3 10 113 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/4b3e4bb3872acbf296b5c543dd276e8b.pdf 9c04c3737cddafb425362fb5da0503ca PDF Text Text �Umbral (Poemario) Cecilia Irene Pérez Roque Alexey Igort Reyes Gómez Editorial Digital Universitaria, Moa Las Coloradas s/n Moa, Holguín, Cuba �Página legal Título de la obra: Umbral (poemario) 22 pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2013 – ISBN: 978-959-16-2133-7 1. Autores: Cecilia Irene Pérez Roque Alexey Igort Reyes Gómez 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Edición: M. Sc. Niurbis La Ó Lobaina Corrección: Lic. Yelenny Molina Jiménez Diseño de cubierta: Wilkie Villalón Sánchez Institución del autor: ISMM “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Editorial Digital Universitaria, 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, Holguín, Cuba CP: 83329 e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �A quien comparte mis días, mi alegría, mi nostalgia, A quien se entrega todo a cambio de nada, A ese ser imperfecto que me hace perfecta, A mi alma gemela, Gracias!!! �Umbral Poemario TU IMAGEN LA MISMA SUERTE En mi temblorosa mirada retoza Cuando la huella macabra del destino Como los niños en el parque. Se pierda en la tupida hierba, El día es la mañana Cuando la mortal herida La noche es la tarde En tu corazón se cure, Y noche y día están en mí. Cuando la noche para ti No hay oscuridad que esconda Vuelva a ser como la sonrisa Tu sonrisa salvaje Que una vez fue llanto amargo, Te regodeas en tus gestos Estaré a tu lado Para decirme NO. Para arrepentirme yo Te admiro todo Y cuestionar mis pecados. De los pies a la cabeza Aún cuando tu mirada me condene al destierro Despertando en mis entrañas Y exija venganza Una guerra al corazón. Estaré aquí donde te dejé, esperando No por ti, Por tu amor de hombre, Cecilia Irene ¡Ese lo dejé escapar! Estaré esperando la misma suerte que corriste. Cecilia Irene 1 �Umbral Poemario EMBRIAGUEZ DAME TIEMPO En copas de vino Dame tiempo para poder crecer. He puesto tu vida y la mía: Si ese es el problema, La copa grande para tu alma grande La pared que nos divide, Y la pequeña para tu alma vacía. Demora entonces el tiempo. Probemos embriagarnos Detenlo y espérame, Con el dulce néctar del éxtasis del placer Yo trataré de crecer y alcanzarte lo más pronto. Y naufraguemos en nuestras miradas Desde el crepúsculo hasta el amanecer. Miremos nuestros corazones Y comparemos nuestras vidas; Veamos si nos hemos llenado de amor O si aún no tiene cura mi herida; Y si la luz del sol nos sorprende Con las almas fundidas, Regálame una noche primero Y prueba lo que de niña tengo. Mas, cuando lo hagas, Medita entonces lo que de niña o mujer encontraste. Y al final de la noche, Cuando por fin sepas quién soy Júzgame como quieras, Hagamos fiesta, Seamos entonces uno solo Bebamos el vino con placer. Como niño o como hombre. Tómame después como lo que deseas que sea yo. Cecilia Irene Cecilia Irene 2 �Umbral Poemario ¿QUÉ BUSCAS? ANSIAS DE MUJER No busques por favor Deja que me atormente mirándote desnudo. (No lo hagas en mí) Deja recorrer tu cuerpo, La codicia y el lujo Besar deseo cada parte de ti. Y el dinero escondido de otro. Transportarme quiero contigo a pasear por todo el universo No trates de encontrar en mis bolsillos A través de los dulces espasmos del placer; Pues tu afán será en vano. No permitamos que amanezca; Mas, si tratas, encontrarás, Vivamos esta noche la ilusión de nunca. Si buscas, Amor, cariño, compasión y ternura, Si no tienes vestidos, compartiremos los míos. Me pondré tus pantalones que aunque anchos Calientan como tus abrazos, Permite que tus asesinos besos me aniquilen; Será un placer morir entre tus brazos. Que en mi memoria a través de tus ojos Se quede en mi alma el recuerdo de esta noche Y se esculpe tu silueta danzando sobre mí. Y mis sábanas, si te sirven, Puedes usarlas. Quiero ayudarte. Da un salto definitivo de esa vida absurda Cecilia Irene Y súmate a mi vida sana y llena de lo bello. Quítate la máscara de hombre fácil. Te convertiré En el más inaccesible de todos. Cecilia Irene 3 �Umbral Poemario ¡AY DE MÍ! PASIONES ¿Dónde estoy? Otra madrugada y no alcanzo el sueño Metida en un mundo Pensando en ti. Donde la sonrisa cuesta perder la vida, Sueño despierta contigo, Donde un dulce beso se vuelve amargo, Me muevo en torno a tu pecho, Donde un cálido abrazo se torna frío y se pierde la voz. Tu boca, Al pronunciar la palabra amor En este extraño mundo, Tu cuello; Mi mente baja despacio Contemplando Es delito amar con grandeza, Entregarse al placer es alta traición. El día es una pesadilla y la noche Se convierte en bullicioso insomnio Que hunde en la distancia Y recorro cada punto sensible. Sin reparo, me detengo a mitad del camino Ahí Donde el éxtasis del placer te arrastra, Donde sientes más, A toda mente que piensa en rebelión. En este insípido mundo estoy, A este mundo noche tras noche me transporto, Huyendo a la tortura cruel del monstruo Que con apetito voraz asesina los “te quiero”. Donde se nubla el cielo, Se torna la noche más oscura y quiero amarte. Me abrazas y en un susurro dices sí, De súbito te alcanzo y te arranco un beso, Un fuego extraño desciende por mi espalda; Hirviente la sangre Cae a torrentes sobre mi cabeza. Cecilia Irene Despierto del letargo de sueños otra vez. Cecilia Irene 4 �Umbral Poemario CONSTELACIÓN RECUERDOS Esa estrella que ilumina mi camino Cuando el día se ha ido Centro de una extraña constelación Y cerca está la noche, yo pienso en ti. Se parece a ti. Aquella noche ebria de celos Y no dejo de mirarla en las noches. En que la mano te tomé Es una fuerza la que de ella se respira Y la mía surcó el aire cual violento destello, Que invita al viaje Y clavose tu mirada en la mía, Hasta la más lejana de las galaxias, No sé si culpable, Escondida quién sabe dónde, No sé si inocente, Quizás cautiva. Tu mirada tierna y amable Las pequeñas que titilan son los lunares de tu cuerpo. Tornóse ajena y fría. Las más grandes tus ojos. Bastó solo ese golpe del destino Para ser juzgada. Tu boca, Todo el espacio reservado en el infinito para ti. Cada noche en mi nave de sueños para encontrarte Cecilia Irene ¿Cuán lejos estás? Es tanta la distancia entre nosotros… ¿Pero es acaso distancia sinónimo de imposible? Esta loca cosmonauta te ama tanto Que es una estrella más En tu universo perdido. Cecilia Irene 5 �Umbral Poemario ÁMAME DESESPERANZA Hazlo con fuerza tal Solitaria y presa en un mundo hostil, Que de mí borres el cruel pasado. Donde la sonrisa Bésame, Se convierte en lágrimas candentes Abrázame, Que emanan de un volcán de tristezas, Si quieres ódiame mañana, Lava negra que destruye sin piedad Pero no ahora cuando más te necesito. Toda una vida de esperanzas. Hundirme quiero contigo Caminando por un mundo macabro y frío, Hasta las mismas entrañas del éxtasis del placer. Donde la soledad aúlla en la pendiente filosa Transportarme deseo esta noche, De un abismo insondable A través del tiempo, al más lejano futuro Que encierra en su fondo misteriosas sombras, Donde nadie ha ido jamás. Donde apacibles Después de esta noche, Reposan a toda hora Piénsalo. Inimaginables fieras Mañana Que odian la dulzura, el cariño y el amor, Si deseas Me siento inerte como las piedras, No me busques más. Al ver, sin remedio, un inevitable fin Donde la tierra se abre y cubre Con mortal abrazo Todo sacrificio, la esperanza, el amor. Cecilia Irene Cecilia Irene 6 �Umbral Poemario ARREPENTIMIENTO RESURRECCIÓN Serás la estúpida borrasca Perecer Que tratará de acallar mi voz cada mañana, Han de verse las cosas viejas Pero yo seré la guadaña presta a cegar tu vida Como algo nuevo; Cuando intentes florecer. Como un gastado corazón rejuvenecer Con el hechizo de un beso. Serás el fuego que querrá cerrarme el paso Al caminar por la vida Y yo seré la luz del sol que secará tu maldad. Querrás un día cualquiera, No hay vida nueva sin un baúl de recuerdos viejos, Buenos y malos. Con la experiencia de la vida pasada Para saborear el placer de vivir el presente Ser la cárcel que me vea morir, La cadena que me aprisione, No hay como un viejo amor Convertido en amor nuevo; Pero nada lograrás pues, No hay como un libro viejo Eres ya muy poco y yo al contrario Soy demasiada luz. Que empolvado y destruido es aún Filoso e interesante. Cecilia Irene Cecilia Irene 7 �Umbral Poemario OBSESIÓN DONDE SOLO YO… Digo te tengo porque miro al mar. Estás donde nadie puede tocarte, Te toco Donde nadie puede verte. Porque cuento las estrellas. Tan alto Digo te adoro Que solo yo puedo llegar. Porque te tengo en mí presente, Tan escondido Porque estás metido en mi mente, Que solo yo domino la manera de encontrarte. En mi alma, Eres simplemente, En mi cuerpo. Te veo porque eres mi alucinación Y tan infinitamente bello, Que aún lleno de siglos De noche, Te admiro y te amo. Mi sombra de día. Eres mi fantasía perpetua, Digo te amo Porque sin ti me mata la vida. Cecilia Irene Así solo yo te llamo. Cecilia Irene 8 �Umbral Poemario DULCE Y AMARGO AÑORANZAS Un día como otro cualquiera conocí el amor, Me siento en las noches a mirar el mar El viento conmigo conversaba Y mi mente navega Y el reloj de mi alma, viejo y empolvado, Meciéndose al compás de las olas. Echó a andar mágicamente. Adormecida, Un día sin saber por qué mi vida cambió, Jugando a nadar con los delfines Comencé a ver las cosas diferentes. A intervalos se sumerge en el negro-azul de sus entrañas, Mi corazón palpitaba de manera extraña, Buscando compañía La sangre hervía y su color O sirenas que con dulce voz invitan al amor; Tornóse púrpura de repente Y mis brazos y manos perdieron sus fuerzas Y blancos veleros al pasar saludan, Y como gaviotas revolotea y se posa Repentinamente Presintiendo que el destino provocaría en mí El desvelo de manera inminente. En el alto mástil Del barco de mi imaginación. Pero una noche, Sin entender, Cecilia Irene Todo Se Derrumbó. El viento entonces como un lobo aullaba, Sobre mi cabeza volaban aves negras Y el reloj de mi vida Se detuvo Roto. Ese día conocí el lado bueno de la vida, Esa noche el lado oscuro del amor. Cecilia Irene 9 �Umbral Poemario MANANTIAL UN BESO… He decidido quedarme aquí No mates, por favor, En medio de este mundo salvaje La sed que me embriaga de tus besos, Donde las tempestades Pues, Son de agua pura Un beso no es el fin de la vida Y no de murmuraciones, Sino el preludio de un comienzo. Donde la vida es sana Si un beso cruel disparas Y no banal y sin sentido. Haz que sea certero, En cambio en aquel, donde vivimos, Pero no amargues mis labios Es un mundo falso y hostil Para saborear mi deseo. En el que paso a paso Si desangras mis venas Inevitablemente Con tus asesinos besos Morimos. Moriría con placer, Pues serían eternos. Permíteme morder la fina copa de tus labios Y romperla y tragar sus fragmentos. Cecilia Irene Quiero hacerme daño al probarlos Y hacer muy mío ese momento. Cecilia Irene 10 �Umbral Poemario A TI RENDIDOR A ti Te espero en el momento preciso, Que tanto amor a cambio de nada profesas De noche o de día Deja dedicar este poema Cuando quieras hablar Húmedo de ternura. O simplemente una mirada quieras estrechar. A ti Que día y noche has regalado tus labios Yo te espero Cuando la melancolía aflore en tu jardín A quien no los merece Permite adentrarme en tu sensibilidad Y no quieras ver a tu amante jardinero. Solo mírame Y hurgar tus secretos Que yo con la mirada te daré consuelo Como si fuera tu dueña. Para rociar tus labios de ternuras cálidas. A ti Que necesitas ese amor de tanto afán Búscame Para besar tu cuerpo y darte amor, Escribiré días y noches No más piénsame Aquí en este mundo, Y en el más allá, reservados estarán Para decirte lo que tanto anhelas escuchar. Cecilia Irene Y si deseas rendirte en mis brazos aquí están, Solo estréchalos. Cecilia Irene 11 �Umbral Poemario CANCIÓN PARA UNA PRINCESA Vive el silencio que se le otorga. Desnuda sus ojos pero no puede. Miente, Miente otra vez y se le escapan Penélope miente Deseos y sueños que nunca vuelven. Porque se siente vacía. Se queda sola, busca refugio. Sola, con sus mentiras, Siente la misma soledad de ayer, Se siente llena. Se queda quieta. A veces no tiene qué mentir Murmura a la luna Y se inventa un espejo. Se toma los lirios y guarda en un bolsillo Transcurren para ella las sílabas Su espejo de luna. Del tiempo en un banco de palma. Miente ahora porque no puede Recordar el mañana. Cecilia Irene Teme volver atrás, Seguir adelante, Tropezar ahora. Irrita sus labios porque quiere besos. No los deja, miente por prejuicios Y miente sin beneficios. Busca un corazón gemelo Al menos hermano que sienta. Acaricia una mariposa de viento Y mira la espuma como un ala triste. El agua le llega a la memoria Porque no se moja las manos. Endulza el disfraz de mentiras Para ver, si al menos, Las hormigas duermen a su lado cuando está sola. Busca aves, busca sol, busca agua… 12 �Umbral Poemario ESPEJOS ENSUEÑOS Eres mi síntoma de locura. Qué inquietante los minutos que pasan sin verte, Tu silueta Dibujada en las paredes de mi memoria Perfila tus caderas, Tu cuello, tus senos, tu boca, Todo un mundo de lugares y cosas Aún por descubrir. Tu virgen aspecto reflejado en mi cabeza Hacen de mí un sediento loco Saturado de deseos de besarte, De tenerte Y acabar muriendo de locura y miedo. Prefiéreme loco, Sin escucharte, sin tocarte. Todo el breve espacio que llenas con un beso, Una caricia, Se arraiga al silencio mortal de tu sombra. En mis ojos Cuando no estás La cama Tan pequeña cuando estamos juntos Es tan extensa como el océano, Tan inhóspita como el Sahara. Ya se me hace vital observar como duermes, Descabezado y absurdo, Oír como respiras, Así traspaso mis sueños Y te hago mía cuando quiera. Si soy normal Descubrir tu cuerpo a través de la oscuridad Y saber cuando despierto Que estás conmigo. Te pierdo. Cecilia Irene Cecilia Irene 13 �Umbral Poemario PASIÓN EFÍMERA DESAFÍOS Lo tengo en mis brazos Hay muchas cosas que desafían: Es lo que importa. El vivir a diario, ¿Mañana? El cansancio y el trabajo. No existe, porque cuando despierto La tensión de hacerlo todo mal o bien, Es nuevamente hoy. El pensar demasiado o simplemente Aunque sé que para un nuevo despertar junto a él No pensar en nada, Debo cambiar cosas urgentes. Eliminar posibles síntomas de catástrofes. Por ahora está ahí Pero más terrible se vuelve El sabernos envueltos En el lúgubre manto de la soledad. Donde se encierra mi alma a pensar Ahora me mezclo en este tormentoso vivir diario En lo más hondo de mi cuerpo. Y no me cansa el trabajo, Lo amo No pienso en cosas vacías En mi tormento Y no estoy sola. Y eso basta para vivir hoy. Estoy dentro de alguien especial, Mañana veremos qué pasa. Alguien hechizante y dueño ya de mí. ¡Saber que pudiera perderlo! Lo sé, Todo es riesgo. Dolerá, quizás lloraré, Cecilia Irene Pero por ahora nada de lo que padece la vida diaria Me preocupa ni me contagia, Ni el recio viento Que haga zozobrar la barca En la que navego. Cecilia Irene 14 �Umbral Poemario TODO TÚ Y MÁS… APARICIÓN Un fuego que quema por dentro, Una luciérnaga gigante Un dolor punzante que paraliza, Me trajo la luz, Una luz cegadora que detiene al instante, Con ella la alegría Una flor que jamás se marchita. Las ganas de vivir. Un arroyo que no se seca, Me trajo la sensatez de habitar Un mar azul que no se enfurece Donde hay rincones llenos de secretos, Porque al amar todo en ti enciende Donde buscar y encontrar lo que se quiere. La lava de tu volcán interior. Fantásticas cosas… ¡Te apegas tanto y haces uno solo Se convierte en necesidad. El dolor de tener que terminar! El haz de luces de tus adentros penetra en los ojos Cecilia Irene Que aunque se cierran No dejan de ver tu intenso resplandor. Te alimentas del rocío de besos Constantes que emanan de mi boca Aunque pequeño riachuelo corres Por donde otra agua no puede pasar Porque tu agua es menos densa, más dulce Y la más refrescante. Yo que navego en tu mar, Vivo confiando en que no habrá tormenta Ni ola gigante Que me obligue a naufragar. Cecilia Irene 15 �Umbral Poemario HASTA LA SACIEDAD ENTRE LAS MONTAÑAS… Quiero embriagarme de tus besos. Sé de un lugar lindo solo para dos, Si un beso te bastó para arrancarme el alma Acogedor, ¡Qué más da otro que aniquile mi vida! Mirando al mar Haz que se desangre mi cuerpo, Donde el ocaso se cansa a la vista de todos Lentamente, Y la luna no deja huellas. Para así, ver Sé de un lugar que no contamina el aire Cómo tu mirada criminal atraviesa las paredes. Y el susurro que se escucha Quiero mirarte a los ojos una y otra vez Y descubrir en ellos una sonrisa terrible, Tu sonrisa henchida de placer. Quiero sentir la puñalada Es el del arroyo que pasa y salpica. El lugar ideal para pasarla bien, Los árboles que cantan Y la hierba que invita a descansar, El viento que aúlla alegre Certera de tu boca, Y que acaricia el cuerpo. El filo de tus labios cortándome las venas, Sé de un lugar entre las montañas. Ver que la paz arrolladora que colma mi paciencia Se convierta en guerra a través del sexo. Ver que la locura que desanda en mi interior Se amasa con el látigo de tu lengua. Cecilia Irene Después de eso, Si vuelves a besarme de esa forma, Regálame la eternidad. Cecilia Irene 16 �Umbral Poemario FUGA A CARMITA Pasaste fugaz como estrella viajera Son cosas del destino Por mi universo gris. ¡Ya no estás! No preguntaste si era el ocaso Nos miras desde tu morada, O la noche oscura Te alegras, te desquitas Aquella en que pasaste Y sientes quizás los mismos sentimientos de un día Ideal para dejar tu huella. Olvidado en el pasado. Pasaste fugaz, Estrella que concedes los deseos Alumbrando el camino inesperado Y sin darnos cuenta nos damos de la mano. Creo que no debe ser lo mismo hablar Y no ser escuchado Estar aquí y pasar desapercibido Con solo allanar un sueño Tú, estrella fugaz. ¿Todo cambia? Yo, cielo nublado. Antes te peleaba Por ese camino imaginario Porque te quería; Pasaste fugaz Ahora que no estás te sigo queriendo. Y yo Sigo mirando mi universo intacto. No sabes que lloro a escondidas Cuando llegas a mi mente; No sabes que a veces maldigo a la vida Que sigue sin ti. Cecilia Irene Se sabe que pasará mañana y no hay resignación, No hay olvido si se está preparado para el golpe. Pasa el tiempo pero no el recuerdo. Prometí no llorar. Solo escríbeme. Alexey Igort 17 �Umbral Poemario EL TIEMPO NOS VE PASAR VERSOS Todo el vacío lo llenas tú, Un poema que versa Querido amigo. Bajo el cielo que miras Fiel de mirada Sobre el suelo que pisas. Quien no conoce qué es traición, Versos que navegan en el mar de tu sonrisa, Que te animas cuando río Que naufragan en las islas de tus senos. Y te tornas triste al verme triste. Rimas que danzan Mi gran compañero de la soledad Al compás de la música de tu voz. Nos está pasando el tiempo. Un papel escrito que vuela Yo ya peino canas Como un pájaro cuando busca cobija Y tú Con un lápiz ¡Has mudado tantas veces el pelo! Que marca el camino recorrido Ya no nos quedan dientes En cada pedacito de tu cuerpo Solo carapachos de ellos. Escribo… Ya solo vivo del recuerdo Y te envidio. Todavía tienes olfato para el olor femenino Cecilia Irene Corres tras él y te vanaglorias de las fechorías, ¡Bribón! Pero sé que no abandonas al viejo socio; Tarde o temprano vuelves a contarme la historia Y hacerme reír…. Cecilia Irene 18 �Umbral Poemario DESAFUERO DICEN No es Aun, después de alcanzar el sueño profundo De masoquista Reinas en mi subconsciente travieso Adorar tus mordidas. Que no duerme. Con mi sudor te contagias Dicen Con mi dolor te engrandeces. Vuelas sin alas al viento Que no existe y respiras con rabia; Penetras en mí tatuando una sonrisa. Te desbocas, cabalgas, pruebo fuerzas; Me atas, devoramos el silencio Blasfemando una llegada. Tus manos son pequeñas, no sostienen mis ansias. Que al dormir todo se olvida Menos lo puro. No hay hombre que respire Cuando falta el aliento de la bien amada Ni alma que soporte prescindir de ella Que embruja con una caricia, Que hace de lo amargo, Miel… Cecilia Irene Cecilia Irene 19 �Umbral Poemario PENSANDO EN USTED DICEN POR AHÍ Cada noche, Dicen por ahí que vendí mi alma al diablo Señora, Que ya no soy de este mundo, ya no más. Pienso en usted. Dicen por ahí que mi mente vaga sabe Dios Sueño sus labios, A qué lugar, a hacer sabe Dios qué. Sus besos, su cuerpo, su desnudez. Dicen por ahí que estoy loco. Sueño sus sueños y me siento al revés. Dicen por ahí que no saben lo que dicen de mí Cada noche, señora, me acompaña usted. Y me alegro de pensarla mi propiedad privada. No dejo de pensarla mía, mía hasta el corazón. Cada noche, señora, será otro nuevo amanecer. Despertar con el aroma de su piel, Mirando su silueta en la pared, Y los labios resecos de la sed. Y seguiré mojando de sudor las sábanas Pensando en usted. Porque no saben qué es de mí. Dicen por ahí, y me reí o, que estoy loco sin estarlo, Pero nadie sabe por qué me llaman loco. Lo que no dicen por ahí es que sí, Vendí mi alma al diablo porque la tuya vale mucho más e hice el cambio. Lo que no dicen por ahí es que sí, mi mente vaga lejos, Tan lejos como puedas ir porque vuela hacia ti. Lo que no saben es que no pueden saber de mí porque Cecilia Irene Estoy hechizado, y es magia negra, brujería, vudú. Por eso me río Porque nadie sabe de lo que soy capaz Por tenerte conmigo. Dicen por ahí que estoy loco… ¡Síiiiiiiiiiiiiiiii, loco, loco, ah! Loco por ti! Alexey Igort 20 �Umbral Poemario DUELE ¡Me duele el momento en que no te conocí antes En el fragor de la batalla, el olor a pólvora y a sentimientos magros. Me duele cada día en que no te tengo en mi día Para saberme vivo, respirando, Me duele tener sangre si no es tu sangre, No ser adicto a tu mágico tamaño o tu sagrada inteligencia. Me duele el dolor que te ataca y te duele. Me duele todo, Todo menos lo que significas tú! Haciendo y deshaciendo cosas. Me duelen los días de decisiones no compartidas en los que dices NO Alexey Igort Y yo digo SÍ. Porque no hay ideas compartidas sin ti. Me duele cada momento del día en que el sol me quema Y no corro a ti para contarte cómo sucedió. Me duelen, sí…, han dolido estos miles de kilométricos segundos fuera del bosque de tu pelo, Sin recorrer la pradera entre tus piernas y beber del vino de tus labios. Me duele cada microsegundo en que mi mente vuela sin hilos Y estos no corren en tus manos. Me duele sentir el alcohólico absurdo acariciándome y no son tus manos Porque las conozco. Me duele todo lo que no me acerca a ti, todo lo que no se parece a ti. Me duele todo lo que no lleva tu olor, lo que no tiene tu sabor, Lo que no se parece a ti, amada mía. Me duele no ser sordo, ciego y mudo Si no te escucho, te veo o te hablo. 21 �Umbral Poemario LA MERA PASIÓN Quiero saber de la mera pasión que me ataca, La mera pasión que controla la pluma, el papel, la tinta. Todo lo que me hace apegarme a lo que te rodea. Quiero analizar cada momento de lucidez y cada momento de locura Para saber quién, si el loco o el cuerdo que tengo dentro, Te quiere más. Quiero saber de la mera pasión de mi cuerpo por tu cuerpo, De mi aliento por tu aliento, De mi pasión por tu pasión. Quiero saber de lo que hay en mí que no te lleva en sí, De lo que llevo en cada bolsillo que no me hace quererte O del veneno que no me mata si no te hace vivir. Quiero saberlo para enterrarlo. Quiero saberlo para matarlo. Quiero saberlo para no tener que llevar nada conmigo Que no se alimente de ti, Para revisarme los bolsillos y solo sacar besos tuyos, abrazos tuyos, Caricia tuya, el aliento tuyo, la pasión tuya, Y saber que simplemente soy el loco o el cuerdo Que te quiere más. Alexey Igort 22 �Umbral Poemario Índice Dedicatoria…………………………………………………….. Tu imagen………………………………………………………. 1 La misma suerte………………………………………. 1 Embriaguez……………………………………….. 2 Dame tiempo…………………………….... 2 ¿Qué buscas?....................... 3 Ansias de mujer…………… 3 ¡Ay de mí!.............. 4 Pasiones…………. 4 Constelación..5 Recuerdos..5 Ámame.. 6 Desesperanza… 6 Arrepentimiento… 7 Resurrección…….. 7 Obsesión………. 8 Donde solo yo…… 8 Dulce y amargo………. 9 Añoranzas………… 9 Manantial… 10 Un beso… 10 A ti…. 11 Rendidor….. 11 �Umbral Poemario Canción para una princesa……………………………………….. 12 Espejo………………………………………………………………….. 13 Ensueños …………………………………………………………. 13 Pasión efímera……………………………………………. 14 Desafíos ………………………………………………… 14 Todo tú y más …………………………………. 15 Aparición………………………………………. 15 Hasta la saciedad………………….. 16 Entre las montañas…………. 16 Fuga.…………………………… 17 A Carmita……………….. 17 El tiempo nos ve pasar…… 18 Versos……………………….. 18 Desafuero……………… 19 Dicen………………. 19 Pensando en usted... 20 Dicen por ahí……… 20 Duele ………….. 21 La mera pasión…………… 22 � 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 Otros 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 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 Umbral Creator An entity primarily responsible for making the resource Cecilia Irene Pérez Roque Alexey Igort Reyes Gómez Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Poemario 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/80bd65ec4c9722e4c723cbb43b6b27b4.pdf 52ebefb4b3ba2a614cb0381f2c201e00 PDF Text Text TESIS Procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel Clara Luz Reynaldo Arguelles �Página legal Título de la obra. Procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel-- 88 pág Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2013 -1. Autor: Clara Luz Reynaldo Argüelles 2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico” Antonio Núñez Jiménez” Edición: Liliana Rojas Hidalgo Digitalización: Miguel Ángel Barrera Fernández Institución del autor: ISMM “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 �UNIVERSIDAD DE ORIENTE FACULTAD DE CIENCIAS ECONÓMICAS Y EMPRESARIALES DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EMPRESARIALES PROCEDIMIENTO PARA LA VALORACIÓN ECONÓMICA Y AMBIENTAL EN LA ACTIVIDAD MINERA DE NÍQUEL Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Económicas. CLARA LUZ REYNALDO ARGÜELLES Santiago de Cuba 2013 �UNIVERSIDAD DE ORIENTE FACULTAD DE CIENCIAS ECONÓMICAS Y EMPRESARIALES DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EMPRESARIALES PROCEDIMIENTO PARA LA VALORACIÓN ECONÓMICA Y AMBIENTAL EN LA ACTIVIDAD MINERA DE NÍQUEL Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Económicas. Autor (a): Lic. CLARA LUZ REYNALDO ARGÜELLES Tutores: Prof. Tit., Ing. Rafael Guardado Lacaba, Dr. C. Prof. Tit., Lic. Hugo Pons Duarte, Dr. Cs. Santiago de Cuba 2013 �ÍNDICE Pág. INTRODUCCIÓN ------------------------------------------------------------------------------------- 1 CAPÍTULO I FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Y CONCEPTUAL DE LA ECONOMÍA AMBIENTAL Y LA MINERÍA ------------------------------------------------------- 9 I.1 Introducción --------------------------------------------------------------------- 9 I.2 Economía y medio ambiente -------------------------------------------------- 9 I.2.1 Economía Ambiental --------------------------------------------------- 10 I.2.2 Corrientes del pensamiento económico convencional ------------- 12 I.3 Valoraciones económicas y ambientales ---------------------------------- 14 1.3.1 Valoraciones de políticas económicas ambientales internacionales ----------------------------------------------------------------------------------- 17 I.3.2 Los indicadores ambientales ------------------------------------------ 18 I.3.3 Los sistemas de indicadores en la gestión ambiental empresarial 20 I.3.4 La contabilidad ambiental en la actividad empresarial ------------ 22 I.4 La minería como actividad económica. Desafíos ambientales --------- 23 I.4.1 Relación costo-ingreso en la oferta y la demanda de níquel ------ 25 I.4.2 La minería de níquel en el desarrollo económico de Cuba ------- 27 I.4.3 Necesidad de indicadores para la valoración económica y ambiental de la actividad minera de níquel -------------------------------- 27 I.5 Conclusiones parciales ------------------------------------------------------- 28 CAPÍTULO II PROCEDIMIENTO PARA LA VALORACIÓN ECONÓMICA Y AMBIENTAL EN LA ACTIVIDAD MINERA DE NÍQUEL ------------------ 39 II.1 Introducción ------------------------------------------------------------------ 39 II.2 Nociones teóricas del procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel ----------------------------------- 39 II.2.1 Cálculo de la decisión de extracción del mineral------------------ 41 II.2.2 Caracterización del proceso minero de níquel --------------------- 42 II.2.3 Identificación de impactos ambientales ---------------------------- 43 II.2.4 Diseño de indicadores técnicos de gestión ambiental ------------ 46 II.2.5 Diseño de indicadores económicos y ambientales ---------------- 49 II.2.6 Información minera y ambiental en los estados financieros ----- 52 �II.2.7 Factibilidad económica de inversiones ambientales -------------- 55 II.3 Conclusiones parciales ------------------------------------------------------ 57 CAPÍTULO III VALORACIÓN ECONÓMICA Y AMBIENTAL EN LA ACTIVIDAD MINERA DE NÍQUEL DE LA EMPRESA COMANDANTE ERNESTO CHE GUEVARA ------------------------------------------------------------------------------ 64 III.1 Introducción ----------------------------------------------------------------- 64 III.2 Características de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara --- 64 III.3 Aplicación del procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara ------------------------------------------------------------- 66 III.3.1 Cálculo de la decisión de extracción del mineral ----------------- 67 III.3.2 Caracterización del proceso minero de níquel -------------------- 67 III.3.3 Identificación de impactos ambientales --------------------------- 70 III.3.4 Diseño de indicadores técnicos de gestión ambiental ----------- 72 III.3.5 Diseño de indicadores económicos y ambientales --------------- 72 III.3.6 Información minera y ambiental en los estados financieros. Elementos a considerar para el registro contable de aspectos ambientales en la actividad minera de níquel ----------------------------- 75 III.3.7 Factibilidad económica de inversiones ambientales ------------- 78 III.4 Conclusiones parciales ----------------------------------------------------- 79 CONCLUSIONES GENERALES ----------------------------------------------------------------- 80 RECOMENDACIONES ---------------------------------------------------------------------------- 81 REFERENCIAS BILIOGRÁFICAS -------------------------------------------------------------- 81 ANEXOS 88 �SÍNTESIS Los indicadores de eficiencia económica de la actividad minera de níquel en Cuba responden más a exigencias técnicas y productivas que al análisis necesario de los problemas relacionados con el medio ambiente. En la investigación se realiza un estudio de la economía ambiental con el objetivo de diseñar un procedimiento que permite la valoración económica y ambiental de los procesos que tienen lugar en la minería de níquel. El procedimiento propuesto ha sido aplicado en la empresa Comandante Ernesto Che Guevara del municipio Moa y se fundamenta en la valoración de la eficiencia económica del desarrollo minero y la capacidad de internalizar y externalizar las afectaciones ambientales propias de la actividad. El procedimiento permite la caracterización de los indicadores económicos actuales de la actividad minera de níquel, la identificación de impactos ambientales, el cálculo de decisiones para la extracción de minerales, el diseño de indicadores técnicos, económicos y ambientales, el análisis de nuevos conceptos para su consideración en el registro de cuentas ambientales y la propuesta del cálculo de la factibilidad económica de realizar inversiones mineras, a través de una fórmula que introduce, por primera vez, la estimación de costos ambientales. 1 �INTRODUCCIÓN En las modernas sociedades industrializadas y en países menos desarrollados como Cuba, tiene connotada importancia el hecho de que una gran parte de la actividad económica depende de la extracción y utilización de los recursos minerales. Uno de los minerales de mayor importancia económica por su alta cotización en el mercado internacional es el níquel, cuyo precio oscila entre 17.300,00 y 22.000,00 USD/Ton (Información Económica. Banco Central de Cuba. 2012). En Cuba, la extracción de níquel se realiza en minas a cielo abierto, situación que genera impactos negativos sobre el medio ambiente. Esto, unido a las deficientes condiciones tecnológicas que acompañan el procesamiento del mineral, provoca el encarecimiento de los costos de la minería y en igual proporción, un incremento en los costos de producción, de ahí la necesidad de establecer una relación entre economía, minería y medio ambiente que proporcione alternativas para medir costos en la actividad minera, y en la misma medida, contribuir con el logro de la eficiencia y eficacia en este sector. En medio de esta realidad emerge la necesidad de diseñar un procedimiento basado en indicadores económicos y ambientales para alcanzar un desarrollo minero sostenible. La presente investigación pretende dar respuesta a aspectos relacionados con la minería que constituyen preocupaciones en el ámbito académico, científico y empresarial y que obedecen a las siguientes interrogantes: ¿cuándo es rentable extraer un recurso no renovable como el níquel? ¿cómo relacionar criterios ambientales con la eficiencia económica y la eficacia empresarial? ¿cómo las ciencias económicas pueden contribuir con mejorar las decisiones empresariales para la protección del medio ambiente en el desarrollo de la minería? Cuba posee el 34,4% de las reservas mundiales de níquel. Este sector aporta cada año más de dos mil millones de dólares al Producto Interno Bruto cubano (PIB), cifra que lo convierte en el segundo rubro de exportaciones de bienes del país (Anuarios Estadísticos de Cuba. 2011). Estudios realizados en el período 2008-2009 por la Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL) muestran que el valor de las exportaciones de bienes en Cuba en el año 2008 se redujo 0,6% a pesar del incremento del volumen exportado (12,2%). La determinante primordial de esta evolución fue la notable reducción del precio internacional del níquel, principal producto de exportación. Mientras que en sus niveles más altos 2 �durante el año 2007, una tonelada (Ton) se vendía en 50.000,00 USD, en los inicios del año 2009 disminuyó a 9.000,00 USD/Ton. El níquel ha logrado alcanzar valores de hasta 21.864,68 USD/Ton, pero el análisis económico evolutivo del mercado mundial en los últimos meses no vislumbra un ambiente favorable (Principales indicadores económicos 2007-2011. Banco Mundial. 2011). El Estado cubano necesita concentrar sus esfuerzos en alternativas económicas que permitan estabilizar los costos productivos para compensar las pérdidas económicas que traen consigo las disminuciones de los precios del níquel. La industria niquelífera en Cuba cuenta con las plantas mineras Comandante René Ramos Latour, en Nicaro; Comandante Pedro Soto Alba y Comandante Ernesto Che Guevara, en el municipio Moa. La investigación utilizó como objeto de estudio la empresa Comandante Ernesto Che Guevara. Ante la alarmante situación mostrada por la disminución del precio de níquel en el mercado, los costos totales de producción de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara no alcanzaron estabilidad y actualmente muestran valores entre 11.000,00 USD/Ton y 14.000,00 USD/Ton; de ellos el 40% corresponde a la actividad minera (Análisis económicos financieros. 2012). En el intento de dilucidar los factores causales del comportamiento ascendente de los costos en la minería, se realizó un análisis económico de la actividad, el que reflejó dos contradicciones económicas: primero, los indicadores actuales de eficiencia económica (costo unitario de la masa minera y costo unitario de níquel) ofrecen poca información a la administración relacionada con el costo de producción; segundo, la contabilidad empresarial refleja pocos aspectos mineros y ambientales, sólo se registra como provisión la Repoblación forestal (Cuba. Ley 81∕1997) y como impuestos, el Resarcimiento geológico y el Canon minero, estos últimos constituyen obligaciones económicas con el presupuesto del Estado por la utilización de los recursos minerales (Cuba. Ley 76∕1995). La actividad minera necesita de un conjunto de indicadores que integre elementos relacionados con la dimensión económica, la dimensión ambiental, la eficiencia, la eficacia y la productividad para que la administración cuente con información económica que le permita utilizar de forma adecuada los recursos naturales, mejorar la tecnología en la actividad minera y trabajar en la disminución de los costos de producción. 3 �El objeto de estudio teórico se centró en la Economía Ambiental como una rama de las ciencias económicas que permite analizar la relación entre las ciencias económicas y la utilización de los recursos naturales, específicamente, los minerales. Se seleccionó como objeto de estudio práctico, la actividad minera de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara, por la necesidad de potenciar la eficiencia económica en la minería de níquel como uno de los sectores fundamentales de la economía cubana. La situación descrita anteriormente permitió declarar el problema científico siguiente: Las insuficiencias económicas y ambientales en los indicadores técnicos-productivos de la actividad minera de níquel en la empresa Comandante Ernesto Che Guevara no garantizan la información ambiental requerida para elevar la eficiencia económica y contribuir con la toma de decisiones empresariales. Ante esta situación se plantea como hipótesis: La propuesta de un procedimiento para realizar valoraciones económicas y ambientales en la actividad minera de níquel, soportado en la aplicación de herramientas económicas para el diseño de indicadores, contribuirá con la solución de las dificultades teóricas, metodológicas y prácticas presentes en los indicadores actuales de eficiencia económica. Para dar solución al problema identificado, se esboza como objetivo general: proponer un procedimiento para la valoración económica y ambiental de la actividad minera de níquel de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara del municipio Moa, que permita la incorporación de la dimensión ambiental al análisis económico y el incremento de la eficiencia económica del proceso minero. Para lograr el cumplimiento del objetivo general, se concibieron los objetivos específicos siguientes: 1. Establecer la fundamentación teórica de la relación economía-medio ambiente-minería para el desarrollo del análisis conceptual de los elementos fundamentales de la actividad minera de níquel de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara de Moa. 2. Diseñar indicadores técnicos de gestión ambiental e indicadores económicos y ambientales considerando criterios de medida adecuados al entorno de la minería de níquel, que permita la proyección y desarrollo eficaces de la actividad minera. 4 �3. Validar el procedimiento propuesto mediante su aplicación en la empresa Comandante Ernesto Che Guevara. La tesis se ha estructurado en tres capítulos que responden a los objetivos específicos planteados. En el primero se destacan los fundamentos teóricos y conceptuales de la relación economía-medio ambiente-minería. En el segundo capítulo se propone el procedimiento para la valoración económica y ambiental de la actividad minera de níquel. En el capítulo tercero se valida el procedimiento propuesto mediante su aplicación en la empresa Comandante Ernesto Che Guevara. El trabajo finaliza con un cuerpo de conclusiones y recomendaciones derivadas de la investigación. El carácter multidisciplinario de la Economía Ambiental, conlleva a la necesidad de apoyar la tesis en un amplio elenco de referencias bibliográficas y anexos. La novedad científica se manifiesta en la elaboración de:  Una expresión cuantitativa de la Economía Ambiental en la actividad minera de la industria cubana de níquel.  Un procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel con posibilidad de generalización a otras actividades mineras.  Un conjunto de indicadores técnicos, mineros, económicos y ambientales que le permite a la empresa Comandante Ernesto Che Guevara proyectarse en la solución de los problemas mineros y ambientales de una forma eficiente y sostenible.  Elementos a considerar para el registro contable de aspectos ambientales en la actividad minera de níquel  Un cálculo de factibilidad económica de realizar inversiones mineras con la estimación de costos ambientales. Los resultados alcanzados están relacionados con: 1. El perfeccionamiento de los indicadores de eficiencia económica de la actividad minera en la empresa Comandante Ernesto Che Guevara. 2. El cálculo de las pérdidas económicas por el uso inadecuado de los recursos minerales y el uso de tecnología deficiente para la transportación del mineral. 3. La valoración del impacto ambiental y el cálculo de indicadores económicos y ambientales. 4. El cálculo de la factibilidad económica de inversiones mineras. 5 �5. La propuesta de nuevos elementos y conceptos para la contabilización de de actividades mineras y ambientales. Se utilizaron métodos teóricos y empíricos, así como técnicas y herramientas de las ciencias económicas los cuales contribuyeron con el cumplimiento del objetivo planteado: Métodos Teóricos: - Análisis y síntesis de la información obtenida a partir de la revisión de literatura y documentación especializada y el intercambio con especialistas y trabajadores. - Inductivo - deductivo: en el diseño y aplicación del procedimiento para la valoración económica y ambiental de la actividad minera de níquel. - Sistémico estructural: para abordar el carácter sistémico de la empresa y de los indicadores propuestos. - Analítico - sintético: para desarrollar el análisis teórico y práctico del objeto de estudio, a través de su descomposición en los elementos que lo integran, determinando las variables con mayor incidencia en la investigación y su interrelación como resultado de un proceso de síntesis. Métodos empíricos: - Encuestas, entrevistas, cuestionarios, observación directa, consulta de documentos para la recopilación de la información. - Estadístico-matemático: en la utilización del método Delphi para identificar expertos y evaluar sus criterios. En la elaboración de tablas, gráficos y el cálculo del valor económico ambiental. El impacto económico es la mayor contribución de la investigación a la actividad minera de níquel, pues se diseñan indicadores económicos y ambientales, se propone el análisis de nuevos conceptos para su consideración en el registro de cuentas ambientales y se aporta una fórmula para calcular la factibilidad económica de realizar inversiones mineras con la estimación de los costos ambientales, cuyo análisis permite elevar la eficiencia y eficacia tecnológicas en pos de minimizar los impactos ambientales en la minería de níquel. El impacto social obedece a que la valoración económica y ambiental aportada por el procedimiento propuesto, permite a los directivos de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara y a la administración pública, tomar decisiones para la prevención, control 6 �y disminución de los impactos sociales ocasionados por la minería de níquel, lo que redundará en beneficios para la salud y la calidad de vida de la sociedad. El impacto ambiental está relacionado con los métodos que ofrece el procedimiento propuesto para el análisis, identificación y caracterización de impactos ambientales en la actividad minera de níquel y su contribución con el proceso de toma de decisiones en pos de minimizar los riesgos ambientales. 7 �CAPÍTULO I FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Y CONCEPTUAL DE LA ECONOMÍA AMBIENTAL Y LA MINERÍA �CAPÍTULO I FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Y CONCEPTUAL DE LA ECONOMÍA AMBIENTAL Y LA MINERÍA I.1 Introducción La necesidad de valorar la dimensión ambiental en la actividad minera como parte indisoluble de la eficiencia empresarial, ha cobrado singular importancia en Cuba; y así quedó reflejado en los Lineamientos de la Política Económica y Social del Partido y la Revolución donde se plantea: “Prestar atención prioritaria al impacto ambiental asociado al desarrollo industrial existente y proyectado, en particular, en las ramas de la química; la industria del petróleo y la petroquímica; la minería, en especial el níquel” (Lineamientos de la Política Económica y Social del Partido y la Revolución. 2011). Diversos han sido los enfoques que desde la economía clásica (Adam Smith, David Ricardo, John Stuart Mill), la economía marxista (Carlos Marx), la economía neoclásica y hasta la actualidad, han intentado explicar la influencia del desarrollo económico sobre el medio ambiente (Aguilera, K. et al, 1994). A ellos se han sumado un número de científicos e investigadores de la teoría económica que marcaron pautas en la Economía Ambiental, también conocida como economía de los recursos naturales o sostenibilidad débil (Azqueta, D. 1994; Pearce, D. et al, 1995; Field, B. et al, 2010); en la economía ecológica o sostenibilidad fuerte (Berger, R. 1998; Daly, H. 1999; Martínez, J. 1999) y en el desarrollo sostenible (Ayala–Carcedo, F. 2000; Betancourt, L. 2002; Álvarez, V. 2003; Leal, J. 2005; Quiroga, R. 2009). Es por ello que la construcción del marco teórico-referencial de la investigación que se resume en esta tesis doctoral, se estructuró de la forma siguiente: – La Economía Ambiental en el pensamiento convencional; métodos de valoraciones económicas y ambientales; sistemas de indicadores ambientales. – Análisis macroeconómico del níquel como recurso no renovable; desafíos ambientales en su extracción. – Necesidad de indicadores económicos y ambientales en la actividad minera de níquel I.2 Economía y medio ambiente La Economía es una ciencia cuyo objeto de estudio difiere en la interpretación de varios autores. Para Adam Smith, la economía es la naturaleza y la causa de la riqueza de las naciones; David Ricardo entiende por economía la distribución de la riqueza entre las 9 �clases sociales; para Alfred Marshall es la maximización de la satisfacción individual con objetivos múltiples y recursos escasos (Castellanos, M. 1996). Una tesis más completa es aportada por Carlos Marx el que manifiesta que “la economía es la disciplina científica que analiza las relaciones sociales entre agentes económicos y factores de producción en el desarrollo de la sociedad”. Carlos Marx fundamenta su concepto de Economía en la necesidad del estudio de las relaciones que se establecen entre el hombre, la empresa y el medio ambiente, para la comprensión de la evolución de las relaciones de producción y la sociedad, de ahí la importancia y vigencia de su conceptualización de Economía en el contexto de la presente investigación. De acuerdo con la teoría económica tradicional, la sociedad dispone de diversos factores de producción que se clasifican en las categorías: trabajo, capital y recursos naturales, incluida la tierra. En la actualidad esta visión tradicional se ha modificado respecto de la noción del capital y finalmente son consideradas tres categorías: capital real, capital humano y capital natural, este último constituido por el medio ambiente y los recursos naturales. El medio ambiente ha sido definido por numerosos autores con enfoques filosóficos, físicos, ecologistas, sin considerar con suficiente fuerza su compatibilidad con la economía; hasta el surgimiento de la Economía Ambiental. En la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente celebrada en Estocolmo en 1972, se definió al medio ambiente como el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos, en un plazo corto o largo, sobre los seres vivos y las actividades humanas (Quiroga, R. 2009). La creación del concepto de medio ambiente, que desde el punto de vista gramatical, constituye un pleonasmo, ha resultado ser un concepto revolucionario aceptado por individuos, la comunidad internacional y los estados. En esencia se refiere a sujetos y hechos que la legislación ambientalista cubana e internacional, han reflejado con un término u otro con anterioridad: entorno, hábitat, ecología y naturaleza. La economía y el medio ambiente se consideran elementos mutuamente dependientes. La economía precisa de los procesos naturales que proveen los ecosistemas para el sostenimiento de la vida; a su vez, las condiciones del entorno y del uso de los recursos naturales dependen del desarrollo económico. I.2.1 Economía Ambiental 10 �La crisis ambiental contemporánea trajo consigo que se analizara la Economía Ambiental como una de las corrientes dentro de la economía que estudia vías sustentables para demostrar el uso racional, en sentido económico, de los recursos naturales, sean estos renovables o no renovables, procurando obtener el mayor bienestar o beneficio en las decisiones sociales y empresariales (Field, B.; Field, M. 2010). La Economía Ambiental surge del modelo de Pearce-Atkinson basado en la formulación de Hartwick y Solow (Pearce, D. et al, 1995). La idea principal desarrollada por el primero es el requerimiento de reinvertir las rentas obtenidas del capital natural en el país donde se extraen, para mantener el consumo real constante a lo largo del tiempo. Sollow desarrolla esta premisa y la reinterpreta como el mantenimiento de la disponibilidad de capital constante. Con este fin subdivide el capital (K) en sus tres posibles formas: capital manufacturero (Km) haciendo alusión a las máquinas e infraestructuras, capital humano (Kh) que es la disponibilidad de conocimientos y habilidades, y el capital natural (Kn) que son los recursos naturales renovables y recursos no renovables valorados en términos económicos (Pearce, D. et al, 1995). Este es el modelo base de la sostenibilidad débil de inspiración neoclásica donde se asume la sustentabilidad de las formas de capital con el fin de mantener constante el capital en general. Las críticas son varias y procedentes en su mayoría de la economía ecológica. La Economía Ambiental aborda los problemas ambientales con la perspectiva e ideas analíticas de una economía que hasta el año 1990 excluyó al medio ambiente como proveedor de activos (recursos naturales) para la satisfacción de las demandas de las sociedades. Analiza la Teoría de las externalidades como herramienta fundamental para determinar el nivel de degradación ambiental, la cual se interpreta como la utilización gratuita de los bienes y servicios del medio ambiente, sin considerar el costo social. Surge una externalidad siempre que la producción o el consumo de un bien tiene efectos de difusión que afectan a agentes que no son los consumidores o los productores que actúan en el mercado y esos efectos no se reflejan totalmente en los precios de mercado. La Teoría de las externalidades estudia la relación entre la asignación adecuada de los recursos no renovables o agotables y el comportamiento de los precios y de esta forma determinar la senda óptima a seguir para extraer la unidad del recurso en cuestión (Fischer, S. et al, 1988). 