones
dramatúrgicas
de
las
masculinidades,
Homosociabilidad primaria y Rituales de homosocialización masculina.
Desde la perspectiva desarrollada, guarda un valor teórico y metodológico para
los estudiosos de género y de masculinidades en particular, ya que los datos
arrojados por nuestra investigación marcan posibles ajustes educacionales,
conductuales y culturales que deben ser tomados en cuenta por los ejecutores
de las políticas sociales de equidad social y de género, cuyas particularidades
en Moa permitirían desplegar estrategias preventivas y educativas centradas
en la construcción de una cultura de paz a nivel local, que incluyera a docentes
de todos los niveles de enseñanza del municipio y las familias; además de
brindarle pautas de trabajo a la Federación de Mujeres Cubanas, las Casas de
Orientación a la Mujer y la Familia, y a otras organizaciones sociales,
cumpliendo así acuerdos internacionales rectores tales como el de Beijing.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 11
�Los principales resultados fueron estructurados en tres capítulos a partir de
elaborar, argumentar y demostrar el valor teórico y metodológico de las
microsociologías. En el Capítulo I titulado El estudio de las masculinidades
en el abordaje teórico de la sociología nos aproximamos de forma crítica a
las diversas teorías desarrolladas por los estudios de masculinidades en el
mundo y hacemos evidentes sus limitaciones epistemológicas. Se orienta hacia
la valoración de los elementos culturales en la teoría sociológica de género, a
fin de introducir nuevos elementos que expliquen la construcción de la
identidad masculina infantil.
El Capítulo II Aspectos metodológicos del abordaje de las masculinidades.
Homosociabilidad, Identidad de género y rituales define la propuesta
metodológica para el tratamiento de la identidad masculina infantil desde los
rituales de la cotidianidad favoreciendo la propuesta metodológica de Goffman.
Como puede apreciarse se trata de un estudio de casos de alcance
microsociológico.
El Capítulo III La construcción de la identidad masculina en la infancia: los
consejos populares Armando Mestre y Caribe, estudios de casos. Se
concreta la descripción densa de los estereotipos de género y los rituales
homosocializadores en la comunidad minero metalúrgica objeto de estudio, así
como las diversas estrategias empleadas por los actores masculinos durante el
proceso homosocializador, junto a la constante subordinación de las niñas y
mujeres a estas. De igual modo, se realiza un análisis de las actividades
lúdicas de niños y niñas y mostramos cómo a partir de estas se construye la
identidad masculina, así como otros elementos de orden cultural que
intervienen en las formas de asumir las masculinidades en un contexto
vigorosamente patriarcal.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 12
�CAPÍTULO I
EL ESTUDIO DE LAS MASCULINIDADES EN EL ABORDAJE TEÓRICO DE
LA SOCIOLOGÍA.
El presente acápite se centra en el análisis teórico conceptual sobre los
diversos tipos de masculinidades existentes, su dinámica de cambio y la
importancia de su contextualización y periodización para su estudio, tanto en el
mundo como en nuestro país.
El estudio permitirá definir una concepción metodológica, factible para
identificar y comprender el proceso de construcción de la identidad masculina
en la niñez, además de profundizar en la trayectoria histórica, devenida en la
teoría sociológica. El interés por estudiar el fenómeno de la identidad masculina
en la niñez desde una perspectiva sociológica, exige la multidisciplinariedad y
la determinación de elementos culturales que se construyen y legitiman su
construcción desde el ámbito familiar.
1.1 Enfoque de las masculinidades en el contexto de las teorías
sociológicas.
Existen diversas teorías sociológicas factibles de aplicar para el estudio de la
paternidad, la familia, el proceso de socialización y la niñez. Un antecedente de
estas lo encontramos en el pensamiento de los filósofos griegos, que desde la
construcción de una postura dualista en la cultura occidental se pudo llegar a la
conclusión de que la oposición y complementariedad de los géneros masculino
y femenino forman parte de los orígenes de este. Esta forma de conocimiento
ha incorporado a las teorías sociales la construcción de lo femenino como lo
afectivo, lo suave, lo maternal mientras que lo masculino ha sido asociado a la
razón.
Los filósofos griegos desde sus estudios en la antigüedad determinaban lo
femenino y masculino de los elementos. Platón, en su obra La República
destaca que los varones hacen casi todo mejor que las mujeres, a excepción
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 13
�de las tareas domésticas del hogar, las que menosprecia de paso 6. El modelo
occidental de los siglos subsiguientes mantendría similares opiniones con
ligeras variaciones cuyas limitaciones fueron reproducidas en las teorías
elaboradas por filósofos y otros especialistas de las ciencias sociales.
Durante el periodo medieval la Iglesia Católica en el mundo occidental
mantenía a las mujeres bajo una ideología religiosa- patriarcal7, sin importar su
pertenencia cualquier clase social, aunque es de destacar que las mujeres que
integraban la plebe sufrían mucho más su situación8.
Las teorías desarrolladas por A. Comte y H. Spencer, ya en la modernidad,
(Ritzer, 2008; González Olmedo, Graciela, 2000) determinan que el orden, el
equilibrio y el progreso social están constreñidos a ser fruto de la unidad de la
familia, comprendida esta como la desigualdad de los sexos hacia el interior
familiar. Así se estaban asignando roles domésticos a las mujeres y públicos a
los hombres, constituyendo para estos teóricos el núcleo del progreso social.
De esta manera se estaba responsabilizando a la mujer con el ámbito familiar,
lo que constituyó para estos pensadores el progreso social. En sus
investigaciones sobre la sociedad, A. Comte (1798-1857) consideraba a la
mujer sólo en el contexto familiar, subordinada al esposo y en los roles de
cuidadora de los niños y los miembros ancianos de la familia, por lo que su
status pasivo era uno de los elementos fundamentales para el mantenimiento
del orden y el progreso social (González Olmedo, Graciela, 2000). En la teoría
de Herbert Spencer se analiza el papel de la mujer dentro del contexto familiar
desarrollando los roles de madre y esposa, mientras que el hombre se erige
como el eslabón que vincula a la institución familiar con otras instituciones.
Spencer cree que las actividades intelectuales de las mujeres deben ser
necesariamente limitadas ya que toda su energía debe enfocarse a sostener
sus
funciones
reproductivas:
esto
implicaría
que
si
se
desarrollan
intelectualmente pueden quedar estériles. (González Olmedo, Graciela, 2000).
Sus teorías androcéntricas constreñían a las mujeres al ámbito doméstico y al
cuidado de los niños como una cuestión de “orden social” para evitar la anomia.
Todo esto redundaría en un fortalecimiento de los estereotipos sexuales y de
género que los niños aprenderían en su infancia.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 14
�Engels en La situación de la clase obrera en Inglaterra(1845) ya hacía
alusión a las terribles condiciones de vida de la familia proletaria en Inglaterra y
los trabajos forzados a los que eran sometidos los niños y niñas en las fábricas
capitalistas, mencionando colateralmente a la prostitución infantil y sus
secuelas.
Engels centró su teoría de la familia a favor de la igualdad de géneros
intrafamiliar9. Una revisión histórica nos ha indicado que la propia cultura
europea antes del siglo dieciocho las mujeres fueron ciertamente vistas como
diferentes de los hombres, pero en el sentido de seres incompletos o ejemplos
inferiores del mismo tipo (por ejemplo, los pensadores del siglo XIX opinaron
que las féminas tienen menos facultad de razonamiento y que solo son buenas
para la casa y para procrear). Esta concepción también formó parte de la
ideología burguesa durante el siglo diecinueve. De allí que el proceso de
educación se fuera diferenciando entre los sexos de los niños (Engels, 1984).
Emile Durkheim en su obra El Suicidio escribe una definición de la mujer como
un ser que hay que situar fuera de la esfera intelectual y cultural ya que el
hombre “…es casi en su totalidad producto de la sociedad, mientras que la
mujer se ha mantenido más bien tal como la naturaleza la ha hecho (…) su vida
mental está menos desarrollada” (Durkheim, 1999: 4). Durkheim sitúa a la
mujer como un ser biológico que debe de estar alejado de las relaciones
sociales y subordinada al sexo masculino. Por otra parte le atribuye a la familia
nuclear un carácter educativo desde al autoritarismo que ejerce el padre.
Según Durkheim toda educación, como uno de los procesos de socialización
primaria en menor “consiste en un esfuerzo continuo por imponer al niño
maneras de ver, de sentir y de actuar a las cuales no hubieran podido tener
acceso espontáneamente” (Durkheim, 1969: 36).
Durkheim y Max Weber en sus textos están constantemente aludiendo a la
superioridad del hombre sobre la mujer, por lo que sus teorías sociológicas se
clasifican dentro del paradigma androcéntrico de la dominación, y legitiman al
hombre como el cabeza de familia, el encargado del control social y de la
delimitación de los roles de cada miembro de la familia, así como mantener el
orden a toda costa. Para Weber, la cultura, la economía y la política, son los
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 15
�elementos representativos del mundo público, son los espacios sociales del
desarrollo de roles masculinos. Por otra parte el ámbito doméstico es el
asignado a las mujeres. Según Weber las relaciones de poder se han
delimitado y construido sobre las legitimaciones de un conjunto de condiciones
que establecen la superioridad de unos actores sobre otros, sin importar si el
ejercicio del poder es justo o no, si refuerzan desigualdades étnicas, de género,
religiosas, etc.10 La teoría weberiana tiene para esta tesis un doble significado
en tanto su lectura nos ubica en el continuum público – privado según roles, al
tiempo que ofrece las pautas metodológicas centrales de la teoría de la acción,
continuada, introducida y avalada por la microsociología para el análisis de las
masculinidades (Durkheim, 1975 ; Weber, 1979).
Ortega y Gasset basa su explicación de las diferencias entre géneros a partir
de un determinismo cultural, donde opina que la ruptura de los modelos
masculinos y femeninos podría llevar implicaciones sociales contrarias al orden
social. Él hace énfasis en procesos culturales que han construido la identidad
de hombres y mujeres como tales (Ortega y Gasset, 2010)
Las teorías psicoanalistas de Freud muestran una polisemia respecto al papel
que juega la cultura alrededor de la diferencia de géneros. Freud hace su
análisis desde la transculturalidad de la estructura edípica (Freud, 2008). Lacan
está de acuerdo con él cuando declara que "En cuanto a definir qué es el
hombre y qué es la mujer, el psicoanálisis nos muestra muy precisamente que
tal cosa es imposible" (Lacan, 2003: 48). El psicoanálisis de Freud ha logrado
exponer, según Hassoun, el deseo femenino, pero no ha podido superar el
obstáculo epistemológico que implica la impotencia explicativa de los hombres
ante la voluntad de las mujeres (cit. por Francoise Collins, 1993).
En otro sentido, Parsons en su gran teoría reproduce las ideas de Durkheim
sobre la diferenciación de funciones entre los sexos como la principal condición
para el sostenimiento del equilibrio del sistema social. La teoría parsoniana
construye su tesis sobre un tipo de familia, la nuclear, que en su opinión se
generaliza en la sociedad moderna y atribuye roles instrumentales y expresivos
a hombres y mujeres, logrando a partir de esa división funcional, satisfacer las
necesidades del organismo familiar y del sistema más general que es la
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 16
�sociedad. En su libro El sistema social (1952) considera que la socialización
del niño es la función más importante de la familia dentro del sistema social.
Opina que los niños y niñas asumen en este proceso los roles masculinos y
femeninos legitimando la educación sexista de los hijos dentro de la familia y
perpetuando el orden patriarcal existente. Por otra parte, existen las llamadas
teorías del rol que le deben mucho a la concepción parsoniana. Estas
consideran a la masculinidad como un atributo individual, producto de las
diferencias culturales en la socialización de los roles sexuales entre hombres y
mujeres. Esta representación define a la masculinidad como un conjunto de
particularidades que comparten los hombres en todos los sectores culturales y
sociales en los marcos de una cultura. Por tanto, se basaría en el supuesto de
que todos los hombres son heterosexuales, vigorosos, deportistas, poco
sentimentales o afectivos, etc. Esta perspectiva teórica refuerza los roles
tradicionales en su concepción sexista y busca sobre todo el orden dentro de la
estructuras sociales del género.
Parsons afirma que la familia como institución es un requisito indispensable
para la estabilidad social. Afirma que para su funcionamiento es necesario que
ocurra en ella una división sexual del trabajo donde hombres y mujeres asuman
roles muy diferentes11. Para evitar que la familia se convierta en una institución
anómica, el hombre debe “tener una orientación instrumental”, o sea manifestar
dotes de mando, dureza, liderazgo, etc. Según Parsons si el hombre y la mujer
se situaran en posiciones de igualdad esto destruiría a la familia, al no poder
esta mantener la estabilidad social (Parsons, 1952). En nuestra opinión esta es
una visión sesgada del fenómeno por la perspectiva ideológicamente
androcéntrica desde la que Parsons desarrolla su teoría.
Mead le atribuye gran importancia a la construcción del self en la infancia, así
como al desarrollo de juegos infantiles. (cit. por Ritzer, 2008). Distingue con los
términos
juego
organizado/
no
organizado
a
las
actividades
lúdicas
desarrolladas por los niños, y además correspondientes a niveles de
socialización diferentes. En el primer nivel el niño reconstruye escenas
fragmentadas de la interacción social al reproducir palabras, gestos o
actuaciones que ve a menudo en su vida cotidiana. Mediante el proceso de
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 17
�homosocialización el niño internaliza y asimila rasgos propios del rol del padre
y los articula en esquemáticos escenarios de interacción donde él mismo
desempeña en un momento un rol determinado. Consideramos el proceso de
homosocialización como una compleja dinámica de socialización entre
hombres, donde se internalizan normas, valores y actitudes de las diferentes
masculinidades. (Sedwick, 1985; Pérez Gallo, 2011)
El niño a medida que crece va participando en juegos más complejos, en
juegos organizados como el fútbol o el béisbol, propios de una segunda etapa
de socialización. Allí el desempeño de su habilidad está condicionado por las
expectativas del resto de los participantes. En su vida cotidiana le ocurre lo
mismo: todos esperan que él sea un hombre fuerte, proveedor de alimentos y
que no demuestre sus sentimientos. Ocupan posiciones funcionales dentro del
entramado simbólico de las masculinidades y desempeñan competitivamente
roles de índole funcional orientados a la consecución de metas de acuerdo al
tipo de masculinidad que para el imaginario colectivo es el modelo exitoso.
Por otra parte el niño va aprendiendo su rol de hombre desde los juegos
internalizando patrones de violencia que a su vez homosocializa con sus
padres, amigos, primos, teniendo siempre la aprobación tácita de estos 12.
Las reglas del juego (es decir las normas y valores de las masculinidades
tomadas como base para el desempeño de los roles) articulan las expectativas
del otro generalizado que está en juego. El niño las interioriza en su mí, que es
el centro del autocontrol del innovador yo. El niño durante su proceso de
socialización va sosteniendo conflictos con su madre que adopta posiciones de
protección y cuidado, muchas veces este se avergüenza cuando esta le arregla
el uniforme frente a amigos de su edad, cuando le lleva la merienda al aula o
cuando le da un beso de despedida y le dice un apelativo cariñoso.
En una sociedad construida social y culturalmente para eternizar la situación
privilegiada de los hombres en ese sistema, la violencia se ha convertido en el
instrumento mediante el cual estos construyen, recrean y justifican su
hegemonía, legitimando el carácter patriarcal de sus sociedades. La violencia
se convierte así en una cualidad propia de los hombres que la enseñan y
reproducen, de paso a sus hijos durante el proceso de homosocialización.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 18
�Evidentemente a las mujeres, y por extensión a las niñas, les están vedadas
todas aquellas conductas y patrones que conforman a las masculinidades.
Los sociólogos precedentes no fueron capaces de advertir en toda su
dimensión las relaciones fragmentarias del poder, solo basaron sus teorías en
las relaciones entre hombres y mujeres. Así no fueron capaces de significar los
matices, ni las diferentes masculinidades que integraban los hombres, así
como los desafíos que implicaba a esta conceptualización la existencia de
categorías dinámicas como la racialidad, el entorno urbano y rural, las clases
sociales, etc.; definiciones contextuales que trasforman al corpus que
caracteriza a las diferentes masculinidades.
El encuadre teórico de los estudios de la masculinidad en la contemporaneidad.
Los estudios sociológicos de la cultura en la contemporaneidad tienen un vasto
arsenal teórico para la descripción de la masculinidad como una categoría
analítica que nos permite profundizar en el orden genérico naturalizado
socialmente. La sexualidad como dispositivo social de control y disciplina de
Foucault (1984, 2005), la tesis proposicional de Alcoff (1989) en la teoría
feminista actual, las nociones de habitus y campo de P. Bourdieu (1994)1, las
estructuras de poder en las sociedades cortesanas de Norbert Elías (1996), la
dramaturgia de E. Goffman (1961, 1969, 1979, 1981, 1993), y las prácticas
sociales de Giddens (1999) son importantes ejes de reflexión teórica sobre las
masculinidades.
Pierre Bourdieu discurre que la permanencia de los sistemas socio-económicos
de la sociedad está ligada a la reproducción cultural arbitraria, la que a su vez
contribuye a la reproducción social. La familia, por lo tanto, tiene la misión de
inculcar, transmitir y conservar la cultura dominante patriarcal, al asignar un
paradigma cultural; reproducir la estructura social y sus relaciones de clase; y
1
Estas fechas son de la publicación de los textos consultados y no necesariamente un orden
cronológico de sus investigaciones.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 19
�por último, esconder la falta de libertad al enmarcar sus ideologías de acuerdo
al régimen imperante de patriarcado.
Bourdieu en su obra La Reproducción. Elementos para una teoría del
sistema de enseñanza (1970) hace referencia a la transmisión de valores
culturales entre las clases sociales y de cómo la burguesía se reproduce dentro
de un mismo contexto cultural. Para Bourdieu la instrucción es el causante
fundamental de reproducción y de la estructura de las relaciones de poder y las
relaciones simbólicas entre las clases. Él pone énfasis en la importancia del
capital cultural heredado en la familia y que el niño internaliza desde la
socialización
como
clave
en
la
vida
cotidiana.
Evidentemente
esta
incorporación es una especie de “domesticación” donde se incorpora al niño los
valores de la sociedad patriarcal donde va a vivir el resto de su vida.
El poder, según Bourdieu se distribuye en campos que son limitadamente
autónomos. Estos campos pueden ser literarios, legales, religiosos, militares,
políticos, etc. Generalmente los hombres son los que detentan el poder en
estos campos y están unidos por una solidaridad basada en la homología entre
estas posiciones, aunque también están enfrentados por relaciones de conflicto
y competencia en medio de los intercambios que ocurren entre las diferentes
especies de poder.
La
estructura
dicotómica
de
género
hace
posible
la reproducción y
legitimización de esta posición mediante instituciones sociales, estructuras
normativas, pautas de valor y sistemas simbólicos. Estas no son determinantes
culturalmente hablando, ya que los agentes desarrollan grados múltiples de
compromiso con la posición que ocupan y asumen posturas políticas donde
optan en sus prácticas de sentido común qué hacer desde esa posición.
Según Bourdieu el principio de la acción está entre la historia objetivada en las
cosas en forma de estructuras sociales y la historia encarnada en los cuerpos
en forma de habitus. El habitus, concepto central de Bourdieu, es esencial para
comprender los intríngulis culturales de las masculinidades 13.
Las disposiciones de las que se trata en el caso de las masculinidades se
adquieren por toda una serie de acondicionamientos propios a modos de vida
particulares donde los hombres y mujeres desarrollan sus vidas cotidianas. El
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 20
�habitus es por tanto lo que define a una clase o grupo social en relación con
otras que no comparten las mismas condiciones sociales, en este caso los
hombres que detentan una masculinidad sobre las mujeres y sobre otros
hombres que pertenecen a las masculinidades. Esto implica que a los
heterogéneos lugares de los actores en un espacio social dado les
corresponden un estilo de vida que es expresión simbólica de las diferencias
inscriptas objetivamente en las condiciones de existencia 14.
Podemos decir que el habitus es lo que permite que los actores se orienten en
el espacio social propio y que adopten prácticas acordes a su origen social y al
contexto donde desarrollan su vida cotidiana. El habitus hace posible que los
hombres pertenecientes a un determinado tipo de masculinidades elaboren
estrategias que anticipen la acción, tuteladas por “esquemas de percepción, de
pensamiento, de acción” (Bourdieu, 1996: 91). Estas provienen del proceso de
socialización donde el actor ha internalizado normas y valores del contexto
sociocultural donde se ha educado. Pero además provienen de la experiencia
vivida por el sujeto que ha enriquecido sus estrategias cotidianas 15.
En la sociología desarrollada por Michel Freitag (cit. por Ritzer, 2008), la
modernidad es una condición de la reproducción de la sociedad fundamentada
por el espacio político de sus dispositivos de normatización por oposición a la
tradición. Por tanto, el modo de reproducción del conjunto y el sentido de las
acciones que se practican es reglamentado por dimensiones culturales y
simbólicas específicas. Esta modernidad legitima una serie de discursos que
regulan la vida cotidiana y constriñen el cuerpo de los seres humanos.
Un pensamiento de corte binario inaugurado por la modernidad se establece
como un modelo estructurador excluyente que funciona como constructor de
estereotipos para que los actores sociales concienticen su lugar en el mundo y
su rol dentro de él. Según Follari la modernidad “tuvo como propósito entonces,
poner a la razón, en el estricto sentido de la razón calculatoria, en el centro de
su Proyecto de dominio científico-técnico del mundo…” (2005: 5). Por tanto, la
modernidad tiene como una de sus fuentes sustentables la separación entre
naturaleza y sociedad, siendo una estructuración del mundo en binarios
opuestos
desde
los
imaginarios
sociales.
Pensar
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
desde
aquí
la
Página 21
�heteronormatividad de las masculinidades implica ver una de las expresiones
menos invisibilizadas del pensamiento binario, una única forma de relacionar
los sexos (Butler, 1990), excluyéndose otras posibilidades de ver la diferencia.
Es sumamente interesante la perspectiva en que Foucault (2006) aborda el
fenómeno, si bien no de las masculinidades, pero sí la formación del sujeto y
sus identidades principales (entre las que nombra el género) en la modernidad.
Estas identidades están construidas desde el discurso, que funciona como un
dispositivo del poder desde donde se controla la sexualidad, el deseo, el
cuerpo.
El
sociólogo
francés
denomina
biopoder
a
este
grupo
de
mecanismos16. Esta concepción nos permite comprender cómo en la
modernidad las identidades genéricas con clasificadas con la dicotomía
anormal/normal, y por supuesto que las prácticas sexuales “normales” son las
que se inscriben en la heteronormatividad, y todo lo que excede los límites de
lo “normal” es estigmatizado, por tanto las prácticas sexuales prescriben
identidades.
Desde el discurso de Foucault (1984) la sexualidad funciona como un
dispositivo social de disciplina y control, e incorporado al poder que funciona en
los estados modernos. Este poder tiene sus orígenes en el discurso
heteronormativo que es internalizado por los individuos y que norma sus
cuerpos y sus deseos, legitima un poder que disciplina y nos convierte en los
disciplinadores de los “otros desviados”. El biopoder constituye a las personas
en agentes
subjetivos
del control y por tanto normaliza y disciplina
simbólicamente. Naturaliza un orden dado sin necesidad de violencias directas.
Un conjunto de lazos de interdependencia que definen configuraciones sociales
específicas para cada contexto histórico es, según Elías, como se construyen y
legitiman las
sociedades
(Norbert Elías, 1989). En el caso
de las
masculinidades las sociedades estarían constituidas por unas configuraciones
de actores sociales masculinos que no existirían fuera de los individuos, así
como los actores sociales no pueden existir fuera de las sociedades que
integran. Dichas relaciones de interdependencia describen la distribución social
del poder al interior de las masculinidades.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 22
�Mirado desde este punto (Elías, 1996) denota por tanto que las masculinidades
usan el poder de coacción de las normas sociales como recurso primordial para
mantener el control y sus posiciones de poder como grupo privilegiado. Su
enfoque privilegia el análisis de las relaciones de género como posiciones
sociales, lo que comprendería la masculinidad como un estado de poder
sostenido por un tejido de relaciones sociales y atravesadas por disímiles
campos de poder que legitiman el sistema establecido haciéndolo parecer
como algo naturalizado.
La definición posicional desarrollada por la académica Alcoff (1989) amplía las
concepciones teóricas de Elías y las lleva al campo de la teoría feminista de la
identidad. Según Alcoff la mujer se define como concepto no solo por sus
atributos biológicos o psicológicos sino por el contexto externo donde esta se
sitúa. Su status determina la posición relativa de la mujer, así como su relación
con los hombres en un contexto histórico. Esta definición posicional convierte a
la identidad en relativa pues depende de un contexto cambiante, lo mismo para
las mujeres que para los hombres.
Si se definiera a las masculinidades de esta red de relaciones podríamos decir
que por su posición hacia el interior de la red está empoderada y legitimada
mientras que las mujeres deben luchar por su posición política trabajando
sobre la idea de que ocupan una posición inferior no por “incapacidad
biológica” sino porque su posición dentro de la red carece de poder y de
movilidad y requieren de un cambio brusco para empoderarse en un contexto
sociocultural e histórico donde el hombre domina las relaciones sociales.
Las masculinidades son relacionales. En esta red está presente la posición
social de poder y prestigio que ocupan los hombres y que amplía su jurisdicción
de acción y sus oportunidades de dominio. Las masculinidades entonces
acumularían distintos tipos de capital simbólico que legitimarían y reproducirían
su status privilegiado en distintos campos.
Es importante tener en cuenta la teoría de Bourdieu y sus referentes simbólicos
para comprender la oposición binaria que se da en las relaciones de género en
“un universo donde [...] las diferencias sexuales permanecen inmersas en el
conjunto
de
las
oposiciones
que
organizan
todo
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
el
cosmos,
los
Página 23
�comportamientos
y
los
actos
sexuales
están
sobrecargados
de
determinaciones antropológicas y cosmológicas” (Bourdieu, 1996: 16). Las
masculinidades en su uso moderno del término podemos decir que la propia
conducta es resultado del tipo de persona. Es decir, una persona no masculina
se comportaría diferentemente: sería pacífica en lugar de violenta, conciliatoria
en lugar de dominante, indiferente en la conquista sexual, y así sucesivamente.
Esta concepción presupone una creencia en las diferencias individuales y en la
acción personal. Pero el concepto es también inherentemente relacional. La
masculinidad existe sólo en contraste con la femineidad. Una cultura que no
trata a las mujeres y hombres como portadores de tipos de carácter
polarizados, por lo menos en principio, no tiene un concepto de masculinidad
en el sentido de la cultura actual europea o americana.
El sociólogo inglés Giddens (1999) conceptualiza la estructura social desde una
posición crítica del funcionalismo, ya que en su concepción los sistemas no
tienen estructuras, sino más bien propiedades estructurales, que por tanto
influyen en los actores sociales, en los grupos de individuos, en su práctica
social. Desde la perspectiva de las masculinidades estas propiedades podrían
verse de dos formas: las prácticas masculinas que comparten grupos de
hombres y que serían propiedades estructurales legitimadas por Reglas y que
su vez podrían ser semánticas y normativas; y la segunda serían los Recursos
que poseen los hombres que poseen estos para influir en el resto de los grupos
(mujeres, niños, ancianos, hombres pertenecientes a otras masculinidades).
Según Giddens esta se revela de dos formas: Autoritaria (no material) y
Distributiva (dinero, propiedades, etc.), por tanto las Reglas y los Discursos
perteneciente a los hombres que integran las masculinidades permitirían la
presencia de prácticas sociales regulares que legitimarían y reproducirían un
sistema androcéntrico a lo largo del tiempo.
Consideramos que las teorías sustentadas por estos pensadores de la
modernidad significaron un paso de avance en los estudios de masculinidades
ya que establecieron diferencias hacia el interior de los grupos de hombres;
describieron la construcción de los habitus masculinos que incorporan en estas
la memoria colectiva. También conceptualizaron las masculinidades como una
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 24
�especie de capital cultural interiorizado o incorporado, y describieron la
influencia que los procesos de la modernidad han tenido en la construcción de
las diversas identidades masculinas, así como de la sexualidad como norma y
dispositivo moderno de poder. Significó un escalón superior respecto a los
pensadores clásicos debido a que sentaron pautas para los próximos estudios
de masculinidades al hablar de violencia simbólica y de relaciones de dominio
entre mujeres y hombres y hacia el interior de los grupos masculinos.
1.2 Un acercamiento a las masculinidades desde las teorías de género.
Los estudios de masculinidades en América Latina y Cuba.
Podemos aseverar que los estudios de masculinidades son recientes, basta
con decir que comenzaron en el mundo anglosajón a finales de los años
setenta, cuando grupos de académicos se interesaron por las dinámicas
propias de la vida de los varones y el proceso de construcción cultural de su
género.
Las estudiosas feministas anglosajonas promovieron el uso de la categoría
gender (género) en las década de los años 70 del siglo XX para poder
diferenciar las construcciones sociales y culturales de las biológicas. Se puede
precisar que además de un interés académico para poder interpretar mejor la
realidad social, estas académicas tenían objetivos políticos: precisar que las
características que el imaginario cotidiano denominaba como “femeninas” eran
internalizadas por las mujeres mediante un complejo proceso de culturización
y no derivadas naturalmente por su sexo biológico. Trataban de distinguir entre
sexo y género para legitimar su base teórica a favor de la igualdad de las
mujeres y en contra del sistema patriarcal. Luego, la categoría género llevó a
los académicos “a una interpretación, simbolización y organización de las
diferencias sexuales en las relaciones sociales” (Lamas, Marta, 1996, 327)17.
No obstante los escritos desde la tradición intelectual feminista sobre la
situación de mujer comenzaron tempranamente. El texto Thetenth Must Lately
Sprung Up in América de Anne Bradstreet publicado en 1650 comenzaría un
enfoque que se fortalecería como corpus teórico mucho tiempo después
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 25
�(Bonino, 1996: 21). Abundan las obras que tocan el tema femenino escritas por
mujeres que analizaban su situación durante los siglos XVIII, XIX y XX. Estos
antecedentes sustentan un número elevado de producción académica de la
década del 60 que marca una línea divisoria respecto al surgimiento del
enfoque de género. Algunos textos clásicos que fortalecieron esta perspectiva
feminista fueron: Concerning Women (1931) de Virgina Wolf (Wolf, 1993); El
segundo sexo (1957) que ya hemos tratado en nuestra investigación, de
Simone de Beauvoir y Sex and Gender (1960) de Stoller Robert.
Por otra parte en el imaginario cotidiano y en algunos textos de la bibliografía
consultada existe cierta confusión cuando consideran que en los estudios de
género sólo se desarrollan las investigaciones sobre la mujer. Esto se debe a
que los estudios sobre la mujer han ocupado en los últimos tiempos la mayor
parte de la atención de muchos cientistas sociales. Esto, unido a la aplicación
de proyectos e investigaciones financiadas por agencias de cooperación,
gobiernos, organismos internacionales y otras instituciones que trabajan en
función de regenerar determinadas actividades humanas que afectan la calidad
de vida de la mujer (violencia física, psicológica, económica, patrimonial,
simbólica, desempleo, derecho al aborto, etc.). Evidentemente el género, como
categoría, comprende también a los hombres pues describe grosso modo las
construcciones sociales, culturales e históricas que establecen y legitiman las
normas, valores, prácticas culturales, símbolos, creencias, en fin, todo un modo
de ser y pensar de hombres y mujeres que dependen del contexto sociocultural
donde desarrollan sus vidas que no es inmutable, es cambiante y tiene tantas
variaciones como sociedades existen.
Por otra parte a finales del siglo XX, se apresuró la interpelación de un sistema
de relaciones sociales de género asentado en una organización que
atravesaba tanto la esfera de lo público como de lo privado. Hasta ese
momento estaba naturalizado el hecho de que los hombres participaran más
activamente que las mujeres en el mundo público, entendiéndose por este los
asuntos del Estado, la producción de artes, ciencias y la economía. A las
mujeres
el
funcionamiento
sistema
efectivo
patriarcal
del
les
ámbito
asignaba
privado,
la
a
responsabilidad
través
del
del
cotidiano
mantenimiento del hogar y de sus miembros. Evidentemente las vidas
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 26
�cotidianas de los hombres y mujeres se percibían como si estuvieran
delineados por un determinismo biológico y no por la cultura.
Se debe tener una obligada referencia a los estudios feministas para
comprender el inicio y desarrollo de los estudios de masculinidades. Por
razones de espacio no se puede abundar al respecto, pero debemos destacar
la investigación que ha realizado Mara Viveros (2007) en su investigación sobre
las teorías feministas y su relación con los varones y los estudios de
masculinidades. Hace énfasis en la importancia de las teorías feministas y sus
significativos aportes para la construcción del marco teórico y epistemológico
de los estudios contemporáneos sobre masculinidades. Viveros en su trabajo
(2007) menciona la crítica de las teóricas feministas a la apropiación masculina
de todos los aspectos sociales de la vida cotidiana; después menciona que en
la década de los sesenta, ciertas representantes del feminismo liberal lidiaron
para obtener cambios en las leyes y lograr que los bienes y las oportunidades
sociales fueran distribuidos por igual entre hombres y mujeres (Viveros, 2007).
Entre los años setenta y ochenta del siglo XX se desarrollaron corrientes
académicas que proponían la reevaluación y conformación de una nueva
feminidad.
El modelo de apropiación masculina de los espacios políticos, económicos y
culturales, de ficticia funcionalidad, se legitimaba constantemente en la
legislación sobre familia, en las políticas de Estado, en la reglamentación del
mercado de trabajo y en múltiples elementos ideológicos que conforman el
imaginario simbólico de la sociedad. Pero como todo modelo hegemónico la
organización de la sociedad en función de tales patrones de género se enfrentó
a oposiciones constantes que fueron alterando su configuración y que abrieron
el camino para el cambio (Lamas, Marta, 1996).
Simone de Beauvoir en su obra clásica El segundo sexo opina citando a
Poulan de la Barre que “Todo lo que ha sido escrito por los hombres sobre las
mujeres es sospechoso, ya que ellos son a la vez juez y parte” (Beauvoir, 2005:
1). Esta pensadora se inscribe dentro de la corriente de la crítica ilustrada al
prejuicio, óptica que seguirá toda su vida de defensa de los derechos de las
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 27
�mujeres. Su afirmación “No se nace mujer, se llega a serlo” (Beauvoir, 2005: 3)
es el principio de la construcción de las teorías feministas que la precedieron.
Beauvoir construye su discurso feminista basándose en una crítica a la
modernidad donde opina que esta generó un proyecto social en el que las
mujeres quedaron prácticamente excluidas de las dimensiones políticas,
sociales, científicas, de los pactos de poder y por tanto fuera de lo público. Su
dimensión se limitó al ámbito doméstico (Beauvoir, 2005: 231).
Pero la modernidad, vista desde esta perspectiva, no solo definió los ámbitos
en que hombres y mujeres interaccionaban en su cotidianidad sino la
resignificación de los espacios sociales de lo femenino y lo masculino,
legitimando que lo masculino es el espacio de construcción de discursos desde
el poder, de lo político, de lo ético, de la producción simbólica y cultural y por
tanto del poder en sí mismo. En cambio lo femenino se limita al espacio
privado, cerrado del matrimonio, la maternidad y el trabajo doméstico
(Beauvoir, 2005: 242).
Los movimientos feministas comenzaron a establecer premisas científicas en
un intento de teorizar y explicar las causas estructurales de discriminación de
las mujeres. Evidentemente la teoría más importante, concebida, en ese
momento fue la del patriarcado como sistema social de opresión sobre las
mujeres, ya que sostenía que las sociedades modernas eran patriarcales y que
reproducían y sostenían en su seno una relación jerárquica que empoderaba a
los hombres sobre las mujeres, estableciendo una relación hegemónica sobre
estas.
El poder patriarcal ha sido naturalizado a través del proceso de socialización en
todas las sociedades, guardando diferencias culturales según el tipo de
sociedad, pero manteniendo en esencia el poder de los hombres. Este poder
solo ha sido cuestionado desde la academia, no existiendo una oposición clara
desde el imaginario cotidiano de la sociedad. Podemos afirmar que los
cuestionamientos al entramado simbólico e ideológico del patriarcado 18
comenzaron con el Movimiento Feminista Internacional en su Segunda Ola con
sus luchas y exigencias de reivindicaciones, los Movimientos Sociales de
Liberación Nacionales, y otros de gran impacto para la vida de las mujeres
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 28
�como el Movimiento de Liberación Sexual de la década del 60 del pasado siglo
XX. (Barbieri, Teresita, 1997; Lamas, Marta, 1996; Lagarde, Marcela, 1997).
Existieron otras perspectivas feministas que tenían como médula la crítica a la
violencia masculina sobre las mujeres y la alienación del cuerpo femenino.
Hubo precisiones alrededor de las masculinidades que la proponían como
“algo intrínsecamente perjudicial para las mujeres y los demás varones y (…)
como algo abyecto. Estas corrientes pretendían alcanzar la equidad de género
aboliendo o transformado radicalmente a los hombres y a la masculinidad”
(Viveros, 2007: 26)19.
Las teorías feministas tuvieron suma importancia para el surgimiento y
desarrollo de los estudios de masculinidades al visibilizarlos como actores
dotados de género y brindarles un apoyo gnoseológico para que estas estudien
a ese otro desconocido que era el hombre dentro de las relaciones de género.
No obstante creemos que una limitante de las indagaciones feministas de esta
época fue colocar al hombre en un solo grupo: el de la masculinidad patriarcal,
y avasalladora de la mujer, una masculinidad violenta, cuando realmente
coexistían y están presentes muchas masculinidades, ya que no hay una de
ellas en singular: cohabitan diferentes modelos de masculinidad construidos en
dependencia de la racialidad, las clases sociales, entornos rurales, citadinos,
culturas y grupos etarios. En otras palabras concibieron la dominación
masculina como homogénea, y pensaron por tanto la dominación patriarcal
como desarrollada por una masculinidad, cuando realmente todas las
masculinidades tienen sus propias estrategias de dominación y legitimación.
Cada una de estas masculinidades tiene una diferente espacialidad y una
jerarquía social diferenciada que depende de las diversas prácticas sociales
consideradas masculinas. Otra limitante es que las feministas se concentraron
en evidenciar la sumisión de las mujeres por los hombres, pero no se
percataron de la fisura de su modelo, ya que otras masculinidades también
estaban sojuzgadas por las masculinidades de corte hegemónico, en una
dominación encubierta20.
Un sesgo importante de sus indagaciones es que las desarrollaban usando
herramientas epistemológicas desde una ciencia androcéntrica, hecha desde el
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 29
�poder masculino, porque lo primero que había que hacer era deconstruir estas
herramientas para que dieran resultados válidos (Pérez Gallo, Victor Hugo,
2011: 12).
Los estudios efectuados desde las ciencias sociales sobre el género de las
masculinidades se han convertido en un área especializada; área que primero
permanece circunscrita al estudio de las mujeres, y a partir de los años 70 y 80
del siglo XX, se desarrolla con la problemática de las masculinidades. Dichos
estudios desarrollados principalmente en los países anglosajones (Canadá,
EE.UU., Gran Bretaña y Australia) se han efectuado bajo la denominación de
Men's studies. Después de un primer instante, en que se considera que los
estudios sobre la mujer eran necesarios como resultantes de visibilizar su
situación y denunciar inequidades, desigualdades y modelos de legitimación
sustentados en el poder masculino21, se pasó a un segundo momento donde
estos estudios se basaron en una conexión de desigualdad y de las relaciones
de dominación. Luego se pasó a considerar que el hombre era otro
desconocido para las ciencias sociales desde la perspectiva del género 22.
Cuando se hablaba del hombre se le estaba pre-identificando a partir de un
solo modelo, se estaba acudiendo explícita o tácitamente a una sola
concepción del mismo (la del hombre patriarcal por supuesto). Los Men's
Studies; sin embargo, van a plantear que no existe la masculinidad en singular,
sino múltiples masculinidades, y que las concepciones y las prácticas sociales
en torno a la masculinidad varían según los tiempos y lugares, que no hay un
modelo universal y permanente de la masculinidad válido para cualquier
espacio o para cualquier momento (Jociles Rubio, María Isabel; 2001:1).23
El libro Hand and Heavy: Toward a New Sociology of masculinities
(Carrigan, Connell, Lee; 1985) es en nuestra opinión el primer intento de
sistematización de las corrientes que predominaban en ese momento en el
mundo
de
estudios
académicos
anglosajón
en
los
estudios
sobre
masculinidades. En este texto Tin Carrigan, Bob Connell y Jhon Lee, hicieron
referencia a las siete corrientes fundamentales que estaban presentes en la
época.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 30
�1. Liberación Masculina: Descripción de los comportamientos típicos de la
masculinidad tradicional, como la opresión, agresión y dominación de la
mujeres, niños y ancianos. Desprenderse de estos era considerado
como una liberación.
2. Reacción antifeminista: Criticas
a
las
teóricas
feministas
y su
conceptualización del concepto de patriarcado y de opresión de género.
3. Descripción progresista: Tendencia a favor de la equidad de los sexos,
pero sin renunciar al dividendo patriarcal.
4. Movimiento de crecimiento personal: Consideraban que a través de la
mejora como individuos en los hombres, se podría llegar a la
construcción de una sociedad más equitativa para los géneros.
5. Movimiento profeminista: Se origina en el reconocimiento por parte de
los hombres del poder y los privilegios que disfrutan en una sociedad
dominada por ellos, por tanto están en principio de acuerdo a los
conceptos construidos por las feministas.
6. Hombres radicales: Se origina en el estudio a grupos de hombres que
deciden seguir con sus prácticas androcéntricas y patriarcales en una
sociedad donde la mujer ocupaba cada vez más espacios asociados al
poder en todas las dimensiones.
7. Análisis académicos. Análisis desde la academia sobre la relación
masculinidad-opresión, estudios macro estadísticos y del status de los
hombres ante las nuevas posiciones obtenidas por las mujeres durante
la segunda ola feminista.
Todas estas tendencias tuvieron su base epistemológica en los estudios
feministas, incluso cuando algunas refutan sus teorías drásticamente. Cuando
revisamos dichas directrices y su sistematización, nos percatamos que sus
autores tuvieron limitaciones como la de no operacionalizar los análisis
académicos producidos; en muchos casos al efectuar investigaciones macro,
incurrían en errores epistemológicos al no valorar lo suficientemente la
importancia de los estudios micro y las interacciones cotidianas que ocurren
entre hombres- hombres- mujeres que construyen negociadamente los roles de
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 31
�género y, por otra parte, la ausencia de una perspectiva holística de este
ámbito de los estudios en dicha época.
Según Kimmel (1994) la producción internacional de los años 90 del siglo XX
estuvo signada por los siguientes aspectos:
1- La reflexión histórica y antropológica sobre las masculinidades. Son
importantes los trabajos de Ownby (1990), Carres y Briffit (1990),
Gilmore (1994) y Hewlett (1991). Dichos textos hacían énfasis en las
raíces histórico – culturales de las masculinidades con la presunción de
la existencia en todas las culturas de factores comunes a la hora de
designar en el imaginario colectivo las características que deben tener
los hombres pertenecientes a masculinidades hegemónicas. Estamos de
acuerdo con Gilmore (1994) cuando este declara que más que una
universalidad de las masculinidades se debe de hablar de tendencias,
paralelismos, acercamientos a rasgos masculinos en la cultura de las
civilizaciones, sobre todo, occidental. En nuestra opinión no existe una
estructura cultural que arquetipe las diferentes masculinidades en todo el
mundo, sino tendencias contextuales que dependen de los habitus y de
los campos de las masculinidades.
2- Teoría Social de la masculinidad. Esta surge como reacción a la
importancia (y los estudios casi exclusivos) que venían tomando en el
ámbito académico los estudios de género, sobre la mujer y dejando de
un lado los estudios sobre los hombres, por carecer de importancia,
según las feministas. Los principales trabajos son los de Bri Han (1989),
Hean (1991), Morgan (1991), Connell (1997), Seidler (2006). Opinamos
que estas teorías tienen la fortaleza epistemológica de aportar a los
estudios de masculinidades una serie de conceptualizaciones por las
que aún hoy se rigen los estudios de masculinidades, con la limitante de
que mayormente parten de un paradigma funcionalista que evita,
minimiza o invisibiliza los estudios de corte microsociológicos y sus rutas
de análisis.
3- La perspectiva mitopoética, de Robert Moore y el poeta Robert Bly
(1998). Surge en la búsqueda del reencuentro de la energía masculina
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 32
�en tiempos de “feminización de los hombres”. Se basa en conceptos
profundamente patriarcales expresado en su libro Iron Jhon, este está
escrito desde presupuestos opuestos al feminismo e influidos por el
psicoanálisis de Jung. Sostiene planteamientos sobre la existencia de un
animus y de un ánima en todo hombre. Bly señala como causa de esta
crisis de masculinidades el olvido de la verdadera masculinidad a que
nos ha llevado la Revolución Industrial y las crisis de la familia
tradicional. Consideramos este un pensamiento misógino y patriarcal,
que limita el proceso de homosocialización e impide el acceso a una
verdadera equidad de género.
En la actualidad en el mundo anglosajón las principales perspectivas de los
estudios son las siguientes:
-
La perspectiva conservadora o fundamentalista machista que sostiene
que el rol masculino y sus funciones tienen su fundamento en su
naturaleza biológica que es diferente en hombres y mujeres, así como
las corrientes religiosas que se oponen a los derechos de las mujeres,
estos se oponen a los derechos de los homosexuales o de otras
manifestaciones que ellos consideran “desviadas”.
-
La perspectiva de los derechos masculinos (Men´s Right) que surge en
los años 80 del pasado siglo y que la compusieron varones que
defendían derechos patriarcales igualitarios. Muchos sostienen una
posición de reclamo de sus derechos que consideran “usurpados” por
las feministas.
-
La perspectiva mitopoética, que es fuerte sobre todo en los Estados
Unidos, apoyada por hombres que siguen al poeta Robert Bly y buscan
el reencuentro de la “energía masculina” en tiempo de feminización de
los hombres.
-
La perspectiva profeminista que surge en los países anglosajones y
escandinavos a principios de los setenta del pasado siglo, asociadas a
los movimientos por los derechos civiles, en el ámbito académico se
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 33
�inserta en los Men´s Studies, que incorporan a sus análisis la categoría
género, con lo que amplían las bases de sus criterios y reflexiones.
Según Connell (2006), las definiciones de masculinidad y las nociones relativas
a la identidad, la hombría, la virilidad y los roles que de esta se desprenden, en
su mayoría tienen en cuenta la realidad social y cultural de las personas; pero a
la hora de caracterizarlas como masculinas, se parte de cuatro enfoques
fundamentales que, en ocasiones, suelen combinarse con la práctica a partir de
las cuales los investigadores definen y emplean el concepto de masculinidad:
1. El enfoque esencialista: Usualmente recoge un rasgo que define el
núcleo de lo masculino, y le agregan a ello una serie de rasgos de la
vida de los hombres.
2. El enfoque positivista: Mediante este enfoque se da a conocer la
masculinidad a través de una definición simplista, concibiéndola como la
expresión de lo que los hombres realmente son de acuerdo a sus
características biológicas y los supuestos comportamientos que espera
de él la sociedad.
3. El enfoque normativo: Aquí el tema trata sobre el reconocimiento de las
diferencias entre hombres y mujeres, ofreciendo un modelo que
contempla la masculinidad como lo que los hombres deberían ser.
4. El enfoque semiótico: Este enfoque va más allá del nivel de Ia
personalidad mediante un sistema de referencia simbólica en que se
contrastan los lugares masculino y femenino. (Connell, 2006: 24).
Connell (1997) clasifica los grupos de masculinidades de la siguiente forma:
hegemónicas, marginales, de complicidad y subordinadas.
-
Masculinidades
hegemónicas:
Son
aquellos
grupos
de
hombres
practicantes de una ideología patriarcal que los privilegian al asociarlos
con ciertas
formas de poder. Las masculinidades hegemónicas
concretan formas exitosas de “ser hombre” y paralelamente estigmatizan
otros estilos masculinos como inadecuados o inferiores. Estas serían las
“variantes subordinadas”. Hay que precisar que esta masculinidad ocupa
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 34
�la posición hegemónica en “un modelo dado de relaciones de género,
una posición siempre disputable”24. (Carrigan, Connell y Lee, 1985: 78).
-
Masculinidades cómplices: “masculinidades construidas de manera que
incorporan el dividendo patriarcal, sin los riesgos o tensiones” de parecer
heteronormativos o violentos (Connell, 1997: 79)
-
Masculinidades subordinadas: “La hegemonía se refiere a la dominación
cultural en la sociedad como un todo. Dentro de ese contexto general
hay relaciones de género específicas de dominación y subordinación
entre grupos de hombres” (Connell, 1997: 79). Por tanto los hombres
pertenecientes a este tipo de masculinidades (homosexuales, hombres
con baja instrucción, etc.) están subordinados simbólicamente a los
hombres pertenecientes a las masculinidades hegemónicas.
-
Masculinidades marginadas: Se refiere a “las relaciones entre las
masculinidades en las clases dominante y subordinada o en los grupos
étnicos. La marginación es siempre relativa a una autorización de la
masculinidad hegemónica del grupo dominante” (Connell, 1997: 80).
Esta clasificación la realiza básicamente sobre estudios realizados en
sociedades occidentales anglosajonas, pero su principal aporte está en el
sentido de que entregan un marco para analizar a hombres que pertenecen a
esos
grupos
y al no ser tipos ideales de carácter inmovible, sino
configuraciones de prácticas simbólicas, negociadas, actuadas en un contexto
determinado, considerando como contexto también el cuerpo de los hombres,
un contexto dinámico, inserto en una estructura social cambiante de relaciones
de género. Esta no ha variado mucho desde entonces, ya que en los estudios
de masculinidades, hasta hace poco, no se hacía énfasis en generar nuevas
teorías.
Al acercamos a las categorías de Connell desde una perspectiva crítica nos
percatamos de las fisuras en el modelo de relaciones de masculinidades,
propuesto por él. Digamos que las categorías subordinación y marginación
pueden ser repensadas por varias razones: su polisemia, ya que no queda
clara una distinción para su uso en diferentes casos. Define la subordinación
con el ejemplo de los hombres homosexuales, que es discutible porque en
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 35
�determinados contextos, al ser la masculinidad una categoría cambiante en
tiempo y espacio, los hombres homosexuales pertenecerían a masculinidades
hegemónicas aunque tuvieran "la confusión simbólica con la feminidad" (1997:
41), (si bien Connell, entre las subordinadas, también menciona a "hombres y
muchachos heterosexuales que también son expulsados del círculo de
legitimidad", (1997: 41)). Cuando se refiere a las masculinidades marginadas, si
bien contempla también las relaciones de clase y raza hacia el interior de estas,
no explica que la marginación comparta igual definición y uso que la
subordinación, no existiendo suficiente claridad al respecto. A los efectos de
nuestra
investigación
estas
categorías
pueden
resultar
herramientas
simplificadoras y demasiado amplias, contradiciendo la multidimensionalidad de
la categoría género postulada en nuestra investigación. Por otra parte él no
explica sus categorías relacionalmente: los propios homosexuales que toma de
ejemplo, a la vez de ser víctimas de la marginación y la subordinación
patriarcal, ellos pueden reproducir en diversos ámbitos discriminaciones
hegemónicas de igual tipo, hacia otras minorías masculinas (con menos capital
social, económico, simbólico, etc.) y hacia las mujeres. El autor introduce
cuatro indicadores de corte eminentemente macro: nivel económico, racialidad,
instrucción y clase social. Al explicar la jerarquía que existe al interior de las
masculinidades no explica que esta se da también hacia el interior de los
grupos de iguales en la niñez. Como se observa no privilegia los aspectos
esenciales sistematizados en este trabajo.
Consideramos que los autores de masculinidad en general hablan de una
identidad internalizada en hombres adultos, como resultante, pero obvian el
proceso de construcción de esta, y es en la infancia donde se construye, de ahí
una de las razones de analizar este.
En América Latina los estudios inaugurales sobre masculinidades se centraron
en la determinación de las causas sociales de la construcción de la identidad
masculina (Ramírez, 1993) y (Nolasco, 1995). Otros estudios abordaron la
importancia del contexto social, como Henao (1994), Gutmann (1999), Escobar
(1998), Olavarría (2001). Viveros afirma que estas investigaciones enfatizaron
en los efectos del contexto económico, político y social sobre las relaciones de
género en las que se construyen éstas. (Viveros, 2003)
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 36
�Luego de la revisión bibliografía del tema podemos decir que los estudios de
masculinidades en América Latina en la actualidad siguen las siguientes líneas:
-
Investigaciones de corte marxista sobre masculinidades y clases
sociales (Bastos, 1998; De Suremain Acevedo, 1999).
-
La construcción de las masculinidades en sectores sociales dominantes
y su relación con el ingreso económico (Kogan, 1996 y Fuller 1997,
2001).
-
La relación entre masculinidades e identidades étnico-raciales (Octavio
Paz ,1959; Palma, 1990; Fachel Leal, 1997; Montecinos, 2002 y Viveros,
2007).
-
Estudios de paternidad (Fuller, 1997; Villa, 1996; Gutmann, 1999).
-
Los ámbitos de homosocialidad masculina en espacios privados y
públicos, que incluyen centros de trabajo y lúdicos (Fuller, 1997; Villa,
1996; Olavarría, 2001).
-
La salud reproductiva y la sexualidad masculina (Tolbert, 1994;
Figueroa, 1995; Salcedo, 1995; y Viveros (2003, 2007).
Estamos de acuerdo con Viveros cuando opina que los estudios mencionados
documentan transformaciones y comportamientos cotidianos de los hombres
en las dos últimas décadas, pero además dan cuenta de la diversidad de
significados que tiene la masculinidad que aparece como una manifestación
histórica y una construcción social.
Hasta la fecha el último estudio que se ha desarrollado en América Latina,
intentando
sistematizar estudios
anteriores
y diagnosticando problemas
actuales de las masculinidades en la región ha sido The Men and Gender
Equality Policy Project (Proyecto Hombres, Equidad de Género y Políticas
Públicas). Este es un proyecto de varios países, coordinado por el Instituto
Promundo y The International Center for Research on Women (ICRW) y
que se ha desarrollado durante el 2012. En este proyecto participan Brasil,
Chile y México, También lo integran otros países que no pertenecen al área
latinoamericana como Croacia, India, Ruanda y Sudáfrica.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 37
�Este ha sido uno de los proyectos más importantes de los últimos años en los
estudios de masculinidades ya que tiene un enfoque multidisciplinario y
holístico de las problemáticas de las masculinidades. Por otra parte ha sido
también uno de los avances de sistematización más importante de los últimos
años, su objetivo principal es determinar el estado actual de las masculinidades
y para eso se han hecho estudios de caso y encuestas con el objetivo de
levantar evidencia empírica y contribuir al desarrollo de políticas y programas
que involucran a los hombres en temas como la prevención y eliminación de la
violencia, la paternidad y el cuidado de hijas e hijos, la salud sexual y
reproductiva, la salud de las mujeres y los hombres, el fin de la homofobia,
entre otros aspectos de las masculinidades. Este proyecto busca ofrecer
pautas a diseñadores y diseñadoras de políticas y decisores, para involucrar a
los hombres en estos temas y socializar y difundir los resultados entre hombres
y mujeres con el fin de acompañarlos a problematizar su cotidianidad. Este
proyecto tiene cuatro componentes:
1. Una revisión de políticas y masculinidades en diferentes contextos.
Contenida en el informe What Men Have to Do Withit: Public Policies
to Promote Gender Equality y en el libro “Masculinidades y Políticas
Públicas: Involucrando Hombres en la Equidad de Género”
Universidad de Chile / Cultura Salud / EME.
2. El Estudio IMAGES (The International Men and Gender Equality
Survey). Los resultados comparados de Brasil, Chile, India, México y
Ruanda se encuentran en Evolving Men: Initial Results from the
International Men and Gender Equality Survey.
3. Estudio cualitativo sobre Hombres y Cuidado (Men Who Care) con
entrevistas en profundidad a hombres en 5 países.
4. Esfuerzos de Advocay e incidencia política diseminando resultados e
indicadores. (Barker, Gary, 2012: 1)
Este proyecto intenta describir las prácticas y opiniones de los hombres
encuestados en una serie de temas relativos a la equidad de género tales
como tareas domésticas, crianza, violencia de género, salud y sexualidad, etc.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 38
�Por otra parte fue importante conocer la información que tenían estos,
referentes a las políticas de equidad de género.
Se comprobó que existe en los países estudiados un orden de género con una
larga diferencia en la equidad en las relaciones entre hombres y mujeres y en
el hogar. En todas las naciones encuestadas las mujeres tienen una mayor
carga que los hombres en la mayoría de las labores domésticas. Este hecho no
solo ha sido dicho por las mujeres, sino reconocido por los hombres. Es notable
que estos digan que participan en estas pero su percepción de la participación
es de mayor magnitud de la que realmente es, según lo que le atribuyen las
mujeres a dichos hombres.
Estas investigaciones evidencian una escasa participación de los hombres en
el cuidado de las/os hijas/os menores. En este tipo de cuidados infantiles es
donde las mujeres llevan la mayor carga. En los resultados de la encuesta es
notable que los hombres que fueron socializados en la infancia desde una
familia educada en la cultura de la paz y con padres más participativos que
tuvieran un mayor grado de participación en las tareas domésticas y mayor
involucramiento en el cuidado de hijos. Así como presentaban al mismo tiempo
actitudes más equitativas de género.
Creemos que en los estudios de masculinidades en América Latina se advierte
que existe un esfuerzo desde la academia en elaborar nuevos presupuestos
teóricos que brinden una nueva mirada a las masculinidades contextualizadas
en Latinoamérica, evidenciándose un alto nivel de elaboración teórica sobre la
categoría “masculinidades” (Viveros, 2007). Si bien las categorías de autores
extranjeros como Connell y Kaufman siguen siendo importantes ya existe un
grupo de teorizaciones que brindan aportes a estos estudios desde el contexto
latinoamericano, estudios que desde la condicionantes culturales e históricas
han dado luces respecto a las masculinidades latinoamericanas 25.
Los estudios de masculinidades en Cuba son bastante incipientes, y se han
desarrollado
sobre
todo
desde
una
perspectiva
descriptivo–histórica,
psicológica y en menor grado, sociológica 26. Según Cesar Pagés (2010) los
primeros estudios de masculinidades en Cuba fueron difundidos a finales del
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 39
�siglo XX siendo para esto sumamente importante el apoyo mostrado por la
Federación de Mujeres Cubanas y el movimiento de Cátedras de la Mujer en
las universidades cubanas, así como el Centro de Estudios de la Mujer en
199727.
Los principales antecedentes en Cuba de los estudios de masculinidades están
presentes en los estudios de Patricia Ares (Universidad de La Habana) con su
trabajo Virilidad, ¿conocemos el costo de ser hombres? donde introduce por
primera vez en Cuba la categoría “expropiaciones de la masculinidad” (Ares,
1996: 34) a partir de conclusiones de los trabajos con grupos focales de
hombres. Ares, pionera en estos estudios directa o indirectamente, influyó y
derivó sus preocupaciones epistemológicas hacia otras indagaciones como las
de Ramón Rivero Pino sobre masculinidades y paternidad (Rivero, 2003) y las
de María Teresa Díaz (CENESEX), con su trabajo con grupos de varones a
través de proyectos de colaboración internacional y sus estudios sobre el trato
que se le brinda a las diferentes masculinidades en los medios de
comunicación masiva en Cuba 28.
En el 2007 se funda en Cuba la Red Iberoamericana de Masculinidades
(http:/www.redmasculinidades.com) que le ha dado un nuevo impulso al estudio
de estas en Iberoamérica. Este grupo se interesa sobre todo por los temas
relacionados con violencia, migración, raza, salud masculina, sexualidad y
deporte. En el año 2012 esta red se ha extendido a los estudios de
masculinidades en África, incluyendo a seis países pertenecientes a la red,
ahora denominada Red Iberoamericana y Africana de Masculinidades (RIAM)29.
La sección de Masculinidades de la Sociedad Cubana Multidisciplinaria de
Educación Sexual (SOCUMES) ha precisado en uno de sus encuentros
diversas categorías que son muy útiles metodológicamente para definir las
formas históricas de las masculinidades, independientemente de que estas
pertenezcan a grupos hegemónicos o marginales: entre ellas está la tradicional,
que perpetúa y reproduce las inequidades entre los géneros; las de tránsito que
lleva implícito la equidad de las relaciones y la llamada categoría de ideal
posible, que implica una superación de las expropiaciones con enfoque
simétrico de relaciones sociales.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 40
�En las entrevistas a expertos desarrolladas a especialistas de la temática
estudiada en Cuba, Julio Cesar Pagés y Ramón Rivero Pino 30, estos
especialistas opinaron que los estudios de masculinidades en Cuba tienen las
siguientes líneas como guías principales en su desarrollo:
1. El costo para los varones de la masculinidad hegemónica.
2. Estudios de familia que abordan los roles que desempeñan los varones
en su interior.
3. Paternidad.
4. Construcción socio histórica del varón.
Los estudios cubanos de masculinidades carecen de un estudio de corte macro
que nos brinde la panorámica de los diferentes problemáticas asociadas a las
masculinidades en todo el país. Se está de acuerdo con Rivero cuando nos
muestra las limitaciones de dichos estudios por carencias transdisciplinarias y
multidisciplinarias, así como la ausencia del tratamiento de estos temas en los
medios de difusión masiva, aunque en la actualidad temas como la
homosexualidad y el cuidado paterno sean comunes en el cine y la televisión
cubana, pero abundando en estereotipos sexuales y de roles de género en el
caso de la homosexualidad, lo que limita su intención educativa.
Creemos válido el concepto de masculinidades del Dr. Rivero cuando nos dice
que
“Las
masculinidades
podrían
ser
definidas
como
significaciones y prácticas asociadas a las distintas formas
de ser hombre, instituidas e instituyentes por hombres y
mujeres a nivel de vida cotidiana, de las cuales nos
apropiamos a través de vínculos que sostenemos en
nuestros espacios de socialización.”(Rivero, a, 2012: 2).
Los estudios contemporáneos de masculinidades se han centrado en temas
como las luchas por el poder, el parentesco, la paternidad; estos, pese a que
no han superado completamente la etapa funcionalista, no se han esforzado
por construir una teoría sistemática sobre las diversas masculinidades,
centrando
sus
esfuerzos
en
estudiar
varios
de
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
los
temas
referidos
Página 41
�anteriormente y creando categorías polisémicas y contradictorias en muchos
casos31.
A esto se le suma que en muchos casos al dirigir sus investigaciones a los
hombres reiteradamente se desvía la atención de las mujeres, las invisibilizan y
las excluyen como participantes, obviando que cualquier indagación sobre las
masculinidades obligatoriamente debe entenderse en el contexto relacional
mujer-hombre, colocando esta relación como base epistemológica de la
investigación.
1.3 La infancia, los estudios de masculinidades y la construcción de la
identidad.
La sociología moral de Durkheim en sus preocupaciones sobre la educación
fue pionero al mostrar un interés por los niños donde la reproducción del orden
social es el eje central de su sociología y, por tanto, la reproducción de
patrones conductuales en la infancia.
Durkheim construye su concepto de infancia sobre la ambigüedad de las
disposiciones con las que nacen hombres y mujeres y, por tanto, su concepto
de socialización en la infancia es afín con la educación y no extenderá su
acción fuera de lo instrumental. Su relación con la infancia hay que buscarla
dentro de su perspectiva pedagógica, donde la acción estará encaminada a
superar la naturaleza infantil y llevarla al “estado adulto”, naturalizando las
pautas conductuales impuestas por la sociedad. Por tanto, la educación será
ejercida coaccionalmente para que el niño y la niña aprendan patrones
socialmente aceptados en “un estado de pasividad similar al trance hipnótico”
(Durkheim, 1975: 42). Creemos que Durkheim no valoraba los aspectos
conflictivos del aprendizaje pedagógico, que confieren al niño o la niña su
condición de agente social. Estamos de acuerdo con Lukes cuando este afirma
que Durkheim “no llega nunca a explorar las contradicciones que pesan sobre
la educación; tampoco se planteó la cuestión de las influencias socializadoras
competitivas sufridas por el niño; y el grado en que el contexto social y las
instituciones exteriores a la escuela podían afectar a su significación” (Lukes,
1984:133). Vemos que determina el nivel de socialización del niño y la niña al
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 42
�hacer énfasis en la receptividad de los menores, estableciéndolo como “el
idiota cultural”, que criticaría Garfinkel (1968: 46) luego a Parsons.
El tema de la violencia en la infancia y la internalización de patrones
masculinos en esta tienen sus bases gnoseológicas en los estudios del
psicoanálisis freudiano, que presuponía que el miedo a la castración explicaba
el proceso de socialización de la masculinidad en el niño, en una lucha
constante contra
el deseo de volver a la experiencia de los femenino, de la
unidad con la madre (Freud, 1911). Los postfreudianos (Robert Stoller 1974,
Margaret Mahler 1975, Nancy Chodorov 1984 cit. por Jociles, 2001) superando
la teoría de Freud, teorizaron sobre la construcción de la identidad masculina
que no se aprendía por referencia al padre, sino por referencia a la figura
materna, de la que trata de distanciarse subjetivamente, para superar su
anterior unidad, cimentando de esa forma una identidad que la cultura
androcéntrica delimita como masculina 32.
Por tanto los postfreudianos han desarrollado una teoría que ayuda a los
estudiosos de masculinidades a explicar la construcción de la identidad de los
niños en oposición a la feminidad de la madre, pero también como un proceso
más problemático que convertirse en mujer. Debemos criticar a estos
postfreudianos en el sentido de que obvian en sus investigaciones la estructura
social que condiciona a estos niños y que les ofrece patrones de masculinidad,
relacionando el aprendizaje de estos con las relaciones homosocializadoras
solamente33.
Creemos que el modelo parsoniano sobre la socialización infantil adolece de la
problemática de la conceptualización del proceso de aprendizaje de normas y
valores que debe estar dirigido a la función satisfactoria de determinado rol y
un proceso motivacional según el cual le corresponde al niño y a la niña el rol
de “socializados”: la única finalidad es la reproducción de un orden social que
no debe de ser cuestionado.
Vemos que Parsons (1951) expone la relación entre el adulto socializador y los
niños como la interiorización de pautas de orientación en la infancia. Pautas
que deben de ser inmutables, siendo un denominador común entre la
estructura de roles del sistema social y el sistema de la personalidad. De aquí
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 43
�podemos llegar a la conclusión de que la infancia para Parsons es la cadena
que une los sistemas de personalidad y sociedad.
El principal aporte de Parsons (1951) fue caracterizar la infancia como el primer
instante de las vinculaciones sociales de un ser que era prácticamente
biológico a la sociedad. Esto lo opuso a la imagen más individualista que la
psicología evolutiva habría construido sobre el desarrollo infantil (y que
sostienen aún muchos teóricos).
Consideramos que la principal debilidad del enfoque parsoniano en este
sentido es la deliberada ignorancia de la relación dialéctica que se establece
durante la socialización de los niños y niñas, al tiempo que es sumamente
discutible el aislamiento que quiere imponer a algunas pautas de orientación,
sin contar con el contexto sociocultural donde se internalizan estas.
Norbert Elías (1989) en su libro El proceso de la civilización explica la forma
por la que se socializa a los niños y niñas: a través de la interiorización del
pudor. A través de un proceso de conformación conductual los niños y niñas
internalizan el utillaje normativo de la sociedad en la que viven y en el que la
represión de la natural expresión y sentir de los niños tiene un papel destacado:
en fin la construcción del actor adulto listo para la interacción social con sus
semejantes.
En la actualidad en Estados Unidos el sociólogo Scott Coltrane (2004) ha
desarrollado investigaciones sobre infancia, familia y espacios públicos. Ha
tratado temas de cómo lo aparentemente público y lo privado (la familia),
recrean y reproducen las diferencias entre sexos y legitiman las diferencias de
género. Por otra parte ha estudiado los discursos de los niños, a quienes
asume como activos en la construcción de su identidad de género.
En Europa los estudios sobre masculinidades e infancia se han desarrollado
sobre todo en ámbitos escolares, sobre los factores educacionales que influyen
en la conformación de los patrones de violencia en los niños en ámbitos rurales
y citadinos, y sus construcciones discursivas (Rodríguez, P, 2010; Pescador, E,
2011; Ramírez Pavelic, 2014).
En América Latina se destaca Mara Viveros (2007), quién refiere que las
investigaciones de niñez y género desarrolladas en Colombia, la relación entre
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 44
�pobreza infantil y masculinidad, y a su vez la correlación con la violencia de
género y violencia social34.
En
nuestra
investigación
consideramos
que
la
construcción
de
las
masculinidades conserva similares características hacia la futura reproducción
de la violencia hacia las mujeres, otras masculinidades y lo fundamental: sobre
otros niños en la dinámica que se establece hacia el interior del grupo de
iguales. La identidad masculina resultado del proceso de homosocialización es
contenedora de ritos, prácticas, elementos de cohesión, símbolos que
garantizan la reproducción de la identidad masculina y de la violencia.
Por otra parte, cuando se trabaja con modelos de prevención de la violencia
siempre se habla de prevención primaria con “hombres y mujeres” y no con los
niños, o educación a los niños, lo que evidencia que el enfoque positivista que
han tenido en su aplicación estos modelos. Lo anterior está relacionado con el
conocimiento que se tiene sobre el proceso de desarrollo en la niñez que ha
sido abordado generalmente desde la psicología evolutiva, y por tanto este tipo
de análisis, que destaca los aspectos del individuo ha incidido en la
invisibilización del niño en los programas y las políticas preventivas. Por otra
parte, la incorporación de la perspectiva de género, se identifica siempre con la
población adolescente o adulta, ha llevado a no profundizar en aspectos
relacionados con la identidad de género en edades tempranas. Esto para este
trabajo cobra especial significación ya que evidentemente la construcción de
estereotipos de género, la homosocialización, los roles, rituales e identidades
tienen sus correlatos en la infancia.
En el proceso de homosocialización comienza el proceso de negociación y
educación que llevará finalmente a que el niño aprenda en sociedad los
estereotipos de lo que significa ser hombre. Este es un proceso estructurante
de los roles, su conformación, evidenciándose que en la homosocialización el
padre tiene el rol principal35.
El rol del padre dentro de la familia está intrínsecamente relacionado con las
expectativas culturales de lo que significa ser padre. El imaginario colectivo
iguala las obligaciones de ser padre con las características de la masculinidad
hegemónica, aún sin que estas coincidan exactamente. Por tanto, el tipo ideal
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 45
�de padre que se recrea en nuestras sociedades es producto de dinámicas de
socialización, de control social y de las prácticas culturales del contexto donde
desarrollan los actores su vida cotidiana. Según Pagés:
“…históricamente
representación
patriarcales
se
ha
familiar
de
valentía,
visto
que
al
padre
encarna
los
heterosexualidad,
como
la
atributos
autoridad,
severidad e inteligencia. Una imagen encerrada en la
dicotomía
de
ejercer violencia
y de
proveer bienes
materiales al hogar”. (2010: 87)
Desde que el varón es niño va recibiendo una educación sexista que lo aleja de
lo que podría ser un modelo de paternidad diferente al tradicional. Según
Ramón Rivero:
“esto constituye un proceso cultural, normativo, institucional,
comunicativo, a través del cual en el devenir socio – psico –
bio se considera “normal” aislar y segregar la masculinidad
de los espacios generadores de circunstancias afectivas con
los hijos” (Rivero, Ramón, 2003: 192).
Además plantea que a los hombres se les ha privado del ejercicio de una
paternidad saludable otorgándoles una imagen de padre estereotipada en la
cual: “Ser padre bien visto por la sociedad para muchas personas ha
significado servir de sustento económico del hogar, tener autoridad para
sobrellevar las riendas de la casa y tener siempre la razón, ser fuerte de
carácter y sentimientos y encaminar a los hijos por el camino del bien” (Rivero,
Ramón, 2003: 199).
Lo anteriormente dicho fortalecería la construcción de una identidad masculina
en el niño donde los principales componentes serían el sexismo, la homofobia y
el heterosexismo, y aprendería a efectuar demostraciones ejerciendo violencia
sobre los otros niños que no tuvieran estos componentes de la masculinidad
hegemónica siendo más “débiles”.
La identidad masculina está a su vez relacionada con los diferentes modelos de
masculinidad existentes. No se trata solo de reconocerlas, sino conocer las
relaciones que se establecen entre ellas desde el género, así como otros
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 46
�factores, como raza, cultura, nivel de ingresos e instrucción que influyen sobre
ellas. Precisamente todo comienza con la educación desde la infancia, una
educación orientada sobre patrones violentos. Debemos decir también que
estos modelos de masculinidades van variando con las edades, por etapas,
pero en la socialización primaria es donde comienzan a internalizarse.
Se han desarrollado investigaciones que han correlacionado la violencia sexual
y de género, con la educación desde la violencia recibida en la infancia por
parte de los victimarios. El maltrato infantil es un elemento citado en forma
constante en todos los países como factor de riesgo de ser víctima o de
cometer un acto de violencia de pareja y violencia sexual (Berk, 1998).
La violencia intrafamiliar conlleva un grave impacto negativo sobre el bienestar
psíquico y social de la familia, con efectos adversos sobre las aptitudes de
padres y madres en lo que respecta a la crianza de los hijos y los logros
educativos y laborales. Algunos niños en hogares donde existe violencia
infligida por la pareja pueden tener una tendencia a presentar tasas más altas
de problemas de comportamiento que pueden causar mayores dificultades con
la educación y empleo y suelen llevar al abandono temprano de la escuela, la
delincuencia juvenil y al embarazo precoz (Vung y Krantz, 2009).
En una niñez vivenciada desde la violencia se comenzaría a interpretar el
simbolismo del cuerpo del varón como portador de instintos, de fuerzas
violentas que emergen de él y comenzaría a naturalizarse el modelo
hegemónico de la masculinidad que explica y justifica comportamientos de
violencia asociados a esta forma de ser varón36. Cuando se relacionara con las
niñas o mujeres adoptaría una imagen dura aprendida de su padre en el
proceso de homosocialización desde la violencia.
Respecto a las indagaciones de masculinidad e infancia en nuestro país no
existe
una
sistematicidad
en los
estudios
sobre
identidad
infantil y
masculinidades que mezcle ambas matrices. Por otra parte, son escasas las
investigaciones que aborden la problemática de la construcción de la identidad
en la niñez. Rivero Pino (2003), ha abordado la crianza del niño desde la
paternidad y Julio Cesar Gonzales Pagés (2010) desde el modelo de la
masculinidad hegemónica. María Antonia Miranda realiza una aproximación
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 47
�sociológica al tema del maltrato infantil, haciendo un análisis de la socialización
de niños en un hogar de niños sin amparo filial en La Habana y en la nociva
influencia de esta en su desarrollo personológico (Miranda, María Antonia,
2006). Por otra parte se destacan las investigaciones sociológicas de Eneicy
Morejón Ramos, una de las pioneras en nuestro país en las investigaciones
sobre sociología de la infancia 37.
Estamos de acuerdo con Bamberg (2004) y Viveros (2007) en la importancia de
desarrollar investigaciones con niños, con el objetivo de dilucidar sus
pensamientos sobre su género, pues solo conociendo esto podremos
comenzar el proceso de de-construcción y desnaturalización de discursos y
modelos de masculinidades hegemónicas, contrapuestas a la construcción de
una cultura de la paz.
Conclusiones parciales del capítulo.
Los estudios sobre masculinidades han posibilitado explicaciones sobre la
actuación de los hombres a partir del proceso de construcción de la identidad y
el proceso de homosocialización en el que están inmersos desde su niñez. Las
masculinidades no pueden estudiarse separándolas del contexto histórico,
socio-económico y cultural donde interactúan los hombres y donde estos
construyen socialmente su identidad, siendo luego las masculinidades una
construcción cultural que se reproduce a su vez.