11 �En Economía Ambiental se definen como costos ambientales los costos asociados al deterioro de los recursos naturales que carecen de un precio que regule su utilización. En esta clasificación se incluye: el costo de las actividades preventivas, el costo de actividades de restauración por daños ambientales, las multas y las sanciones (Iturria, D. 2006). La opción de incorporar instrumentos económicos a la gestión de la Economía Ambiental para complementar los esquemas tradicionales de regulación directa ha ganado aceptación a escala mundial durante los años 1990-2010. Los instrumentos económicos forman parte del mecanismo estatal de los gobiernos y constituyen las herramientas principales para la protección global del medio ambiente. Sus pretensiones son, por un lado, regular la estructura de precios, los niveles de rentabilidad y competitividad empresarial; y por otro, controlar a productores y consumidores, pretendiendo modificar sus conductas negativas para con el entorno. Algunos ejemplos de instrumentos económicos utilizados en países donde se extraen minerales son las subvenciones, impuestos, tarifas, tasas, cánones y regalías. La idea es compensar parte de los costos incurridos por la utilización de recursos naturales y penalizar monetariamente a instituciones u organismos que perjudiquen el medio ambiente con sus actividades económicas. I.2.2 Corrientes del pensamiento económico convencional La toma de conciencia de los problemas derivados de la utilización inadecuada de los recursos naturales se manifiesta en la evolución del pensamiento económico al analizarse la relación hombre-medio ambiente. Antes del siglo XIX los paradigmas imperantes en Europa fueron el mercantilismo y el movimiento fisiocrático. La doctrina mercantilista de los siglos XVI al XVIII, defendió la acumulación de recursos naturales no renovables como principal exponente de la riqueza de una nación. Los fisiócratas, corriente desarrollada en la segunda mitad del siglo XVIII, consideraban a la tierra como principal fuente de riqueza; el objetivo económico se centraba en aumentar la producción y el rendimiento agrícola. No existía ninguna preocupación por la naturaleza. Se creía que la tierra constituía una fuente inagotable de recursos al servicio del hombre. Los economistas clásicos, escuela iniciada con Adam Smith, David Ricardo y que culmina con John Stuart Mill, defendían la propiedad privada, los mercados y la competencia como instrumentos para alcanzar el bienestar social, desconfiando de la intervención del 12 �gobierno en la regulación de la actividad económica. Bajo esta teoría, el trabajo pasó a ser considerado la principal fuente de riqueza. David Ricardo introduce el concepto de rendimientos decrecientes, según el cual, al aumentar los factores capital y trabajo, disminuyen los rendimientos. Desde un punto de vista microeconómico la cuestión ambiental se ha centrado en las denominadas “externalidades”, surgidas de los planteamientos originarios de John Stuart Mill, quien predijo que el crecimiento económico continuado tendría efectos negativos para el medio natural (Riera, P. 1992). Uno de los principales inconvenientes de la teoría clásica es que no toma en consideración las interdependencias entre el sistema natural y económico y la necesidad de un desarrollo equilibrado del medio ambiente debido, fundamentalmente, a que no existía una percepción de las dimensiones del problema ambiental generado por la actividad del hombre. La oposición a la escuela clásica vino de la mano de las teorías económicas enunciadas a finales del siglo XIX por Carlos Marx y Federico Engels, los cuales consideraron que el progreso es el resultado de la explotación incontrolada de la naturaleza y deberá llevar al fracaso del capitalismo. Según Carlos Marx, el punto de partida para el análisis de la crisis ambiental contemporánea está en la propia producción mercantil. Mientras la producción precapitalista de valores de uso tiene su límite en la satisfacción de las necesidades, la producción mercantil, para incrementar la ganancia, no tiene límite alguno. Esta diferencia tiene sus bases en el agotamiento de los recursos naturales a un ritmo nunca sospechado en la historia de la humanidad y en la generación ilimitada de desechos (polución) (Marx, C. 1973). Federico Engels en su obra Dialéctica de la naturaleza, muestra que las ciencias de la naturaleza se rigen por las mismas leyes que dominan la historia (Engels, F. 1979). El aspecto filosófico de esta obra, constituye un elemento fundamental para encuadrar e interpretar los conocimientos fragmentados de todas las ciencias, fundamentalmente las ciencias económicas y naturales. Es a partir del siglo XIX que la acción del hombre sobre la naturaleza se torna cada vez más ofensiva y depredadora, con un predominio del interés económico y comercial unido 13 �a la ausencia, durante siglos, de leyes o formas proteccionistas que atenuaran los fuertes impactos ambientales negativos que se producían ante la indiferencia de los hombres. La Teoría del Comercio Internacional otorga especial importancia al mecanismo de precios para la asignación eficiente de los recursos y bienes naturales. Las propuestas desarrolladas por Pigou y Hicks entre 1920 y 1939, establecen métodos dirigidos a introducir en el análisis de los costos de producción, los gastos necesarios para la protección del medio ambiente y los relacionados con el uso de los recursos naturales, denominado internalización de las externalidades de los costos ambientales (Castellanos, M. 2007). El uso racional y prudente de los recursos naturales sintetiza la máxima acogida del desarrollo sostenible, cimentada en cánones de eficiencia y actividad económica coherente con el nivel técnico y conocimiento científico vigente y adecuado. Existió un enfoque neoclásico sobre el desarrollo sostenible planteado por Hartwick-Solow basado en que la escasez de los recursos provoca un aumento en su precio relativo, lo que favorece la conservación del medio ambiente mediante la búsqueda de alternativas de sustitución de recursos y el desarrollo de nuevas tecnologías que emplean menor cantidad de insumos por unidad de producto elaborado. La demostración de esta teoría se debe a Hartwick quien propuso una regla para garantizar el consumo de bienes no declinante a través del tiempo en una economía que usa un recurso natural no renovable. Hartwick demuestra que si el capital no es decreciente en el tiempo entonces el consumo tampoco lo es (Pearce, D. et al, 1995). Se puede considerar superada una concepción antropocéntrica del universo, defendida por el enfoque económico clásico, despreocupado por los problemas ambientales, que suponía a muchos de los bienes que provee la naturaleza como una fuente inagotable de recursos al servicio del hombre y la inexistencia de límites para el crecimiento económico. La necesidad de perfilar las corrientes de pensamiento anteriores, sentaron las bases para iniciar la incorporación del medio ambiente entre los temas de estudio de la economía. I.3 Valoraciones económicas y ambientales “Valorar consiste en obtener un valor; evaluar, en cambio, es emitir un juicio de valor sobre la deseabilidad de algo” (Riera, P. et al, 2011). La valoración económica de recursos naturales se desarrolló inicialmente mediante el análisis de los índices financieros o económicos, lo que permitió establecer la bondad de una actividad económica. 14 �En correspondencia con los avances de los análisis estratégicos, en la actualidad se plantea realizar la valoración por medio de inventarios, balances del patrimonio natural y la comparación de proyectos alternativos como un mecanismo de planificación. Este último análisis es comúnmente utilizado en las técnicas de Evaluación de Impacto Ambiental, en las que se comparan dos o más alternativas para el desarrollo de un proyecto en diferentes condiciones o varios proyectos alternativos. El concepto pionero de Valoración Económica Total (VET) fue propuesto por Krutilla (1967), quien la define como la suma de los valores de uso y no uso (Tabla I.1): Tabla I.1 Categorías del valor económico atribuible a recursos naturales Valor de uso Uso Directo Productos directamente consumibles. Uso indirecto Beneficios derivados de funciones eco sistémicas. Alimento, Control de biomasa, clima, de suelos, recreación, reciclaje, de salud. nutrientes. Valor de no uso Valor de opción Valores futuros directos e indirectos. Bioprospección, conservación de hábitats. Valor de Valor de Legado Existencia Valores de uso y no uso del legado ambiental. Prevención de hábitats, de cambios irreversibles. Valor de conocer la existencia de un componente del medio ambiente. Hábitat, especies, genes, ecosistemas. Fuente: Pearce, D. et al, 1995. Economía de los recursos naturales y del medio ambiente. Colegio de Economistas de Madrid. El valor de uso se deriva de la utilización real de los recursos naturales. Se caracteriza por establecer una relación directa de causalidad con el bienestar del individuo. Cualquier cambio en materia de calidad y cantidad de los recursos naturales puede repercutir directamente sobre las personas que interactúan alrededor de dichos recursos. El valor de no uso se deriva de la existencia de ámbitos o escenarios naturales y de sus atributos. No necesariamente implica la utilización o la opción de utilizarlos. No se 15 �establece una interacción entre los individuos y su medio ambiente, su valoración no surge de una asignación por parte de aquellos. Se plantea que el valor de no uso, si bien no está relacionado con los individuos, es un valor que se capta, proyecta efectos y es expresable a través de sus preferencias. Aunque la valoración económica del medio ambiente no es la respuesta última a los procesos de degradación y sobre explotación de la naturaleza, es una herramienta útil y complementaria en la formulación de políticas hacia al desarrollo sustentable (Azqueta, D. 1994). La valoración ambiental puede definirse como un conjunto de técnicas y métodos que permiten medir las expectativas de beneficios y costos derivados de acciones tales como: uso de activos ambientales, realización de mejoras ambientales, generación de un daño ambiental (Azqueta, D. 1994). El tema de la valoración económica y ambiental es aún complejo, pues no sólo implica evaluar los costos generados por los efectos de la degradación ambiental que afecta la cantidad y calidad de los recursos naturales, sino atribuirle un valor monetario que permita evaluarlo en el presente y en el futuro (Alfageme, A. 2006). El análisis económico convencional se basa en los estudios costos-beneficios desde los niveles macroeconómicos internacionales, los niveles nacionales, los niveles regionales, subregionales y de proyectos. En este contexto, la valoración económica y ambiental resulta necesaria porque permite la incorporación de aspectos ambientales al marco de la sociedad humana. Aunque los límites y utilidad de cada metodología, técnica o modelo pudieran no estar consolidados, la valoración económica y ambiental es la herramienta con mayores posibilidades de aportaciones significativas a la toma de decisiones empresariales (Castellanos, M. 2007). La valoración económica y ambiental en la gestión ambiental empresarial, tiene un rol específico en el desempeño eficaz de la administración, pues aporta objetividad al proceso de toma de decisiones, al posibilitar la conversión, en valores numéricos, de criterios de medidas asociados a la utilización de los recursos naturales. De esta manera las decisiones que hasta ahora se han tomado a partir de argumentos cualitativos pueden contar con una base cuantitativa. En Economía se han desarrollado distintos métodos para valorar los bienes ambientales: los métodos indirectos o de preferencias reveladas y los métodos directos o de preferencias 16 �declaradas. La aplicación de los métodos indirectos o de preferencias reveladas permite estimar el comportamiento de un bien ambiental a través de funciones de oferta y demanda, donde los valores reflejan los gastos incurridos en bienes cuyo precio es observable en el mercado. Algunos ejemplos son, el método de los precios hedónicos y el método del costo de viaje. Los métodos directos o de preferencias declaradas no se basan en gastos indirectos, sino en la simulación de mercado mediante un cuestionario que describe la provisión del bien, se pueden citar los modelos de elección y la valoración contingente. Los métodos mencionados anteriormente muestran al menos tres limitaciones que afectan la valoración económica y ambiental de la actividad minera: 1. Los criterios de mercado no alcanzan a valorar los recursos no renovables como bienes ambientales. 2. La simulación de mercado mediante cuestionarios sólo ofrece información cualitativa y no facilita variables cuantitativas que hagan eficiente la actividad. 3. El costo de oportunidad no aporta elementos sustanciales para trabajar la eficiencia y racionalidad en actividades productivas, transformadoras de bienes. 1.3.1 Valoraciones de políticas económicas ambientales internacionales Los países con desarrollo de la minería han utilizado regímenes tributarios y sistemas de indicadores ambientales como mecanismo de intervención del Estado para hacer cumplir la política ambiental. El régimen tributario para la actividad minera está recogido en la normativa jurídica establecida por el Estado cubano y aprobado en la Asamblea Nacional (Cuba. Ley 76∕1995; Cuba. Ley 81∕1997). Los sistemas de indicadores ambientales constituyen instrumentos de jerarquía nacional, sectorial, empresarial o local que permiten evaluar la influencia de las actividades humanas sobre el medio ambiente y facilitan el desarrollo de políticas ambientales. A continuación se mencionan algunas experiencias internacionales:  En Argentina se exige el pago de un canon minero anual por pertenencia en el orden administrativo o judicial.  En Brasil no hay disposiciones tributarias en el Código Minero, las actividades mineras están sujetas a impuestos sobre operaciones de circulación y mercaderías. 17 � En Colombia, el Estado recibe regalías como contraprestaciones económicas obligatorias por la extracción de recursos naturales no renovables.  En Australia se fijan impuestos mineros.  El gobierno canadiense estableció la Ley Ambiental de Canadá con indicadores cualitativos de valoración para otorgar los permisos de extracción de minerales.  La Agencia de Protección Ambiental de Rusia ha puesto en marcha un sistema de indicadores ambientales que ofrece una visión global del estado de los ecosistemas.  En Cuba, la Ley 81/1997 establece las obligaciones económicas con el presupuesto del Estado por la extracción de recursos minerales a través de las cuentas: Repoblación forestal, Canon minero y Resarcimiento geológico. Aunque se ha avanzado en la incorporación de la dimensión ambiental en las políticas económicas internacionales y en la definición de indicadores, el alcance de los estudios hacia la minería aún es insuficiente y quedan brechas donde la responsabilidad empresarial se diluye en la relación medio ambiente y eficiencia económica. Existen distintos métodos de valoración de políticas ambientales relacionadas con las decisiones de emprender proyectos o inversiones, se pueden mencionar: el análisis multicriterio, el análisis de decisión y el análisis costo–beneficio. Otros métodos han surgido en acuerdos internacionales adoptados para establecer las obligaciones de las naciones y las empresas en la protección del medio ambiente. El análisis costo–beneficio ha sido reconocido por numerosos autores como un instrumento de ayuda para tomar decisiones públicas. Es utilizado en la definición de políticas o programas que salvaguarden los intereses ambientales de la sociedad y se considera la herramienta principal para la evaluación económica de proyectos públicos destinados al consumo de recursos naturales. El análisis costo-beneficio forma parte importante del análisis de impacto ambiental, su aplicación en los países en desarrollo aún es incipiente, pues no existe el respaldo de un marco legal debidamente constituido y enfocado a la conservación de los recursos naturales. El análisis comparativo de las ventajas que ofrecen los anteriores métodos de valoración de políticas ambientales demuestran la utilidad del análisis de decisión, el análisis costoeficiencia y los criterios del VAN, para llegar al diseño de los indicadores económicos y ambientales propuestos para la actividad minera de níquel. I.3.2 Los indicadores ambientales 18 �La definición de indicadores desde el siglo XIX hasta la actualidad, se aproxima cada vez más a la información que deban brindar. Un indicador ambiental es una variable que ha sido socialmente dotada de un significado añadido al derivado de su propia configuración científica, con el fin de reflejar de forma sintética una preocupación social respecto del medio ambiente e insertarla coherentemente en el proceso de toma de decisiones (Berger, R. 1998). Los indicadores ambientales son variables nominales, ordinales o cardinales, cualitativas o cuantitativas, seleccionadas para transmitir información sobre la condición o tendencias de un atributo de un sistema. Pueden describir de forma objetiva, verificable y certera, características del ecosistema o de los sistemas sociales y económicos asociados (Gallopín, G. 2003). Sobre la base de lo anterior, se define que un indicador ambiental es un signo, típicamente medible, que puede reflejar una característica cuantitativa o cualitativa importante para hacer juicios sobre condiciones de un sistema pasado, actual o hacia el futuro. El empleo de los indicadores ambientales obedece a dos razones: la necesidad de contar con la información adecuada para tomar decisiones referidas a la protección del medio ambiente y el seguimiento correspondiente a los intereses del desarrollo sostenible y la necesidad de reducir la gran cantidad de información científica del medio ambiente a un número manejable de parámetros, apropiado para los procesos de toma de decisiones y de información pública (Quiroga, R. 2009). El significado añadido de un indicador precisa de una definición clara de su función, de ahí que exista diversidad de indicadores para el desarrollo de la política ambiental agrupados de la manera siguiente: 1. Indicadores de valoración ambiental: reflejan el estado del medio ambiente en relación con una preocupación ambiental, la presión que este soporta y su respuesta social. Estos indicadores suelen organizarse en un marco temático entendido como preocupación ambiental (cambio climático, eutrofización, pérdida de biodiversidad) o por grandes sistemas ecológicos (agua, atmósfera, suelo). 2. Indicadores de integración sectorial: ofrecen información sobre la interrelación entre los efectos ambientales sectoriales (agricultura, turismo, minería, transporte). 3. Indicadores de integración económica: ofrecen información sobre el costo ambiental asociado a la actividad económica. 19 �Los indicadores ambientales deben cumplir determinados requisitos: validez científica, representatividad en el marco de la preocupación ambiental, fácil interpretación, respuesta a cambios, comparabilidad en el marco regional, nacional, sectorial y empresarial (Medina, E. 2003). Estas condicionantes y la calidad de las estadísticas marcan las propias limitaciones de los indicadores ambientales actuales. El uso de indicadores en el marco de desarrollo de la política ambiental precisa de una revisión permanente, en la que se vayan integrando los cambios en las metas políticas, los avances en el conocimiento de las preocupaciones ambientales y los resultados de los debates técnico científicos sobre la estructura de los indicadores de acuerdo con la actividad económica que se analice. No existe un modelo único de indicadores. Los indicadores ambientales están destinados a proveer una visión del estado del medio ambiente de un país, coherente con los intereses económicos y sociales dominantes en el ámbito nacional, sectorial, institucional y local. Una visión sintética y actualizada de la experiencia internacional y del trabajo de las agencias de cooperación en materia de indicadores ambientales se puede encontrar en Quiroga, R. (2009) y un diagnóstico de las estadísticas ambientales aparece reflejado en las investigaciones desarrolladas por la CEPAL en el año 2009. I.3.3 Los sistemas de indicadores en la gestión ambiental empresarial En la relación empresa-medio ambiente es necesario tener en cuenta el enfoque multidimensional ambiental, económico y social para lograr la gestión ambiental. La empresa como agente económico desempeña un papel protagónico en la búsqueda y aporte de soluciones económicas a los problemas ambientales. Para la empresa, el medio ambiente constituye, además del sustrato biofísico de la actividad económica, la fuente de obtención de beneficios. La calidad de la interacción empresa-medio ambiente demuestra los criterios de preservación ambiental en los procesos de decisión económica. Entre las responsabilidades de la empresa además de maximizarse los beneficios, se deberán: disminuir o eliminar los residuos que son perjudiciales para el medio ambiente, minimizar los riesgos ambientales generados por su actividad, reducir el consumo de recursos naturales, priorizar la utilización de recursos renovables como materias primas y materiales, racionalizar el uso de los recursos no renovables y proyectar estrategias de conservación que conlleven a la sustentabilidad, destinar recursos financieros que permitan 20 �restaurar y preservar el entorno donde opera, invertir en tecnologías limpias y minimizar los impactos sociales negativos de la actividad productiva (Morales, M.; Elena, V. 2011). Todo lo anterior explica la importancia de diseñar sistemas de indicadores que aporten información económica para elevar la calidad de la gestión ambiental empresarial en la utilización correcta de los recursos naturales utilizados en el proceso de producción. Desde el año 1997 la CEPAL ha organizado conferencias sobre economía, minería y medio ambiente con aportes investigativos donde se formulan enfoques e indicadores para medir la sustentabilidad en el sector minero (Garrido, R. 2003), (Gallopín, G. 2003), (Leal, J. 2005), (Polo, C. 2005), (Quiroga, R. 2009). En América y Europa se han propuesto metodologías para evaluar indicadores cualitativos de sustentabilidad en la minería (Carvajal, D.; González, A. 2002; Vale, E. 2002; Molina, J. 2002; Cornejo, M. et al, 2002; Álvarez, V. 2003); se han diseñado sistemas de indicadores que constituyen una versión ampliada del modelo Presión-Estado-Respuesta (Valencia, J. 2002). Algunas experiencias muestran la necesidad de diseñar indicadores económicos que respondan al contexto nacional, elaborados desde el territorio, teniendo en cuenta las singularidades de cada comunidad con una expresión económica o cuantificable de la dimensión ambiental de la minería (Castillo, A. 2002; Betancourt, L. 2002). En Cuba se han desarrollado investigaciones que llegan hasta el planteamiento de aspectos muy específicos de la minería, la mayoría de los cuales quedan en lo ambiental y lo geológico. Valdés, M. (2002) analiza la materialización de los principios de la sustentabilidad en Cuba; Guardado, R. et al, (2002) proponen un sistema de indicadores geoambientales dentro del modelo Presión-Estado-Respuesta (PER) e indicadores sectoriales para el territorio de Moa basados en indicadores de tendencia, de impacto e indicadores económicos; Guerrero, D. (2003) diseña un sistema de indicadores de sostenibilidad (SIS) que relaciona el potencial geológico, ambiental, minero y socioeconómico. Pero se precisa de una información ambiental que refleje la identificación de los costos ambientales para que la elaboración de indicadores financieros ambientales sea confiable (Garrido, R. 2003). Castellanos, M. (2007) realiza una fundamentación teórica de los métodos de valoración económica-ambiental y propone la modificación del sistema de cuentas nacionales con la 21 �integración del sistema económico y el sistema ambiental, tomando como experiencia la región de Magallanes, Chile. Rodríguez, R. (2008) en sus estudios sobre la economía y los recursos naturales en el contexto de la minería, valora las distintas vías de regulación económica para internalizar las externalidades, manifiesta la necesidad de otorgar un carácter económico al impacto ambiental e incluirlo como parte de los costos de producción en caso de producirse un daño ambiental y toma como ejemplo una ficha de costo de la empresa niquelífera René Ramos Latour en Nicaro, para demostrar la repercusión económica del costo de rehabilitación de zonas minadas en la productividad minera. Lamorú, P. (2011), propone un procedimiento contable para el registro de las variables ambientales en la industria del níquel de Cuba y toma como estudio de caso la empresa comandante René Ramos Latour. Esta investigación aporta elementos sustanciales para la creación de una norma contable ambiental específica en la actividad minera de níquel. Los autores anteriores y otros estudios realizados por la academia cubana patentizan una preocupación por el problema entre la economía, el medio ambiente y la minería que aún no tiene solución definitiva. Los sistemas de indicadores analizados pueden ser perfeccionados hasta incorporar la dimensión ambiental en la eficiencia empresarial. En este contexto se acomete una investigación con sensible relevancia en Cuba, en una etapa histórica decisiva de avances en las inversiones dentro de la minería, un sector cada día más estratégico para el desarrollo nacional. I.3.4 La contabilidad ambiental en la actividad empresarial Autores como Abella, P. (2005) e Iturria, D. (2006) se refirieron a la contabilidad ambiental como “un instrumento que trata de incorporar en el sistema tradicional el valor de los recursos ambientales. Trata de medir el patrimonio natural que se consume y degrada en la actividad económica, con el fin de lograr la sostenibilidad a largo plazo. La información contable debería reflejar las consecuencias de las decisiones que la empresa adopta en materia ambiental, a fin de permitir un análisis económico de estas decisiones”. Los avances en materia de contabilidad ambiental en Cuba aún son incipientes, pues a pesar de los esfuerzos desarrollados en el campo de la investigación científica y las iniciativas de organismos vinculados a estrategias y políticas ambientales, los resultados 22 �son limitados. No se ha logrado un consenso para obtener una normativa contable ambiental, en ello han incidido factores entre los que pueden mencionarse:  Heterogeneidad de criterios por sectores y empresas.  Falta de cultura empresarial en materia de información financiera ambiental.  Falta de una norma ambiental en las Normas Contables Cubanas (Pelegrín, A.; Lamorú, P. 2011). En la actividad empresarial minera la contabilidad ambiental puede resumirse en dos contextos: 1) La contabilidad ambiental como un aspecto de la contabilidad de gestión que contribuya con elevar la gestión de las empresas en la determinación de costos ambientales, evaluar proyectos sobre inversiones de capital con carácter ambiental y ayudar en la toma de decisiones por la creciente interacción empresa-economía-medio ambiente. 2) La contabilidad ambiental en el contexto de la contabilidad financiera, que se refiere a la preparación de los estados financieros para los usuarios externos. La contabilidad financiera asume el papel de estimar y publicar información sobre costos, pasivos, contingencias y cuanta información de carácter ambiental sea necesaria registrar. En actividades económicas vitales para el desarrollo de un país como la minería de níquel en Cuba, la contabilidad empresarial es la fuente de información básica utilizada en muchas de las decisiones de política económica y social, y sus indicadores son la forma principal para juzgar el desempeño económico empresarial y nacional. En el procedimiento para la valoración económica y ambiental en la minería de níquel, se propone el tratamiento contable de indicadores mineros y ambientales para destacar la importancia de los estados financieros como portadores de información ambiental relacionada con los costos ambientales, pasivos ambientales y contingencias ambientales para contribuir con una efectiva toma de decisiones empresariales. I.4 La minería como actividad económica. Desafíos ambientales La minería se ha convertido en una actividad económica determinante en el desarrollo de la sociedad. Los minerales componen el 80% de los recursos naturales utilizados a escala mundial para la satisfacción de las necesidades humanas y constituyen la base de la materia prima para la industria metalúrgica y para la producción de buena parte de los bienes materiales que hoy se utilizan. 23 �Existen dos formas para desarrollar la minería, subterránea y a cielo abierto. La minería a cielo abierto es menos costosa y más productiva que la minería subterránea. La construcción de caminos mineros es de bajo costo y se produce en un tiempo razonablemente corto, lo que minimiza los costos finales de extracción. La minería a cielo abierto facilita las labores de mantenimiento de equipos y la introducción de nuevas tecnologías. Esta minería es más agresiva pues ocasiona importantes afectaciones ambientales y sociales de necesaria consideración para el diseño de políticas ambientales y en la elaboración de indicadores. La minería precisa la creación de una infraestructura que facilite la extracción de minerales lo que obliga a la construcción de objetos mineros, administrativos, sociales y de otra índole que ocupan espacios vitales con pocas posibilidades de utilización en otras actividades (Montero, J. 2006). La actividad minera mantiene una relación dimensional con el entorno; por un lado favorece el progreso económico de la comunidad y por otro, afecta el bienestar social. La minería a cielo abierto desbasta la superficie, modifica severamente la morfología del terreno, apila y deja descubiertas grandes cantidades de material estéril resultante, produce la destrucción de áreas cultivadas y de otros patrimonios superficiales y altera la calidad de las aguas. El desarrollo de las operaciones mineras implica la eliminación de la vegetación, la destrucción parcial de la flora en el área circunvecina y la perturbación de la fauna por el ruido, la polución del aire y del agua. La tabla I.3 muestra un resumen de impactos ambientales generados por la minería de níquel. Tabla I.3 Impactos ambientales de las actividades mineras e indicadores asociados Impactos ambientales Contaminación atmosférica Definición Indicadores Emisión de gases nocivos y Emisiones polvo a la atmósfera. contaminantes (SO2, SO3) Polvo Afectación a la vegetación Afectación a la flora. Hectáreas de bosques taladas para la minería Afectación a la fauna Muerte y migración de Cantidad de especies especies como consecuencia vulnerables y en peligro de de la pérdida de los hábitats Producción de extinción residuos Acumulación de residuos Toneladas de colas/ 24 �sólidos sólidos contaminantes Producción de toneladas de minerales residuos Vertimiento de sustancias Toneladas de WL/ toneladas líquidos tóxicas nocivas en los suelos de minerales y las aguas. (WL: licor ácido) Afectación a la calidad de Desvío de cauces de los ríos Cantidad de acuíferos las aguas superficiales y y arrastre de sedimentos. contaminados por sulfatos, subterráneas. cloruros, metales pesados Fuente: Vallejo, O.; Guardado, R. 2000. “Propuesta de Indicadores Ambientales Sectoriales para el Territorio de Moa”. Revista Minería y Geología 17(3-4): 33-37. I.4.1 Relación costo-ingreso en la oferta y la demanda de níquel Los depósitos de níquel a nivel mundial se encuentran en grandes proporciones, principalmente en las minas de Canadá, Australia, Rusia, Estados Unidos, Indonesia, Nueva Caledonia, China y Cuba. La demanda de níquel está determinada por la presencia o ausencia de recursos sustituibles por productos que lo utilizan como materia prima, un ejemplo es la utilización de níquel para la producción de acero inoxidable. Mientras no existan otros recursos que cumplan la misma función que el acero inoxidable, la demanda para su producción se puede considerar inelástica. Un alza del precio del níquel pudiera reducir el consumo de acero inoxidable. La figura I.2 constituye una simplificación que permite ilustrar cómo las cantidades demandadas de níquel varían poco ante cambios en los precios (p: precio, O: oferta, D: demanda, x: cantidad). Si el precio del níquel aumenta y el costo operativo se considera constante, la renta aumentaría en el tiempo. La figura I.3 refleja los costos relevantes para una empresa. Los costos operativos de extracción y la renta de escasez son crecientes en relación con el nivel de extracción (p: precio, x: cantidad, CMg: costo marginal). 25 �€ € O’(T1) CMg de extracción CMg operativo de extracción p*’ pt p* CMg del usuario D x*’ D X x* X1 X0 X Figura I.2 Demanda y oferta de níquel Figura I.3 La renta de escasez y la con encarecimiento del extracción óptima de níquel proceso de extracción Una disminución de los costos de extracción de níquel no maximizaría los beneficios de la empresa. Las rentas previsibles del níquel que todavía está por extraer son inferiores a los rendimientos del recurso extraído y vendido. Si bajan los costos operativos de extracción, a la empresa le es más rentable la extracción y venta de níquel a corto plazo y de esta forma aumentará su oferta (Figura I.4) (p: precio, T: tiempo, C: costos operativos de extracción). € c’< c p’ P(t,c’) P(t,c) p0 c p 0` C c’ C’ 0 T’ T Tiempo Figura I.4 Efectos de un descenso de los costos operativos de extracción La actividad minera genera externalidades que hacen que el equilibrio del mercado no sea socialmente óptimo. Como se reflejó en la tabla I.3 estas molestias o impactos pueden ser percibidos en forma de ruido, polvo, degradación del paisaje, entre otros. Si estas molestias 26 �llegaran a ser significativas, las tasas de extracción elegidas por las empresas serían excesivas desde el punto de vista social. En este caso, las categorías e indicadores derivados del análisis económico efectuado requerirán de un estudio que permita identificar el mejor escenario de utilización del recurso mineral. I.4.2 La minería de níquel en el desarrollo económico de Cuba La fabricación de material bélico convirtió a los Estados Unidos de América en los primeros consumidores de níquel durante la Primera Guerra Mundial. Las fortalezas físicas en la resistencia y durabilidad de los productos mostraron los beneficios económicos que traían consigo la importación militar y estratégica de este mineral. En los años 1940 un grupo de investigadores norteamericanos realizó un estudio sobre el níquel de Cuba. El resultado operativo de esta etapa (1939 - 1940) fue la exploración del área de las 30 minas de la cuenca del río Levisa. La prospección resultó ser de unos 10 millones de toneladas de níquel en las inmediaciones de la Bahía de Moa y se encontraron depósitos mayores en Nicaro con la existencia de unos 30 millones de toneladas. En Marzo de 1942, durante la Segunda Guerra Mundial, una empresa de Estados Unidos construyó en Nicaro, al este de la bahía de Nipe, la primera planta de níquel en Cuba, actualmente nombrada Comandante René Ramos Latour. El 22 de enero de 1957, la Freeport Sulphur Corporation, inició en Moa la construcción de la segunda planta para la extracción de níquel. Con el triunfo de la Revolución, los técnicos y especialistas estadounidenses abandonaron este combinado, único en el mundo por su forma de operación, y llevaron consigo la documentación sobre la tecnología. La industria se concluyó el 23 de julio de 1961 y fue nombrada Comandante Pedro Sotto Alba. En 1971 se emprendió en Moa la construcción de otra fábrica con capacidad productiva de 30 mil toneladas de níquel anuales, denominada Comandante Ernesto Che Guevara. Se conocen en el territorio cubano 43 yacimientos de níquel, ubicados en su mayoría al norte de las provincias orientales, con recursos minerales que ascienden a 1 130 millones de toneladas, cifra que ubica a Cuba entre los siete países con mayores reservas de níquel. En la actualidad la industria niquelífera cubana cuenta con las empresas mineras Comandante René Ramos Latour, en Nicaro; Comandante Pedro Soto Alba y Comandante Ernesto Che Guevara, en Moa. I.4.3 Necesidad de indicadores para la valoración económica y ambiental de la actividad minera de níquel 27 �El Estado cubano se ha caracterizado por una gran labor ambientalista acentuada por la introducción de políticas ambientales surgidas a la luz de la Cumbre de Río celebrada en el año 1992. En sectores como el turístico, el forestal y los servicios, la cantidad de datos ambientales disponibles ha facilitado la aplicación de las ciencias económicas en la administración y eficiencia empresarial para iniciar el trabajo con los costos ambientales. En el sector minero de níquel la realidad es diferente. Hasta hoy, los datos de la trascendencia ambiental, económica, tecnológica y social son insuficientes para aplicar las herramientas de las ciencias económicas al análisis de dimensión ambiental en el ámbito empresarial. Las razones pueden ser muchas: la falta de perspicacia en el análisis del mercado internacional del producto, el desconocimiento de la magnitud de las externalidades negativas; la despreocupación por el agotamiento de los minerales o la existencia de criterios dogmáticos de eficiencia empresarial. La importancia económica y estratégica de la extracción de níquel ha demostrado que la exigencia de patrones de calidad ambiental como criterios valorativos de la eficiencia empresarial y como garantía de la protección ambiental en la actividad minera, es tan importante como cualquier estándar de calidad para definir la competencia del propio producto. Los aportes realizados al trabajo con indicadores ambientales en la minería de níquel muestran la preocupación y el interés de algunos investigadores por incorporar el análisis económico a la problemática ambiental del sector. En este sano intento se han propuesto indicadores ambientales sectoriales para el territorio de Moa basados en indicadores de tendencia, de impacto e indicadores económicos (Vallejo, O.; Guardado, R. 2000); se han diseñado sistemas de indicadores de sostenibilidad (SIS) que relacionan el potencial geológico, ambiental, minero y socioeconómico (Guerrero, D. 2003). Para la minería de níquel es adecuado proponer un sistema de indicadores económicos y ambientales que contribuyan con la eficiencia económica y posibiliten la formulación de decisiones en relación con la economía, la minería, el medio ambiente, la tecnología y el hombre. Este tipo de indicadores constituye un campo de trabajo relativamente nuevo, donde las herramientas de las ciencias económicas apoyarán el éxito de su implementación. I.5 Conclusiones parciales El conocimiento universal referido con la temática de investigación, soportada en los fundamentos teóricos y conceptuales existentes y los estudios empíricos realizados en esta 28 �tesis doctoral permiten desarrollar una perspectiva teórica y metodológica que contribuye con dar respuesta al problema científico planteado. Hasta el presente, los indicadores ambientales demuestran los impactos de las acciones humanas sobre el medio ambiente; de ahí la necesidad de aplicar las ciencias económicas para el logro de la eficiencia en la gestión ambiental empresarial. El grado de avance en materia de contabilidad ambiental en Cuba es aún incipiente motivado por diferentes factores, entre ellos, la limitada cultura contable ambiental. La contabilidad empresarial deberá ser la portadora fundamental de la información de los sistemas de indicadores ambientales como instrumento imprescindible para la toma de decisiones. La Economía Ambiental ofrece las herramientas económicas necesarias para lograr la utilización adecuada del níquel como recurso no renovable y contribuir con la eficiencia económica en la gestión ambiental empresarial. 29 �CAPÍTULO II PROCEDIMIENTO PARA LA VALORACIÓN ECONÓMICA Y AMBIENTAL EN LA ACTIVIDAD MINERA DE NÍQUEL �CAPÍTULO II PROCEDIMIENTO PARA LA VALORACIÓN ECONÓMICA Y AMBIENTAL EN LA ACTIVIDAD MINERA DE NÍQUEL II.1 Introducción Con la finalidad de contribuir con la solución del problema científico planteado en la investigación y sobre la base de las conclusiones parciales resultantes de la construcción del marco teórico-referencial, en este capítulo se expone un procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel. El procedimiento se fundamenta en un enfoque interdisciplinario donde se aplican las herramientas de las ciencias económicas al contexto de la minería de níquel en su relación con el medio ambiente. La heterogeneidad de los impactos ambientales asociados a la actividad minera y la disponibilidad de indicadores técnicos y de eficiencia empresarial facilita la adaptación de cada uno de los pasos lógicos del procedimiento en la obtención de información económica relevante para decisiones presentes y futuras. II.2 Nociones teóricas del procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel El marco contextual que sentó las bases teóricas para el diseño de los indicadores para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel fue el modelo Presión-Estado-Respuesta (PER) desarrollado por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico en el año 1991 (Guerrero, D. 2003). Este es un modelo secuencial donde una presión ejercida en el ambiente, por ejemplo la emisión de elementos contaminantes a la atmósfera, ocasiona un cambio en la calidad de vida de uno o varios componentes ambientales, originando una respuesta por parte de los actores involucrados, que puede ser el diseño y construcción de sistemas de filtros para lograr eficiencia en el funcionamiento de las chimeneas (Figura II.1). 39 �Figura II.1 Esquema del modelo Presión-Estado-Respuesta. Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico. 1991. La adopción del procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel cumple esencialmente con las acciones siguientes: 1. Cálculo de las decisiones de extracción de níquel en condiciones de mercado. 2. Recopilación y valoración de información de carácter ambiental y económico en el desarrollo de la actividad minera de níquel. 3. Diseño de indicadores económicos y ambientales a partir de la relación entre los factores ambientales, el consumo de recursos naturales y el costo ambiental. 4. Propuesta de elementos a considerar para el registro contable de aspectos ambientales en la actividad minera de níquel. 5. Cálculo de la factibilidad económica de inversiones tecnológicas y ambientales. La Figura II.2 muestra el procedimiento para lograr la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel. El lado izquierdo muestra los siete pasos lógicos y en el lado derecho aparecen los métodos y técnicas sugeridos para el desarrollo de cada paso. 40 �Figura II.2 Procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel II.2.1 Cálculo de la decisión de extracción del mineral La extracción de níquel lleva implícita una decisión de carácter empresarial que está sujeta a tres variables: el costo marginal o costo de oportunidad (costo de renunciar a un bien por preservarlo), el ingreso marginal (ingreso generado por la venta del producto final) y el costo marginal de extracción también conocido en la literatura como costo de escasez o costo operativo (retribuciones de los factores de producción que sean necesarios utilizar, como la tecnología). La aplicación de ecuaciones matemáticas permite estimar el comportamiento de las variables en los criterios de decisión de extracción de níquel y la incidencia de unas en relación con las otras. La alta cotización del níquel en el mercado mundial, desde los inicios de su extracción hasta la actualidad, ha situado a Cuba en una posición internacional económicamente 41 �favorable en cuanto a las reservas nacionales declaradas y el procesamiento del mencionado mineral. Esto ha constituido una causa determinante para no haber considerado hasta hoy, la conveniencia o no de la extracción de níquel y se ha decidido producir a toda costa, por los importantes ingresos que genera esta actividad, su influencia en el sostenimiento de sectores presupuestados como la salud pública y en el subsidio de recursos como los alimentos de la canasta básica. Sobre la base de las reservas de minerales valiosos con las que cuenta actualmente Cuba y considerando su extracción futura y venta en condiciones reales del mercado internacional, a continuación se explica cómo procedería la decisión de extracción de níquel: La empresa obtiene un ingreso por cada tonelada de níquel vendida hoy (po) el que puede decidir invertir y obtener un cierto rendimiento, o renunciar a ingresos futuros (p1) si dedica un mayor monto a los costos marginales de extracción (c). Si el tipo de interés del mercado es r, entonces, asumir hoy (t=0) un costo de c unidades monetarias impide a la empresa disponer de cr unidades monetarias adicionales en caso de que se decida aguardar o preservar un período para la venta de níquel (t=1). Si se comparan los ingresos marginales y los costos marginales de extracción en t=1, convendrá extraer hoy el níquel siempre que el ingreso marginal de extraer la unidad del recurso en el presente po (1+ r), supere el costo marginal de extracción en el que se incurre (p1+ cr): Si po (1+ r) > (p1+ cr), o si (p1- c) < (po – c) (1+ r), entonces conviene extraer en t=1. Una vez tomada la decisión empresarial de extraer el níquel se procede a caracterizar el proceso minero. II.2.2 Caracterización del proceso minero de níquel En esta etapa del procedimiento se describen las fases por las que transita la minería de níquel y las características técnicas y tecnológicas de la actividad. Posteriormente se valora la información económico-financiera de la empresa y de la minería con el objetivo de analizar los aspectos siguientes:  Costos del proceso minero y su incidencia en el costo total de la empresa  Indicadores técnico-productivos e indicadores de eficiencia económica  Planificación de provisiones y obligaciones ambientales Para viabilizar la aplicación exitosa del procedimiento y recolectar de manera efectiva los datos anteriores, se requerirán los estados financieros de la empresa, los informes de 42 �análisis técnico-productivos, los planes económicos anuales y las informaciones que se necesiten procedentes de la dirección económica, la dirección minera y el departamento de medio ambiente. II.2.3 Identificación de impactos ambientales Para la identificación de los impactos ambientales provocados por la minería de níquel se propone la aplicación del método Delphi El método Delphi es considerado uno de los métodos subjetivos de pronósticos más confiables y permite contar con la evolución estadística de opiniones de expertos o usuarios en un tema tratado. La esencia del método Delphi está en la organización de una comunicación anónima entre expertos consultados individualmente con el objetivo de obtener un consenso general. La confrontación de las opiniones se realiza mediante una sucesión de encuestas donde la información es sometida a un procesamiento estadístico. La aplicación del método tiene una secuencia lógica ordenada en dos fases: fase preliminar y fase exploratoria, según muestra la figura II.4: Figura II.4 Secuencia lógica del método Delphi 43 � Fase preliminar: se determinan los expertos y se establecen los elementos básicos que serán sometidos a consulta. Posteriormente se aplica la primera ronda de la encuesta.  Fase exploratoria: se retroalimentan los expertos consultados La aplicación del método debe considerar algunos aspectos metodológicos en cuanto a:  La elaboración de las encuestas  La selección de expertos La elaboración de las encuestas debe cumplir con los principios de la teoría de la comunicación. La encuesta mostrará preguntas abiertas que permitan mostrar la capacidad de valoración del tema al experto consultado. Esto constituye un elemento importante para derivar posteriores conclusiones sobre lo indagado y eliminar, incluir o cambiar la denominación de algún aspecto analizado. El tamaño de una muestra representativa que reúna las características de la población de expertos para aplicar las encuestas responde a la fórmula estadística: ___ N____ n= __1+ d2 (N-1) __ S2 p x q Donde: S2 = nivel de confianza p y q = varianza poblacional p=50 y q=50 d2 = margen de error N = tamaño de la población o universo El investigador es quien elige el margen de error con el que desea trabajar. Selección de los expertos: se entiende por experto al individuo con conocimientos y competencias probadas para ofrecer valoraciones conclusivas de un problema y hacer recomendaciones útiles en su solución. La competencia de los expertos se determina a través de una encuesta (Anexo 1). A los resultados de las preguntas 1 y 2 de la encuesta se les aplica la fórmula: Kcm = ½ (kc + ka) Donde, Kcm: coeficiente de competencia. 44 �kc: coeficiente de conocimiento. (Anexo 1 pregunta 1). Es la información que tiene el experto acerca del problema. Se calcula multiplicando por 0,1 el conocimiento que el propio experto manifiesta (en una escala de 0 a 10). ka: coeficiente de argumentación. Está relacionado con las fuentes que le permiten argumentar sus criterios (Anexo 1 pregunta 2). El grado de influencia alto (A) tendrá valores entre 0,8 y 1; el grado de influencia medio (M) oscilará entre 0,5 y 0,7; el grado de influencia bajo (B) será evaluado de 0 a de 0,4. Los valores serán promediados por grado de influencia y el valor mayor será utilizado en la fórmula para determinar el coeficiente de competencia Los expertos seleccionados serán aquellos que obtengan como coeficiente de competencia un valor igual o superior a 0,85: (Kcm > 0,85) y serán sometidos a la aplicación de una encuesta con tres preguntas (Anexo 2) En la pregunta uno se evaluará de: muy relevante, relevante, poco relevante y no relevante, los impactos ambientales de la actividad minera asociados a los 13 factores ambientales siguientes: microclima, calidad del aire, suelos, relieve, hidrología y calidad del agua superficial y subterránea, vegetación y flora terrestre, fauna terrestre, estética del paisaje, uso de la tierra, viales y tráfico terrestre, población, infraestructura económica, recursos naturales y energéticos (Estudio de impacto ambiental del proyecto de expansión de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara. 2004). En la pregunta dos cada experto mencionará la fase de la actividad minera que ocasiona cada impacto ambiental y en la pregunta tres el experto listará aquellos impactos ambientales no considerados en la elaboración de la encuesta y que deben ser incluidos o eliminados de la propuesta. Una vez aplicada la encuesta se procesa cada una de las preguntas y se valoran los impactos ambientales provocados por la actividad minera de níquel. Con la ayuda de la técnica de tarjado, se confecciona una tabla de doble entrada donde se refleje el total de respuestas por aspectos consultados y se conforma una segunda tabla que muestre los factores ambientales e impactos de mayor ponderación de acuerdo con las encuestas aplicadas. A esta relación de impactos se suman los impactos propuestos por los expertos (los de mayor ponderación) que no fueron considerados en el diseño de las encuestas. Las conclusiones del procesamiento de las encuestas proporcionará el total de impactos ambientales de la actividad minera de níquel. Este resultado puede expresarse en tablas, 45 �gráficos o matrices de impacto ambiental. La identificación de los impactos ambientales contribuye con la definición de los costos ambientales por el análisis del factor ambiental utilizado o consumido. II.2.4 Diseño de indicadores técnicos de gestión ambiental La valoración económica y ambiental propuesta para la actividad minera de níquel puede aportar nuevos elementos al esquema tradicional de evaluar la eficiencia empresarial sólo por los beneficios económicos o dificultades técnicas que implica el desarrollo de la propia actividad. Un problema en el diseño de los indicadores ambientales y de sustentabilidad estudiados en el contexto internacional es la escasa posibilidad de lograr una expresión cuantitativa de las relaciones causa-efecto. Los indicadores como elementos del sistema de información en la gestión ambiental empresarial, proporcionan las herramientas para el eficiente desempeño de la administración y permiten el seguimiento y control de la actuación del hombre en relación con el medio ambiente. Los indicadores también ofrecen información a terceros relacionada con la calidad de la actividad minera en toda la extensión del término, por lo que en su definición se requiere del cumplimiento de los requisitos cualitativos: relevancia, fiabilidad, medibilidad, verificabilidad, confiabilidad y seguridad. El diseño de indicadores para la actividad minera de níquel responde metodológicamente a una serie de criterios que normalizan su definición, determinan la eficacia de su empleo y la utilidad de la información proporcionada: Nombre del indicador: se debe utilizar un nombre claro, conciso y asequible al usuario (cliente interno o externo) que defina exactamente lo que muestra el indicador. Descripción corta del indicador: se debe realizar una descripción corta de lo que muestra el indicador, sobre todo cuando éste recibe un nombre más bien científico o técnico. Relevancia o pertinencia del indicador: se debe especificar la importancia del indicador propuesto en la valoración sobre el medio ambiente. Se necesita relacionar el contenido económico del indicador con los factores ambientales. Gráfico o representación, con frase de tendencia: se debe elaborar una representación gráfica del indicador. A menudo se descubren errores y potencias no previstas desde el análisis de los gráficos. 46 �Tendencia y desafíos: debajo del gráfico se puede elaborar un breve párrafo donde se transmita al usuario la tendencia y los desafíos que muestra el comportamiento del indicador. Alcance (qué mide el indicador): se debe especificar las dinámicas que muestra el indicador. Limitaciones (qué no mide el indicador): se deben aclarar las dimensiones y dinámicas que no pueden ser capturadas o vistas a partir del indicador. Fórmula de cálculo del indicador: debe especificar las operaciones y procesamientos de las variables que son necesarios para obtener el valor del indicador y la unidad de medida. Definición de las variables: cada variable que compone el indicador debe ser definida con detalle, de forma que no quede lugar para posibles interpretaciones erradas. Comúnmente se adopta la definición de la institución que proporciona los datos. Fuente de los datos: la fuente del dato debe quedar estipulada para cada una de las variables. En forma detallada se debe especificar la institución, el departamento u oficina, la publicación física o electrónica donde se encuentra disponible y el nombre y correo electrónico de contacto de la persona a cargo. Periodicidad de los datos: se debe especificar la periodicidad para cada variable que compone el indicador o el período de tiempo de actualización del dato. Puede ser cada cuatro años, anual, bimensual. Período de la serie: especificar el período de tiempo que comprende la serie actualmente disponible, por ejemplo: período 2000-2010. Periodicidad de actualización del indicador: recomendación del grupo de cada cuánto tiempo tiene sentido y es posible recalcular el indicador para actualizar su valor. Tabla de datos: los datos estadísticos básicos para calcular el indicador permiten el análisis y la exploración de la representación gráfica. Se puede incluir un cuadro Excel con las series históricas requeridas para calcular cada indicador. En esta etapa del procedimiento se diseñan indicadores técnicos de gestión ambiental, los cuales aportarán información necesaria para la conformación de indicadores económicos y ambientales. Los indicadores técnicos de gestión ambiental permiten analizar y regular las interacciones físicas de la actividad minera de níquel con el entorno desde dos perspectivas mutuamente 47 �dependientes: primero, la minería como consumidora de recursos naturales y generadora de residuos; segundo, la relación entre el consumo de los recursos naturales y las unidades producidas. Como alternativa de análisis de la primera perspectiva de los indicadores técnicos de gestión ambiental, la tabla II.1 muestra la relación entre la utilización o consumo del factor ambiental y el alcance de impactos seleccionados, con las unidades de medida (UM) correspondientes. Tabla II.1 El impacto como indicador físico de consumo del factor ambiental Factor ambiental Suelo Impacto U/M  Terreno erosionado Metros cuadrados (m2) Recursos naturales y energéticos Agentes sociales  Consumo de agua Litros (m3)  Consumo de energía Kilowatt(Kw)  Deterioro de las condiciones higiénicas (emisión de polvo por cantidad de terreno minado) Miligramos por metros cuadrados(mg/m2) La relación entre la utilización o consumo de los factores ambientales y las unidades de níquel producidas, expresadas en razones o índices, posibilitan el diseño de indicadores técnicos de gestión ambiental (Tabla II.2). Tabla II.2 Indicadores técnicos de gestión ambiental Factores Impactos ambientales Suelo Indicadores técnicos de gestión ambiental Erosión RE Consumo de Aguas RCA Recursos naturales Contaminación de aguas REC Recursos Consumo Energético RCE Deterioro de las condiciones RRG energéticos Agentes sociales higiénicas Donde: 48 �RE: razón de erosión EC: elemento contaminante TE: terreno erosionado RCE: razón de consumo de energía UP: unidades producidas CE: consumo de energía RCA: razón de consumo de agua RRG: razón de residuos generados CA: consumo de agua RG: residuos generados REC: razón de elemento contaminante El incremento en el consumo de los factores ambientales con un comportamiento constante de las unidades producidas es el reflejo de la ineficiencia en la actividad minera de níquel. La sistematicidad en el cálculo de los indicadores técnicos de gestión ambiental permite regular el consumo, utilización y contaminación del trabajo en este sector. La expresión cuantitativa de los indicadores mencionados posibilita su incorporación en los análisis técnicos, productivos y de eficiencia económica. II.2.5 Diseño de indicadores económicos y ambientales Los estados financieros establecen los costos y los ingresos entre los elementos que determinan el rendimiento empresarial y los resultados de la administración en la gestión de los recursos que les han sido confiados (Cuba. Resolución 235/2005). Sobre la base de estos argumentos y con una expresión más específica, los costos y los ingresos serán utilizados para significar el valor de los factores ambientales consumidos o afectados en el desarrollo de la actividad minera de níquel, a la vez que constituyen las bases para el diseño de los indicadores económicos y ambientales. El uso de la información estadística relacionada con la minería es fundamental para el cálculo de estos indicadores. El costo ambiental de la minería de níquel tiene implícitos dos componentes con características propias. Por una parte, el componente físico que es la porción utilizada de factor ambiental o previsto consumir, y por otra, el componente monetario es decir, el valor utilizado o previsto utilizar en la situación ambiental generada. La minería de níquel es una actividad económica con alta responsabilidad empresarial, donde los administrativos desempeñan un papel fundamental en la gestión ambiental. La eficiencia de esta tarea no reside en medir las consecuencias económicas de las afectaciones ambientales, sino en la labor preventiva que permite desarrollar una minería ambientalmente responsable y rentable. Teniendo en cuenta que el proceso de contabilización de las empresas mineras no considera la gestión de costos ambientales, los indicadores económicos y ambientales 49 �fueron diseñados sobre la base de nuevos criterios de medida formulados para el desarrollo de esta investigación: Responsabilidad ambiental: compromiso y capacidad administrativa para prevenir el daño ambiental generado por la actividad minera. Factibilidad ambiental: disponibilidad de recursos financieros para transformar la fuerza productiva con inversiones tecnológicas que minimicen los efectos negativos sobre el medio ambiente. Gestión residual: habilidad para aprovechar o desechar los residuos de la actividad minera y así evitar afectaciones ambientales. Racionalidad energética: aprovechamiento adecuado en el uso de portadores energéticos. Formalidad ambiental: capacidad de honrar las deudas y obligaciones contraídas. Rentabilidad ambiental: capacidad para disminuir las pérdidas de mineral y generar ingresos que incrementan los beneficios económicos y ambientales. Los indicadores económicos y ambientales se pueden definir de acuerdo con la información que ofrecen: Costos de prevención: sumatoria de los costos incurridos en actividades de control e información sobre los riesgos asociados a la actividad minera, por ejemplo: costos de capacitación del personal para la educación ambiental, cursos de seguridad industrial, compra de medios de seguridad para la prevención. Costos ambientales: totalización de los costos de todas las acciones con fines ecológicos y ambientales que se realicen antes, durante y después de la minería de níquel. Inversiones en tecnologías limpias: monto planificado y destinado a la adquisición de equipamiento, útiles y herramientas para hacer menos agresiva la minería. Pérdida por escombros: valor económico de los minerales útiles no aprovechados en la actividad minera y que pasan a las colas pero su precio es cotizable en el mercado. Costo de almacenamiento residual: costo incurrido en el depósito para acumular los residuos, incluirá los gastos de manipulación. Costo de transportación residual: costo de los equipos utilizados para trasladar los residuos. Incluirá combustible y mantenimiento. Obligaciones ambientales: sumatoria de todas las deudas contraídas (pasivos) para realizar cualquier acción ambiental en la minería. 50 �Pérdida de mineral: beneficio dejado de percibir por la aplicación de tecnología deficiente que no permite aprovechar la profundidad y extensión del escenario minero. Pérdida por tecnología de transportación: cantidad de mineral dejada de transportar por las deficiencias tecnológicas en el transporte: poca capacidad de carga, mantenimientos por roturas. Valor de las provisiones para contingencias y riesgos ambientales: importe requerido para solventar vulnerabilidades en la minería, incluye la pérdida de mineral. Valor de las reservas probadas: monto correspondiente al mineral planificado no procesado pero cotizable en el mercado. La tabla II.3 muestra la definición de indicadores económicos y ambientales para la minería de níquel como expresión cuantitativa de los criterios de medida expuestos. Tabla II.3 Indicadores económicos y ambientales Criterios de medida Indicadores económicos UM y ambientales Responsabilidad ambiental CP: costos de prevención USD CA: costos ambientales USD PTT: pérdida por tecnología de transportación Factibilidad ambiental Gestión residual Racionalidad energética Formalidad ambiental USD ITL: inversiones en tecnología limpias USD PE: pérdida por escombros USD CAR: costo de almacenamiento residual USD CTR: costo de transportación residual USD CE: costo del consumo de energía USD OA: obligaciones ambientales USD PM: pérdida de minerales USD PRA: provisión para contingencias y riesgos USD ambientales Rentabilidad VRP: valor de las reservas probadas USD ambiental 51 �Una alternativa para valorar la incidencia y proporcionalidad de unos indicadores en relación con otros, es el cálculo de las razones económicas y ambientales. Las razones permiten determinar el nivel de costos y pérdidas específicas de acuerdo con sus valores totales, y posibilita el análisis de la efectividad y eficiencia de la administración en el cumplimiento de las obligaciones ambientales. Su importancia radica en que si el cálculo refleja que los costos o las obligaciones particulares mantienen un valor que excede al propio indicador global, la empresa necesita tomar decisiones inmediatas para disminuir los costos, pues atentan contra la efectividad de las operaciones. II.2.6 Información minera y ambiental en los estados financieros Es conveniente ampliar el contenido informativo de los estados financieros para ofrecer una mayor información sobre la dimensión ambiental en la actividad minera y la proyección de sus activos, pasivos, costos, ingresos y gastos. De esta forma se propone al Comité de Normas Contables Cubanas la consideración de una serie de conceptos y elementos contables a incorporar en los estados financieros empresariales de la actividad minera, conocidos como Estado de situación o Balance general y Estado de resultado o Estado de ganancias y pérdidas. El enfoque contable obedece a la ecuación ampliada de la Contabilidad: Activo + Gastos = Pasivo + Capital + Ingresos A+G=P+C+I Información a incorporar en el Estado de situación o Balance general El Balance general, como estado contable estático, muestra la realidad económicofinanciera de la empresa en un momento determinado. Por un lado registra la materialización de los recursos obtenidos por la empresa (activo) y por otro, el origen de los mencionados recursos (pasivo). Se propone incluir en las cuentas elementos relacionados con el consumo de factores ambientales: Activo fijo: dentro de esta categoría se propone incorporar:  Inversiones en infraestructura y equipos mineros que de acuerdo con la legislación ambiental, deban ser sustituidos o reformados por desgaste u obsolescencia. Activos intangibles: son los proyectos de investigación y desarrollo relacionados con el medio ambiente y el uso eficiente de los recursos dentro del proceso minero. Por ejemplo:  Los gastos de investigación y desarrollo en tecnologías más respetuosas con el entorno, así como las patentes y otros derechos asociados a los mismos. 52 �Activos circulantes: se referirá a los activos circulantes de carácter ambiental:  Las ventas de materias primas y de productos ecológicos fabricados por la empresa.  Las ventas de los subproductos y residuos objeto de reciclado. En la medida en que estos activos pierdan o vean disminuida su capacidad de contribuir con la obtención de beneficios o con el objetivo de conservar el medio ambiente, deberán reconocerse las pérdidas o correcciones valorativas pertinentes que, al estar relacionadas con los activos de carácter ambiental, tendrían la misma consideración. Es posible que determinados factores ambientales, como la contaminación, disminuyan la capacidad de los activos para obtener rendimientos o prestar servicios; en estos casos, la corrección valorativa pertinente podría ser catalogada como ambiental. Pasivos ambientales: serían aquellas obligaciones de pago de la actividad minera que financian activos ambientales:  Los acreedores por prestaciones de servicios ambientales, como las auditorías ecológicas o los derivados de la implantación de sistemas de gestión ambiental.  Las deudas por adquisición de tecnologías limpias.  Los compromisos asumidos tácita o legalmente por la empresa respecto de la preservación del medio ambiente.  Las subvenciones de capital para financiar activos ambientales.  Las deudas pendientes por multas, impuestos o sanciones de tipo ambiental. Provisiones para contingencias y riesgos ambientales: Serían las reservas económicas de riesgos ambientales asumidos por la empresa. En este sentido, es posible analizar las situaciones de riesgo que constituyen provisión o contingencia ambiental en los estados financieros:  Pérdidas por obsolescencia de los equipos motivada por la adaptación a la reglamentación ambiental.  Pérdidas de valor de terrenos por contaminación.  Pérdida de minerales.  Obsolescencia en materias primas o productos terminados.  Costos previstos en la eliminación de residuos (costos de almacenamiento y de transportación residual). 53 � Sanciones o multas derivadas de incumplimientos de la normativa legal en materia de medio ambiente.  Sanciones por riesgos ecológicos no asegurados. Todos estos riesgos tendrían el tratamiento contable de contingencias en el caso de que exista imposibilidad de estimación o se trate de hechos meramente probables. Información a incorporar en el Estado de resultado o Estado de ganancias y pérdidas El Estado de ganancias y pérdidas como estado contable dinámico, muestra el resultado de un ejercicio con las cuentas que lo han generado. Este estado contable comprende con la debida separación, los ingresos y los gastos, y por diferencia, el resultado del mismo. En el Estado de ganancias y pérdidas se reflejarían anualmente los gastos e ingresos de carácter ambiental relacionados con la actividad minera de níquel que influyen en el resultado de la empresa. Gastos ambientales: disminuciones de los beneficios económicos producidos a lo largo del período contable, en forma de salidas o disminuciones del valor de los activos o el surgimiento de obligaciones que provocan disminuciones del capital o el patrimonio neto de la empresa. Se deben identificar como gastos todos los costos de mano de obra, servicios, amortizaciones, que se encuentren relacionados con el proceso minero. Los gastos que pueden aparecer identificados como de naturaleza ambiental en el Estado de resultado son:  Los consumos de materias primas en la ejecución de actividades para la protección del medio ambiente.  Las primas de seguro por riesgos ambientales cubiertos.  Las autorizaciones, licencias, cánones y permisos relacionados con el medio ambiente.  Derechos por uso de tecnología externa, tarifas de vertederos.  Costos de rehabilitación y mantenimiento de áreas minadas.  Costos de mantenimiento de tecnologías ambientales (inspección, limpieza, lubricación, comprobación, reemplazo de piezas).  Costo de gestión de escombros generados, emisión de polvo y vertido de residuos.  Multas y sanciones administrativas y penales por incumplimiento de la legislación minera y ambiental. 54 � Gastos de investigación y desarrollo en proyectos relacionados con la conservación del medio ambiente.  Gastos de información y formación ambiental.  Servicios de auditorías, evaluaciones e implantación de sistemas de gestión ambiental.  Costos de gestión de inversiones relacionadas con el medio ambiente, depuradoras de agua, medios de seguridad y tecnologías para evitar ruidos, emisiones de polvo.  Planes de emergencia.  Costos de almacenamientos especiales.  Tributos ambientales. Ingresos ambientales: constituyen los incrementos en los beneficios económicos, producidos a lo largo del período contable, en forma de entradas o incrementos de valor de los activos ambientales, o bien como decrementos de las obligaciones que dan como resultado aumentos del patrimonio neto, por ejemplo:  Subvenciones por motivos relacionados con el medio ambiente II.2.7 Factibilidad económica de inversiones ambientales Entre los análisis cuantitativos de selección y evaluación de proyectos de inversión más utilizados están los métodos simples y los actualizados (Weston, J.; Copeland, T. 1995). Los métodos simples se basan en el período de amortización y en la tasa de rendimiento simple. Se denominan simples porque no tienen en cuenta toda la vida útil del proyecto, sino solo períodos breves de un año. Los datos anuales se toman respecto del valor real y no del valor actualizado. Los más conocidos son: a) Tasa de rendimiento simple: es la relación entre todas las utilidades netas, en un año normal de producción plena, respecto del costo total de inversión y tiene como desventaja que resulta difícil determinar cuál es el año más representativo del proyecto. b) Período de recuperación o de amortización de la inversión: este criterio mide el número de años necesarios para recuperar el capital invertido en el proyecto. 55 �El mayor mérito del período de amortización como criterio para seleccionar proyectos es la facilidad para el cálculo. Su aplicación es muy útil en los análisis de inversiones donde la obsolescencia tecnológica es muy rápida. p PRA= Utilidades (t) + Depreciación (t) + Intereses (t) t=1 Los métodos actualizados o descontados son muy empleados, permiten deducir los costos del proyecto de sus beneficios. Ambos componentes se presentan en diferentes puntos en el tiempo, por consiguiente, es necesario actualizar los costos y los beneficios en una fecha común. Para comparar los impactos en diferentes períodos se debe aplicar el cálculo del valor presente o valor actualizado. c) La técnica del valor presente consiste en estimar el valor a precios de hoy, lo que representa un costo o un beneficio que se realizará en otro tiempo futuro. Y se calcula a través de la fórmula: Donde: Bt = beneficios en el año “t”; Ct = costos en el año “t”; r = tasa de descuento; n = horizonte de evaluación en años. Por las características de la actividad minera de níquel se decidió estudiar el modelo económico de Sartoris-Hill, el que, basado en el trabajo precedente de los investigadores Kim-Atkins, Hill-Riener formula un enfoque de valor presente neto de flujo de efectivo para el análisis de las políticas alternativas de crédito. El modelo de decisión se sustenta en el cálculo de las ganancias o pérdidas netas resultantes de un cambio en la política de crédito. Su línea de tiempo de flujo de efectivo es una herramienta útil para ilustrar el impacto del cambio en la política de crédito sobre el nivel de los flujos de efectivo (Weston, J.; Copeland, T. 1995). El cálculo propuesto está centrado en las perspectivas económicas empresariales resultantes de estimar un valor de costos ambientales generados por la actividad minera de 56 �níquel. Su utilización permitirá proyectar el impacto de los costos ambientales sobre el nivel de utilidades o pérdidas de la empresa. La esencia consiste en comparar los resultados que proporcionará a la empresa una política económica y ambiental en dos períodos de tiempo. La fórmula propuesta tiene como punto de decisión precedente los criterios del Valor Actual Neto (VAN) del flujo de efectivo adaptado a un indicador denominado Valor Económico Ambiental (VEA): La tabla II.5 muestra las variables que integran la fórmula propuesta para calcular el Valor Económico Ambiental con las unidades de medida (UM) correspondientes. Tabla II.5 Variables que intervienen en el cálculo del Valor Económico Ambiental Variable Significado UM P Precio por unidad de níquel vendida USD/Ton C Costo por unidad de níquel producida USD/Ton W Producción total Ton Q Otros ingresos USD b Razón de costos ambientales en la actividad minera de níquel % Coeficiente de costos ambientales % T período promedio de cobro de las ventas días K Tasa diaria de interés o descuento % Valor Económico Ambiental USD 1-b VEA Si el VEA es negativo, significa que los costos ambientales proyectados por la empresa afectan la eficiencia y la rentabilidad de la actividad minera, se necesitará entonces, realizar inversiones tecnológicas para minimizar los costos ambientales. Si el VEA es positivo, demuestra que los ingresos cubren todos los gastos, y los costos ambientales no afectan la eficiencia y la rentabilidad empresarial. Las decisiones de planificación e inversión ambiental realizadas han sido efectivas. II.3 Conclusiones parciales El procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel constituye una herramienta metodológica que facilita a los agentes económicos de la minería (administrativos y trabajadores) un sistema de indicadores que puede contribuir con la incorporación de la dimensión ambiental a la eficiencia empresarial y con la definición de prioridades en las decisiones de inversión. 57 �Los métodos y técnicas de las ciencias económicas constituyen la plataforma para la valoración económica de la dimensión ambiental en la actividad minera de níquel. La secuencia lógica en la aplicación de ecuaciones matemáticas, el método Delphi, las técnicas de registro contable y las técnicas de presupuesto de capital, demuestran la posibilidad de perfeccionar la Economía Ambiental. El procedimiento propuesto no constituye un manual con técnicas y métodos para ser archivado, es una guía metodológica que permite a los interesados, la adaptación apropiada de valoraciones económicas y ambientales a las circunstancias, recursos, institucionalidad y propósitos que la actividad minera de níquel impone. 58 �CAPÍTULO III VALORACIÓN ECONÓMICA Y AMBIENTAL EN LA ACTIVIDAD MINERA DE NÍQUEL DE LA EMPRESA COMANDANTE ERNESTO CHE GUEVARA �CAPÍTULO III VALORACIÓN ECONÓMICA Y AMBIENTAL EN LA ACTIVIDAD MINERA DE NÍQUEL DE LA EMPRESA COMANDANTE ERNESTO CHE GUEVARA III.1 Introducción Con la finalidad de validar la hipótesis formulada en esta investigación y dar solución al problema científico, en el presente capítulo se exponen los resultados de la implementación del procedimiento propuesto para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara, ubicada en el municipio Moa de la región oriental de Cuba. Los datos utilizados en la aplicación del procedimiento corresponden al período 2007-2011. III.2 Características de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara La empresa Comandante Ernesto Che Guevara, se ubica en el macizo montañoso MoaBaracoa, a cinco kilómetros (km) de la ciudad de Moa, a 177 km de la ciudad de Holguín y a unos 950 km de la capital del país (Figura III.1). Figura III.1 Ubicación geográfica de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara Su actividad fundamental, basada en la Resolución 246/2006 del Ministerio de Economía y Planificación (MEP), es la producción y comercialización de níquel más cobalto y otros productos afines e inherentes al proceso minero. La actividad productiva de níquel inicia con la extracción y transportación de minerales en la Unidad Básica Minera; posteriormente tiene lugar el proceso de preparación del mineral, el que es conducido por cinco plantas principales y tres plantas auxiliares, hasta totalizar los 10 procesos que intervienen en la obtención de los productos finales de níquel. Constituyen plantas principales: Hornos de reducción, Lixiviación y lavado, Sulfuro, 64 �Recuperación de amoníaco, Calcinación y Sínter. Las plantas auxiliares son: Termoeléctrica, Servicios termoenergéticos y Potabilizadora de agua. En la empresa objeto de estudio, el valor fundamental de los minerales consiste en que se localizan próximos a la superficie y pueden extraerse en minas a cielo abierto, con un costo menor al de su extracción en profundidades subterráneas, pero con un impacto mayor sobre el medio ambiente. La empresa Comandante Ernesto Che Guevara fue diseñada con una capacidad productiva de 30 000 Ton de níquel al año, meta que ha sido cumplida esporádicamente en correspondencia con las deficiencias en la tecnología de extracción y la evolución de los precios de las materias primas en el mercado, fundamentalmente, el petróleo. En el quinquenio 2007-2011 la producción de níquel de la empresa osciló entre 28 000 Ton y 29 000 Ton. En igual período los precios de níquel disminuyeron drásticamente en el mercado internacional de 30.000,00 USD/Ton a 20.000,00 USD/Ton (Principales indicadores económicos 2007-2011. Banco Mundial. 2011). En el presente, la producción de níquel de la empresa mantiene una cotización en el mercado internacional de 16.128,41 USD/Ton (Principales indicadores económicos 20072011. Banco Mundial. 2011), con un aporte al PIB cubano de $510.000.000,00 USD (Información Económica. Banco Central de Cuba. 2012). La figura III.2 muestra la evolución descendiente de los precios del níquel en el mercado internacional en los meses febrero-julio del año 2011. Figura III.2 Cotización del níquel en la Bolsa de Metales de Londres. Período febrero-julio del año 2011 65 �El análisis de la información económica de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara en el período 2007-2011 reflejó que los costos totales de producción ascendieron de 12.856,05 USD/Ton a 14.065,87 USD/Ton (Anexo5). Una observación a priori pudiera justificar esta situación con el alza de los precios del combustible, como el petróleo. Pero el análisis económico del funcionamiento de la Unidad Básica Minera demostró que los indicadores de eficiencia económica (costo unitario de la masa minera y costo unitario de níquel) no permiten identificar las causas del incremento de los costos de producción que atentan contra la eficiencia empresarial. De los 10 procesos que intervienen en la producción de níquel, la actividad minera ocupa el cuarto lugar con mayor incidencia en el costo total de la empresa y así lo muestra la figura III.3, tercera fila correspondiente a los costos totales de producción, expresados en la unidad medida ($/Ton). En el período 2007-2011, el costo de las actividades mineras en la Unidad Básica Minera, tuvo una incidencia ascendente en el costo total de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara con oscilaciones entre 1.079,87 $/Ton y 1.307,34 $/Ton (Figura III.4). Figura III.4 Costo de las actividades mineras. Período 2007-2011 (U/M: USD/Ton). III.3 Aplicación del procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara Con el objetivo de analizar las causas que determinaron el incremento de los costos mineros y estudiar los indicadores actuales de eficiencia económica, se decide 66 �experimentar el procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara y aplicar las herramientas de las ciencias económicas, con el fin de lograr una valoración económica enriquecedora de los criterios de decisión de los costos productivos y ambientales para una mejor gestión ambiental empresarial. III.3.1 Cálculo de la decisión de extracción del mineral La empresa Comandante Ernesto Che Guevara obtiene un precio (po) de 16.128,41 USD por cada tonelada de níquel vendida hoy (t=0), con costos marginales de extracción (c) de 14.065,87 USD/Ton (Análisis Técnico Económico. 2011). La tasa de interés del mercado (r) es 10%, por tanto el rendimiento de los costos de extracción es de 1.406,59 USD/Ton. Si se considera una tendencia positiva del precio de níquel en el mercado internacional que permita a la empresa un precio futuro de 16.300,00 USD/Ton (p1) para comercializar el mencionado mineral, entonces el ingreso marginal (IMg) derivado de extraer níquel hoy es: IMg = 2.268, 79 USD/Ton El costo marginal (CMg) sería: (CMg) = 2.234,13 USD/Ton Como el ingreso marginal supera al costo marginal, aún cuando se proyecta un precio de níquel superior en el mercado internacional, lo más conveniente para la empresa Comandante Ernesto Che Guevara es extraer el mineral en el presente. Una vez tomada la decisión de extraer níquel se procede a caracterizar el proceso minero. III.3.2 Caracterización del proceso minero de níquel El proceso productivo de la empresa es continuo y se realiza en las condiciones de presión atmosférica, para ello cuenta con una mina, con yacimientos a cielo abierto, muy cercanos a la fábrica, lo que implica un bajo costo de minería. La Ley 76/1995 Ley de Minas establece que la actividad minera se divide en cinco fases: reconocimiento, investigación geológica, explotación, procesamiento y comercialización; de ellas, sólo las tres primeras responden directamente al proceso minero y cumplen con la descripción siguiente (Cuba. Ley 76∕1995): 67 �1. Reconocimiento: se realizan trabajos preliminares en determinadas áreas, definiendo zonas de interés para la prospección. 2. Investigación geológica: está compuesta por dos subfases, la prospección y la exploración. Prospección: conjunto de trabajos con empleo de técnicas cuyo objetivo es la búsqueda de concentraciones minerales que pueden constituir yacimiento. Exploración: conjunto de operaciones, trabajos y labores mineras realizados para determinar la estructura del yacimiento, el contenido y calidad de los minerales existentes en el mismo, así como el cálculo de las reservas que servirá de base para la planificación de la extracción y su procesamiento industrial. Las labores mineras realizadas en la sub fase de exploración son las siguientes: Desbroce: consiste en la eliminación de la vegetación y la modelación del terreno para posibilitar la entrada de los equipos que realizan el destape. Destape: es la labor que requiere de un mayor volumen de trabajo y consiste en el corte y traslado del horizonte superior (escombro) del cuerpo mineral que por su bajo contenido de níquel y cobalto, no resulta económico enviarlo al proceso. Drenaje: por las condiciones hidrogeológicas difíciles de los yacimientos, se hace necesario drenar para reducir la humedad y evitar las pérdidas de mineral. La efectividad del drenaje depende de factores naturales como: el relieve y el régimen de lluvia. Construcción de caminos mineros: Viales construidos para garantizar la transportación del mineral hasta el punto de recepción de minería (depósitos) y luego hasta la fábrica. 3. Explotación: conjunto de operaciones, obras, trabajos y labores mineras destinadas a la extracción y transportación de los minerales. El sistema de extracción empleado en la minería de níquel de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara es a través del transporte automotor, con excavadoras de arrastre y retroexcavadoras hidráulicas, las cuales extraen y depositan la masa minera en camiones con una capacidad de 40 Ton, según muestra la figura III.5. Los camiones realizan entre 10 y 12 viajes diarios para la transportación del mineral hasta los depósitos. 68 �Figura III.5 Sistema de extracción de níquel La Unidad Básica Minera cuenta con 1025 trabajadores dedicados a darle cumplimiento a cada una de las fases del proceso minero. En este conjunto existe un grupo económico cuyo objetivo es garantizar el uso racional de los recursos económicos y financieros con las exigencias siguientes:  Cumplir el costo unitario planificado de la masa minera  Realizar los análisis económicos  Ejecutar debidamente el presupuesto La valoración de los análisis económicos realizados sistemáticamente por la Unidad Básica Minera permitió concluir que la eficiencia del proceso minero se determina por dos indicadores globales incluidos en los elementos de gastos:  Costo unitario de masa minera ($/Ton)=‎Total‎de‎gastos/Masa‎minera  Costo‎unitario‎por‎cada‎libra‎de‎níquel‎minado(‎$/Lb)=‎Total‎de‎gastos/Producción‎de‎ Ni/2204,6 La estructura y el cálculo de los indicadores mencionados no provee la información suficiente para:  Valorar la efectividad del trabajo en cada fase del proceso minero.  Identificar costos específicos que pudieran ocasionar un incremento de los costos de producción. 69 � Declarar costos ambientales por la utilización inadecuada y el consumo de recursos ambientales, que con igual o mayor intensidad que otros costos, pudieran afectar el cumplimiento de los planes de producción y el costo de producción. Otro estudio realizado durante la investigación a la composición de los estados financieros mostró que en la empresa Comandante Ernesto Che Guevara no se detallan aspectos fundamentales del desarrollo minero para contribuir con la toma de decisiones; sólo se registran, y se cargan a gastos por la utilización de los recursos minerales las cuentas: Resarcimiento geológico, Repoblación forestal y Canon minero. III.3.3 Identificación de impactos ambientales Con el objetivo de identificar los impactos ambientales provocados por la actividad minera de níquel se aplicó el método Delphi según establece el procedimiento. La muestra representativa que reunía las características de una población con dominio de los temas ambientales en la minería de níquel, dio como resultado 42 personas a encuestar para determinar los expertos. De ellas, 12 tuvieron un coeficiente de conocimiento igual a 1 (Kc = 1) y 19 personas entre 0,8 y 0,9 (0,8  Kc  0,9). En relación con el coeficiente de argumentación, 10 personas no poseían criterios sustanciales sobre el medio ambiente y la minería, sus trabajos de investigación fueron realizados en otro perfil. De los 42 especialistas encuestados, 30 fueron evaluados como expertos con un coeficiente de competencia alto (0,8  Kcm  1). El criterio de los expertos en las encuestas aplicadas coincidió en 17 impactos ambientales y ocho a incluir para un total de 25 impactos ambientales provocados. Con la ayuda del criterio de expertos en la aplicación del método Delphi, se elaboró la Matriz de identificación de impactos ambientales ocasionados por la minería. Los 25 impactos ambientales reflejan 165 interacciones en cada fase y subfase del proceso minero, de ellas, 60 correspondieron al medio físico, 50 al medio socioeconómico, 41 al medio biótico y 14 al medio perceptual. Las afectaciones de mayor trascendencia fueron, en el medio físico, la alteración en el funcionamiento de los recursos hídricos y el aumento de la sedimentación en los ríos (Figura III.7-A); en el medio socioeconómico, el deterioro de las condiciones higiénicas y la salud de la población por aumento de polvo (Figura III.7-B); y en el medio biótico, la eliminación de la cobertura vegetal, destrucción de los hábitats de la fauna silvestre y pérdida de especies (Figura III.7-C) 70 �Figura III.7-A Alteración en el funcionamiento de los recursos hídricos Figura III.7-B Deterioro de las condiciones higiénicas de la población por el polvo 71 �Figura III.7-C Eliminación de la cobertura vegetal, destrucción de hábitats y pérdida de especies III.3.4 Diseño de indicadores técnicos de gestión ambiental La empresa Comandante Ernesto Che Guevara solicita eventualmente al Centro de Investigación del Níquel (CEINNIQ) y a la empresa de Rehabilitación Minera (REMIN), servicios relacionados con estudios sobre la contaminación de las aguas y la utilización del terreno por la actividad minera de níquel. Estas labores son remuneradas en la cuantía del presupuesto aprobado en el año para estos fines. La empresa Comandante Ernesto Che Guevara cuenta con la información necesaria para incorporar indicadores técnicos de gestión ambiental a sus indicadores de eficiencia económica y de esta forma actuar, de manera inmediata, en relación con la sobreutilización o consumo de los factores ambientales durante la actividad minera. Los indicadores técnicos de gestión ambiental propuestos en la presente investigación fueron calculados sobre la base de cinco impactos significativos resultantes de la matriz de impacto ambiental del epígrafe anterior: el aumento de la erosión, la contaminación de las aguas, el consumo de agua para el desarrollo del proceso minero, el consumo de recursos energéticos y el deterioro de las condiciones higiénicas de la población por la emisión constante de polvo. El análisis de los resultados obtenidos refleja la agravante situación ambiental que genera la actividad minera de níquel. En el medio físico, el alto consumo de recursos energéticos es proporcional al costo que deberá pagarse por los combustibles. En el medio socioeconómico, las condiciones de salud de la población serán cada vez menores por la emisión continua de polvo y partículas contaminantes. Los resultados en los indicadores técnicos de gestión ambiental reflejan la agravante situación ambiental que genera la producción de cada tonelada de níquel, en estrecha relación con: la contaminación de las aguas, del aire y el consumo elevado de recursos energéticos. La última columna de la tabla muestra los valores máximos permisibles, que según el criterio de expertos, la administración empresarial deberá gestionar para contribuir con la eficiencia del desarrollo minero y a avanzar en el logro de la calidad ambiental. III.3.5 Diseño de indicadores económicos y ambientales Los elementos económicos y ambientales propuestos en la presente investigación y su consideración en el presupuesto económico empresarial y en los estados financieros, 72 �posibilitará evaluar los criterios de medida: formalidad ambiental, gestión residual, racionalidad energética y rentabilidad ambiental. Sobre la base del criterio de expertos en el análisis de la influencia de cada indicador económico y ambiental en el comportamiento económico de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara, se decidió seleccionar los criterios de medida: gestión residual, responsabilidad ambiental y rentabilidad ambiental en el cálculo de tres indicadores específicos: pérdida por escombros, pérdida por la tecnología de transportación y valor de las reservas probadas. La empresa Comandante Ernesto Che Guevara utiliza redes de perforación de 23mx23m, para realizar la extracción del mineral, por lo que se utilizó el valor de 529 m2 para significar el área de perforación. Los indicadores calculados permiten concluir lo siguiente: PE: Como resultado del área perforada (529 m2) para la producción de una tonelada de níquel, se generan 95.231 Ton de escombros, con la presencia de minerales útiles no aprovechados que representarían una pérdida de 3.060.353,50 USD. PTT: Por las deficiencias en la tecnología de transportación, en el año 2011 la Unidad Básica Minera sólo dispuso del 78,57 % de equipos para transportar el mineral extraído, lo que trae consigo que 19.932,50 Ton listas para procesar, pudieron ser dejadas de llevar al depósito; esta situación representaría una pérdida de 338.852.500,00 USD. VRP: Para el año 2011, el proceso de investigación geológica brinda como resultado la existencia de 18.756,00 toneladas superiores a la cantidad finalmente procesada. Esta reserva identificada y no procesada tiene un valor ascendente a 315.792.000,00 USD que pudo convertirse en ingresos para la empresa. Los indicadores económicos y ambientales propuestos se calculan para los años 20072011, con la intención de valorar su evolución en relación con el comportamiento de los precios del níquel en el mercado y el cumplimiento de la producción anual. Los resultados de los indicadores calculados para cada año reflejan un comportamiento ascendente de las pérdidas económicas generadas por los escombros, con un ligero descenso en el año 2010 y con un rápido aumento de 1.178.737,34 USD en el año 2011 (PE 2011 - PE 2007), cifra que casi duplica las pérdidas económicas del año 2007 (Figura III.8). 73 �Figura III.8 Indicador Pérdida por escombros. Período 2007-2011 La inversión en tecnologías para elevar la eficiencia de la transportación del mineral es un punto vulnerable en el éxito del desarrollo minero. Las pérdidas por las fallas técnicas e insuficiencias de la transportación minera se han incrementado en 130.513.711,50 USD, (PTT 2011-PTT 2007) (Figura III.9). Figura III.9 Indicador Pérdida por tecnología de transportación. Período 2007-2011 No se trata solamente de comprar mayor cantidad de equipos, sino de invertir en mejores teconologías de transportación que logren trasladar hacia los depósitos, cantidades de mineral superiores a las actuales y contribuyan a disminuir el consumo de combustible. Los países exportadores de níquel a los cuales se hizo alusión en el Capítulo I de la presente investigación (Rusia, Canadá, Australia), emplean camiones con capacidad para transportar hasta 200 Ton de masa minera. Los camiones utilizados en la empresa Comandante Ernesto Che Guevara solo pueden transportar de 40 a 60 Ton de mineral. Un viaje realizado para la trasnportación de mineral en el proceso minero de Canadá, Australia 74 �o Rusia, es equivalente a cinco trayectos realizados en Cuba para tansportar la misma cantidad de mineral Similar situación económica ocurre con el indicador reservas probadas. Desde el año 2007 hasta el año 2011 existe un incremento de 121.631.642,04 USD, que pudieron representar ingresos para la empresa. La falta de tecnología para la separación y el procesamiento de minerales ricos como el cobalto, el hierro y el cromo, presentes en estas reservas probadas, obstruyó probables fuentes de ingreso (Figura III.10). Figura III.10 Indicador Valor de las reservas probadas. Período 2007-2011 Con esta información económica y ambiental, los administrativos de la actividad minera de níquel pueden trabajar en el análisis de costos ambientales específicos que influyen en los costos de producción lo que contribuirá con elevar la competitividad. III.3.6 Información minera y ambiental en los estados financieros. Elementos a considerar para el registro contable de aspectos ambientales en la actividad minera de níquel Una primera aproximación a la propuesta de cuentas ambientales en la actividad minera fue aportada por la autora de la presente investigación en el trabajo Tratamiento contable para las afectaciones ambientales provocadas por la explotación de yacimientos minerales en la empresa de níquel Comandante Ernesto Che Guevara, obra registrada en el año 2009 en el Centro Nacional de Derecho de Autor (Anexo 3). Dos años más tarde el profesor Ms. C Pablo Lamorú Torres, en su tesis en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Contables y Financieras, propone un procedimiento contable para el registro de las variables ambientales en la industria del níquel de Cuba Comandante René Ramos Latour (Lamorú, P. 2011) que si bien constituye un aporte al estudio de las Normas Contables Cubanas, pudo ampliar en el análisis de la repercusión 75 �ambiental y económica de la actividad minera en el contexto económico de la empresa y de la economía nacional. A tenor de la revisión realizada a las Normas Contables Cubanas y sobre la base del estudio de las investigaciones mencionadas anteriormente, se considera que el contenido inclusivo de las normas contables actuales pudiera ser enriquecedor en el análisis de la repercusión económica de los criterios ambientales relacionados con la minería de níquel. La ausencia de elementos mineros y ambientales de la actividad minera de níquel en el Estado de situación y en el Estado de resultados, dificulta el análisis e interpretación sistemática de la norma contable en relación con la responsabilidad ambiental empresarial. En la aplicación de la presente etapa del procedimiento se proponen elementos a considerar para el registro contable de aspectos ambientales en la actividad minera de níquel, con el objetivo de mostrar la información económica y ambiental en los estados financieros de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara y con el ánimo de generalizar estos conceptos contables a otras empresas mineras de Cuba. La propuesta está encaminada a diferenciar entre activos, pasivos, ingresos y gastos, los enfoques utilizados en el diseño de los indicadores económicos y ambientales, así como otras que aporten información ambiental a los estados financieros. De esta forma se contribuye con el uso eficiente y el control de los recursos naturales y se enriquece el proceso de toma de decisiones referido con la disminución de los costos operativos en la minería. Para expresar de la manera más acertada y coherente posible el registro de la información económica y ambiental que se sugiere incorporar, se utilizó el Nomenclador de Actividades Económicas (NAE) establecido por la Oficina Nacional de Estadística (Figura III.11) . Figura III.11 Clasificación de la actividad minera de níquel según el Nomenclador de Actividades Económicas. 76 �La propuesta de elementos a considerar para el registro contable de aspectos ambientales en la actividad minera de níquel quedaría como sigue: GRUPO DE ACTIVOS ACTIVO FIJO Código Nombre de la cuenta 157 Terrenos para comercializar Se propone incluir la subcuenta: Terrenos minados para comercializar 183 a 210 Inventarios Se propone incluir la subcuenta: Inventario minero-ambiental ACTIVO A LARGO PLAZO Código Nombre de la cuenta 225 a 234 Inversiones a Largo Plazo o Permanentes Se propone incluir la subcuenta: Inversiones en infraestructura y equipos mineros. ACTIVOS FIJOS Código Nombre de la cuenta 240 a 254 Activos Fijos Tangibles Se propone incluir la subcuenta: Activos fijos tangibles mineros CUENTAS REGULADORAS DE ACTIVOS Código Nombre de la cuenta 375 a 389 Depreciación de activos fijos tangibles Se propone incluir la subcuenta: Depreciación de activos fijos tangibles mineros GRUPO DE PASIVOS PASIVOS CIRCULANTES Código Nombre de la cuenta 493 a 500 Otras Provisiones Operacionales GRUPO DE GASTOS DE PRODUCCIÓN Código Nombre de la cuenta 700 a 730 Producción en Proceso GRUPO DE CUENTAS NOMINALES CUENTAS NOMINALES DEUDORAS Código Nombre de la cuenta 77 �845 a 849 Gastos por Pérdidas Se propone incluir las subcuentas: Gastos por pérdida de mineral y Valor de las reservas probadas CUENTAS NOMINALES ACREEDORAS (excepto empresas de Seguros) Código Nombre de la cuenta 950 a 954 Otros Ingresos Se propone incluir la subcuenta: Subvenciones de motivos relacionados con la minería y el medio ambiente. III.3.7 Factibilidad económica de inversiones ambientales La aplicación de alternativas financieras que permitan valorar la inversión en tecnologías para minimizar los costos de producción en la actividad minera de níquel y mitigar impactos ambientales, constituye una herramienta económica importante en la planificación empresarial. Una alternativa en el logro de este empeño es el cálculo del Valor Económico Ambiental (VEA), indicador diseñado y propuesto en la presente investigación. La información de las variables que integran la fórmula para el cálculo del VEA, con excepción de la razón de costos ambientales (b) y el coeficiente de costos ambientales (1-b), es suministrada por el departamento económico de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara y aparece en los análisis económicos anuales. La razón de costos ambientales en la actividad minera de níquel es el porciento estimado de los costos ambientales de la minería en relación con los costos totales. Se pronostica según criterio de expertos. VEA- Valor Económico Ambiental del período deseado. P - Precio por unidad de níquel vendida. C - Costo por unidad de níquel producida W- Producción total Q - Otros ingresos (Fuente: Análisis económicos financieros. 2011). b - Razón de costos ambientales en la actividad minera de níquel 1-b Coeficiente de costos ambientales. K-Tasa diaria de interés o descuento. La tasa de descuento no se calcula, se utiliza el valor de la tasa diaria de mayor frecuencia que aparezca en los registros históricos de la empresa. Para este caso, el valor K de mayor periodicidad es 0,018%. T - Período promedio de cobro de las ventas de Níquel (Fuente: Análisis económicos financieros. 2011) 78 �A continuación se procede a efectuar el cálculo del VEA Para el año 2010 VEA2010  249.272.135, 45 Para el año propuesto (2011) VEA2011  50.063.128,16 El cálculo del Valor Económico Ambiental en ambos períodos (VEA2010 y VEA2011) es positivo, significa que los costos ambientales proyectados no afectan la eficiencia y la rentabilidad de la actividad minera ni de la empresa; los ingresos son capaces de cubrir los gastos, incluso, los costos ambientales. El decremento experimentado en la Razón de costos ambientales de la actividad minera de níquel para el año 2011(b = 18%), condujo a una menor afectación de los ingresos, con una disminución de 199.209.007,29 USD (VEA2011 - VEA2010) en relación con el año anterior. Aunque en la empresa Comandante Ernesto Che Guevara se avizoran decisiones de planificación empresarial relacionadas con inversiones mineras, se deben incrementar las inversiones de carácter tecnológico para hacer más eficiente y menos agresiva la minería. Con ello se logrará la reducción paulatina de los costos ambientales identificados y calculados en el desarrollo del procedimiento propuesto para la valoración económica y ambiental de la actividad minera de níquel. III.4 Conclusiones parciales La aplicación del procedimiento para la valoración económica y ambiental de la actividad minera de níquel de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara posibilitó constatar su factibilidad y conveniente utilización como instrumento metodológico efectivo para perfeccionar los indicadores de eficiencia económica. 79 �CONCLUSIONES GENERALES 1. El análisis del pensamiento económico precursor de las teorías relacionadas con la Economía Ambiental, el estudio de metodologías, procedimientos e indicadores ambientales propuestos por autores nacionales e internacionales y la observación de las normativas contable, ambiental y minera vigente en Cuba, constituyeron las bases de la elaboración de un procedimiento que aporta elementos para la valoración económica y ambiental de la actividad minera de níquel de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara de Moa. 2. Los indicadores técnicos de gestión ambiental y los indicadores económicos y ambientales propuestos en este trabajo para la actividad minera de níquel, aportan información relevante y oportuna para tomar decisiones en aras de disminuir la incidencia de los costos de producción de la minería en el costo total de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara. 3. El procedimiento para la valoración económica y ambiental de la actividad minera de níquel de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara posibilitó constatar su factibilidad y conveniente utilización como instrumento metodológico para enriquecer los indicadores de eficiencia económica en la empresa objeto de estudio y su posibilidad de generalización a otras actividades mineras a cielo abierto, con el análisis de las adaptaciones necesarias. Los cálculos desarrollados en cada una de las etapas del procedimiento propuesto demostró la capacidad de descripción, explicación, predicción, consistencia lógica, flexibilidad, perspectiva y pertinencia en la investigación. 80 �RECOMENDACIONES Al Comité de Normas Contables Cubanas 1. Estudiar los elementos propuestos para el registro contable de aspectos ambientales en la actividad minera de níquel, para ser considerados en el proceso de actualización de las Normas Contables Cubanas. Al Consejo de Dirección de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara: 2. Incorporar los indicadores técnicos de gestión ambiental y los indicadores económicos y ambientales propuestos, para enriquecer los criterios de eficiencia económica en la empresa. 3. Continuar los estudios de factibilidad de inclusión de los costos ambientales en la planificación económica empresarial, para viabilizar el desarrollo de inversiones tecnológicas y ambientales en la minería, sobre la base de la fórmula propuesta con este fin, el Valor Económico Ambiental (VEA) A la Oficina Nacional de Recursos Minerales 4. Estudiar el procedimiento para la valoración económica y ambiental propuesta en la presente investigación, para ser generalizado al resto de las actividades mineras del país. A investigadores ambientalistas de las ciencias económicas. 5. Perfeccionar la disciplina Economía Ambiental con la aplicación de las herramientas de las ciencias económicas fundamentalmente en aquellas actividades económicas, cuyo desarrollo implica el consumo, utilización y afectación del medio ambiente. REFERENCIAS BILIOGRÁFICAS 1. Abella, P. 2005. “Cuentas ambientales: un camino para perfeccionar el producto interno bruto”. [En línea]. [Consultado 20110217] Disponible en: http://www.bimestrecubana.cult.cu/docs/SH66RPSS63. 2. Aguilera, K. et al, 1994. “De la Economía Ambiental a la Economía Ecológica". Ed. Icaria: Fuhem. Barcelona. 3. Alfageme, A. 2006. Importancia de la Valoración Económica de los Recursos Naturales. Introducción. Lima. BCRP. 4. Álvarez, V. 2003. Hacia indicadores de Desarrollo sustentable para el Sector Minero. En: Recopilación de trabajos. Mercado del cobre y desarrollo sustentable en la minería. Chile: COCHILCO, pp. 254-306. 81 �5. Análisis económicos financieros. 2011. Empresa Comandante Ernesto Che Guevara. Informe. Base de datos 2006-2011. Moa, Holguín, Cuba. 6. Análisis Técnico Económico. 2011. Empresa comandante Ernesto Che Guevara Subdirección Minas. Base de datos 2006-2011. Moa, Holguín, Cuba. 7. Anuarios Estadísticos de Cuba. 2011. ONE, Panorama económico y social de Cuba. La Habana. 8. Ayala–Carcedo, F. 2000. Patrimonio natural y cultural y desarrollo sostenible: El patrimonio geológico y minero. En: Rábano, I. Patrimonio geológico y minero en el marco del desarrollo sostenible. Colección Temas Geológicos – Mineros. Madrid. (31): 17-39. 9. Azqueta, D. 1994. Valoración Económica de la Calidad Ambiental. Editorial McGraw Hill. Bogotá. 10. Berger, R. 1998. “Environmental Change, Geoindicators, and the Autonomy of Nature”, GSA TODAY. Geological Society of America, 8 (1): 3-8. 11. Betancourt, L. 2002. Sustainable Indicators of the small Coal Mining in Colombia. In: Villas Boas, R., Beinhoff, C. Indicators of Sustainability for the Mineral Extraction Industry. Río de Janeiro: CNPq/CYTED, pp. 201-224. 12. Calvache, A. 1944. Historia y desarrollo de la minería en Cuba. La Habana. 13. Carvajal, D.; González, A. 2002. “La ordenación del territorio en comunidades mineras”. En: Villas Boas, R., Page, R. La minería en el contexto de la ordenación del territorio. CNPq/CYTED, Río de Janeiro, pp.368-375. 14. Castellanos, M. 1996. Economía y Medio Ambiente: Enfoque, reflexiones y experiencias actuales. Editorial Academia. La Habana. 15. ___________. 2007. Introducción a la problemática de la valoración económica ambiental, Editorial Academia, La Habana, 109 p. 16. Castillo, A. 2002. “Sustainability Indicators in Metallic and Non metallic Ore Mine Districts in Venezuela: Investigation Proposal”. In: Villas Boas, R., Beinhoff, C. Indicators of Sustainability for the Mineral Extraction Industry. Río de Janeiro, CNPq/CYTED, pp. 451-466. 17. Cornejo, M. et al, 2002. “Practical Sustainability Indicators Mining: The Case of Ecuador”. In: Villas Boas, R., Beinhoff, C. Indicators of Sustainability for the Mineral Extraction Industry. Río de Janeiro: CNPq/CYTED, pp. 385-407. 18. Cuba. Ley 76∕1995. Ley de Minas. Gaceta Oficial de la República, La Habana, No.3. 82 �19. Cuba. Ley 81∕1997: Del medio ambiente. Gaceta Oficial de la República, La Habana, Año XCV, No.7, pp. 47-68. 20. Cuba. Resolución 235/2005. Normas Cubanas de Información Financiera, Ministerio de Finanzas y Precios, La Habana. 21. Cuba. Resolución 294/2005. Uso y contenido de las Normas Cubanas de Contabilidad, Ministerio de Finanzas y Precios, La Habana. 22. Daly, H. 1999. “Cuotas de explotación o impuestos a la contaminación. En: Dobson, A. Pensamiento Verde: Una antología”. Madrid, Editorial Trotta S. A, pp.195-198. 23. Engels, F. 1979. Dialéctica de la Naturaleza. 10ma Ed., Editorial Ciencias Sociales, La Habana. 24. Estudio de impacto ambiental del proyecto de expansión de la empresa Comandante Ernesto Che Guevara. 2004. CESIGMA. Tomo III. Moa, Holguín, Cuba. 25. Field, B.; Field, M. 2010. Economía Ambiental. Ediciones McGraw-Hill, Madrid. 26. Fischer, S. et al, 1988. Economía. McGraw-Hill, Madrid, pp. 305-306. 