En nuestra investigación se han tomado definiciones de los diversos estudios
de masculinidades y de teóricos de la sociología que desde una perspectiva
cultural describen fenómenos concernientes a los estudios de género. Algunos
de
estos
han
definido
las
características
y
naturalización
de
la
heteronormatividad, desde la cual y de forma funcionalista, se ha configurado la
idea de los “roles” de género en el contexto del pensamiento binario. Estas
construcciones epistemológicas explican la legitimación de las masculinidades
hegemónicas en la estructura social. Estas definiciones estructuralistas tienen
el sesgo de que consideran al individuo como un “idiota cultural” y no como un
actor que en su interacción social es capaz de construir su propia realidad.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 48
�CAPÍTULO II
ASPECTOS METODOLÓGICOS DEL ABORDAJE DE LAS
MASCULINIDADES. HOMOSOCIABILIDAD, IDENTIDAD DE GÉNERO Y
PROCESOS DE RITUALIZACIÓN.
En el capítulo anterior se argumentaron los aportes a los estudios de género
por las investigaciones sobre los diversos modelos de masculinidades y se
analizaron los estudios de identidad infantil, violencia y masculinidades en
Latinoamérica y Cuba, observando que en esta visión interdisciplinaria son
escasos estos estudios. Existen apenas algunas precisiones sobre los estudios
de la identidad masculina en la infancia desde la sociología. El presente acápite
proyectó el tratamiento devenido en el caso de Cuba, con el interés de precisar
los
criterios
sociológicos
trabajados
desde
la
multidisciplinariedad
e
interdisciplinariedad, de forma más puntual o aproximativa sobre los estudios
de masculinidades y particularmente los estudios de identidad masculina en la
infancia. En el mismo orden, resulta necesario valorar el entorno sociocultural y
económico donde se desarrolla la investigación microsociológica debido a sus
peculiaridades. Por otra parte, planteamos una metodología para el análisis de
la
ritualidad
de
las
masculinidades
a
partir
de
las
estrategias
microdramatúrgicas de Goffman.
2.1 La construcción de las masculinidades
y
la reproducción de la
violencia de género.
Una de las bases axiomáticas de las masculinidades hegemónicas es la
violencia. Los procesos culturales e históricos que han conformado el modelo
de masculinidad hegemónica hoy imperante, han legitimado los diferentes
modos de ejercer la violencia sobre mujeres, niños, ancianos y otros hombres
pertenecientes a las masculinidades periféricas.
La violencia, como parte de la identidad masculina, es el resultado de un
proceso de construcción social, histórica y cultural, no es un don biológico o
una condición natural de los hombres, sino que es construida a través del
proceso de socialización. La violencia en tanto fenómeno relacional, interactivo,
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 49
�supone dos polos, en los que uno carece del poder o se encuentra en una
situación de inferioridad o de desequilibrio.
La violencia es ejercida por los hombres en diferentes ámbitos, pero en el
hogar es uno de los espacios que por su carácter privado según el imaginario
colectivo, es donde se ejercen su poder sobre los miembros de la familia, a
través de la violencia económica, física, patrimonial, verbal o psicológica. La
dominación masculina forma parte de una cultura del poder.
La expresión más directa del patriarcado es la familia. Según Engels (1984) al
constituirse la familia patriarcal y androcéntrica, y separarse por tanto las
funciones económicas y políticas del entorno familiar el papel de la mujer se
redujo a la parte doméstica y reproductiva, cocinar, lavar, parir y atender a los
hijos y, por tanto, se redujeron sus posibilidades de relacionarse en sociedad y
desarrollarse como persona.
Por otra parte los hombres, se apropiaron de las esferas públicas, políticas,
económicas, religiosas, deportivas, científicas, culturales, siendo así que
tuvieron el poder incuestionable y naturalizado sobre todas las sociedades,
subordinando a las mujeres en todos los aspectos. Por tanto surgía un poder
hegemónico en manos de hombres cuyas características debían ser la dureza,
la seguridad en sí mismos, la promiscuidad, entre otras 38.
La violencia masculina es analizada en tres categorías por Kaufman: hacia sí
mismo, hacia las mujeres y hacia otros hombres, que generalmente pertenecen
a otras masculinidades (1997). Él sustenta la tesis de que la masculinidad, al
ser una construcción cultural y cuyos miembros interaccionan activamente
legitimándose constantemente, la convierte en una construcción frágil que
necesita regenerarse sistemáticamente. En esta regeneración ocurren a
menudo los actos de violencia, que no son más que prácticas del ejercicio de la
dominación. La violencia física, económica, patrimonial, laboral o psicológica,
no son más que claros ejercicios de dominación sobre los que no pertenecen a
su grupo39.
Respecto a la violencia simbólica, debemos hacer un aparte ya que ocurre
generalmente con el reconocimiento del violentado, ya que “este no dispone,
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 50
�para pensarlo y pensarse, más que de instrumentos de conocimiento que tiene
en común con él y que no son otra cosa que la forma incorporada de la relación
de dominio” (Bourdieu, 1996: 12; Pérez Gallo, 2010)
Un estudio profundo del habitus de las masculinidades nos explica la violencia
simbólica40 y plantear que en el desarrollo de esta influye profundamente el
contexto histórico y sociocultural donde desarrollan su vida cotidiana los
hombres. En medio de grandes rituales colectivos se lleva a cabo la
internalización de normas y valores androcéntricos, que son la base del
consenso social de las masculinidades hegemónicas.
Para minimizar la violencia corresponde estructurar y aplicar políticas sociales
que desde la prevención diagnostiquen, actúen y modifiquen este fenómeno
pernicioso para la salud de hombres, mujeres y niños. Las causas de la
violencia contra las mujeres (y contra otros hombres) se encuentran en la
reproducción de estereotipos, normas y pautas de conducta genéricas en la
niñez. Generalmente los esfuerzos de la prevención se desarrollan con
hombres y mujeres adultos: en los primeros para educarlos en una cultura de la
paz; en la segunda, para auxiliarlas 41.
En Cuba en los últimos 20 años han sido profusos los estudios de género,
desde todas sus aristas. Desafortunadamente, existen pocas indagaciones que
sistematicen las diversas investigaciones, y estas, en su mayoría, se han
desarrollado con una perspectiva enfática en las mujeres, obviándose en
muchos casos los estudios sobre masculinidades, siendo el género una
categoría relacional. No existe en Cuba un estudio macro que nos muestre un
mapa de los estudios de género en el país, o las investigaciones que visibilicen
las causas de la problemática de la violencia contra las mujeres, que, por otra
parte, se han desarrollado desde diferentes disciplinas y posturas teóricas. No
obstante el desarrollo de las ciencias sociales en Cuba en el último decenio ha
enriquecido estos estudios42. Por otra parte los estudios de género e infancia
en Cuba, en su mayor parte, hacen énfasis en la violencia ejercida sobre el
niño, y no lo miran a este como futuro ejecutor de esa violencia.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 51
�El fenómeno de la violencia, invisibilizado en la sociedad patriarcal cubana
debido a su “naturalización” comenzó a ser tratado gracias a la creación del
Grupo Nacional para la Atención de la Violencia Familiar en 1997. Por otra
parte los esfuerzos del Centro de Estudios de la Mujer de la Federación de
Mujeres Cubanas sistematizó en 1999 un grupo de trabajos sobre el tema,
determinándose que las causas de la violencia hacia la mujer en Cuba son
semejantes a los de otras partes del mundo, con la diferencia de que el sistema
socialista cubano respalda constitucionalmente a las mujeres, otorgándoseles
los mismos derechos que a los hombres. C. Proveyer afirma que estos estudios
eran superficiales, ya que no se acercaban a la base de la violencia de género,
que ella identifica como “una forma de ejercicio del poder masculino legitimada
por la cultura patriarcal” (2006: 16).
En la revisión bibliográfica se determinó que los principales resultados de
estudios enfocados desde la Sociología sobre la violencia, aludían a las
socializaciones de hombres y mujeres en ambientes violentos, la inexistencia
de un perfil específico que identifique a las mujeres maltratadas o a los
hombres maltratadores43, la importancia de la economía familiar y del
imaginario femenino que ha internalizado roles estereotipados de “mujer en la
casa” (Proveyer Cervantes, 2006: 23)44. Pero existen escasos estudios que
describan la socialización de la violencia desde la niñez desde la familia y/o la
escuela y con perspectiva de género 45.
En la sociedad patriarcal cubana la dominación de hombres sobre las mujeres y
otros hombres se reconoce como legítima y natural (aunque los estudios de
género, desde la academia, hayan venido desarmando estas creencias,
fuertemente arraigadas en el sentido común), lo cual apuntala a nivel simbólico
las bases de dicha diferencia y el ejercicio del poder; pues queda oculta la
verdadera naturaleza de este poder impuesto simbólicamente, tras el velo de la
tradición de lo socialmente establecido 46. Ello conlleva, por otra parte, a la
naturalización de la violencia ejercida sobre el más débil y a la enseñanza de
ésta a los niños, directa o indirectamente.
Por tanto la enseñanza de la violencia de género desde la infancia demanda
abordajes concretos que consideren a los niños como futuros ejecutores de esta
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 52
�violencia y no solo a quienes la despliegan (los hombres), para ello es ineludible
comprender el origen de la violencia masculina, sus efectos, su intención de
control, las creencias derivadas de la homosocialización masculina y las
legitimaciones sociales que están en el imaginario colectivo.
2.2 Propuesta metodológica para el abordaje de las masculinidades.
La realidad social no es solamente un conjunto de relaciones de fuerza entre
agentes sociales (espacio social y campos) (Bourdieu 1994). Es, sobre todo, un
conjunto de relaciones de sentido que estructuran la dimensión simbólica del
orden social.
Según Bourdieu el capital simbólico consiste en ciertas propiedades, visibles
para el resto de los actores, conformadas por una especie de inefabilidad y de
carisma que parecen formar inevitablemente parte de la misma naturaleza del
agente y que se basa sobre todo en las relaciones de sentido entre los
diferentes actores sociales. Dicho capital se funda sobre todo en la necesidad
de los seres humanos de legitimar sus procederes y las estrategias cotidianas
que usa. Por tanto este capital, que a primera vista parece natural, solo existe
en la medida en que sea reconocido por otros agentes. En palabras de
Bourdieu: "La cuestión de la legitimidad de una existencia, del derecho de un
individuo a sentirse justificado de existir como existe" (1994: 34). Podemos
asegurar que los hombres y mujeres usan a su favor los llamados “ritos de
institución” que no son más que “actos de magia performativa que aseguran su
existencia como miembro ordinario o extraordinario de un determinado grupo,
es decir, esa "ficción social" que los hace "asumir la imagen o la esencia social
que le es conferida bajo la forma de nombres, de títulos, de diplomas, de
puestos o de honores" (Giménez, Gilberto, 2012: 7), no solo bajo las formas de
capital cultural mencionadas anteriormente, sino bajo la aceptación del grupo a
que se pertenece y donde están institucionalizados el comportamiento de sus
miembros. Este es uno de los puntos de contacto de Bourdieu con Goffman.
De todas las posturas antes descritas, nos interesa introducir una perspectiva
que
podríamos
considerar como nuevo enfoque para caracterizar las
masculinidades, este lo definimos como el enfoque ritual que tendría sus
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 53
�referentes teóricos más cercanos en la dramaturgia de Goffman (1981) y sus
rituales cotidianos. Este enfoque nos aportaría un referente cultural de las
estrategias rituales que usan los hombres en el proceso de interacción
situacional en la vida cotidiana para legitimarse con sus iguales como
masculinidades hegemónicas y los procesos que inciden en la construcción de
la identidad masculina (Alexander, 1992). En otras palabras, nos daría un
orden de la interacción simbólica de las masculinidades desde la perspectiva
microsociológica.
Consideramos por otra parte que una teoría sobre masculinidades que integre
los niveles macro y microsociales, debería especificar los procesos sociales
complejos
que
operan
como
intermediarios
entre
ambos
niveles.
Generalmente los tipos ideales construidos por Connell corresponden a
clasificaciones instrumentales de corte macro, que no son suficientes para un
estudio de corte micro como el que nos ocupa. Por tanto, el enfoque ritual,
resultado del cruce de la noción durkheiniana de “ritual” con la concepción
dramatúrgica de la interacción simbólica de Goffman, nos ayudaría en la
construcción de un análisis de la continuidad macro-micro que arranca de los
recursos culturales de los grupos de masculinidades y los espacios de
homosocialización, los rituales microsituacionales, traduciéndose en una
microsituación estructurada entendible o traducible en máscaras, fachadas y
atributos del actor social que este ha internalizado. El nivel macro impone
limitaciones y oportunidades a los actores. Estos, en el nivel micro, desarrollan
comportamientos e ideologías que a su vez tienen incidencia en la
transformación del nivel macro, bajo las lógicas teóricas de los autores que
privilegian este nivel de análisis.
El análisis de Goffman, aplicado a los estudios de masculinidades, nos muestra
los
rituales
de
interacción
que
ocurren
entre
estas,
cómo
están
institucionalizados y los marcos donde organizan su comportamiento los
hombres. Por otra parte, puede describir la estigmatización de los hombres
pertenecientes a las masculinidades periféricas, las mujeres deportistas y el
control social que ejercen las masculinidades hegemónicas sobre estos grupos
marginales.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 54
�El análisis dramatúrgico nos brinda los materiales microscópicos que describen
la interacción situacional en la vida cotidiana, lo que aplicado a nuestro objeto
de estudio nos daría un orden microsocial de la interacción de las
masculinidades. Para efectuar un análisis dramatúrgico de las masculinidades
en la vida cotidiana se deben de tener en cuenta tres importantes aspectos:
1- El investigador debe darle toda la importancia posible al contexto
sociocultural donde desarrolla su investigación y a la situación interactiva.
2- El investigador debe tener en cuenta dos niveles de observación/análisis, el
primero es el de la situación interactiva que está observando directamente y la
segunda
son
aquellos
“aspectos
y
comportamientos
sintomáticos,
inconscientemente vislumbrados, que permiten integrar su interpretación de la
acción del otro” (Herrera Gómez y Soriano Miras, 2004: 64).
3- Toda acción ante un público es expresiva e instrumental.
La perspectiva dramatúrgica toma por objeto de análisis la acción de un actor o
de un grupo de actores, que desean representar públicamente un “papel”. Para
Goffman una investigación pertinente sobre la acción del rol debe distinguir tres
niveles de análisis diferentes:
el modelo normativo del rol.
El rol típico.
La “prestación del rol” o ”ejecución de rol”(1961:83-92)
Cuando empleamos la perspectiva interaccionista esta le presta singular
importancia a
la negociación y construcción de los roles que ocurren en la
interacción, restándole importancia al orden normativo. Por otra parte, los
estructuralistas – funcionalistas asumen dicho orden normativo como el director
de los roles de los actores sociales, siendo el rol una consecuencia de la
norma. Goffman va mucho más allá de lo que afirman ambas y sostiene que “si
contemplamos el comportamiento del individuo momento por momento,
descubrimos que no permanece pasivo ante la producción de potenciales
significados que lo controlan, sino que cuando lo logra, participa activamente
en sostener una definición de la situación que sea estable o coherente, con la
imagen que tiene de sí mismo” (1961: 104). Por tanto es pertinente en nuestra
indagación considerar el acto social como una unidad en la que los disímiles
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 55
�actos individuales se
integran y adquieren sentido unos en referencias a los
otros.
Goffman en su ensayo Role Distance (1961) se centra en dos conceptos, que
a primera vista parecen opuestos, pero que tienen una relación dialéctica: la
asunción del rol y la distancia del rol. Goffman toma en su ensayo dos
ejemplos: la actividad de juego de los niños de diferentes grupos etarios
(ejemplo que ya Mead y Blumer habían tomado antes) y por otra parte el
trabajo de un equipo de cirugía. Evidentemente lo que desea Goffman es
mostrar el aspecto situacional o común de los aspectos contingentes de la vida
cotidiana.
Herrera Gómez y Soriano Miras opinan que “El objeto de la perspectiva
dramatúrgica es la acción de un actor, o de un equipo de actores, que
pretenden representar un personaje o una singular rutina ante un público. Por
tanto, el actor siempre se presenta ante el público (y ante la observación
sociológica) con los “ropajes” de un particular personaje” (2004: 64).
Goffman en su libro La presentación de la persona en la vida cotidiana
publicado en 1956 partía de interrogantes que en su opinión no habían sido lo
suficientemente bien tratadas en la sociología. Él proponía, en su enfoque
microsociológico, que debía mirarse la vida cotidiana como un escenario de
teatro. ¿Y entonces que pasaría?, ¿cómo sería el aspecto lúdico observable?;
esos juegos dramatúrgicos, ¿a qué o a quien se dirigirían? ¿qué técnicas
teatrales usarían para legitimarlos ante su auditorio?; cuando estuvieran detrás
de las bambalinas, ¿qué pasaría entonces con los actores?, ¿se despojarían
de sus máscaras?
En la teoría de Goffman, los actores sociales, interaccionando con sus
semejantes, desarrollan una representación teatral frente a un público y desean
manipular las expresiones propias para controlar las impresiones de ese
público. Las actuaciones desarrolladas por los actores pueden ser visibles,
como cuando usa el lenguaje verbal o pueden ser implícitas, cuando el actor
adopta y desarrolla posturas corporales. Goffman señala que también
provienen de los accesorios que el hombre o la mujer llevan consigo
(espejuelos, ropas, zapatos, libros) y del contexto donde ocurre la interacción.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 56
�Goffman tiene una clara limitación en su teoría, en el sentido, que él sostiene
que el escenario marca el contenido, lo que no es necesariamente así, no
obstante es de mucha utilidad en un escenario micro como el que nos ocupa.
El actor social escoge entre las máscaras sociales que encajan más en el
repertorio que desea desarrollar, o sea, esta máscara ya está pre-construida y
él solo la usa, tiene sus roles definidos en la estructura social, constriñendo al
individuo a desarrollarlos. Esto tiene también un sentido pragmático, ya que
este escoge la que le sea más útil cuando está en situación.
De todas formas, la finalidad del actor social es establecer una definición de
situación que tenga cierta estabilidad, que sea legitimada en el proceso de
negociación social y que no produzca una ruptura. En medio de esta
interacción se construye el self, y entre el actor y sus espectadores se
considera válida la actuación de este, cuando la actuación es lograda. Para
lograr esto el actuante dispone de una serie de “utensilios”, que constituye su
fachada personal, “insignias del cargo o rango, el vestido, el sexo, la edad y las
características raciales, el tamaño y el aspecto, el porte, las pausas del
lenguaje, las expresiones faciales, los gestos corporales y otras características
semejantes” (Goffman, 1961: 35), y el medio donde se desarrolla la acción y
que está en concordancia con su fachada personal.
Por otra parte el enfoque dramatúrgico de Goffman enriquece la perspectiva
interaccionista de Mead y Blumer. Su modelo permite explicar el equilibrio
social entre la creatividad de los actores y la estabilidad relativa de las
interacciones. Se basa sobre todo en conceptos similares a los del teatro: roles,
máscaras, escenario. Evidentemente los actores buscan objetivos pragmáticos:
el
reconocimiento
social,
la
legitimación
de
su
empoderamiento,
la
representación de la virilidad, etc., a través de expresiones dramatúrgicas. Para
lograrlo deben encarnar los roles de la masculinidad hegemónica que está
triunfando en el contexto sociocultural donde viven.
Se deduce que la familia forma a los actores sociales mediante el proceso de
socialización que es la base de la reproducción cultural y social. Los que no
adquieren esta formación son marginados de los logros sociales.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 57
�Cuando estudiamos las rutinas de la vida cotidiana de los hombres
pertenecientes a las masculinidades hegemónicas nos percatamos de que
efectivamente visten estos “ropajes”, para demostrar ante la sociedad que su
conducta no está fuera de los cánones de “lo que debe ser”. El orden
interactivo de las masculinidades pasa por una constitución compleja que
define el sentido social de las acciones de los hombres en relación con el
contexto donde se desarrollan. Los hombres desde un primer instante definen
lo que son debido a que durante “el período en que el individuo está en
presencia inmediata de los demás, pueden ocurrir pocos acontecimientos (es
decir se pueden emitir pocos signos) que brinden directamente a los demás la
información definida que necesitan” (Goffman cit. por Alexander, 1992: 188).
No obstante, se debe decir que los símbolos y datos nunca son concluyentes
cuando
se
observan
sociológicamente,
porque
al
ser
construcciones
dramatúrgicas, solo el actor social sabe a ciencia cierta la realidad de la
situación en situación.
Claro
está
que
los
hombres
pertenecientes
a
estas
masculinidades
hegemónicas desean que sus iguales tuvieran una buena opinión de ellos.
Citamos nuevamente a Alexander cuando nos dice que “al practicar la
dramaturgia procuran controlar
a otros mediante la creación de ciertas
impresiones. Un actor puede desear que otros piensen bien de él “o pensar que
él piensa bien de ellos, o percibir cómo se siente en realidad acerca de ellos, o
no obtener ninguna impresión clara” (1992: 189). Goffman opina que "cuando
el individuo proyecta una definición de la situación al presentarse ante otros,
debemos tener en cuenta que los otros, por muy pasivos que sean, proyectarán
a su vez eficazmente una definición de la situación en virtud de su respuesta al
individuo y de cualquier línea de acción que inicien hacia él" (1981:3).
Creemos importante para el análisis de la construcción de la identidad
masculina el examen de los rituales que recrean y legitiman los modelos
hegemónicos de masculinidades. Los rituales son prácticas sociales simbólicas
que tienen como objetivo reproducir y legitimar prácticas sociales del mundo,
cohesionar los grupos humanos y contribuir a la construcción de su identidad.
Por tanto está compuesto por una serie de acciones que tienen un valor
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 58
�simbólico. Estas están basadas en alguna creencia, que proviene de una
ideología, religión, tradiciones, recuerdos.
Goffman considera el rito como un elemento repetitivo de la interacción
simbólica que orienta la acción social. Se apodera de los conceptos de
Durkheim, ya que considera el rito como un elemento que cumple una función
muy concreta de integración de los valores 47. Toda la teoría goffmaniana
guarda relación con el Interaccionismo Simbólico 48, aunque en sus últimas
obras tuvo un acercamiento a una teoría más estructural. Por tanto Goffman le
dio mucha importancia a los elementos que las macrosociologías no le habían
prestado suficiente atención hasta ese momento: la gestualidad, los encuentros
cara a cara, los microcontextos, en otras palabras de las acciones recíprocas
que se originan en situaciones concretas y las negociaciones de los actores
para prescribir cómo prolongar o relacionar sus actos de forma apropiada.
Evidentemente en ese momento Goffman sostiene una profunda crítica al
determinismo cultural del Estructural Funcionalismo, ya que argumenta que los
actores sociales interpretan en su vida cotidiana los elementos culturales que le
son heredados, el status de sus semejantes, la estructura social en la que
están inmersos, y según su interpretación orientan su acción social en busca
del máximo beneficio. Por tanto, el ritual secularizado tiene vital importancia en
la cohesión social. Para la construcción de dicha cohesión es importante la
incorporación de los procesos rituales a la cotidianidad por parte de los actores
sociales, de allí el aporte de Goffman para su descripción densa.
Goffman (1961: 101) determina que existen en la vida cotidiana dos tipos de
rituales:
1- Rituales de deferencia: entendiéndose la referencia como la estima en
que un actor social tiene al otro, en situación, usando rituales de
evitación o de presentación. Está acción dramatúrgica, de performance
puede ser real o teatralizada. Este ritual crea consenso en situaciones
cotidianas, ya que está reglamentado y naturalizado en lo que “debe
ser”.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 59
�Los rituales de evitación, cuando se refieren al individuo se pueden
traducir como espacio cotidiano, el espacio que el individuo necesita
para vivir en sociedad, lo que Simmel llamaría esfera ideal que lo rodea.
Están los rituales de presentación, y para Goffman, en la vida cotidiana
se reproducen de cuatro formas: servicios, felicitaciones, saludos e
invitaciones (Goffman, 1961: 106)
2- Rituales de proceder: En este caso se componen de ritos que están
relacionados con la fachada del actor social. Esta proyecta el rol
desarrollado por el actor en ese contexto y que puede ser deseable o
indeseable para quienes lo rodean, pero no basta con la fachada y con
la máscara, sino hay que demostrar que son legítimos ante los demás.
Para Goffman los rituales están relacionados con las pequeñas formalidades
de la cotidianidad. Si se mira desde una perspectiva cultural nos percatamos de
que tiene mucho que ver con el control, la regulación y el dominio simbólico de
las situaciones.
Los actores masculinos hegemónicos nunca son completamente dueños de su
performance. Eso se debe a que en muchas ocasiones dejan entrever gestos,
discursos que no son afines al “papel” que desarrollan socialmente. Están los
elementos dramatúrgicos que el actor emite con intencionalidad, pero dentro de
estos existen otros que en muchas ocasiones demuestran la verdadera
naturaleza de lo que desea el actor social. Un clásico ejemplo es el caso del
hombre homosexual que no desea que ni la sociedad ni su familia sepa su
orientación sexual y asume el rol de hombre hetero de las masculinidades
hegemónicas hasta que algún comportamiento no verbal (que son lo más
difíciles de controlar) deja entrever su verdadera naturaleza o hasta que la
presión psicológica a la que se ve sometido lo lleva a cometer algún desliz que
nos deja ver su condición homosexual. Porque en ese performance, en esa
puesta en escena no hay bambalinas donde ocultarse y quitarse la peluca para
pasar al próximo acto, la representación teatral es constante y lleva a un
desgaste psicológico tal que muchos estudiosos de las masculinidades hablan
de los prerrogativas masculinas como una extraña mezcla de fuerza y dolor, de
poder y presión. Kaufman lo enuncia claramente cuando nos dice que "por el
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 60
�hecho de ser hombres, gozan de poder social y de muchos privilegios, pero la
manera como hemos armado ese mundo de poder causa dolor, aislamiento y
alienación tanto a las mujeres como a los hombres" (Kaufman cit. por Valdés y
Olavarría, 1997: 68). El hecho de los hombres no puedan expresar
abiertamente su cariño hacia los hijos, de mantenerse todo el tiempo viriles y
duros, de dar una imagen de fuerza que muchas veces no es tal, va
haciéndolos víctima de su propio poder a nivel societal.
Diseño Metodológico.
Marco problemático.
El patriarcado consiste en un sistema de relaciones simbólicas, económicas,
políticas y culturales a partir del cual se introducen prácticas y modelos que
perpetúan la discriminación entre hombres y mujeres, y hacia el interior del
conjunto de género, determinada en muchos casos por el contexto, la raza, el
nivel de instrucción, los ingresos económicos, etc. La violencia hacia la mujer
surge en este contexto, donde ellas son la mayoría victimizada.
En todas las sociedades existe la violencia de género, esta tiene sus
legitimaciones en el patriarcado como sistema androcéntrico y de supremacía
masculina, aunque variable según el contexto donde se desarrolla. La violencia
de género, en todas sus dimensiones y variantes, generalmente es ejercida por
hombres sobre las mujeres que forman parte de su vida cotidiana. Este tipo de
violencia está presente en las interacciones que conforman la trama cotidiana y
se legitima y reproduce constantemente, tanto por medio de acciones como a
través de símbolos, signos, pautas de conducta que están estructurados y
estructuran a su vez imaginarios cotidianos. Por otra parte, la violencia
intrafamiliar, y en especial la violencia contra la mujer en las relaciones de
pareja traen graves consecuencias para todos los miembros de la familia,
incluidos los niños. Este problema social constituye un difícil obstáculo para el
desarrollo humano y una cultura de paz.
Datos de la Organización Panamericana de la Salud (OPS, 1996) han
bautizado este tipo de violencia como la epidemia invisible49, esto se debe a la
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 61
�invisibilización que ha tenido, y que sigue teniendo, en algunos países del
mundo. En el Informe de las Naciones Unidas de 1998 donde se describen
datos sobre la violencia contra las mujeres y su salud reproductiva, se prevenía
que esta causaba más muertes e incapacidad entre las mujeres que la
tuberculosis, el cáncer uterino o de mama, la malaria, los accidentes de tráfico
y la guerra50. En la actualidad el problema ha aumentado, estadísticamente
hablando, en muchas regiones del mundo: los Informes Mundiales Anuales de
las Naciones Unidas51, corroboran esta afirmación.
Son conocidos los casos de muertes de mujeres en América Latina, en países
como Honduras y México alcanzan niveles impresionantes los feminicidios.
Según estadísticas de la Organización panamericana de la Salud, una de cada
tres mujeres sufrió violencia de género en América Latina 52.
El caso cubano tiene una realidad diferente al hemisferio occidental. Con el
triunfo de la Revolución en 1959 se erradica la prostitución organizada y se le
da la posibilidad a la mujer de tener una vida digna.
El artículo 44 de la Constitución de la República modificado en 1992 y en el
2002, señala que: “la mujer y el hombre gozan de iguales derechos en lo
económico, político, cultural, social y familiar. “(2002: 23). Se pensó que
igualando la mujer al hombre en los planos jurídicos, laboral y educativo se
erradicaría la violencia de género, olvidándose que esta es sobre todo cultural,
que no se erradica por decreto.
En la actualidad en nuestro país no se han erradicado las desigualdades entre
hombres y mujeres (ni su cara más evidente: la violencia de género) y aunque
no existen estudios macros que abarquen todo el país podemos sostener la
tesis de que estas han tendido a incrementarse en regiones que por sus
características socio-económicas, históricas y culturales el patriarcado como
sistema
simbólico
se
ha
fortalecido.
Los
resultados
obtenidos
en
investigaciones desarrolladas fuera del ámbito capitalino lo afirman así, aunque
hayan sido estudios de caso en su mayoría (Espina Elayne, 2002; Pérez,
Madelagnia y Obregón, Raciel; 2008; Rivero Pino, Ramón, 2012). Por otra
parte las estadísticas a las que se ha tenido acceso en los servicios médicos –
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 62
�legales y las escasas indagaciones limitadas a los casos de violencia que
llegan al sistema judicial, indican que la violencia de género en la sociedad
cubana se mantiene y se reproduce, buscando cada vez nuevas formas de
legitimarse, cuando hoy en día la violencia hacia la mujer se ha convertido, al
menos en los medios de difusión masiva, en una acción de mal gusto desde el
punto de vista social.
No obstante las opciones dadas a las mujeres cubanas de empoderamiento, al
convertirse en actores sociales que influyen en áreas políticas, educativas y
económicas claves en la sociedad cubana, han mejorado su calidad de vida.
Estos elementos, en conjunto con una serie de programas (como el Plan de
Acción Gubernamental, la constitución en 1997 del Grupo Nacional para la
prevención y atención de la violencia familiar) que las protegen, pareciera que
diferenciara la violencia ejercida sobre las mujeres en Cuba de sus congéneres
de América Latina y El Caribe.
Debemos aclarar que estos programas van dirigidos sobre todo al trabajo con
las víctimas, pocas veces con los hombres victimarios y hacia la niñez.
Por su parte Clotilde Proveyer, una de las estudiosas de la violencia de género
más importante en Cuba, opina que el fenómeno tiene sus singularidades en el
país y que en comparación con países de América Latina no alcanza las
dimensiones de estos respecto a la violencia (2006: 67). No obstante existe un
incremento, según indagaciones realizadas de forma fragmentaria. Pero existe
otra violencia, que ha sido mucho menos estudiada que es la que se establece
entre los hombres, hacia el interior de sus grupos y que tiene su origen en los
hechos de violencia que ocurren durante la niñez y que son tolerados, cuando
no permitidos, por familiares.
En el municipio Moa la violencia social, dentro de esta la violencia de género
(específicamente la intrafamiliar) ha aumentado estadísticamente en los últimos
años (ver anexo 5). Se han desarrollado investigaciones previas que han
determinado que las comunidades donde las estadísticas muestran que existen
un mayor número de casos de violencia intrafamiliar es en el Consejo Popular
“Caribe”, “Armando Mestre” y la comunidad rural de Centeno (Pérez,
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 63
�Madelagnia y Obregón, Raciel, 2008; Zaldívar, Molina, Y, 2011; Pérez Gallo,
Victor Hugo, 2011). Esto ha sido confirmado en la entrevista en profundidad
aplicada a la secretaria de la FMC de Moa, Marjolis Fajardo Benoit (ver anexo
2, modelo 5). No obstante, la diferencia respecto al resto de los repartos es
mínima. Por otra parte estas investigaciones han demostrado que una de las
características identitarias de las masculinidades hegemónicas en Moa
consiste en el uso de diferentes manifestaciones de la violencia para mantener
su status, aplicándola sobre mujeres, niños y ancianos de uno u otro sexo. Por
otra parte también han mostrado que estas pautas de conductas violentas las
aprenden desde las edades más tempranas los niños y niñas en Moa tanto en
la familia como en el ámbito escolar. Los niños aprenden la violencia desde los
cánones de la masculinidad hegemónica, como uno de los pilares para
legitimar y reproducir posiciones de fuerza. Dos de las escuelas donde ocurren
problemas entre los niños, son “Juan George Sotto y “Armando Mestre”
(Machado Velázquez, 2013), ambas situadas en los repartos urbanos
mencionados anteriormente con problemas de
violencia social y de género,
evidenciándose la necesidad de la deconstrucción de procesos estructuradores
de la identidad masculina infantil, construyendo al análisis a partir de la acción.
Este contribuiría epistemológicamente a la estructuración y aplicación de
políticas locales que trabajen la prevención de la violencia de género desde la
niñez en los espacios familiares y/o escolares.
Diseño de Investigación.
La investigación que desarrollamos tiene un carácter crítico reflexivo y en la
indagación científica se utiliza la perspectiva metodológica cuantitativa y
cualitativa,
y
su
triangulación.
Este
enfoque
metodológico
permitió
la
combinación de diferentes métodos y técnicas de investigación en varios niveles
de análisis: a nivel micro con los estudios de caso
de los niños y niñas, la
observación participante y el análisis del discurso de los hombres participantes
en los grupos focales; a nivel macro con los datos que nos proporcionó el índice
de masculinidad del municipio.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 64
�Luego, con los datos levantados en el trabajo de campo desarrollamos la
triangulación metodológica para obtener información tanto objetiva como
subjetiva de la realidad social en estudio. El uso de técnicas, tanto cuantitativas
como cualitativas, con un enfoque multidisciplinario, nos garantizó una mirada
integradora del fenómeno de la construcción de la identidad masculina en la
infancia. Todo complementado con datos cuantificables y observaciones de
campo de los juegos desarrollados por niños y niñas en el ámbito escolar y la
valoración que dan los sujetos masculinos adultos investigados acerca de su
relación con su padre
características de sus
en su niñez (homosocialización primaria) las
familias, las condiciones de vida y laborales en el
contexto minero metalúrgico del municipio de Moa, lo que nos lleva al siguiente
problema científico.
Problema Científico: ¿Cómo las prácticas socializadoras contribuyen a la
construcción de una identidad masculina hegemónica en los niños de Moa en
espacios escolares, familiares y hacia el interior de los grupos de iguales?
Idea a defender: Las prácticas socializadoras accionan como soportes para la
construcción de la identidad masculina en la infancia en Moa a través de
estereotipos de género y rituales homosocializadores que legitiman y
reproducen el modelo de masculinidad hegemónica imperante sobre todo en
espacios familiares, escolares y hacia el interior del grupo de iguales.
Esta interrogante permite formular como objetivo Determinar el papel de las
prácticas homosocializadoras que inciden en la construcción de la identidad
masculina infantil en Moa en los espacios familiares, escolares y hacia el
interior del grupo de iguales.
Tareas Científicas.
1- Revisión de la literatura en su acepción teórica y metodológica a fin de
conocer de modo exhaustivo el tratamiento, desarrollo, evolución y etapas
históricas por las que ha atravesado el tema de las masculinidades y en
específico las identidades genéricas.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 65
�2- Análisis de la relación entre las diversas ciencias que han abordado la
construcción de la identidad de género en los niños tanto de forma sistemática
como aproximativa, a fin de ubicar el papel que le corresponde a la
interpretación sociológica.
3-. Trabajo de campo, clasificación e interpretación de información con el
empleo de métodos y técnicas propios del estudio en cuestión, aplicando la
triangulación
en
el
homosocializadores
nivel
y los
de
datos
estereotipos
(Descripción
de
de
los
rituales
género, su reproducción y
contextualización como legitimadores de identidad masculina
en la vida
cotidiana).
4.- Construcción, mediante los métodos cualitativos, de los aspectos relevantes
respecto a los conceptos introducidos como cuerpo teórico.
Definición de conceptos.
Identidad de género.
Consiste en la comprensión que adquieren los sujetos de su lugar en un
sistema de relaciones de género, de su pertenencia a determinado grupo
genérico – a partir de la identificación con el mismo – a las expectativas,
percepciones, aspiraciones que van formulando en correspondencia con esa
posición, expresados en un discurso y materializados en su comportamiento a
partir del ejercicio de diversos roles en múltiples espacios sociales de
interacción, los que están a la vez condicionados social e históricamente
(Shaffter, D. R., 2002: 67).
Identidad colectiva masculina.
Definición que los actores sociales hacen de sí mismos en cuanto que grupo,
género, etnia, nación, etc., en términos de un conjunto de rasgos que
supuestamente comparten todos sus miembros y que se presentan por tanto,
objetivados. Tales rasgos son concebidos además como distintivos, debido a
que uno de los procesos de formación y perpetuación de la identidad colectiva
radica precisamente en que se expresa en contraposición a otro u otros grupos
con respecto a los cuales se marcan las diferencias (Pérez, Agote cit. por
Piqueras, Andrés, 1996: 275).
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 66
�Identidad masculina.
Proceso mediante el cual el hombre logra distinguirse a sí mismo en virtud de
las significaciones que le otorga a las personas y los objetos que forman parte
de su entorno, del conocimiento que adquiere sobre los elementos, de la
percepción que posee sobre su posición social, las expectativas que elabora,
las aspiraciones que construye, los valores que asume y los comportamientos
que adopta, que le permiten diferenciarse de los demás en torno a las prácticas
y los vínculos que crea y las cualidades que le confieren unidad biográfica.