27. Gallopín, G. 2003. “Sostenibilidad y desarrollo sostenible: un enfoque sistémico”. División de desarrollo sostenible y asentamientos humanos. Proyecto NET/ 00/063. Evaluación de la sostenibilidad en América Latina y el Caribe. CEPAL. Gobierno de los países bajos. Chile, 46p. 28. Garrido, R. 2003. “Estudio de caso: Cuba. Aplicación de instrumentos económicos en la política y la gestión ambiental”. División de desarrollo sostenible y asentamientos humanos, CEPAL. Chile, 84p. 29. Guardado, R. et al, 2002. “Indicadores de sustentabilidad para la industria extractiva minera”. En: Materiales del XIII Evento de Indicadores de Sustentabilidad para la Industria Extractiva Mineral, Brasil. 30. Guerrero, D. 2003. “Sistema de Indicadores mineros para la explotación sostenible de los recursos minerales”, Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Técnicas. Facultad de Minería. Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez, Moa, Holguín Cuba. 31. Información Económica. Banco Central de Cuba. 2012. 7 (19). La Habana. 32. Informe Brundtland. 1998. Comisión Mundial sobre Medio Ambiente y Desarrollo. Nuestro futuro común. Oxford University Press, Londres. 33. Iturria, D. 2006. La Contabilidad de Costos y los Costos Ambientales, Asociación Uruguaya de Costos. 83 �34. Krutilla, J.1967. Conservation reconsidered, American Economic Review, 57(4). 35. Lamorú, P. 2011. “Procedimiento contable para el registro de las variables medioambientales en la industria del níquel de Cuba comandante René Ramos Latour”, Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Contables y Financieras, Universidad de Camagüey, Cuba. 36. Leal, J. 2005. “Ecoeficiencia: Marco de análisis, indicadores y experiencias”. División de Medio Ambiente y asentamientos humanos, CEPAL, Chile, (105), 82p. 37. Lineamientos de la Política Económica y Social del Partido y la Revolución. 2011. Capítulo VIII, Lineamiento 218, VI Congreso del Partido Comunista de Cuba. La Habana. 38. Martí, J. 1963. Obras Completas, Editorial Nacional de Cuba, La Habana. 39. Martínez, J. 1999. “La Economía Ecológica como Ecología Humana”. III Foro del Ajusco. Colegio de México. 40. Marx, C. 1973. El Capital, Tomo I, 9na Ed., Editorial Ciencias Sociales, 221p. 41. Medina, E. 2003. “Integración de indicadores de sostenibilidad ecológica, social y económica en beneficio de las comunidades locales y actividades mineras”. Cusco, Tesis presentada en opción al Título de Magíster en Ciencias Sociales con mención en: Gestión Ambiental y Desarrollo, Perú. 42. Molina, J. 2002. “Los recursos minerales y la minería como componentes del medio físico en la planificación territorial en Colombia”. En: Villas Boas, R.; Page, R. La minería en el contexto de la ordenación del territorio. CNPq/CYTED, Río de Janeiro, pp.171-195. 43. Montero, J. 2006. “El desarrollo compensado como alternativa a la sustentabilidad en la minería (aprehensión ético-cultural)”, Tesis presentada en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Filosóficas, La Habana, Cuba. 44. Morales, M.; Elena, V. 2011. “Modelo multidimensional para la educación medioambiental empresarial y el desempeño sostenible”, Observatorio iberoamericano del desarrollo local y la economía social. Revista académica del Grupo EUMED.NET, 5 (10). 45. Pelegrín, A.; Lamorú, P. 2011. “Reflexiones acerca del grado de avance de la Contabilidad Medioambiental en Cuba”. Revista de la Facultad de Contabilidad y Finanzas de la Universidad de la Habana. COFIN, 9 (18). 84 �46. Pearce, D. et al, 1995. Economía de los recursos naturales y del medio ambiente. Colegio de Economistas de Madrid. 47. Polo, C. 2005. “Las industrias extractivas y la aplicación de regalías a los productos mineros”. División de recursos naturales e infraestructura, CEPAL, (98), 59p. 48. Principales indicadores económicos 2007-2011. Banco Mundial. 2011. [En línea]. [Consultado 20111017] Disponible en: http://www.indexmundi.com/es/precios-demercado. 49. Quiroga, R. 2009. “Guía metodológica para desarrollar indicadores ambientales y de desarrollo sostenible en países de América Latina y el Caribe”. División de Manuales, CEPAL, (61), 129p. 50. Riera, P. 1992. Posibilidades y limitaciones del instrumental utilizado en la valoración de externalidades. Información Comercial Española, 711p. 51. Riera, P. et al, 2011. Manual de Economía Ambiental y de los recursos naturales, Ediciones Paraninfo, Madrid. 52. Rodríguez, R. 2008. Economía y Recursos Naturales. Una visión ambiental de Cuba. Apuntes para un texto, Editorial Universidad Autónoma de Barcelona. 53. Valdés, M. 2002. “Indicadores de sustentabilidad en la minería. Su materialización en Cuba”, Revista Indicadores de Sostenibilidad para la Industria Extractiva Mineral, Brasil. 18 (3). 54. Vale, E. 2002. Mining & Sustainable Development: The economic dimension in the selection of indicators. In: Villas Boas, R., Beinhoff, C. Indicators of Sustainability for the Mineral Extraction Industry. Río de Janeiro: CNPq/CYTED, pp.79-88. 55. Valencia, J. 2002. “Indicadores de sustentabilidad para la industria minera extractiva. Propuesta para la minería aurífera de Colombia”. En: Materiales del Evento de Indicadores de Sustentabilidad para la Industria Extractiva Mineral. CYTED – XIII. 56. Vallejo, O.; Guardado, R. 2000. “Propuesta de Indicadores Ambientales Sectoriales para el Territorio de Moa”. Revista Minería y Geología 17(3-4): 33-37. 57. Weston, J.; Copeland, T. 1995. Fundamentos de Administración Financiera, 10ma Ed. Editorial Mc. Grauw Hill. México, (2), 521p. 85 �GLOSARIO DE TÉRMINOS Y DEFINICIONES Colas: residuos no aprovechables resultante del procesamiento minero con contenido útil de mineral (Cuba. Ley 76∕1995). Depósitos minerales: acumulaciones de minerales o rocas, que por su calidad y cantidad, pudieran ser explotados como fuente de materias primas o de energía. Su cantidad se da en recursos. Cuando se habla de depósitos minerales no se trata de una acumulación cualquiera de rocas o minerales, sino de aquellos que son útiles al hombre para uno u otro fin. Eficacia: influencia de tomar decisiones oportunas para el logro de propósitos y metas. Significa, hacer las cosas correctas (Drucker, P. 1992). Eficiencia: empleo de métodos que posibilitan la utilización adecuada de los recursos, en otras palabras, hacer correctamente las cosas (Drucker, P. 1992). Escombros: conjunto de sobrantes originados como consecuencia del laboreo minero que será aprovechable con el desarrollo de una tecnología consecuente. Homogeneización: uniformización de la composición y la estructura de los elementos de un compuesto, obtenida mediante procedimientos físicos o químicos. Indicador: es una variable, un parámetro, una medida, un valor, para una medida, un instrumento de medida, una fracción que compara una cantidad, un índice, una pieza de información, una cantidad única derivada de una variable y utilizada para reflejar un atributo, un modelo empírico de indicadores como variables. Laboreos: arte de explotar las minas, haciendo las labores o excavaciones necesarias, fortificándolas, disponiendo el tránsito por ellas y, extrayendo las menas aprovechables. Laterita niquelífera: suelo de las regiones tropicales, caracterizado por la presencia de grandes porciones de níquel. Mena: porción útil de un mineral metalífero. 86 �Mina: obra resultante del conjunto de excavaciones e instalaciones superficiales y subterráneas que se realizan para la investigación y explotación de un yacimiento mineral. Minería o laboreo de minas: operación consistente en obtener de las minas los minerales en estado natural. Incluye las labores de reconocimiento, exploración, análisis químico de muestras, instalaciones accesorias de toda índole, labores preparatorias, extracción, ventilación y seguridad (Calvache, A. 1944). Recursos naturales: bienes que provee la naturaleza y que son utilizados por las personas, bien para consumirlos directamente, para ser utilizados en algún proceso de producción o para la producción de otros bienes. Los recursos naturales se clasifican en renovables y no renovables (Riera, P. et al, 2011). Recursos renovables: recursos naturales, cuya disponibilidad no es fija, puede aumentar o disminuir de acuerdo con la utilización que se haga de ellos y son capaces de reproducirse o regenerarse, por ejemplo: los bosques, los peces. Recursos no renovables: recursos naturales que no se regeneran y el ritmo de su utilización puede provocar su agotamiento, por ejemplo: el petróleo y los minerales. (Riera, P. et al, 2011) Reservas probadas: cantidad de mineral geológicamente extraíble y pendiente de explotación minera (Cuba. Ley 76∕1995). Yacimiento: cualquier acumulación natural de sustancias minerales en el suelo o en el subsuelo, que pueda ser utilizado y explotado como fuente de materia prima y como fuente de energía, y las concentraciones de piedras preciosas y semipreciosas y de cualquier otra sustancia mineral, cuya extracción tenga importancia económica. El monto de sus recursos se expresa en reservas. 87 �ANEXOS Anexo 1 Encuesta para determinar el coeficiente de competencia del experto. Nombre y apellidos: _____________________________________________ Usted ha sido seleccionado como posible experto para ser consultado respecto del grado de relevancia sobre el tema: impactos ambientales de la actividad minera de níquel. Antes de realizarle la consulta correspondiente y como parte del método empírico de investigación “consulta a expertos”, se necesita determinar su coeficiente de competencia �en este tema, a los efectos de reforzar la validez del resultado de la consulta que realizaremos. Por esta razón se le pide que responda las siguientes preguntas de la forma más objetiva que le sea posible. 1.- Marque con una cruz (X), en la tabla siguiente, el valor que se corresponde con el grado de conocimientos que usted posee sobre el tema: impactos ambientales de la actividad minera de níquel. Considere que la escala que se presenta es ascendente, es decir, el conocimiento sobre el tema referido va creciendo desde 0 hasta 10. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2.- Realice una autovaloración del grado de influencia que cada una de las fuentes que se presentan a continuación, ha tenido en su conocimiento y criterio sobre el tema“…”. Para ello marque con una cruz (X), según corresponda, en A (alto), M (medio) o B (bajo). Grado de influencia de cada una de las fuentes. Fuentes de argumentación. A (alto) M (medio) Análisis teórico realizado Su experiencia obtenida Trabajo de autores nacionales. Trabajo de autores extranjeros. Su propio conocimiento del estado del problema en el extranjero. Su intuición Anexo 2 Encuesta a expertos. Nombre y apellidos: ______________________________________________. Institución a la que pertenece: ______________________________________. Cargo actual: ____________________________________________________. Calificación profesional, grado científico o académico: Profesor: _____. Licenciado: _____. Ingeniero: _____. B (bajo) �Especialista: _____. Máster: _____. Doctor: _____. Años de experiencia en la profesión: ________________. Años de experiencia docente y en la investigación: ________________. Como parte del tema de Tesis “Procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel”, en opción al grado científico de Doctor en Ciencias Económicas, se está elaborando un procedimiento que permita perfeccionar los indicadores de eficiencia económica actuales en la minería de níquel. A continuación se presenta una tabla que relaciona los factores ambientales y el impacto correspondiente al proceso minero. A la derecha aparece la escala: MR: Muy relevante. PR: Poco relevante 1. R: Relevante. NR: No relevante. Marque con una cruz (X) el grado de relevancia que usted otorga a cada impacto ambiental. Encuesta a expertos, continuación. IMPACTOS AMBIENTALES PROVOCADOS POR LA ACTIVIDAD MINERA DE NÍQUEL MR R I. Microclima Cambios locales del microclima por la eliminación de la cubierta vegetal y los suelos II. Calidad del aire Emisiones continuas de polvo a la atmósfera III. Suelo Erosión IV. Relieve Ocurrencia de deslizamientos V. Hidrología (agua superficial y subterránea) Acumulación de sedimentos VI. Viales y tráfico terrestre PR NR �Incremento del tráfico terrestre VII. Recursos naturales y energéticos Aumento del consumo de agua y combustible VIII. Vegetación y flora terrestre Eliminación de la cobertura vegetal IX. Fauna terrestre Pérdida de especies X. Ente ecológico Afectación de ecosistemas XI. Paisaje Alteración de la calidad estética-visual del paisaje XII. Agentes sociales (Población) Deterioro de las condiciones higiénicas XIII. Agentes económicos (Infraestructura económica) Relocalización de la infraestructura 2. Mencione la o las fases de la actividad minera que provocan impactos ambientales. Puede relacionar la fase de la actividad minera con el número del factor ambiental que parece en la tabla anterior. Por ejemplo: R/ El impacto ambiental del factor II ocurre fundamentalmente en la fase transportación del mineral. 3. Escriba a continuación los impactos ambientales que usted considera deban ser incluidos o eliminados en esta propuesta: Impactos que se proponen ser incluidos 1. 2. 3. Anexo 3 Registro de obra Literaria en el Centro Nacional de Derecho Autor (CENDA) Título: Tratamiento contable para las afectaciones ambientales provocada por la explotación de yacimientos minerales en la empresa de níquel Comandante Ernesto Che Guevara �Autor: Lic. Clara Luz Reynaldo Argüelles Fecha: 26 de febrero del año 2009 � 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. 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 Procedimiento para la valoración económica y ambiental en la actividad minera de níquel Creator An entity primarily responsible for making the resource Clara Luz Reynaldo Arguelles 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 2013 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/f663c9512987e9b94c6c0945aaae4b29.pdf ecca78d89ef3be0a797bd09c2e1961d6 PDF Text Text FOLLETO Programa analítico de la asignatura Filosofía y Sociedad en el Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Colectivo de autores Departamento de Marxismo �Página legal   Título de la obra. Programa analítico de la asignatura Filosofía y Sociedad en el  Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, 45pp.  Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2013 ‐‐ ISBN: 978‐959‐16‐2171‐9    1. Autores: Dr. Noralis Columbié Puig                 MSc. Efraín Santos Rodríguez                 MSc. Josefina Breffe Suárez                                MSc. Arlenys Carbonell Pupo                                Lic. Maylén Carcassés Navarro    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  �Programa analítico de la asignatura Filosofía y Sociedad en el Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Autores: Dra. Noralis Columbié Puig M. Sc. Efraín Santos Rodríguez M. Sc. Josefina Breffe Suárez M. Sc. Arlenys Carbonell Pupo Lic. Maylén Carcassés Navarro Editorial Digital Universitaria, Moa Las Coloradas s/n Moa, Holguín, Cuba   1 �Introducción En Cuba la asignatura Filosofía y Sociedad responde a iguales programas, diseñados y orientados por el Ministerio de Educación Superior, pero en cada universidad el colectivo de profesores posee la prerrogativa de diseñar su programa de estudio, atendiendo a las particularidades específicas del contexto, las características de los docentes que imparten la materia y de los estudiantes que la reciben; esto se hace siempre que se respeten las sugerencias de invariantes y de contenidos que hace la Dirección Nacional de Educación Superior a partir de líneas educativas directrices. Por la repercusión que tiene esta asignatura en la preparación integral de los estudiantes universitarios se imparte en todas las carreras del Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, Cuba. Atendiendo a esta exigencia, un colectivo de especialistas consideró necesaria la elaboración de este material didáctico-metodológico con la intención de potenciar la autopreparación de los jóvenes docentes involucrados. Con la estructura de un Programa analítico se recogen los elementos que a continuación se presentan y que son de suma importancia para la preparación de las clases de la asignatura Filosofía y Sociedad: • Cantidad de horas para el desarrollo de las conferencias; • Cantidad de horas para el desarrollo de los seminarios; • Cantidad de horas para el desarrollo de las clases prácticas; • Dosificación general del contenido; • Objetivos educativos; • Objetivos instructivos; • Habilidades fundamentales de la asignatura que deben dominar los estudiantes; • Valores a desarrollar en los estudiantes; • Indicaciones metodológicas para el desarrollo de los contenidos; • Sistema evaluativo; • Temas, sumarios, objetivos generales, invariantes del contenido y bibliografías. objetivos específicos, Estos contenidos y demás aspectos docente–educativos son susceptibles de mejorarse y enriquecerse en las reuniones de colectivos de asignatura, a partir de las propuestas de los docentes y estudiantes.   2 �Este documento no es solamente una importante guía docente para el trabajo del profesor universitario, sino que también lo es para todos los estudiantes de primer año de cada una de las carreras de la educación superior. En él podrán encontrar los elementos esenciales y necesarios para la adquisición de conocimientos desde dicha materia y las principales fuentes bibliográficas donde encontrar los mismos. ACLARACIÓN IMPORTANTE: Contenidos que son estudiados (reiterados) en otros programas de las asignaturas de la Disciplina Marxismo-Leninismo, según recoge la tabla siguiente: Tabla 1. Contenidos Asignaturas Organización política de la sociedad y el Estado Teoría sociopolítica La ciencia como forma de la conciencia social. Aspectos generales sobre las ciencias y la tecnología Problemas sociales de las ciencias y la tecnología Globalización neoliberal Economía política Tabla 2. DOSIFICACIÓN DEL PROGRAMA ANALÍTICO POR CARRERAS No. Carrera Año y semestre en que se imparte Cantidad de horas Horas para conferencias Horas para seminarios y clases prácticas 80 h 46 h 32 h 1 Contabilidad y Finanzas Primer año Primer semestre 2 Ciencias de la Primer año Información Primer y segundo semestres 48 h 32 h 14 h 3 Geología 64 h 36 h 26 h 64 h 36 h 26 h Primer año Primer semestre 4 Minería Primer año Primer semestre   3 �5 Metalurgia Primer año 64 h 36 h 26 h 64 h 36 h 26 h 64 h 36 h 26 h 64 h 36 h 26 h Primer semestre 6 Eléctrica Primer año Primer semestre 7 Mecánica Primer año Segundo semestre 8 Informática Primer año Primer semestre Nota: En todas las carreras no se contabilizan dos horas dedicadas a una prueba parcial intrasemestral. Tab la 3 . DOS IF ICAC IÓ N DE LAS CONFER ENCIAS POR T EMA S No. Carrera Total de horas para conferencias Total de horas para cada tema de conferencia T1 T2 T3 T4 1 Contabilidad y Finanzas 46 h 8h 12 h 6h 20 h 2 Ciencias de la Información 32 h 6h 8h 4h 14 h 3 Geología 36 h 8h 10 h 4h 14 h 4 Minas 36 h 8h 10 h 4h 14 h 5 Metalurgia 36 h 8h 10 h 4h 14 h 6 Eléctrica 36 h 8h 10 h 4h 14 h 7 Mecánica 36 h 8h 10 h 4h 14 h 8 Informática 36 h 8h 10 h 4h 14 h Tabla 4. DOSIFICACIÓN DE LOS SEMINARIOS POR TEMAS No. 1   Carrera Contabilidad y Finanzas Total de horas para seminarios 30 h 4 Total de horas para cada tema de seminario T1 6h T2 6h T3 4h T4 14 h �2 Ciencias Información 3 de la 14 h 4h 4h 4h 2h Geología 26 h 6h 6h 8h 6h 4 Minas 26 h 6h 6h 8h 6h 5 Metalurgia 26 h 6h 6h 8h 6h 6 Eléctrica 26 h 6h 6h 8h 6h 7 Mecánica 26 h 6h 6h 8h 6h 8 Informática 26 h 6h 6h 8h 6h OBJETIVO EDUCATIVO DE LA ASIGNATURA Valorar, a partir de una concepción marxista–leninista del mundo, la relación hombre–naturaleza-sociedad, desde las condiciones sociohistóricas del Tercer Mundo y de Cuba, para enfrentar los retos y transformaciones sociales actuales. OBJETIVOS INSTRUCTIVOS DE LA ASIGNATURA • Explicar, desde hombre–mundo; posiciones teórico–metodológicas, la relación • Caracterizar la relación dialéctica existente entre ciencia–tecnología y cultura a partir de las leyes y categorías de la filosofía, de modo que contribuya a una formación axiológica e ideológica del profesional revolucionario y comprometido con el momento histórico concreto. HABILIDADES FUNDAMENTALES A DOMINAR POR LOS ESTUDIANTES   • Saber buscar las informaciones necesarias para abordar los temas de manera independiente; • Ser capaces de estudiar y analizar las fuentes directas (primarias) de la filosofía marxista leninista; • Dominar el trabajo con las obras de los clásicos del marxismo; • Analizar críticamente las posiciones de diferentes autores y ser capaces de discernir lo valedero en cada una de ellas, tanto en lo teórico como en lo práctico, en lo científico y en lo político e ideológico; • Establecer relaciones entre el enfoque filosófico y el de la carrera que cursa; 5 �• Defender los puntos de vista propios y saber escuchar los ajenos, para desarrollar la cultura del debate; • Argumentar, desde posiciones marxistas, los ideales humanistas como necesidad ética; • Saber aplicar los conocimientos axiológica sobre la vida. filosóficos a una concepción VALORES A DESARROLLAR EN LOS ESTUDIANTES • Capacidad de reflexión y análisis científico de la realidad; • Espíritu crítico y autocrítico; • Respeto; • Solidaridad; • Humanismo; • Honestidad y responsabilidad; • Fidelidad a la Revolución; • Internacionalismo; • Defensa de la identidad nacional. En sentido general, la asignatura propicia el fomento de una identidad cultural y de convicciones políticas e ideológicas en correspondencia con el proyecto social revolucionario cubano y su sistema político, desde una óptica científica, dialéctica, materialista, atea y antropológica del mundo. INDICACIONES METODOLÓGICAS   • La exposición del contenido se realiza a partir de una secuencia lógica que se tiene en cuenta desde el programa analítico; • Durante la impartición de la asignatura es necesario tener presente la existencia de otras asignaturas en la Disciplina Marxismo-Leninismo para propiciar y facilitar la vinculación de los contenidos y la profundidad en su tratamiento; • Es necesario insistirle a los estudiantes sobre el valor metodológico de la filosofía: 6 �a) Como concepción del mundo constituye un sistema integrador, totalizador, teórico y general, válido de ser aplicado a todas las asignaturas y en el modelo profesional del estudiante; b) Permite comprender la posición y labor del hombre en la realidad, como agente transformador de la sociedad y la naturaleza, a la vez que lo pertrecha de una función humanista y emancipatoria sobre la base de principios programáticos; c) Reafirma el abandono de la rígida concepción metafísica de dividir la filosofía en el materialismo dialéctico e histórico y como una de las tres partes integrantes del marxismo. Se impone un tratamiento holístico, desde la complejidad y la dialéctica; d) Es importante el estudio de la producción de la vida material como fundamento de la espiritual, sin llegar a reducir la segunda a la primera al margen de todo tipo de concepciones de determinismo economicista, planteando el papel social y humano de lo espiritual; e) Reafirma las raíces históricas nacionales de la opción socialista desde una perspectiva de lo universal inserto en lo singular. Permite expresar la correcta armonía entre marxismo, martianismo y fidelismo como ideología de la Revolución cubana.   7 �DOSIFICACIÓN GENERAL DEL CONTENIDO PROGRAMA DE 64 HORAS 18 CONFERENCIAS: 36 horas Tema I: 8 h Tema II: 10 h Tema III: 4 h Tema IV: 14 h 11 SEMINARIOS: 22 horas En el caso específico de la carrera de Contabilidad y Finanzas se desarrollan 16 seminarios con 30 horas (ver explicación en notas de la dosificación). Tema I: 6 h Tema II: 4 h Tema III: 2 h Tema IV: 10 h 2 CLASES PRÁCTICAS: 4 horas En el caso de la carrera de Contabilidad y Finanzas son 6 horas de clases prácticas. Tema II: 2 h: Análisis de la obra de Engels: El papel del trabajo en la transformación del mono en hombre. Obras Escogidas (OE) de Marx y Engels, t. 3, p. 66-79. Tema III: 2 h: Carácter marxista de la Revolución cubana. Tema IV: 2 h: La identidad cultural en la obra Nuestra América de José Martí. (Específicamente para la carrera de Contabilidad y Finanzas). Ver notas a continuación. NOTAS Y ACLARACIONES SOBRE LA DOSIFICACIÓN Primero: En el caso específico de la carrera de Contabilidad y Finanzas, independientemente de que se imparte el mismo contenido que en el resto de las carreras, deben desarrollarse cinco seminarios más sobre temas no concebidos en la planificación general:   8 �™ Seminario sobre la teoría del reflejo; ™ Seminario sobre la teoría de la verdad; ™ El contenido concebido para la concepción materialista de la historia y las formas de la conciencia social  se  dividirá en dos seminarios. 1. La concepción materialista de la historia: aborda las definiciones del ser social, conciencia social y su relación dialéctica. La ideología y la psicología social. 2. Formas de la conciencia social: aborda la conciencia política y su relación con la política; la jurídica y su relación con el derecho; la moral y su relación con la ética; la estética y su relación con el arte: todo desde la óptica de sus especificidades. Además se dividirá en dos seminarios el tema sobre la formación económica social y la relación naturaleza–sociedad: 1. La Formación Económica Social y su estructura (FES): aborda la definición de FES, base económica y superestructura, su relación dialéctica, el modo de producción y sus elementos: fuerzas productivas, relaciones de producción, su relación dialéctica. 2. Se desarrollará un seminario sobre la teoría de las clases sociales. 3. Se añade una clase práctica en el tema IV sobre identidad cultural en la obra de José Martí: Nuestra América, que permite demostrar la relación entre la mismidad y la otredad a través de lo universal y lo singular en la región geográfica, especificando en el caso de Cuba y su relación con la América Latina. Segundo: En el caso de la carrera de Ciencias de la Información se empleará igual concepción del contenido que Contabilidad y Finanzas, pero dividido en dos semestres. Todo quedará supeditado al criterio del profesor de la asignatura en la carrera.   9 �SISTEMA EVALUATIVO • Participación en seminarios; • Participación en clases prácticas; • Un examen intrasemestral (parcial) al concluir el segundo tema. En el caso específico de la carrera de Ciencias de la Información se aplica al concluir el primer tema, debido a que la misma recibe la Filosofía en dos semestres. En el segundo semestre, se procede de igual manera al concluir el tema III; • En los casos de estudiantes que no participan de manera sistemática en los seminarios, a criterio del profesor se pueden aplicar preguntas escritas sobre los temas seminariados u orientarles trabajos extraclases independientes; • Prueba final escrita. PLAN DE CONFERENCIAS Tema I: Naturaleza del saber filosófico. Especificidades de la filosofía como ciencia Conferencia 1: La filosofía como ciencia Sumario: 1. Surgimiento de la filosofía. Condicionamiento económico y social; 2. Evolución histórica de la filosofía como ciencia; 3. Objeto de estudio de la filosofía. Su relación con las ciencias particulares; 4. Carácter teórico-práctico de la filosofía. Sus funciones. Conferencia 2: El problema fundamental de la filosofía Sumario: 1. El problema fundamental de la filosofía. La relación pensar-ser. Sus dos aspectos; 2. La dialéctica y la metafísica como métodos; 3. Unidad entre el materialismo y la dialéctica; 4. Lo ideal y lo material como concepción del mundo.   10 �Conferencia 3: El Marxismo. pensamiento filosófico Surgimiento y revolución en el Sumario: 1. Contexto histórico, económico y social del surgimiento de la filosofía marxista. Premisas científico–naturales y fuentes teóricas; 2. La filosofía marxista como heredera de lo mejor del pensamiento anterior; 3. La filosofía marxista como revolución en el pensamiento filosófico; 4. Evolución del pensamiento de Marx y Engels desde posiciones hegelianas hacia el comunismo científico. Conferencia 4: El leninismo como continuidad Condiciones históricas de su surgimiento del marxismo. Sumario: 1. 2. 3. 4. El leninismo como continuidad del marxismo. Sus condiciones históricas; Labor filosófica y revolucionaria de V. I. Lenin; Aportes de Lenin al marxismo; La filosofía marxista-leninista como teoría general del desarrollo social y su relación con la experiencia histórico-concreta del llamado socialismo real. Crisis del marxismo. Tema II: La filosofía como concepción del mundo y metodología Conferencia 5: La unidad material del mundo Sumario: 1. Relación dialéctica entre concepción del mundo, concepción cotidiana, concepción filosófica y cuadro científico del mundo; 2. La concepción dialéctico-materialista de la realidad. Unidad material del mundo; 3. Materia y sus formas de existencia: tiempo, espacio y movimiento. Sus peculiaridades y formas de manifestarse. Conferencia 6: Teoría del reflejo Sumario: 1. 2. 3. 4.   El reflejo como forma de existencia de la materia. Tipos de reflejos; La conciencia como forma superior del reflejo; La conciencia social e individual, su interrelación dialéctica; Carácter creador y transformador de la conciencia. 11 �Conferencia 7: La dialéctica como ciencia y metodología Sumario: 1. 2. 3. 4. La dialéctica materialista como teoría general del desarrollo; Dialéctica objetiva y subjetiva. Su relación dialéctica; Principios de la dialéctica; La dialéctica como ciencia. Conferencia 8: Las leyes de la dialéctica Sumario: 1. Definición filosófica de ley; 2. Ley, unidad y lucha de los contrarios. Sus categorías y forma en que opera; 3. Ley de los cambios cuantitativos en cualitativos y viceversa. Calidad, propiedad, cantidad, medida y salto. Formas de manifestarse; 4. Ley de la negación de la negación. Su manifestación. Conferencia 9: Las categorías de la dialéctica Sumario: 1. Definición de categoría; 2. Pares de categorías: causa-efecto, contenido-forma, esencia-fenómeno, casualidad-causalidad, posibilidad-realidad, libertad-necesidad, lo singular, particular y general; 3. Valor metodológico de las categorías de la dialéctica. Tema III: Teoría marxista del conocimiento, su relación con la lógica y la dialéctica Conferencia 10: Teoría marxista del conocimiento Sumario: 1. 2. 3. 4. Objeto-sujeto del conocimiento. Papel de la práctica social; Tipos de práctica social; Práctica, valoración y valor; Conocimiento sensorial y racional. Conferencia 11: Teoría marxista del conocimiento (continuación) 1. Conocimiento empírico y teórico; 2. Teoría leninista de la verdad. Verdad absoluta y relativa. La práctica como fundamento de la verdad; 3. Relación dialéctica entre lógica, dialéctica y teoría del conocimiento.   12 �Tema IV: La concepción materialista fundamento del desarrollo social de la historia como Conferencia 12: Concepción materialista de la historia 1. Ser social-conciencia social. Relación dialéctica; 2. Formas de la conciencia social, su relación con la ideología y la psicología social; 3. Importancia de las ideas de transformación social. Martí y Fidel. Importancia que le conceden a las ideas en el proceso revolucionario. Conferencia 13: Las formas de la conciencia social 1. Conciencia política, jurídica y estética. Función de la política en el proceso revolucionario cubano y latinoamericano actual. Principales pensadores: Bolívar, Martí, Fidel, Che y Mariátegui; 2. Conciencia moral. Ética, axiología y valores; 3. Valores objetivos y subjetivos e institucionales. Su relación dialéctica. Conferencia 14: La religión como forma de la conciencia social 1. La religión como forma de la conciencia social. Definición, características y funciones en el contexto actual; 2. Religiones universales. Principales características; 3. Manifestaciones religiosas en Cuba; 4. La religión en América Latina, su función emancipadora. . Conferencia 15: Relación naturaleza-sociedad 1. La FES. Sus tipos y principales características; 2. Base económica y superestructura como elementos de la FES; 3. Papel determinante de la producción de bienes materiales en el desarrollo social; 4. Relación naturaleza-sociedad. Crisis ecológica y su influencia en el desarrollo social. Conferencia 16: Las clases sociales 1. Surgimiento y desarrollo de las clases. Su condicionamiento histórico; 2. Definición leninista de clases sociales; 3. La lucha de clases como fundamento del desarrollo social.   13 �Conferencia 17: Teoría de la Revolución social 1. La Revolución social. Condiciones objetivas y subjetivas. Situación revolucionaria; 2. Fuerzas motrices de la Revolución. Los sujetos sociales de los procesos revolucionarios actuales en América Latina. Masas populares y personalidad en la historia. Pensamiento del Fidel sobre el tema; 3. Revolución, progreso social, revolución, reforma y contrarrevolución; 4. El marxismo-leninismo y la Revolución cubana. Conferencia 18: Cultura e identidad 1. 2. 3. 4. Definición de cultura e identidad. Relación dialéctica; Globalización cultural y posmodernismo; Cultura, enajenación y emancipación; Identidad latinoamericana contra neoliberalismo. PLAN DE SEMINARIOS S 1: Clase 1: Naturaleza del saber científico S 2: Clase 2: Problema fundamental de la filosofía S 3: Clases 3 y 4: El marxismo-leninismo S 4: Clases 5 y 6: Unidad material del mundo. Materia y sus atributos S 5: Clases 7 y 8: Dialéctica, principios y leyes S 6: Clase 9: Categorías de la dialéctica S 7: Clases 10 y 11: Teoría del conocimiento S 8: Clases 12 y 13: Concepción materialista de la historia. Formas de la conciencia social S 9: Clase14: La religión como forma de la conciencia social S 10: Clase15: La FES. Relación naturaleza-sociedad S 11: Clase 18: Cultura–identidad. Globalización cultural   14 �TRATAMIENTO DIDÁCTICO DE LAS CONFERENCIAS Tema I: Naturaleza del saber filosófico. Especificidades de la filosofía como ciencia Conferencia 1: La filosofía como ciencia Sumario: 1. Surgimiento de la filosofía. Condicionamiento económico y social; 2. Evolución histórica de la filosofía como ciencia; 3. Objeto de estudio de la filosofía. Su relación con las ciencias particulares; 4. Carácter teórico-práctico de la filosofía. Sus funciones. Objetivo general: Demostrar las especificidades que posee la filosofía en comparación con otras ciencias particulares, que la convierten en la más general de todas las ciencias. Objetivos específicos: • Explicar las condiciones económicas y sociales que dieron lugar al surgimiento y desarrollo de la filosofía como ciencia; • Analizar la evolución histórica de la filosofía como ciencia; • Evaluar cómo fue evolucionando el objeto de estudio de la filosofía hasta la declaración del mismo en el siglo XIX; • Definir el objeto de estudio de la filosofía y su carácter general al compararse con el de otras ciencias particulares. Invariantes del contenido:   • Forma en que se valoraba el mundo en la comunidad primitiva antes del surgimiento de la filosofía; • Condiciones económicas, sociales, científicas condicionaron el surgimiento de la filosofía; • Significado etimológico del término filosofía; 15 y prácticas que �• La filosofía como madre de las ciencias y ciencia de las ciencias. Su explicación y comparación con respecto a otras ciencias; • Surgimiento y desarrollo de la filosofía como ciencia. Sistemas y escuelas filosóficas más importantes en su evolución. Grecia y Roma en la antigüedad, el feudalismo, el renacimiento, la filosofía inglesa del siglo XVII, la ilustración francesa del siglo XVIII, la ilustración alemana del siglo XIX; • Formulación del objeto de estudio de la filosofía moderna. Su relación con las ciencias particulares; • Funciones de la filosofía: cosmovisiva, lógico-metodológica, gnoseológica, axiológica, práctico-revolucionaria, ética, estética, hegemónica, humanista–emancipatoria e ideológica; • Demostrar el carácter teórico–práctico de la filosofía a partir de sus funciones. Bibliografía: 1. Engels, Federico: Dialéctica de la naturaleza. Editorial Grijalbo, México, 1961, p. 173–174. 2. Guadarrama, Pablo y Carmen Suárez Gómez: “Para qué filosofar. Funciones de la Filosofía”. En: Filosofía y Sociedad, t. 1, primera parte. Editorial Félix Varela, La Habana, 2001, p. 44–66. 3. Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981. 4. Iovchuk, M. T. y T. I. Oizerman: Historia de la Filosofía, t. 1. Editorial Progreso, Moscú, 1978, p. 5–23. 5. Sánchez Linares, Felipe: “La Filosofía. Su objeto y las esferas de la contraposición filosófica”. En: Filosofía Marxista Leninista. Materialismo Dialéctico e Histórico, t. 1, Sección 2. Editorial ENPES, Santiago de Cuba, 1980, p. 129–175. 6. García Galló Gaspar Jorge: Cómo la Filosofía se hace ciencia con el Marxismo. En: Filosofía Ciencia e Ideología. Primera parte. Qué es Filosofía, pág. 7 – 36. Cuarta parte: Raíces gnoseológicas de la Filosofía Marxista- Leninista. Breve recorrido por la Historia de la Filosofía hasta Feuerbach. Editora Científico –técnica, La Habana, 1980, p. 147–223. 7. Colectivo de autores: Lecciones de Filosofía Marxista-leninista, t. 1. Editorial Félix Varela, La Habana, 2005, p. 3–19. 8. Colectivo de autores: Filosofía Marxista, t. 1. Editorial Félix Varela, La Habana, 2009, p. V–VII.   16 �9. Colectivo de autores: Filosofía Marxista, t. 1. Editorial Félix Varela, La Habana, 2009, p. 3–74. Conferencia 2: El problema fundamental de la filosofía Sumario: 1. El problema fundamental de la filosofía. La relación pensar-ser. Sus dos aspectos; 2. La dialéctica y la metafísica como métodos; 3. Unidad entre el materialismo y la dialéctica; 4. Lo ideal y lo material como concepción del mundo. Objetivo general: Evaluar la relación existente entre el pensar y el ser como problema fundamental de la filosofía y su importancia metodológica en la concepción y comprensión del mundo. Objetivos específicos: • • • • Definir el problema fundamental de la filosofía en su doble aspecto; Explicar el partidismo filosófico a partir de la toma de posición ante el problema fundamental de la filosofía; Analizar la dialéctica como método del conocimiento y transformación del mundo, a través de la posición materialista ante el problema fundamental de la filosofía; Definir lo ideal y lo material y su relación dialéctica, a partir de la interpretación del problema fundamental de la filosofía. Invariantes del contenido: • • • • • • •   El problema fundamental de la filosofía en sus dos aspectos: ontológico y gnoseológico; El partidismo filosófico: idealismo y materialismo a partir de la explicación del problema fundamental de la filosofía; Expresiones históricas de idealismo y materialismo: materialismo ingenuo, vulgar y dialéctico. Idealismo objetivo y subjetivo; Posiciones ante el problema ontológico: monismo y dualismo; Posiciones ante el problema gnoseológico: gnosticismo, agnosticismo y escepticismo; Por qué este es el problema fundamental de la filosofía y no otro; Explicar el método dialéctico y su relación con la posición materialista; 17 �• • • Reconocimiento de la existencia de la dialéctica en posiciones idealistas; Vínculo de lo ideal y lo material con el problema fundamental de la filosofía. La relación dialéctica entre el pensar y el ser; Relación de determinación del ser y de influencia del pensar. Bibliografía: 1. Engels, Federico: “Ludwing Feuerbach y el fin de la filosofía clásica alemana”. En: Obras Escogidas, t. 3. Editorial Progreso, Moscú, 1970, p. 353–395. 2. Engels, Federico: “Introducción a la Dialéctica de la Naturaleza”. En: Obras Escogidas, t. 3. Editorial Progreso, Moscú, 1970, p. 39–56. 3. Engels, Federico: “Viejo prólogo al Antidüring. Sobre la dialéctica”. En: Obras Escogidas, t. 3. Editorial Progreso, Moscú, 1970, p. 57–65. 4. Lenin, V. I.: Materialismo y Empiriocriticismo. Los partidos en filosofía y los filósofos acéfalos. En: Selección de Textos de Marx, Engels y Lenin, t. 1. Editorial Ciencias Sociales, La Habana, 1972, p. 179–216. 5. Lenin, V. I.: “El significado del materialismo militante”. En: Obras Escogidas, t. 3. Editorial Progreso, Moscú, 1981, p. 681–689. 6. Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981. 7. Colectivo de autores: Lecciones de Filosofía Marxista-leninista, t. 1. Editorial Félix Varela, La Habana, 2005, p. 10–30. 8. Colectivo de autores: Filosofía Marxista, t. 1. Editorial Félix Varela, La Habana, 2009, p. 9-40. 9. Sánchez Linares, Felipe: “La lucha entre el materialismo y el idealismo, ente la dialéctica y la metafísica en la filosofía premarxista”. Sección 1, Capítulo 1. En: Filosofía Marxista Leninista. Materialismo Dialéctico e Histórico, t. 1. Editorial ENPES, Santiago de Cuba, 1980, p. 13–99. Conferencia 3: El Marxismo. pensamiento filosófico Surgimiento y revolución en el Sumario: 1. Contexto histórico, económico y social del surgimiento de la filosofía marxista. Premisas científico–naturales y fuentes teóricas; 2. La filosofía marxista como heredera de lo mejor del pensamiento anterior; 3. La filosofía marxista como revolución en el pensamiento filosófico; 4. Evolución del pensamiento de Marx y Engels desde posiciones hegelianas hacia el comunismo científico.   18 �Objetivo general: Demostrar que el surgimiento y desarrollo del marxismo, como concepción del mundo e ideología, constituyó una revolución científica en el pensamiento filosófico. Objetivos específicos: 1. Explicar el contexto histórico, económico, político y social que condicionó el surgimiento del marxismo; 2. Valorar las premisas científico–naturales y las fuentes teóricas que dieron lugar al surgimiento del marxismo y su confirmación científica como concepción del mundo; 3. Demostrar cómo el marxismo aventajó todo pensamiento filosófico anterior; 4. Analizar el condicionamiento y superación que sufrió el pensamiento de Carlos Marx y Federico Engels, desde posiciones hegelianas hacia el comunismo científico. Invariantes del contenido: • Condiciones económicas, políticas y sociales que determinaron el surgimiento del marxismo; • Fuentes teóricas del surgimiento del marxismo. No limitarse solo a la Filosofía Clásica Alemana, la Economía Política Clásica Inglesa y al Socialismo Utópico Francés. Qué elementos tomaron de cada una de ellas, esencialmente; • Las partes que componen el marxismo. La superación con respecto a las fuentes; • Evolución del pensamiento de hegelianos hacia el comunismo; • Aportes del marxismo al pensamiento filosófico que lo instauró como nueva concepción del mundo: unidad entre la dialéctica, materialismo, ateísmo, antropología y humanismo. Marx y Engels, desde jóvenes Nota: Referirse a aportes y descubrimientos tales como:   • Problema fundamental de la filosofía; • Objeto de estudio de la filosofía; 19 �• Unidad entre lo sensorial y lo racional; • Papel de la praxis revolucionaria; • Condicionamiento de las clases y la lucha de clases como fundamento del desarrollo social; • Definición de FES; • Base económica y superestructura; • Modos de producción y su relación con las fuerzas productivas y las relaciones de producción; • La plusvalía; • La misión histórica universal del proletariado; • Labor científica y revolucionaria de Marx y Engels. Sus principales obras como aporte teórico. Sus labores en las Internacionales; • Partes que conforman el marxismo: filosofía, economía política y comunismo científico; • Cómo y por qué el marxismo se convierte en la ideología del proletariado. en el conocimiento y la transformación Bibliografía: 1. Engels, Federico: Ludwing Feuerbach y el fin de la filosofía clásica alemana. En: Obras Escogidas, t. 3. Editorial Progreso, 1974, Moscú, p. 353-395. 2. -----------------: Del Socialismo utópico al Socialismo Científico. En: Obras Escogidas, t. 3. Editorial Progreso, Moscú, 1974, p. 98-160. 3. -----------------: “Discurso ante la tumba de Carlos Marx”. En: Selección de Textos, de Marx, Engels y Lenin, t. 1. Editorial Ciencias Sociales, La Habana, 1972, p. 48–50. 4. Marx y Engels: Manifiesto del Partido Comunista. En: Obras Escogidas, t. 1. Editorial Progreso, Moscú, 1974, p. 110-140. 5. Lenin, V. Ilich: Carlos Marx y Federico Engels. Tres fuentes y tres partes integrantes del marxismo. Acerca de algunas particularidades del desarrollo del marxismo y Vicisitudes históricas de la doctrina de Carlos Marx. En: Selección de textos de Marx, Engels y Lenin, t. 1. Editorial Ciencias Sociales, La Habana, 1972, p. 51–75, 87–98.   20 �6. Cabrera Rodríguez, Carlos: “Marxismo: ¿Tres partes integrantes? ¿Una sola pieza?”. En: Filosofía y Sociedad, t. 1. Editorial Félix Varela, La Habana, 2001, p. 48–43. 7. Guadarrama, Pablo: “El marxismo no es un hongo. Fuentes teóricas del marxismo” y “Premisas teóricas, sociales, económicas y políticas del surgimiento del marxismo”. En: Filosofía y Sociedad, t. 1. Editorial Félix Varela, La Habana, 2001, p. 3–37. 8. Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981. 9. Colectivo de autores: “Carlos Marx y Federico Engels. La sacudida de un mundo y el surgimiento de otro”. En: Tabloide Universidad para Todos. Primera y Segunda parte. Editorial Academia, La Habana, 2012. Conferencia 4: El leninismo como continuidad Condiciones históricas de su surgimiento del marxismo. Sumario: 1. 2. 3. 4. El leninismo como continuidad del marxismo. Sus condiciones históricas; Labor filosófica y revolucionaria de V. I. Lenin; Aportes de Lenin al marxismo; La filosofía marxista leninista como teoría general del desarrollo social y su relación con la experiencia histórico concreta del llamado socialismo real. Crisis del marxismo. Objetivo general: Analizar cómo el leninismo es la continuidad del marxismo en la etapa superior y última del desarrollo del capitalismo: el imperialismo. Objetivos específicos: • • •   Argumentar las condiciones económicas, políticas, sociales y científicas que dieron lugar al surgimiento del marxismo en nuevas condiciones históricas: el imperialismo, a finales del siglo XIX e inicios del XX; Explicar la labor filosófica y revolucionaria de Lenin en defensa del marxismo y de la clase proletaria; Explicar los aportes de Lenin al marxismo como aplicación del mismo a nuevas condiciones económicas, políticas y sociales del desarrollo del capitalismo; 21 �• Analizar las condiciones que determinaron el derrumbe del campo socialista y de la URSS, así como sus consecuencias para el marxismo como filosofía e ideología. Invariantes del contenido: • Condiciones históricas, económicas y sociales del surgimiento del leninismo como continuidad del marxismo en la época del imperialismo. Caracterización del imperialismo como fase superior y última del capitalismo; • Labor de Lenin como filósofo y dirigente político marxista, antes y después del poder político revolucionario. Dirigente de la Tercera Internacional; • Principales obras escritas por Lenin, sus aportes al marxismo: referirse a la definición de materia, la teoría del reflejo, la teoría de la verdad, teoría del conocimiento (la praxis, la vía dialéctica del conocimiento), la mal llamada crisis de la física, la teoría de la revolución social, la dictadura del proletariado, la definición de clases sociales, el estado socialista, el partido de nuevo tipo, etc.; • La desaparición del sistema socialista mundial, el desmerengamiento de la URSS, causas que la originaron y sus consecuencias; • La llamada crisis del marxismo. La pérdida de perspectivas del socialismo como sistema social y del marxismo como filosofía e ideología. La unipolaridad del mundo, la globalización neoliberal. El posmodernismo: la muerte de la historia de la filosofía y de las ideologías. Sus principales fundamentos; • El despertar del socialismo y de la izquierda a nivel mundial en los momentos actuales. Condiciones que lo determinan. Vigencia del marxismo leninismo como filosofía e ideología. Bibliografía: 1. Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981. 2. Castro, Fidel: De la charla sobre el PURS. En: Selección de textos de Carlos Marx, Federico Engels y Vladimir I. Lenin t. 1. Editorial Ciencias Sociales, La Habana, 1972, p. 3–7. 3. Betto, Frei y Darcy Rivero: Debates sobre el marxismo. Revista Casa de Las Américas No. 176.   22 �4. Martínez Heredia, Fernando: Historia y Marxismo. La Gaceta de Cuba, La Habana, 1995. 5. Hart Dávalos, Armando: Las Ciencias Sociales y el Pensamiento Contemporáneo. Imprenta de la Dirección de Información del Ministerio de Cultura, 1984. 6. Colectivo de autores: Lecciones de Filosofía Marxista–leninista, t. 1. Editorial Félix Varela, La Habana, 2005, p. 140. Tema II: La filosofía como concepción del mundo y metodología Conferencia 5: La unidad material del mundo Sumario: 1. Relación dialéctica entre concepción del mundo, concepción cotidiana, concepción filosófica y cuadro científico del mundo; 2. La concepción dialéctico materialista de la realidad. Unidad material del mundo; 3. Materia y sus formas de existencia: tiempo, espacio y movimiento. Sus peculiaridades y formas de manifestarse. Objetivo general: Argumentar que la unidad material del mundo no solo consiste en su ser, sino en su materialidad, manifiesta en la materia, sus formas de existencia y su relación con lo espiritual. Objetivos específicos: • Explicar la relación dialéctica que existe entre concepción cotidiana, concepción filosófica y cuadro científico del mundo en la interpretación y concepción del mundo; • Demostrar que la unidad material del mundo no radica en su ser, sino en su materialidad como elementos de la concepción del mundo; • Definir a la materia, el movimiento, tiempo y el espacio como formas de existencia de la misma. Invariantes del contenido: •   Definir concepción cotidiana; 23 �• Definir concepción filosófica; • Definir cuadro científico del mundo; • Definir concepción del mundo; • Establecer la relación dialéctica entre concepción cotidiana, concepción filosófica y el cuadro científico del mundo como elementos de la concepción del mundo; • Definir materia y su valor metodológico en la comprensión y concepción del mundo; • Definir movimiento y sus características. Automovimiento y movimiento. Sus formas de existencia: mecánico, físico, químico, biológico y social. Su interrelación dialéctica desde formas inferiores hacia superiores; • Definir espacio y sus características; • Definir tiempo y sus características; • Establecer la relación dialéctica entre materia, movimiento, espacio y tiempo, como unidad material del mundo. Bibliografía: 1. Lenin, V. Ilich: “Materialismo y empiriocriticismo”. En: Obras Completas, t. 14, p. 259. 2. Engels, Federico: Anti-Dühring. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1981. Primera Parte Filosofía, pp. 76–77, 149, 297–298, 328–329, 393– 394, 462–463. 3. Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981. Conferencia 6: Teoría del reflejo Sumario: 1. 2. 3. 4.   El reflejo como forma de existencia de la materia. Tipos de reflejos; La conciencia como forma superior del reflejo; La conciencia social e individual, su interrelación dialéctica; Carácter creador y transformador de la conciencia. 24 �Objetivo general: Argumentar el reflejo como atributo universal de la materia y la conciencia como su forma superior que demuestra la relación dialéctica entre lo material y lo ideal como unidad del mundo. Objetivos específicos: • Definir el reflejo como atributo universal de la materia en evolución desde formas inferiores a superiores; • Explicar la conciencia como la forma superior y más compleja del reflejo; • Establecer la relación individual y social; • Demostrar el carácter creador y transformador de la conciencia, como expresión de una huella que se manifiesta socialmente. dialéctica existente entre la conciencia Invariantes del contenido:   • Definir el reflejo como atributo universal de la materia; • Explicar las diferentes formas de reflejo: inorgánico y orgánico: reflejo mecánico, físico, químico, biológico, psíquico y social; • Argumentar las formas en que se manifiesta el reflejo biológico y psíquico: irritabilidad, sensibilidad, intuición y psiquis; • Definir la conciencia. Conciencia social e individual, su relación dialéctica; • Relación dialéctica entre materia y conciencia. Explicar cómo la conciencia, como lo ideal, es el reflejo de lo material; • Factores fisiológicos y sociales que determinan el surgimiento y desarrollo de la conciencia; • Relación dialéctica entre conciencia social e individual. Cómo la conciencia individual se puede adelantar, retrasar o estar al mismo nivel que la conciencia social; • Papel activo, creador y transformador de la conciencia en lo material y lo espiritual; • Explicar la huella en la conciencia como forma superior del reflejo; 25 �• Interrelación dialéctica entre los diferentes tipos de reflejos; • Relación dialéctica entre el reflejo y las demás formas universales de existencia de la materia. Relación con el movimiento, el tiempo y el espacio. Bibliografía: 1. Lenin, V. Ilich: “Materialismo y empiriocriticismo”. En: Obras Completas, t. 14. Editorial Progreso, Moscú. 2. Engels, Federico: “Papel del trabajo en la transformación del mono en hombre”. En: Obras Escogidas, t. 3. Editorial Progreso, Moscú, 1974, p. 66–79. 3. Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981. 4. Colectivo de autores: Lecciones de Filosofía Marxista-leninista, t. 1. Editorial Félix Varela, La Habana, 2005, p. 216–266. Conferencia 7: La dialéctica como ciencia y metodología Sumario: 1. 2. 3. 4. La dialéctica materialista como teoría general del desarrollo; Dialéctica objetiva y subjetiva. Su relación dialéctica; Principios de la dialéctica; La dialéctica como ciencia. Objetivo general: Analizar la dialéctica como metodología y ciencia acerca de la teoría general del desarrollo. Objetivos específicos: • Definir la dialéctica como ciencia general del desarrollo; • Establecer la relación dialéctica entre dialéctica objetiva y subjetiva; • Explicar los principios en que se sustenta la dialéctica como metodología y ciencia. Invariantes del contenido: •   Definir qué es dialéctica, en contraposición a la metafísica como método; 26 �• Definir dialéctica objetiva y subjetiva. Su relación dialéctica; • Definir qué es un principio y explicar los principios de la dialéctica: el desarrollo, la concatenación universal, materialidad del mundo, determinismo y causalidad, contradicción y unidad, lo histórico– concreto, la unidad entre la lógica, la dialéctica y la teoría del conocimiento (No profundizar en este aspecto, luego se realizará, cuando concluya el tema 3); • Definir a la dialéctica como ciencia y su relación con el objeto de estudio de la filosofía; • Explicar el valor metodológico del conocimiento y aplicación de los principios de la dialéctica. Bibliografía: 1. Lenin, V. Ilich: “En torno a la dialéctica”. En: Obras Escogidas, t. 4. Editorial Progreso, Moscú, 1976, p. 366–412. 2. --------------: Cuadernos Filosóficos. Editora Política, La Habana, 1983. 3. --------------: “Carlos Marx”. Parte Dialéctica. En: Obras Completas, t. 21, p. 82–92. 4. --------------: “Carlos Marx”. En: Obras Escogidas, t. 1, p. 30–32. 5. Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981. Conferencia 8: Las leyes de la dialéctica Sumario: 1. Definición filosófica de ley; 2. Ley unidad y lucha de los contrarios. Sus categorías y forma en que opera; 3. Ley de los cambios cuantitativos en cualitativos y viceversa. Calidad, propiedad, cantidad, medida y salto. Formas de manifestarse; 4. Ley de la negación de la negación. Su manifestación. Objetivo general: Argumentar el carácter universal, científico y metodológico de las leyes de la dialéctica.   27 �Objetivos específicos: • • • • Definir ley desde el punto de vista filosófico y sus diferencias con las leyes de las ciencias particulares y las jurídicas; Explicar la ley de unidad y lucha de contrarios por intermedio de sus categorías; Explicar la ley de los cambios cualitativos en cuantitativos y viceversa, con su sistema categorial; Explicar la ley de la negación de la negación mediante la primera y segunda negación. Invariantes del contenido: • • • • • • • • • Definir filosóficamente qué es ley; Diferenciar el estudio de la naturaleza de la sociedad, desde el punto de vista del conocimiento de sus leyes; Establecer la diferencia entre las leyes de la dialéctica y las leyes jurídicas; Explicar la ley de unidad y lucha de contrarios, su manifestación a través de las categorías: contrarios, unidad, lucha, identidad, distinción y conflicto; Explicar la ley de los cambios cualitativos en cuantitativos y viceversa a partir de las categorías: cualidad, propiedad, cantidad, medida y salto; Explicar la ley de la negación de la negación a partir de las categorías negación y negación de la negación; Poner ejemplos de cómo se manifiestan las leyes; Establecer la relación dialéctica existente entre las leyes de la dialéctica. Explicar que solo se pueden separar desde el punto de vista metodológico; En qué consiste el valor metodológico de las leyes de la dialéctica. Bibliografía: 1. Lenin, V. Ilich: “En torno a la dialéctica”. En: Obras Escogidas, t. 4. Editorial Progreso, Moscú, 1976, p. 366–412. 2. Idem: Cuadernos Filosóficos. Editora Política, La Habana, 1983. 3. Engels, Federico: Anti-Duhring. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1981. Primera Parte Filosofía. Cap. 11, 12, 13, p. 132–174. 4. Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981.   28 �Conferencia 9: Las categorías de la dialéctica Sumario: 1. Definición de categoría; 2. Pares de categorías: causa-efecto, contenido-forma, esencia-fenómeno, casualidad-causalidad, posibilidad-realidad, libertad-necesidad, lo singular, particular y general; 3. Valor metodológico de las categorías de la dialéctica. Objetivo general: Demostrar el carácter científico, metodológico y universal de las leyes de la dialéctica. Objetivos específicos: 1. Definir qué es una categoría filosófica y su contenido general, teórico y universal, en comparación con las categorías de las ciencias particulares; 2. Establecer las categoriales; relaciones dialécticas existentes entre los pares 3. Argumentar la importancia metodológica de las categorías filosóficas. Invariantes del contenido:   • Definir qué es una categoría filosófica. Demostrar su carácter general, teórico, abstracto y universal al compararla con categorías de ciencias particulares; • Explicar que las categorías, por su forma, son subjetivas y por su contenido, objetivas. Aprovechar para explicar la relación entre la dialéctica objetiva y subjetiva; • Definir y relacionar dialécticamente: lo general, particular y singular. Ejemplificar; • Definir y relacionar dialécticamente: Manifestación del motivo. Ejemplificar; • Definir y relacionar dialécticamente: la causalidad con la casualidad. Ejemplificar; • Definición y relación dialéctica entre contenido y forma. Ejemplificar; 29 la causa y el efecto. �• Definir y relacionar dialécticamente: Manifestación de lo aparente. Ejemplificar; esencia y fenómeno. • Definir y relacionar dialécticamente: la casualidad Ejemplificar; • Definir y relacionar dialécticamente: la necesidad con la libertad. Ejemplificar; • Definir y relacionar dialécticamente: la posibilidad con la realidad. Probabilidades y condiciones para que lo posible se convierta en real. Ejemplificar; • Mencionar la existencia de otras categorías tales como: el todo-la parte, sistema–estructura, abstracto–concreto, lo lógico–histórico, inducción-deducción, análisis–síntesis, etc.; • Explicar que el estudio de las categorías en pares se realiza para una mejor comprensión metodológica, pero que todas operan a la vez; • Argumentar la importancia metodológica del conocimiento y aplicación de las categorías de la dialéctica desde el punto de vista científico, práctico revolucionario y en el actuar cotidiano; • Explicar la relación dialéctica existente entre principios, categorías y leyes de la dialéctica. y necesidad. Bibliografía: 1. Lenin, V. Ilich: Cuadernos Filosóficos. Editora Política, La Habana, 1983. 2. Engels, Federico: Anti-Dühring. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1981. Primera Parte. Filosofía. 3. Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981. 4. García Galló, Gaspar Jorge: Categorías del materialismo dialéctico. Editorial Gente Nueva, La Habana, 1984, p. 95. 5. Zardoya Loureda, Rubén: “¿Son conceptos las categorías?”. En: Filosofía y Sociedad, t. 1. Editorial Félix Varela, La Habana, 2001, p. 239–248. Tema III: Teoría marxista-leninista del conocimiento. Su relación con la lógica y la dialéctica Conferencia 10: Teoría marxista del conocimiento   30 �Sumario: 1. 2. 3. 4. Objeto-sujeto del conocimiento. Papel de la práctica social; Tipos de práctica social; Práctica, valoración y valor; Conocimiento sensorial y racional. Objetivo general: Valorar el conocimiento como un proceso sistémico, lógico y dialéctico. Objetivos específicos: • • • • Explicar el objeto y sujeto como proceso de inicio del conocimiento, mediado por la práctica social; Definir la práctica social y las diferentes maneras en que se manifiesta; Establecer la relación dialéctica existente entre práctica, valoración y valor; Analizar la etapa sensorial y racional del conocimiento como un proceso complejo y dialéctico. Invariantes del contenido:   • Definir qué se entiende por teoría del conocimiento; • Definir qué es conocimiento. Características del mismo y su contradicción dialéctica: es infinito y finito, soberano y limitado. Se mueve de lo conocido a lo desconocido y de lo desconocido, hacia lo conocido, de lo completo a lo incompleto y viceversa, de lo simple a lo profundo y viceversa, de lo simple a lo complejo, de lo sensorial a lo racional y viceversa, de lo empírico a lo teórico y viceversa, de lo concreto a lo abstracto y viceversa; • Definir qué es objeto y sujeto del conocimiento. Su relación dialéctica. Cómo el sujeto del conocimiento también se puede transformar en objeto; • Definir qué es práctica social. Su papel mediador entre el objeto y el sujeto del conocimiento; • Explicar las diferentes maneras en que se puede manifestar la práctica social: práctica cotidiana, laboral, productiva, material, científica, técnica, artística, revolucionaria; • La práctica social como punto de partida y final del conocimiento; 31 �• Definir qué es valoración y valor. La relación dialéctica existente entre práctica, valoración y valor. Su importancia en el proceso del conocimiento; • Argumentar la etapa sensorial del conocimiento. Definir sensaciones, percepciones y representaciones. Su relación dialéctica; • Explicar la etapa racional del conocimiento. Definir conceptos, juicios y razonamientos. La relación dialéctica existente entre cada uno de los peldaños; • Explicar la relación dialéctica existente entre lo sensorial y lo racional y entre cada uno de los peldaños. Bibliografía: 1. Lenin, V. Ilich: “Materialismo y empiriocriticismo”. En: Obras Escogidas, t. 4. Editorial Progreso, Moscú, 1976. 2. Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981. 3. Marx, Carlos: “Tesis sobre Feuerbach”. En: Obras Escogidas (tomo único), p. 24. Conferencia 11: Teoría marxista del conocimiento (continuación) Sumario: 1. Conocimiento empírico y teórico; 2. Teoría leninista de la verdad. Verdad absoluta y relativa. La práctica como fundamento de la verdad; 3. Relación dialéctica entre lógica, dialéctica y teoría del conocimiento. Objetivo general: Valorar el conocimiento como un proceso sistémico, lógico y dialéctico. Objetivos específicos:   • Explicar la relación dialéctica que existe entre los niveles empírico y teórico del conocimiento y su relación con lo sensorial y racional; • Analizar la teoría leninista de la verdad, a partir de la relación existente entre verdad absoluta y relativa; 32 �• Demostar la relación que existe entre lógica, dialéctica y teoría del conocimiento. Invariantes del contenido: • Definir conocimiento empírico; • Definir conocimiento teórico; • Establecer la relación dialéctica entre lo sensorial y lo empírico; • Establecer la relación dialéctica entre lo teórico y lo racional; • Argumentar la vía dialéctica del conocimiento. De lo concreto sensible a lo concreto pensado y de él a la práctica; • Definir verdad. Verdad concreta, verdad absoluta y verdad relativa. Su relación dialéctica; • Demostrar la no existencia de la verdad eterna. Su relación con lo absoluto y relativo; • Papel de la práctica y de la demostración lógica en la fundamentación de la verdad. Su relación con lo empírico y lo teórico. Bibliografía: 1. Lenin, V. Ilich: “Materialismo y empiriocriticismo”. En: Obras Escogidas, t. 4. Editorial Progreso, Moscú, 1976. 2. Engels, Federico: Anti-Duhring. Primera Parte Filosofía. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1981. 3. Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981. Tema IV: La concepción materialista fundamento del desarrollo social de la historia como Conferencia 12: Concepción materialista de la historia Sumario: 1. Ser social-conciencia social. Relación dialéctica; 2. Formas de la conciencia social, su relación con la ideología y la psicología social; 3. Importancia de las ideas de transformación social. Martí y Fidel: Importancia que le conceden a las ideas en el proceso revolucionario.   33 �Objetivo general: Valorar cómo la concepción materialista de la historia, como problema fundamental de la Filosofía aplicado a la sociedad, revolucionó las concepciones sobre la investigación y estudio de la misma. Objetivos específicos: • Definir el ser social y la conciencia social; • Explicar la relación dialéctica existente entre ser social y conciencia social; • Determinar las diferentes formas de la vida espiritual que existen en la sociedad como expresión de la conciencia social; • Argumentar las formas de la conciencia social como expresión de la vida espiritual de la sociedad; • Valorar cómo las ideas (la ideología) influyen de manera activa en la transformación del ser social. Invariantes del contenido:   • Definir ser social; • Definir conciencia social; • Relación dialéctica (determinación-influencia) entre el ser social y la conciencia social; • Presentar las formas de la conciencia social: política, jurídica, moral, estética, científica, filosófica, religiosa; • Abordar la existencia de una conciencia social económica y ecológica; • La ideología y la psicología social como forma de la conciencia social. Sus definiciones y relación dialéctica; • Influencia de la vida espiritual de la sociedad (formas de la conciencia social) en la vida material (ser social). Ejemplificar. 34 �Bibliografía: 1. Engels, Federico: “Discurso ante la tumba de Marx”. En: Selección de Textos de Marx, Engels y Lenin, t. 1. Editorial Ciencias Sociales, La Habana, 1972, p. 48–50. 2. Colectivo de autores: Lecciones de Filosofía Marxista–leninista, t. 1. Editorial Félix Varela, La Habana, 2005, p. 99. Conferencia 13: Las formas de la conciencia social Sumario: 1. Conciencia política, jurídica y estética. Función de la política en el proceso revolucionario cubano y latinoamericano actual. Principales pensadores: Bolívar, Martí, Fidel, Che y Mariátegui; 2. Conciencia moral. Ética, axiología y valores; 3. Valores objetivos y subjetivos e institucionales. Su relación dialéctica. Objetivo general: Explicar las diferentes formas de la conciencia social a partir de sus características esenciales que determinan su diferenciación. Objetivos específicos:   • Explicar las relaciones que existen entre la conciencia política y la política, la conciencia jurídica y el derecho, la conciencia estética con la estética como ciencia y de la moral con la ética; • Caracterizar la conciencia política, jurídica, estética y moral, a partir de sus principales aspectos; • Valorar la relación que existe entre la moral, la ética y la axiología; • Explicar la relación dialéctica que se presenta entre los valores y sus manifestaciones en el plano objetivo, subjetivo e institucional; • Apoyarse en las ideas de ilustres pensadores latinoamericanos (Bolívar, Martí, Fidel, Che y Mariátegui) para demostrar el papel activo de las ideas en sus diversas formas de la conciencia social, para la transformación social. 35 �Invariantes del contenido: • Definir política y conciencia política. Su relación dialéctica; • Definir derecho y conciencia jurídica. Su relación dialéctica; • Definir estética, conciencia estética y conciencia artística. Su relación dialéctica; • Definir ética, axiología y moral. Su relación dialéctica; • Definir valores y sus expresiones en las diferentes formas de la conciencia social; • Definir valores objetivos, subjetivos e institucionales. La relación dialéctica entre ellos en el proceso de socialización; • Sustentarse en ideas de Bolívar, Martí, Fidel, Che y Mariátegui para demostrar el papel creador y transformador de las mismas, en el desarrollo social, desde posiciones políticas, jurídicas, estéticas y morales, a la vez que sirvan para demostrar las especificidades de las formas de la conciencia social. Bibliografía: 1. Marx, Carlos: “Carta a P. V. Annenkov”. En: Obras Escogidas, t. 1. Editorial Progreso, Moscú, 1973, p. 532–533. 2. Marx, Carlos: “Prólogo a la contribución a la crítica de la economía política”. En: Obras Escogidas, t. 1. Editorial Progreso, Moscú, 1973, p. 518. 3. Marx, Carlos y Federico Engels: La Ideología Alemana. Editora Política, La Habana, 1979, p. 16, 26, 30, 31, 35, 219. 4. Castro, Fidel: Ideología, conciencia y trabajo político (Compilación). Editorial Política, La Habana, 1986. 5. Guevara, Ernesto: Notas para el estudio de la ideología de la Revolución Cubana: Sobre la concepción del valor y El socialismo y el hombre en Cuba. En Escritos y discursos. Tomos 4, 7 y 8. Editorial Ciencias Sociales, La Habana, 1985. 6. Betto, Frey: Fidel y la Religión. Editorial del Consejo de Estado, La Habana, 1985, p. 157. 7. Colectivo de autores: Lecciones de Filosofía Marxista–leninista, t. 2. Editorial Félix Varela, La Habana, 2005, p. 312–398. 8. Zardoya Loureda, Rubén: “Ideales, idealidad e ideología”. En: Filosofía Marxista, t. 1. Editorial Félix Varela, La Habana, 2009, p. 169–178.   36 �Conferencia 14: La religión como forma de la conciencia social Sumario: 1. La religión como forma de la conciencia social. Definición, características y funciones en el contexto actual; 2. Religiones universales. Principales características; 3. Manifestaciones religiosas en Cuba; 4. La religión en América Latina, su función emancipadora. Objetivo general: Caracterizar la religión como una forma de la conciencia social a través de sus múltiples manifestaciones. Objetivos específicos: • Definir la religión como una forma de la conciencia social y sus manifestaciones contemporáneas; • Caracterizar de manera general las religiones universales; • Explicar la existencia de diversas manifestaciones religiosas en Cuba; • Valorar la función social de la religión en América Latina, a partir de la Teología de la Liberación. Invariantes del contenido:   • Definir la religión desde posiciones de los clásicos del marxismo, teniendo en cuenta las condiciones concretas de su época y en los momentos actuales. Criterios de Fidel al respecto; • Las religiones primitivas tribales: totemismo, animismo y fetichismo; • Caracterizar esencialmente a las principales religiones universales: cristianismo (catolicismo, protestantismo-temprano, tardío y apocalíptico- la iglesia ortodoxa, islamismo, hinduismo, judaísmo y budismo); • Referirse someramente a otros tipos de religiones importantes: taoísmo, confusionismo y sintoísmo: características esenciales. 37 �• La religión en Cuba. Sus manifestaciones: Catolicismo, protestantismo en sus diversas variantes, judaísmo, espiritismo en sus tres variantes y los cultos afrocubanos en sus diferentes manifestaciones. • Política del Partido Comunista de Cuba en la atención a la religión, la iglesia y los creyentes. Bibliografía: 1. Engels, Federico: Anti-Dühring. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1973. 2. Betto, Frey: Fidel y la Religión. Editorial del Consejo de Estado, La Habana, 1985. 3. Tesis y Resoluciones del Partido Comunista de Cuba. “Política acerca de la religión, la iglesia y los creyentes”. 4. Colectivo de autores: Lecciones de Filosofía Marxista–leninista, t. 2. Editorial Félix Varela, La Habana, 2005, p. 362–371. 5. Sabater, Vivian: Sociedad y religión. Selección de lecturas, t. 1, p. 1– 31, 91–118, 119–131, 145–162, 207–258; t. 2, p. 259–321, 359– 366, 399–422. Conferencia 15: Relación naturaleza–sociedad Sumario: 1. La Formación Económica Social (FES). Sus tipos y principales características; 2. Base económica y superestructura como elementos de la FES; 3. Papel determinante de la producción de bienes materiales en el desarrollo social; 4. Relación naturaleza-sociedad. Crisis ecológica y su influencia en el desarrollo social. Objetivo general: Valorar la relación naturaleza–sociedad a través de los elementos que conforman la FES y el papel del hombre en la misma.   38 �Objetivos específicos: • Definir la FES y los elementos que la componen en su relación dialéctica; • Demostrar el papel determinante de la producción de bienes materiales en el desarrollo social, contextualizado por la base económica y la superestructura; • Valorar la relación naturaleza–sociedad en los momentos actuales y cómo en ella se ha originado la crisis ecológica. Invariantes del contenido: • Definir a la FES y sus manifestaciones históricas a lo largo del desarrollo social; • Definir base económica y superestructura, así como los elementos que la componen y su relación dialéctica de determinación e influencia; • Definir modo de producción con sus elementos, como parte de la base económica; • Demostrar por qué la producción de bienes materiales es el fundamento del desarrollo social; • Definir qué es naturaleza y medio geográfico; • Por qué la sociedad no puede existir al margen de la naturaleza; • Cómo y por qué el hombre ha degradado el medio ambiente. Principales manifestaciones de crisis ecológica; • Qué se entiende por desarrollo sustentable y las diferentes concepciones que existen en torno a la relación hombre-naturaleza: antropocentrismo, biocentrismo y ecocentrismo; • Qué debe hacer la sociedad y el hombre en función de mantener su equilibrio con la naturaleza y salvarla de una catástrofe ecológica y humana. Necesidad de una ética ambiental. Bibliografía: 1. Castro Ruz, Fidel: Mensaje a la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente y Desarrollo. Granma (Suplemento Especial) 14 jun 1992.   39 �2. Castro Ruz, Fidel: El derecho de la humanidad a existir (Compilación de reflexiones), 2012. 3. Castro Ruz, Fidel: Varias Reflexiones sobre los problemas ambientales, publicadas en el Periódico Granma. 4. Leonard, Pedro Alfonso: “Algunas consideraciones sobre los impactos ambientales de los modelos de desarrollo actuales”. En: Tecnología y Sociedad. Editorial Félix Varela, La Habana, 2006, p. 178–184. 5. Delgado, Carlos (compilador): Cuba verde. En busca de un modelo para la sustentabilidad en el siglo XXI (Compilación de artículos de la Conferencia Internacional sobre medio ambiente y sociedad). Editorial José Martí, La Habana, 1999. 6. Betto, Frei: “Medio Ambiente y conciencias plurales”. Granma 4 mayo 2012, p. 9. 7. Colectivo de autores: Lecciones de Filosofía Marxista–leninista, t. 2. Editorial Félix Varela, La Habana, 2005, p. 178–217. 8. Colectivo de autores: Lecciones de Filosofía Marxista–leninista, t. 1. Editorial Pueblo y Educación, La Habana, 1992, p. 277– 307. 9. Valdés Menocal, Célida: Ecología y sociedad. Editorial Félix Varela, La Habana, 2007. Conferencia 16: Las clases sociales Sumario: 1. Surgimiento y desarrollo de las clases. Su condicionamiento histórico; 2. Definición leninista de clases sociales; 3. La lucha de clases como fundamento del desarrollo social. Objetivo general: Analizar el surgimiento y desarrollo de las clases sociales desde la óptica marxista-leninista.   40 �Objetivos específicos: • Valorar el surgimiento y desarrollo de las clases sociales a través de las diferentes FES; • Definir las clases sociales y el valor metodológico de la misma; • Valorar la lucha de clases antagónicas como fundamento del desarrollo social y el progreso histórico. Invariantes del contenido: • Causas del surgimiento de las clases sociales; • Los modos de producción y las clases sociales que han existido en cada uno de ellos; • Definir y poner ejemplos de clases sociales antagónicas y no antagónicas, esenciales y no esenciales, fundamentales y no fundamentales; • Condiciones para la desaparición de unas clases sociales y extinción de otras; • Aportes de Marx y Engels al estudio sobre las clases sociales; • Definición leninista de clases sociales; • Valor metodológico de la definición leninista de clases sociales; • La lucha de clases antagónicas como fundamento del desarrollo social y el progreso histórico. Bibliografía:   1 Engels, Federico: “El origen de la familia, la propiedad privada y el Estado”. En: Obras Escogidas, t. 3. Editorial Progreso, Moscú, 1974, p. 217–283. 2 Marx, Carlos: “Carta a Joseph Weydemeyer. 5 de marzo de 1852”. En: Obras Escogidas, t. 1. Editorial Progreso, Moscú, 1974, p. 542. 3 Lenin, Vladimir I.: “Una gran iniciativa”. En: Obras Escogidas, t. 3. Editorial Progreso, Moscú, 1961, p. 226–230. 41 �4 Marx, Carlos y Federico Engels: “Manifiesto del Partido Comunista”. En: Obras Escogidas, t. 1. Editorial Progreso Moscú, p. 97–110. 5 Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981, pp. 67–68, 359–360, 384–385. 6 Colectivo de autores: Lecciones de Filosofía Marxista–leninista, t. 2. Editorial Félix Varela, La Habana, 2005. Conferencia 17: Teoría de la Revolución Social 1. La Revolución Social. Condiciones objetivas y subjetivas. Situación revolucionaria; 2. Fuerzas motrices de la Revolución. Los sujetos sociales de los procesos revolucionarios actuales en América Latina. Masas populares y personalidad en la historia. Pensamiento de Fidel sobre el tema; 3. Revolución, progreso social, revolución, reforma y contrarrevolución; 4. El marxismo leninismo y la Revolución cubana. Objetivo general: Valorar la teoría de la revolución social marxista-leninista como una concepción dialéctica y materialista en el desarrollo social y el progreso histórico, enfatizando en la revolución social socialista. Objetivos específicos: 1. Definir la Revolución Social, las causas objetivas y subjetivas para su triunfo; 2. Explicar la situación revolucionaria y la crisis general nacional como fenómenos determinantes en la Revolución Social; 3. Analizar las fuerzas motrices para el desarrollo de la Revolución Social y la definición de masas populares a través de la relación dialéctica: masas populares–personalidad en la historia como ley social; 4. Valorar la relación dialéctica existente entre revolución, reformas y contrarrevolución; 5. Ejemplificar cómo se pone de manifiesto la teoría marxista leninista en la Revolución cubana. Invariantes del contenido: •   Definición de Revolución Social; 42 �• Causas objetivas y subjetivas de la Revolución Social; • Crisis general nacional y situación revolucionaria, influencia en las causas de la Revolución Social y viceversa; • Tipos de Revolución Social. Su papel en la transformación de una FES en otra; • Definición de reformas y contrarrevolución. Su relación dialéctica con la Revolución Social; • Las fuerzas motrices de la Revolución Social. Ejemplificar en cada FES; • Las masas populares y la personalidad en la historia. Sus papeles en la Revolución Social; • Diferenciar masas populares de población. Coincidencia entre masas populares y la definición de pueblo de Fidel; • La Revolución Social como fundamento del desarrollo social y el progreso histórico; • Algunas ideas fundamentales de Fidel y el Che sobre la Revolución Social. Su materialización en Cuba. Bibliografía: 1. Castro Ruz, Fidel: La historia me absolverá.  Editorial de Ciencias Sociales, La Habana, 2007. 2. Pérez Lara, Alberto: “Sujeto histórico y revolución. Articulación del movimiento político social”. En: Filosofía Marxista I. Colectivo de autores. Editorial Félix Varela, La Habana, 2009, p. 149–168. 3. Miranda Francisco, Olivia: “El marxismo en el ideal emancipador cubano durante la república neocolonial”. En: Filosofía Marxista, t. 2. Colectivo de autores. Editorial Félix Varela, La Habana, 2009, p. 53–80. 4. Miranda Francisco, Olivia: “La articulación del marxismo leninismo y las tradiciones nacionales”. En: Filosofía y Sociedad, t. 1. Colectivo de autores. Editorial Félix Varela, La Habana, 2001, p. 311–318. 5. Castillo Guada, Daysé:” Una aproximación a los momentos esenciales del pensamiento de José Martí, Julio Antonio Mella, Ernesto Che Guevara y Fidel Castro”. En: Filosofía Marxista, t. 2. Colectivo de autores. Editorial Félix Varela, La Habana, 2009, p. 127–142.   43 �6. Colectivo de autores: Lecciones de Filosofía Marxista–leninista, t. 2. Editorial Félix Varela, La Habana, 2005. Conferencia 18: Cultura e identidad 1. 2. 3. 4. Definición de cultura e identidad. Relación dialéctica; Globalización cultural y posmodernismo; Cultura, enajenación y emancipación; Identidad latinoamericana contra neoliberalismo. Objetivo general: Fundamentar la relación dialéctica existente entre la cultura y la identidad, expresada como la identidad cultural. Objetivos específicos: 1. Definir cultura e identidad y la relación dialéctica que existe entre ellas. La identidad cultural como expresión de la relación; 2. Valorar la globalización cultural como fenómeno objetivo y su relación con las concepciones postmodernistas; 3. Analizar la cultura como expresión de enajenación o emancipación; 4. Fundamentar la necesidad de la defensa de la identidad cultural latinoamericana contra el neoliberalismo a partir de sus principales exponentes. Invariantes del contenido:   ƒ Definir cultura; ƒ Definir identidad desde el ámbito filosófico; ƒ Definir identidad cultural psicológico e histórico; ƒ Explicar la relación dialéctica existente identidad a partir de la identidad cultural; ƒ La globalización cultural y el postmodernismo. Su incidencia en las identidades regionales y nacionales; ƒ Explicar el proceso de transculturación aculturación y la desculturación; 44 como aspecto sociocultural, entre a cultura partir de e la �ƒ Necesidad de la defensa de la identidad cultural nacional y latinoamericana. José Martí y su ensayo Nuestra América; ƒ Elementos identitarios de la identidad cultural cubana. Bibliografía: 1. Delgado Tornés, Alisa: “El discurso filosófico y la identidad”. En: Filosofía y Sociedad, t. 2. Editorial Félix Varela, La Habana, 2001, p. 531–543. 2. Moya Padilla, Nereida E.: “La identidad cultural en el contexto actual”. En: Filosofía y Sociedad, t. 2. Editorial Félix Varela, La Habana, 2001, p. 558–562. 3. Rojas Gómez, Miguel: “La teoría de la identidad cultural y la globalización”. En: Filosofía y Sociedad, t. 2. Editorial Félix Varela, La Habana, 2001, p. 563–583. 4. Monal, Isabel: “Identidad entre inercia y dinámica En: Filosofía y Sociedad, t. 2. Editorial Félix Varela, La Habana, 2001, p. 544–556. 5. Delgado Tornés, Alisa: “La cultura popular y la defensa de la identidad”. En: Filosofía y Sociedad, t. 2. Editorial Félix Varela, La Habana, 2001, p. 586–593. 6. Pupo Pupo, Rigoberto: “Pensamiento independentista y tradición cultural cubana”. En: Filosofía y Sociedad, t. 2. Editorial Félix Varela, La Habana, 2001, p. 618-630. 7. Rosental e Iudin: Diccionario Filosófico. Editora Política, La Habana, 1981, p. 232. Conclusiones   • Este programa analítico de la asignatura Filosofía y Sociedad, independientemente de que posee un incalculable valor para los docentes que imparten la asignatura y para los estudiantes del curso regular diurno, su mayor importancia la adquiere en los alumnos del curso por encuentros, porque le posibilita una mayor y mejor preparación en las clases modalidad encuentros, donde se deben desarrollar habilidades de independencia investigativa y de estudios; • Todo tipo de modificaciones, que en lo adelante se le haga al programa analítico, será reflejado en esta versión digital. 45 � 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 Folletos 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 Programa analítico de la asignatura Filosofía y Sociedad en el Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa Creator An entity primarily responsible for making the resource Colectivo de autores 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 Filosofía y Sociedad Description An account of the resource Material didáctico-metodológico con la intención de potenciar la autopreparación de jóvenes docentes 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/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 A name given to the resource Folletos 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 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/7af848e28090e3a5274c8531c8999f59.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 � 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 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 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/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 0,7369 0,6932 0,6476 0,6010 0,0011 0.0694 - - 0,4 0,7024 0,700 0,6927 0,6809 0,6647 0,6446 0,6209 0,5943 0,5653 0,5345 0,5024 0,2096 0.0691 - - 0,5 0,5598 0,558 0,5320 0,5453 0,5344 0,5206 0,5044 0,4860 0,4658 0,4440 0,4210 0,1944 0.0681 0,0223 - 0,6 0,4544 0,453 0,4498 0,4441 0,4364 0,4266 0,4150 0,4018 0,3871 0,3712 0,3543 0,1774 0.0664 0,2222 - 0,7 0,3738 0,373 0,3704 0,3663 0,3606 0,3534 0,3449 0,3351 0,3242 0,3123 0,2996 0,1602 0.0639 0,0221 - 0,8 0,3116 0,310 0,3081 0,3050 0,3008 0,2953 0,2889 0,2815 0,2732 0,2641 0,2543 0,1436 0.0607 0,0218 0,0074 0,9 0,2602 0,260 0,2583 0,2559 0,2527 0,2485 0,2436 0,2378 0,2314 0,2244 0,2168 0,1281 0.0572 0,0213 0,0073 1,0 0,2194 0,219 0,2179 0,2161 0,2135 0,2103 0,2065 0,2020 0,1970 0,1914 0,1855 0,1139 0.0534 0,0207 0,0072 2,0 0,4890 0,049 0,0487 0,0485 0,0482 0,0477 0,0473 0,0467 0,0460 0,0452 0,0444 0,0335 0.0210 0,0112 0,0051 3,0 0,0131 0,013 0,0130 0,0130 0,0129 0,0128 0,0127 0,0126 0,0125 0,0123 0,0122 0,0100 0.0071 0,0045 0,0025 4,0 0,0038 0,004 0,0038 0,0038 0,0038 0,0037 0,0037 0,0037 0,0037 0,0036 0,0036 0,0034 0.0024 0,0016 0,0010 5,0 0,0011 0,0011 0,0011 0,0011 0,0040 0,0011 0,0011 0,0011 0,0011 0,0011 0,0011 0,0010 0.0008 0,0006 0,0004 6,0 0,0004 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 0,2782 0,02 4,0285 1,50 0,2437 0,025 3,8056 1,60 0,2138 0,03 3,6235 1,70 0,1655 0,04 3,4697 1,80 0,1459 0,045 3,3365 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 2,9329 2,30 0,0791 0,07 2,8534 2,40 0,0702 0,075 2,7798 2,50 0,0623 0,08 2,7114 2,60 0,0554 0,085 2,6475 2,70 0,0493 0,09 2,5875 2,80 0,0438 0,095 2,5310 2,90 0,0390 0,10 2,4776 3,00 0,0347 0,15 2,4271 3,10 0,0310 0,20 2,0300 3,20 0,0276 0,25 1,7527 3,30 0,0246 0,30 1,5415 3,40 0,0220 0,35 1,3725 3,50 0,0196 0,40 1,2327 3,60 0,0175 0,45 1,1145 3,70 0,1156 0,50 1,0129 3,80 0,0140 0,55 0,9244 3,90 0,0125 0,60 0,8466 4,00 0,0112 0,65 0,7775 4,10 0,0100 0,70 0,7159 4,20 0,0089 0,75 0,6605 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 370 �BIBLIOGRAFÍA ARSENIO, G. M. 1998. Progresos en la investigación en zona no saturada. Universidad de Huelva, Huelva. ANTONOV, V. V. 1984. Búsqueda y exploración de aguas subterráneas. L.G.I., San Petersburgo. ANTONOV, V. V. 1985. Guía práctica para la evaluación de reservas de aguas subterráneas. L.G.I., San Petersburgo. ALTÓVSKI, M. E. 1962. Manual del hidrogeólogo. Niedra, San Petersburgo. AST, B. K. 1968. Origen de la hidrología cuantitativa. Survey comp. Nueva York. BALADO, G. 1986. La naturaleza y nosotros. La Habana. BARON, V. A.; BELTSINSKI, P. A. 1981. Pronóstico del régimen de las aguas subterráneas en regiones bajo riego. Niedra, Moscú. BARRALES, F. L. A.; DAMANTI, J. F. 2000. Proyecto de descontaminación de un emplazamiento contaminado con hidrocarburos. En: Investigaciones, gestión y recuperación de acuíferos contaminados. Grafitaff, 2000, Madrid, p. 353–359. BIELI, V. L. 1982. Instrucciones sobre investigaciones geológicas para construcciones con fines de mejoramiento de suelos. COYUSVODPROYEKT, Moscú. BINDEMAN, N. N. 1982. Evaluación de reservas de explotación de las aguas subterráneas. Niedra, Moscú. BOCHEVIER, F. M. 1968. Teoría y métodos prácticos de cálculos hidrogeológicos de las reservas de explotación de las aguas subterráneas. Nauta, Moscú. BORIEVSKI, B. B.; XORDEKÁINEN, M. A; YAZVIN, L. C. 1976. Exploración y evaluación de las reservas de explotación de yacimientos de aguas subterráneas en rocas agrietadas y cársticas. MGU, Moscú. BÚDIKOV, M. I. 1965. Balance térmico de la superficie terrestre. Hidrometeoizdat, San Petersburgo. CABRERA, C. 1996. Evaluación de impactos ambientales. México. CUSTODIO, E.; LlAMAS, M. R. 1996. Hidrología Subterránea. Tomos 1 y 2. Ed. Omega, S. A. Barcelona. DAVIS, S. N.; WIEST, R. J. 1966. Hidrogeología. Nueva York. DE MIGUEL, F. C. 1986. Formación y evaluación de las reservas de aguas subterráneas de los sedimentos del Mioceno y Cuaternario de la cuenca del Valle del Cauto en la República de Cuba. L.G.I., San Petersburgo. DE MIGUEL, F. C. 1991. Hidrogeología del Valle del Cauto en la Provincia de Holguín para esquema de drenaje superficial. INRH, Holguín. DE MIGUEL, F. C. 1991. Índice de salinidad marina, su determinación y aplicación con fines de riego y mejoramiento de suelos. INRH, Holguín. DE MIGUEL, F. C. 1994. Hidrogeología y quimismo del Valle del Cauto en la Provincia Holguín y las Tunas. INRH, Holguín. DE MIGUEL, F. C. 1997. Metodología para pronóstico de factibilidad de salinización de suelos por riego sobre formaciones arcillosas de origen marino. En: Investigaciones hidrogeológicas en Cuba. LANKOPI, S. A., Bilbao, p. 243-251. 371 �DE MIGUEL, F: C. 1999. Hidrogeología aplicada. Ed. Félix Varela, La Habana. DE MIGUEL, F. C. 1999. Impactos ambientales sobre acuíferos y su evaluación. Universidad Tomas Frías, Potosí. DE MIGUEL, F. C. 1999. Evaluación y zonificación de la potencialidad de salinización de suelos del Valle del Cauto Provincias Holguín y Las Tunas, por método hidrogeológico. ISMM, Moa. DE MIGUEL, F. C. 2001. Evaluación y zonificación de la Provincia Holguín por factores desertificantes presentes y en desarrollo. ISMM, Moa. De MIGUEL, F. C.; BASTOS, M. L. 2001. La contaminación por nitratos y nitritos de los acuíferos libres. ABECUA, Sao Paulo. DUDKO, P. M. 1972. Lixiviación subterránea de las sales. Niedra, Moscú. DZHAMALOU, P. G.; ZEKTSER, I. S. 1997. Escurrimiento subterráneo al mar y océano universal. Nauta, Moscú. DRÓBNAXOD, I. I.; YAZVIN, L. C; BORIEVSKI, B. B. 1982. Evaluación de reservas de aguas subterráneas. Kolos, Kiev. ESPINOSA, J. G.; ORTEGA, R. M. 1997. Métodos para evaluar la vulnerabilidad de los acuíferos, estado actual y tendencias futuras. La Habana. FALKENMERK, M. 1993. Hidrología comparada, un enfoque ecológico a los recursos hídricos y de suelos. Madrid. FEÓDOROVA, T. K. 1980. Procesos físico-químicos en las aguas subterráneas. Niedra, Moscú. FRÓLOV, I. M.; YAZVIN, L. C. 1984. Términos fundamentales y sus determinaciones en el marco de estudios de las reservas de aguas subterráneas. Niedra, Moscú. GAVICH, I. K. 1985. Métodos de protección a las aguas subterráneas contra la contaminación y el agotamiento. Niedra, Moscú. GAVICH, I. K.; CEMIÖNOVA, C. M. 1981. Métodos de procesamiento de la información hidrogeológica. Niedra, Moscú. GONZALEZ, B. A. 1983. Prevención y descontaminación de acuíferos: Caso especial recarga artificial. En: Materiales de curso de avanzada sobre contaminación de subterráneas, monitoreo, evaluación y recuperación. Vol. 2. UNESCO, Pinar del Río, p. 411-440. GUERRA, F. D. 1979. Edafología general. DAP, La Habana. GUTIERREZ, J.; GARCIA, J. 1974. Diferentes clasificaciones de la calidad de las aguas para riego. INRH, La Habana. HOLMES, N. N. 1960. Geología física. Edimburgo. IVANÖV, N. N. 1970. Hidrología y regulación del escurrimiento. Nauta, Moscú. IVANOV, N. N. 1964. Determinación de la evaporabilidad. Hidrometeoizdat, San Petersburgo. JACKSON, M. L. 1970. Análisis químicos de suelos. Wisconsin. KATS, D. M.; PASHKOVSKI, I. G. 1988. Hidrogeología para mejoramiento de suelos. Niedra, Moscú. KATS, D. M. 1981. Fundamentos de geología e hidrogeología. Niedra, Moscú. 372 �KERKIS, E. E. 1975. Métodos de estudio de las propiedades de filtración de las rocas. Niedra, San Petersburgo. KIRIUXIN, V. A.; TOLSTIXIN, N. I. 1987. Hidrogeología regional. Niedra, Moscú. KLÍMENTOV, P. P.; KONÓNOV, V. M. 1978. Metodología de las investigaciones hidrogeológicas. Nauta, Moscú. KOROTKÓV, A. I. 1983 Fundamentos de la hidrogeoquímica. L.G.I., San Petersburgo. KUDELÍN, B. I. 1982. Principios de la evaluación regional de los recursos de aguas subterráneas. MGU, Moscú. KRÁINOV, S. R. 1987. Geoquímica de las aguas para uso potable-social. Niedra, Moscú. KRATSÓV, A. I. 1970. Minerales combustibles, su búsqueda y exploración. Visshaya Shkola, Moscú. LANGUE, O. K. 1969. Hidrogeología. Nauta, Moscú. LEVEDIEV, A. B. 1976. Métodos de estudio del balance de las aguas subterráneas. Niedra, Moscú. LOZANO, P. N. 2001. Contaminantes y contaminación. Universidad de Cantabria, Suances. LUSSHEVA, A. A. 1979. Hidrogeología práctica. Niedra, San Petersburgo. LUTHIN, J. N. 1972. Drenaje de tierras agrícolas. La Habana. LVOVICH, M. I. 1974. Recursos hídricos universales y su futuro. Misl, Moscú. MARATO, A. M. E.; ROGEL, Q. J. M. 2000. Aplicación de sistemas de biorremediación de suelos y aguas contaminadas por hidrocarburos. En: Investigaciones, gestión y recuperación de acuíferos contaminados. Grafistaff, S. A. Madrid, p. 297-305. MAKCIMOV, V. M. 1979. Manual del hidrogeólogo. Niedra, San Petersburgo. MOLSKI, E. V.; YARTSEV, N. A. 1985. Instructivo práctico de hidrogeología. L.G.I, San Petersburgo. PABLOV, A. N. 1977. Ciclo geológico del agua en la Tierra. Niedra, San Petersburgo. PABLOV, A. N. 1969. Alimentación subterránea de los ríos. Hidrometeoizdat, San Petersburgo. PASÓXOV, E. V. 1975. Hidrogeología general. Niedra, San Petersburgo. POPÓV, I. V. 1965. Características ingeniero geológicas de las rocas y problemas de litogénesis. Niedra, Moscú. PLÓTNIKOV, N. I. 1965. Búsqueda y exploración de aguas subterráneas. Niedra, Moscú. PLÓTNIKOV, N. I. 1972. Guía metodológica de investigación hidrogeológica e ingeniero geológica para construcciones de mejoramiento de suelos. Tomos I, II, III. Znanie, Moscú. RÓBRA, E. 1984. Evaluación de impactos ambientales. Madrid. SANTIESTEBAN, E. P. 1997. Evaluación de impactos ambientales en comunidad de Holguín. Tesis de maestría. Instituto Superior Minero Metalúrgico. 85 p. SCHYWEMBER, H. 1990. Protección del medio ambiente. Santiago de Chile. 373 �SKAVALANÓVICH, I. A.; CEDENKO, M. N. 1980. Hidrogeología, ingeniería geológica y desecamiento de yacimientos minerales. Niedra, Moscú. SHVARTSEV, S. L. 1987. Hidrogeoquimica de la zona de hidrogénesis. Nauta, Moscú. SHESTAKÓV, N. M. 1972. Materiales de Congresos sobre mejoramiento de suelos. Tomo: Hidrogeología e ingeniería geológica. M.I.N. GEO. Moscú. STRÁXOV, N. M. 1983. Problemas generales de geología, litología y geoquímica. Nauka, Moscú STEWART, E. H. 1963. Evaporitas marinas. Geological Survey, New York. TODD, D. K. 1970. Hidrología del agua subterránea. California. YAZVIN, L. C. 1985. Métodos para la óptima utilización y reposición artificial de las aguas subterráneas. Minsk. YURCHUK, A. M. 1974. Cálculos de extracción de petróleo. Niedra, Moscú. ZALTSBERG, E. A. 1980. Régimen y balance de las aguas freáticas en la zona de sobresaturación. Niedra, San Petersburgo. ZEKTSER, I. S. 1982. Leyes de formación del escurrimiento subterráneo. Nauta, Moscú. 374 � 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 Libros 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 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 Hidrogeología aplicada con aspectos ambientales 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 Libro Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2012 https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/8932ed017652ced9a2983cb5fe905588.pdf 2f35bb831bc9da18cfa6a865dba93528 PDF Text Text TESIS Evaluación de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní como material pulzolánico Danicer Sánchez González �Página legal Título de la obra: Evaluación de las tobas vítreas del yacimiento jiguaní como material puzolánico, municipio Moa, Holguín, 80pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2016 -- ISBN: 1.Autor: Danicer Sánchez González 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 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 Ave Calixto García Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �República de Cuba INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO DE MOA “DR. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ” FACULTAD DE GEOLOGÍA Y MINERÍA DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA EVALUACIÓN DE LAS TOBAS VÍTREAS DEL YACIMIENTO JIGUANÍ COMO MATERIAL PUZOLÁNICO Tesis presentada en opción al Título Académico de Máster en Geología Maestría en Geología, Mención Prospección y Exploración de Yacimientos Minerales Sólidos 9na Edición Autor: Ing. Danicer Sánchez González Tutor: Dr.C. Carlos Alberto Leyva Rodríguez MSc. Leonardo Calderius Espinosa MOA, 2015 Año 57 de la Revolución �ÍNDICE PÁG. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 1 CAPÍTULO 1. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL ................................................ 8 1.1 Generalidades ................................................................................................... 8 1.2 Las sustancias nocivas al hormigón. ................................................................. 9 1.3 Propiedades físico - mecánicas de los áridos ................................................. 10 1.4 El cemento en el hormigón .............................................................................. 11 1.5 Las puzolanas ................................................................................................. 13 1.5.1 Clasificación de las puzolanas según su origen .................................... 14 1.5.2 Normativas de las puzolanas ................................................................ 16 1.5.3 Actividad puzolánica.............................................................................. 17 1.5.4 Aplicación de las puzolanas .................................................................. 18 1.6 Antecedentes de la investigación .................................................................... 19 1.7 Características físico-geográficas del yacimiento Jiguaní ............................... 28 1.8 Marco geológico regional y local ..................................................................... 30 CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS ......................................................... 44 2.1 Metodología de la investigación ...................................................................... 44 2.2 Etapa preliminar .............................................................................................. 45 2.3 Etapa de trabajo de campo ............................................................................. 45 2.4 Etapa de laboratorio ........................................................................................ 46 2.4.1 Métodos y técnicas analíticas, empleados en la investigación .............. 47 2.4.2 Método utilizado en la investigación ...................................................... 47 2.4.3 Determinación de la composición granulométrica ................................. 47 2.4.4 Determinación del índice de actividad puzolánica ................................. 49 2.4.5 Determinación de resistencias mecánicas en morteros ........................ 49 2.4.7 Determinación de resistencias mecánicas en hormigones .................... 54 �2.4.8 Ensayo de resistencia a la compresión en bloques............................... 55 2.5 Etapa de gabinete ........................................................................................... 56 CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ...................................................... 58 3.1 Resultados experimentales y su análisis ......................................................... 58 3.1.1 Caracterización granulométrica ............................................................. 58 3.1.2 Resistencias mecánicas en morteros .................................................... 63 3.1.3 Resistencia mecánica en hormigones. .................................................. 66 3.1.4 Determinación de la resistencia a la compresión en bloques ................ 68 3.2 Análisis de las perspectivas de utilización del material estudiado como aditivo puzolánico ............................................................................................................. 68 3.2.1 Evaluación del índice de actividad puzolánica ...................................... 68 3.2.2 Valoración socioeconómica y ambiental ............................................... 71 CONCLUSIONES ................................................................................................. 75 RECOMENDACIONES ......................................................................................... 76 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 77 ANEXOS �INTRODUCCIÓN Desde la antigüedad las necesidades del hombre y las inventivas de este para darle solución a los problemas constructivos, siempre han estado presentes en el devenir de los tiempos; siendo una de las más importantes la actividad constructiva, con vistas a dar mayor seguridad y confort al seno familiar. El hormigón constituye el 90 % del capital construido por el hombre, cuyo componente fundamental es el cemento, el consumo del mismo se asocia al nivel de desarrollo de un país, siendo sin embargo responsable del deterioro del medio ambiente en el planeta, generado por la explotación de grandes recursos no renovables, materias primas y combustibles. Paralelamente a la industria del cemento Portland la industria del hormigón, ha introducido avances, mediante el empleo de materiales puzolánicos tales como, cenizas volantes, escorias siderúrgicas, micro sílice, puzolanas naturales y artificiales, que mejoran las propiedades del hormigón en estado fresco y endurecido, en cuanto a durabilidad, resistencia mecánica, disminución del consumo de cemento y del contenido de clínquer. La industria del cemento es particularmente susceptible a las características de las materias primas, pues de ellas depende el tipo y propiedades del cemento producido y la posibilidad de optimización del proceso de fabricación. La diversidad de aplicaciones que tiene el cemento en la actualidad hace que sea necesario elaborar productos que obedezcan a las distintas necesidades de resistencia mecánica y química, tiempos de fraguado, costos, entre otras. De aquí que las puzolanas naturales sean un importante componente para la producción de cementos Pórtland ordinario y puzolánico, que contribuyen a la conservación del medio ambiente, al reducir la emisión de gases nocivos como CO2 y SO2, ya que no es necesario someter la materia prima (puzolana) a la tostación. Poseen propiedades puzolánicas los materiales con un elevado contenido de componentes ácidos como la sílice, la alúmina y el óxido férrico, con una estructura desordenada o amorfa capaces de reaccionar con el hidróxido de calcio producto de la hidratación del cemento. 2 �Las tobas vítreas son rocas volcánicas que poseen altos contenidos de estos compuestos. Esta propiedad, junto a ser finamente divididas, les hace candidatas para su utilización como puzolana. Las tecnologías constructivas han ido en continuo desarrollo en los últimos años condicionado por el mayor crecimiento de las urbanizaciones en lugares donde la agresividad del medio ambiente al hormigón es mayor, así como, las necesidades de construcciones con fines turísticos e industriales, tales como: diques, presas, embalses, puentes, edificación de viviendas y hoteles en zonas costeras, han requerido la introducción de variaciones en los diseños del hormigón para cumplir las cualidades reológicas específicas para su colocación y conformación en estado fresco y con los requisitos, de altas resistencias mecánicas y elevada durabilidad en el estado de endurecimiento. En Cuba, la situación de la vivienda es una problemática que crece gradualmente; visto principalmente por el deterioro constante de las existentes y el azote de fenómenos naturales; esto ha motivado la actividad inventiva y multidisciplinaria de los hombres de ciencia en nuestro país, con vista a dar una mayor y más efectiva respuesta a las multiformes actividades constructivas que se necesitan en el orden social y económico, debido a la notable escasez para satisfacer a la creciente demanda de materiales de la construcción por parte de la población. Las diversas investigaciones se han encaminado al estudios de las rocas y minerales que por diversas génesis pudieran presentar una determinada actividad puzolánica bajo condiciones específicas dígase una molienda más efectiva y una activación térmica; tales rocas pueden ser de origen ígneo o sedimentario que puedan constituir puzolanas, tales como: las tobas vítreas, tobas zeolitizadas y algunas arcillas caoliníticas calcinadas, Rabilero (1992); Dopico (2009); Costafreda; et. al. (2011b); Rosell; et. al. (2011) y Martirena (2004) entre otros. Los estudios abarcan la caracterización de estos materiales minerales y los ensayos físico-mecánicos, que evidencian incrementos de la resistencia mecánica en morteros y hormigones como efecto de la actividad puzolánica, Según Mather (1982); Rabilero y Muños (1974) y Howland; et. al. (2006), estas adiciones confieren al cemento y al hormigón propiedades de gran importancia 3 �práctica, principalmente cuando se trata de lograr una mayor estabilidad química y por tanto una mayor durabilidad. Los trabajos de Calleja (1966), Pérez; et. al. (2013), han confirmado la racionalidad de aprovechar en la práctica las propiedades puzolánicas de algunos materiales. Lo anterior se encuentra determinado, por el bajo costo de las operaciones a las que deben ser sometidas las puzolanas de origen natural, hasta adquirir la forma adecuada para su utilización en la práctica industrial. Por otra parte, cuando los materiales puzolánicos son subproductos y desechos de la industria, su empleo constituye una salida de importancia económica y ambiental. A partir de las investigaciones realizadas, en la provincia de Granma se han tomado acciones evaluando encaminadas a disminuir el consumo de cemento, las perspectivas de utilización de los materiales puzolánicos y aditivos químicos, en mezclas de hormigones aditivados, obteniéndose resultados satisfactorios; Zaldivar (2011) realiza su investigación para el caso del yacimiento de zeolitas en la localidad de Bueycito donde efectúa una experimentación para su uso como puzolana natural. El aprovechamiento de estos recursos naturales como aditivo mineral activo en la sustitución parcial de cemento, ha estado limitado, al menos en parte, porque no ha sido resuelto lo que en este trabajo, se declara como problema de la investigación: El insuficiente conocimiento de las propiedades puzolánicas de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní. Por ello el objeto de estudio se define como: Las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní. Campo de acción Las propiedades puzolánicas de las tobas vítreas utilizadas en la elaboración de morteros y hormigones. Objetivo general Evaluar las propiedades puzolánicas de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní a través de los ensayos físico-mecánicos para la sustitución parcial de cemento. 