Proceso, en fin, que lo convierte en un individuo singular y social a la vez.
(Proveyer, Clotilde, 2000: 34).
Homosociabilidad:
Orden de género en el cual los lazos entre las personas de un mismo sexo
dicen ser fundamentales para las relaciones sociales heterosexuales. Los
espacios homosociales constituyen, en general espacios para la reafirmación
de las identidades de género. Teóricos de género postestructuralistas como
Butler (1990 & 2006), por
ejemplo, afirman que la homosociabilidad entre
hombres genera identificación (o sentido de comunidad) y puede verse como la
base
de
la
superioridad
masculina
en
la
sociedad
moderna.
La
homosociabilidad se utiliza comúnmente para definir las relaciones de poder y
de cooperación entre hombres heterosexuales y es incluso relativamente poco
común que se mencione a mujeres en este mismo contexto (ver por ejemplo
Sedgwick 1985, Pérez Gallo, Victor Hugo, a, 2011). Al decir de Connell
(1997:195), una consecuencia importante de esta dinámica histórica es la
institución de una regla mayúscula de la cultura burguesa, a saber, la ideología
práctica de “esferas separadas” para hombres y mujeres.
Infancia:
Definición Legal: Período que abarca desde el nacimiento hasta
cumplir los 18 años de edad o alcanzar la emancipación. La Convención
sobre los Derechos del Niño, en vigor desde el 2 de septiembre de
1990, señala
que "se entiende por niño todo ser humano menor de
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 67
�dieciocho años de
edad, salvo que, en virtud de la ley que le sea
aplicable, haya alcanzado antes la mayoría de edad”. Esta convención
recoge los principales derechos de niños y niñas a lo largo del mundo
(UNICEF, 2005).
Definición desde la evolución psicoactiva: Se entiende por niño o
niña aquella persona que aún no ha alcanzado un grado de madurez
suficiente
para tener autonomía y con edad comprendida entre 0 – 11
años. (Vygotsky, 1979: 14)
Definición desde el desarrollo físico: Es la denominación utilizada
para referirse a toda criatura humana que no ha alcanzado la pubertad.
Definición Sociocultural: Según las condiciones económicas, las
costumbres y las creencias de cada cultura el concepto de infancia
puede variar, así como la forma de aprender o vivir. La definición de
niño/a también ha variado considerablemente a lo largo de la historia y
en las diversas sociedades y culturas (Zornado, J, 2001: 34).
Masculinidades Hegemónicas: “El concepto de hegemonía, derivado del
análisis de Antonio Gramsci de las relaciones de clases, se refiere a la
dinámica cultural por la cual un grupo exige y sostiene una posición de
liderazgo en la vida social(...) La masculinidad hegemónica puede definirse
como la configuración de práctica genérica que encarna la respuesta
corrientemente aceptada al problema de la legitimidad del patriarcado, la que
garantiza (o se toma para garantizar) la posición de los hombres y la
subordinación de las mujeres (Connell, 1997: 34)”.
Ritual: "Conducta formal prescrita en ocasiones no dominadas por la rutina
tecnológica, y relacionada con la creencia en seres o fuerzas místicas. El
símbolo es la más pequeña unidad del ritual que todavía conserva las
propiedades específicas de la conducta ritual. (…) Un «símbolo» es una cosa
de la que, por general consenso, se piensa que tipifica naturalmente o
representa, o recuerda algo, ya sea por la posesión de cualidades análogas, ya
por asociación de hecho o de pensamiento. Los símbolos (son) empíricamente
objetos, actividades, relaciones, acontecimientos, gestos y unidades espaciales
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 68
�en un contexto ritual" (Turner, V. 2007: 23).
Términos aportados por el autor:
Configuraciones dramatúrgicas de las masculinidades: Acciones sociales
que desarrollan los hombres en su interacción para construir y legitimar durante
la homosocialización un modelo de masculinidades, hegemónico o no, a través
del control de las impresiones, emociones, gestos faciales, fachadas, máscaras
institucionalizadas que legitiman a su vez el rol ”natural” del hombre en
sociedad. Estas configuraciones son personales, grupales, o comunitarias e
intentan controlar la opinión que tienen sobre ellos los integrantes de su grupo
de iguales. Por tanto los hombres construyen su self masculino en el
intercambio simbólico con un “público” que espera ciertas actuaciones por parte
de estos.
Homosociabilidad primaria: relaciones entre individuos del mismo sexo que
trasmiten contenidos cognitivos que varían contextualmente y que comprenden
el aprendizaje de normas, valores y del lenguaje como vehículo de las
interacciones simbólicas. Este aprendizaje es primario, generalmente para el
niño o la niña que están con sus iguales adultos, e integra esquemas
interpretativos y motivacionales de su realidad y elementos legitimadores de la
validez de modelos hegemónicos de masculinidades o feminidades.
Al desarrollarse durante la niñez este aprendizaje es especial respecto al resto
de los aprendizajes, ya que construye la identidad genérica de los actores
sociales, compuesta por un alto nivel del componente emocional afectivo
(generalmente los “iguales” son los padres o parientes cercanos de la niña o el
niño) que otorga una alta jerarquización en su afectividad de dichos
componentes, por lo que esto determina en gran parte la personalidad futura
del individuo.
Rituales de homosocialización masculina: Son prácticas sociales simbólicas,
contextuadas en un espacio y un tiempo específicos. Componen un sistema de
significación ritualizado y estructurado por prácticas sociales
y prácticas
simbólicas de las masculinidades que expresan valores y cuyo principal objeto
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 69
�es construir, reforzar y legitimar la identidad masculina, renovando la cohesión
y solidaridad masculina a determinados modelos de masculinidades.
Metodología Empleada para la Recogida de Datos:
Durante los diez años de experiencia de estudios de masculinidades,
desarrollado por el autor de este trabajo, tanto en la docencia como en la
investigación y la participación en eventos nacionales e internacionales,
permitieron mantener intercambio con especialistas y profesionales en el tema.
La participación en el Proyecto Europeo de Estudios de Género “Mujeres 100
Mirrors”, posibilitó revisar bibliografía actualizada sobre el tema en las
Bibliotecas especializadas de género de las Universidades de Santiago de
Compostela (Centro Interdisciplinario de Investigaciónes Feministas e de
Estudos
do
Xénero) y de
Zaragoza, además
de
recibir posgrados
especializados en la Maestría de Estudios de Género de Zaragoza, certificada
por la Unión Europea.
La complejidad del tema en el que se incursiona, exigió la preparación de una
estrategia metodológica sustentada en la triangulación de datos que se
obtuvieron por el empleo de varias herramientas, entre ellas técnicas de
composición, entrevista
en profundidad, grupo
focal con hombres, la
observación participante, que unido al análisis de la realidad a través del
modelo dramatúrgico de Goffman posibilitó aplicar un procedimiento que nos
diera las intríngulis culturales de la construcción de la identidad genérica en los
niños de la comunidad Armando Mestre y del Caribe, en Moa, Holguín.
La investigación la hemos desarrollado en dos grandes fases: la primera (20042010) correspondiente a la descripción densa de las masculinidades periféricas
y hegemónicas en la comunidad minero metalúrgica de Moa, correspondiente
esta fase con la observación sistemática, la mayor parte del análisis de
contenido a las fuentes documentales fundamentales y algunas entrevistas a
expertos y la segunda (2010-2013) que coincide con el desarrollo de grupos
focales con hombres en los diferentes consejos populares y centros laborales
de Moa durante el 2010, entrevistas en profundidad a las maestras, entrevistas
a los niños y nuevas observaciones dado que a partir de este año el autor
comienza la construcción y aplicación de los instrumentos a niños y niñas en
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 70
�las escuelas sujetos de estudio. En la recogida de información participaron
estudiantes del 3ero, 4to y 5to año de la Carrera de Estudios Socioculturales y
de Ciencias de la Información, pertenecientes al grupo científico estudiantil
“Género y Desarrollo Humano”. El trabajo desarrollado en comunidades
desfavorecida
con perspectiva
de género del Grupo de Investigación
multidisciplinario “Desarrollo Humano y Equidad”, del que el autor es el
coordinador, ha sido sumamente importante en la búsqueda de estadísticas de
violencia social, y dentro de esta de género, y el índice de masculinidad.
Estrategia de análisis.
Etapa 1
Se han desarrollado una serie de indagaciones preliminares a esta donde se
han determinado tipos ideales de las masculinidades en el contexto moense,
las diferentes estrategias dramatúrgicas que reproducen estas para legitimar
sus modelos, los espacios donde desarrollan su acción social y sus principales
problemáticas, el análisis etnometodológico del discurso de los hombres en
espacios laborales y públicos, experimentos de ruptura de normas de género
con jóvenes, la recopilación de mitos y leyendas en la minería relacionados con
la actividad laboral de la mujer en las minas y el análisis desde la sociología del
conocimiento de estudios de masculinidades desarrollados en Cuba. Estas
pesquisas han enriquecido el arsenal teórico y metodológico del autor, dándole
guías para desarrollar su investigación doctoral, desarrollando pesquisas en
ámbitos rurales y urbanos que enriquecen la actual53.
Estas indagaciones fueron el preámbulo de la fundamentación de los datos
cuantitativos que indican el índice de masculinidad de Moa y los datos de los
hombres albergados en empresas del Grupo Empresarial CUBANIQUEL; se
categorizaron los diferentes grupos y espacios sociales donde interaccionan las
diversas masculinidades y se comenzaron a construir categorías nuevas que
explicaran su acción social.
En esta fase se buscan las estadísticas de violencia social y de género en Moa,
para ello se determina un pesquizaje de investigación factible para sustentar la
puntualidad, necesidad y pertinencia del
problema existente en el espacio
moense.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 71
�Aquí nos enfrentamos a uno de los primeros problemas: la evolución de
clasificaciones de corte macro, estáticas, a la construcción de tipos ideales
micro, dinámicos, cambiantes en el tiempo. La solucionamos cruzando la
noción durkheimiana de “ritual” con la concepción dramatúrgica de la
interacción simbólica de Goffman, para construir un análisis de la continuidad
macro-micro que arranca de los recursos culturales de los grupos de
masculinidades (que son los que definen las dimensiones estructurales) y los
espacios de homosocialización, los rituales microsituacionales y se traduce en
una microsituación estructurada por máscaras, fachadas y atributos del actor
social que este ha internalizado. Por tanto, la teoría de Goffman nos ayudaría a
analizar procesos dinámicos de los fenómenos rituales de corte micro, las
narrativas y discursos de los hombres que los legitiman, complementando el
análisis del alcance de una clasificación.
Los espacios jerárquicos y los rituales son rasgos básicos de esta
microsituación estructurada de las masculinidades; los espacios jerárquicos
son resultado de una distribución del poder, donde la espacialidad tiene un
gran significado, y los niños lo aprenden sobre todo desde los espacios
familiares y escolares. Los rituales son resultado de unas continuidades macromicro, determinados por diferencias estratificadas desde los estereotipos de
género. Por tanto el poder masculino y la desigualdad entre los sexos serían
rasgos socializados por las cadenas de interacción ritual homosocializadoras.
El estudio se desarrolla en la parte urbana de Moa, en los repartos Armando
Mestre y Caribe, pero los grupos focales se han desarrollado en otros repartos
como Miraflores, Atlántico, Pesquero y en las fábricas de níquel “Pedro Sotto
Alba S.A.” y “Che Guevara”. La observación no participante se desarrolló en las
dos escuelas: la Escuela Primaria “Armando Mestre” y Escuela Primaria
Seminternado “Juan George Soto”.
Una vez constatado el pesquizaje que indica referentes cuantitativos sobre el
indicador de masculinidad, y el establecimiento de una estrategia teóricometodológica macro-micro, se delimitó la segunda etapa, dirigida al análisis
concreto en las dos comunidades urbanas.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 72
�Etapa 2
Para este caso, se precisa realizar un diagnóstico sobre los rituales
homosocializadores y espacialidad jerarquizada en dos comunidades urbanas,
específicamente en los espacios familiares, escolares, y hacia el interior de los
grupos de iguales, lo cual complementa la utilidad de los criterios clasificatorios
planteados en el capítulo uno.
La selección de estas comunidades obedece al reporte policial de la estadística
de crecimiento de la violencia social y de género en estas (ver anexo 2, modelo
3 y anexo 5) y el hecho de estar situadas allí las escuelas donde a su vez se
detectó que existen indisciplinas (Machado Velázquez, 2013). Estos espacios
también resultan significativos por presentar diferencias reveladoras en el
subsistema construido: tipo de edificaciones, estructura vial, redes telefónicas,
disposición de servicios sociales, particularidades demográficas.
El diagnóstico se concreta con el desarrollo de grupos focales y entrevistas
familiares (Rodríguez; et al, 2008) (anexo 2 modelo 4 y 5), para conocer
imaginarios, estereotipos, opiniones sobre la educación a niños y niñas; el
diagnóstico especifica aquellos indicadores que expresan formas y contenidos
de género sobre la construcción de la identidad en niños y niñas, las
representaciones que tienen los padres sobre su futuro, la ritualización que
ocurre hacia el interior de las familias y el proceso de construcción de
máscaras.
Para ratificar y contrastar puntos de vista se empleó la triangulación de
informantes (Rodríguez; et al, 2008), teniéndose en cuenta las diferentes
posiciones de informantes claves o maestras de las escuelas primarias tipo. Se
debe destacar la importancia de las entrevistas a expertos como Ramón Rivero
Pino, Julio Cesar Gonzales Pagés, Julio Hernández García, José Olavarría
Aranguren, Eneycy Morejón, Hugo Huberman, Marjolis Benoit, María Caridad
Limares de Paz, principales estudiosos de las masculinidades en Cuba y
Latinoamérica, de la sociología de la niñez, de la Federación de Mujeres
Cubanas, Oficina Municipal de Estadísticas, la Casa de Orientación a la Mujer y
la
Familia,
Oficina
de
Recursos
Humanos
del
Grupo
empresarial
CUBANIQUEL.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 73
�Etapa 3
La importancia en detallar e interpretar los rituales homosocializadores y los
estereotipos que reproducen y construyen la identidad masculina en la infancia,
nos lleva a la necesidad de un estudio pormenorizado sobre bases críticas e
interpretativas de estos, para ello se consideró de vital importancia la utilidad
de la triangulación de técnicas cualitativas desde un paradigma hermenéutico
(Izcara, 2009).
Esto se puntualizó con la aplicación de la entrevista en profundidad, el grupo
focal, la observación no participante y el análisis del discurso de las entrevistas
familiares y a los niños. En el caso de los grupos focales desarrollado con
hombres consideramos que participar en un grupo compuesto exclusivamente
por varones, beneficiaría un clima que permitiría profundizar en prácticas
discursivas más esenciales o radicales en torno a su identidad masculina,
otorgándoles mayor seguridad en sus respuestas, resultado de la complicidad y
solidaridad de género que se establecen en los espacios homosociales,
existiendo por otra parte mayores posibilidades de describir estas posiciones
beneficiando las contra-narrativas (Korobov y Bamberg, 2004).
El análisis de los datos recogidos en las entrevistas de niños, padres y madres
y las maestras resultó de provecho, ya que permitió destacar en descripción
densa de los diversos estereotipos de género y los rituales homosocializadores
en ámbitos como la escuela, la familia y hacia el interior de los grupos de
iguales. Se tuvo en cuenta la formación discursiva según el género del hablante
y la edad, lo que nos permitió describir la dinámica de los textos sociales que
son significativas para cada hombre, mujer, o niño entrevistado.
Muestra y Población.
Para la selección de la población a las que se le aplicaron las técnicas de grupo
focal, para el caso de los niños en las escuelas (observación, dibujo, párrafo)
no se partió de criterios de representatividad cuantitativa que establecieran la
proporcionalidad de la muestra con la población total de Moa, debido a que
nuestra intención era comprobar el contenido subjetivo por una parte junto a la
representación social de la identidad y el rol de género; por otra, la
representación mental de las características de las figuras significativas
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 74
�paternas en el desarrollo de la identidad de género de los niños. Evidentemente
estos grupos fueron concebidos con un carácter intencional, estableciendo
como criterios de selección la edad (5 – 7 y 11-12 años). Se escogieron al azar
6 niños de 11-12 años de cada escuela para aplicárseles una entrevista.
También se desarrollaron entrevistas en profundidad a 3 maestras de cada
escuela. En el caso de los hombres que constituyeron 6 grupos focales con 24
hombres con edades comprendidas entre los 20 y los 60 años, con la condición
de que llevaran viviendo en la parte urbana de la ciudad de Moa durante el
tiempo comprendido de 20 años o más 54. No hay distinción del lugar de Moa
que viven, nivel instructivo o tipo de trabajo. Aunque debemos destacar que la
mayoría de los hombres de la muestra son trabajadores de las minas o
industrias del Níquel, que es la principal actividad económica de Moa.
Las entrevistas familiares se desarrollaron con 20 familias, 10 de cada reparto
objeto de estudio, respectivamente. Como puede apreciarse se trata de un
estudio
de
casos
de alcance microsociológico aunque los resultados
obtenidos, por su significación, se deben de tener en cuenta para el trazado de
políticas públicas con relación a esta problemática.
Técnicas aplicadas para la recogida de datos.
Escuela Primaria “Armando Mestre”
Se aplicó la técnica de Observación no Participante (ver anexo 2, modelo 6) a
16 niños del grupo de Preescolar A, de un total de 20 inscritos en la matrícula,
desglosados en 9 niños y 11 niñas. De esta muestra 1 sola madre trabaja fuera
de la casa, siendo el resto trabajadoras domésticas no remuneradas 55. Existen
14 familias nucleares extensas, 6 monoparentales femeninas, aunque tienen
una unión consensual con un hombre que no reside en la casa que no es el
padre de los niños, y en 3 familias los dos padres no trabajan.
Se le aplicó la técnica del dibujo (ver anexo 2, modelo 1) a 21 niños del grupo
de 1er Grado, de un total de 22 inscritos en la matrícula, desglosados en 9 niños
y 13 niñas. De esta muestra existe 1 sola madre que trabaja fuera de la casa,
siendo el resto trabajadoras domésticas no remuneradas. Existen 14 familias
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 75
�nucleares extensas, 3 nucleares y 5 monoparentales femeninas, aunque 4 de
ellas tienen una unión consensual con un hombre que no reside en la casa y
que no es el padre de los niños, en 1 familia los dos padres no trabajan.
Se le aplicó la técnica de la composición (ver anexo 2, modelo 2) a 19 niños del
grupo de 6to Grado, de un total de 19 inscritos en la matrícula, desglosados en
8 niños y 11 niñas. De esta muestra, 4 madres que trabajan fuera de la casa,
siendo el resto trabajadoras domésticas no remuneradas. Existen 12 familias
nucleares extensas, 6 monoparentales femeninas, 4 una unión consensual con
un hombre que no reside en la casa que no es el padre de los niños.
Escuela Primaria Seminternado “Juan George Sotto”
Al ser esta escuela un seminternado todos los padres trabajan y el 96% son
técnicos superiores. Se le aplicó la técnica del Observación no Participante (ver
anexo 2, modelo 6) a 20 niños del grupo de Preescolar A, de un total de 20
inscritos en la matrícula, desglosados en 10 niños y 10 niñas. Existen 12
familias nucleares, 8 familias monoparentales femeninas.
Se le aplicó la técnica del dibujo (ver anexo 2, modelo 1) a 25 niños del grupo
de 1er Grado,1ro D, de un total de 25 inscritos en la matrícula, desglosados en
11 niños y 14 niñas, de ellas 14 eran nucleares y 11 monoparentales
femeninas.
Se le aplicó la técnica de la composición (ver anexo 2, modelo 2) a 24 niños del
grupo de 6to Grado, de un total de 25 inscritos en la matrícula, desglosados en
11 niños y 13 niñas. Existen 19 familias nucleares y 6 monoparentales
femeninas, teniendo 1 mujer una unión consensual con un hombre que no
reside en la casa y que no es el padre de los niños. Existe una niña huérfana
de padre, convive con la tía 1 niño huérfano de padre, que vive con la madre y
el padrastro.
Observación no Participante.
Existen varios tipos de observación, uno de ellos se clasifica según la relación
entre el observador y el ente observado. En nuestra investigación
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 76
�empleamos la no participante, que nos ha sido de utilidad para determinar los
roles de género que las niñas y niños observados asumen en sus actividades
lúdicas. Desarrollamos la observación del contexto del grupo de niños y niñas
sin intervenir en el hecho que indagamos. La desarrollamos en el contexto
laboral, familiar, escolar y en los juegos deportivos donde los padres llevan a
sus hijos varones.
Técnica del Dibujo.
El Dibujo Libre es el dibujo desarrollado por los niños y niñas que expresan su
percepción del entorno familiar, entendiéndose esta como un proceso activo
donde el niño y la niña en cada dibujo reflejan los roles de género que dentro
de la familia desarrollan sus padres y que ellos tienden a imitar.
El "Test del dibujo de la familia" es un test proyectivo que donde se evalúa
fundamentalmente el estado emocional de un niño, con respecto a su
adaptación al medio familiar y su perspectiva de los roles de género que
despliegan los miembros de su familia.
Grupos Focales.
Consideramos los grupos focales como unos discursos construidos entre
“iguales”, donde cada hombre era parte del proceso. Por otra parte, los
participantes son sujetos en proceso (que se trasforman), al conversar, van
organizando permutas en su discurso; el sistema informacional es abierto, cada
hombre habla y puede responder, a su vez, el que responde puede debatir y
volver a hacer otras preguntas, lo que hace una conversación. El producto del
grupo de discusión es un discurso grupal, que para el análisis interesa más que
el habla individual. La conversación que surge dentro del grupo es siempre
considerada como una totalidad (Ibáñez, 1979).
El análisis de la identidad se realizó a través de:
* Identificación del hombre con su grupo genérico mediante el
desempeño de sus roles de género:
- rol de esposo, de hijo, de hombre y de padre.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 77
�*Percepción que sobre la feminidad y sus atributos posee la mujer
- opiniones: cualquier declaración, idea expresada verbalmente, creencia o
conocimiento que no necesariamente incluye una garantía de su validez. Son
juicios que se forman acerca de un objeto hecho.
- imágenes: son en el sentido más literal de la palabra, representaciones
mentales de un objeto, una situación o un estado de cosas que se exponen de
forma viva y eficaz por medio del lenguaje.
Entrevista Familiar. Con el objetivo de analizar los discursos desarrollados por
los padres y madres de los niños y niñas para representar las construcciones
de género que ellos a su vez internalizan en sus hijos e hijas a través de juegos
y ajustes de conducta. A su vez son sumamente importantes para el análisis de
ritos constructores y legitimadores de la masculinidad hacia el interior de la
familia y su debida jerarquización.
Entrevista a las Maestras: Con el objeto de analizar sus discursos sobre la
educación genérica de los niños y niñas, y para precisar cuáles ritos escolares
construyen, reproducen y legitiman los modelos de masculinidad.
Entrevista a los niños: Con el objetivo de analizar los discursos desarrollados
por niños para representar las construcciones de género sustentadas por ellos.
2.3 Las masculinidades: prácticas identitarias, asignación de máscaras y
rituales de homosocialización.
El concepto de identidad es sumamente importante en la perspectiva de las
Ciencias Sociales56. Es un concepto amplio, más en nuestra investigación nos
referiremos a la identidad masculina.
Según Piqueras la conformación de cualquier identidad colectiva, deriva “del
entramado de múltiples interacciones socio- identitarias, sometidas a la
compleja acción de procesos de fusión o cohesión, pero también de intradiferenciación e incluso de fisión endocolectiva.” (Piqueras, 1996: 67).
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 78
�La
Sociología
ha
aportado
explicaciones
medulares
respecto
al
condicionamiento social en la conformación de la identidad. Esta se realiza a
través del proceso de socialización que “está estrechamente ligado al
aprendizaje y a la formación de la personalidad ya que se realiza durante todo
el proceso evolutivo” (Giner, Salvador, 2001:695) y de las teorías de los roles
sociales asumido como “un producto social surgido en la interacción y
posibilitado por la conducta inteligente que usa símbolos” (Giner, Salvador,
2001:660). Para Mead, a quien se atribuye la introducción del concepto rol en
las ciencias sociales, la identidad personal reside en la interiorización por parte
del individuo de sus roles sociales. Parsons desarrolla su orientación normativa
y su teoría del sistema social sobre el concepto rol.
En la Sociología aparece el concepto rol social como un intento de explicar la
dinámica de la interacción entre el individuo y la sociedad. Parte del concepto
teatral del “papel que está asignado a cada actor en la obra” (Giner, Salvador,
2001: 660). Linton le da un sentido netamente sociológico al concepto de rol al
“considerar que cada individuo tiene un rol social compuesto por el conjunto de
las acciones que el grupo o la sociedad espera que realice debido al status que
ocupa en ese grupo o sociedad” (Linton cit. por Giner, 2001: 661)
El concepto de rol da las herramientas al sociólogo para comprender al actor
no sólo en su medio social inmediato, sino también en su relación con el medio
social más general, de ahí que sea importante para la integración del enfoque
macro y micro en la comprensión de la construcción de la identidad (Proveyer,
Clotilde, 2000:12).
El proceso de internalización de normas, pautas de conducta, actitudes y
valores sucede de manera prácticamente inconsciente y es una influencia
primordial en la conformación autoidentitaria del individuo. Tiene en su seno
varias contradicciones ya que el sujeto, a su vez, es un sujeto creativo, dueño
de su propio destino, constructor de los sentidos de su cotidianidad.
Es importante tener en cuenta durante el proceso de construcción de la
identidad el contexto donde este se produce, ya que esta se origina de manera
interactiva, dependiendo del ámbito relacional donde desarrollan los actores su
vida cotidiana. Por tanto el proceso identitario es controvertido, evoluciona, es
cuestionado, debatible y los otros actores sociales lo debaten. Los otros,
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 79
�pueden ser incluso miembros del grupo social al que pertenecen los unos, y
que puede ser un solo grupo, pero múltiple a la vez (clase social, raza,
profesión, género, país, etc.)
El sexo, cargado de significados y de identidad, implica no obstante el que un
hombre no podría llamarse miembro del sexo masculino sino aceptara y
reprodujera los roles que le impone pertenecer a las masculinidades,
representaciones que están aceptadas socialmente. Esta masculinidad luego
implicarían un conjunto de prácticas, discursos, imágenes que son el sustento
de las identidades masculinas.
La construcción de la identidad masculina es el resultado de una construcción
social que participa de la complejidad de lo social. Esta se remite a “grupos
culturales de referencia cuyos límites no coinciden” (Cuché, 2004: 141). Estos
grupos de hombres generalmente recrean sus pautas y valores en habitus
homosocializadores, allí se concretan y toman forma de acción social las
pautas de acción de los hombres.
Las masculinidades al ser construidas culturalmente no nacen como tales. El
hombre nace, biológicamente hablando, y el varón se forma mediante el
complejo proceso de internalización de pautas conductuales, valores, normas
que definen lo que es ser varón en las sociedades modernas. Por tanto las
características masculinas no son innatas, sino son consecuencia del proceso
de socialización que desde una cultura androcéntrica legitima relaciones de
dominación entre los sexos. La identidad, o para ser más exactos, la condición
masculina es por tanto un producto social, un resultado cultural modificable
mediante la educación no sexista de hombres y mujeres.
Entre el hombre y la mujer existen diferencias biológicas que son naturales y
solo modificables mediante complejas intervenciones quirúrgicas57. Algunos
cientistas sociales (Lozoya Gómez, José Ángel, 1999) opinan que el sexo es el
punto de partida de la construcción genérica. Consideramos errada esta
opinión ya que pareciera que el rol sexual no es modificable, al estar
constreñido por su misma condición biológica a tener roles sexuales fijos
reproductivos. El ser humano es un ser sociocultural, biológico y psicosocial,
por tanto solo accede al conocimiento sobre sí mismo mediante el proceso
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 80
�cognitivo de aprehender el mundo que lo rodea. Esto lo puede hacer a través
de un sistema simbólico de prácticas sociales, símbolos e imágenes. El cuerpo
humano es un ente provisto de innumerables significados que existen
dependiendo de las interpretaciones, valores y discursos que desarrollan los
humanos
sobre
el
mismo,
por
tanto
el
cuerpo
humano
no
existe
independientemente de estas, sino como correlato de nuestra subjetividad
colectiva, lo que implicaría al sexo biológico, al igual que el género, como un
constructo social, que no lo anticipa, ni lo "naturaliza" a través de la
socialización, como define la construcción de la identidad de género algunos
cientistas sociales. Por otra parte está la clara referencia de Butler a lo que
añadimos anteriormente:
"One
way
in
which
this
system
of
compulsory
heterosexuality is reproduced and concealed is through the
cultivation of bodies into discrete sexes with ‘natural’
appearances
and
‘natural’
heterosexual
dispositions"
(Butler 1990:275).
La socialización como proceso de interacción social está estrechamente ligada
al aprendizaje y a la formación de la personalidad. Existen cuatro instituciones
importantes que socializan al individuo: la escuela, la familia, los medios de
difusión masiva y los grupos de iguales. La socialización primaria, que es la
que se efectúa en la infancia, es aquella en que se internalizan los elementos
sociales más importantes en la sociedad, los que van a funcionar como una
estructura simbólica que guíe al niño y la niña en su vida cotidiana mientras
crece. El niño y la niña van a internalizar una urdimbre de significaciones que
cada sociedad produce colectivamente y que instituye entre otros aspectos qué
es ser un hombre, qué es ser una mujer, qué es lo bueno, qué es lo malo, etc.
Según estudios de corte psicológicos desarrollados con niños y niñas como
sujetos de estudio se ha determinado que la conciencia de pertenencia a una
de las categorías de género existentes se desarrolla precozmente, teniendo
como referentes generalmente a los estereotipos sociales sobre los roles que
han de representar los miembros de cada sexo. Empleando la terminología de
Goffman: desde pequeños la sociedad nos pone la elección de la máscara que
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 81
�vamos a usar en el futuro, y aunque esta máscara no es estática, generalmente
define la posterior personalidad genérica del individuo. Algunos investigadores
(Vasta, Haith y Miller, 1996 y Shaffter, 2002) han determinado que hacia los
dos años de edad los niños ya tienen conocimiento de las categorías de género
existentes en la sociedad y que este conocimiento parece tener lugar a la par
que el niño toma conciencia de su identidad sexual, o sea la conciencia del
propio sexo biológico. Estamos de acuerdo con Vasta y Miller (1996) cuando
afirman que hasta los siete años de edad la identidad de género no se
consolida. Ellos opinan que en edades previas los niños y las niñas aún pueden
creer que el sexo puede cambiar según las características físicas externos
(pelo, color de labios) o ropajes, adornos de pelo, colores más usados, etc.
A los varones desde pequeños se le elogian sus atributos sexuales, se les viste
de colores oscuros (generalmente azul), cuando hacen algún gesto sexual se
les felicita, al contrario que a las niñas. Por otra parte, se les educa en la
fortaleza, en la dureza. Esto ocurre puesto que fundamentalmente a los
hombres en el proceso socializador desde pequeños como afirma JosephVincent Marquez “se les reprime la afectividad y el interés por lo íntimo y
doméstico y se les fomenta todo aquello que sirva para convertirse en sujeto
pleno y exitoso en la vida social” (1997:21). De allí que los niños a medida que
se van haciendo adultos tengan problemas psicosociales en cuanto al manejo
de las emociones, puesto que si a las mujeres se les estimula a expresarse
libremente, a los hombres se les reprime por considerarlo un símbolo de
debilidad en la masculinidad.
Este imaginario social se modula y se resume en los más diversos modos de
manifestarse las estructuras vinculares, con sus sesgos peculiares de género
según sea el contexto sociocultural reproducido de generación en generación,
produciendo una especie de cultura común androcéntrica y falocéntrica.
Luego los individuos que participan de esta cultura común tendrían los mismos
imperativos para reaccionar en sociedad ante determinados hechos sociales y
a su vez la colectividad esperaría de ellos determinadas normas y valores que,
aceptados tácitamente, conformarían un conjunto de vivencias, de una
moralidad compartida por los actores. Y en caso de que se violaran, de que el
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 82
�actor social hiciera “lo que no debía de hacer”, pues se aplicarían una serie de
sanciones sociales.
Los hombres pertenecientes a todas las masculinidades asumen máscaras que
presentan ante sus semejantes. Las máscaras representan un “equipo
expresivo
estándar” (Goffman cit. por Alexander, 1992:190) que está
compuesto por utilería de teatro, o sea “ambientación (...) apariencia (...) y
modales (...)” (Alexander, 1992:190) y que los hombres escogen desde que
comienzan a aprehender en sociedad los roles de género que interpretarán el
resto de sus días. Estas máscaras, en tanto vehículos de un orden normativo,
inducirían a los hombres a vestirse con ropas eminentemente masculinas y
tratar de trabajar en labores donde pudieran mostrar lo fuertes e inteligentes
que son y modales donde se viera decisión, dominio de sí mismo, autoridad,
insensibilidad ante sentimientos propios y ajenos, dureza en el trato con sus
semejantes, agresividad, y en casos extremos, homofobia, alcoholismo,
violencia social. Evidentemente el actor está constreñido por un conjunto de
restricciones culturales de lo que debe de ser un hombre. Estas restricciones
son una especie de control social que someten al individuo sumergiéndolo en el
tipo colectivo de masculinidades hegemónicas.
Según Parsons (1982) los roles dirigen la acción individual a través de pautas
de conducta y de normas que han sido institucionalizadas. Por tanto las
máscaras son un producto de la socialización a la que han sido sometidos los
individuos, producto que pueden modificar muy levemente, ya que han sido
asignadas siempre a determinado rol, pero además producto, que en tanto se
hereda y trasmite es histórico y subjetivado. No se podría imaginar al hombre
perteneciente a las masculinidades hegemónicas con un pañuelo en la cabeza
y limpiando un piso con una escoba. En este último ejemplo se deben estas
creencias a las construcciones simbólicas del sistema patriarcal que sirven de
guía para interactuar con nuestros semejantes, a las expectativas que tenemos
sobre lo que debe de ser hombre y a las asignaciones simbólicas que hemos
aprendido durante toda nuestra vida durante los procesos de socialización
primaria y secundaria.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 83
�Las máscaras permiten establecer ciertas expectativas, cuando un actor social
adopta un rol que hace mucho está establecido, se percata de que este ya
tiene una máscara específica para ese rol y entonces se le facilitan sus
acciones en la vida cotidiana, porque sabe que esa máscara que ha elegido
tiene ciertos caminos en la acción social de los que no se debe de apartar. El
actor social asume como propias las recetas preconcebidas para esa máscara
y las desarrolla en su vida social, las convierte en obvias y las naturaliza como
una realidad “per se” que existe con vida propia.
De todas formas las actuaciones cotidianas de los actores y sus máscaras
deben de pasar varias pruebas para que sean verosímiles para sus
semejantes, desde dejar de lavar ropa hasta beber alcohol hasta el cansancio y
pedir otra botella luego. Por tanto, los actores masculinos deben de tener
presente que siempre deben dar una impresión de que su comportamiento
siempre es así, bajo cualquier circunstancia. O como diría Alexander “no deben
de aparentar que se esfuerzan mucho o demasiado poco; deben de dar una
impresión de absoluta infalibilidad; deben de exhibir solo el producto final de su
actuación, no los difíciles ensayos; deben separar al público de cada actuación
de los públicos que presencian sus otros roles sociales” (1992: 191).
Conclusiones parciales del capítulo.
Al realizarse la indagación desde la metodología se respetó su diversidad y
permitió describir y analizar las diversas cualidades del fenómeno, más que
centrarse en la frecuencia numérica con que aparecen los distintos tipos de
discursos identitarios. Lo anteriormente dicho no implicó relegar datos de
carácter cuantitativo, como las estadísticas de violencia y el índice de
masculinidad en Moa que se emplearon para una descripción general del
fenómeno, a modo de contextualización en un entorno macro.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 84
�CAPITULO III
LA CONSTRUCCIÓN DE LA IDENTIDAD MASCULINA EN LA INFANCIA:
LOS CONSEJOS POPULARES ARMANDO MESTRE Y CARIBE: ESTUDIOS
DE CASOS.
El capítulo se enmarca en el tratamiento de la identidad masculina a partir del
trabajo de campo en un contexto donde la principal actividad económica es la
minería y la metalurgia del níquel. Para el sustento de la investigación a partir
del
análisis
de
las
masculinidades,
se
describen
los
rituales
de
homosocialización que se desarrollan durante el proceso de socialización en la
infancia y la adultez masculina, a partir de la descripción densa de los juegos
de niños y niñas, entrevistas familiares, la observación no participante y el
análisis del discurso de los hombres que participaron en grupos focales.
Lo anterior permitió argumentar los elementos culturales que median en la
construcción de la identidad de género en niños, la influencia homosocial en
estos y los estereotipos internalizados. En sus tres epígrafes, se concreta un
análisis crítico analítico de la construcción identitaria de género en la niñez,
para distinguir los elementos simbólicos -estructurales que las estereotipan,
reproducen y legitiman, teniendo en cuenta la identificación de los principales
rasgos que la caracterizan y los rituales homosocializadores que las recrean en
los ámbitos familiares, escolares y hacia el interior del grupo de pares.
3.1
Minería e Identidad Masculina. Abordaje de la problemática de la
sociabilidad masculina en el contexto de Moa.
La identidad masculina infantil es una construcción compleja que depende de
factores sociales y culturales, su análisis implica por tanto caracterizar los
procesos, contextos y discursos donde esta se estructura y reproduce. Es
sumamente
interesante
comprender como
ello
ocurre
en un contexto
económico sui generis en Cuba: el municipio de Moa.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 85
�Moa es un municipio situado al noroeste de la provincia de Holguín. Tiene una
extensión territorial de 732.6 Km2, de ellos 19 Km2 en zona urbana y 713.6 Km2
en zona rural, de estos pertenecen al Plan Turquino 573 Km2. La densidad
poblacional es de 88.8 habitantes por Km2, en la zona urbana 2 499.2
habitantes por Km2, la rural 10.6 habitantes por Km2 y el Plan Turquino 2.9
habitantes por Km2. La población actual es de 72 414 habitantes, corresponden
61 836 a la zona urbana (85.4 %) y a la rural, 10 578, 14.6% de ellos en la
montaña. Limita al Norte con el Océano Atlántico, al Oeste con los municipios
holguineros de Frank País y Sagua de Tánamo. Al Este y Sur con los
municipios guantanameros de Baracoa y Yateras58 (Ver anexo 7, fig. 2 y 3).