4 �A partir de ello se plantea como hipótesis la siguiente afirmación: Sí se determinan las características geológicas generales y se evalúan las propiedades puzolánicas de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní, mediante los ensayos físico-mecánicos, entonces se dispondría de un nuevo material puzolánico que contribuiría a la sustitución parcial de cemento en la provincia Granma. Para dar respuesta a esta hipótesis se proyectan los siguientes: Objetivos específicos:  Determinar el índice de actividad puzolánica de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní en morteros.  Evaluar las propiedades físico-mecánicas que caracterizan el comportamiento puzolánico de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní en morteros y hormigones hidráulicos.  Valorar la posibilidad de empleo de las tobas vítreas como material puzolánico. Tareas de la investigación:  Recopilación y análisis de los trabajos relacionados con los materiales de construcción y puzolánicos, así como la exploración de la problemática mundial, nacional y local.  Preparación de las muestras; apoyado en la trituración, homogenización, molienda y cribado de las mismas.  Caracterización de la materia prima desde el punto de vista granulométrico, y su comparación con los parámetros normalizados.  Determinación del índice de actividad puzolánica a través del ensayo de resistencia a la compresión en morteros a los 28 días.  Valoración socioeconómica y ambiental. Métodos de investigación La tesis se compone de introducción, tres capítulos, conclusiones generales, referencias bibliográficas y los anexos que esclarecen y complementan los temas tratados en los capítulos. 5 �Capítulo 1. Marco Teórico Conceptual En este capítulo se exponen y discuten los criterios más actualizados que se reportan en la literatura sobre la industria del cemento, el hormigón y las puzolanas. Mediante el método histórico – lógico, se realizó el estudio del estado del arte sobre la valoración y el aprovechamiento de las tobas vítreas como puzolanas naturales, se logró determinar el alcance de la investigación. Se presentan las características geográficas, geológicas y mineralógicas, que permitieron sustentar la evaluación de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní como material puzolánico. Capítulo 2. Materiales y métodos Mediante el método lógico se seleccionan las técnicas, normativas a aplicar en la investigación y se establece la metodología para la evaluación del material tobáceo como aditivo puzolánico que permita comprobar la hipótesis científica planteada. Capítulo 3. Resultados y discusión Se analizan los resultados de la caracterización granulométrica, el índice de actividad puzolánica y evaluación experimental de los efectos de la adición de las tobas vítreas en morteros y hormigones hidráulicos, lo que permite comprobar los fundamentos teóricos a nivel de laboratorio, mediante el método experimental, el método lógico y el método de análisis – síntesis que contribuyan a la confiabilidad de los resultados obtenidos. Aporte de la investigación  La solución a la disponibilidad de un material puzolánico para su uso generalizado en las empresas constructoras de la provincia Granma. 6 �CAPÍTULO 1 7 �CAPÍTULO 1. MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL En el capítulo se realiza un análisis sobre los diferentes aspectos que se encuentran relacionados con los temas discutidos en la bibliografía consultada, sobre los materiales puzolánicos, con el objetivo de disponer de los elementos básicos para la realización del trabajo. Se expone el estado del arte, la conceptualización y consideraciones teóricas sobre las puzolanas, su importancia económica y tecnológica. 1.1 Generalidades Para contribuir a una mejor comprensión de los conceptos que se reflejan a lo largo del trabajo se definen algunos términos empleados en el ámbito de los materiales de construcción, como son: el hormigón, cemento, áridos y puzolana. El hormigón hidráulico también denominado concreto es el material constituido por la mezcla de cemento, árido grueso, árido fino y agua, con o sin la incorporación de aditivos o adiciones, que desarrolla sus propiedades al hidratarse el cemento, NC 120: (2007a). Por su parte se denomina ´´mortero de albañilería´´ a la mezcla de uno o varios conglomerantes minerales, áridos finos, agua y a veces adiciones y/o aditivos, NC 175: (2002b) El cemento, con propósitos constructivos, puede ser descrito como un material calcáreo y silíceo capaz de unir los áridos, la arena, los ladrillos o bloques. Los cementos de interés en la fabricación de concreto tienen la característica de fijarse y endurecerse debajo del agua, en virtud de una reacción química con ella y siendo llamados cementos hidráulicos. Las puzolanas son materiales de naturaleza silícea o sílico-aluminosa, las cuales por si misma poseen poca o ninguna propiedad cementante, pero finamente divididas y en presencia de humedad, reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio para formar como puestos con propiedades cementantes, NC TS: 528 (2007d). Los áridos son aquellas materias de forma granular o fibrosa que, con preparación especial o sin ella han de ser unidos entre sí por un aglomerante, para conformar los hormigones y morteros, De Armas (2008). 8 �Los áridos constituyen la mayor parte de la masa en el hormigón, pudiendo llegar hasta 80-85 % en peso, de ahí que las propiedades física-químicas y mineralógicas del árido tienen una profunda influencia en la resistencia, elasticidad y demás propiedades del hormigón. El fino o filler es el material inerte finamente dividido, empleado para disminuir la retracción, actuar como extensores, mejorar la laborabilidad y la coherencia en morteros y hormigones, NC 251: (2005b) . Existen diversas clasificaciones de los áridos, siendo las más empleadas las que los agrupan según su origen y tamaño. En la norma NC 251: (2005b) se define como árido al material mineral procedente de rocas que se encuentran desintegradas en estado natural o precisan de trituración mediante procesos industriales. Las dimensiones son diferentes, varían desde 0,149 mm hasta un tamaño máximo especificado. Se clasifican según su tamaño en dos tipos fundamentales, en árido grueso o grava y en árido fino o arena, los cuales, aunque no contribuyen de manera activa al endurecimiento del mortero deben poseer por lo menos la misma resistencia y durabilidad que se exija al hormigón. El árido que tiene mayor responsabilidad en el conjunto es la arena. El árido grueso (grava) es aquel que posee principalmente, partículas de un tamaño superior a 4,76 mm. Nota: El árido grueso puede describirse como grava (sin beneficiar o beneficiada) o como roca triturada, NC 251: 2005b). El árido fino (arena) es aquel que posee partículas de un tamaño desde 0,149 mm hasta 4,76 mm. Nota: El árido fino puede estar descrito como arena natural (cernida o beneficiada) y como arena de grava triturada y arena de roca triturada, NC 251: (2005b). 1.2 Las sustancias nocivas al hormigón. Las propiedades deseables de un árido para utilizarlo en hormigón son: que sea químicamente inerte, duradero, duro, resistente a los esfuerzos mecánicos, de forma aproximadamente cúbica después de triturado y capaz de dar una buena adherencia con la pasta de cemento. Químicamente los áridos deben ser inertes, 9 �pero lamentablemente muchos áridos naturales contienen sustancias nocivas al hormigón, clasificándose químicamente en cuatro grupos.  Sustancias solubles en agua que pueden causar la lixiviación del árido debilitándolo o provocando eflorescencia en el hormigón. Ej.: sal común (NaCl)  Sustancia solubles que pueden interferir el fraguado del aglomerante y la hidratación posterior. Ej.: yeso  Sustancias que pueden reaccionar con los constituyentes alcalinos. (Na 2O, K2O, etc.) de los cementos. Ej.: ópalo  Sustancias que puedan causar la corrosión del acero de refuerzo. Ej.: la sal común, sulfuros (pirita). Los áridos deben ser inertes por sí mismos, pero pueden contener incrustaciones, o estar cubiertos con una película de materiales dañinos, compuestas de los siguientes materiales: limos, arcillas, yesos, carbonatos impuros de calcio y magnesio, sílice opalina, óxido de magnesio, óxido de hierro y mezclas de estos materiales. 1.3 Propiedades físico - mecánicas de los áridos Las propiedades físicas y mecánicas de los áridos naturales deben ser consideradas en función de su resistencia a la compresión, resultando conveniente que las rocas utilizadas para la fabricación de áridos presenten un mínimo de resistencia a compresión. No obstante al emplearse la resistencia a compresión de los áridos como un índice de su calidad, no debe plantearse como una limitante en la aceptación del árido. El módulo de elasticidad del hormigón depende en un considerable grado del árido empleado en su fabricación, la resistencia a flexión depende también de estas propiedades, por lo general a medida que es más alto el módulo de elasticidad del árido, mayor es la resistencia a flexión manteniendo los otros factores iguales. El tamaño, abundancia y continuidad de los poros del árido es su más importante propiedad física. El tamaño y naturaleza de los poros afectan la resistencia a los esfuerzos mecánicos de los áridos, la absorción y la permeabilidad. Esta última a 10 �su vez da idea de la resistencia a los ataques químicos y la resistencia a las heladas, que tenga un árido. El peso específico, influye en la elección de un árido donde este sea un factor a considerar, por ejemplo, los paneles de aislamiento sonoro, donde interesan pesos específicos bajos o una presa de gravedad donde interesan pesos específicos altos, por motivos de seguridad y económicos. El peso específico de los áridos comunes varía desde 2,2 en el caso de las cuarcitas a 2,9. Las propiedades térmicas como el calor específico de los áridos, pueden tener importancia en ciertos trabajos tales como grandes presas y estructuras masivas similares. La conductividad térmica tiene importancia desde el punto de vista de su resistencia al fuego y en la construcción de algunas estructuras tales como chimeneas de hormigón reforzado. La resistencia a la abrasión es importante en la elección del árido para su aplicación en pisos industriales, pavimentos, algunos tipos de silos y canales para el traslado de líquidos. También podemos destacar la composición granulométrica, el termino granulometría se refiere a la distribución de los tamaños de las partículas del árido, este factor tiene una influencia grande sobre el comportamiento del hormigón en cuanto a la facilidad de mezclado, transporte, colocación y compactación sin que se produzca separación de las partículas de diferentes tamaños que integran el árido. 1.4 El cemento en el hormigón El cemento Portland, es un aglomerante hidráulico, material pulverulento que se obtiene de la mezcla y molienda del clínker más aditivos. Mezclado con agua se solidifica y endurece, uniendo cuerpos sólidos. Tiene un color gris oscuro o claro, por lo que comúnmente se le nombra cemento gris. Las materias minerales útiles para fabricar cemento se dividen en: componentes carbonatados (calizas, margas, pizarras), sílico – aluminoso (arcillas, caolín, areniscas, feldespatos) y aditivos (yeso, arenas cuarzosas, puzolanas, carbonato de calcio y óxidos e hidróxidos de hierro). Se utilizan también residuos de otras industrias como escorias 11 �metalúrgicas o colas mineras. La composición química promedio en % del cemento Pórtland es: CaO 60-67; SiO2 17-25; Al2O3 3-8; Fe2O3 0.5-6; MgO 0.1-5.5; Na2O y K2O (álcalis) 0.5-5.5; SO3 1.3. La calidad del cemento depende de su composición química y la finura del molido, se expresa en la resistencia a la compresión alcanzada por el mortero a los 28 días. Ej.: Cemento Pórtland de 250 kgf/cm2 mínimo, se comercializa bajo la denominación de P-250. El cemento Romano, tiene su origen en la Grecia antigua, se obtiene mezclando cal 70 % y puzolana 30 %. En la actualidad se pueden apreciar numerosas construcciones de ese periodo en muy buen estado de conservación, pese a tener más de 2000 años de construidas. El cemento Pórtland puzolánico, se define como un cemento hidráulico compuesto de una mezcla uniforme de cemento Pórtland y un material puzolánico finamente dividido, su adición va desde un 3 % hasta un 40 %. Algunos autores plantean que se puede llegar al 60-70 %. Se les denominan cementos mezclados, cuando sobrepasa los 15 % de adición, en el mundo del cemento se conoce como cemento PP, (Batista; et. al., 2011). El fraguado de cementos que contienen puzolanas naturales no difiere de los valores típicos encontrados en los cementos Pórtland, por el contrario, cementos compuestos con ceniza volante o humo de sílice tienden a prolongar el fraguado. La fluencia es la propiedad que se relaciona estrictamente con la resistencia, relación agua/cemento y el curado del hormigón. Ya que esta adición retarda la ganancia temprana de resistencia, la fluencia específica de cementos puzolánicos es mayor que la de los Pórtland. El desarrollo de la resistencia en hormigones con puzolanas, tiene como regla general el incremento en las resistencias finales comparadas con los cementos Pórtland puros. La capacidad del hormigón de mantener el desempeño estructural con el paso del tiempo aunque no depende exclusivamente de las propiedades del cemento, sino de una gama de propiedades del hormigón, en la práctica se ha demostrado que las adiciones puzolánicas inciden en una mayor durabilidad del concreto para 12 �determinados tipos de ambientes. 1.5 Las puzolanas Según el Instituto Americano del Hormigón, en su Guía 232.1R (2000), es a la civilización romana a quien se le debe el origen del nombre ´´puzolanas´´, como derivado del término ―pozzuolana‖, con el que se referían a unas cenizas volcánicas consolidadas, encontradas en las proximidades del sitio de Pozzuoli o Puzzoli, cerca de Nápoles y con las que se constituían los célebres morteros romanos. Vitruvius en el siglo I a.c. ya menciona el uso de estos aditivos al mortero que se confeccionaba en la proporción de una unidad de cal por tres de arena o dos por cinco - según la calidad de la arena - con el agregado de cenizas volcánicas. En Grecia, particularmente en la ciudad de Thera, alrededor del 1400 a.c. se introdujo a la mezcla cal-arena, el polvo volcánico de la "tierra de Santorin" explotada en la isla; de esta forma se obtuvieron morteros estables al agua. A falta de roca volcánica en otras latitudes, se utilizaba teja o ladrillo picado. En este sentido, se registra su uso en la época de la construcción de los aljibes de Jerusalén (bajo el mandato de Salomón, siglo X a.c). Esta costumbre parece haber sido introducida por los obreros fenicios que construyeron el templo de dicho rey y que conocían empíricamente las propiedades de los materiales llamados actualmente puzolanas artificiales (Quintana, 2005). En la isla de Bali, al este de Java, los habitantes utilizan desde hace más de dos mil años para la construcción de muros y terrazas, una mezcla de caliza coralina, nueces de coco cocidas y cenizas de su volcán sagrado, Agung Deloye (1993). En 1952 el departamento de restauración de los Estados Unidos brinda una definición del término puzolana, incorporada en las normas ASTM (1958) y mantenida hasta hoy como la definición que dice: "las puzolanas son materiales silíceos o alumino-silíceos quienes por sí solos poseen poco o ningún valor cementante, pero cuando se encuentran finamente divididos y están en presencia de agua, reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio a temperatura ambiente para formar compuestos con propiedades cementantes" (Almenares, 2011). 13 �En un sentido más particular las puzolanas, o por lo menos algunas de ellas, son de naturaleza zeolíticas, capaces de reaccionar con otras sales cálcicas, así como otros óxidos alcalinotérreos, siempre en presencia de agua y a temperatura ambiente, para dar lugar a la formación de silicatos y aluminosilicatos hidratados similares a los resultantes de la hidratación del cemento Pórtland, principalmente la tobermorita. 1.5.1 Clasificación de las puzolanas según su origen Se clasifican en dos grandes grupos: naturales y artificiales, aunque existe un grupo intermedio constituido por puzolanas naturales que necesitan tratamientos térmicos de activación, con el objeto de aumentar su reactividad. Las puzolanas composicionales naturales, son productos (sílico-aluminosos), minerales estructurales con (estructura características imperfecta o amorfa) y texturales (grano fino) que los hacen aptos para su uso como aditivos en la industria del cemento, entre éstas están: Las acumulaciones de cenizas generadas durante las erupciones volcánicas explosivas, que por su alto contenido de materiales vítreos son propensas a sufrir reacciones como las requeridas para las puzolanas. Más tarde por procesos geológicos de enterramiento estas cenizas se convierten en tobas, las cuales son rocas volcánicas bastante porosas, característica que les confiere una gran superficie interna, lo que favorece su reactividad, entonces, como puzolana sirve tanto el sedimento como la roca. Cuando se habla de rocas y materiales volcánicos, hay que considerar dos factores controladores de la actividad puzolánica; por una parte, la composición química del magma originario que determina la de los productos, y por otra, la constitución y textura de los minerales de dichas rocas, las cuales dependen de la velocidad de enfriamiento y de los procesos de meteorización que los hallan afectado. En las rocas volcánicas son especialmente interesantes las rocas ácidas (ricas en cuarzo y feldespato). En las puzolanas artificiales, su condición puzolánica se debe a un tratamiento térmico adecuado. Dentro de esta denominación se incluyen los subproductos de determinadas operaciones industriales; tales como, residuos de bauxita, escorias y 14 �polvos de chimeneas de altos hornos, cenizas volantes, etc. Las de mayor uso en la actualidad, en el mundo, son las cenizas volantes en función de las ventajas económicas y técnicas que ofrecen, ya que es un material residual y con ello los cementos aumentan la trabajabilidad y disminuyen el calor de hidratación por sus excelentes propiedades puzolánicas. Cenizas volantes: Son un subproducto de los hornos que emplean carbón mineral como combustible para la generación de potencia, constituyen en sí las partículas no combustibles removidas de la chimenea de los gases. Las características de las cenizas volantes pueden variar significativamente en dependencia de la fuente del carbón mineral que se quema. Las cenizas de Clase F son normalmente producidas de la quema de la antracita o de carbones bituminosos y generalmente poseen un contenido bajo de calcio. Las cenizas de Clase C son producidas cuando se queman carbones sub-bituminosos y poseen típicamente propiedades puzolánicas. Las cenizas volantes utilizadas en el hormigón deben tener conformidad con la especificación normativa ASTM C 618 (2002a). Escorias granuladas de alto horno: Subproductos no metálicos producidos en un alto horno cuando el mineral de hierro es reducido a hierro dulce. La escoria líquida es enfriada rápidamente para formar gránulos, que son molidos hasta una finura similar a la del cemento portland. Las escorias granuladas de alto horno tienen por sí mismas propiedades cementicias pero estas son mejoradas cuando se utilizan con cemento portland, se recomienda utilizarlas entre el 20 y el 70% en peso de los materiales cementicios. Deben tener conformidad con la especificación normativa ASTM C 989. En esta norma se definen tres grados de escorias: 80, 100 y 120, donde el grado más alto contribuye más al potencial resistente. Humo de sílice: Es un material puzolánico de alta reactividad y es un subproducto de la producción de metal silíceo o ferro-silíceo. Se recolecta de la chimenea de gases de los hornos de arco eléctrico. El humo de sílice es un polvo extremadamente fino, con partículas alrededor de 100 veces más pequeñas que un grano promedio de cemento. Su utilización oscila entre el 5 y el 12% en peso de los materiales cementicios para las estructuras de hormigón que necesitan alta 15 �resistencia o una permeabilidad significativamente reducida al agua. El humo de sílice está disponible como un polvo densificado o en forma de slurry acuoso. La especificación normativa para el humo de sílice es la ASTM C 1240. Debido a su extrema finura, deberán garantizarse procedimientos especiales para la manipulación, el vertido y el curado del hormigón con este material. Puzolanas mixtas o intermedias: Son aquellas puzolanas que, naturales por su origen, se someten a un tratamiento térmico con el objeto de cambiar sus propiedades para aumentar su reactividad química. Dentro de éstos se incluyen, la ceniza de la cáscara de arroz y las arcillas; un representante típico de éstas últimas es el polvo de ladrillo, producto obtenido como desecho de la industria de la cerámica roja. Dentro de las puzolanas comercialmente disponibles se incluyen el metacaolín y las arcillas o esquistos calcinados. Estos materiales son producidos mediante la calcinación controlada de minerales de origen natural. El metacaolín es producido a partir de arcillas caoliníticas relativamente puras y se emplean entre el 5 y el 15 % en peso como aditivo puzolánico. Las arcillas o esquistos calcinados son utilizados a mayores porcentajes en peso. 1.5.2 Normativas de las puzolanas Las evaluaciones de la actividad puzolánica en nuestro país estuvieron dirigidas inicialmente al cumplimento de requisitos de los cementos mezclados clasificados como Pórtland Puzolánicos PP-250 y PP-350 en correspondencia con las primeras introducciones producidas en la fábrica José Mercerón en Santiago de Cuba y se experimentaron diversos métodos entre ellos Fratini, para verificar la actividad de las adiciones de tobas cubanas (Rosell, 2010). Con carácter experimental con plazo de 2 a 3 años el Comité de Normalización de cemento, presentó y se aprobó en el 2007, la norma de especificaciones NC 528 (2007d) Cemento Hidráulico Puzolanas-Especificaciones. Esta norma homologa los criterios de la ASTM C 618 (2002a) y en ella se enmarcan incluso aquellos materiales obtenidos como subproductos de la generación eléctrica a partir de carbón mineral, cenizas volantes, no existentes en el país y cualquier otra puzolana natural, independientemente de su génesis y mineralogía y no tiene en 16 �cuenta que nuestro país tiene formación geológica diferente a la de norte América continental. Los métodos de ensayo en que se sustenta esta norma es la NC 527: (2007b) Cemento hidráulico. Método de ensayo. Evaluación de puzolanas. En la NC 120: (2007a). Hormigón hidráulico. Especificaciones, se establece requisito para el uso de adiciones tanto activas como inertes, pero no establece un requisito respecto a composición, granulometría u otro aspecto. Se regula en el caso de las activas que deben ser de probada aptitud mediante el uso del coeficiente ―k‖ de acuerdo a la relación agua/cemento y el contenido de cemento especificado en dicha norma para la prestación a que será sometida. 1.5.3 Actividad puzolánica La actividad puzolánica se refiere a la capacidad y velocidad de reacción entre los aluminosilicatos de la puzolana y el hidróxido de calcio, producto de la hidratación del cemento para formar productos cementantes. La reacción principal en estos sistemas es la que se describe en la reacción (III), donde se obtiene como producto el hidróxido de calcio hidratado, también comúnmente formulado en esta rama con las siglas C-S-H: Ca(OH)2 (s) + SiO 2 (s) + H 2 O = CaO.SiO 2 .2H 2 O(s) (III) La reacción puzolánica consiste en la solubilización de los compuestos de sílice y alúmina amorfos, o débilmente cristalizados en un medio altamente alcalino como el creado por una solución de hidróxido de calcio, con la formación de aluminosilicatos bicálcicos y tricálcicos similares a los obtenidos en el fraguado del cemento Pórtland (Quintana, 2005). La actividad puzolánica no se ha podido comprender con claridad debido a la estructura heterogénea de las puzolanas y a la compleja naturaleza de la hidratación Erdogdu (1996), no obstante, los principales factores que intervienen en su actividad se pueden ilustrar a continuación, (Erdogan, 2002). Las características generales que le confieren a las puzolanas gran reactividad son:  La suma de los componentes ácidos (SiO2+ Al2O3+Fe2O3) >70 %.  Estructuras amorfas o parcialmente desordenadas. 17 � Alta superficie específica. Por lo tanto, para evaluar una puzolana, se debe tener en cuenta su área superficial, composición química y mineralógica. 1.5.4 Aplicación de las puzolanas El primer criterio que apoyó la producción de cementos puzolánicos fue, corregir el cemento Pórtland tipos I y II al fijar la cal libre, generada durante la formación de los silicatos bicálcicos y tricálcicos, la cual es inestable a pH menores de 12, para formar compuestos estables que no son vulnerables a la acción lixiviante de las aguas ácidas. La adición de puzolanas confiere al cemento Portland y al hormigón, propiedades de gran importancia práctica como son:  Aumento de su estabilidad química y por tanto aporta una mayor durabilidad.  Disminuye la liberación del calor de hidratación confiriendo menor permeabilidad en los hormigones, que los hace idóneos para la construcción de presas y obras que necesiten grandes masas de este material.  Minimiza la expansión volumétrica durante el fraguado; lo que elimina o reduce las grietas y con ello aumenta la resistencia mecánica.  Mejora la maniobrabilidad de la mezcla de hormigón, con menor tendencia a la segregación de sus componentes.  Menor costo de producción (ahorro de combustible al disminuir el consumo de clínker).  Mayor homogeneidad del hormigón.  Reduce la presencia de cal libre, porque proporciona los elementos necesarios para completar la reacción química de formación de las fases cristalinas principales que acompañan al cemento. La cal libre presente en el clínker afecta la resistencia química del cemento y del hormigón, exponiéndolo al ―lavado químico‖ que produce la lluvia y la humedad atmosférica. 18 �Sin embargo, los cementos puzolánicos presentan también desventajas, como:  Necesidad de una mayor cantidad de agua de mezclado para una consistencia dada.  Menor resistencia a la compresión en edades cortas, pero mayores a partir de los 28 días de fraguado.  En ocasiones provoca una mayor retracción al secado.  Durante el fraguado del cemento Portland, se libera calor y grandes cantidades de hidróxidos de calcio Ca(OH) 2, el cual no posee propiedades cementantes y puede ser lixiviado del hormigón por acción del agua o reaccionar con determinados agentes químicos provocando la expansión y el debilitamiento de la masa del hormigón. La presencia de la puzolana logra por medio de su reacción con el hidróxido de calcio Ca(OH)2, que este desaparezca o disminuya en gran parte. Para evaluar las puzolanas se tienen en cuenta diferentes parámetros como la composición química, siempre puntualizando la importancia de altos contenidos de los óxidos de SiO2; Al2O3 y Fe2O3 y mínimos para los componentes alcalinos y alcalinotérreos. (Gener, 2006); (Rabilero, 1988; Rabilero, 2005; Rabilero y Muños, 1974). A partir del análisis de los efectos que las puzolanas provocan sobre el cemento se pueden utilizar en:  Morteros de albañilería (colocación de ladrillos, bloques, entre otros).  Producción de prefabricados ligeros de hormigón (bloques, adoquines, entre otros).  Fundición de hormigón masivo de baja resistencia. El uso de las puzolanas mejora la durabilidad de los hormigones por lo que las construcciones tienen una vida útil mayor (Howland; et. al., 2006). 1.6 Antecedentes de la investigación Las puzolanas se conocen desde hace más de 2500 años, algunos autores plantean que en la Grecia clásica se conocía y se utilizaban los aglomerantes del tipo cal – puzolanas, pero no fue hasta la época en la Roma clásica donde este 19 �tipo de aglomerante alcanzo su máximo esplendor. Ya para el año de 1824 en Leed, Inglaterra el albañil y maestro de obras Joseph Aspdin, patentó un nuevo producto aglomerante que denominó: cemento Pórtland, lo cual contribuyó en gran manera al desarrollo del hormigón al revolucionar las obras de ingeniería y las construcciones. Entre las bondades que representaba se destacan, las propiedades químicas y mecánicas superiores y la posibilidad de su producción industrial masiva. El patrimonio construido en el mundo es hoy un 90 % de hormigón y es el principal destino del cemento. Tanto la producción y consumo del cemento y del hormigón se asocian con el nivel de desarrollo de un país. Sin embargo también han resultado ser, de forma paradójica, los principales responsables de la degradación ambiental del planeta, debido a que su proceso productivo, en lo fundamental, está basado en la explotación intensiva de recursos no renovables (RNR), (materias primas y combustibles) quienes emiten significativos volúmenes de gases de efecto invernadero (GEI), (Rosell, 2010). La vulnerabilidad del hormigón al medio ambiente es consecuencia de las propiedades del clínquer del cemento Pórtland y de las características del sistema de poros de la matriz del hormigón, esto ha conllevado a realizar ajustes en la tecnología de producción del cemento, para hacerlos más resistentes a los ataques de los agentes agresivos, lo cual se ha logrado con la aparición de nuevos aditivos tanto químicos como minerales para mejorar la impermeabilidad de los hormigones (Aitcin, 2000; Babak y Mohammad, 2010; Xing.; et. al., 2004). En el capítulo 1 del ―Supplementary cementing materials for concrete‖ sobre minerales de Rheinisch, Alemania, demuestra la actividad puzolánica de minerales con 10 a 15% de cuarzo, 15 a 20% de feldespato sobre una matriz de vidrio con zeolitización Mehta (1987) refiere que las zeolitas del tipo analcima, chabasita, clinoptilolita, philipsita y leucita presentan actividad puzolánica (Harold, 1990). Saricimen; et. al. (1992) destaca que en los países árabes del golfo donde las condiciones ambientales son agresivas y seriamente corrosivas, el uso de las puzolanas naturales por ellos investigadas en las tecnologías del hormigón contribuye a lograr una mayor resistencia y durabilidad en la vida útil de las 20 �estructuras. La finura del cemento es un factor importante que afecta el índice de desarrollo de la resistencia, para ello Day y Shi (1994), estudiaron la influencia de la finura de la puzolana en la resistencia de las pastas de cemento - cal - puzolana natural. Los resultados demostraron que la resistencia a la compresión aumenta cuando el material es más fino, y la finura de la puzolana natural tiene su efecto más significativo en el desarrollo temprano de la resistencia. Day y Shi (1994) también analizaron el efecto del agua inicial de curado en la hidratación de los cementos que contienen puzolana natural. Como resultado obtuvieron, que las pastas de cemento Pórtland son más sensibles en el período inicial de curado que las de cemento Pórtland Puzolánico (contenido de puzolana 30 %) porque ocurre la hidratación del cemento Pórtland más rápidamente que la reacción puzolánica en pastas de cemento Pórtland Puzolánico. La hidratación del cemento Pórtland y la reacción puzolánica continúan después que las probetas se extraen a un ambiente seco (humedad relativa de 20%, aproximadamente). La presencia de puzolanas naturales retarda la hidratación normal del cemento Pórtland en las primeras horas, pero la acelera después de un día. Shannag y Yeginobali (1995) recomiendan la adición de puzolana natural al cemento Pórtland y al hormigón por separado, ya que reduce el calor de hidratación, prolonga el tiempo de fraguado y mejora la consistencia del cemento. En tiempos donde el desarrollo de las nuevas tecnologías constructivas van tomando un espacio cada vez más preponderante con vistas de mejoras en las prestaciones de los morteros y hormigones hidráulicos en las diferentes edificaciones. Ya nuestro país a partir de la década de los años 70 viene dando los primeros pasos, donde numerosas investigaciones han ido elevado el conocimiento geológico del territorio nacional, y otras encaminadas a la aplicación de materiales con propiedades puzolánicas y aditivos químicos al cemento Pórtland en la confección de los morteros y hormigones hidráulicos a nivel de laboratorio; semi-industriales e industriales. Uno de los experimentos llevados a cabo fue el caso del estudio del comportamiento cinético de la reacción de los cementos con adición de zeolitas 21 �naturales cubanas. Al respecto ha llegado a la conclusión de que la portlandita originada por la hidratación del silicato tricálcico (C 3S) reacciona con la zeolita, para dar lugar a una fase tobermorítica secundaria. (Rabilero, 1988). En su tesis doctoral Rabilero (1992), aborda la introducción del mineral zeolítico del yacimiento Palmarito de Cauto en el proceso de la fábrica de cemento José Mercerón como extensores del clínquer en la producción de cemento. Por otro lado Jimenéz (1999) utilizó las escorias ultrabásicas de los hornos de fundición de arco eléctrico de la provincia Las Tunas para obtener un material puzolánico que contenía fase belita y la utilizó en hormigones reduciendo los contenidos de cemento por m3 de hormigón. Son referencia obligada en nuestro país los trabajos realizados al respecto por Martirena que introduce el empleo de cenizas de paja de caña en la producción de un aglomerante cal-puzolana de alta finura a utilizar en sustitución de altos volúmenes de cemento como adición mineral activa demostrando su efectividad en la mejora de las propiedades mecánicas y de durabilidad, así como del perfil ecológico del material, al reducir drásticamente el contenido de clínquer de cemento Pórtland y fue posible sustituir hasta un 20% de cemento Pórtland en la mezcla por igual masa de aglomerante cal-puzolana, mejorando significativamente las propiedades mecánicas y la durabilidad, en comparación con el hormigón sin adiciones (Martirena, 2004). Calvo; et. al. (2005) determinan las propiedades puzolánicas de materiales de origen volcánico ubicados en la zona sureste de España, a través de estudios de las características composicionales, ensayos mecánicos y químicos de puzolanidad. Gayoso y Rosell reportan sustituciones de zeolita por cemento en hormigones, bajo diferentes conceptos de utilización, ya sea incorporado finamente molido como MCS o como corrector de granulometría de áridos. De manera general han obtenido hasta 12 % de sustitución de zeolita por cemento, logrando altas prestaciones donde se engloba no solo la resistencia sino las propiedades físico químicas que garantizan la durabilidad. Cabe destacar el hormigón diseñado para el edificio Atlantic que con adición de 12% de zeolita logra 62 MPa a los 28 días, 22 �llegando al año a 96 MPa (Gayoso y Rosell, 2005). Pérez (2006) establece la caracterización geológica y tecnológica del vidrio volcánico del yacimiento de Guaramanao, orientada hacia su aplicación como material de construcción alternativo. El sistema propuesto se aplica en el municipio de Holguín y permite demostrar que el uso del vidrio volcánico de esta región puede ser utilizado como material para la construcción. Como principal resultado de la investigación propone entre otros, el empleo de la materia prima como materiales de construcción alternativos, específicamente áridos y hormigones ligeros. Sin embargo no realiza pruebas encaminadas a su utilización como puzolana natural, lo que en nuestra investigación nos dimos la tarea de investigar, refiriéndonos no solo a las características geológicas generales del yacimiento de tobas vítreas sino ya más directamente a las pruebas en el laboratorio que me indiquen con mayor certeza su posible utilidad enfocándonos bajo el concepto de rendimiento del cemento con vistas a contribuir al ahorro del cemento. Varios autores como López (2006); De Armas (2008) y Muxlanga (2009) han estudiado materiales similares como es el yacimiento tobas vítreas y zeolitizadas del municipio Sagua de Tánamo para su utilización como árido ligero y puzolana natural. En estas investigaciones se evaluó la sustitución de 15 y 30 % de tobas por cemento, con la obtención de resultados favorables; sin embargo, estos se consideran preliminares, al no contar, con las técnicas y métodos empleados para la realización de los ensayos con las debidas certificaciones de calidad, lo cual no permite homologar sus resultados, para dar lugar a la necesidad de efectuar nuevas investigaciones. Costafreda y Calvo (2007) plantean que la mezcla de cemento Pórtland con agua produce reacciones de hidratación muy activas, dando lugar a la formación de productos estables, tales como la portlandita y tobermorita, a partir de la hidratación de fases minerales anhidras que están en su composición primaria. La presencia de zeolita en morteros, produce ciertas influencias en el comportamiento de esta reacción, que favorecen la formación de productos igualmente estables y duraderos. Los morteros preparados con adición de zeolita natural, exhiben valores bajos de resistencias iniciales a edades tempranas (2 y 7 días); sin 23 �embargo, el cemento de referencia sin adiciones, para este intervalo de tiempo, adquiere resistencias cuyos valores duplican los de los morteros con adición de puzolana, lo que demuestra que la presencia de zeolita natural produce una evidente ralentización de los mecanismos que rigen la reacción de hidratación, lo que posterga la ganancia de resistencias mecánicas. A los 28 días, las resistencias de los morteros con agregado de zeolita adquieren un incremento significativo que se manifiesta en sentido ascendente incluso a los 90 días de edad, cuando en ocasiones supera las resistencias del cemento de referencia. Según Costafreda; et. al. (2009) plantea que las zeolitas naturales pueden comportarse como puzolanas activas en sistemas hidróxido de calcio-puzolana, en los cuales provocan abatimientos sensibles en los contenidos de carbonato de calcio Ca(OH)2 y de la cal libre en disolución a medida que transcurre el tiempo. Llegando a la conclusión de que muchas especies de zeolitas interfieren drásticamente en la concentración de carbonato de calcio Ca(OH)2 en disolución y en la conductividad eléctrica de la misma, lo que es un aspecto inherente al tamaño de la partícula, la composición química y la capacidad de intercambio iónico de estos materiales. La aplicación de estos materiales puzolánicos con alta superficie específica trae consigo un mayor consumo de agua en relación al cemento. De igual modo, Dopico aborda similar temática pero utilizando en este caso la zeolita finamente molida y logra hormigones con un 20% de sustitución de cemento con resistencias de 45 MPa, cuyas cualidades de compacidad lo definen como durable, (Dopico, 2009). Rosell (2010) en su investigación confirma que la demanda de agua que provoca el uso de la zeolita como material puzolánico, es controlada con el uso de aditivo químico incrementando la dosis con respecto al patrón, en función de la finura de la adición y el asentamiento que requiere la tecnología. Se manifiesta el incremento de la resistencia mecánica con el uso de la zeolita como material cementicio suplementario (MCS), lo cual evidencia su reactividad puzolánica y eficacia en el objetivo de aumentar el rendimiento del cemento logrando economías y sustentabilidad del proceso producción de hormigón de resistencias 24 �típicas del país. Según Cabrera (2010), valora un grupo de materiales tobáceos para su utilización como puzolana natural dentro de los cuales se encuentra las tobas de Sagua de Tánamo, Guaramanao, Caimanes y San Andrés. En la investigación se logra determinar la resistencia a la flexotracción y a la compresión de morteros elaborados con la sustitución de 15 y 30 % de tobas por cemento, cuyos resultados evaluados fueron favorables. No obstante, en la investigación no determina el índice de puzolanidad y la caracterización granulométrica se realiza por vía seca, lo que quiere decir que los resultados pudieron verse afectados, debido a que lo recomendado para clases de tamaño pequeñas es el método por vía húmeda. Además se analiza el material sólo a los 7 y 28 días, lo que impide, conocer si las resistencias se incrementan en el tiempo, como se ha planteado por investigadores como Rabilero y Muños (1974), Gener y Alonso (2002) y otros, que lo establecen como característica fundamental de los materiales puzolánicos. Los materiales puzolánicos son muy conocidos actualmente, así como sus ventajas en la mejora de gran número de cementos; según Costafreda; et. al. (2011a) mostraron resultados prácticos, obtenidos de recientes investigaciones de tobas de composición dacítica, capaces de sustituir al cemento Pórtland de alta resistencia inicial en morteros y hormigones. Los contenidos apreciables en sílice y en alúmina, los bajos contenidos en sulfato y materias orgánicas, y una molienda adecuada, entre otros, son las causas, al parecer, de la eficacia de este material a la hora de aportar valores apreciables de resistencias mecánicas a edades cercanas y superiores a los 28 días. Costafreda; Díaz y Calvo (2011b), determinaron las propiedades físicas, mecánicas y químicas de algunas zeolitas naturales procedentes de México, Cuba y España y su incidencia en ciertas aplicaciones eminentemente prácticas. Plantean que los resultados indican que cada variedad de zeolita natural aporta respuestas diferentes frente a los ensayos, posiblemente influenciado por la sutil variabilidad de su composición química. Es evidente que las propiedades físicas, químicas y mecánicas de las zeolitas naturales varían sensiblemente de un tipo a otro dentro de la propia familia mineralógica. Es un hecho que se refuerza cuando 25 �estas zeolitas se encuentran en paragénesis con otros minerales distintos, como ocurre en el sureste de España, donde es frecuente encontrar representantes de los filosilicatos, fundamentalmente montmorillonita, como especie mayoritaria del grupo de las esmectitas que son singenéticas con la mordenita en los yacimientos zeolíticos españoles. En el caso de las zeolitas de México y de Cuba, plantean los autores Costafreda; Díaz y Calvo (2011b) que puede deducirse su pureza a partir de la gran estabilidad de volumen y del tiempo de fraguado; asimismo, por las resistencias mecánicas elevadas que ofrecen sus probetas ante la compresión. Costafreda (2011) establece la relación que existe entre el diámetro de las partículas de muestras compuestas esencialmente por zeolitas y esmectitas y su comportamiento puzolánico. El estudio de tres muestras, tras su trituración en tres fracciones distintas (0,080 mm, 0,063 mm y 0,045 mm), demuestra que la superficie específica y la puzolanidad aumentan en la medida en que disminuye el diámetro de las partículas. Por tal razón para la utilización de los materiales señalados anteriormente se hace necesaria la realización de pruebas que validen su utilización en los diferentes campos de aplicación. Almenares (2011) realiza una evaluación de los materiales tobáceos de los yacimientos Sagua de Tánamo, Caimanes, Guaramanao y San Andrés como puzolanas naturales al 15 y 30 %, determinando la composición química, la caracterización granulométrica, mineralógica y la determinación del índice de actividad puzolánica, poseen perspectivas para su utilización como aditivo puzolánico, por lo menos al ser utilizados en sustitución de un 15 % de cemento. Cuando sustituyo el 30 % de cemento con material tobáceo, obtuvo morteros cuyas resistencias son suficientes para su utilización en aplicaciones de albañilería. En su trabajo señala que los materiales puzolánicos que actúan como aglomerantes le conceden baja resistencia mecánica a una edad temprana, y su fraguado es algo más lento que el del cemento Pórtland ordinario. Por esta razón lo considera como un cemento para aplicaciones de albañilería. Aunque el destaca que en los últimos años ha adquirido una aplicación en la fabricación de hormigones hidráulicos, confiriéndole propiedades ventajosas a los cementos, 26 �tales como mayor resistencia a mayor edad, menor calor de hidratación y durabilidad. Investigadores como Rosell y Gayoso (2001), dirigieron sus investigaciones al empleo de las zeolitas naturales, como material de construcción, principalmente en la producción de cementos y otros aglomerantes, y como aditivos o agregados ligeros, para la producción de hormigones de altas prestaciones con excelentes cualidades técnicas, como la impermeabilidad y durabilidad. Rosell; et. al. (2011), plantean que las adiciones activas en los hormigones son cada día más usuales, no solo debido a razones económicas, sino porque los efectos que se desarrollan son beneficiosos para las prestaciones del hormigón, dígase durabilidad y resistencias mecánicas. Destacó también el desarrollo de estudios de algunos minerales industriales nacionales de génesis ígnea como los vidrios volcánicos, las tobas vítreas o zeolitas, han demostrado su actividad puzolánica. Pérez; Carballo y Ruiz (2013) estiman la ventaja económica que supondría un mejor uso del material zeolítico con granulometría menor de 0.8 mm donde se incluye un material conocido como fillers según NC 120: (2007a) en la elaboración de hormigones para la construcción, mezclándolo directamente en las plantas hormigoneras con los demás componentes y reduciendo el empleo del cemento. Su aplicación en la fábrica de traviesas de la provincia de Villa Clara permitió disminuir un 12 % el cemento empleado, además de reducir el tiempo de desmolde de 12 a 6 horas, con mejor acabado en las piezas y mayor resistencia de las mismas en el tiempo. Las primeras producciones de lo que comenzó a ser llamado cemento romano en Cuba, se realizaron en nuestro país en una pequeña planta instalada a tal fin en el lugar conocido por El Brujo a mediados de 1987 en Santiago de Cuba. Algo más tarde sucedió en la provincia Granma donde se realizaron investigaciones ingeniero geológicas por un grupo de especialistas encabezado por el entonces Ing. Rolando Rizo Beria y la Ing. Milagros Bridón, pertenecientes a la Empresa Geominera Oriente en las tobas zeolitizadas de la localidad de Bueycito, municipio Buey Arriba, para ese entonces en dicho yacimiento se contó con una planta de 27 �procesamiento del mineral, el por qué hoy día no contamos con dicha planta sufre de varias interrogantes al paso de los años, una de ellas pudo haber sido las reiteradas violaciones en todo proceso tecnológico del mineral desde que es extraído de la mina hasta su paso por la planta de procesamiento. En su investigación Zaldivar (2011) realiza una reevaluación del mencionado yacimiento de las tobas zeolitizadas de Bueycito donde se evidencia la posibilidad del uso de este material puzolánico en las mezclas de hormigón y morteros hidráulicos de fck 20 MPa con adiciones de 5 y 10 %, logrando rendimientos del cemento superiores a la unidad. La evaluación entonces de materiales puzolánicos consiste obviamente en encontrar materiales que por sus características químicas, mineralógicas y petrológicas, incluso morfológicas hagan suponer la posibilidad de actividad puzolánica. Las tobas vitroclásticas de origen volcánico, constituyen una fuente prácticamente inagotable de puzolanas. Por lo que se puede considerar que el empleo actual de materiales puzolánicos es una aplicación innovadora de una tecnología antigua para depósitos de materiales con características adecuadas que permitan su utilización para estos fines. 1.7 Características físico-geográficas del yacimiento Jiguaní Según Llull (1995) en su Informe de Prospección Detallada y Exploración Orientativa de vidrio volcánico en el yacimiento Jiguaní da a conocer las siguientes características físico-geográficas y geológicas generales del yacimiento. Ubicación El yacimiento se encuentra ubicado al Norte de la ciudad de Jiguaní, en la localidad conocida como Pozo Viejo, en la provincia Granma, se localiza en la plancheta topográfica 4977-II. Según el sistema de coordenadas Lambert el sector de estudio se encuentra ubicado en el siguiente punto, X: 541 900; Y: 195 500. Relieve El área de estudio se caracteriza por tener una superficie suavemente ondulada, a veces llana, con cotas que oscilan entre 5 - 100 m.s.n.m., resultando el límite Sur del valle con cota de 100 m; reflejo de los intensos cambios estructurales y morfológicos transcurridos en el tiempo. 28 �Clima Es un área típica de un clima tropical húmedo, sometida a la acción de los vientos alisios del NW en el invierno y de ENE en verano. De acuerdo a la distribución de las precipitaciones atmosféricas, se determinan en el año dos períodos, el húmedo (Mayo-Octubre) y el período seco (Noviembre-Abril) con 200-300 mm que resulta insuficiente para el abastecimiento de agua a algunos tipos de cultivos y para el consumo de animales, en comparación con el lluvioso (600 y hasta 1100-1200 mm), con una media anual de la provincia de 1350 mm. La distribución de las precipitaciones es irregular y juegan un papel significativo en los escurrimientos superficiales y en el régimen subterráneo, las cuales aumentan con las alturas topográficas. Los valores más bajos de lluvia en la provincia se registran hacia zonas de Cauto Cristo, Río Cauto, Jiguaní y Pilón. En el Valle del Cauto las zonas de muy baja pluviosidad, reflejan láminas de 800 mm anuales o menos, convirtiéndose en una de las llanuras más secas de la isla, provocando la concentración de altos contenidos de sales. La temperatura media anual se oscila entre los 24 y 26°C, con mínimas entre 19.6 y 22.2°C y máximas que fluctúan entre los 30.0 y 32.5°C. Figura 1.1. Mapa de ubicación geográfica 29 �1.8 Marco geológico regional y local Estratigrafía de la región La región es típica de sedimentos con edades que fluctúan entre el Holoceno y el Eoceno Medio (Brull; et. al., 1998), según el levantamiento cubano-húngaro a escala 1:250 000 (figura 1.2.), siendo características las formaciones geológicas siguientes: - Grupo El Cobre: Subdivisiones (eco): Fm. El Caney y Fm. Pilón. Se puede localizar en los alrededores del poblado El Cobre y otras áreas de las provincias de Granma y Santiago de Cuba. Constituida por diferentes tipos de rocas vulcanógenas y vulcanógeno-sedimentarias en distintas correlaciones y combinaciones alternantes, muy variables en sentido vertical y lateral. Las transiciones entre ellas a veces son bruscas y otras graduales y en muchos casos es prácticamente imposible establecer delimitaciones entre ellas. Las rocas más abundantes son: tobas, tobas aglomeráticas, lavas y lavas aglomeráticas de composición andesítica, andesito-dacítica y dacítica, raramente riolítica, riodacítica y basáltica. Con estas rocas se intercalan tufitas y calizas, además se asocian a este complejo vulcanógeno-sedimentario cuerpos hipabisales y diques de diversa composición. En su composición también participan tobas cineríticas, tufitas, tobas calcáreas, calizas tobáceas, areniscas polimícticas y vulcanomícticas y grauvacas. Yace discordantemente sobre las formaciones Manacal, Palma Mocha y Tejas. Está cubierta concordantemente por la Fm. Puerto Boniato y discordantemente por las formaciones Cauto, Charco Redondo, Dátil, Jaimanitas (parte indiferenciada y su Mbro. Tortuguilla), Río Maya, San Luis, los Grupos Guacanayabo (Fm. Manzanillo), Guantánamo (Miembros Guardarraya y Yacabo de la Fm. Punta Imías) y el Mbro. Quintero (Fm. La Cruz). Edad: Paleoceno- Eoceno Medio parte baja. -Formación Mícara (mc): Se desarrolla en las provincias de Granma, Holguín y Santiago de Cuba. Por su composición esta unidad se puede dividir en tres partes: inferior, media y superior. Inferior: Constituida por aleurolitas masivas, mal estratificadas, brechas, areniscas, arcillas y calizas. 