La actividad económica tradicional de Moa en sus inicios fue la pesca y la
silvicultura. En la actualidad es la minería y la metalurgia del níquel su principal
sustento, aunque inicialmente, en los años 50 del pasado siglo XX, la minería
del cromo ocupó un sitial preferencial. La actividad minera ha determinado por
décadas la vida cotidiana de los habitantes, hombres y mujeres que la habitan.
En esta se genera una dimensión sociocultural que se verá invariablemente
reflejada en los sistemas simbólicos de género, la educación, la religión y el
idioma, por mencionar algunos rasgos.
La minería es una actividad económica singular, masculinizada, que acompaña
desde siempre la construcción de una identidad regional. Una lectura de
carácter semiótico y con perspectiva de género sugiere que el hecho de extraer
minerales, simbólicamente representa desde sus imaginarios una violación a la
tierra madre progenitora de todos los hombres y eso lo hacen los mineros.
Astelarra cita a Bacon cuando dice que los hombres habían perdido el control
sobre su hábitat al ser expulsados del paraíso, ¿quién era la culpable?, pues la
mujer. Pero este poder lo podía volver a tener cuando dominaran la naturaleza,
y esta es una obsesión de todas las corrientes racionalistas. El camino para
ese sometimiento era la técnica, la ciencia y la minería. “Los mineros y
herreros, junto a los científicos, se convertirían en el nuevo modelo de una
clase dinámica y dominante”59 (Astelarra, 2005:12). Así los ilustrados franceses
exaltaron la capacidad de la razón para revelar las leyes naturales y la tomaron
como guía en sus análisis desde una perspectiva androcéntrica, que se
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 86
�mantiene predominantemente en la ciencia. Todo lo anteriormente dicho
aparece legislado en el convenio número 45 de la Organización Internacional
del Trabajo, adoptado el 21 de junio de 1935, que en su artículo 2, establece la
prohibición del trabajo de la mujer en las minas subterráneas 60.
La minería, como actividad técnica y económica, dio un paso adelante gracias
a la revolución industrial, y dentro de esta, la revolución científico – técnica, la
que cambió radicalmente todos los paradigmas del mundo del hombre en tres
direcciones fundamentales: inicialmente el conocimiento humano; la vida
cotidiana como proceso material de vida y como proceso espiritual.
Para analizar los textos y contextos que motivan la acción social de las
hombres en Moa y sus dinámicas culturales relacionadas con la construcción
genérica, debemos tener presente los elementos sociodemográficos que
configuran su desarrollo entre los que se encuentran los tres grandes
momentos migratorios desarrollados en Moa, los que aún están conformando
su identidad, signados por un alto índice de masculinidad en la región.
El análisis de los datos obtenidos durante la revisión de contenido en el trabajo
de campo nos muestra que Moa es uno de los municipios del país con menores
niveles de población residente nativa, lo que se expresa a través de la
presencia característica del influjo cultural de los migrantes de diferentes
localidades del país en el municipio 61. Los altos niveles de migración están
motivados porque era, y es, una zona de pujante desarrollo económico. Con
posterioridad al triunfo de la Revolución y por su política trazada para mejorar
la calidad de vida de los mineros 62, se instituyeron medidas como la dieta
minera, los grandes salarios a destajo, la construcción de casas para los
trabajadores en las industrias del níquel63; por otra parte, acompañan
infraestructuralmente al asentamiento las construcciones de tiendas, hogares,
complejos culturales y deportivos del poblado minero de Punta Gorda, por
órdenes directas del Che Guevara, que durante su mandato como Ministro de
Industrias se preocupó por la calidad de vida de estos trabajadores, y en su
programa de industrialización del país, apostó por una explotación intensiva de
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 87
�dicha actividad en la actual empresa “Pedro Sotto Alba” S.A, antigua Mining.
Company S.A.
El primer momento migratorio fue durante la década del 50 del siglo XX. A
finales de 1951, la empresa norteamericana Freeport Sulphur Co., comienza a
desarrollar sus yacimientos minerales lateríticos en Moa, y para ello contrata a
trabajadores que vivían en el poblado de Punta Gorda (Velazco, 2012: 35). En
ese mismo año se realiza el último censo de población y viviendas de la etapa
republicana, en el que la población tenía un total de 4 445 habitantes, el que
casi se duplicó en diez años producto del surgimiento de nuevos asentamientos
y la apertura de nuevos centros laborales, la infraestructura social, el comercio
minorista y varios servicios necesarios a cualquier asentamiento poblacional.
De 1954 a 1958 se produce un nuevo crecimiento notable de la población
masculina, debido a la actividad de la compañía minera Freeport Sulphur Co.,
la cual acrecienta el número de sus obreros por la construcción de la nueva
fábrica de níquel y miles de trabajadores de otras partes del país vienen en
busca de empleo.
A principios de la Revolución el Che Guevara, junto al ingeniero Presilla,
graduado en Harvard, hicieron funcionar la fábrica procesadora de níquel que
los norteamericanos habían dejado en Cuba. Se inicia un proceso de
urbanización
del
territorio
y
se
comenzaron
a
institucionalizar
las
organizaciones y los procesos políticos durante todo el año 1966 64.
El segundo momento fue con la construcción de empresas como la “Che
Guevara”, durante la década del 80 del siglo XX, con la ayuda del Consejo de
Ayuda Mutua Económica. Se construyeron otras empresas para la prestación
de servicios a la extracción y elaboración del níquel. No se poseen los datos de
la población completa de Moa en ese período, pero una revisión de los
documentos de Recursos Humanos del Grupo Empresarial Cubaníquel, nos
muestran que vivían 32 342 hombres en 1988, por lo que el índice de
masculinidad debía de ser todavía muy alto. En ese período, según el Instituto
de Planificación Física era una de las mayores zonas receptoras de migrantes
internos. (Ver anexo 6, Fig. 1 y 2).
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 88
�Según Velazco los índices de violencia social aumentaron en este período,
debido al bajo control que existía, o la imposibilidad del mismo gracias al
elevado número de hombres que vivían en condiciones de albergados y la
negligencia o imposibilidad de la policía (Velazco, 2012: 48).
El tercer período de inmigraciones mayormente masculinas coincide con la
apertura de nuestras industrias al capital extranjero y la conformación, entre
otras, de la Empresa Mixta “Pedro Sotto Alba” S.A.; a esto se agrega la llegada
de otras empresas extranjeras, como Volvo S.A., Diesel, S.A., que promovieron
nuevos puestos de trabajo mejor remunerados. Es significativo que la población
creció de 37 688 habitantes en 1982 a 74 829 en el 2009. Como lugar de
destino de los migrantes internos se disputaba la primacía con Varadero (Ver
anexo 6 Fig. 1).
El municipio en la actualidad, demográficamente hablando, tiene la población
más joven de Cuba65. El segmento de esta PEA es de 26 612, donde 486
mujeres y 938 hombres se desempeñan como dirigentes, evidenciándose
respecto al poder formal un gran desbalance, ya que los hombres ocupan el
66% de las plazas directivas; pese a que la mayor parte de los técnicos
superiores que existen son mujeres, 5 364 (59%), frente a 3 771 (41%),
hombres (ver anexo 12, fig.2). La mayor parte de los obreros, directamente
vinculados a la producción, trabajan en los lugares más riesgosos y difíciles
(choferes en la minas a cielo abierto, en la construcción, manejando las
máquinas que extraen el mineral, etc.) son hombres 9 492, para un 87% del
total mientras que mujeres solo 1 427, para un 13%. Existen más mujeres (2
562, para un 56%) trabajando en el área de los servicios que hombres (2006,
para un 44%), y es un resultado lógico de la normatización del sistema
patriarcal, donde los servicios generalmente están asociados a labores
domésticas tradicionalmente femeninas, como la peluquería, la cocina, la
función de camareras en cuarto de hoteles, la atención en restaurantes, etc. La
producción mercantil del municipio es mayormente industrial, el 82%, lo que lo
convierte en uno de los municipios más industrializados del país (ver anexo 12,
fig.3).
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 89
�El Consejo Popular “Armando Mestre” situado al noroeste de la ciudad de Moa
tiene los viales en mal estado; sus edificaciones se construyeron sobre la base
de un antiguo campamento de hombres mineros que construían las fábricas del
níquel en la década del 80 del pasado siglo, por lo que el estado de deterioro
del fondo habitacional es del 73%; difícil acceso al agua potable (casi es nula la
red de alcantarillado y acueducto); tiene 1 bodega, y una escuela primaria;
escasa integración de los factores comunitarios para el logro de procesos
participativos eficientes; altos índices de violencia social; la problemática
medioambiental de la polución y los vertederos de basura 66.
El Consejo Popular Caribe está conformado por edificios tipo girón, construidos
a finales de los años 80 del siglo XX con el objetivo de darles residencia a los
trabajadores cubanos y soviéticos que laboraban en las empresas del níquel. El
fondo habitacional está en estado mediano (87% en buen estado), debido a
que el gobierno ha desarrollado durante el año 2013 varias acciones
reconstructivas en estos edificios. En el Consejo Popular hay 3 bodegas, 1
escuela primaria y 1 seminternado, 2 cafeterías, 1 hotelito, 2 placitas del
agromercado. La red del alcantarillado está en un estado medio. Los actores
sociales desarrollan actividades comunitarias y existen acciones para mejorar
el medioambiente67.
Migraciones e índice de masculinidad.
La región se ha caracterizado por tener un elevado índice de masculinidad,
producto de todos estos momentos migratorios. Esta situación se ha mantenido
durante toda la historia del poblamiento de la región. El índice de masculinidad
en la localidad (ver anexo 8, tabla 2) es muy alto y al correlacionarlo con el del
resto de los municipios de la provincia se ha determinado que es de lo más
altos de la provincia y posiblemente del país. Para el cálculo del índice de
masculinidad actual se tomó en cuenta la población completa del municipio
Moa y las estadísticas de Recursos Humanos del Grupo Empresarial
CUBANIQUEL, ya que existe en la ciudad una población masculina flotante de
otros municipios cercanos que viaja diariamente a trabajar. Son los llamados
movimientos migratorios pendulares (vivienda-centro laboral) que no implican el
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 90
�cambio de residencia habitual de la persona que se traslada. Por otra parte, es
significativo el número de trabajadores albergados de sexo masculino y los
trabajadores extranjeros hospedados, siendo todos generalmente hombres
(Anexo 8, tabla 3). Todo ello influye en el aumento del índice de masculinidad
en el municipio, índice no solo calculable a partir del último censo de población,
sino que está muy por encima de este.
¿Qué correlaciones pudieran establecerse entre un alto índice de masculinidad
en una región minera y las variables asociadas al género? Primeramente, en la
minería y la metalurgia hay una práctica laboral vigorosamente generizada, lo
que implica que la jerarquía social entre hombres y mujeres se encuentre
legitimada y reforzada en la cultura organizacional de las diferentes empresas
que se dedican a la extracción y procesamiento del mineral. En estos espacios
mayormente masculinos, sus prerrogativas se manifiestan a través de una
diferenciación funcional del trabajo por género (Tallichet, 1995, Pérez Gallo,
Victor Hugo, 2011), (ver anexo 11, imagen 1, 2, 3 y 4). Generalmente en las
minas de Moa, las funciones laborales de las mujeres reproducen el ámbito
doméstico: servir café, traer la merienda, hacer el inventario en las oficinas,
buscar
el
agua68,
mientras
que
los
trabajos
considerados
como
tradicionalmente masculinos, corrientemente lo ejecutan los hombres. Como se
ha comprobado en el trabajo de campo desarrollado en las minas de la
Empresa “Che Guevara” y de la Empresa “Pedro Sotto Alba” S.A., la cultura
organizacional allí contiene rígidos órdenes simbólicos de género que legitiman
las claves sobre de un comportamiento masculino adecuado en los contextos
sociales
(Pérez
Gallo,
Victor
Hugo,
2011). Estos
son espacios
de
homosocialización intensa entre hombres donde se recrean posturas, discursos
y gestualidades típicamente masculinas, y donde se naturaliza, como espacio
simbólico, la “supremacía masculina”.
Por otra parte el predominio demográfico de los hombres en Moa (ver anexo 8,
tabla1),
influye
en
el
fortalecimiento
de
las
redes
simbólicas
de
homosocialización y en la existencia de espacios sociales donde estas redes
son más fuertes. Esto influye en la legitimación de patrones androcéntricos en
la sociedad moense y el fortalecimiento de una ideología de género de corte
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 91
�patriarcal, de una heteronormatividad en una sociedad estructurada desde
relaciones
asimétricas
entre
los
sexos.
Esta
asimetría
se
legitima
constantemente por la actividad económica que allí se desarrolla, donde desde
las ideologías masculinas se construyen las representaciones colectivas del
hombre y la mujer. En otras palabras, la representación de las interacciones
cotidianas entre hombres y mujeres, que a la vez es un aparato semiótico, se
constituye
en
una
construcción
cultural
que
asigna
significados.
La
internalización de estas relaciones de género es importante para las
construcciones de las identidades masculinas.
La minería como actividad económica tiene características laborales sui generis
(turnos de trabajo intensivos, zonas laborales de alto riesgo, actividades muy
especializadas), y precisamente por estas tipologías profesionales, sumadas a
las sociodemográficas, la zona se convierte en un reducto cultural que se
resiste de forma persistente al proceso social transformador de las identidades
de género en nuestro país, en el sentido de que estas características favorecen
la
construcción, legitimación y recreación de una identidad masculina
dominante, androcéntrica y patriarcal69.
El trabajo en la minería y la metalurgia es uno de los espacios laborales más
importantes en la configuración de la identidad de los actores sociales, en la
fuerte diferenciación entre los sexos según el puesto laboral en la construcción
de la identidad de género. Por otra parte, en Moa se denota que en estos
espacios de homosocialización se construyen y legitiman jerarquías sociales,
que están cimentadas por imaginarios cotidianos sobre las diferentes empresas
mineras donde trabajan los hombres, o el puesto que estos ocupan dentro de
su estructura organizacional.
Esto no quiere decir necesariamente que exista una relación directa entre el
fenómeno de la
violencia y la actividad económica, pero evidentemente la
naturaleza de esta, las características sociodemográficas del lugar (alto índice
de masculinidad) inciden en el fortalecimiento de las redes homosociales
masculinas, que legitiman el modelo de masculinidad predominante.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 92
�Existen varios factores que influyen en que la minería y la metalurgia, como
especialidades técnicas, tiendan a excluir a las mujeres, y no solo por la
histórica división social del trabajo que Engels y Durkheim abordan sino por un
conjunto de símbolos, mitos y leyendas ancestrales y modernas que asocian la
presencia femenina en la minería con un ente de mala suerte. Los especialistas
entrevistados (anexo 2, modelo 3) refieren que existe una “cultura minera,
rasgo esencial de la actividad minera”, y que esta es masculina netamente,
porque “las mujeres son muy débiles para el trabajo en la minería” y que:
“Conocemos al menos un caso en la mina “La Mercedita”, cuando
estaba abierta, en la que una mujer bajó y hubo un derrumbe donde por
suerte
no hubo muertos, después nos enteramos que tenía la
menstruación: todo esto da mala suerte” (Rodríguez, Bárcenas, 2011:
46).
“Yo lo que sé es que las mujeres no deben bajar a la mina, ese un
trabajo nuestro: de hombres, además mi abuelo, minero como yo, me
decía que ellas debían de estar lejos de la mina porque si no, se
derrumban, a mí no me lo creas pero es como que tienen mal de ojo”
(Rodríguez, Bárcenas, 2011: 48).
Es curioso cómo estas afirmaciones, construidas desde la mitificación del rol de
la mujer y la minería a su vez ha influido en la conformación de los imaginarios
cotidianos sobre mujeres y esta actividad económica, en los científicos del
beneficio del mineral. Esto es argumentado por Armando Cuesta70 cuando
afirmó que “gnoseológicamente podemos hablar de la minería como una
ciencia exacta donde el desempeño de las mujeres es por tanto menor, ya que
ellas son más delicadas y más emotivas, por lo que no pueden hacer la ciencia
dura que requiere la minería”.
Esto también se demuestra en los discursos de los hombres captados
mediante los grupos focales quienes aseguran que “su trabajo es una forma de
realización de sus vidas y de asegurarle el alimento a sus familias” (G.1b, G.1c,
G.2a, G.2b, G.2e. G.2f, G.3a, G.3c, G.3b. G.3d, G.4a, G.4b, G.4c. G.4d, G.5a,
G.5b, G.5c. G.5d, G.6a, G.6c, G.6b. G.6d). Evidentemente este trabajo implica
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 93
�para ellos el rol de proveedor familiar al que se ven obligados por la
naturalización de los roles masculinos de despensero de la familia. El trabajo
de campo realizado con hombres que laboran en la minería, ha mostrado que
estas circunstancias laborales implican a un hombre proveedor y despreciativo
de los otros hombres que “son mantenidos por mujeres” (G.2a, G.2b, G.2e.
G.2f, G.3a, G.3c, G.3b. G.3d, G.4a, G.4b, G.4c., G.5a, G.5b, G.5c). Es la
llamada “doctrina viril del logro”, de la que hablaba Gilmore (1994: 35).
Estos espacios laborales de homosocialización (constituidos por horarios
laborales de turnos nocturnos y diurnos, difíciles condiciones de trabajo,
carencias económicas, rígidas estructuras jerárquicas de mando, estrategias de
comunicación unidireccionales) influyen en la forma en que se construye la
identidad masculina en Moa, inclusive en relación con las mujeres y los niños.
En la entrevista desarrollada a María Caridad Limares de Paz, Directora de
Recursos Humanos del Grupo Empresarial CUBANIQUEL, ella señala que la
empresa tiene una política de superación de las mujeres en las empresas, pero
“que si bien no es menos cierto que en la Empresa de Servicios a la Unión del
Níquel, la mayoría de las mujeres que laboran allí tienen funciones de
cocineras o amas de llaves” (EP.1) (ver anexo 9 tabla 2 y 3). En los trabajos
directos a la producción los hombres tienen la ventaja de disponer de un capital
social y cultural superior al de las mujeres, ya que ellos generalmente son
graduados
superiores
(ingenieros
en
minas,
en
mecánica,
geólogos,
eléctricos), mientras que “generalmente las mujeres trabajan en las minas son
técnicos medios o tienen solo 12 grado” (EP.1). Por tanto estas últimas tienen
un status subordinado a los hombres en las relaciones de trabajo y por tanto,
extensivo al sistema social (ver anexo 11, imagen 1, 2, 3 y 4).
Estadísticamente hablando estas son las especialidades más numerosas
donde desarrollan su vida profesional las mujeres en dichas empresas, el
trabajo tradicional (servir comida, trabajo de secretarias, traductoras, etc.) y
“aunque una gran parte de las mujeres que trabajan en las fábricas son
profesionales, ingenieras, ellas desarrollan su labor en la oficina y pocas en el
trabajo
de
campo, en la
minería, donde
los
hombres
son mayoría
habitualmente” (EP.1) (ver anexo 11). Por otra parte añade, que aunque el
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 94
�Grupo Empresarial tiene la política de empoderar a las mujeres y a las
personas de raza negra por directivas del partido, en el primer caso existe una
resistencia tácita por parte de los hombres que van a ser dirigidos por estas,
expresando su desagrado en muchas ocasiones públicamente, ya que
consideran” que la mujer no es buena para dirigir hombres de trabajo como
ellos” (EP.1)71.
La actividad económica principal de Moa configura de alguna forma roles
instrumentales de hombres y mujeres en el trabajo, construye y legitima
representaciones que luego son recreadas en otros ámbitos de la vida
cotidiana, como el familiar, lo que nos lleva de los ámbitos públicos de la acción
de las masculinidades, a un ámbito privado: el mundo interior de la familia.
3.2 Los estereotipos de género construidos en la infancia a través de los
juegos y los discursos familiares como estructuras estructurantes.
La descripción densa de la construcción de la identidad masculina en la
infancia, nos lleva a la comprensión de este fenómeno más allá del
razonamiento fenomenológico de los actores sociales y de la realidad vista
desde su perspectiva, resultando de interés para nuestra investigación el
modelo de análisis que precisa la Sociología cultural. Nuestra indagación
microsociológica intenta corregir las restricciones basadas en la racionalidad
instrumental, fraguada por la sociología desde sus orígenes, que, al decir de
Jeffrey Alexander, (2005) evacuan la trascendencia de un mundo que no es
racional e imponen desde la epistemología, la separación de la cultura respecto
a la sociedad.
Nuestra investigación se desarrolla a través de la perspectiva cultural, siendo
esta un criterio de investigación poco desarrollado en los estudios de
masculinidades.
Desde el prisma de la Sociología cultural pretendemos renovar criterios
funcionalistas que han limitado los estudios de masculinidades a partir de
enfoques macro y deterministas, suplir la carencia en nuestro país y América
Latina de estudios de identidades masculinas infantiles, y hacer una indagación
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 95
�hacia el interior de la construcción de categorías como masculinidad
hegemónica y los ritos y estereotipos mediante los cuales se construye esta
identidad masculina en la infancia. Para comprender cómo la cultura influye en
la construcción de valores masculinos en los niños, se ha intentado superar el
enfoque funcionalista con el uso de la perspectiva metodológica de Goffman.
Las teorías de socialización cuando abordan el tema del aprendizaje social de
género, lo tratan a partir de procesos mediante el cual los niños y niñas van
aprehendiendo a lo largo del desarrollo conductas específicas de cada sexo,
según los patrones predominantes en diferentes sociedades, ya que cada
sistema social establece y reproduce lo que le es propio. A medida que los
infantes crecen van internalizando los denominados roles de género, o sea,
patrones de conducta valorados como propios, adecuados y deseables para los
niños o como propios, adecuados y deseables para las niñas.
Los roles de género en cada sociedad prescritos se legitiman convirtiéndose en
estereotipos, proyectándose socialmente mediante símbolos (tipo de ropa,
gestos sexuales, color de ropa, juguetes que deben usar) que la familia y la
comunidad recrean en las dinámicas de socialización mediante rituales. Al
estereotiparse estos roles de género se convertirían en concepciones simples a
primera vista y naturalizadoras del orden dado. Estas están extendidas de tal
forma que educan a los niños con rasgos denominados instrumentales:
competencia, racionalidad y asertividad. A la niña le enfatizan rasgos
relacionados con lo emocional y afectivo, preparándolas para futuros roles de
madres (G.2a, G.3a, G.3b, G.4a, G.4b, G.4c., G.4d, G.5b, G.5c, EF.1, EF.3,
EF.6. EF.9, EF.11, EF.12).
Los estereotipos de género abarcan también otras dimensiones como las
características físicas; los empleos y conductas (en Moa los hombres deben
ser diestros en soldaduras, electricidad e ingeniería y líder de grupos para
trabajos de choque en las minas; la habilidad de las mujeres debe ser para
cocinar, controlar la economía familiar, lavar y para coser) (G.4a, G.3b, G.3e,
G.4a, G.4b, G.4c., G.5a, G.5b, G.5c, EF.1, EF.3, EF.6. EF.9).
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 96
�Precisamente en estos niveles de socialización es donde se cimentan y
legitiman los estereotipos de género, que son sumamente importantes y
decisivos en la construcción la identidad de género de los niños. La
cimentación se establece sobre los atributos de lo femenino y lo masculino en
un contexto social, pero entendiéndose contexto también como cuerpo físico
configurado
socialmente. Por tanto, la
cultura
define
lo que es ser
hombre/mujer, y la configuración de sus cuerpos, lo que va a vestir, lo que va a
decir en determinado momento, y la importancia de legitimarse en tanto
hombre o mujer, en cada acto social, que es el lugar donde desarrollan su
acción social (en la división sexista del trabajo, los roles familiares, la
jerarquización de los espacios, la enseñanza escolar, etc.).
Aunque en los últimos años los medios informativos en Cuba y las diversas
campañas desarrolladas por diferentes instituciones han intentado cambiar la
panorámica de las relaciones de género, debemos decir que en Moa, los
estereotipos de género se siguen asumiendo naturalmente desde la familia, la
escuela y la comunidad como espacios sociales (ver anexo 13, tabla 2).
¿Muñecas para varones? ¿Pistolas para niñas? ¿Son portadores de
identidades, roles y estereotipos de género los juguetes? Hacia una
comprensión profunda del juego en la niñez y sus implicaciones en la
construcción de la identidad.
Los juegos son sumamente importantes en la construcción de la personalidad
desde la infancia y la adquisición de competencias psicomotoras, en el
desarrollo de la parte cognitiva y afectivo- social. Los niños y niñas se
socializan a través del juego y este generalmente lo desarrollan con juguetes.
El juego entre iguales está compuesto, desde sus comienzos, por un fuerte
componente social y cultural. Los primeros juegos infantiles son de tipo
psicomotor, es decir parten de las acciones sobre los objetos (Vygotsky, 1979:
35). A medida que los niños y las niñas crecen surgen símbolos en sus juegos,
al principio de forma elemental y más adelante de un modo más complejo. Se
trata de situaciones en las que representan roles y actúan con los objetos
atribuyéndoles
un
significado
distinto
del
que
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
en
realidad
tienen.
Página 97
�Hermenéuticamente hablando, el signo depende del contexto donde se
interprete su función, digamos que un lapicero se puede convertir en un puñal o
en una jeringuilla para la niña que desarrolla roles de enfermera. Esta actividad
lúdica generalmente se complejiza, ya que les permite soñar a convertirse en
aquello que aún no son, pero legitima el modelo de masculinidad o feminidad,
cuya máscara aprenden a usar de forma lúdica, e internalizar lo que desean
ser.
El juguete es un elemento simbólico de socialización, constructor y legitimador
de representaciones sociales del género, que por tanto influyen en la
construcción de la identidad masculina.
En las entrevistas desarrolladas con las familias y las maestras en las escuelas
todos consideraron que los juguetes con que los niños jugaban (la pistola, el
balón de fútbol, el bate) eran intrínsecos de su condición masculina, o sea, no
reflexionaban que esta condición estaba en construcción, sino que ya el niño
había nacido con ella y que los juguetes solo contribuían a “fortalecerla”.
También fue curiosa la idea de la feminidad como privativa de las niñas,
relacionando sus juguetes con jeringuillas, muñecas y pequeños útiles de
cocina (G.1a, G.1b, G.3b, G.3e, G.4a, G.4b, G.4c., G.5a, G.5b, G.5c, EF.1,
EF.3, EF.6. EF.7, EF.8, EF.9).
Padre: “Los niños siempre han jugado al bate y la pelota….sí es cierto
que existen equipos femeninos de pelota pero las mujeres a decir
verdad lo hacen peor y no hay ninguna en las grandes ligas: esto te
dice que aunque sean muy buenas no van a ser tan buenas como el
peor pelotero de la triple AAA jugando” (EF.2)
Madre: “El fútbol es un deporte de hombres, yo quisiera que aunque
ese deporte no es fuerte en nuestro país mi hijo fuera futbolista, ¿Qué
por qué no mi niña?, porque el deporte fuerte no está hecho para las
mujeres, es mejor que ella estudie enfermería, o si le gusta el deporte
que sea psicóloga deportista” (EF.11)
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 98
�Se pudo determinar que las maestras refuerzan estas ideas desde el currículo
oculto,
convirtiendo
las
escuelas
en
aparatos
ideológicos
de
las
masculinidades, ayudando a construir y legitimar un modelo hegemónico de
masculinidades, en el que ellas mismas están inmersas. Desde el currículo
oculto contribuyen a reforzar estos estereotipos que los niños ya habían
aprendido en su entorno familiar y que ahora recreaban en el ámbito escolar
(EM.1, EM.2, EM.3, EM.4, EM.6).
Maestra: “No, no está en los programas de estudio, pero es lógico,
¿no?, un niño debe jugar con un bate o pelota y una niña con las
muñecas, porque además los varones son más fuertes y si se caen yo
les digo, dale levántate y no llores, pero las niñas son más
delicadas”(EM.2)
En las entrevistas familiares desarrolladas constatamos que los padres y
madres no son conscientes de la diferencia utilitaria de cada juguete que sus
niños usaban en las escuelas o en las casas, ni siquiera las razones de por qué
los niños debían vestirse con “colores oscuros” y las niñas con “colores claros”
(EF.1, EF.3, EF.6. EF.7, EF.8, EF.9, EF.10, EF.11, EF.12).
Madre: “No sé, siempre ha sido así: los niños con colores azules y las
niñas rosados, desde los tiempos de mi abuela y supongo que
siempre fue así, debe de ser porque el color azul es más ocurso, da
una visión de lo que el niño va a ser cuando sea grande: fuerte,
valiente, sano” (EF.2).
En el caso de los juguetes cuando indagamos por su dicotomía de uso,
basándonos en una de sus respuestas, de porqué el niño jugaba con una
ametralladora y la niña con una muñeca barbie, algunos de ellos sugirieron que
era porque era lo que se ponía en la televisión, y mencionaron una serie de
dibujos animados de muñecas barbies 72. En Cuba, aunque no existe un
mercado
propiamente
específico
de
juguetes
ni
publicidad
visual,
evidentemente los medios de difusión masiva influyen también en la
construcción generizada de las representaciones sociales de los juguetes con
que debe jugar el niño o la niña. La difusión de dibujos animados de Walt
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 99
�Disney o Pixar, refuerzan estas (EF.1, EF.3, EF.6. EF.7, EF.8, EF.9, EF.10,
EF.11, EF.12).
Madre: “Pero además cuando se mira la televisión se ve con claridad
cuáles son los juguetes con los que debe jugar cada niño, ¿usted ha
visto “Toy Story”?, allí el niño juega con un robots y con unos
pistoleros, si fuera normal que un niño varón jugara con muñecas
pues los yanquis lo habrían puesto, y ellos están más desarrollados
en ese sentido” (EF.11).
Por lo que, sumado a la larga tradición patriarcal de uso de un juguete u otro,
los programas trasmitidos por la televisión reproducen y refuerzan estos
criterios lúdicos heteronormativos.
La observación no participante sobre la actividad lúdica que desarrollamos en
el espacio escolar nos mostró las claves para poder interpretar cómo a través
del juego los niños van internalizando su futuro papel de “macho-varónmasculino” (ver anexo 10 y 13, tabla 1). Pudimos observar que los niños de 11
y 12 años juegan desarrollando roles que la sociedad ha “naturalizado” como
masculinos. Adoptan un guión de médico, limpiabotas o cuentapropista. En
ninguno de los casos observados las niñas juegan dichos roles, sino los de
maestra, enfermera o ama de casa (véase anexo 10) con el acuerdo tácito de
la maestra, que refuerza estos estereotipos brindándoles los juguetes con los
que debe jugar ambos sexos en su opinión (EM.2, EM.3, EM.5). Este es un
hecho observado en las dos escuelas objeto de estudio. Por otra parte, la
escuela
funge
como
aparato
ideológico
del patriarcado, o institución
disciplinaria (Foucault, 2006) cuya estructura se caracteriza por la disciplina, la
búsqueda de un determinado concepto de orden (masculino hegemónico, una
heteronormatividad que se construye consciente o inconscientemente en los
niños) con la meta final de obtener una homogeneización de las conductas
particulares de los niños y niñas de las conductas esperadas.
La escuela también funciona desde lo que se comprende como panóptico
donde las maestras combinan la vigilancia, el control y la corrección. Según sus
respuestas si ven que un niño “está un poco flojo”, le recomiendan a sus
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 100
�padres ponerlos en un deporte de combate, “judo, lucha libre o boxeo: eso
ayuda a que se pongan fuertes”, y si ocurre el caso contrario, de la niña
“marimacho”, “la llevamos nosotras mismas a la casa de cultura para ponerla
en piano o en danza española” (EM.1, EM.2, EM.3, EM.4, EM.5, EM.6, EM.7,
EM.8).
En la doctrina de Foucault, la vigilancia que se ejerce sobre el individuo tiene
una perspectiva estratégica: se fiscalizan las potencialidades de cada actor
para prevenir lo que éstos puedan hacer en el futuro, o sea, en este caso se
vigilan las particularidades que tienen los niños para poder evitar “un daño
irreversible en el futuro” (EM.2).
Se observó que los juegos “naturalmente” masculinos requerían de un mayor
consumo de energía, uso de fuerza física y habilidad en actividades motoras.
Los juegos “naturalmente” femeninos estaban basados en su mayor parte en la
habilidad de las niñas para desarrollar habilidades de movimientos finos (como
tejer) y la representación de roles (enfermera, maestra) que necesitaran
reconocimiento de sentimientos y emociones (Ver anexo 10).
Por otra parte, las visibles señales de aprobación por parte de las maestras de
cuáles eran los juegos aceptables para niños y niñas se denotaban como
importantes para la adquisición por partes de estos de roles de género. En la
entrevista efectuada a varias maestras, en cada escuela, estas coincidían en
que si una niña quería jugar con una pistola, las maestras le “reorientaban la
acción hacia una acción más femenina”, como “los cocinaditos”, porque ella no
querían que “la niña fuera marimacho” en el futuro. (EM.1, EM.2, EM.3, EM.4,
EM.5, EM.6) (Ver anexo 10).
Maestra: “Eso está visto y comprobado: las niñas que los padres se
descuidan en su educación y juegan juegos de varones tienen una
tendencia a ser lesbianas en el futuro, o al menos no todo lo femenina
que una mujer debe ser” (EM.1)
Un estudio con enfoque hermenéutico de las posiciones lúdicas y de la
espacialidad en los juegos que adoptan los niños en los espacios escolares y
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 101
�familiares nos muestra la distinción jerárquica entre sexos: a los niños los
preparan para la vida pública (soldado, limpiabotas, vendedor de agro),
mientras que a las niñas, sobre todo las preparan para funciones familiares
más tradicionales (cuidadoras, educadoras, cocineras). Inclusive se determinó
mediante la observación que no podían ocupar el puesto de “médicas” porque
la maestra siempre le daba ese rol al niño, y a la niña el papel de enfermera, de
asistente del “doctor”. De esta forma la escuela recrea y fortalece el sistema
normativo de la masculinidad hegemónica.
Los niños cuando sostienen una pelota o una pistola, no es el simple objeto lo
que sostienen, sino van aprendiendo que ese objeto es símbolo de hombría, de
respeto, es un objeto que establece una diferencia entre ellos y las niñas 73. En
otras palabras cuando juegan en un equipo de ladrones y policías (donde, por
cierto, las niñas están excluidas) se observa que recrean gestos, modales,
típicamente “masculinos”. Serían entonces dramatizaciones compuestas de
máscaras que aparecen como cultura objetivada y como formas de acción
simbólicas compuestas por los gestos bruscos y violentos y los disparos de
bandidos y policías. Es curioso que en estos juegos los niños establezcan
iguales posiciones de poder a los bandidos y policías, excluyendo a las niñas
de sus juegos. Por lo que en sus actividades lúdicas la dramatización de los
roles, las fachadas y las máscaras están relacionadas con el poder aprendido.
Asimismo, la máscara que adopten en sus juegos trasmite un mensaje para
sus iguales y para el otro público que mira esta representación teatral.
En nuestra observación en la escuela primaria Seminternado “Juan George
Soto” pudimos determinar que los niños que jugaban a bandidos y policías,
cuando otro bando los atrapaba, debían mantener su valentía hasta el final,
pese a ser atados por sus contrincantes. Esta actitud era para demostrar lo
dignos que eran de respeto por sus “enemigos”.
En los espacios escolares y familiares y hacia el interior de los grupos de pares
los niños juegan a ver quién es más fuerte, más habilidoso, quién es capaz de
cuestionar las normas establecidas y, por tanto, es lógico que los juegos y
juguetes asociados a su masculinidad estén relacionados con objetos propios
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 102
�del mundo público (pistolas, pelotas, espadas, bates, balones de fútbol,
soldaditos, barcos, carros, caballos, etc.). Estos son objetos que, además,
tienen alto contenido de violencia simbólica al relacionarse su función real con
conceptos tales como la muerte, la guerra, el espíritu competitivo, los golpes, la
velocidad. Todos, términos que legitiman el tipo de masculinidad hegemónica
que la sociedad establece.
Pudimos constatar que la mayoría de las madres desarrollaban sus respuestas
desde
una
posición
conservadora
y
su
discurso
era
marcadamente
convencional, viéndose a ellas mismas y a sus hijas como parte secundaria del
mundo masculino al que sus niños varones van a entrar y del que van a ser
protagonistas, mientras ellas y sus hijas son solo meras ejecutoras periféricas.
Estas concesiones socioculturales de género, entre otros constituyentes,
determinan el proceso progresivo de construcción de una identidad en cada
individuo,
influyendo
especialmente
en
el
proceso
de
construcción
sociocultural de identidades de género: los estereotipos74.
Al ser el género una construcción sociosimbólica sobre los imaginarios de los
atributos de lo femenino y lo masculino, determinado por contextos específicos,
se sostiene a través de representaciones simbólicas lo que es el hombre o la
mujer, y define las expectativas sobre la acción social de estos, los espacios
sociales que ocupan, su jerarquización y su relación con el poder.
Todo esto es la génesis de los estereotipos que establecen modelos de
feminidad o masculinidad y que normatizan a los niños y niñas desde sus
infancias y se reproduce en ámbitos escolares, familiares y en general donde el
niño interaccione con los adultos. Del trabajo de campo desarrollado se deduce
que los estereotipos de género internalizados en la infancia se pueden
clasificar en tres categorías:
a) Emocionalidad: En los varones se trata de enseñarlos a ser insensibles,
poco emotivos, proactivos. Uno de los objetivos es alejarlos de la
“feminidad manifiesta” de su madre y de las niñas que lo rodean(EF.7)
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 103
�Padre: “Yo no le doy besos porque eso lo ablanda, quien lo tiene que
hacer siempre es la madre”EF.3.
Mientras que a las niñas se les trata de que aprendan a ser maternales,
sensibles, pueden llorar con libertad 75.
b) Perfeccionamiento de las competencias físicas: En los varones se deben
desarrollar capacidades
como: ser vigoroso, enérgico, agresivo,
orientado a la acción pública. Mientras que las niñas deben de ser
pasivas en los juegos (de hecho los roles les son asignados por
familiares y maestros son pasivos), orientadas al espacio familiar, no
agresivas, tolerantes.
c) Capacidad de desarrollar competencias sociales: A los niños se les
educa desde los estereotipos de que el hombre es seguro, que sea líder
en ocasiones difíciles, se proyecte hacia la sociedad, sea independiente,
responsable, que pueda tener muchas relaciones sexuales con mujeres
diferentes.
La educación genérica estereotipada ha supuesto la construcción incompleta
de niños y niñas, una construcción de la identidad de género donde el
desarrollo de competencias, valores y habilidades físico motoras responden a
los estereotipos de hombres y mujeres, y no al desarrollo integral de individuos
sociales. Se demostró que los estereotipos están tan naturalizados en padres y
educadores que
se aceptan sin ser cuestionados, como evidentes, lo que
implica su reproducción en la educación de los niños, legitimándose mediante
las dimensiones afectivas, lúdicas y relacionales de estos.
3.3 Identidad masculina infantil: los ritos de iniciación a la masculinidad.
Revisando la trayectoria histórica de los estudios de masculinidades, de la
violencia y la construcción de la identidad infantil se deben tener en cuenta que
estas indagaciones ocurren en contextos históricos y socioculturales muy
definidos y por tanto con frecuencia están relacionadas con posiciones teóricas
de moda en esos contextos. Existen teorías, que son claves para comprender
la
construcción
identitaria
infantil,
con
sus
aciertos
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
y
obstáculos
Página 104
�epistemológicos, que remiten a cientistas sociales como Engels (1884),
Durkheim (1902), Weber (1903), Freud (1915), Parsons (1951), Berger y
Luckman (1966) y Foucault (1984) y Bourdieu (1994).
Dichas teorías, desde una perspectiva u otra, hacen énfasis en la importancia
del proceso de socialización primaria en la construcción de la masculinidad. En
los tiempos modernos la masculinidad hegemónica se considera como una
especie de capital social, que debe ser alcanzado y solidificado de todas las
formas posibles.
La construcción social de esta masculinidad no solamente obliga a los niños a
alejarse de sus madres, de lo “femenino”, de su “niñez”, sino una terrible
competencia de desgaste con sus iguales, en un campo de relaciones de
poder. A cada niño se le está enseñando a ser competitivo, fuerte, se le
inducen a circunstancias donde tiene que reafirmar su masculinidad (agilidad
en los juegos, discusiones, habilidades físicas, etc.)
Por tanto, para el fortalecimiento de esta masculinidad el niño necesita legitimar
en su imaginario simbólico una serie de espacios de homosociabilidad donde
se desarrollarían un grupo de ritos de iniciación masculina, que en muchas
ocasiones consistirían en pruebas donde la violencia es el principal ingrediente.
Luego, para el fortalecimiento de la masculinidad hegemónica en la niñez sería
necesario delimitarle espacios jerarquizados de poder masculino y de
homosociabilidad, enseñarle pautas de conductas y negar todo rasgo femenino
de su conducta: esto se realiza mediante los ritos de homosocialización
masculina, que integran además las llamadas “pruebas de virilidad” (Badinter,
1995) que ellos se ven constreñidos a desarrollar en diferentes ámbitos:
escolares, familiares y hacia el interior de los grupos de pares.
En la niñez la masculinidad y la feminidad se construyen en tanto se relacionan
socialmente y son aprehendidos a través de la cultura que comunica
representaciones de lo masculino y lo femenino a través de los estereotipos.
Precisamente en la niñez su yo está orientado y signado desde las prácticas
educativas heteronormativas de los sujetos adultos.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 105
�Esta construcción de la identidad masculina se ve fortalecida por rituales de
homosocialización entre padres e hijos, mirándose estos como prácticas
sociales simbólicas que tienen por objeto legitimar y recrear un tipo de
masculinidad que es la dominante. Una visita al juego de béisbol, la visión de
los deportes de combate por la TV, la admiración de los adultos por el tamaño
del órgano genital del niño, construye esta identidad masculina (E.3, E.5, E.6,
EF.7, EF.11, EF.12, G.1c, G.1d, G.1e, G.2a, G.2e, G.2f, G.3b, G.4f, G.5a, G.5c,
G.5e, G.5b, G.6b).
En el trabajo de campo desarrollado se ha observado que los rituales de
homosocialización entre niños y hombres adultos están institucionalizados
desde las representaciones colectivas de lo que debe hacer un padre, y una de
sus funciones es precisamente regular la educación de los niños respecto a las
niñas y sus semejantes. Goffman los llama “rituales de la cotidianidad” (1993:
339).
Los rituales de homosocialización masculina establecen un camino, una unión
entre los niños y la sociedad patriarcal donde van a vivir, permite que se
comunique socialmente, de otra forma sería imposible porque como individuos
solo
pueden
trascender
socialmente
mediante
estas
representaciones
masculinas76.
Evidentemente los rituales de homosocialización masculina son parte de la vida
cotidiana de niños y hombres, o sea que la estructura de la vida cotidiana está
formada por estas ritualizaciones que rigen los discursos, actos y gestos
masculinos. Por tanto los rituales de homosocialización masculina se
desarrollan como la cultura internalizada, proyectada, desde los tipos ideales
de lo que es el deber ser masculino. Los niños aprenden la capacidad para
presentar actuaciones convincentes ante sus compañeras y compañeros, y su
expresión en los discursos, el control de las emociones, el gesto airado de
ofensa, la agresividad “propia de los varones”. Los rituales van configurando su
vida cotidiana y construyendo su máscara, su “cara social masculina”, que le ha
sido atribuida socialmente y de la que debe hacerse merecedor, bajo riesgo de
perderla.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 106
�Las representaciones de la masculinidad hegemónica en Moa parten de
representaciones colectivas que expresan realidades colectivas; se considera
al hombre como un ser rudo, intolerante, sexual, homofóbico, pero que a su vez
está muy relacionado con la principal actividad económica que se desarrolla
allí: la minería y la metalurgia. Los hombres trabajan por turnos de trabajo,
grupos
generalmente
masculinos,
donde
las
estrategias
y
lazos
de
homosocialización son más fuertes y, por tanto, los ritos se constituyen en
maneras de actuar que no surgen sino al interior de estos grupos de hombres,
y que están destinados a mantener o rehacer situaciones mentales de ese
grupo relacionadas con la masculinidad y su visión del mundo.
El proceso de construcción de una identidad masculina infantil en Moa está
constituida tanto de rituales de homosocialización como de rutinas cotidianas.
Por tanto, la construcción de dicha identidad se comprendería entonces como
un sistema de significación ritualizado compuesto por representaciones y
prácticas simbólicas de las masculinidades hegemónicas.
En los dibujos (ver en el anexo 4, dibujo 1) se advierte la percepción que tienen
los niños de sus roles de género en su entorno familiar. Los dibujos denotan en
general que sus familias, sean extendidas o nucleares, son familias muy
tradicionales respecto a sus roles, muestran que las madres están en la casa
realizando labores domésticas y el padre en la vía pública; o la madre regando
un jardín (ver anexo 4, dibujo 2) y el padre en el espacio laboral.
Esta situación se repite en el análisis de las composiciones hechas por los
niños, resulta axiomática la escrita por una niña que ayudaba a su papá a lavar
el coche de caballos, aunque “esa es una tarea de hombres”, pero que ella lo
hacía porque su padre no tenía hijo varón (ver anexo 4, fig.1).
Rituales de homosocialización primaria.
Para abordar la construcción de la identidad masculina desde la infancia
tomamos como base el examen de los rituales de homosocialización que
desarrollan en ámbitos familiares, escolares y hacia el interior de los grupos de
iguales. Estos ritualizan estereotipos de género a través de los cuales se
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 107
�estructuran y se reproducen a partir de la socialización e internalización,
patrones heteronormativos en los niños y niñas.
Estos rituales homosocializadores son en su mayor parte ritos de paso (Van
Gennep, 2008) que reproducen, cohesionan y dan sentido al proceso de
construcción de las masculinidades. Estos tienden a renovar de un modo
pautado estructuras que marcan socialmente la transición de un estado previo
a otro estado posterior. Ocurren en diferentes espacios sociales que prescriben
a los niños que se van a convertir en hombres, constituyendo una forma de
comunicación no verbal, aunque incluya discursos en su desarrollo, ya que
fundamentalmente son vehículos que contienen contenidos culturales que los
actores sociales consideran importantes para orientarse simbólicamente en la
sociedad, convirtiéndose en estructuras estructurantes de sentido.
Estos ritos de paso se comportan de la siguiente forma en el proceso de la
homosocialización:
a. De separación: Comienza cuando el niño intenta apartarse de su madre
y buscar la compañía masculina 77 (ritos de distribución jerárquica –
espacial, de tipo de ropa, de participación en eventos deportivos, lúdicos
(1er nivel), donde comienza a percatarse que para probarse como
hombre en la sociedad, debe tener características “masculinas” y no
frecuentar espacios femeninos o no tener que lamentarse por el dolor y
no llorar. Es un renacimiento simbólico, un renacer en un mundo
masculino, donde la familia ya tiene las representaciones de lo que debe
ser masculino y el niño lo va aprehendiendo desde las edades más
tempranas. Aprende normas que, en etapas sucesivas, orientarán su
acción social (EF.1, EF.2, EF. 4, EFR.7, EF.10, EF.11, G.1a, G.1b. G.2a,
G.2c, G.2e. G.2f, G.3a, G.3d, G.4a, G.4b).
b. Fase liminar: Es una etapa intermedia donde el niño a través de diversos
rituales78
(ritos
lúdicos
-2do
nivel-,
de
control
de
la
masculinidad/feminidad, espaciales – jerárquicos dentro del grupo de
pares) comienza a fortalecer su sentido de pertenencia a los grupos de
pares, su cohesión moral (EF.1, EF.3, G.2f, G.3a, G.3c, G.3b. G.3d,
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 108
�G.4a, G.4b, G.4c. G.4d, G.5a, G.5b, G.5c. G.5d, G.6a, G.6c, G.6b.
G.6d).
c. De agregación: Este ocurre en la adolescencia y juventud temprana,
donde los niños ya son aceptados por sus pares, formando parte de los
grupos
masculinos, compartiendo símbolos, normas y valores, y
teniendo
la
posibilidad
de
desviarse
hacia
otros
grupos
de
masculinidades (subordinadas, cómplices, etc.), ya que el control social
sobre ellos de las instituciones socializadoras es menos fuerte. En este
rito de paso, ya se ha optado por la máscara que se va a tomar y el tipo
de fachada o fachadas. Estas se hacen visibles en las actitudes de
riesgo, violentas, experiencias religiosas, sexuales (homosexuales y
heterosexuales) que implican el acceso a la masculinidad y legitiman y
trasmiten el poder. (G.1a, G.1c, G.1b. G.2a, G.2b, G.2c, G.2e. G.2f,
G.3a, G.3c, G.3b. G.3d, G.4a, G.4b, G.4c. G.4d, G.5a, G.5b, G.5c. G.5d,
G.6a, G.6c, G.6b. G.6d).
Los ritos homosocializadores, constructores de la identidad masculina, ocurren
en la infancia fundamentalmente en tres ámbitos:
1. Familia.
2. Escuela.
3. Grupo de pares.
Los rituales homosocializadores que ocurren hacia el interior de estas
instituciones socializadoras son significativos para entender la construcción de
la identidad masculina infantil, su legitimación, funcionamiento y reproducción,
no obstante, reconocemos que no son los únicos factores influyentes en tal
construcción, no es toda la realidad masculina; nuestra investigación no puede
abarcar todas las facetas de dicha construcción.
Muchos de estos rituales se reproducen, teniendo prácticamente las mismas
características en varios de los ámbitos mencionados y a la vez están
relacionadas
dialécticamente
en
su
reproducción
social, visto
en su
complejidad desde la relación familia-escuela- grupo de pares.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 109
�1- Ritos hacia el interior de la familia:
I-
De distribución jerárquica - espacial.
La distribución espacial de los géneros implica el uso de dos categorías:
espacio y género e implica también un análisis de la división jerarquizada del
hombre y la mujer en un ámbito doméstico.
Los espacios son fundamentales en la familia para determinar la jerarquía
social y familiar de cada uno de sus miembros y para identificar cuál de ellos
está en una posición hegemónica. Estas demarcaciones desempeñan un rol
importante en la organización de la cultura de dominación masculina
intrafamiliar, a través de la organización de estas se le da sentido a una
distribución jerárquica dentro de la familia y axiológicamente a una serie de
normas que organizan ese tipo de cultura. Por tanto la espacialidad se
convierte en un componente alegórico capaz de estructurar los contenidos de
la cultura de dominación en procesos observables y aprendibles para los niños
dentro de la familia.
Entre los rituales que inciden en la reproducción de la distribución jerárquica
espacial del poder entre los géneros tenemos:
1- Los rituales vinculados a la alimentación y el acto de comer.
La comida familiar es un hecho “sagrado para la familia, porque nos reunimos
todos, y muchas veces no nos hemos visto en todo el día” 79 (EF.6). A la llegada
de la tarde todos se sientan a la mesa, es el momento de reunión de la familia,
y el padre se sienta en la cabecera de la mesa, y los niños en los costados,
muchas veces la madre no puede compartir el alimento con su familia porque
tienes “otras cosas que hacer”, o se alimenta peor que los demás y para que
los niños no la vean en ocasiones come apartada del grupo familiar, “y el
pedacito de carne es para el niño y para mi esposo, que trabaja afuera muy
fuerte” (EF.4). Generalmente el plato con la comida más abundante es para el
esposo porque “es el que trabaja más y está en la calle” (EF.6, EF.9) y entre
los niños y niñas influye además del sexo, la edad, pero generalmente “al niño
se
le
sirve
más
comida, porque
necesita más, gasta más energía
mataperreando por ahí” (EF.7, EF.8, EF.10, EF.12). Y esta representación nos
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 110
�lleva a una partición hacia el interior de este ritual de los estereotipos
cualitativo-cuantitativo de alimentación a los niños y las niñas:
-
Ambos comen dulces, pero los niños comen más “para que sean
grandes y fuertes” (EF.5, EF.8, EF.9, EF.10).
-
Los niños tienen que aprender a comer pescado “porque es bueno para
el cerebro, a la niña yo le hago otra cosa” (EF.5).
-
El estereotipo de que los niños deben comer más que las niñas para
desarrollarse mejor (EF.5, EF.8, EF.9, EF.10).
Se evidencia una preocupación explícita por los padres en mantener la figura
“bella y femenina en las niñas” (EF: 12), para evitar que engorde mucho porque
“las niñas gordas no se ven bien” (EF.1)
En esta distribución la madre ocupa un lugar más bajo que el del hombre, ya
que oficia de trabajadora doméstica no remunerada, y por tanto es la
responsable de la alimentación y la salud familiar. Entonces en el rito de la
comida el niño va interiorizando que él forma parte de esa dominación
masculina, que posiblemente en caso de faltar su padre, él ocuparía la
cabecera de la mesa y no su madre anciana, porque le correspondería por
“derecho propio”.
Este ritual también tiene una función de socialización de las pautas masculinas
en los niños y niñas, ya que internalizan los espacios que tiene cada uno en la
familia y el nivel jerárquico que corresponde a cada cual80.
En las entrevistas desarrolladas pudimos determinar además que los hombres
tienen el poder de invadir los espacios femeninos (EF.1, EF.2, EF6), excepto la
cocina porque “los hombres que siempre están en la cocina son cazueleros”
(EF.3), o sea que el acercamiento al espacio femenino doméstico de la cocina
sería un afeminamiento” por parte de los hombres, y por esa razón los niños
también deberían alejarse de allí.
Se denota que con este rito (como con los que vienen a continuación) se trata
principalmente de separar a los niños del mundo femenino, aislándolos de los
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 111
�espacios “naturalmente femeninos” y llevados a los “masculinos por excelencia,
tratando de formar en ellos rasgos de control del dolor, autosuficiencia,
responsabilidad, fuerza física.
Por último, no debemos dejar fuera la cuestión de que es evidente que los
hombres pueden invadir los espacios femeninos, pero lo contrario no ocurre.
“Es ilógico que una mujer esté en mi garaje: ¿Qué va hacer allí?” (G.3b). Sin
caer en los extremos de Kristeva (Cit. por Sara, B., 2004:12) y otras
estructuralistas
y
psicoanalistas
feministas
contemporáneas
en
sus
comparaciones de espacio y penetración sexual, podemos asegurar que hay
espacios típicamente masculinos, jerarquizados y reproductores de esta misma
jerarquía. Espacios destinados a la acción social homosocializadora de los
hombres y a los que no tienen acceso las mujeres ni las niñas, e inclusive, no
todos los hombres.
II-
Rituales asociados a la moda.
El nacimiento de un niño o niña siempre es un acontecimiento esperado en
familia. Con las nuevas técnicas médicas se puede predecir el sexo del nuevo
ser, niño o niña, creando expectativas y un sinnúmero de regalos y muebles
materiales para hacerle la vida más placentera a este, pero “por lógica nadie
pensaría en regalar una blusita de color rosado si se sabe que es un niño”
(EF.6).
Por tanto los colores, juguetes, los dibujos bordados en las sábanas que los
infantes encuentran cuando llega al mundo son significativamente diferentes,
además que las representaciones sociales de cada género conllevan a que los
niños se vistan con colores oscuros y que a las niñas desde la más temprana
edad se les ponga los aretes llamados dormilonas (EF.2, EF.4, EF.6EF.7EF.9,
EF.11) como una diferenciación básica con los varones. El agujereamiento de
las orejas de las niñas no solo es una agresión al cuerpo de estas sino una
representación semiótica de su cuerpo femenino, que en el futuro tendrá la
función de ser traspasado, agujereado, adornado y lastimado en pos de una
representación social de belleza femenina, de feminidad, de sexualidad. Son
legitimaciones simbólicas de un cuerpo destinado a lo doméstico, a lo rosado, a
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 112
�ser penetrado un día por un falo del que ella “seguramente” puede tener
envidia, entendido en la lógica freudiana.
Entonces el cuerpo de la niña comienza a ser diferente, con el pelo más largo,
con aretes, vestida de rosado: son actos, máscaras y fachadas que están
siendo construidas desde la familia y cuyo componente simbólico sirve para
demostrar las diferencias corporales entre niños y niñas, diferencias que
tienden a acentuarse al convertirse estos en adultos81. Entonces el rostro, el
cuerpo, la fachada se convierte en elementos legitimadores de un orden
heredado y, por tanto, es necesario que el orden expresivo necesario para su
cohesión, su comprensión solidaria y su reproducción sea un orden ritual.
III-
La participación, el deporte y los rituales vinculados a expresar el poder
físico de la masculinidad.
Son rituales masculinos “naturalizados” por el estereotipo de que el hombre
debe ser fuerte, saludable y buen deportista ante todo. Los padres creen
necesario llevar los hijos a ver deportes, pero sobre todo de combate o béisbol:
Padre: “Yo siempre que puedo lo llevo a ver el boxeo o la pelota, los
deportes no solo son buenos para el cuerpo, sino para disciplinarlo, él
tiene que aprender que el éxito en la vida está en la base de la disciplina”
(EF.2)
Vinculado a las funciones paternas, los padres creen necesario llevarlos a ver
el béisbol, los deportes de combate como judo o lucha, o boxeo y desde
pequeños los ponen a entrenar preferentemente en estos deportes de
combate.
Madre: “Yo dejo que el padre lo ponga en esos deportes que son
peligrosos y donde se pueden partir un hueso, pero es necesario para que
se hagan hombres y sepan defenderse en el futuro, yo misma soy quien
los lleva y los trae” (EF.12).
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 113
�Los padres están de acuerdo con la existencia de riesgos físicos en la salud de
los hijos, la práctica de este tipo de deportes puede ser peligrosa pese al alto
nivel que tienen los entrenadores (EF.4, EF.5. EF.13, EF14), no obstante, lo
consideran un riesgo necesario para el futuro desarrollo de sus hijos varones
(EF.2, EF.3, EF.4, EF.5, EF.6, EF.8, EF.10, EF.13, EF.18, EF.20).
Los padres coinciden en que los deportes de combate deforman los cuerpos de
las niñas, e inclusive la natación (EF.3, EF, 8, EF19), por eso es mejor poner a
las niñas en piano o danza española.
Madre: “Prefiero que mi niña estudie ballet, nada de kárate, ni ajedrez,
porque las mujeres que practican esos deportes se vuelven medio
marimachas y el deporte le deforma el cuerpo” (EF.3).
Se evidencia que las madres promueven un modelo de feminidad y de
masculinidad que no rebasa los límites tradicionales del modelo hegemónico y
ayudan a fortalecerlo. Generalmente en la bibliografía consultada (mayormente
desde la psicología) sobre el desarrollo de la personalidad infantil y su
identidad de género, se hace énfasis en la construcción de dicha identidad
desde los roles sexuales y su socialización en la familia. Estamos de acuerdo, y
este estudio de caso valida la opinión de María del Carmen Moreno y Rosario
Cubero (2011: 156) cuando opinan que “en la familia convencional, las madres
tienden a considerarse como sumisas, emotivas, sensibles a las situaciones
interpersonales, afectuosas y aceptadoras; en contraste los padres suelen
aparecer como más dominantes, independientes, asertivos y competentes a la
hora de hacer frente a los problemas. Es así como en el interior de la familia se
reproduce la tipificación sexual (...) de forma que los niños tenderán a imitar
estos patrones, sobre todo cuando estos modelos resultan atractivos y
afectuosos. La imitación de los modelos, sino mediante prácticas educativas
diferenciadoras, de forma que a los niños se les anima a que sean
independientes (...) competitivos”
En el caso de las familias monoparentales femeninas estudiadas a su vez las
madres asumían el “rol masculino” de enseñarles a sus hijos patrones de
conducta que ellas consideraban importantes para que fueran “hombres de
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 114
�provecho” y entre ellos la visión y prácticas de deportes (EF.1, EF.3, EF.10,
EF.14, EF.16).
Madre: “Yo quiero que mi hijo cuando sea un hombre, sea una persona de
bien, trabajador y sobre todo buen padre de familia, que aunque ponga
mano dura con sus hijos, no se divorcie y si tiene sus cosas por la calle,
que su mujer no se entere” (EF.3).
Madre: “Me ha sido difícil criarlo, porque imagínese usted: una es madre y
padre a la vez y entonces yo no puedo llevarlo a un juego de pelota ni al
de futbol, y no puedo decirle cosas sexuales porque me da pena y lo que
hago es buscar a mi hermano para que lo lleve a esos lugares, porque a
él también le da pena que yo lo lleve. Lo puse en boxeo, pero entonces él
quiere que mi hermano lo vaya a buscar porque a sus amiguitos sus
padres son quienes lo van a buscar y a veces mi hermano no puede
porque trabaja por turnos en la fábrica, y entonces todo se me hace difícil
con el niño” (EF.10).
En sus opiniones se advierte la importancia que ellas le conceden a la
presencia masculina en el hogar para la formación del niños en valores
hegemónicos de “hombría”, y las dificultades que atraviesan las madres de
familias
monoparentales
femeninas
para
educarlos
en esos
patrones
masculinos que ellas no fueron educadas, pero que consideran necesarios.
Aquí ocurre un aprendizaje de lo masculino a través de la mujer, en una
relación indirecta: el aprendizaje ocurre por oposición.
Por otra parte, en varias de las entrevistas (de las familias nucleares o
extensas) las madres esperaban que el padre ofreciera la opinión respecto a lo
preguntado, y luego ellas solo confirmaban lo dicho por este (EF.4, EF.6, EF.8,
EF.9, EF.10, EF. 15).
IV-
Rituales lúdicos.
El juego donde niños y niñas desarrollan roles de género lo consideramos
como un rito de homosocialización cohesivo. Según Durkheim (2012: 46) estos
ritos renuevan a los actores sociales y a sus grupos, construyendo su cohesión
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 115
�sobre la base de creencias comunes. En el caso que nos ocupa podemos decir
que los ritos de homosocialización mantienen, ordenan y recrean un modelo de
masculinidad y fortalece las representaciones colectivas de esta.
La ritualización de los juegos va transversalizada por los estereotipos de
género relacionados con los juguetes que los niños deben de jugar y los juegos
“que son de niñas” (EM.2, EF.5, EF.6). Hacia el interior de los rituales lúdicos
estos se pueden dividir en dos niveles de homosocialización infantil:
1- En el primer nivel (5-6 años) los niños reconstruyen situaciones genéricas
aprendidas
en
el
entorno
familiar,
reproduciendo
camaleónicamente
gestualidades, acciones (copian el rol del padre en familia, tipos de trabajo
como soldado, plomero, soldador, vendedor de agromercado). El niño los
articula en un drama esquemático que varía según su capricho y donde él
mismo desempeña roles que pueden ser diferentes en cada situación. Este tipo
de ritualización de los juegos solo es posible cuando el niño es capaz de
interactuar simbólicamente con el hombre adulto o con sus iguales, adoptando
de alguna forma el punto de vista de estos y sus referencias. En este proceso
se van construyendo las máscaras y el concepto de fachada que el niño usará
en su adultez (EM.2, EF.5, EF.6, EF.7, EF.10, EF.12, EF.13, OBNP1.).
2- En el segundo nivel (niños de 7-11-12 años) ya están presentes los juegos
organizados (el béisbol, el fútbol, etc.). Estos son propios de una etapa superior
donde el niño juega en equipo de acuerdo con las expectativas del resto de los
pares (lo que Mead, cit. por Ritzer, 2008, llama la interiorización del otro
generalizado). El niño en el juego desarrolla una posición funcional orientada a
la consecución de metas en equipo. Este ritual ayuda a la cohesión, la
construcción de la mentalidad masculina de equipo, la legitimación de una
moralidad común que busca un fin. El juego en equipo tiene unas reglas que
modulan las expectativas del otro generalizado (E.1, E.2, E.3, E.4).
Niño: “Pues claro, cuando se juega en un equipo uno tiene que seguir las
reglas en ese momento, en el fútbol no se puede tocar el balón con las
manos, en la pelota no se puede darle un pelotazo al bateador, eso está
claro(….)¿si violo las reglas?, pues me sacan del equipo y si es muy
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 116
�grande lo que hago pues no me dejan jugar más y a lo mejor hasta dejan
de hablarme la gente del barrio ”(E.8)
El niño interioriza en su mí las reglas del equipo, que es el soporte principal de
la respuesta potencialmente innovadora de su yo, imbricándose en su
personalidad de tal forma que esos patrones cumplen una función orientadora
en su futura acción social. Por otra parte, hacia el interior de los rituales de
participación en juegos deportivos y los rituales lúdicos ocurre una microritualización de la educación genérica del cuerpo sexuado.
Un resultado de las representaciones de los cuerpos masculinos y femeninos
en la niñez es la narrativa de la supremacía del niño sobre la niña, del hombre
sobre la mujer, de un modelo de hombres sobre otros hombres, e inclusive de
algunas mujeres sobre los hombres. En este último caso (deportistas, políticas,
artistas famosas, etc.) se denota su superioridad sobre los hombres, pero
siempre
midiéndolas
con
los
mismos
instrumentos
gnoseológicos
de
dominación con que se mide el triunfo de ellos, o sea, aunque sus narrativas
sean superiores a las de los hombres, es porque son construidas desde el
mismo modelo de masculinidad hegemónica y tienen más capital económico,
social, cultural que los hombres que la rodean. (EF.2, EF.3, EF.6, EF.7, EM.12,
G.4c, G.2d, G.1e, G.2a, G.2e, G.7f, G.4b, G.4f, G.5a, G.6c, G.5e, G.5b, G.6a,
G.6b).
Padre: “Yo quiero que mi hijo sea fuerte, que sea deportista y que sea
buen estudiante, debe de estar preparado para la vida, y pá eso debe de
estar sano” (EF.3).
Padre: “¿Mis niñas?, qué va, las niñas deben de ser delicadas, no esas
marimachos que andan por ahí, el varón como si no se baña, pero la niña
debe de andar linda, peinada, perfumada” (EF.8).
Madre: “Los varones siempre son más fuertes, en todos los sentidos. Yo
tengo dos niñas y un niño, y el niño, aunque es menor que las mellizas se
faja con ellas, y si me descuido me las maltrata porque es más fuerte y yo
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 117
�le digo que a las niñas no se les da, que si se va fajar que sea con los
niños de su edad, que a las niñas se les cuida y se les da flores” (EF.8).
Esta construcción de la feminidad o la masculinidad desde la niñez, a través de
acciones concretas como entrega de flores a las niñas, el control de su
desarrollo físico impidiéndole que participe en deportes de combate “que le
deforman el cuerpo” (EF.9). En el caso de los niños se les impulsa a la
participación de deportes de riesgo, de encuentros más o menos violentos con
sus pares en la calle, de la tolerancia con hechos violentos gratuitos. Estos
rituales parten de la concepción de la superioridad del cuerpo masculino sobre
el femenino, así el niño interiorizará que su supremacía sobre las niñas, trae a
su vez la objetivación de ese otro que se considera imperfecto, inferior, débil.
Esta objetivación también se da también en contraste con otros niños de sus
grupos de iguales que no tienen destrezas físicas, que son miopes, “que andan
demasiados limpios” (E.1, E.3, E.6). Todo esto fortalece el habitus masculino y
a su vez subyuga socialmente al otro, lo hace receptor, objeto de diversión “nos
reímos de él y le decimos mariquita, cuatro ojos, cabeza de tornillo” (E.2),
posible objeto de descarga del enfado infantil, de la frustración ante las malas
notas en la escuela (E.1, E.2, E.3)82. La significación no sería una propiedad
intrínseca del objeto, sino que le vendría dada por la valoración de los niños
dentro de su grupo de pares.
Niño: ”Nosotros jugábamos a tirarnos del segundo piso a una loma de
aserrín que había abajo, sí, claro que no nos veían, pero M. no quiso
tirarse, porque es un pendejo, no es un hombre y hasta chismoso es
porque se lo dijo a mi mamá.”(E.4)
Aquí se denota que este niño (se repite en las respuestas a las entrevistas de
otros, E.1, E.2, E.3, E.5, E.8, E.10) identifica a su igual como alguien más débil,
con características “femeninas”, por informar a su madre, lo que conllevaría a
desterrarlo de su grupo de pertenencia, por falta de valor y de discreción. Este
ritual opera estableciendo normas que sirven para organizar el cambio de
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 118
�status y para legitimar y transmitir el poder. Y este basa su fuerza simbólica en
su carácter inconsciente ya que conserva y reproduce su supremacía como
doxa (Bourdieu, 2008), o sea como una acumulación de afirmaciones
“naturalizadas”, que no son explícitas, pero que por medio de la cual la cultura
del patriarcado mantiene sistemas de orden, control y dominación.
Las formas en que los niños llevan una representación en una situación de
interacción simbólica con sus pares, su gestualidad, sus discursos, su acción
social: En su acción social reproducen símbolos “masculinos”.
Los símbolos dominantes como: un cuerpo masculino atlético y uno femenino
sexual, el conocimiento de artes marciales, la destreza deportiva, el valor, que
se recrean y legitiman ritualmente tienen la función comunicativa en la niñez de
trasmitir a sus grupos de iguales, y a la familia, las vivencias valorativas y la
subjetividad grupal de los niños que toman parte del rito de masculinidad. La
construcción de las masculinidad/feminidad del cuerpo sexuado comienza con
la ritualización de la ropa y de los juguetes.
2- Ritos hacia el interior de la escuela:
I-
Lúdicos:
Estos reproducen en la escuela los juegos enseñados en la familia, reforzando
así las posturas androcéntricas de las maestras. La escuela, institución
socializadora
por excelencia, reproduce y fortalece habitus masculinos
internalizados desde la familia.
II-
De control de la masculinidad/feminidad.
Las maestras proponen una definición de la situación genérica que presenta
cierta estabilidad, y que cohesiona la interacción masculina/ femenina,
controlando los niños y niñas que tengan, en su opinión, posibilidades de
“desviarse” de los roles masculinos y femeninos aceptados socialmente, y
considerados como válidos. En esta etapa de la infancia el único modelo de
masculinidad aceptado, tanto por la familia como por la escuela es el
hegemónico, por lo que todos los mecanismos de control van encaminados a
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 119
�evitar la desviación de este. Las maestras son tolerantes frente a las peleas
entre niños
Maestra: ”Si se fajan dos niños, voy y los separo y los castigo, les digo
que no deben de fajarse y luego se lo comunico a los padres, pero he
tenido casos en el padre, cuando se lo digo se sonríe, y dice que eso es
bueno, que aprenda a defenderse, y a veces me han dicho cosas
parecidas frente a los niños, lo que me destruye toda mi castigo
educativo, porque la escuela no es lugar para fajarse”(EM.4)
¿La escuela no es lugar para fajarse?, en el discurso de la maestra se nota la
tolerancia por la violencia hacia los niños, pese a que ella no está de acuerdo
con el padre, por lo que ha dicho, sobre todo no está de acuerdo porque lo dice
frente al niño ya que la violencia física entre pares en la escuela no está
permitida, pero si lo hacen fuera, pues se tolera un poco. No así las peleas de
las niñas, por lo que el medio y la fachada personal de niños y niñas van siendo
construidos según este modelo (Pregunta 3, EM.1, EM.3, EM.4).
Maestra: ”Las niñas discuten muy poco porque son niñas, pero cuando lo
hacen yo me les acerco con delicadeza y les digo que no deben discutir ni
fajarse, que las niñas buenas no hacen eso, que ¿quién ha visto una niña
fajándose?” (EM4, EM.5).
La interacción corporal entre los niños es más intensa que entre las niñas, ya
que en las peleas y los juegos en equipo de los niños se introduce en el grupo
de iguales nociones de colaboración, solidaridad, protección, igualdad, y control
del espacio. Para las niñas es todo lo contrario ya que en su interacción
simbólica, entre ellas y con sus familiares y maestras, la construcción de su
identidad se sigue relacionando con la esfera familia, la esfera doméstica para
la que el cuerpo femenino está más preparado que para los deportes. (EM.2,
EM.3, EM.9, EM.12, G.1c, G.1d, G.1e, G.2a, G.2e, G.2f, G.3b, G.4f, G.5a,
G.5c, G.5e, G.5b, G.6a, G.6b).
Niño: “En el receso cuando nos ponemos a jugar futbolito o bolas, ellas se
ponen a hablar de sus cosas en una esquina, donde hay sombra”E.3.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 120
�Lo comprendido teóricamente por máscaras y fachadas aunque comienzan a
desarrollarse en edades tempranas, se ha observado que es a partir de los 5
años cuando son más evidentes, debido a que los niños y niñas comienzan a
visibilizar más los roles de género que desarrollaran en sus vidas adultas.
III-
Ritos de Interacción entre grupo de pares:
a) Ritos espaciales -jerárquicos.
Los niños tempranamente comprenden la jerarquización de los espacios, no
solo hacia el interior de las familias, sino hacia el interior de los mismos grupos.
En los juegos “El rey”, “el jefe de la mafia”, “el jefe de los ladrones”, “el médico
jefe” van tener siempre un espacio privilegiado sobre los demás, y van a
mostrar su poder mediante una máscara expresiva, digamos una apriorística
cara social que le ha sido atribuida por sus iguales y cuyo rol debe de cumplir
en el momento lúdico, y que le puede ser quitada, arrebatada si no resulta
digno de ella: desde pequeños comprenden que la fachada que implica respeto
al conocimiento, al arrojo, la fuerza, es un elemento que deben cuidar,
fortalecer y reproducir. El reconocimiento de esto reproduce dramas sociales
de corte macro en sus juegos.
Niño: “Pues cuando jugamos a los vikingos casi siempre el rey es M.,
porque es el más alto, el rubio y sabe lucha” (E.3).
Niño: “Le decimos Maradona porque es un monstruo con el balón de
fútbol: es el mejor” (E.6)
La conducta ritual en niños estaría sobre la capacidad de estos en sus
encuentros cara a cara, en jerarquizar espacios y tiene que ver con reglas de
etiqueta
grupal
y
atributos
físicos
(más
alto, rubio) y competencias
(conocimiento de artes marciales, habilidades para el futbol, etc.), por tanto,
podemos decir que los rituales de homosocialización están relacionados con
procesos de comunicación y estratificación hacia el interior del grupo de
iguales, siendo este un proceso comunicacional y no instrumental, ya que el
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 121
�ritual trasmite, construye y transforma gradualmente según generaciones y
género, información significativa para el resto de los chicos, y es continuo y
reiterativo, convirtiéndose en lo que Collins, acertadamente, denominaría
“cadenas rituales de interacción”(1996: 24).
b) Rituales de las microdistinciones hegemónicas y subordinadas en los niños.
Estos rituales legitiman y subrayan las diferencias hacia el interior del grupo de
niños, siendo catalogados algunos niños por sus pares en “flojos”, “mariquitas”,
“cuatros ojos”, “mataíto” (E.1, E4., E.5). Estas categorías expresan diferencias
de orden físico, competencias deportivas, aptitud ante el estudio. En la escuela
estas jerarquías se refuerzan y se ritualizan una vez más.
Maestra: “Pues yo tengo niños en 6to grado que son muy regados y que
no estudian nada, y tengo dos que son muy buenos, y cuando hacen la
tarea muy bien les digo a los demás varones que tiene que aprender de
ellos, que hasta cuándo van a seguir así sin estudiar”(EM.4).
Niño: “Pues los que estudian mucho son unos mataítos, porque serán
muy buenos en las clases pero son malos jugando pelota, no tienen
tirapiedras y cualquiera les coge la baja. Y ni ayudan a uno porque
estábamos haciendo una prueba de español y le dije a Y. que me dijera la
2 y no lo hizo, por eso lo esperé afuera a las 4 y media y le rompí los
espejuelos, pa’ que aprendiera” (E.12).