30 �Media: Secuencia olistostrómicas de margas, areniscas, aleurolitas, gravelitas y conglomerados. Los olistolitos son de brecha y ultrabasitas serpentinizadas. La estratificación es buena. Superior: Predominan las aleurolitas y subordinadamente brechas y areniscas tobáceas, en su parte más alta, con intercalaciones de tobas ácidas bentonizadas y calizas. Presentan buena estratificación. Las areniscas, aleurolitas, brechas, gravelitas y conglomerados son polimícticos. Las calizas son biodetríticas, arenosas y brechosas. Algunas veces en la parte alta de la formación, las areniscas y aleurolitas tienen un contenido alto de tobas vitroclásticas y cristaloclásticas y de tufitas psammíticas. En estos depósitos se observa estratificación gradacional y en ocasiones cruzada. Yace discordantemente sobre las formaciones La Picota y Santo Domingo. Es cubierta concordantemente por la Fm. Gran Tierra y discordantemente por las formaciones Charco Redondo, Mucaral, Puerto Boniato y Sabaneta. Su parte inferior transiciona lateralmente a la parte alta de la Fm. La Picota. Edad: Cretácico Superior Maestrichtiano Superior- Paleoceno Inferior Daniano basal. -Formación Charco Redondo (chr): Sus depósitos están ampliamente distribuidos en todo el Norte de la Sierra Maestra incluyendo la Cordillera de la Gran Piedra. Son calizas compactas organodetríticas, fosilíferas, de color variable. En la parte inferior del corte, son frecuentes las brechas y en la base en ocasiones conglomerados basales. Pueden aparecer calcarenitas, y algunas areniscas escasas intercaladas. Yace discordantemente sobre las formaciones Caney, Tejas, y el Grupo El Cobre (parte indiferenciada). Está cubierta discordantemente por las formaciones Barrancas, Bayamo, Dátil, Farallón Grande y San Luis. Aparece cortada en los pozos Granma 1, Embarcadero, Santa Regina 1, Manzanillo 1, Oruita 1 y Vicana 2. Edad: Eoceno Medio. - Formación Barrancas (bs): Se extiende en forma de franja irregular por la parte Noroccidental de la Sierra Maestra, entre los ríos Buey y Mabay, provincia Granma. Son características las tobas riolíticas-riodacíticas, cristalo-vitroclásticas 31 �y vitroclásticas, margas, areniscas calcáreo-tobáceas, calizas biodetríticas y calcilutitas. Cubre discordantemente a las formaciones Charco Redondo y El Caney, no estando clara su relación con la Fm. Farallón Grande. Está cubierta discordantemente por las formaciones Cauto y Dátil. Esta unidad representa un vulcanismo remanente del Arco Volcánico Paleogénico, el cual se manifiesta también en una serie de diques que cortan las unidades Farallón Grande y San Luís. Los sedimentos siliciclásticos, del Eoceno Medio (parte alta) - Eoceno Superior, afloran ampliamente bordeando la cuenca desde el Sur y hasta el Noreste. Edad: Eoceno Medio (parte alta)-Eoceno Superior. - Formación San Luis (sl): Se desarrolla ampliamente en la vertiente Sur y Este de la cuenca, de gran potencia, compuesta predominantemente por areniscas polimícticas, limolitas, margas, arcillas, calizas arcillosas, biodetríticas, arenosas y conglomerados polimícticos. Se encuentra muy bien estratificada. Está cortada por diques y cuerpos de basaltos. Yace concordantemente sobre las formaciones Farallón Grande y Puerto Boniato, cubierta discordantemente por las formaciones Casanova, Cauto, Río Maya, Manzanillo, Sevilla Arriba, Cabo Cruz, Bitirí y Camazán. Los mayores espesores de la cuenca están formados por los paquetes de rocas carbonatado-arcillosas y fragmentario-carbonatadas desde el Oligoceno al Reciente. Edad: Eoceno Medio (parte alta)-Eoceno Superior. - Formación Camazán (cz): Aflora en grandes áreas en la región central de la cuenca, siendo una de las unidades más ampliamente distribuidas. Se corresponde con una secuencia de calizas coralino-algáceas (biolititas), calizas biodetríticas a veces arcillosas, calcarenitas, calciruditas, limolitas calcáreas, con intercalaciones de margas y arcillas, ocasionalmente yesíferas; su coloración es variable, desde el amarillo, crema, carmelita y gris. Se observa en relación discordante con las formaciones Charco Redondo, San Luis y Tejas. Es cubierta concordantemente por las formaciones Paso Real y Río Jagüeyes, y discordantemente por las formaciones Bayamo y Cauto. Transiciona lateralmente a la Fm. Bitirí, y en parte a la Fm. Paso Real. 32 �Edad: Oligoceno Superior -Mioceno Inferior por asociación fosilífera. - Formación Bitirí: Ocupa áreas discontinuas en la región de Contramaestre y Jiguaní. Litológicamente está constituida por calizas algáceas de matriz fina, duras, compactas y carsificadas, que contienen ocasionalmente fragmentos de corales y grandes Lepidocyclinas. Colores amarillo-grisáceo a carmelitoso. Yace discordantemente sobre las formaciones Charco Redondo y San Luis. Es cubierta discordantemente por las formaciones Cauto, Río Jagüeyes y la cobertura aluvial Cuaternaria. Lateralmente transiciona a las calizas algáceas de la Fm. Camazán. Edad: Oligoceno Superior- Mioceno Inferior. - Formación Rio Macío (rio): Está constituida por bloques, cantos rodados, gravas, arenas, aleurolitas y arcillas. Se extiende en el cauce, orillas y desembocadura de los ríos. Yace discordantemente sobre numerosas formaciones, que abarcan desde las formaciones más antiguas hasta el Cuaternario. Edad: Holoceno. - Formación Bayamo (by): Puede observarse al Sureste y centro de la cuenca, principalmente en los alrededores de la ciudad de Bayamo. Se compone de arenas grises y amarillo-grisáceas de grano fino, con lentes de areniscas y conglomerados de guijarros finos e intercalaciones de arcillas arenosas. Cubre discordantemente las formaciones Camazán, Charco Redondo, Manzanillo y Paso Real. La sobreyace concordantemente la Fm. Cauto. Edad: Plioceno Superior- Pleistoceno Inferior. - Formación Cauto (cau): Ocupa la mayor parte del área de la Cuenca Cauto. Son depósitos mal consolidados de arcillas, limos, arenas, gravas polimícticas y conglomerados polimícticos, con estratificación horizontal y cruzada. Coloración gris y gris-parduzca. Yace concordantemente sobre la Fm. Bayamo y discordantemente sobre las formaciones Barrancas, Bitirí, Camazán, Dátil, Manzanillo, Paso Real, Río Jagüeyes, San Luis, Manzanillo, Paso Real y el Grupo El Cobre. En el Cuaternario también se han depositado abundantes sedimentos, los cuales aún no son reconocidos como una formación, pero se agrupan por los ambientes de sedimentación predominantes. 33 �Edad: Pleistoceno Superior. - Formación Dátil (dt): Está constituida por un conglomerado seleccionado, mal cementado y sin estratificación polimíctico mal visible, color rojizo con manchas de ocre. En la mayoría de los casos, los cantos son sub-angulosos y sus diámetros varían entre 0.5 cm y 35.0 cm. Están constituidos por distintos tipos de rocas de la Fm. Cobre, incluyendo rocas abisales, hipabisales e hidrotermales, entre los cuales predominan las variedades más resistentes, calcedonia y ágata en menor medida. La matriz del conglomerado es una arenisca arcillosa, de color rojo con manchas de ocre, poco resistente, friable y limonitizada. Edad: Plioceno Superior- Pleistoceno basal. - Formación Yayal (yay): Constituida por arcillas calcáreas y compactas de color crema y blanco; calizas organodetríticas, agrietadas, cavernosas de color blanco y crema; margas carbonatadas, nodulares, agrietadas, verde grisácea y dolomitas arcillosas, duras cavernosas, a veces organógenas, color blanco y verde cremoso. Las estructuras son masivas y la estratificación está enmarcada por cambios litológicos. Edad probable: Mioceno medio. - Formación Caney: Solo aflora en el borde noroccidental de la Sierra Maestra, o sea, la parte Sur y Este de la cuenca. Está representada por una alternancia de tobas cineríticas, tufitas, tobas calcáreas, tobas lapíllitas, calizas tobáceas. Se han reportado un conjunto de rocas volcánicas y piroclásticas bien estratificadas: conglobrechas tobáceas, tobas de diferente granulometría de colores desde amarillento, verdes o abigarradas, tufitas y calizas tobáceas de color verdoso, calizas de color gris claro y margas. Se depositó concordantemente sobre la Fm. Pilón y la secuencia indiferenciada del Grupo El Cobre, con la cual transiciona lateralmente también. Está cubierta concordantemente por la Fm. Puerto Boniato y discordantemente por las formaciones Barrancas, Charco Redondo y San Luis. Edad: Eoceno Medio (parte baja). -Formación Puerto Boniato (pb): Se desarrolla en forma de franja discontinua en la Sierra Maestra, al S de la Sierra de Cristal y al S de Baracoa, provincias de Santiago de Cuba, Holguín y Guantánamo. Litológicamente presenta una 34 �alternancia de calizas organodetríticas aporcelanadas, algáceas y margas, con intercalaciones de sílice negro- parduzco. Yace concordantemente sobre las formaciones El Caney, Sabaneta y Gr. El Cobre (parte indiferenciada) y discordantemente sobre la Fm. La Picota. Es cubierta concordantemente por las formaciones Mucaral, San Luis y Sierra de Capiro. Se depositó en un ambiente de aguas medianamente profundas. Edad: Eoceno Medio. - Depósitos palustres (pQ4): Estos sedimentos costeros se forman en dos ambientes esencialmente diferentes, distinguiéndose dos tipos de depósitos: los pantanos costeros de agua dulce y los pantanos de mangles. Los primeros prácticamente no reciben material terrígeno y sus depósitos están representados fundamentalmente por residuos vegetales y limos carbonatados; y los segundos se representan en facies carbonatado-arcillosas y arcillosas. La facie terrígena de los pantanos de mangles es característica de arcillas de color gris oscuro y pardo oscuro fuertemente salinizadas, y las arcillas arenosas con restos carbonizados de troncos y raíces de mangles. La facie carbonatada de los depósitos de pantanos de mangles es característica de limos finos carbonatado-organógenas con una cantidad variable de detrito vegetal. - Depósitos aluviales (alQ4): Característicos de arenas, arenas arcillosas y arcillas arenosas, de color carmelita pardusco con manchas rojizas y grises de granulometría media a fina, e intercalaciones de gravas y guijarros pequeños de cuarzo, fragmentos de areniscas cuarzosas, concreciones ferruginosas, y localmente, sedimentos carbonatados con fragmentos de caliza organógena. Su espesor varía de 1-5 m. La composición de los clastos depende directamente de las fuentes de aporte, mientras que la granulometría se vincula con la cercanía de estas, pues a medida que avanza hacia las costas los sedimentos son más finos. Comportamiento tectónico regional La tectónica de la parte Suroriental de Cuba está determinada por su posición en la zona de interacción de las placas litosféricas Norteamericana y Caribeña, encontrándose relacionadas indisolublemente con la fosa profunda de Oriente al Sur, la depresión graben sin forma Cauto-Nipe al NW y la depresión Central35 �Cuenca de Guantánamo al NE (Flores & Millán 1998). La Cuenca Cauto ubicada al Oeste de Cuba Oriental tiene la forma de un triángulo alargado, representando una zona deprimida rellena de grandes espesores de sedimentos del Terciario y el Cuaternario. Limita tectónicamente al Norte con la Falla Axial y el Elevado de Nipe; al Oeste con el sistema de fallas rumbo deslizantes Cauto-Nipe (Noroeste) que limita a Las Tunas con Granma; al Sur con la falla Bartlett y al Este con el sistema de fallas rumbo deslizantes Cauto-Nipe (Sureste) que limita a la Sierra Maestra de la Cuenca Cauto). Los movimientos tectónicos recientes de la corteza terrestre han sido objeto de valoraciones según la evaluación ingeniero-geomorfológica de los datos geodésicos de la red altimétrica nacional de alta precisión. El análisis conjunto de los perfiles geólogo-geomorfológicos complejos y de las velocidades relativas de los movimientos (Almirall et al. 1994), permitió la confección del esquema de las tendencias generales de la geodinámica reciente del sector centro-meridional de la cuenca del río Cauto, del cual se infiere que:  Para la periferia septentrional (incluyendo toda la llanura Sabanilla, paleosector de la cuenca hidrográfica del Cauto, situada al Sur de Campechuela y Manzanillo) es característico un incremento general de los descensos relativos del SW (-2 a -3 mm/año) al NE (-6 a -7 mm/año), en dirección a la depresión Cauto.  El carácter general del incremento de los descensos refleja que la llanura no posee una morfoestructura plicativa sino de bloque-falla. La depresión Cauto se caracteriza por descensos generales, los cuales crecen hacia el Este, alcanzando en su parte central de -12 a -15 mm/año. Investigaciones sobre la geodinámica de Cuba Oriental reflejan descensos entre -2,5 y -7 para la región axial de la Cuenca del Cauto, las cuales se evidencian en el perfil complejo de la línea geodésica Holguín-Bayamo y en el mapa general de los movimientos de ese móvil territorio. El análisis de los gradientes de las velocidades relativas de los movimientos tectónicos recientes, refleja una fuerte actividad neotectónica en la depresión, la cual se corresponde con la diferenciación morfoestructural, las manifestaciones sísmicas y los jóvenes procesos de formación de grietas, que determinan en 36 �ocasiones la formación de generaciones de deslizamientos en el joven cañón del río Cauto, como ocurrió pocos años atrás en el poblado La Yaya. La interpretación de la estructura profunda a través del corte transversal de Cuba Suroriental, refleja la correspondencia entre la diferenciación morfoestructural, el campo gravimétrico y el régimen espacial de la endodinámica reciente de la Cuenca Cauto, región cubana de marcada y sostenida subsidencia durante la segunda parte del presente siglo. En Cuba, durante la etapa neotectónica (Mioceno-Cuaternario) del desarrollo del relieve se originaron numerosas cuencas superpuestas de subsidencia, entre las que sobresale la depresión Cauto-Nipe, la cual en el Pleistoceno SuperiorHoloceno experimentó una inversión de su régimen tectónico, con ascensos débiles que originaron la formación de varios pisos de llanuras y espectros de terrazas marinas, fluviomarinas y fluviales. De acuerdo a las mediciones geodésicas repetidas se detectó una tendencia actual a los descensos (nueva inversión geodinámica), que alcanza en su zona central valores de hasta -14 mm/año y menos acentuados hacia las partes periféricas de Cabo CruzManzanillo con valores entre -1 y -6 mm/año, y aún más actualizados del orden de -2,5 a -7 mm/año. Paralelamente a los cambios glacioeustáticos, en este caso de sentidos opuestos, el régimen natural de interacciones hidrológicas entre el acuatorio marino del Golfo de Guacanayabo y el potencial freático de la Cuenca Cauto ha sufrido sensibles rupturas de su equilibrio dinámico, debido a la transformación ingenieril del gasto fluvial de esta última por la construcción de embalses con fines socioeconómicos y preventivos ante los riesgos por devastadoras inundaciones. En este contexto, la intrusión salina avanza tierra adentro, lo cual entre otros procesos adversos contribuye a la desertificación de su paisaje geográfico. Otras evidencias de los descensos continuos de la corteza terrestre de la depresión superpuesta Cauto-Nipe lo constituyen:  La extensión y ampliación de los geosistemas transicionales litorales (manglares) en la zona de Cabo Cruz, obtenidas mediante cartografía comparativa de la década de los años 50 y la actualidad 37 � La desaparición de tramos del camino colonial de la región bajo algunos sectores cenagosos o de su acercamiento a la costa actual  La reconstrucción del poblado de Cabo Cruz en la terraza abrasiva más elevada, al Este del asentamiento original  La transgresión marina total sobre cayos y formas acumulativas del litoral manzanillero, entre muchas. Geomorfología regional Constituye la tercera megamorfoestructura general de Cuba Suroriental, en la cual transcurrieron los descensos neotectónicos más intensos del archipiélago cubano. Esta es una zona marginal transitoria de tipo isostático de compensación, entre las regiones de los arcos insulares septentrional y meridional de Cuba Oriental (Almirall; et. al., 1994). En esta paleodepresión se depositaron grandes espesores de sedimentos carbonatados y terrígenos durante el Oligoceno-Mioceno. Según los datos de perforación, se distinguen tres depresiones: Guacanayabo (1750 m), Cacocum (1300 m) y Nipe (900 m), divididas por los ascensos de Babiney-Mir y BarajaguaMarcané. En la etapa neotectónica tardía fue de gran importancia la activación de algunas fallas regionales y zonas de fallas transregionales de dirección SW-NE. Las grandes zonas de morfoalineamientos transverso-diagonales, que dividen el macrobloque montañoso de la Sierra Maestra en mesobloques, atraviesan la morfoestructura longitudinal-sublatitudinal original de la depresión y la fraccionan en un mosaico de mesounidades transverso-diagonales. En la depresión-graben del Cauto predominan amplias llanuras bloque-monoclinales escalonadas, en las cuales, en ocasiones aflora el basamento plegado y cuerpos intrusivos. En la región de Jiguaní, se refleja claramente la continuación de las morfoestructuras montañosas por medio del sistema de fallas que determinan un claro escalonamiento de las llanuras hacia el NE, y en Bayamo hacia el NW. En el relieve de la llanura se destacan el horst lineal El Yarey y una morfoestructura circular, relacionados con el desarrollo de intrusiones basálticas. 38 �En la parte occidental de la depresión-graben están ampliamente desarrolladas las llanuras monoclinales planas, con alto desarrollo de meandrización. En el Pleistoceno Tardío, la depresión experimentó, en esta región, una inversión del régimen tectónico; los descensos fueron sustituidos por ascensos en la zona de intersección de la morfoestructura local, lo que produjo un profundo cortamiento del cauce del río Cauto. Hacia el Este, las altas llanuras bloque-monoclinales Remanganaguas- Buenaventura constituyen una zona de tránsito hacia la depresión Central, esas grandes morfoestructuras son cortadas por valles tectóno-estructurales como el del río Contramaestre, y más al Este por sectores deprimidos de graben como San Luis-Dos Caminos. Al Norte de estas llanuras el relieve se caracteriza por el diseño paralelo de la red fluvial de los ríos Cauto y Salado, y también en el caso de La Rioja. Las formas fluviales pequeñas y de cárcavas en esta región, son paralelas. Los elementos de disección erosiva en conjunto, cortaron las zonas lineales de formación de grietas recientes, esto permitió una nueva zona sublatitudinal-longitudinal de alineamientos morfoestructurales. La morfoestructura de los flancos septentrional y meridional de la depresión se diferencia claramente en las variaciones de los espectros de terrazas fluviales. En el flanco Norte de los valles fluviales están desarrolladas unas terrazas bajas escalonadas; mientras que en el flanco meridional de los valles predominan terrazas erosivas altas. El extremo más oriental de la cuenca hidrográfica del Cauto, ocupa las llanuras altas de la depresión central (H=200-220, 260-280 m), siendo en el contexto geólogogeomorfológico de Cuba Oriental una de las depresiones más antiguas. Está ocupada por conglomerados, areniscas y arenas arcillosas de las formaciones molásicas del Eoceno Tardío. En la etapa neotectónica, la depresión experimentó ascensos débiles y la falla ―Oriente‖ la separó de la depresión CautoNipe. Las llanuras del fondo de la depresión representan una formación de zócalo y no existen huellas de acumulación Plioceno-Cuaternaria significativa. Morfológicamente, esta depresión no es un hundimiento intermontañoso típico, sino la depresión de la zona de ascensos. 39 �En el período reciente está deformada por un complejo sistema de bloques morfoestructurales. En su porción central están desarrolladas las llanuras bloqueescalonadas subhorizontales, las cuales al Norte y al Sur transitan al sistema de escalones premontañosos, lo que demuestra el incremento de los ascensos hacia la periferia montañosa. La depresión está fracturada por las fallas diagonales de dirección SW-NE, las cuales también limitan el bloque central más elevado del macizo de la Gran Piedra. Características geológicas del yacimiento Jiguaní Figura 1.2. Mapa geológico de Jiguaní La Fm. Caney (Eoceno Medio - Inferior) está representada por una alternancia de tobas cineríticas, tufitas, tobas calcáreas, tobas lapíllitas y calizas tobáceas. La Fm. Charco Redondo (Eoceno Medio) está compuesta por calizas compactas organodetríticas, fosilíferas, de color variable. Pueden aparecer calcarenitas, y algunas areniscas escasas intercaladas. 40 �La Fm. San Luis (Eoceno Medio - Eoceno Superior): se compone predominantemente por areniscas polimícticas, limolitas, margas, arcillas, calizas arcillosas, biodetríticas, arenosas y conglomerados polimícticos. Se encuentra muy bien estratificada. La Fm. Camazán (Oligoceno Superior - Mioceno Inferior), se corresponde con una secuencia de calizas coralino-algáceas (biolititas), calizas biodetríticas a veces arcillosas, calcarenitas, calciruditas, limolitas calcáreas, con intercalaciones de margas y arcillas, ocasionalmente yesíferas. La Fm. Bayamo (Plioceno Superior - Pleistoceno Inferior) se compone de arenas grises y amarillo-grisáceas de grano fino, con lentes de areniscas y conglomerados de guijarros finos e intercalaciones de arcillas arenosas. La Fm. Cauto (Pleistoceno Superior.) presentan depósitos mal consolidados de arcillas, limos, arenas, gravas polimícticas y conglomerados polimícticos, con estratificación horizontal y cruzada. Coloración gris y gris-parduzca. Tectónica: Atendiendo a las particularidades geológicas en el área del yacimiento, a la forma de ocurrencia y disposición en el corte geológico de las tobas vitroclásticas, se piensa en la presencia de fallas que provocaron la formación de bloques de tipos horstmonoclinales. Movimientos neotectónicos tardíos reactivaron estas fallas y gracias a ello fue posible que aflorara el basamento, en este caso lo constituyen las tobas vitroclásticas. Rocas encajantes: Tobas vitroclásticas de color gris, de granulometría fina a media, en mayor o menor grado abrasivas al tacto. Estructura vitroclástica, roca compuesta por vidrio volcánico en forma de vitroclastos de diferentes formas. Características morfológicas del cuerpo mineral: Por su morfología el yacimiento asemeja un cuerpo con forma de bolsón, se observan acuñamientos del horizonte tobáceo, hacia el Norte y Sur, la potencia de la zona mineralizada, alcanza 17.80 m en la parte de mayor espesor. A lo largo del rumbo, el cuerpo mineral alcanza una extensión aproximada de 285 m. Por el buzamiento el cuerpo mineral se entierra hacia el Este (con buzamiento aproximado de 12º) por debajo del paquete de calizas que sobreyacen el horizonte de tobas y que afloran en la parte más elevada del área del yacimiento. 41 �Composición mineralógica: Las tobas vitroclásticas del yacimiento, mineralógicamente están constituidas esencialmente por vidrio volcánico y montmorillonita, subordinadamente contienen, aunque en bajos por cientos, feldespatos, calcita, cuarzo y raramente zeolita. Calidad de la materia prima: Se aprecia que los compuestos que aparecen como constituyentes son: en mayores cantidades óxido de silicio y óxido de aluminio, con composición media el óxido de hierro III, óxido de calcio y en menores cantidades los óxidos de sodio, magnesio, potasio y manganeso. Contenido, (%) Compuesto Tabla 1.2. Composición química (media) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO Na2 O K2O MgO MnO2 P2O5 TiO2 SO3 PPI 61.27 13.20 3.15 3.58 1.75 2.29 0.05 0.09 0.38 0.1 10.32 3.73  Contenido medio de vidrio volcánico 60.22%  Contenido medio de montmorillonita 35.06%  Contenido medio de intercambio catiónico 31.82 meq  Contenido medio de CaCO3 4.09  Peso volumétrico seco 1.008 t/m3  Peso volumétrico saturado 29.82% 42 �CAPÍTULO 2. MATERIALES Y MÉTODOS En el presente capítulo se hace una descripción detallada de la metodología empleada durante la caracterización geológica general y evaluación de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní como material puzolánico. 2.1 Metodología de la investigación La investigación desarrollada contempló una metodología basada en 4 etapas de investigación, las cuales se sintetizan en la recopilación, análisis, procesamiento e interpretación de la información, así como su posterior representación, las cuales son esquematizadas a continuación en la figura 2.1. Para dar cumplimiento a los objetivos propuestos se trazaron varias tareas las cuales fueron cumplidas satisfactoriamente. A continuación, se describen las tres etapas de trabajo. Figura 2.1 Flujograma de la investigación 44 �2.2 Etapa preliminar Se desarrolló la consulta de un volumen de literaturas relacionadas con la temática a nivel mundial, nacional y provincial basadas en búsquedas bibliográficas en el Centro de Información Científico–Técnica (ICT) del Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa y en otros centros docentes del país de artículos científicos, Trabajos de Diploma, Maestrías y Doctorados, etc.; en el Archivo Técnico de la Oficina Nacional de Recursos Minerales en Santiago se procedió a la revisión de la información geológica referente al yacimiento de tobas vítreas en Jiguaní, de conjunto con los especialistas de la Unidad Empresarial Base Laboratorio en Granma perteneciente a la ENIA Holguín, se consultaron las normas referidas a la investigación en particular nacionales e internacionales. 2.3 Etapa de trabajo de campo Toma y preparación de las tobas vítreas Para la realización de la investigación las muestras fueron tomadas del yacimiento de tobas vítreas en la localidad de Pozo Viejo en el municipio de Jiguaní. El método aplicado de toma de muestras fue el método por puntos, que consistió en la toma de trozos típicos de la materia prima. Seguidamente fueron sometidas a un proceso de reducción de su tamaño mediante tres etapas de trituración, cada una por separado. Figura 2.2. Molino de disco U/B Loma de Piedra En la primera etapa se utilizó la trituración por impacto de forma manual hasta lograr obtener fragmentos máximos de 25 y 30 mm aproximadamente. Después de la trituración manual en que se obtuvieron tamaños máximos de 30 mm, se llevaron a cabo dos etapas de trituración en el molino de disco figura 2.2; el cual 45 �tiene un diámetro de alimentación de 30 mm regulando la salida del material a 3 mm respectivamente. El material es recirculado en una segunda etapa en el mismo molino de disco regulando la salida del material para la obtención de las clases granulométricas menores de 1 mm. Esta última fracción granulométrica fue la escogida por el colectivo del Departamento de Producción de la Empresa Provincial de Construcción y Mantenimiento Constructivo, después de haberse analizado la factibilidad económica de procesar el mineral con el equipamiento tecnológico con que dicha entidad cuenta, en el caso de una producción a escala industrial para la elaboración de morteros, hormigones y bloques hormigón de 40 x 20 x 15 cm. 2.4 Etapa de laboratorio Para el análisis de las muestras seleccionadas en la presente investigación fue necesario realizar trabajos de laboratorio de preparación de muestras donde primeramente todo el material utilizado fue verificado por el tamiz No. 20 de 0.8 mm. Materiales utilizados La aplicación de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní como puzolanas naturales se realiza bajo el concepto de contribuir al ahorro del cemento, abaratar el costo en la producción de morteros y hormigones hidráulicos con el aporte que este hecho realiza al medio ambiente y la economía del país. Los materiales utilizados en las mezclas de morteros y hormigones son:  Las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní.  Cemento Portland Gris P-350, según NC 95: (2001). Cemento Portland. Especificaciones.  Áridos Finos (5 - 0.15 mm) según NC 251: (2005b) Áridos para Hormigón Hidráulico. Especificaciones.  Áridos Gruesos (19 - 5 mm) según NC 251: (2005b). Áridos para Hormigón Hidráulico. Especificaciones. Los áridos provienen del molino Ramón Viamonte (El Cacao) de la Empresa de Materiales de la Construcción de Granma. 46 �2.4.1 Métodos y técnicas analíticas, empleados en la investigación La investigación se desarrolló siguiendo el método tradicional de experimentación, el cual estuvo apoyado para su valoración en técnicas de análisis de caracterización granulométrica, el índice de actividad resistente y en la determinación de las resistencias mecánicas de morteros y hormigones hidráulicos. La elección del método y las técnicas analíticas se fundamentan en los aspectos teóricos a los cuales se hizo referencia en el capítulo 1. 2.4.2 Método utilizado en la investigación La obtención de los resultados a partir del método tradicional de experimentación, en las investigaciones exploratorias, hacen de este método, candidato para ser utilizado en esta investigación. Los porcentajes escogidos para la sustitución de cemento Portland por tobas se fundamenta, en que la adición de la puzolana para la producción de cemento Portland Puzolánico, constituye entre un 15 y 40 %, de acuerdo a lo establecido en la ASTM C 595, no obstante, los cementos puzolánicos más difundidos llegan hasta un 30 % en contenido de puzolana. Por otro lado, la cantidad de material utilizado como aditivo varía frecuentemente según su actividad puzolánica. Algunas puzolanas naturales son utilizadas en un rango de 15 a 30 %, con respecto al peso total del cemento Stanton (1950). La cantidad óptima de material puzolánico depende de dónde va a ser utilizado y las especificaciones requeridas ACI 232. 1R, (2000). Por lo tanto, al considerar que no es objetivo de este trabajo encontrar la dosificación óptima de material a ser empleado como aditivo sino determinar la existencia de propiedades puzolánicas en estos materiales, se tomó un porcentaje mínimo de 10 % y un porcentaje máximo de 20 %. Para ello se partió del análisis previo, realizado en las investigaciones de: (De Armas, 2008); (Muxlanga, 2009); (Cabrera, 2010) y (Almenares, 2011). 2.4.3 Determinación de la composición granulométrica El análisis granulométrico realizado se empleó para la determinación de la 47 �composición granulométrica y la distribución sumaria por clases de los áridos y del material tobáceo en la elaboración de los morteros y hormigones hidráulicos en las muestras analizadas. Para el caso de los áridos, el procedimiento se basa en la determinación de las fracciones granulométricas por medio de un movimiento lateral y vertical del tamiz, acompañado de una acción de sacudida de manera que la muestra se mueva continuamente sobre la superficie de los tamices, mediante la utilización de la tamizadora mostrada en la figura 2.3, hasta lograr cernir todo el material posible en cada tamiz para las diferentes muestras analizadas. Las muestras del árido fino se separaron en las clases de tamaño, -4.76 + 2.38; 2,38 + 1,19; -1,19 + 0,59; -0,59 + 0,297 y -0,297 + 0,149; las muestras del árido grueso se separaron en las clases de tamaño, -19.1 +9.52; -9.52 + 4.76 y -4.76 + 2.38, realizándose mediante el proceso de cribado por vía seca. Figura 2.3. Tamizadora Para determinar los porcentajes granulométricos de las tobas vítreas se tuvo en cuenta el tratamiento de muestras utilizando el método de tamizaje para el mezclado de una muestra de 1000g de tobas vítreas logrando un control de la homogenización y que esta a su vez sea representativa dando lugar a la posterior reducción del peso de la muestra por el método de cuarteo de forma manual utilizando una regla graduada, el peso de la muestra analizada fue de 500 g para la obtención de los porcientos granulométricos utilizando la tamizadora que se muestra en la figura 2.3, la cual fue programada para 10 minutos. 48 �2.4.4 Determinación del índice de actividad puzolánica Para la determinación de este índice se tomaron los resultados de las pruebas de resistencia a la compresión a los 28 días del ensayo, calculándose a través de la ecuación (2): I . A.R  A 100 B (2) Dónde: IAR: Índice de actividad resistente A: Promedio de la resistencia a la compresión de las probetas del mortero de ensayo (puzolana y cemento), MPa. B: Promedio de la resistencia a la compresión de las probetas del mortero patrón (cemento), MPa. El método de ensayo para la determinación del índice de actividad puzolánica de las muestras de morteros con adiciones del aditivo mineral, se recoge en la norma cubana NC TS 527 (2007c), mediante el ensayo de resistencia a la compresión de mezclas de cemento y arena normalizada (arena sílice). 2.4.5 Determinación de resistencias mecánicas en morteros Los ensayos de la resistencia a la flexotracción y a la compresión de las tobas vítreas a través de pruebas de morteros se detallan a continuación. Preparación de los materiales para la conformación de los morteros Se elaboraron un total de 45 probetas con material tobáceo del yacimiento analizado; en la adición del 10 y 20 % de material tobáceo se confeccionaron un total de 30 probetas, además de 15 probetas sin adición de tobas (patrones o de referencia). Para garantizar la calidad de la arena primeramente se tomó la arena y se sometió a un proceso de tamizado por el tamiz 2,36 mm, se lavó para eliminar las partículas extrañas y contaminantes, se puso en la estufa por 24 horas para eliminar su humedad. Luego se procedió a la dosificación para la elaboración de los morteros. Las probetas prismáticas de dimensiones 40x40x160 mm se fabrican con una mezcla plástica, en la figura 2.2 se observa que en todos los casos se utilizó una 49 �relación cemento/arena 1:4 determinándose una relación agua-cemento-tobas por la necesidad de alcanzar la fluidez requerida según los ensayos de consistencia normal para cada material, debido a que en la práctica el agua se añade en la mezcla hasta obtener la plasticidad y consistencia de la masa requerida. Se conservan en atmósfera húmeda durante 24 h, las probetas desmoldadas se sumergen inmediatamente en agua hasta el momento de los ensayos de resistencia. Tabla 2.1. Dosificación para la conformación de los morteros Material Sustitución (%) Patrón Tobas Vítreas Tobas Vítreas 10 20 Cemento (g) 268.4 241.6 214.7 Dosificación Arena (g) Tobas (g) 1632 1632 26.84 1632 53.75 Agua (mL) 245 245 245 Tabla 2.2. Relación (cemento: arena: tobas vítreas) Muestra Patrón 1: 4 Muestra con adición de 1 1: 3: 1 Muestra con adición de 1.5 1: 2.5: 1.5 Para la elaboración de los morteros se usó la mezcladora que aparece en la figura 2.4, en la cual se vertió el agua previamente medida con una probeta graduada en correspondencia con la cantidad a utilizar en cada una de las mezclas diseñadas que aparecen en la tabla 2.1. Luego se realizó la adición del cemento en las cantidades previamente calculadas, según las sustituciones (10 y 20 % de material tobáceo) y con el 100 % para la elaboración de los morteros de referencia o patrón, y se procedió a la mezcla de los mismos durante 30 segundos a velocidad lenta, hasta lograr la mezcla homogénea, luego se vertió la arena y sin detener la mezcladora, se mezcló por 30 segundos más. Después se dejó en reposo durante 90 segundos y se mezcló nuevamente a una velocidad rápida por 60 segundos. Lo que permitió una buena homogenización de los materiales. El material mezclado se vertió en dos capas en el molde. La primera capa permite que a los 60 segundos se expulse el aire atrapado en el material y la humedad suba a la superficie. La segunda capa permite emparejar y enrasar los moldes, los 50 �que seguidamente fueron compactados manualmente y situados en un local donde se garantizaba la buena conservación de los mismos, y pasadas 24 horas se extrajeron los morteros y se colocaron en el área de curado hasta las edades correspondientes a los ensayos de resistencia. Figura 2.4. Mezcladora para morteros Ensayo de resistencia a la flexotracción El ensayo de la resistencia a la flexotracción, se realizó con la ayuda de tres cilindros de acero de 10 mm de diámetro figura 2.5; dos de ellos, sobre los cuales se apoya el mortero, situados en un mismo plano y paralelos a la distancia de 100 mm el tercero equidista de los dos primeros y se apoya sobre la cara opuesta de la probeta. Uno de los cilindros de soporte y el cilindro de carga serán capaces de oscilar ligeramente con relación a sus centros para mantener una distribución uniforme de la carga a todo lo ancho del mortero sin someterlo a esfuerzos de torsión. La máquina empleada para el ensayo a compresión posee una precisión de 2,5 kN, se encuentra calibrada por la Oficina Territorial de Normalización de Holguín acreditada por la norma NC ISO 17025: 2005. Requisitos Generales para la Competencia de Laboratorios de Prueba y Calibración, lo cual asegura una adecuada trazabilidad en sus mediciones. No se observaron anomalías en el funcionamiento del equipo de medición durante la realización del ensayo. El mortero se colocó sobre los cilindros de soportes, de forma que su eje longitudinal sea perpendicular a los ejes de estos y su eje transversal y el del cilindro de carga se encuentren en el mismo plano y paralelos entre sí. 51 �La carga P será aplicada verticalmente por el cilindro de carga sobre la cara lateral de la probeta y deberá crecer progresivamente a razón de ( 5  1 kgf / s49  10N / S ). El módulo de rotura R, está dado por la ecuación (3). R 6  M 1,5  P  l  b3 b3 (3) Dónde: b: lado de la sección cuadrada de la probeta M: momento flector que es hallado por la fórmula siguiente: M PI 4 Dónde: P : Carga de rotura aplicada en el medio del mortero l : Distancia entre los cilindros de soporte Si l y P se expresan en cm, la fórmula se transforma en: R  0,234 P para l  10.00 cm R  0,250 P para l  10,67 cm R se expresa en kgf/cm2, cuando P está en kgf o en kN/cm2 cuando P está en kN. Figura 2.5. Plato superior e inferior Ensayo de resistencia a la compresión En el ensayo de resistencia a la compresión cada probeta se sometió a un 52 �esfuerzo sobre las dos caras laterales de la misma. Para ello se utilizaron dos placas de acero de dureza no inferior a HRC 60, de 40  0,1 mm de ancho y largo, y de espesor mínimo de 10 mm, las cuales son planas con un error menor de 0,02 mm. El conjunto se colocó entre los platos de 10x10 cm de la prensa que aparece en la figura 2.5, cuya rótula está centrada sobre el eje de las secciones sometidas a compresión. Los platos se guiaron sin fricción apreciable durante el ensayo para poder mantener siempre la misma proyección horizontal. En el aditamento la placa inferior fue introducida en la platina inferior. La placa superior con rótula recibe la carga trasmitida por el plato superior de la prensa a través del conjunto de deslizamiento el cual debe ser capaz de oscilar verticalmente, sin apreciable fricción en el aditamento que guía. Después de triturada la probeta el conjunto retorna automáticamente a la posición inicial. La velocidad de carga estará comprendida entre 10 y 20 kgf·s/cm2 (0,10 a 0,20 kN·s/cm2) pero se reducirá en caso necesario para que el ensayo no dure más de 10 segundos. La resistencia a la compresión R se calculó mediante la ecuación (4): P P R  S l b (4) Dónde P: carga aplicada a la probeta. S: superficie de la sección transversal de la probeta, cm2 R: se expresará en kgf/cm2 cuando P esté en kgf o en kN/cm2, cuando P esté en kN. Los ensayos de resistencia a la flexotracción y compresión se realizaron a las edades de rotura de 3, 7, 28, 60 y 90 días. Para cada material ensayado a las diferentes edades, se consideró que la resistencia del mortero, tanto a la flexotracción como a la compresión, viene expresada por el valor medio de los resultados obtenidos. 53 �2.4.7 Determinación de resistencias mecánicas en hormigones Se elaboraron tres series de probetas, la primera fue la del patrón, las otras dos fueron para las muestras con adiciones del 10 y 20 % de tobas vítreas a las edades de 3, 7, 28, 60 y 90 días, todos las series se elaboraron con 6 probetas por días de ensayo para un total de 90 probetas. Preparación de los materiales para la conformación de los hormigones Se diseña un hormigón que requiere una resistencia característica a compresión de 25 MPa, con fluidez de 75 -100 mm y compactación manual. Para preparar el hormigón se utiliza una hormigonera de tiro forzado de 50 litros figura 2.6. La cantidad de amasadas propuestas son seis, la primera amasada de cada serie se utiliza para ajustar la cantidad de agua requerida para la mezcla de hormigón, mediante el cono de Abrams. Las restantes cinco se toman como repeticiones a las que se le verifica el asentamiento, las probetas a utilizar son cilíndricas de 150 x 300 mm para realizar ensayos de resistencia mecánica a compresión a las edades de 3, 7, 28, 60 y 90 días, aplicando una carga axial de compresión figura 2.7, hasta llegar a la rotura en la prensa hidráulica de 125 tn. Este ensayo se realizó de acuerdo con NC ISO 6275: 2005 y NC 244: 2002. Figura 2.6. Mezcladora para hormigones Figura 2.7. Prensa hidráulica Para la determinación de la resistencia de cada una de las probetas ensayada se empleó la siguiente expresión recogida en la NC 244: (2005a). fci  10 * F  A (MPa) F= Carga en rotura (kN) 54 �A = Área de la sección transversal de la probeta (cm2) fci= Resistencia de la probeta (MPa) Todas las probetas se compactan por vía manual utilizando una varilla normalizada y se mantienen en cámara de curado por inmersión, hasta la edad del ensayo, en la tabla 2.3 se muestran las dosificaciones de las adiciones mineral y química utilizadas en la investigación. Tabla 2.3. Dosificación de hormigones de 25.0 MPa, con Tobas vítreas al 10 y 20 %. Serie Patrón Materiales U/M Cemento Portland P -350 Kg Toba como MCS Serie 10 % Serie 20 % 1m3 0.045m3 1m3 0.045m3 1m3 0.045m3 415 18.7 373 16.8 332 14.94 Kg - - 42 1.89 83 3.73 Gravilla 19-5 mm Kg 1007 45.3 1007 45.3 1007 45.3 Arena 0.15-5 mm Kg 706 31.8 706 318 706 31.8 Litros 201 9.0 201 9.0 201 9.0 0.52 0.52 a/c+p = 0.62 a/c+p = 0.72 75-100 75-100 Agua A/C Asentamiento Abrams 75-100 2.4.8 Ensayo de resistencia a la compresión en bloques En la investigación se realizaron pruebas con adición del material puzolánico al 10 % del material tobáceo en bloques hormigón de 40x20x15 cm con compactación mecánica figura 2.8, las características granulométricas de las tobas con las que se realizaron estas pruebas son las mismas con las que se trabajaron los morteros y hormigones hidráulicos. Estos ensayos se tomaron como punto de partida de la aplicación de las tobas vítreas como material puzolánico, a continuación en la tabla 2.4 se muestran la dosificación que se utilizaron en su confección, los materiales fueron premezclados y compactados mecánicamente en la máquina de producción de bloques que se presenta en la figura 2.8. Para llegar a estas dosificaciones se procedió a sustituir pesando 50 kg del cemento P-350 el 10 % de tobas vítreas, representando 5 kg del cemento pesado, 55 �la granulometría de las tobas vítreas es la misma utilizada en morteros y hormigones hidráulicos. Se usó un cubo metálico con 10 litros de capacidad representando un volumen de 0.01 m3. Se realizaron dos series de bloques que fueron mezclados en la parte superior de la máquina de bloques, donde se encuentra el cajón con eje rotatorio en su interior, permitiendo una mejor homogenización de los materiales, obteniéndose un total de 12 bloques. Tabla 2.4. Dosificación para la conformación de los bloques de 40x20x15 cm Cemento Arena 6.5 kg 0.015m3 Polvo de piedra 0.005m3 Granito 0.015m3 Figura 2.8. Máquina compactadora de bloques 2.5 Etapa de gabinete En la cuarta etapa de la investigación se procesaron los datos obtenidos en los análisis realizados durante la ejecución del trabajo, lo que permitió una representación visual de los parámetros de resistencias mecánicas, rendimiento del cemento e índice de puzolanidad en figuras y tablas, se desarrolló una interpretación conjunta de estos resultados lo que resultó de gran ayuda para conocer si se cumplieron los objetivo trazados. 56 �CAPÍTULO 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Se presentan los resultados experimentales que confirman la hipótesis científica sobre las potencialidades de los materiales tobáceos del yacimiento Jiguaní como material puzolánico; mediante el análisis granulométrico de los áridos, el material tobáceo y los ensayos mecánicos a las probetas de morteros y hormigones hidráulicos, para ser empleados como material puzolánico. 3.1 Resultados experimentales y su análisis 3.1.1 Caracterización granulométrica El procedimiento utilizado para la determinación de la composición granulométrica de los áridos y del material tobáceo empleado en la elaboración de los morteros se realizó según las metodologías descritas en el acápite 2.4.1. Características generales y normativas del cemento P-350. Tabla 3.1. Resultados comparativos, obtenidos en los ensayos físicos – mecánicos. Resultados obtenidos Especificaciones NC 95: 2001 Índice Físicos Mecánicos Requisitos UM P-350 Cemento P-350 a granel Retenido en el tamiz 4900 % (máximo) 10 3.7 Tiempo fraguado inicial minuto (minuto) 45 70 Tiempo fraguado final hora (máximo) 10 3h 15 min Resistencia a la flexotracción (mínima) 3 días 7 días 28 días MPa 3.0 4.0 6.0 5.30 8.28 9.44 Resistencia a la compresión (mínima) 3 días 7 días 28 días MPa 17.0 25.0 35.0 22.8 26.8 38.0 En la tabla 3.1 se puede apreciar los resultados del análisis comparativo de los ensayos físicos – mecánicos realizados al cemento P-350 con la NC 95: (2001) 58 �donde este cumple con las especificaciones para ser utilizado en nuestra investigación para la obtención de hormigones hidráulicos de 25 MPa. Caracterización granulométrica de los áridos El conocimiento de la granulometría de los áridos, ya sean finos o gruesos es una cuestión primordial para el diseño y la elaboración de las mezclas de hormigón, ya que nos permite determinar la distribución del tamaño que poseen los áridos, aspecto importante en las propiedades de los hormigones que lo contienen. En las tablas 3.2 y 3.3 se muestran los resultados comparativos de los ensayos realizados a los áridos finos fracción 5 – 0.15 mm proveniente del molino Ramón Viamonte (El Cacao) con las especificaciones establecidas en la NC 251: (2005b). Tabla 3.2. Análisis granulométrico, fracción 5-0,15 mm (Árido Fino) vs NC 251: (2005b). Especificaciones de la Resultados obtenidos NC 251:2005 Rangos de calidad Tamiz % pasado Rango mínimo Rango máximo 4.76 95 90 100 2.38 60 70 100 1.19 34 45 80 0.59 20 25 60 0.297 8 10 30 0.149 3 2 10 Tabla 3.3. Resultados comparativos, fracción 5-0,15 mm (Árido Fino) vs. NC 251: (2005b). Ensayos Peso específico corriente Resultados obtenidos 2.65g/cm Especificaciones de la NC 251: 2005 Superior 2.5 g/cm Absorción 1% No supera 3 % Más fino que el tamiz 200 1.80 % Hasta un 5% Partícula arcilla 0 No superará 1% 3 Peso unitario suelto 1.560 Kg/m Peso de 3 volumen Peso unitario compactado 1.760 Kg/m Módulo de finura 3.72 Será entre 2.2 y 3.58 La desviación que se aprecia en el Módulo de Finura promedio es de un 0.14 % con relación al límite superior del rango especificado en la NC 251: (2005b), lo 59 �cual es aceptable teniendo en cuenta la Nota incorporada en la mencionada Norma, que cita: ―Para el suministro continuo de áridos finos de una fuente dada, el Módulo de Finura promedio admitirá una desviación (mayor o menor) en el orden de un 0,20 (20%)‖. Figura 3.1. Curva granulométrica del árido fino Según los resultados obtenidos, los mayores porcentajes de material retenido forman las tres clases significativas cuyos diámetros se encuentran ubicados en las fracciones - 2.38 + 1.19; - 1,19 + 0,59 y – 0,59 + 0,297 mm respectivamente. En la tablas 3.4 y 3.5 se muestran los resultados comparativos obtenidos en la fracción 5 – 19 mm (Árido Grueso) vs la NC 251: (2005b). Tabla 3.4. Análisis Granulométrico, fracción 5-19 mm (Árido Grueso) vs NC 251: (2005b). Resultados obtenidos Tamiz 19.1 9.52 4.76 2.38 % pasado 99 22 3 2 Especificaciones de la NC 251: 2005 Rangos de calidad Rango mínimo Rango máximo 90 100 20 55 0 10 0 5 60 �Tabla 3.5. Comparación del árido Molino Ramón Viamonte, Fracción 5-19 mm (Árido Grueso) vs. NC 251: (2005b) Ensayos Peso específico corriente Resultados obtenidos 2.65 g/cm Especificaciones de la NC 251:2005 Superior 2.5 g/cm Absorción 1% No supera 3 % Más fino que el tamiz 200 0.64 % Hasta un 1 % Partícula arcilla 0 No superará 1 % 3 Peso unitario suelto 1.464 Kg/m Peso de volumen Peso unitario compactado 1.579 Partículas Planas y Alargadas 2.38 No superará 10 % % de vacíos 40.4 - Figura 3.2. Curva granulométrica fracción 5 – 19 mm (Árido Grueso) Como se observa en el gráfico anteriormente expuesto la fracción 5 – 19 mm cumple con los requisitos especificados por la NC 251: (2005b). Las características de los áridos responden en gran medida a la trituración de la roca, es por ello que se recomienda que en el caso de aplicar una clase de áridos tanto finos como gruesos que no tengan precisamente una naturaleza caliza y 61 �estos a su vez no dieran resultados satisfactorios, no desecharlo como material para los áridos sino solicitar una revisión al proceso de trituración de estos así como las mallas de clasificación de las distintas fracciones, las cintas trasportadoras del material y el lavado de los mismos. Caracterización granulométrica de las tobas vítreas Para la obtención de las clases granulométricas deseadas a utilizar en la investigación se utilizó el cribado de las mismas por el tamiz No. 20 de 0.8 mm. Esta fracción granulométrica ha sido estudiada por Pérez; Carballo y Ruiz (2013) en la confección de hormigones hidráulicos, lo cual fue analizado por el colectivo del Departamento de Producción; teniendo en cuenta la factibilidad de su elaboración o procesamiento en las condiciones actuales de trituración y molienda que posee la entidad, y la potencialidad de ser aplicada a escala industrial en la producción de bloques hormigón y prefabricados con hormigones armados. El análisis granulométrico de las tobas vítreas obtenidas en las condiciones actuales de procesamiento arrojo los siguientes resultados. Figura 3.3. Características de tamaño de las tobas vítreas Se evidencia que el tamaño medio de las partículas está en el rango de 0,074 a 0,149 mm y que es mayoritario el contenido de partículas mayores a 0.074 mm 62 �según expresa la figura 3.3. Las condiciones actuales de trituración y molienda que existen en la entidad permiten obtener una granulometría comparable con un filler que posibilita el uso de este material según las pruebas realizadas en esta investigación. Tabla 3.6. Análisis granulométrico de las tobas vítreas PESO INICIAL TAMICES mm ASTM 500 g Peso (g) % Retenido No. 50 44 8.8 0.149 No. 100 188 37.6 0.074 No. 200 211 42.2 Fondo 57 11.4 Ʃ 500 100 0.295 + 3.1.2 Resistencias mecánicas en morteros Se ofrecen los resultados de los ensayos mecánicos a la flexotracción y a la compresión por muestras con tobas y muestras patrones, a las edades de 3, 7, 28, 60 y 90 días (ver anexo 1). Los resultados de las resistencias mecánicas son de gran importancia para las posibles aplicaciones y control de la calidad de cementos, morteros y hormigones, principalmente la resistencia a la compresión, la cual puede ser utilizada como criterio principal para seleccionar el tipo de mortero de colocación (ver anexo 2), ya que es relativamente fácil de medir y comúnmente se relaciona con otras propiedades, como la adherencia y absorción del mortero. En el trabajo se emplea precisamente, para verificar cómo se comportan las resistencias en el tiempo, y para determinar el índice de puzolanidad de los materiales con adición de tobas. Resistencia a la flexotracción La comparación de los diferentes resultados obtenidos según la adición del 10 y el 20 % del material tobáceo es representado en la figura 3.4, lo que permite confirmar un incremento de la resistencia a la flexotracción en el tiempo transcurrido entre los 3 y 90 días, período en el cual los valores medios calculados de las edades han pasado de los 3.03, 4.08, 5.29, 5.93 y 6.42 MPa para el patrón; 63 �de 2.94, 3.07, 4.29, 5.29 y 5.94 MPa para el caso del 10 % y de 1.69, 1.91, 3.58, 3.86 y 4.23 MPa para la sustitución del 20 % de tobas vítreas respectivamente, lo que indica que el aumento de las resistencias mecánicas a la flexotracción es directamente proporcional al incremento de la magnitud tiempo. Los morteros de referencia, muestran un aumento de resistencia, las cuales varían de 1.05 a 1.21 MPa, pero el incremento es menor en comparación con los morteros con adición de tobas al 10%. Se puede observar que tanto para las tobas con adición de 10 % como para las de 20 % de adición existe un crecimiento ascendente, desde el punto de vista cualitativo. Se refleja una tendencia al acercamiento de la resistencia a la flexotracción de la mezcla patrón cuando se sustituye el 10 % del cemento el material tobáceo, aunque estas no lograsen alcanzar valores superiores a los patrones a partir de los 28 días. Se observa que los morteros con adición del 10 % de tobas ofrecen mejor resistencia a la flexotracción que los elaborados con 20 %. Figura 3.4. Resistencia a la flexotracción de los morteros 64 �Resistencia a la compresión La observación de la figura 3.5 permite distinguir un desfase ascendente experimentado por todas las muestras en comparación con la muestra patrón. De forma similar a los resultados de la resistencia a la flexotracción, se puede observar que la resistencia a la compresión de los morteros con adición de tobas, muestran un incremento de 3 a 90 días, y los morteros con 10 % de tobas poseen mayor resistencia a la compresión que los de la sustitución al 20 % del material tobáceo durante todos los ensayos realizados. Las muestras de morteros al 10 % de adición de tobas con una relación de cemento/arena de 1: 4 no logran igualar la resistencia del cemento de referencia a los 60 días; aunque Almenares (2011) hace referencia en su investigación que al sustituir el 15 % del cemento con una relación de cemento/arena de 1: 3 sí logra igualar la resistencia a la compresión del mortero de referencia a los 60 días. Esto puedo estar referido a que una de las propiedades de las puzolanas es la de aportar resistencias mecánicas muy bajas a edades tempranas, sin embargo, adquieren altas resistencias a edades superiores, generalmente a partir de los 28 días de fraguado; aunque este fenómeno se explica si se tiene en cuenta que las puzolanas tienen una fuerte tendencia a reaccionar con el hidróxido de calcio y otras sales cálcicas en presencia de agua a temperatura ambiente, y que el fraguado del mortero de referencia, se considera prácticamente completo a los 28 días, lo cual da lugar a la reacción puzolánica y, por consiguiente, la resistencia mecánica crece a partir de este tiempo (Rabilero, 1988). A la edad de 90 días, las muestras de morteros con adición de 10 % de puzolana, muestran resistencias a la compresión cercanas a la del mortero de referencia. No así para el 20 % de adición de tobas, que aunque exhiben un comportamiento similar, las resistencias no alcanzan las resistencias desarrolladas por los morteros con adición del 10 % de tobas vítreas. Esto pudiera estar dado por las características granulométricas de las tobas vítreas utilizadas en esta investigación, resultado que está en correspondencia con las investigaciones realizadas por Day y Shi (1994); Costafreda; Calvo y Parra (2011a); Rosell; et. al. (2011) y Muxlanga (2009); entre otros, los cuales obtuvieron 65 �valores de resistencias más acentuados a menor tamaño de partícula del material, lo que permite una mayor posibilidad de reacción del óxido de silicio, con el hidróxido de calcio que se libera durante las reacciones de hidratación del cemento Pórtland, con la formación de silicatos de calcio estables con propiedades cementantes. 