Estas distinciones son legitimadas en la vida cotidiana de estos niños, donde
generalmente el que estudia es el que se enferma siempre, el que anda
muchas veces con las niñas, el niño más limpio del aula (E.9, EM.3, E.10),
poseyendo rasgos que para el resto de los iguales son considerados como
“femeninos”. La construcción de estas distinciones infantiles (máscara y
fachada) está construida desde la violencia física esencialmente porque:
Niño: “Si te cogen miedo no te dicen nada y se hacen tus amigos. A mí en
quinto grado todos los días había uno que me cortaba los cordones de los
zapatos y me comía o escondía la merienda, después fueron dos o tres
los que lo hacían y yo regresaba llorando a mi casa, no se lo decía a papi
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 122
�porque me daba miedo y mi mamá habló con la maestra dos o tres veces,
hasta que un día se lo dije a mi tío y él dijo que si yo era maricón, que
cuando el muchacho fuera hacerme eso que le diera con una piedra, un
palo o lo que fuera. Y al otro día cuando fue a cortarme los cordones le di
con una piedra que había recogido y me llevaron a la dirección, pero no
me lo hizo más y hoy es amigo mío”(E.5).
Es un claro ejemplo de la violencia como proceso legitimador de la
masculinidad, y hacia el interior de estas de las distinciones: un hombre que no
sea
violento
en
determinado
momento
“cuando
deba
hacerlo”,
no
correspondería al selecto grupo hegemónico, sino periférico, o subordinado, o
complaciente. Con independencia del objeto con se golpea, lo fundamental es
imponer respecto a su “condición masculina”, o la confirmación de su
“homosexualidad”, su acercamiento a lo femenino, a lo vaginal, a lo
destrozable. Al hacerse natural la violencia a través de la enseñanza
homosocial del tío, las diferencias dentro del grupo de niños se tornan
incuestionables. La ideología así construida e internalizada se reconoce de tal
forma que posteriormente ya no existe la necesidad de coerción por parte del
familiar masculino, pues la violencia, que es tomada como natural, ya no es
objeto de discusión (E.3, E.5, E.6, EF.7, EF.9, EF.12, G.1c, G.1d, G.1e, G.2a,
G.2e, G.2f, G.3b, G.4f, G.5a, G.5c, G.5e, G.5b, G.6a, G.6b).
En los rituales de homosocialización masculina que se desarrollan en el ámbito
familiar, escolar y del grupo de iguales muestran que estos tienen una dinámica
interna dependiente de las edades de los niños, del número de rituales que
suceden a la vez y que se superponen y de los espacios donde se desarrollan.
En la familia se recrean rituales que luego se refuerzan en la escuela,
permitiendo que niños y niñas internalicen contenidos cognitivos referidos a su
sexualidad, su cuerpo y el espacio que ocupan en la sociedad, junto a la acción
social, que podrán desarrollar en esta.
Mediante los rituales de homosocialización se legitima una cosmovisión
genérica del mundo, una partición de espacios en femeninos y masculinos, que
se constituye en cualidades, trabajos, profesiones, juegos, diferenciados para
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 123
�niños y niñas, y reforzando la reproducción de estereotipos en estos y sus
familiares.
Durante el proceso de socialización primaria del niño, los padres quieren que él
sea como ellos “mujeriegos, bebedores y buenos trabajadores que mantienen
la casa” (EF.1, EF.2, EF.6, EF.7, G.1a, G.1b, G.1c, G.1d, G.2a, G2b, G.3c,
G.4a). En otras palabras que el aprender a ser hombre en una comunidad
minera implicaría, con más énfasis que en otros lugares, ser “hombre”,
marcado por la aspereza y la negación de la emotividad, que se consideraría
femenina. En estos espacios de homosocialización, entre iguales, sean
hombres o niños, lo que prevalece son rituales de legitimación de la
masculinidad, a través de discursos soeces, significados sexuales, chistes
machistas, noticias deportivas, etc. (G.1a, G.1b, G.1c, G.1d, G.2a, G2b, G.3c,
G.3d, G.3e, G.4a, G.5b).
A consecuencia de esto desde la infancia los niños van internalizando valores
que sostienen la desigualdad entre los hombres y mujeres, y legitiman las
desigualdades de género que existen en la sociedad. El poder masculino que
se recrea en esos espacios laborales de homosocialización legitima, la
representación social de la mujer como poco productora en comparación con
los hombres que realizan “el trabajo duro”.
La construcción de la identidad masculina de los niños al basarse en la
internalización
de
normas,
símbolos,
signos,
recreados
y
legitimados
ritualmente está cargada de emociones específicas que conformarán la
personalidad futura del individuo, además de contenidos culturales que se
compartirán socialmente dentro del grupo de iguales, dotando de significado la
vida social, donde hombres y mujeres, ocupan espacios y roles diferentes,
aprendidos desde la niñez.
Conclusiones parciales del capítulo.
Los espacios de homosocialización laborales en Moa incluyen en sus
interacciones simbólicas las diferencias
de género, donde las mujeres son
subordinadas simbólicamente a los hombres, y esta discriminación condiciona
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 124
�la construcción de una identidad masculina sui generis en un contexto minero,
producto de las prácticas sociales y culturales que se desarrollan en este.
La minería y la metalurgia son prácticas económicas muy generizadas, ello
implica que el escalafón social entre hombres y mujeres se encuentre
legitimado y reforzado incluso en la cultura organizacional. En estos espacios
económicos,
culturales
y
políticos
dominados
por
los
hombres,
sus
prerrogativas
se reflejan a través de una diferenciación funcional del trabajo
por género que se extiende luego a la familia.
El alto índice de masculinidad influye en el fortalecimiento de las estructuras
simbólicas de interacción de las masculinidades hegemónicas, y sus procesos
de reproducción de la hegemonía androcéntrica.
La construcción de la identidad infantil ocurre a través de rituales de
homosocialización masculina
donde se construyen, recrean y legitiman
modelos de masculinidades que el niño desempeñará en su vida cotidiana de
adulto. Las niñas están desterradas de dichos rituales, de hecho es tabú su
participación en la mayoría de estos.
Los rituales homosocializadores son procesos normalizados en el tiempo y
cuyas
unidades
más
pequeñas
son
objetos
simbólicos
y
aspectos
estructurados de la conducta simbólica de los hombres.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 125
�Conclusiones
Los estudios sobre identidad masculina e infancia no han tenido un desarrollo
constante en la trayectoria de las investigaciones sociológicas de género. Las
indagaciones sobre masculinidades comenzaron en los países anglosajones
privilegiando otras temáticas que, inevitablemente, debían remitirse a las
búsquedas científicas sobre la identidad masculina, aunque este no fuera su
objeto. Las investigaciones sobre esta cuestión en Iberoamérica se concretaron
a temas como el costo para los varones de la masculinidad hegemónica, los
estudios de familia que abordan los roles que desempeñan los varones en su
interior, la paternidad, la construcción sociohistórica del varón, masculinidades
y globalización, pero siendo menos estudiados la construcción de la identidad
masculina desde la niñez, cómo los niños internalizan durante el proceso de
socialización los símbolos de las prácticas sociales de determinado modelo de
masculinidad.
En el caso de Cuba ha primado un bajo de nivel de elaboración de conceptos
nuevos que describan la categoría de “masculinidades”; entre los estudiosos de
estas en Cuba prevalecen los posicionamientos teóricos desde teorías de
autores extranjeros, sobre todo españoles, canadienses y norteamericanos, no
contextualizándolo a la realidad cubana en muchos casos. Tampoco se ha
investigado sobre los diferentes modelos de masculinidades en diferentes
regiones del país, ni se han hecho estudios comparativos de estos, limitándose
a estudios de caso. No se han desarrollado investigaciones correlacionando las
variables “actividad económica” y “masculinidades”, cuando el tipo de trabajo
desarrollado por los hombres condiciona su visión del mundo y su vida
cotidiana, fijando muchas veces de paso, las relaciones inter – género. Por lo
tanto las pesquisas desarrolladas en nuestro país hasta el momento padecen
de una fragmentación epistemológica y no pueden por tanto brindar una visión
holística, ni siquiera totalmente casuística, ya que se han desarrollado sobre
todo en el occidente, y dentro de este en las cabeceras provinciales y la capital,
desconociéndose la realidad de las masculinidades en espacios alejados de La
Habana o de las capitales territoriales, donde los hombres construyen y
legitiman sus masculinidades condicionados por su contexto sociocultural.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 126
�Durante la sistematización de las investigaciones de las masculinidades
realizadas en varios países latinoamericanos y en Cuba, que fueron objeto de
análisis crítico en la presente tesis, se pudieron advertir insuficiencias en los
órdenes conceptuales, términos como homosocialización e identidad masculina
infantil eran polisémicos, multiplicidad que ha demorado los desarrollos de la
teoría de las masculinidades a pesar de las importantes incursiones realizadas
desde diversas disciplinas del conocimiento científico (historia, psicología,
antropología, sociología) y de los nuevos contextos globalizados en que se
inscriben los actuales estudios.
El demostrar la pertinencia de los conceptos homosocialización primaria,
rituales de homosocialización masculina y las estrategias dramatúrgicas de las
masculinidades
permitieron visualizar desde el análisis etnográfico las
relaciones que se establecían entre los hombres y los niños en el proceso de
construcción de su identidad masculina. Ello permitió delimitar las funciones
sociales de los rituales de homosocialización en la construcción de la identidad
masculina y superar las limitaciones que existían en el campo de los estudios
de las masculinidades en Cuba. Por otra parte, se evidenció la influencia de la
actividad económica minería y metalurgia en la conformación de un modelo de
masculinidad hegemónico que, mayormente, mantiene sus características
patriarcales, pese a los cambios que han ocurrido en nuestro país hacia una
masculinidad más acorde con una cultura de la paz y la igualdad entre los
géneros. Se puede afirmar que existe en Moa una cultura patriarcal híbrida,
donde los símbolos nuevos de un modelo de masculinidad promovido sobre
todos por los medios de difusión masiva nacionales (hombres metrosexuales,
cejas depiladas, tolerancia con las orientaciones sexuales diferentes) conviven
con características de las viejas masculinidades hegemónicas (homofobia,
promiscuidad, rudeza, alcoholismo, etc.)
Se puede precisar que la “cultura técnica de la minería” y las circunstancias
laborales de la minería y la metalurgia en Moa, convierten este municipio en
una “isla de la masculinidad hegemónica”. Esto sumado a rígidas prácticas
organizacionales en las empresas mineras, contribuyen a la reproducción y
legitimación de la violencia y la discriminación de género en este contexto,
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 127
�violencia que está presente en todas las facetas de la vida cotidiana, y que los
niños y niñas internalizan en sus relaciones con sus familiares, en la escuela y
en los juegos desarrollados.
La orientación teórica y metodológica permitió hacer énfasis en la estructura de
los rituales homosocializadores desde las perspectivas de los actores
masculinos, adultos e infantes, inferir que unos y otros internalizan valores de
los modelos de masculinidad hegemónicos como formas de exposición
simbólica del orden social.
La investigación contribuyó a aportar una perspectiva de estudio, no común en
las investigaciones de masculinidades en Cuba, desde el instrumental del
análisis etnográfico de los estereotipos y rituales que de las masculinidades en
un entorno minero metalúrgico. Describimos los rituales homosocializadores
que fortalecen el sistema simbólico patriarcal mediante el cual reproducen su
cohesión
grupal,
androcéntricas.
socializando
a
sus
hijos
dentro
de
estas
normas
Se determinó que los familiares y maestras contribuyen a
construir en los niños el modelo masculino hegemónico, ya que consideran que
es el que debe prevalecer en la vida adulta de estos.
El empleo de la metodología dramatúrgica de Goffman posibilitó encontrar las
relaciones simbólicas entre los niños y sus iguales adultos, cómo construyen
sus identidad masculina a través de una relación dialéctica, en espacios
homosocializadores donde generan sentidos en los grupos masculinos,
producen representaciones sociales y estas orientan la formación de los
habitus masculinos. Es la significación y delimitación de los espacios sociales
de lo femenino y lo masculino.
Aunque no es objeto de nuestro estudio, hemos encontrado en las escuelas
donde se han aplicado las técnicas a los niños, estas funcionan como aparatos
ideológicos de las masculinidades hegemónicas, donde se reproducen las
pautas de conducta y los valores de esta. En palabras de Althusser (2009),
ocurre una representación de una relación imaginaria con las condiciones
reales de existencia.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 128
�La deconstrucción de los procesos identitarios a partir de su acción nos
demostró que la identidad masculina en la infancia se construye, mayormente,
a través de estereotipos de género socializados a través de la familia y la
escuela y recreados en las prácticas cotidianas de los niños en sus grupos de
iguales. También la diversidad de rituales homosocializadores que legitiman y
reproducen el modelo de masculinidad hegemónica en las vidas cotidianas de
los niños.
Estos elementos serían sumamente útiles epistemológicamente para la
construcción de políticas locales de género en el municipio de Moa.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 129
�Recomendaciones
Los diferentes modelos de masculinidades y su socialización desde la violencia
siguen siendo tema de interés para las ciencias sociales. Su estudio en
contextos
diferentes
nos
da
una
percepción
diversificada
de
las
representaciones de las masculinidades. Los estudios de identidad infantil
masculina deben proseguir desde la sociología y otras ciencias, para conocer a
fondo sus características y estudiar sus manifestaciones con el fin de dotar a
los decisores de políticas locales, de herramientas que se usen para educar a
todos en una cultura de la paz.
Por otra parte esta investigación obviamente construye el conocimiento del
objeto desde el nivel micro, no obstante no desestimamos el nivel macro, ya
que las acciones del nivel micro están contenidas en este. Evidentemente aun
cuando la tesis va dirigida a un nivel micro, los procesos sociales se
transforman a un nivel macro. En ese sentido se recomienda que:
A nivel Micro:
1- En el ámbito familiar:
Establecer planes de acción educativos desde una perspectiva de la
cultura de la paz y la equidad a desarrollar con familias de Moa.
Desarrollar un sistema de conferencias con los contenidos de esta
investigación para la actualización de conocimiento de los miembros de
la Casa de Orientación a la Familia y la Mujer de la Federación de
Mujeres Cubanas en Moa.
2- En el ámbito educativo.
Establecer acciones de superación con maestras y maestros de
escuelas primarias en Moa, sobre las temáticas de las masculinidades
en general y la infancia en específico, con el fin de brindarle las
herramientas para descifrar estas relaciones particulares, y orientar a
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 130
�padres y madres al respecto, sobre la base de la reflexión crítica basada
en su realidad contextual.
A Nivel Macro:
1- En el ámbito académico:
Introducir los resultados de la presente tesis en la comunidad científica
cubana y en particular, en aquellas instituciones que desarrollan
investigaciones relacionadas con las masculinidades, los estudios
actuales de familia, delincuencia y adolescencia, identidad masculina y
mortalidad, prevención, paternidad y violencia de género.
Incorporar a los programas docentes de estudios de género de las
Facultades de Ciencias Sociales y Humanísticas del Ministerio de
Educación Superior.
2- En el ámbito gubernamental:
Resumir esta investigación y llevarla en un discurso comprensible al
CAM del Gobierno municipal de Moa, para que los decisores de políticas
conozcan su contenido y les sirva de orientación para el trazo de
políticas locales relacionadas con el género.
Identidad Masculina, Prácticas Homosocializadoras e Infancia.
Página 131
�NOTAS.
“Con el fin de la segunda guerra mundial se crea una coyuntura favorable a la no discriminación
1
por razones de raza, nacionalidad o sexo. [...] como resultado de dicha coyuntura, se comienza a
reflexionar respecto de la condición femenina en la sociedades occidentales” (Gomáriz, 1992).
2
3
En estas publicaciones no cuentan las tesis de maestrías o doctorados.
Mabel Burín lo explica: “en los países occidentales ha ocurrido un cambio en las mentalidades, las
posiciones subjetivas y genéricas de hombres y mujeres, a partir de la Revolución Industrial, la
Revolución Francesa y por último de la revolución tecnológica -posmodernidad- con nuevos
resultados”.
4
Otros investigadores y promotores de actividades con hombres han sido Gabriel Coderech Díaz
y su Grupo de Reflexión y Solidaridad “Oscar Arnulfo Romero” (OAR);
y el Grupo Equidad
coordinado por Rosa María Reyes Bravo (Universidad de Oriente) que desde el Coloquio
Internacional Identidades de Género: teorías y prácticas han difundido los estudios de masculinidades.
5
Según Reina Fleitas entre las pautas de exigencia del modelo de educación infantil y la manera
que proceden los actores responsables de su ejecución no siempre lo conocen, lo comparten o tienen
condiciones materiales para poder cumplirlo.
Tipos de cuidado de la infancia.
Negligente/Riesgo
Autoritario
Equitativo
Sexista/patriarcal
Paternalista/sobreprotector
6
"¿Conoces alguna profesión en la que el género masculino no sea superior al femenino?,
pregunta Platón a Glaucón. Y el mismo responde "No perdamos el tiempo en hablar de tejido y de
confección de pasteles y guisos, trabajos para los cuales las mujeres parecen tener cierto talento y en
los que sería completamente ridículo que resultaran vencidas. -Tienes razón -dijo él-; un sexo es
ampliamente aventajado por el otro en todos o casi todos los aspectos."(Platón, 2003: 76).
7 Se
consideraba a la mujer como un “ser incompleto”, definición tomada de Platón y Aristóteles,
que luego sería legitimada y recreada en los escritos canónicos de los Padres de la Iglesia San Agustín
y Santo Tomás de Aquino. Por tanto la mujer debía de estar subordinada al hombre, “ese ser
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�completo y superior”. Incluso la medicina antigua compartía ese criterio, Hipócrates argumentaba
que ellas eran inferiores: húmedas y frías, en tanto que la esencia de los hombres eran seca y caliente:
o sea, superiores.
8 Es
conocido el “derecho de pernada”, el derecho de los nobles a acostarse con la mujer plebeya de
su feudo en su primera noche de bodas; o el caso de mujeres reinas, como Jua na I (1479-1555), de
Castilla y Aragón, conocida como “la loca”, a la que le fue arrebatado el trono, pretextándose su
condición mental, cuando realmente era un problema de género.
9
Engels opina que: “La división del trabajo en la familia había sido la ba se para distribuir la
propiedad entre el hombre y la mujer. Esta división del trabajo en la familia continuaba siendo la
misma, pero ahora trastornaba por completo las relaciones domésticas existentes por la mera razón de
que la división del trabajo fuera de la familia había cambiado (Engels, 1984: 97-98).Durkheim en su
libro La división del trabajo social afirma que “(...) el trabajo sexual se dividió cada vez más.
Limitado primeramente solo a las funciones sexuales, se extendió poco a poco a muchas otras (...)
hace mucho que la mujer se retiró de la guerra y de los asuntos públicos y que su vida se concent ró
completamente en la familia. Desde entonces su papel no hizo más que especializarse (...) se diría que
dos funciones de la vida psíquica se han disociado, que uno de los sexos acaparó las funciones
afectivas y el otro las funciones intelectuales” (1967: 57)
10
Lo curioso de este análisis científico de Weber es que su vida cotidiana hizo lo contrario ya que
se manifestó públicamente por la igualdad de derechos entre ambos sexos en el matrimonio y dentro
de la familia. Por otra parte apoyó activamente a s u esposa Marianne Weber quien fue una de las
primeras feministas en Alemania elegida como presidenta de la Asociación de Mujeres Alemanas y
diputada en el Parlamento del Estado de Baden (González, 1996).
11
12
Ya había Engels había abundado antes al respecto. Ver nota 10.
Al decir de Kimmel: “El desarrollo individual de una personalidad masculina normal es un
proceso social dentro de las relaciones familiares patriarcales(...)Dentro de diversas formas de familia,
cada sociedad provee un escenario en el cual el amor y el anhelo, el apoyo y la desilusión permiten el
desarrollo de una psique genérica(...)A la edad de cinco o seis años, antes de que tengamos muchos
conocimientos conscientes acerca del mundo, los elementos para la construcción de nuestra
personalidad genérica están firmemente anclados”(1997: 69).
13
Según Bourdieu
“[los habitus son] sistemas de disposiciones duraderas y transmisibles,
estructuradas y predispuestas a funcionar como estructuras estructurantes, es decir, en tanto principios
generadores y organizadores de prácticas y de representaciones que pueden ser objetivamente
adaptadas a su objetivo sin suponer una meta consciente de fines y el dominio expreso de las
operaciones necesarias para alcanzarlos” (Bourdieu,1996: 88).
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�14
El habitus además “funciona como la materialización de la memoria colectiva que reproduce en
los sucesores lo que adquirió de los antecesores” (Bourdieu, 1996: 91). Esto permite que el grupo de
las masculinidades “persevere en su ser” (ibídem.). Todo lo anteriormente dicho implica que la
conciencia colectiva del grupo de masculinidades “es capaz de inventar frente a situaciones nuevas,
medios nuevos para llevar a cabo funciones antiguas” (ibídem.). Por tanto, las masculinidades ante el
empoderamiento de la mujer establecerían estrategias nuevas para seguir manteniendo su hegemonía,
pese al mayor poder adquisitivo de las mujeres, su posicionamiento en puestos de dirección, su
desarrollo intelectual y académico, etc., y además actuarían de manera semejante sin necesidad de
ponerse de acuerdo previamente adoptando tácticas de enfrentamiento colectivas en defensa de su
status social que implicarían a la mayoría de los hombres que pertenecen a dichas masculinidades.
15
El habitus incorpora en las masculinidades la memoria colectiva. Según Cuché “las
disposiciones duraderas que caracterizan el habitus son también disposiciones corporales, que
constituyen la “hexis corporal” (la palabra latina habitus es traducción de la griega hexis) forman una
relación con el cuerpo que le da un estilo particular a cada grupo” (Cuché, 2004: 103). La hexis
corporal se sobrepone a lo que podría ser un estilo propio, ya que es una moral incorporada, es una
concepción del mundo internalizada en el habitus profundo que habitan las mascu linidades. Por la
hexis corporal las características sociales se naturalizan, el principal mecanismo social de la
construcción de esta hexis de las masculinidades es la homosocialización donde se trasmite de padre a
hijo varón normas, valores y actitudes corporales de lo que debe de ser un hombre para la sociedad
según el imaginario colectivo de las masculinidades. Esta naturalización de lo social es uno de los
mecanismos que aseguran la supervivencia de los habitus de las masculinidades. La homogeneidad de
los habitus de las masculinidades hegemónicas y periféricas asegura de por sí la homogenización de
los gustos y actitudes frente a situaciones problémicas que fueran a afectar de alguna forma su status
social. Además hace previsible las preferencias y las prácticas “que se perciben como si fueran
evidentes” (Bourdieu, 1996: 97). No obstante, reconocer esto, implica a su vez comprender la
variedad de estilos personales en los hombres que incluyen estos grupos de masculinidades, estas
variantes individuales deben de entenderse como “variantes estructurales” según Bourdieu. El
habitus aplicado a los estudios de masculinidades no puede comprenderse como un sistema rígido de
disposiciones que determinan al individuo y lo orientarían rigurosamente las representac iones y las
acciones de estos, sino como un sistema de disposiciones que son dinámicas en el tiempo y en el
contexto donde se construyen. La trayectoria social de los grupos de masculinidades acumulada en
varias generaciones e interiorizada debe de ser considerada para analizar las variaciones del habitus de
las masculinidades.
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�16
Foucault lo denomina como un “conjunto de mecanismos por medio de los cuales aquello que,
en la especie humana, constituye sus rasgos biológicos fundamentales podrá ser parte de una política,
una estrategia política, una estrategia general del poder…”(Foucault, 2006:15)
17
En sus investigaciones Gerda Lerner asevera: “El género es la definición cultural de la conducta
definida como apropiada en una sociedad dada y en una época dad a. Género es una serie de roles
culturales. Es un disfraz, una máscara, una camisa de fuerza en la que hombres y mujeres bailan su
desigual danza” (Lerner, Gerda, 1990: 339).Considerando lo anteriormente dicho podemos llegar a
una definición general del género como “una construcción histórica y sociocultural que adjudica roles,
identidades, valores y producciones simbólicas a hombres y mujeres, incorporados a estos/as mediante
los procesos de socialización” (Cesar Pagés, Julio, 2010: 9).
18
El poder patriarcal forma una importante parte estructural de nuestras pautas culturales. Dicho
poder es una fracción organizada de nuestras economías y sistemas de organización política y social
(Kaufman, Michael, 1994). Sus estructuras legitimadoras forman parte de la teología de las religiones
más importantes, de la familia, de las formas lúdicas y de la vida intelectual. La mayor parte de lo que
se asocia con la definición de masculinidad gira sobre la capacidad del hombre para ejercer poder y
control. Esta capacidad se sustenta a partir de legitimaciones que hemos heredado, de tradiciones del
mundo patriarcal que condiciona culturalmente a los sujetos femeninos y masculinos.
Al caracterizar la cultura moderna debemos tener en cuenta el concepto de patriarcado. Este fue
utilizado por primera vez como categoría por Kate Millett en su libro Política sexual, publicado en
1969, que pretende ser, dicho por la propia autora, “unos cuantos apuntes hacia una teoría del
patriarcado”. Esta categoría designaría a “una estructura s ocial jerárquica, basada en un conjunto de
ideas, prejuicios, costumbres, instituciones e incluso leyes respecto de las mujeres, por la que el
género masculino domina y oprime al femenino” (Huberman, Hugo, 2011: 4).
19
Viveros se refiere también al interés de las teóricas feministas no sólo el patriarcado como
concepto central, las relaciones entre la violencia sexual y la masculinidad, sino también entre las
masculinidades y la violencia étnica y nacional que se evidencia sobre todo en situaciones de guerra.
Un caso claro son los genocidios que ocurren en diversos países africanos donde las principales
víctimas son las mujeres y las niñas. Otra época trascendental dentro de los estudios feministas y su
relación con los estudios de masculinidades se da a med iados de los años ochenta del siglo XX,
cuando el debate de género se desplaza de la diferencia de género a las diferencias entre mujeres. Las
denominadas “feministas de color” (Viveros, 2007: 27) y otras feministas influidas por las teorías
marxistas destacan las interconexiones entre las diferencias de género y otras jerarquías sociales y
relaciones de poder fundadas en la etnicidad, la nacionalidad, la clase social, las identidades
racializadas y las orientaciones sexuales. (Viveros, 2007).
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�20
El llamado “feminismo negro” tiene una profunda relación con las masculinidades que se
construían socialmente en las comunidades negras de Estados Unidos sobre todo. Este feminismo
quería comprender y deconstruir las problemáticas y dominaciones que experimentab an las mujeres
negras en sus comunidades y las estrategias sociales y económicas de los hombres negros para poder
alcanzar la versión hegemónica de masculinidad. Las “feministas negras” cuestionan esta
masculinidad por ser sexista. Un proceso similar se dio con la crítica postcolonial que fue realizada
por teóricas de países latinoamericanos que opinaban que masculinidad debía considera rse como una
construcción específica con características históricas y culturales particulares en cada contexto.
(Viveros, 2006: 30). En este caso se superponen categorías en condiciones de exclusión social que era
una de las críticas que le hacían las feministas al marxismo clásico: el suponer que al tomar la clase
obrera el poder eso eliminaría automáticamente las diferencias de género.
21 La
invisibilización de la mujer en la literatura de las ciencias sociales y su papel en el desarrollo de
una ciencia que es típicamente androcéntrica fue declarada por ellos.
22
Los estudios sobre masculinidades han sido ubicados de forma específica a finales de los 90 con
temáticas relacionadas con los estudios de las patologías y terapias de la violencia, la crisis de
identidad, la nueva paternidad, la homosexualidad y la adicc ión al trabajo. Se investigaron las
reacciones de los varones frente a los avances de las mujeres en posiciones de poder y posibilidades
de superación personal. (Olavarría, 1997; Connell, 1997; Kaufman, 1994; Parrini, 2003; Rivero Pino,
2003; Four, 2004; Viveros, 2007; Huberman, 2013; Olavarría, 2014) La masculinidad no es una
categoría estática, ni estancada: al contrario, es sumamente dinámica (Cesar Pagés, 2010). Según
Viveros (2003) la masculinidad es una construcción sociocultural e histórica que está estrictamente
relacionada con categorías como nacionalidad, orientación sexual, raza, marginalidad o clase social.
Las pautas de conducta que la definen varían según cada contexto sociocultural y generalmente
constituyen intrínsecamente una meta a alcanzar por los varones para triunfar (Connell, 1997).
El antropólogo David Gilmore en su libro Hacerse hombre: Concepciones culturales de la
masculinidad estima que las diferentes culturas existentes exigen a los varones que actúen como
“hombres de verdad” mediante la internalización obligatoria y cultural de una “doctrina viril del
logro”, lo que evidentemente es una “virilidad bajo presión” que es exterior y coercitiva y que
constriñe a los hombres en su vida cotidiana (Gilmore, 1994: 215).
Esta virilidad de la que nos habla Gilmore condiciona a los hombres a la guerra cotidiana en
condiciones hostiles y frágiles para enfrentar la escasez de recursos. Así, a mayor escasez, mayor
énfasis en la virilidad. Se trata de un código de conducta que promueve la sobre vivencia de la
colectividad y que se convierte en un habitus de las masculinidades. Consideramos que esta visión
antropológica de las masculinidades en Gilmore cae en el extremo estructural funcionalista de
considerar al individuo como un “idiota cultural” que asimila pasivamente las normas y valores de
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�una sociedad, obviando el concepto del actor social y la acción social tomada como la construcción
normativa que se realiza en la interacción que ocurre en la cotidianidad entre los actores sociales.
Michael Kimmel considera “a la masculinidad como un conjunto de significados siempre
cambiantes que construimos a través de nuestras relaciones con nosotros mismos, con los otros, y con
nuestro mundo”(1997: 49). Por tanto consideramos que precisamente el carácter relacional de la
masculinidad es lo que le brinda su carácter de género.
También es un deseo de validación masculina entre los pares (hombres reconocidamente
heterosexuales y de la misma condición social del sujeto). Este proceso transcurre toda la vida del
hombre, desde su niñez hasta su muerte. Evidentemente los hombres se encuentran bajo el permanente
escrutinio de otros hombres, los que “conceden la aceptación en el reino de la virilidad” (Kimmel,
1999: 45). Esta virilidad se constituye en torno al ejercicio de una sexualidad activa, consumo de
alcohol, la conquista de muchas mujeres, la homofobia, las manifestaciones de una fuerte posición
física y emocional y otras conductas prestigiadas como la posesión de dinero. De esta forma la
masculinidad se construye socialmente como lo contrario de lo femenino, homofóbica y como
validación homosocial.
Michael Kimmel nos dice en sus investigaciones sobre las masculinidades que ser masculinos
supone no ser femeninos, en otras palabras, no ser como las mujeres. Este investigador inglés afirma
que el hombre debe “mantener una posición de agresividad y violencia física y psicológica activa todo
el tiempo” (Kimmel, 1997: 51). Entonces se establecería un vínculo contradictorio para el niño: por
una parte la madre cuidadosa, pasiva, que le da abrigo y protección, y por otra parte el padre que le
enseña patrones de violencia. El niño aprendería que tiene que demostrar a sus amigos en la escuela o
en el barrio, a las niñas, a su misma madre que el empleo de la agresión física o verbal es una cualidad
indispensable de la hombría y del poder masculino.
23
Michael Kimmel, importante estudioso de las masculinidades en el mundo anglosajón opina
que "la virilidad no es estática ni atemporal, es histórica; no es la manifest ación de una esencia
interior, es construida socialmente; no sube a la conciencia desde nuestros componentes biológicos; es
creada y reproducida desde la cultura. La virilidad significa cosas diferentes en diferentes épocas para
diferentes personas" (Michael Kimmel cit. por Jociles Rubio, María Isabel, 2001:2).
24 Según
Connell “El concepto de hegemonía, derivado del análisis de Antonio Gramsci de las
relaciones de clases, se refiere a la dinámica cultural por la cual un grupo exige y sostiene una
posición de liderazgo en la vida social. En cualquier tiempo dado, se exalta culturalmente una forma
de masculinidad en lugar de otras. La masculinidad hegemónica se puede definir como la
configuración de práctica genérica que encarna la respuesta corrientemente acep tada al problema de la
legitimidad del patriarcado, la que garantiza (o se toma para garantizar) la posición dominante de los
hombres y la subordinación de las mujeres” (Connell. Cit. Por Olavarría, 1997).
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�25
Según entrevista efectuada en noviembre del 2012 al Dr. Hugo Huberman (ver anexo 2, modelo
3), podemos resumir que las principales temáticas que se ha privilegiado en los estudios de
masculinidades en América Latina han sido la violencia, salud masculina , sexualidades,
masculinidades y trabajo, paternidades, masculinidades y globalización, masculinidades y
domesticidad.
26
Ramón Rivero Pino en su artículo
Mediaciones sociales de las problemáticas de
masculinidades (2012) analiza la situación actual de las
masculinidades en Cuba, haciendo una
profunda disección teórica en las instituciones cubanas y en la sociedad cubana actual, tocando el
tema de la violencia ya la familia y la paternidad y por otra parte determinando estereotipos que
siguen legitimando el patriarcado actual. Se cita: “En el ejemplo de Cuba, la falta de preparación de
los maestros sobre las temáticas de masculinidades, así como la carencia de herramientas para
descifrar las relaciones particulares y contextuales, no les permiten desarrollar la orientación a padres
y madres centrando las necesidades de estos y promoviendo en función de ello una reflexión crítica
basada en la variedad de contradicciones y conflictos de la realidad de sus alumnos y alumnas. A su
vez, el discurso sexista contenido en los textos escolares y el lenguaje cotidiano empleado por los
maestros en el contexto institucional educativo por su carácter homogéneo, no facilitan un
enfrentamiento de cosmovisiones de género que potencien el encuentro de los sexos, lo que redund a
en la reproducción de estilos y modos poco diversos de pensar y sentir las relaciones familiares y de
género. Esta situación se agudiza por la complejidad que encierra la aplicación de los resultados
investigativos a los programas curriculares en los diferentes niveles de enseñanza” (2012:5).
27
Hay que destacar los estudios pioneros del Dr. Julio Cesar Pagés sobre la relación de las
masculinidades, la violencia y el deporte. Según Pagés "históricamente el mundo deportivo se ha
comportado como un terreno de legitimación y recreación de las relaciones sociales establecidas en
los más diversos escenarios históricos, geográficos y culturales (...) se ha convertido en un espectáculo
en el que convergen y se expresan fenómenos y aspectos sociales como la viole ncia, las conciencias e
identidades colectivas, raciales y de género"(Pagés, 2010: 50). Por otra parte es innegable que la
mujer ha avanzado mucho en la esfera del deporte, incluyendo nuevas disciplinas como la lucha y las
pesas donde han podido desarrollarse como deportistas exitosas. Las mujeres deportistas han sido
beneficiadas en el mundo capitalista con ganancias semejante a las de los hombres que se han
profesionalizado en el deporte, han sido parte de anuncios deportivos y marcas como Adidas y Nike.
Según Gutiérrez " La imagen de la mujer en la publicidad deportiva va asociada a los cánones clásicos
masculinos de belleza y atractivo físico con connotaciones sexuales, mientras que en los hombres se
destacan sus logros deportivos independientemente de s u imagen física"(Gutiérrez Pequeño, 2012: 3).
No obstante la esfera de los deportes, delineada específicamente para el ámbito masculino, no ha
podido desprenderse de las legitimaciones que rigen las relaciones de género (Fuller, 1997; Gutiérrez
Pequeño, 2012). Las prácticas deportivas en Cuba siempre han llevado el acuerdo tácito de las
conductas
masculinas
como
imperantes. Los
espectáculos
deportivos
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
son espacios de
�homosocialización masculina por excelencia. Y generalmente espectáculos como el juego de b éisbol o
el fútbol son espacios violentos donde los hombres desarrollan sus instintos agresivos insultando a los
equipos contrarios o en ocasiones arrojándoles objetos. En muchas ocasiones dos grupos de fans, de
equipos contrarios llevan su agresividad hasta el punto de llegar a las manos, como han pasado en
series deportivas nacionales de béisbol.
En la mayoría de las ocasiones los padres llevan a sus hijos varones a estos espectáculos porque
consideran que la práctica deportiva es uno de los secretos para triunfar en la vida que les espera a sus
hijos. Los niños y adolescentes varones que no logran insertarse y ser exitosos en el deporte son
considerados "flojos" y "raros", y por tanto la colectividad no los valorará como lo suficientemente
preparados para una vida futura en una sociedad patriarcal (Cesar Pagés, 2010:51) (ver anexo 2,
modelo 3).
28
Otros estudios importantes fueron Mayda Álvarez (Centro de Estudios de la Federación de
Mujeres Cubanas ); Julio Cesar Pagés (Coordinador de la Red Iberoamericana de Masculinidades );
Gabriel Coderech Díaz y su Grupo de Reflexión y Solidaridad “Oscar Arnulfo Romero” (OAR), que
ha desarrollado una importante actividad de prevención en la ciudad de La Habana con hombres; el
Grupo Equidad coordinado por Rosa María Reyes Bravo (Universidad de Oriente) que desde el
Coloquio Internacional Identidades de Género: teorías y prácticas han difundido los estudios de
masculinidades.
29
Esta Red ha organizado jornadas en los últimos tres años sobre los estudios de masculinidades,
desarrollándose diversos temas, desde los estudios de masculinidades en el deporte, la violencia de
género, paternidad hasta la última desarrollada en la Casa del Alba Cultural en la Ciudad de La
Habana, los días 8 y 9 de noviembre de 2012 y dedicad a a los estudios de masculinidades y salud. El
slogan de esta última era “Prevenir la salud, evitar la violencia: cosa de hombres y mujeres”, lo que
evidencia un interés sobre el tema de la salud desde la perspectiva de las masculinidades.
30
Según Rivero, coordinador de Sección científica de masculinidades (SOCUMES): “Se evidencia
también escaso nivel de elaboración teórica sobre la categoría “masculinidades”. Predomina su
acepción desde posiciones de autores extranjeros, lo que expresa una débil contextua lización de la
misma respecto a la realidad cubana. Tampoco se ha investigado acerca de las formas históricas de
masculinidades que prevalecen en Cuba, aunque se ha incursionado en las condicionantes históricas
de tales procesos. Un aspecto sobre el que no se ha construido consenso, es el referido al/los
método(s) para el tratamiento de las contradicciones asociadas a las problemáticas de las
masculinidades. Sin embargo, como ha ocurrido con las investigaciones sociales en general, estos
estudios se caracterizan por ser aislados, o sea, por la insuficiente integración entre sí, lo que puede
asociarse a la ausencia de transdisciplinariedad y multidisciplinariedad en sus enfoques. También
expresan limitaciones en lo referido a su conectividad con los procesos de toma de decisiones,
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�formación académica y difusión masiva. Además, se han centrado en los aspectos críticos y
diagnósticos y menos en los prospectivos y propositivos.” (2012: 2).
31
La masculinidad y la feminidad son construcciones relativas; su construc ción social solo tiene
sentido con referencia al otro (Badinter, 1993). En tanto histórica, “la virilidad no es ni estática ni
atemporal” (Kimmel; 1997: 49). Tomando en cuenta lo dicho por Kimmel consideramos que las
diferentes masculinidades, al ser una construcción cultural, dependen del contexto donde se desarrolla
y naturaliza. Por tanto, la masculinidad no es más que un conjunto de atributos, valores, funciones y
conductas que se suponen esenciales al hombre en una cultura determinada; en tal sentido s e
presupone que
existen múltiples modelos para decirse, pensarse y hacerse para definirse como
hombres. Existen diversas masculinidades que dependen del contexto donde se desarrollan.
Los estudios de masculinidad o la condición del género masculino neces itan siempre volverse a una
categoría más amplia que la contiene: el género, categoría que pese al número de estudios académicos
que se han desarrollado al respecto, aún tiene aristas polisémicas.
32
La psicología infantil moderna, teorizada por Erik Erikson(1950), Arnold Gesell(1956) o Jean
Piaget(1967), concebían que el desarrollo del niño estaba influido por fuerzas biológicas. No
solamente los psicólogos en la actualidad tratan de estas teorías postfreudianos para explicar el
proceso de educación sexista y androcéntrica en los niños, sino también los antropólogos y los
sociólogos, usan estas teorías postfreudianos para explicar fenómenos relacionados con la
masculinidad en diferentes sociedades que ha estudiado, como la separación del mundo femenino qu e
caracteriza generalmente a los ritos de la masculinidad (separación de sus espacios femeninos, de su
axiología, de sus prácticas femeninas). Según Jociles: “La razón que aduce Gilmore para preferir el
concepto postfreudianos de "miedo a la regresión" sob re el freudiano de "miedo a la castración"
consiste en que, en su opinión, este último es importante sólo desde un punto de vista individual,
intrapsíquico, mientras que la "regresión" tiene también un interés sociológico desde el momento en
que representa "una amenaza más grave para la sociedad en su conjunto" (2001:9). Kimmel por el
contrario, sigue apoyándose en la teoría freudiana para explicar "la masculinidad co mo huida de lo
femenino"(1997: 69).
33
El esquema aportado por Jenks (1982) para un acercamiento sociológico de la socialización en
la infancia es, en nuestra opinión, el más interesante: él propone la existencia de dos tendencias en la
teoría sociológica: la del acercamiento a partir de los presupuestos de Piaget y la del determinismo
cultural. Según Corsaro debe existir una doble categorización (que coincide con la de Jenks): la de la
sociedad como ente apropiativo de los niños y niñas (determinismo cultural) y las de estos
apropiándose de la sociedad (constructivismo). No obstante debemos criticar a Corsaro en el sentido
de olvidar los aportes conceptuales de Durkheim o G.H. Mead, cuyas teorías han aportado mucho a la
socialización en la infancia. Rodríguez Pascual añade una tercera vía: de la vinculación de la
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�psicogénesis y la sociogénesis (2010: 9).Cuando Jenks se refiere que la sociedad se apropia del menor
se refiere a que algunos sociólogos teorizan a la infancia como una situación “pre -social” donde los
agentes son menos capaces en términos sociales y solo los adultos pueden adecuar su con ducta para
que sea considerados normales y que la sociedad los convierta en agentes sociales plenos (Rodríguez,
Pascual 2010:10). Esta visión está posicionada en lo que llamamos determinismo cultural (Ritzer,
2008: 78). Que los niños y niñas dependen de la atención del adulto es el punto de partida de esta
perspectiva, pero en nuestra opinión es demasiado categórica ya que los niños establecen otros niveles
de socialización dentro de los grupos de iguales. Esta crítica va encaminada a Durkheim y Parsons, en
su acercamiento a la infancia.
34
Según Viveros “Cuando no se tiene nada, la masculinidad se vuelve uno de los pocos atributos
de los que un chico se puede jactar; se vuelve hiperviríl, construye identidades masculinas muchas
veces violentas, defensivas. Esa hipervirilidad tiene mucho que ver con el lugar social subalterno;
tiene una expresión de clase y étnico racial” (2010: 10).
35
Según el Psicólogo Chileno RaulMercer existen grandes teorías que describen esto: “Teoría
sobre roles sexuales: Básicamente los niños y niñas aprenden la forma de relacionarse con el mundo
a través de observar cómo actúan quienes los/as rodean, por la forma como son reconocidos/as o
castigados/as después de un comportamiento determinado. De esta manera, niños y niñas modelan
sus conductas sobre el comportamiento de familiares, amigos/as e imágenes del mismo sexo que se
le cruzan en el día a día”.
“Teoría de género relacional: Considera a los niños y niñas
activamente involucrados/ as en desarrollar su propia identidad y argument a en contra del enfoque
que dice que todos los niños y niñas tienen intereses y comportamientos similares. El concepto de
género para los niños y niñas cambia en forma constante, dependiendo del contexto y de
determinantes como la clase social, la etnia, la religión, la edad y la cultura. Alrededor de los dos
años, los niños y niñas comienzan a nombrar correctamente su sexo y el de otras personas. Una vez
que estas categorías básicas de género están establecidas, empiezan a clasificar las actividades y las
conductas y asimilan una gran amplitud de estereotipos de género. Los niños y niñas pequeños
asocian con el sexo muchos artículos de ropa, herramientas, elementos del hogar, juegos,
ocupaciones y comportamientos. Sus acciones van de acuerdo a esta idea. En el período preescolar,
los estereotipos de género de los pequeños se fortalecen y parecen operar con reglas rígidas y no con
normas flexibles. En la conformación de los estereotipos de género participan influencias (…)
Genéticas: Las diferencias de comportamientos entre niños y niñas parecen visibles en muchas
culturas. Esto nos lleva a considerarlas posibles influencias genéticas. Durante el período preescolar,
las niñas aumentan la búsqueda de otras niñas y disfrutan jugando con sus compañeras. Los niños
parecen preferir actividades grupales de niños como correr, escalar y jugar a pelear. Existe un
amplio rango de factores ambientales que construyen e interaccionan con influencias hereditarias el
conocimiento del género y de los roles en los niños y niñas (…) Relaciónales: La familia y los pares
son modelos importantes en la comunidad. El ambiente social juega un papel importante en el
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�desarrollo de los estereotipos de género durante la infancia temprana. Cuando se habla de los valores
de crianza, los padres tienden a hablar del rendimiento, competencia y el control de emociones como
elementos importantes para los hijos, mientras que el cariño y las características de las niñas son
importantes para las hijas” (Mercer, 2008).
36
La revisión bibliográfica al tema se determinó que la exposición a la violencia durante la niñez
aumentaba en la probabilidad de cometer actos de violencia de pareja en los hombres, comparados con
hombres que no habían sufrido ningún tipo de maltrato infantil (Gil-González, 2008). Por otra parte
investigaciones exploratorias en países en vías de desarrollo y subdesarrollados diagnosticaron que la
exposición a la violencia durante la niñez (sobre todo a la violencia intrafamiliar y sexual) presentaba
una correlación positiva con el hecho de ser víctima de violencia infligida por la pareja y de violencia
sexual en las mujeres (Söchting, Fairbrother y Koch, 2004; Martin, Taft y Resick, 2007; Vung y
Krantz, 2009). Las personas que hayan sido víctimas de la violencia durante la niñez tienden a
aumentar la probabilidad de tolerancia de la violencia ya sea como víctima o como victimario, así
como de situaciones violentas.
37
Graciela González y Reina Fleitas han impartido el Diplomado “Violencia Intrafamiliar y
estrategias de solución a las dificultades de la vida cotidiana en la familia cubana” en varias regiones
del país donde hacen énfasis en una disciplina sociológica relativamente reciente en nuestro país que
se denomina sociología de la infancia y que toma al niño como sujeto central en la actividad de su
vida cotidiana. Las siguientes tesis defendidas en dicho diplomado asumen el tema de la niñez desde
dicha disciplina sociológica:
- Yanet Valenciaga Feliciano con su tesis Problemas y estrategias de solución en el proceso del
cuidado educativo y sociomaterial de la infancia en familias monoparentales de la comunidad
lajera ICA (La Habana, 2008) desarrolla una perspectiva interesante sobre las problemáticas del
cuidado a los niños en la comunidad lajera ICA.
- Eneicy Morejón Ramos con su tesis
Cultura de la infancia: acercamiento a la industria del
juguete en Cuba desde las políticas sociales (La Habana, 2008) nos permite acercarnos a la
problemática objeto de estudio desde las políticas estatales de lo lúdico dirigido hacia los niños.
- Rubén Otazo Conde con su investigación El Centro de Referencia de los Derechos de la Niñez y
la Adolescencia en el municipio de Santis Spiritus: un análisis de sus características y rasgos
centrales actuales (La Habana, 2008), profundiza en sus características como institución y propone
elementos que harían más funcional su proyectos social.
El trabajo de diploma en opción al título de licenciado en sociología de Chavéz, A. y con título
La cultura de la infancia y la familia en Cuba. Un estudio de caso en el municipio de Güines (La
Habana, 2007) hace una interesante descripción del imaginario colectivo de la familia para la crianza
de los niños en el municipio de Güines
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�38
Según Bourdieu “El dominio masculino está suficientemente bien asegurado como para no
requerir justificación: puede limitarse a ser a y manifestarse en costumbres y discursos que enuncian
el ser conforme a la evidencia, contribuyendo así a ajustar los dichos con los hechos. La visión
dominante de la división sexual se expresa en discursos como los refranes, proverbios, enigmas,
cantos, poemas o en representaciones gráficas como las decoraciones murales, los adornos de la
cerámica o los tejidos(...) si esta división parece “natural”, como se dice a veces para hablar de lo que
es normal, al punto de volverse inevitable, se debe a que se presenta, en el estado objetivado, en el
mundo social y también en el estado incorporado , en los habitus como un sistema de categorías de
percepción, pensamiento y acción”(1996: 9).
39
Estas violencias se desarrollan en varios contextos: El familiar(violencia doméstica), que
incluye además
la violencia en las relaciones de pareja y las de no viazgo; la violencia en los
conflictos armados; la violencia en sociedad(agresiones sexuales, explotación y tráfico de
mujeres);violencia en el ámbito laboral(acoso sexual y bullyng/mobbing); violencia en los medios de
comunicación(estereotipos sexistas, esclavitud sexual, etc.); Violencia institucional(tolerada o
perpetrada por el estado); violencia en las tradiciones culturales(matrimonios precoces, feminicidio
por honor, mutilación genital femenina, agresiones con ácido, etc.). No se puede dejar de menc ionar
que precisamente por la extensión que comprenden las diferentes formas de la violencia y que
muchas de las investigaciones abordan fundamentalmente las definiciones, identidades y relaciones
de género, no toda la violencia ejercida sobre la mujer puede identificarse como violencia de género.
Esto se debe a que las definiciones existentes son en muchos casos polisémicas y hacen referencia a
los tipos de violencia que tiene su etiología en las definiciones de género existentes en la sociedad.
40
Son sumamente interesantes las definiciones de violencia que ofrece Johan Galtung. Este autor
distingue entre violencia directa, violencia estructural y violencia cultural (Galtung cit. Por Olavarría,
1997). La primera permite la identificación inmediata de un autor y su vinculación con un acto de
violencia. La segunda emerge y forma parte de la estructura social y tiene que ver con las formas
sociales y estructurales de la explotación y marginación de personas. En cambio, la violencia cultural
y sus formas perduran básicamente bajo las mismas apariencias durante espacios de tiempo largos.
Este tipo de violencia incluye las legitimaciones, represiones culturales y sus representaciones
simbólicas respectivas, mientras que las acciones corresponden obviamente a la violencia directa. En
cambio, la violencia estructural actúa de modo sutil bajo las formas diversas del ejercicio del poder y
de la dominación social, política, económica etc. Tal y como lo menciona el autor, las interacciones y
combinaciones entre estos tres tipos de violencia son múltiples. Entre sí componen realmente un
triángulo interconectado en el cual desde cualquier elemento se puede transmitir fácilmente la
violencia a otro.
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�41
Es curiosos que no existan políticas de prevención social con hombres que han sido violentados
por otros hombres, y mucho más que las estrategias de educación preventiva generalmente mencionen
solo la violencia ejercida hacia la mujer.
42
Desde la Sociología se destacan los estudios de Clotilde Proveyer Cervantes, María Teresa
Rivacobas. Reina Fleitas ha desarrollado en su conferencia “El modelo de salud, familia y cuidado en
la Infancia”, las relaciones entre la violencia de pareja y una infancia disfuncional. El proyecto “El
agua y el saneamiento en el barrio de Jesús María. ¿Es el género una barrera para el disfrute pleno a su
acceso?”, desarrollado por Fleitas y un grupo multidisciplinario, muestra que, sumado al fenómeno de
la violencia de género, está sumado el del acceso al agua y el de la pobreza femenina. María d e los
Ángeles Arias Guevara, en Holguín, coordina el Núcleo de Género de su Universidad y ha publicado
una interesante compilación de ensayos sobre el tema en el libro Rompiendo Silencios: Lecturas
sobre Mujeres, Géneros y Desarrollo Humano (2013).Desde el Derecho son importantes las
investigaciones de Caridad Navarrete y María del Carmen Oña. En la Psicología, Norma Vasallo
Barrueta, coordinadora de la Cátedra de Estudios de Género de la Universidad de la Habana; Yuliuva
Hernández García, coordinadora de la Cátedra de Estudios de Género del Instituto Superior Minero
Metalúrgico de Moa; Aida Torralbas Fernández, perteneciente al Núcleo de Género de la Universidad
de Holguín; el Grupo Equidad coordinado por Rosa María Reyes Bravo en la Universidad de Oriente;
Rosa María Fernández y Karelín López. Tenemos las investigaciones sobre violencia de la Mareelén
Díaz Tenorio del Grupo de Reflexión y Solidaridad Oscar Arnulfo Romero. Luisa Campusano, en
Casa de Las Américas, ha desarrollado investigaciones de corte literario que nos enriquecen al
respecto.
43
Para abundar más al respecto ver el artículo del autor Algunas contradicciones epistemológicas
de los estudios de las masculinidades en Cuba: el contexto minero metalúrgico de Moa, Estudio de
caso, Revista Praxis Sociológica, No 15, Castilla la Mancha, 2011.
44
En el libro “50 años después: mujeres en Cuba y cambio social”, publicado en el 2010 se afirma
que la investigación más completa sobre este tipo de violencia lo desarrolló el Grupo de Estudios
sobre Familia del CIPS en el 2005, 2006 y 2008. Consideramos que aunque esta fue una excelente
investigación sobre violencia intrafamiliar, al ser estudios de caso en la ciudad de La Habana, y tomar
algunas referencias de otras provincias, impide que sus conclusiones pu edan ser generalizables a otros
contextos.
45
En la revisión bibliográfica destaca la tesis de Mayrobiy Díaz López, “La construcción de una
cultura de la infancia y su influencia en el proceso de socialización. Un estudio de caso en la escuela
primaria “Antonio Pérez Martínez”” (2008) por la Universidad de la Habana y la tesis de Marianela
Machado Velázquez, “Violencia escolar y construcción de la masculinidad hegemónica: estudio de
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�caso en las escuelas primarias “Armando Mestre” y “Juan George Sotto” ”, del Instituto Superior
Minero Metalúrgico de Moa (2013).
46
Los estudios que se han hecho en Cuba correlacionando la violencia de género y las
masculinidades son abundantes, pero hechos sobre todo desde una perspectiva psicológica o de salud.
Los estudios desde perspectivas sociológicas o históricas son mucho meno s frecuentes en el contexto
cubano existiendo la problemática de que no han sido sistemáticos en su desarrollo. Cito a Rivero
Pino: “Los referidos estudios han abierto el camino en la búsqueda de información y en la reflexión
acerca de cuestiones esenciales del sentir, pensar y actuar las masculinidades en nuestro país. Dentro
de sus fortalezas podrían señalarse: su abordaje desde diferentes disciplinas científicas; la
identificación de malestares sociales asociados a la forma tradicional de ejercicio de la masculinidad
en Cuba y, en particular, de las formas específicas de ser hombre; tener en consideración aspectos de
carácter socio-psico-bio del desarrollo humano en el tratamiento de este asunto; el diseño y la
aplicación de metodologías diversas con enfoque participativo que han contribuido a sensibilizar en
relación con la importancia del tema y la necesidad de transformar el estad o de cosas existente”(2012:
2). No obstante podemos decir que existen valiosos antecedentes sobre los estudios de violencia que
sustentan teorías que explican en el contexto cubano dicho fenómeno. En el artículo “Hombres que
maltratan a su pareja: ¿víctimas o victimarios?” (2002) Elayne Espina analiza los modelos
tradicionales de masculinidades hegemónicas y su relación con las mujeres que son pareja desde el
condicionamiento psicológico. Desde las representaciones sociales Yaíma Predes Fernández hace una
indagación de la violencia en las mujeres profesionales en su artículo “Un acercamiento a la violencia
masculina desde las representaciones sociales” (2002), haciendo un estudio semántico de palabras que
legitiman la violencia en el imaginario cotidiano.
Por otra parte Sonia de la C. Medina en su tesis de diploma en opción al título de licenciada en
Psicología “Violencia de género. Una mirada desde la masculinidad” (2003) indaga por las diferentes
tipos de violencia que emplean los hombres en la ciudad de La Habana.
La tesis de diploma en opción al título de licenciado en Estudios Socioculturales de Madelagnia
Pérez y Raciel Obregón, Masculinidades en Moa: continuidades de un modelo hegemónico, (2008) se
determinan las principales características socioculturales
de las masculinidades periféricas y
hegemónicas en Moa e introducen la historia de vida para conocer los móviles de la violencia.
Una interesante investigación de Yenis María Castro en el 2008 fue desarrollada con el fin de
determinar las formas de violencia que desarrollan los hombres que residen en ámbitos rurales del
municipio de Santa Clara haciendo un profundo análisis de sus orígenes y las consecuencias que esta
tiene sobre su vida cotidiana y las que los rodean.
En el 2009 Iris Gibert Marrero y Dolys María Aragón Betancourt con su tesis de diploma Los
códigos de masculinidades en los medios de difusión en Villa Clara y Sancti Spíritus investigaron
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�sobre los modelos de masculinidad y los estereotipos que legitiman en sus programan los medios de
difusión masiva (radio y televisión) en las provincias objeto de estudio.
Estudios como la tesis de diploma en opción al título de licenciada en Estudios Socioculturales
de Yaneris Zaldívar Molina,”La construcción de la masculinidad hegemónica en Moa: su relación con
la violencia ejercida contra la mujer en el ámbito doméstico ” (2009) hacen énfasis en las
masculinidades desde la descripción densa de Geertz, haciendo un estudio de la influencia de la
actividad económica principal desarrollada en la comunidad minero metalúrgica de Moa en la
conformación de una imaginario androcéntrico que legitima todas las formas de violenc ia de género
en dicho contexto.
Debemos destacar el estudio hecho por la Msc. Yaneysi de la Caridad Serrano Lorenzo, del
Centro de Estudios Comunitarios de la Universidad Central de las Villas, titulado la “Conformación
de un modelo de masculinidad hegemónica durante la etapa colonial en Cuba” donde aborda la
conformación de un modelo de masculinidad hegemónica durante la etapa colonial en nuestro país y a
partir del análisis de las diferentes culturas (aborígenes, africanas, españolas, árabes y chinas) qu e
conformaron la materia prima de la identidad cubana y sus relaciones familiares. Se indaga en esta
investigación sobre los tipos de familia establecidos, los mecanismo de unión de la pareja y las
relaciones de poder dentro de esta (Caridad Serrano Lorenzo, 2012).
Estamos de acuerdo con Dunia M. Ferrer Lozano y María L. González Ibarra cuando catalogan
la violencia de género es una variedad de la violencia cultural.
47
“Las representaciones religiosas son representaciones colectivas que expresan realidades
colectivas; los ritos son maneras de actuar que no surgen sino en el seno de grupos reunidos, y que
están destinados a suscitar, a mantener o rehacer ciertas situaciones mentales de ese grupo”.
(Durkheim 2012: 37)
48
Debemos precisar que los orígenes de la teoría dramatúrgica de Goffman, hay que buscarlos
sobre todo en Durkheim y en la antropología británica de Malinowsky y Radcliffe Brown.
49
OPS: La Violencia en las Américas. Washington, D.C. 1996.
50 PANOS: The intimate enemy: Gender violence and Reproductive Health. London, 1998.
51
Para aumentar la información al respecto consúltese: CEPAL: “Ni una más! El derecho a vivir
una vida libre de violencia en América Latina y el Caribe”. Informe de CEPAL, 2007.
52
Véase http://www.paho.org/Spanish/AM/PUB/Gender_based_Violence.pdf
53 Ver
nota 6, ibídem.
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�54
Se han desarrollado una serie de investigaciones anteriores que han enriquecido la muestra aquí
planteada y han brindado recursos teóricos y metodológicos para el desarrollo de esta tesis. Algunas
de estas son Análisis del discurso sexista de los mineros de la Mina de la Fabrica “Pedro Sotto Alba”
de la Comunidad Minero Metalúrgica de Moa, 2010; La Etnometodología como herramienta para los
estudios de género: las masculinidades en Moa, estudio de caso , 2011; Algunas contradicciones
epistemológicas de los estudios de las masculinidades en Cuba: el contexto minero metalúrgico de
Moa, Estudio de caso, 2011; Una visión fenomenológica de las masculinidades periféricas
homosexuales en las Comunidad Minero Metalúrgica de Moa . 2010 (Ponencia desarrollada en la
Jornada académica internacional contra la homofobia , La Habana, Mayo, 2014); la Tesis del
Diplomado Violencia Intrafamiliar y estrategias de solución a las dificultades de la vida cotidiana en
la familia cubana(Universidad de la Habana), Un acercamiento a la violencia intrafamiliar infantil:
Moa estudio de caso, 2012; Indexicalidad y Etnometodología aplicada a los estudios de género ,
2013; El enfoque perfomántico de las masculinidades: estudio de caso en Moa , 2014. Todas ellas
resultados de tesis dirigidas por el autor, o investigaciones propias desarrolladas por el grupo
investigativo de Género y Equidad que él coordina. Se puede asegurar que las muestras trabajadas
ocupan un amplio espectro de la población rural y urbana del municipio de Moa, así como homb res
pertenecientes a diversas masculinidades, profesiones y grupos etáreos.
55
Todos los datos de la estructura familiar (nuclear/extensa/monoparental) han sido tomados de
las secretarías de las respectivas escuelas.
56
Desde sus inicios, fundamentalmente desde la filosofía, existieron dos acercamientos esenciales
al concepto de identidad: la lógica y la ontológica. Creemos que desde la logicidad la identidad es
creada como una tendencia ineludible de la razón a reducir lo real a lo idéntico. Por otra parte desde la
perspectiva ontológica deberíamos destacar la filosofía de Hume. Este filósofo consideraba insoluble
el problema de cualquier identidad substancial: era agnóstico y, por tanto, en su opinión es
incognoscible para los seres humanos lo que se oculta tras las sensaciones. Teniendo en cuenta lo que
podríamos llamar el fenomenalismo moderado de Locke, entonces podríamos reconocer los objetos
que se manifiestan a través de nuestros sentidos, de la cognoscibilidad del mundo que nos rodea y por
tanto la experiencia es el único origen de todas las ideas, luego Locke opina que la existencia de la
identidad se basa en la capacidad que los individuos adquieren a través de su experiencia de conocerse
a sí mismo.
En la actualidad desde ciencias sociales como
la Sociología, la Antropología, la Historia, la
Psicología Social se ha construido un entramado teórico sobre la identidad que ha contribuido a
perfilar las categorías que conforman la identidad y delimitan su alcance.
Existen disímiles formas de nombrar las identidades. Carolina de la Torre añade que (...) “La
identidad no se decreta. Nadie por concepciones teóricas ni ideológicas, de convivencia política, ni
argumentos de ninguna clase puede decir que este pueblo es así o este elemento de identidad es
importante. La gente vive, recuerda y percibe”. (De la Torre, C., 2010)
De lo anterior se puede inferir el lugar que en el proceso de formación de la identidad le
corresponde a las vivencias del sujeto, es decir la existencia de una realidad empírica que posibilita
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�una representación elaborada a partir de lo que recuerda y percibe, reproducido como conocimiento de
su mismidad en comparación con el otro, es un concepto relacional.
Para llegar a una cabal compresión del concepto de identidad debemos tener en cuenta los
aportes de Erickson desde la psicología social. Él señala q ue la formación del “yo” o el “mi” están
vinculados a factores subjetivos del desarrollo de la personalidad. Estos se producen de forma
inconsciente en el individuo a través de un proceso de reflexión y observación donde este intenta
alcanza el autoconocimiento, pero esto está constantemente relacionado con el contexto sociocultural
donde desarrolla su vida cotidiana (Erickson, 1990: 45). Podemos decir que generalmente el enfoque
de Erickson considera la identidad como un proceso que hace que el núcleo de la individualidad y el
núcleo de la comunidad sean una misma identidad. Según Clotilde Proveyer
“El reconocimiento de sí mismo como ser único e irrepetible, con características subjetivas
peculiares que lo diferencian como sujeto, es una cualidad inheren te a la identidad: la noción de
mismidad (...) no es posible conformar esa idea de mismidad de forma adecuada si no es a partir de la
elaboración de esos presupuestos identitarios que sobre la realidad conforma el grupo social de
referencia. No puede existir mismidad, sino como parte de una colectividad” (Proveyer, 2000)
57
Afirmaciones como “la masculinidad es una construcción social” son bien recibidas en general
por la comunidad de científicos sociales, pero se corre el peligro de desconsiderar todos los avances
que desde la biología evolucionaria y la neurociencia se están haciendo a la cuestión de las identidades
de género, ya que desde distintas disciplinas se acumulan las evidencias que cuestionan la idea de la
psiconeutralidad sexual de los bebés y la supuesta construcción social que da forma posteriormente a
la identidad sexual de las personas. No obstante, estas evidencias aún no tienen un basamento teórico
y empírico que las haga científicamente creíbles.
58
Datos tomados de la Base de Datos del Gobierno Municipal de Moa, 2013.
59 Frazer
en La Rama Dorada (1922) y Gastón Bachelard, en La Terre et les rêveries de la
Volonté(1948) realizan una interesante indagación sobre el trabajo del herrero y su relación c on la
naturaleza. Ellos muestran en sus textos cómo, a través de sus herramientas, el martillo y el yunque,
el hombre se afirma y se separa de esta: “El instante del herrero es un instante a la vez aislado y
magnificado. Promueve al trabajador al dominio del tiempo por la violencia de un instante”, (1948:
142),y luego dice que “El ser que forja acepta el desafío del universo alzado contra él.”(Beauvoir,
cit. Por Bachelard, 1948: 201). Bachelard describe el triunfo del individuo sobre la naturaleza:
“mientras el individuo carecía de los medios prácticos para satisfacerla objetivamente: a falta de
útiles adecuados, no percibió al principio su poder sobre el mundo, se sentía perdido en la
Naturaleza y en la colectividad, pasivo, amenazado, juguete de oscuras fuerzas; sólo identificándose
con el clan todo entero, se atrevía a pensar: el totem, el maná, la tierra, eran realidades colectivas. Lo
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�que el descubrimiento del bronce ha permitido al hombre ha sido descubrirse como creador en la
prueba de un trabajo duro y productivo; al dominar a la Naturaleza, ya no la teme (…)”
60
Organización Internacional del Trabajo (21 de junio de 1935). C45, Convenio sobre el trabajo
subterráneo (mujeres), 1935: “En los trabajos subterráneos de las minas no podrá estar empleada
ninguna persona de sexo femenino, sea cual fuere su edad.” Este convenio ha sido ratificado por 70
países, 28 de los cuales lo han denunciado en la actualidad. Consultado el 15 de diciembre de 2013.
61
También existe la influencia de los migrantes rusos que vinieron a trabajar en Moa desde el
antiguo campo socialista, mediante el convenio que el Consejo de Ayuda Mutua Económica (CAME)
tenía con Cuba. Esta influencia está materializada en muchas construcciones de arquitectura de corte
realismo socialista como la Casa de Cultura, y edificios donde se recreaban los trabajadores
soviéticos. Por otra parte está presente también en leyendas, dichos y referentes técnicos usados en las
fábricas de níquel, y de servicios, muchas de estas funcionando con una tecnología , aún hoy,
mayoritariamente checa, rusa o polaca.
62
Para más detalles, ver el libro de Oramas, Piedras Hirvientes, La Minería en Cuba.
63
Ibídem, allí se describe el proceso de urbanización de Moa y de asentamientos mineros en su
periferia como el poblado de Punta Gorda, por orden directa del Che.
64
Las labores de la constitución del Partido por esa época(1966)comprendieron también la
realización de un censo que pudo demostrar en un área de 730 Km² que comprendía el municipio
Moa, residían un total de 16 371 personas, de ellas laboraban 4 443 y sólo 354 eran mujeres. Un total
de 1 692 trabajaban en el sector privado y 827 eran agricultores pequeños, a los cuales la Reforma
Agraria les había entregado la propiedad de sus tierras (Velasco Mir, 2011: 23).
65
Datos tomados de la Oficina Municipal de Estadísticas de Moa, 2013, afirmado en la entrevista
a la especialista del Centro de Estudios Demográficos de la Universidad de la Habana,
Msc.
NiuvaAvila Vargas. Esta entrevista fue televisada por el Canal Habana, el 12 de febrero del 2013.
66
Datos tomados de la Base del Gobierno Municipal de Moa, 2013.
67
Ibídem.
68
Debemos decir que existen ya algunos casos aislados
de mujeres que desarrollan otras
actividades como las obreras soldadoras del Combinado Mecánico, o el caso de una mujer que maneja
una Grúa en la Empresa Che Guevara.
69
En nuestro país, en la actualidad se desarrollan diversas campañas en pro de la integración social
de hombres y mujeres homosexuales, en contra de la violencia de género en todas sus
manifestaciones, a favor del empoderamiento de la mujer y el cuidado de los niños. No obstante en
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�Moa, según investigaciones desarrolladas por la Cátedra de Estudios de Género y el Grupo de
Desarrollo Humano y Equidad los hombres son reacios a estos cambios, y tácitamente se oponen a
ellos en todos los espacios posibles(Pérez Gallo, Victor Hugo, 2011)
70
71
Doctor en Ciencias Técnicas, jefe del Departamento de Minas de la Universidad.
Para abundar al respecto ver el articulo de Pérez Gallo, Victor Hugo “La Etnometodología como
herramienta para los estudios de género: las masculinidades en Moa, estudio de caso”, publicado en la
Revista Contribuciones a las Ciencias Sociales, 2012, donde se hace un análisis crítico del discurso de
los hombres en espacios públicos de Moa y uno de los resultados es el conocimiento descriptivo de su
perspectiva sobre las mujeres dirigentes
72
Los juegos y juguetes de niñas son artefactos de culturas pasadas que significaron
genéricamente desde entonces a las niñas y niños. Los antiguos juguetes para niñas eran muñecas
egipcias que datan del 2000 AC aproximadamente. Los niños de la Antigua Grecia jugaban con
soldados de trapo, madera, cera o arcilla, en ocasiones los brazos y las piernas eran móviles. Sonajas,
aros y yo-yos fueron otros juguetes comunes. Cuando una mujer joven se iba a casar en la Antigua
Grecia, ella tenía que sacrificar sus muñecas y juguetes junto con algunas otras pertenencias de su
juventud a la diosa Artemisa la noche previa a la boda (TANSEL, UTKU, 2014).
73
Y esto no es solamente, como dirían los freudianos, por la semejanza de la pistola o del bate con
un falo, sino por la importancia del objeto en sí mismo: la pistola es un juguete que “mata”, el bate
“golpea”, y todas estas interpretaciones se van sedimentando en su imaginario infantil.
74
“Ya sea favorable o desfavorable, un estereotipo es una creencia exagerada que está asociada a
una categoría. Su función es justificar (racionalizar) nuestra conducta en relación con esa categoría.”
(Lippman, 1971:215.).
75
“Que la mujer aprenda en silencio, con toda sujeción. Porque no permito a la mujer enseñar, ni
ejercer dominio sobre el hombre, sino estar en silencio” TIMOTEMO 2: 11-12.
76
“[…] el hombre es doble. En él hay dos seres: un ser individual, que tiene sus raíces en el
organismo y cuyo círculo de acción se encuentra, por esta razón, estrechamente limitado, y un ser
social, que en nosotros representa la más elevada realidad, sea en el orden intelectual que en el moral,
que nos es dado conocer por medio de la observación: me refiero a la sociedad. Esta dualidad de
nuestra naturaleza tiene como consecuencia, en el orden de la práctica, la irreductibilidad de la razón a
la experiencia individual. En la medida en que es partícipe de la sociedad, el hombre se supera
naturalmente a sí mismo, lo mismo cuando piensa que cuando actúa”. (Durkheim 1975: 21)
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
�77
Los psicoanalistas llamaron también a este estado el complejo de Edipo negativo, do nde el niño
siente amor hacia el progenitor del mismo sexo, así como rivalidad y rechazo hacia el progenitor del
sexo opuesto(Freud, 2008: 121)
78
Los psicoanalistas relaciona este rito con el período de latencia designando esta etapa en el
desarrollo libidinal del niño (Ibídem.).
79 Debemos
aclarar que la comida tradicional cada vez se hace menos en las familias estudiadas debido a
los horarios laborales de los padres, no obstante, esto intentan todas las estrategias posibles para seguirlas
desarrollando siempre, incluso cambiando turnos de trabajo.
80 Es
curioso que las familias que poseían un carro particular (EF.1, EF.3, EF.6. EF.9) comentaron que por
supuesto que era el hombre el que debía manejar el carro porque “manejar es una actividad típicamente
masculina” (EF.3) y que si bien es cierto que habían ya muchas mujeres que manejaban, no se veía bien.
Y que si iba el niño, él debía ir delante, al lado del chofer, para “que aprendiera mecánica desde pequeño
“(EF.4). Los padres y madres están de acuerdo con es to, ya que el sitio al lado del chofer es peligroso y
las niñas no debían sentarse allí (EF.1, EF.3, EF.6. EF.9) ¿Peligroso para las niñas y no para los niños?,
¿por qué los niños deben aprender al peligro?
“Mi padre desde pequeño me sentaba a su lado cuan do manejaba, muchas veces me llevaba a fiestas y él
regresaba medio borracho, cuando se iba para la cuneta yo le viraba el timón hasta que cogía la carretera
de nuevo. No nos matamos de milagro, pero lo bueno fue que yo aprendí a manejar y a no tenerle mie do a
los accidentes” (G.1e).
Estamos en presencia de un Decorum, o conducta convencionalizada, estructuras subjetivas y/o formas
convencionales y simbólicas del orden social genérico, una expresión de la estructura social jerarquizada
entre hombres y mujeres. El niño estaría aprendiendo tempranamente conductas de riesgo, que son tan
generalizadas en los hombres adultos, obligados socialmente a mantener estas conductas riesgosas para
demostrar ante sus grupos de iguales su masculinidad. Luego tendríamos como consecuencia que esta
fachada de riesgo, estaría presente en casi todos los roles a desarrollar por parte del hombre en su vida
adulta.
“Desde pequeños uno tiene que aprender que el hombre tiene que ser duro y no acobardase ante las
situaciones más difíciles. Mi padre, que en paz descanse, me dijo en una ocasión: sé hombre, sino
muérete. Y esa lección la tengo aprendida desde pequeño, y se la agradezco” (G.3d).
81 En
la actualidad con la promoción de nuevos valores de género, esto cada vez es menos frecuente, con
la existencia de varones metrosexuales, o pertenecientes a tribus urbanas como rockeros, mickys o
emos, que tiene características físicas y de ropa que tradicionalmente eran consideradas femeninas o
masculinas.
82 La
mayor parte de las indagaciones desarrollados en los últimos 10 años sobre violencia hacia el interior
de los grupos de iguales en niños y adolescentes se han centrado en el accionar social de estos en las
instituciones escolares y sobre todo en una de las principales modalidades: el bu llyng, término del idioma
inglés derivado de bull, “matón” , donde generalmente un niño o adolescente, apoyado por el grupo
desarrolla amenazas, insultos sistemáticos, agresiones físicas contra la víctima que no tiene recursos para
responderle. Generalmente supone un abuso de poder de un niño sobre otro y los demás no intervienen.
Identidad masculina e infancia: algunas determinantes culturales.
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Dublin Core
The Dublin Core metadata element set is common to all Omeka records, including items, files, and collections. For more information see, http://dublincore.org/documents/dces/.
Title
A name given to the resource
Tesis
Text
A resource consisting primarily of words for reading. Examples include books, letters, dissertations, poems, newspapers, articles, archives of mailing lists. Note that facsimiles or images of texts are still of the genre Text.
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Title
A name given to the resource
Identidad masculina, prácticas homosocializadoras e infancia
Creator
An entity primarily responsible for making the resource
Víctor Hugo Pérez Gallo
Publisher
An entity responsible for making the resource available
Editorial Digital Universitaria de Moa
Type
The nature or genre of the resource
Tesis doctoral
Date
A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource
2014