3.1.3 Resistencia mecánica en hormigones. Se puede observar en la figura 3.6 que los valores de resistencias mecánicas en función del tiempo con adiciones del 10 y 20 % de tobas vítreas van teniendo un aumento discreto en los primeros días; siendo esta una característica propia de los materiales puzolánicos, al retardar el fraguado del cemento y con esto la ganancia de mayores resistencias a edades posteriores. Figura 3.5. Resistencia a la compresión de los morteros Los valores de resistencias a la compresión de los hormigones con la adición del 10 % de tobas vítreas alcanzan la resistencia diseñada en la investigación de 25 MPa a los 28 días (ver anexo 3); no siendo el caso con la adición del 20 % del material tobáceo, lo cual puede estar dado muy significativamente por la granulometría seleccionada en la investigación, la cual fue tomada en cuenta para la producción en una industria local con características tecnológicas propias donde 66 �sería muy costo a la vez que imposible alcanzar tal nivel de finura del material donde según la norma NC 528: (2007d), la cantidad máxima retenida de todo el material a evaluar seria de un 34 %, aunque se debe hacer especial mención sobre la presencia en el yacimiento de las arcillas del tipo montmorillonita con un contenido medio del 35.06 % las cuales podrían estar afectando dicha resistencia a medida que se realiza el aumento de las tobas vítreas. Estos valores de resistencias a la compresión se deben tomar en cuenta a la hora de la toma de decisión en cuanto a su aplicación de las estructuras que la requieran, en el caso de una vivienda las resistencias características son de 20 MPa para los elemento que van a recibir la mayor carga dígase, las columnas, los cimientos, la placa. Figura 3.6 Resistencia a la compresión con adición de tobas La composición promedio de las muestras del material tobáceo se corresponde con la exigida para su utilización como puzolana según la norma NC 528: (2007d), donde la suma de SiO2, Al2O3 y Fe2O3 supera el 70 %. Se muestra un carácter ácido, con contenido de SiO2 mayor que el 60 %. La composición promedio de las muestras de tobas analizadas se corresponde con la exigida para su utilización como puzolana, y corrobora además, los resultados obtenidos por investigadores como Tapia (2003); Pérez (2006) y (Frazao, 2007), los cuales determinaron su composición para otros estudios. 67 �3.1.4 Determinación de la resistencia a la compresión en bloques Los resultados obtenidos en los valores de resitencia a compresion de los bloques de 40x20x15 cm nos permite determinar que las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní, puede ser utilizado en la sustitución de cemento Portland P-350 al menos en un 10 %, al ser la dosificicación que mejores resultados experimento en morteros y en hormigones. En orden ascedente se observa en la figura 3.7 el crecimiento de las resistencias a la compresón de los bloques con adicion del 10 % de tobas vitreas, alcanzando a los 28 dias una resistencia de 5.04 MPa que es la resistencia caracteristica de estos bloques. Figura 3.7. Resistecistencia a la compresion con adicion de las tobas al 10 % 3.2 Análisis de las perspectivas de utilización del material estudiado como aditivo puzolánico 3.2.1 Evaluación del índice de actividad puzolánica En la tabla 3.7 se representa el valor del índice de actividad resistente por muestras en morteros al sustituir el 35 % del volumen absoluto del cemento a los 28 días de ensayado según lo establece la referida norma cubana NC TS 527: (2007); se establece una comparación en relación al 75 % del valor del índice de actividad puzolánica establecido en la norma cubana NC TS 528: 2007 a la compresión del mortero patrón. 68 �Se debe destacar que la reacción puzolánica prevalece en el tiempo, mucho después de los períodos de fraguado vigentes en las normas cubanas de (28 días) para realizar dichos ensayos, es decir, mientras se produzca hidróxido de calcio la acción inhibidora de la puzolana persiste, por lo que se puede considerar un proceso de larga duración. Según Campolat; et. al. (2003), en el aspecto práctico, este proceso es beneficioso, ya que con la neutralización del hidróxido de calcio Ca(OH)2 se obtendrán morteros y hormigones cada vez más resistentes, lo cual representa un aporte de estabilidad para las estructuras que se proyecten con el empleo de estas adiciones. Tabla 3.7. Índice de actividad puzolánica Muestras 1 2 3 4 5 6 Media Patrón (MPa) 41.6 41.3 40.9 40.3 39.9 39.5 40.58 Prueba (MPa) 26.8 26.9 26.07 28.68 27.3 26.8 26.43 Índice de Actividad Puzolánica NC TS 528: 2007 % % 67 75 Como se puede apreciar, el valor del índice de actividad puzolánica obtenido, con adición del 35 % del material tobáceo en sustitución del volumen absoluto del cemento en peso a los 28 días del ensayo, no llega a superar el valor de 75 % que establece la norma NC TS 528: (2007d). La actividad puzolánica puede verse afectada por la composición química, granulométrica, mineralógica y por el contenido de agua en la mezcla, entre otros factores, sin embargo, las propiedades puzolánicas varían considerablemente según el origen del material debido a la variabilidad de las características mineralógicas de los materiales activos y otras fases constituyentes. Por lo tanto, para determinar la actividad puzolánica, no es suficiente la cuantificación de la presencia de dióxido de silicio, alúmina y óxido de hierro. La disminución del diámetro de las partículas, favorece el proceso de aglomeración que se desarrolla en la mezcla con el cemento según se ha planteado por Rabilero (1988); Erdogdu (1996); Gener y Alonso (2002); entre otros. Por otro lado se explica la influencia que tiene dicho porcentaje de adición 69 �de material puzolánico utilizado para este ensayo, lo cual se comporta de manera similar a lo reportado por Massazza y Costa (1979); Mehta (1981) y Rabilero (1988), los cuales variaron las proporciones de cemento Pórtland con puzolana natural. La resistencia aumenta en el tiempo, sin embargo disminuye con el porcentaje de adición de puzolana. Otro factor que pudiera influir en la baja actividad resistente en la adición del 35 %, es la composición mineralógica del mineral, con un contenido medio arcilloso de 35.06 % y por otros constituyentes asociados a este. En su tesis doctoral Alujas (2010) obtiene un material puzolánico a partir de la activación térmica de la fracción arcillosa multicomponente de un yacimiento arcilloso cubano; teniendo identificadas las principales fases arcillosas, caolinita (~40%), montmorillonita (~30%) e Illita (~10%), lo cual avalan la utilización de la fracción arcillosa del yacimiento como fuente para la obtención de materiales puzolánicos. En el caso del yacimiento estudiado se presenta un contenido de 35.06 % de arcilla montmorillonita. Por ello para cado caso, los materiales tobáceos, donde el material es más rico en contenido vítreo, y menor porcentaje de arcilla, es más activo. La composición química, al parecer no tiene incidencia significativa en la diferencia de la actividad puzolánica del material tobáceo analizado. Entiéndase que lo que si pudiera determinar esta diferencia es la forma en que se encuentran los compuestos químicos. El análisis de estos resultados conduce a plantear que la diferencia en la actividad puzolánica de los morteros ensayados respecto al 75 % normado en la NC TS 528: 2007, en función del aumento del contenido en peso del material tobáceo con relación al cemento, podría estar dada por el contenido de agua de la mezcla y la composición mineralógica. Es evidente que los procesos que se verifican aquí parecen ser muy complejos, por lo que se debe profundizar en el conocimiento de su naturaleza. 70 �3.2.2 Valoración socioeconómica y ambiental El presente trabajo constituye un paso muy importante para la implementación de este material puzolánico, es por ello que una correcta valoración socioeconómica y ambiental contribuya a orientar su desarrollo de acuerdo con las condiciones establecidas para su uso. Todo esto, unido al déficit de materiales de construcción para acometer los diferentes programas de construcción de viviendas y obras sociales, llevó a la realización de esta investigación. Se ha podido constatar de manera particular que en la provincia de Granma en especial en el municipio de Jiguaní existen las posibilidades de explotar recursos minerales para la construcción, donde la valoración técnica ha resultado positiva. En muchos casos, bajo una valoración de su consumo local, esto puede resultar de un impacto importante para estas comunidades. Las puzolanas como aditivos son de capital importancia dentro de la industria del cemento, ya que intervienen en la calidad del producto final, aumentan la eficiencia del proceso de fabricación, y reducen los costos de producción y las emisiones al medio ambiente. El uso de puzolanas permite el diseño de mezclas de concretos más impermeables, cuyo período de deterioro por el lixiviado de la cal libre se reduce. Además aportan resistencia al concreto contra el ataque del agua de mar, sulfatada, ácida o que contengan dióxido de carbono en solución. Con los resultados obtenidos del trabajo y con el objetivo de tener una idea acerca de los aportes económicos de estos por concepto de sustitución de cemento por tobas; se tiene en cuenta lo siguiente: La industria cubana del cemento presenta altos consumos de energía, tanto eléctricas como de portadores energéticos (combustibles), el consumo anual de las seis fábricas con las que cuenta el país, están en alrededor de 240 000 MW·h y 250 000 t de combustible. De acuerdo a las operaciones y procesos involucrados en la obtención de cemento se establece el balance de consumo energético que se muestra en la tabla 3.8. En la actualidad el consumo de combustible y energía eléctrica se ha incrementado debido a las transformaciones de expansión que se ha llevado a 71 �cabo en estas empresas cementeras. Se han incrementado los costos del petróleo y la importación de insumos y materiales auxiliares, unido a la lejanía y escasez de recursos minerales que se emplean como materia prima para la producción de cemento. La implantación de una pequeña industria para la producción de materiales puzolánicos de los yacimientos analizados en este trabajo, por sólo requerir la activación física, sería necesario únicamente, las operaciones de preparación mecánica inicial, cuyo esquema de tratamiento, en un principio, constaría de las siguientes etapas: extracción de la materia prima, trituración, molienda y clasificación, y de concebirse la mezcla del cemento con la puzolana, una etapa de homogeneización o mezclado. Lo anterior permite comprender el ahorro considerable de energía al practicar la producción de puzolanas a nivel local y una razonable disminución del impacto negativo al hombre y al medio ambiente; con la disminución del número de operaciones en comparación con el proceso productivo del cemento Pórtland, junto a la reducción de las emisiones de gases nocivos (CO 2, SO2 y otros), de polvos finos calcinados, que se producen durante el proceso de clinkerización, que para la producción de puzolana a partir de los materiales tobáceos analizados no es necesario, así como la reducción de la exposición del hombre a las altas temperaturas. Tabla 3.8. Balance de consumo de energía eléctrica de las empresas cubanas de cemento. Fuente: (ENERGÉTICA, 2000) Operaciones y procesos Extracción, preparación de la materia prima y transporte a la fábrica Consumo, % 3 Prehomogeneización y molienda de crudo 18 Homogeneización y clinkerización 29 Molienda de clinker 24 Servicios generales y auxiliares 23 Iluminación 3 72 �Tabla 3.9. Precios de tobas vítreas menores de 0,8 mm Material U/M Precio CUP Precio CUC Precio Total Material tobáceo a granel (Ø -- 0,8 mm) T 230.34 24.27 275.49 Tabla 3.10. Beneficios generados por la sustitución de tobas por cemento CM T CA AAC T T 143 1716 172 Costo del cemento CATS AEAST Mensual Anual Ahorrado CUP CUP CUP 17711 212537 21253 CUP CUP 47384 26131 Si se tiene en cuenta que la Empresa Provincial de Construcción y Mantenimiento Constructivo del Poder Popular de Granma consume 1716 toneladas de cemento anualmente e invertir en la compra de cemento 212 537 CUP, en la siguiente tabla con los beneficios generados. Leyenda: CM: Consumo Mensual de cemento. CA: Consumo Anual de cemento. AAC: Ahorro del 10 % Anual de Cemento. CATS: Costo Anual de Tobas en Sustitución. AEAST: Ahorro Económico Anual por Suministro de Tobas. De forma general los resultados son alentadores, de ahí la necesidad de continuar el estudio de este material y fundamentar la viabilidad económica de una tecnología de explotación y procesamiento adecuado. El empleo de las tobas vítreas estudiadas en la presente investigación contribuye al desarrollo de nuevos materiales de construcción y con ello, ahorrar un volumen importante de recursos minerales. La posibilidad de efectuar una producción descentralizada, en zonas alejadas de los grandes centros industriales como el caso del municipio Jiguaní, contribuiría al desarrollo de nuevas producciones de la Industria Local, al obtener bajos costos de producción en comparación con la producción de cemento Pórtland y propiciar el comercio local del producto. 73 �Además fundamenta la creación de nuevas fuentes de empleo, con oportunidades para la ocupación de fuerza de trabajo de poca calificación. El incremento sustancial de la construcción de nuevas viviendas y otras obras sociales, con indicadores económicos de racionalidad. Otro aspecto que pudiera hacerse referencia, es la racionalidad de explotar integralmente estos yacimientos, con la posibilidad de realizar en el mismo ciclo productivo variadas producciones con diversos fines de aplicación, dentro de las cuales se pueden mencionar la producción de áridos ligeros, bloques naturales, polvo limpiador y como abrasivo para el pulido de las prótesis dentales. La Empresa Provincial de Construcción y Mantenimiento Constructivo del Poder Popular en Granma durante todo el 2014 ha venido incursionando en varias de estas producciones con los riesgos que estos conllevan pero sacando de ellas las mejores experiencias para ser a partir de este año 2015 en lo adelante la producción local de materiales de la construcción fortaleza de nuestra producción. 74 �CONCLUSIONES Se evaluaron las propiedades puzolánicas de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní, a través de ensayos físico-mecánicos. En este sentido se especifica lo siguiente.  El índice de actividad puzolánico obtenido del material tobáceo del yacimiento Jiguaní en morteros fue de 67 %.  El yacimiento de tobas vítreas en Jiguaní es parte del Grupo El Cobre y específicamente la Fm. El Caney y tiene como una composición química media superior al 70 % de SiO2, Al2O4, Fe2O3 y mineralógica (vidrio volcánico, montmorillonita, feldespatos, calcita cuarzo y raramente zeolita).  Al sustituir el 10 y 20 % en peso del cemento con material tobáceo, se obtuvieron morteros cuyas resistencias son suficientes para su utilización en aplicaciones de albañilería.  Al sustituir el 10 % de cemento con material tobáceo, se obtuvieron hormigones hidráulicos de 25 MPa cuyas resistencias pueden ser aprovechadas en la industria de prefabricado de la provincia Granma, mientras que con el 20 % de sustitución se obtuvieron resistencias de 20 MPa, las que pueden ser empleadas por las empresas constructoras del municipio Jiguaní.  Al sustituir el 10 % de cemento con material tobáceo, se obtuvieron resistencias a la compresión en bloques de 40x20x15 cm, que permiten su aplicación en la producción local de materiales de la construcción. 75 �RECOMENDACIONES De acuerdo a los resultados obtenidos y su valoración se recomienda:  Determinar las características y parámetros de la molienda para proponer una tecnología de explotación de estos materiales.  Estudiar la cinética de la reacción química, lo que al ser vinculado a los ensayos mecánicos, permitirá establecer las dosificaciones correspondientes a cada aplicación específica.  Investigar acerca de la posibilidad de utilizar las tobas vítreas como aglomerante cal – puzolana.  Evaluar las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní como material puzolánico, activadas térmicamente. 76 �BIBLIOGRAFÍA ACI 232. 1R-00 Use of Raw or processed Natural Pozzolans in Concrete. 2000 AITCIN, C. Cements of yesterday and today. Concrete of tomorrow, Review. En Cement Concrete Research. 2000, vol. 30, p. 1349-1359. ALMENARES, R.S. Perpectivas de utilización de tobas vítreas y zeolitas de la provincia de Holguin como aditivo puzolánico. LEYVA RODRÍGUEZ, C.A. (tutor). Tesis en Opción de Grado a Master en Ciencias Técnicas. ISMMM, Departamento de Metalurgia, 2011. ALMIRALL, J.J.; R. GUERRA y A. TRIANA. Caracterización Ingeniero-Geológica e Hidrogeológica de la Cuenca Hidrográfica del Cauto y otros aspectos en la provincia Granma. Granma: INRH, 1994. ALUJAS, A. Obtención de un material puzolánico de alta reactividad a partir de la activación térmica de una fracción arcillosa multicomponente. Tesis en Opción de Grado a Doctor en Ciencias Técnicas. Universidad Central ―Marta Abreu‖ de las Villas, Departamento de Ingeniería Civil, 2010. AUTORES, C.D. Léxico Estratigráfico Digital. En. Instituto de Geología y Paleontología, 2007. BABAK, A. y S. MOHAMMAD. Use of natural zeolite as a supplementary cementitious material. En Cement & Concrete Composites. 2010, vol. 32, p. 134– 141. BATISTA, R.; et. al. El uso de las puzolanas naturales cubanas, una alternativa para el ahorro energético y el cuidado del medio ambiente. En: IX CONGRESO CUBANO DE GEOLOGÍA. Geología y Prospección de Minerales no Metálicos La Habana. 2011, p. 15. BRULL, M.; A. TRIANA y B. GONZÁLEZ. Características hidroquímicas de las aguas subterráneas del Valle del Cauto y su vinculación con la salinidad de los suelos. Granma: 1998. CABRERA, M.R. Valoración de las tobas vítreas y zeolitizadas de la provincia Holguin para su utilización como puzolana natural en la construcción. LEYVA RODRÍGUEZ, C.A.; R.S. ALMENARES REYES y R. ÁLVAREZ DÍAZ (tutor). Tesis de Diploma. ISMM, Departamento de Geologia, 2010. CALVO, B.; E. ESTÉVEZ y J.L. COSTAFREDA. Estudio de las propiedades puzolánicas de materiales de origen volcánico ubicados en la zona sureste de España. En: V Congreso Ibérico de Geoquímica, España. 2005. CALLEJA, J. Apología de los conglomerantes puzolánicos. Revista Cemento – Hormigón, 1966, 386(3). CAMPOLAT, F.; et. al. Use of zeolite, coal bottom ash and fly ash as replacement materials in cement production. En Cements and Concrete Research. 2003, p. 1 6. COSTAFREDA, J.L. Granulometría y reacción puzolánica. En: IV Convención Cubana de Ciencias de la Tierra, La Habana, Cuba. GEOCIENCIA'2011:Memorias [CD - ROM], 2011. COSTAFREDA, J.L. y B. CALVO. Influencia de la zeolita de Cabo de Gata, Almería, en la evolución del fraguado de morteros de cemento. En Industria y Minería. 2007, vol. 371, p. 20. 77 �COSTAFREDA, J.L.; B. CALVO y J.L. PARRA. Criterios para el aprovechamiento de tobas dáciticas en la sustitución de cemento Pórtland en morteros y hormigones. INTEREMPRESAS - OBRAS PÚBLICAS, 2011a, 162-780. COSTAFREDA, J.L.; J.J. DÍAZ y B. CALVO. Propiedades físicas, mecánicas y químicas de algunas zeolitas naturales procedentes de México, Cuba y España. En: IV Convención Cubana de Ciencias de la Tierra, La Habana, Cuba. GEOCIENCIAS’2011. Memorias [CD - ROM], 2011b. COSTAFREDA, J.L.; M. ROSELL y B. CALVO. Estudio del comportamiento puzolánico de algunas zeolitas de Iberoamérica empleando el método de la conductividad eléctrica. En: VII Congreso Ibérico. X Congreso Nacional de Geoquímica, Memorias. Soria, España, 21 - 23 de septiembre. 2009. DAY, R.L. y C. SHI. Effect of initial water curing on the hydration of cements containing natural pozzolan. Cement and Concrete, 1994, 24(3): 463-472. DE ARMAS, J. Reevaluación de las tobas vítreas del yacimiento Sagua de Tánamo como puzolanas naturales. BATISTA GONZÁLEZ, R.; N. DÍAZ BRITO y C.A. LEYVA RODRÍGUEZ (tutor). Tesis de Diploma. ISMMM, Departamento de Geologia, 2008. DELOYE, F. Hydraulicité et pouzzolanicité. En Bulletin Liaison Lab. Ponts. 1993. DOPICO, J.J. Contribución al uso de la adición mineral cal puzolana como sustituto parcial de altos volúmenes de cemento portland en la obtención de un hormigón estructural. Universdad Central de las Villas, DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL, 2009. ENERGÉTICA, I.E. Diagnóstico Energético. Rama Cemento. Ministerio de Economía y Planificación. Dirección de Energética En ENERGÉTICA., D.D.L.I.E. Ciudad de la Habana, Cuba, 2000, p. 83. ERDOGAN, T.Y. Materials of construction. En. Press. Ankara: Middle East Technical University, 2002. ERDOGDU, K. Effects of pozzolanic cements of different fineness values and some mechanical properties of pozzolanic cements of different fineness values. Thesis de Grado. Middle East Technical University, 1996. FRAZAO, M. Concentración de fases zeolíticas de las tobas zeolitizadas del yacimiento Caimanes. VELÁSQUEZ, A.L.C. (tutor). Doctoral. 2007. GAYOSO, R. y M.B. ROSELL. Non-conventional aggregates and mineral admixture in high performance concrete. En: Seventh International Symposium on utilization of high-strength/high-performance concrete. ACI SP-228. 2005. GENER, R.M. Los cementos mezclados con puzolanas, una necesidad para el ahorro de energía y la durabilidad. En: l I Taller nacional “Las Geociencias y el Medio Ambiente”, La Habana. Memorias, 2006. GENER, R.M. y L.J.M. ALONSO. Influencia de la composición mineralógica de puzolanas naturales en las propiedades de los cementos con adiciones. En Materiales de construcción. 2002, vol. 52 (267): , p. 73-78. HAROLD, T. Cement chemistry. En Academic Press. London, 1990. HOWLAND, J.J.; et. al. Investigación sobre la durabilidad de los hormigones elaborados con cemento Pórtland y adición de puzolanas naturales, en ambiente marino. En Cemento Hormigón. 2006, vol. 891, p. 2-10. 78 �JIMENÉZ, O. Uso de las escorias ultrabásicas de los hornos de fundición de arco eléctrico de la provincia Las Tunas para obtener un material puzolánico. 1999. Informe Técnico. Desarrollo Tecnológico. LÓPEZ, L.M. Caracterización geológica de las materias primas mineras de los municipios Moa – Sagua de Tánamo para su empleo como material de construcción. RODRÍGUEZ, C.L. (tutor). Trabajo de Diploma. Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, 2006. LLULL, E. Informe de Prospección Detallada y Exploración Orientativa de vidrio volcánico en el yacimiento Jiguaní. Prov. Granma. Cálculo de reservas 1995. MARTIRENA, J.F. Lime-pozzolan binder as a very fine mineral admixture in concrete. En: Proceeding of International Symposium on Ultra High Performance Concrete, Universitaet Kassel. 2004. MASSAZZA, F. y V. COSTA. Aspects of the Pozzolanic Activity and Properties of Pozzolanic Cements. II Cemento, 1979, 76(3-18). MATHER, K. Current Research in Sulfate Resistance at the Waterways Experiment Station, George Verbeck. En: Symposium on Sulfate Resistance of Concrete, SP-77, Farmington Hills, Mich. American Concrete Institute 1982, p. 6374. MEHTA, P.K. Studies on Blended Portland Cements Containing Santorin-Earth. Cement and Concrete Research, 1981, 11(507-518). MEHTA, P.K. Chp 1 Natural Pozzolans. Supplementary cementing materials for concrete. En V. M. Malhotra. CANMET. Ottawa Canada, 1987. MUXLANGA, R.J. Evaluación de las tobas vítreas del yacimiento Sagua de Tánamo para su utilización como árido y puzolana natural en la construcción. ALMENARES, R.S. (tutor). Trabajo de Diploma. Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, 2009. NC 95: Cemento Portland. Especificaciones. 2001 ASTM C 618-02. Standard Specification for coal fly ash and raw or calcinated Natural Pozzolan for use as mineral admixture in Concrete. 2002a NC 175: Morteros de Albañilería. Especificaciones. 2002b NC 244: Hormigón endurecido – Determinación de la resistencia a la compresión en probetas cilíndricas. 2005a NC 251: Áridos para hormigones hidráulicos—requisitos. 2005b NC 120: Hormigón Hidráulico-Especificaciones. 2007a NC TS 527: Cemento Hidráulico-Métodos de Ensayo-Evaluación de Las Puzolanas. 2007b NC TS 527: Cemento hidráulico. Método de ensayo. Evaluación de las puzolanas. 2007c NC TS 528: Cemento Hidráulico. Puzolanas. Especificaciones. 2007d PÉREZ, O.; D. CARBALLO y S. RUIZ. Generalización de la utilización de zeolita menor de 0.8 mm en la elaboración de hormigones En: V CONGRESO CUBANO DE MINERIA, La Habana, Cuba. GEOCIENCIAS’2013. Memorias [CD - ROM] 2013. PÉREZ, R.Y. Características geológicas y perspectivas de utilización como material de construcción del vidrio volcánico del sector Guaramanao, San Andrés, 79 �Municipio Calixto García. RODRÍGUEZ, C.L. (tutor). Trabajo de Diploma. Instituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, 2006. QUINTANA, C.E. Relación entre las propiedades geotécnicas y los componentes puzolánicos de los sedimentos pampeanos. REDOLFI, E. (tutor). Tesis Doctoral. Universidad Nacional de Córdoba, 2005. RABILERO, A.C. Las Puzolanas. Cinética de Reacciones. Editorial Oriente, 1988: 114. RABILERO, A.C. Empleo de los aglomerantes cal-puzolana en la construcción. En Forum Nacional de Ciencia y Técnica. La Habana, 1992. RABILERO, A.C. Mineralogía de las puzolanas. En: VI Congreso de Geología. Primera Convención Cubana de Ciencias de la Tierra, GEOCIENCIAS’2005, La Habana, Cuba. Memorias [CD-ROM], 2005. RABILERO, A.C. y J.A. MUÑOS. Actividad puzolánica: Evaluación de una toba cubana. En Rev Tecnológica. 1974, vol. 12, p. 47-58. ROSELL, M.B. Zeolita natural cubana del tipo clinoptilolita-heulandita como material cementicio suplementario en hormigones. GAYOSO, R.A. y J.F. MARTIRENA (tutor). Tesis en Opción de Grado a Doctor en Ciencias Técnicas. Universidad Central ´´Marta Abreu´´ de las Villas, Departamento de Ingenieria Civil, 2010. ROSELL, M.B.; et. al. Influencia de la adición de zeolita en las propiedades micro y macroestructurales en pastas y morteros. En: IX Jornadas Iberoamericanas de Materiales de Construcción, Soria, España. Memorias [CD - ROM]. , 2011. ROSELL, M.B. y R. GAYOSO. Utilización de la zeolita como material de construcción. Experiencia cubana. En: I Jornadas Iberoamericanas de Materiales de Construcción. Red CYTED XIII-C, 2001, p. 10. SARICIMEN, H.; et. al. Effect of field and laboratory curing on the durability characteristics of plain and pozzolan concretes. En Cement and Concrete Composites. 1992, vol. 14(3), p. 169-177. SHANNAG, M.J. y A. YEGINOBALI. Properties of pastes, mortars and concretes containing natural pozzolan. Cement and Concrete Research, 1995, 25(3): 647657. STANTON, T.E. Use of pozzolans for conteracting excessive concrete expansion resulting from reaction between aggregates and alkales in cement. En: Symposium on use of pozzolanic materials in mortars and concrete, STP 99. American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pa, 1950, p. 178-201. TAPIA, M.E. Valoración de la gestión geominera ambiental en el yacimiento Zeolita San Andrés. BORRERO, H.I. (tutor). Tesis de Maestría. Instituto Superior Minero Metalúrgico, 2003. XING., S.; I.M. YUN. y G.Y. JUN. A study on the effect of fine mineral powders with distinct vitreous contents on the fluidity and rheological properties of concrete. En Cement and Concrete Research. 2004, vol. 34. ZALDIVAR, R. Zeolita natural del yacimiento Angostura como material cementicio suplementario para su utilización en hormigones hidráulicos y morteros CALDERIUS, L. y J.J. ORAMAS (tutor). Trabajo de Diploma. Universidad de Oriente, Departamento de Ingenieria Civil, 2011. 80 �ANEXOS Anexo 1. Resistencia a la flexotracción y compresión de los morteros con tobas vítreas. Flexión Días 3 7 28 Compresión 60 90 3 7 28 60 90 Patrón 3.03 4.08 5.29 5.93 6.42 11.44 14.56 18.07 20.59 22.63 10 % 2.94 3.07 4.29 5.29 5.94 9.44 12.19 16.39 19.16 21.70 20 % 1.69 1.91 3.58 3.86 4.23 6.67 9.19 13.26 15.30 17.56 Anexo 2. Recomendaciones para morteros de colocación. Fuente: NC 175: 2002 Anexo 3. Resistencia a la compresión de los hormigones con tobas vítreas Día 3 7 28 60 90 Rel. Cemento Toba A/C Kg/cm3 Kg 415 415 415 415 415 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 - Serie Patrón fc1 12.85 17.50 28.20 33.20 34.80 fc2 13.25 17.80 27.80 34.50 35.10 fc3 12.90 18.20 28.70 34.80 35.60 fc4 12.80 17.90 28.10 33.90 34.90 fc5 13.10 18.20 27.90 35.10 35.80 fc6 12.50 18.90 29.70 35.40 34.20 fci 12.90 18.08 28.40 34.48 35.07 �Anexo 3. Resistencia a la compresión de los hormigones con tobas vítreas (Continuación) Día Cemento Rel. Toba Kg/cm3 A/C Kg C+T Serie con 10 % Tobas vítreas fc1 fc2 fc3 fc4 fc5 fc6 fci 3 373 0.62 42 415 12.40 12.45 12.80 11.00 12.55 13.20 12.40 7 373 0.62 42 415 17.53 17.20 16.57 17.80 18.20 17.50 17.47 28 373 0.62 42 415 26.50 26.60 27.10 26.30 26.91 27.50 26.82 60 373 0.62 42 415 32.40 33.10 31.30 33.80 33.60 31.80 32.67 90 373 0.62 42 415 32.00 33.30 33.90 32.40 34.60 33.60 33.30 Día Cemento Rel. Toba Kg/cm3 A/C Kg C+T Serie con 20 % Tobas vítreas fc1 fc2 fc3 fc4 fc5 fc6 fci 3 332 0.72 83 415 10.90 12.10 11.80 11.40 12.60 11.90 11.78 7 332 0.72 83 415 14.90 15.90 16.30 15.00 16.00 15.20 15.55 28 332 0.72 83 415 22.70 22.40 21.90 22.20 22.50 21.10 22.13 60 332 0.72 83 415 25.40 26.00 24.90 23.30 24.80 25.70 25.02 90 332 0.72 83 415 26.90 28.60 27.20 26.40 27.50 28.40 27.50 Anexo 4. Resistencia a la compresión de los bloques Bloque Patrón Día 7días 28días Cant. Cant. cemento Toba Kg Kg 12.96 - Resultados fc1 fc2 fc3 fc4 fc5 fc6 fci 4.70 4.43 4.73 4.48 4.71 4.69 4.62 5.42 5.34 5.48 5.28 5.42 5.31 5.38 Bloque con 10 % Tobas Día 7días 28días Cant. Cant. cemento Toba Kg/cm3 Kg 11.66 1.296 Resultados fc1 fc2 fc3 fc4 fc5 fc6 fci 4.25 4.20 4.06 4.32 4.22 4.12 4.20 5.23 5.12 4.97 4.94 5.19 4.80 5.04 � 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. 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 Evaluación de las tobas vítreas del yacimiento Jiguaní como material pulzolánico Creator An entity primarily responsible for making the resource Danicer Sánchez González Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Tesis maestría 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/dbab2a6b4c959ea9985f57ea7bab1d62.pdf b5d2f66888fe0b8b9850f9cfa060332b PDF Text Text �PROGRAMA DE ENSEÑANZA PARA LA FORMACIÓN BÁSICA DEL BALONCESTISTA AUTORES: Dr. Danilo Charchabal Pérez MSc. Gustavo Rodríguez Bárcenas COLABORADORES: Dr. C. Alberto Turro Dr. C. Jorge Luís Pérez MS.c. Oris Silva MS.c. José A. Negrón MS.c. Juan Carlos Figueroa Lic. Isabel Salgado Lic. Alfredo Reyes Lic. Luís A. Martínez Lic. Juan Araújo Lic. Yesy Suárez Lic. Pedro Martínez Lic. Constantino Zelaya Lic. Francisco Zurita Lic. Reinaldo Rosado Lic. Ángel Roche Editorial Universitaria Ave. Sin número. Las Coloradas, Moa, Holguín, Cuba. �Página legal   Título  de  la  obra.  Programa  de  enseñanza  para  la  formación  básica  del  baloncestista ‐‐ 181 pág   Editorial Digital Universitaria de Moa, año 2012 ‐‐ ISBN –  978‐959‐16‐1394‐3    1. Autor: Charchabal‐Pérez Danilo  2. Institución: Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez”    Edición: MS.c Niurbis La Ó Lobaina  Corrección: Lic.Yelenny Molina Jiménez  Diseño: Wilkie Villalón Sánchez                             Institución del autor: ISMM “ Dr. Antonio Núñez Jiménez”   Editorial Digital Universitaria Moa, año 2012    La  Editorial  Digital  Universitaria  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                                                                                                                                             Editorial Digital Universitaria Moa                                 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Dedicatoria A los que confiaron, porque me animaron. A los que exigieron, porque me impulsaron. A los que apoyaron, porque me inspiraron A TODOS... MUCHAS GRACIAS. �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista A mis padres A mi esposa A mi hija �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista CARTA: A MIS PADRES - A MIS PROFESORES A MIS ENTRENADORES - A MIS DIRECTIVOS Sé lo que todos ustedes me quieren. Cada uno me lo demuestra en todo momento y en todas partes, y en honor a ese cariño que me brindan y que yo también siento hacia ustedes, quiero que me den la posibilidad de crecer de la manera más pura y más simple que pueda. Déjenme jugar con la alegría que represento. Déjenme ser el niño que a mí me gusta ser. No pretendan que logre cosas que sean importantes para otro momento, pero que buscarlas ahora representan perder otras para mí. Hoy, son más importantes. Déjenme vivir con la edad que realmente tengo, pues solo pasa una vez por mi vida. Y no planifiquen tanto mi vida, ni mi persona. Tampoco se desesperen por mis derrotas, pues el dolor que me produce perder termina un instante después y ya ni me acuerdo, enseguida vuelvo a sentir alegría por jugar y divertirme. No busquen triunfos a través de mí, ni pretendan que yo sea como ustedes fueron o no pudieron ser. Soy un niño y quiero serlo. A mis padres, gracias por elegir este equipo o club, donde haré tantos buenos amigos; y también gracias a mis entrenadores que me educan para que llegue a ser buen deportista y buena persona. A veces noto que sufren al lado de la cancha cuando juego, no me gusta que así sea, pues, en ese momento soy feliz. Estoy jugando, y desde adentro pareciera que ustedes, los de afuera, compitieran por mí, que tuvieran celos y que sufrieran por el triunfo que no llega y la jugada esperada que no puedo en ese momento brindarles. Si me dieran tiempo entenderían que en esta etapa tiene que ser así, que en el deporte, como en la vida, todo tiene su tiempo; seguramente un día podré dárselos. Por favor…Déjenme jugar sin presiones, sin retos, sin tantas correcciones, sin verlos preocupados y hasta a veces, peleando por mí.... Por favor…Dejen que juegue, que me divierta, que sea feliz. SOY UN NIÑO. NO LO OLVIDEN. SOY UN NIÑO Y SOLO UNA VEZ EN LA VIDA. �PRÓLOGO: El programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista, que nos presenta el Profesor Titular, Dr. Danilo Charchabal Pérez, pretende tributar a la unificación de todos los criterios de los entrenadores, bajo un mismo objetivo. Este deporte en el mundo actual, exige la renovación constante de formas y métodos de trabajo para permitir la aplicación de los novedosos adelantos de la ciencia y la técnica, que deben corresponderse con los cambios de las reglas de juego, las que inciden marcadamente en las transformaciones que se observan en la era moderna. A esto sumemos el incremento del “Boom Competitivo”, como espectáculo deportivo. Este documento, constituye un importante aporte al enriquecimiento teórico y metodológico que necesariamente debe sustentar la labor didáctica de los profesores deportivos en los eslabones básicos del deporte de Alto Rendimiento. En este trabajo se pone a disposición de todos los interesados en la formación básica del baloncestista, un documento que encierra en cada una de sus páginas un contenido de inestimable valor metodológico. En los diferentes epígrafes el autor sistematiza de forma sintética y amena la experiencia obtenida durante 28 años de trabajo en este campo disciplinar, matizada por las vivencias acumuladas en varios países donde ha prestado servicios deportivos y pedagógicos. El sistema de clases prácticas se encuentra lógicamente ordenado y sustentado sobre la base de argumentos científico-metodológicos sólidos, lo que permite orientar de forma clara y precisa, tanto al entrenador de base con experiencias en la labor formativa, como al inexperto exjugador que comienza como profesor en una escuela de iniciación deportiva o en cualquier otro ámbito del deporte de base. La propuesta que en este material se expone es el fruto de la dedicación y el amor puestos en función de la formación integral de las jóvenes generaciones; se brindan orientaciones no solo para la formación técnica, táctica y física sino también para lo teórico-psicológico y la formación de valores, lo que expresa la vocación humanística del autor de ir no solo a la potenciación del cuerpo sino también de la mente y del espíritu. Solo nos resta exhortar esencialmente a los monitores, facilitadores, entrenadores de base y todas aquellas personas que de alguna manera inciden en la formación integral de los niños y jóvenes desde la perspectiva de las actividades físico-deportivas propias de este deporte, a que consulten este material y lo conviertan en una herramienta cotidiana de trabajo. Dr. C. Héctor Noa Cuadro �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista PRÓLOGO: .................................................................................................................... 1 Introducción.................................................................................................................. 2 La formación inicial del baloncestista ........................................................................ 3 Capítulo 1 La formación del baloncestista................................................................. 6 1.1 La competencia y calidad del entrenamiento ................................................. 6 1.2 El aprendizaje .................................................................................................... 7 1.3 Ejecución............................................................................................................ 8 1.4 Toma de decisiones .......................................................................................... 8 1.5 Fundamentos básicos ..................................................................................... 10 1.6 Diseño en valores aplicado en programa de enseñanza del baloncestista 11 1.7 Cualidades fundamentales que deben distinguir a un deportista en el proceso de formación en valores en la sociedad actual.............................. 12 1.8 Definiciones ..................................................................................................... 13 Capítulo II: Preparación del deportista ..................................................................... 18 2.1 Algunos consejos y recomendaciones importantes para llegar a ser un buen entrenador de baloncesto ..................................................................... 18 2.2 Exposiciones de las condiciones competitivas ............................................ 22 2.3 La nutrición y la dieta como potenciadores del rendimiento deportivo en el baloncestista .................................................................................................... 22 2.4 El agua como elemento importante en la formación de los deportistas y en especial del baloncestista .............................................................................. 23 2.5 Dieta previa al esfuerzo................................................................................... 24 2.6 Durante el esfuerzo ......................................................................................... 24 2.7 Después del esfuerzo ...................................................................................... 24 Capítulo III. Planificación del entrenamiento ........................................................... 26 3.1 La planificación para el programa de formación básica del baloncestista 26 3.2 Preparatorio ..................................................................................................... 26 3.3 Pre-competitivo ............................................................................................... 27 3.4 Competitivo ...................................................................................................... 27 3.5 Post-competitivo o de tránsito ....................................................................... 27 Capítulo IV Programa de entrenamiento .................................................................. 28 4.1 Programa de entrenamiento para la formación básica del baloncestista .. 28 4.2 Etapa de preparación según la edad ............................................................. 28 4.3 Para la elaboración del programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista debemos tener en cuenta una serie de aspectos que a continuación relacionamos: ........................................................................... 29 4.4 Desarrollo de las capacidades físicas y motoras para la categoría 8 a 10 años .................................................................................................................. 29 Capítulo V. La preparación física del baloncestista ................................................ 35 5.1 Etapas de preparación del deportista:........................................................... 35 5.2. Procedimientos metodológicos para el desarrollo de las pruebas normativas y test pedagógicos. (Colectivos de autores de Cuba, programa de preparación del deportista 2005) .............................................................. 38 5.3. Propuesta metodológica del programa de enseñanza para la formación del baloncestista .................................................................................................... 39 5.4. Periodización del programa de formación básica del baloncestista. ......... 42 5.5. Contenido del programa de formación básica del baloncestista ................ 48 BIBLIOGRAFÍA: ........................................................................................................ 180 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Introducción El programa de la disciplina de baloncesto es un documento donde se expresa el contenido fundamental de esta y sus objetivos, el mismo incluye además, el tiempo asignado a los distintos tipos de elementos técnicos, tácticos, físicos, teóricos y psicológicos y la lógica a seguir en su desarrollo y va acompañado de las indicaciones metodológicas, las cuales ofrecen recomendaciones para su puesta en marcha. Es necesario destacar que este programa no solo debe resolver las tareas emanadas de los objetivos instructivos, sino también las que se desprenden de los objetivos educativos en cada categoría, estos últimos se logran a través de los primeros, en la misma medida en que el entrenador, de manera hábil, extraiga el potencial educativo implícito en cada conocimiento científico – cultural y deportivo de sus deportistas. El programa de enseñanza para la formación deportiva del baloncestista, consiste en atender a la niñez y la adolescencia contribuyendo sistemáticamente en el desarrollo intelectual y de sus habilidades motrices, para formar un hombre íntegro y útil a la sociedad. La elaboración de este documento tiene como propósito facilitar la labor docente–pedagógica de cada uno de los entrenadores de baloncesto, al propio tiempo, constituye una guía de trabajo para que en cada categoría se impartan los contenidos mínimos y se alcancen los objetivos que en cada caso se exige. Este programa pretende tributar a la unificación de todos los criterios de los entrenadores, bajo un mismo objetivo. Este deporte, en el mundo actual exige la renovación constante de formas y métodos de trabajo para permitir la aplicación de los novedosos adelantos de la ciencia y la técnica, que deben corresponderse con los cambios de las reglas de juego, las cuales inciden marcadamente en las transformaciones que se observan en la era moderna. A esto sumemos la informatización, la rapidez de comunicación por vías computarizadas y el incremento del “Boom Competitivo”, como espectáculo deportivo. Es importante que se tenga en cuenta en cada momento los tres procesos fundamentales en la preparación del deportista: enseñanza, consolidación y perfeccionamiento; que se apliquen según la edad y siguiendo el orden lógico establecido en los contenidos, para así poder lograr los objetivos básicos planificados; el mismo es una herramienta de suma importancia para el trabajo de los entrenadores, su utilización eficaz tendrá un valor incuestionable en la proyección del deporte en esta disciplina deportiva. Dentro de su contenido, aparecen además una serie de informaciones relacionadas con los elementos teóricos, psicológicos, físicos, tácticos y técnicos, unidos a un gran grupo de ejercicios que posibilitarán al entrenador introducirse con mayor seguridad y eficiencia en el campo científico del entrenamiento deportivo; permite el razonamiento de los especialistas para la aplicación de nuevos métodos y técnicas que contribuyan a elevar el conocimiento de sus jugadores. El éxito dependerá en gran medida del interés, iniciativa, creatividad y conocimiento de los técnicos, los que de forma hábil y concreta sabrán aplicarlos a las condiciones en cada categoría siguiendo la metodología aplicada. Cuba, país identificado en el mundo deportivo, por el alto nivel pedagógico de sus especialistas y entrenadores, siempre está en la búsqueda de niveles superiores en la enseñanza y consolidación del juego en nuestros baloncestistas. Este documento que atesora 2 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista la experiencia de nuestros profesionales del baloncesto y que ha jugado un rol significativo en la unificación de las orientaciones metodológicas y pedagógicas, podrá ser utilizado como una herramienta de trabajo metodológico para todos los entrenadores e incluso para aquellos deportistas retirados que no han tenido la oportunidad de recibir estudios de especialización deportiva en escuelas para entrenadores, pues con sus conocimientos y dominio técnico se le facilitará llevar este programa adelante con todos los requerimientos y orden lógico de los contenidos a aplicar. La formación inicial del baloncestista El deporte de rendimiento se desarrolla constantemente, se rompen barreras que en el siglo XX parecían imposibles con marcas excepcionales. En la medida que crece la popularidad del deporte, esto trae consigo que la ciencia deportiva se desarrolle con mayor rapidez hacia los resultados límites de los deportistas en el planeta, basado principalmente en los avances científico- técnicos sobre los principios, los métodos y los medios en la formación de los niños y jóvenes deportistas. Es muy importante desde el comienzo del aprendizaje en el baloncesto y se hace imprescindible, tomar y pasar el balón con exactitud, es un objetivo básico progresar sin errores a la hora de actuar con el balón, sin embargo, hay entrenadores que no tienen paciencia para trabajar con estas edades y se desesperan a la hora de enseñar los fundamentos básicos, lo que trae consigo que no dediquen el tiempo necesario para la enseñanza de los chicos, y estos distorsionan su técnica porque en la mayoría de los casos no existe la insistencia de los entrenadores en dicho aprendizaje. Es muy importante tener en cuenta que siempre hay algo que aprender, nunca se sabe lo suficiente, siempre hay algo más, es posible mejorar lo que aprendemos cada día, esto es vital en la formación deportiva, porque permite ver el avance de los deportistas, su satisfacción por el aprendizaje y el reconocimiento de los padres de familias por los avances de sus hijos. Desde hace años los entrenadores se ocupan de todo lo relacionado con comenzar lo más tempranamente posible el entrenamiento; se buscan formas de adiestramiento, métodos, implementos deportivos y también sistemas de campeonatos que se adapten a la edad, al sexo de los niños y jóvenes que practican deporte. En la actualidad se aprecia que los jugadores de talla universal no sobrepasan los 26 años, donde sus condiciones físicas, psicológicas, técnicas y tácticas alcanzan niveles excepcionales. Durante el desarrollo de la preparación y la competición, nos encontramos con equipos que entrenan muy bien, pero juegan muy mal cuando llegan al partido; cuando esto ocurre, siempre los entrenadores nos lamentamos y comenzamos a hacer especulaciones, por ejemplo: que el atleta es muy joven, que tiene poca experiencia, que afrontamos dificultades por el poco tiempo de preparación, que los jugadores de reservas no responden, que le falta un poco a los jugadores para que alcancen su forma deportiva, que realizamos pocos partidos de preparación, etc. Eso es real en muchos casos, pero se nos retira el jugador y nunca tiene un resultado decoroso; lo importante está en analizar realmente cuáles son las deficiencias detectadas y cómo hacer un plan de preparación acorde a estas dificultades para mejorarlas en el próximo campeonato, revisar los aspectos técnicos, tácticos, psicológicos, teóricos y físicos de cada jugador y llevar eficientemente el plan de trabajo individual y colectivo del equipo para no vernos en la necesidad de justificar siempre los problemas de nosotros como entrenadores que siempre culpamos a los jugadores. En esta etapa de formación, es obligatorio dedicar más del 70 % del trabajo a los ejercicios de 3 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista desarrollo general y solamente casos excepcionales con ejercicios específicos, cuyo objetivo es no sobrecargar a los jóvenes deportistas durante el período de desarrollo y que el organismo esté acto para poder asimilar correctamente la carga y por consiguiente puedan realizar las técnicas sin agotamiento físico, lo cual conllevaría a no distorsionar el aprendizaje de las mismas por exceso de carga. Los excelentes rendimientos de los deportistas en los juegos olímpicos y en los campeonatos mundiales y europeos son ejemplo de un trabajo dosificado correctamente desde edades tempranas. Unido a todos estos fenómenos, es también interesante, que los deportistas más jóvenes establezcan mejores marcas y logren mejores resultados, lo que indica que los mejores rendimientos son cada vez más de la juventud, ya que el comienzo de la formación deportiva también se sigue adelantando en tiempo. Los avances tecnológicos también son elementos importantes en el mundo del deporte y la Cultura Física. En general, científicos e investigadores han dedicado mucho tiempo al campo del deporte infantil, siguiendo el curso de estos investigadores se ha podido comprobar que la mejor edad para iniciar la preparación del baloncestista para el alto rendimiento es a partir de los 12 años, ya que a estas edades los niños consolidan más su aprendizaje técnico-táctico, los músculos se desarrollan con más intensidad y la fuerza aumenta. Esto trae como consecuencia que la circulación se altere rápidamente y la cantidad de contracciones cardiacas, la presión arterial y el volumen de sangre por latido sean mayores en este período, en comparación con el de la adolescencia. La respiración manifiesta también mayor frecuencia e insuficiente profundidad, contrario a esto, la capacidad de coordinación de los movimientos corporales es cada vez mejor. En estas edades, los escolares transitan por un periodo bastante complejo, en su desarrollo de niño a adulto (pubertad). Además de la madurez sexual, en este periodo de vida se desarrolla rápidamente el miocardio, el cual aún no está adaptado al trabajo intenso. La capacidad vital de los pulmones aumenta sistemáticamente, los movimientos se hacen cada vez más precisos y económicos, varía también, la capacidad de excitación de la corteza cerebral, como consecuencia de la actividad de las glándulas de secreción interna. Para la confección de este programa se ha tenido en cuenta las características actuales que se manifiestan en el baloncesto, entre las que se destacan, muy marcadamente, la edad de los grandes baloncestistas a nivel mundial y ejemplo de ello son muchas figuras juveniles o menores de 22 años que integran las selecciones nacionales de sus diferentes países; esto ha sido posible por el incremento del volumen e intensidad de las cargas comprendidas en los nuevos adelantos científico- técnicos de la actualidad y el alto dominio de la técnica alcanzado por los jugadores. En los últimos años, el deporte se ha convertido en un punto de referencia social, donde los ingresos económicos y el estatus que proporciona son gratificantes y elevados. Esta situación ha llevado a "fabricar" campeones, bien por motivos políticos, sociales o económicos. Para lograrlo se han utilizado sustancias dopantes; se ha rebajado la edad de especialización y se ha sometido a los jóvenes deportistas a un entrenamiento excesivo y unilateral, que si bien físicamente pudiera ser soportado, no ocurriría lo mismo a nivel psicológico. Es importante recordar cuáles son las posibles secuelas que puede depararnos dicho entrenamiento excesivo y unilateral. Sus principales riesgos son: RIESGOS FÍSICOS: Problemas óseos, articulares, cardíacos, musculares... RIESGOS PSICOLÓGICOS: Son consecuencias negativas del entrenamiento y la competición precoz que guardan relación con la conducta del sujeto y su estado mental. Así, se ven problemas como ansiedad, estrés, frustración; además de una "infancia no vivida", por la enorme dedicación que exige la práctica deportiva de alta competición a edades tempranas (a veces más de 4 horas al día). RIESGOS MOTORES: El entrenamiento especializado busca el rendimiento en un aspecto concreto de la ejecución motriz humana, ignorando, por regla general, los 4 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista demás. Esto conlleva a una relativa "pobreza motriz", que puede llegar a imposibilitar una futura práctica deportiva diferente de la que se realizó durante la infancia. RIESGOS DEPORTIVOS: En determinadas edades, se hace una "especialización a ciegas"; o sea, es muy difícil conocer las características del futuro deportista de élite cuando tiene pocos años de edad, por lo que es posible que se esté especializando a un niño/a en una práctica para la que no está especialmente cualificado. Como se puede observar, el programa contiene una información bastante clara de su aplicación, no obstante explicaremos algunos detalles que posibilitarán un mejor manejo por parte de los entrenadores; se trabajará en un ciclo anual donde se podrá valorar el comportamiento del deportista y se va a tener en cuenta la aplicación del proceso de enseñanza y consolidación en cada una de las categorías. No es una herramienta que ate o limite a los entrenadores, es todo lo contrario, pues su principal misión es motivarlos a la búsqueda de mejores expresiones de preparación, a partir de las indicaciones que aquí se dan. No es un todo para resolverlo todo, sino un atisbo de promoción de las ciencias y la planificación, aplicadas al deporte para mejorar nuestro baloncesto desde el nivel de base, en un momento en que el entorno de esta actividad a nivel mundial, cursa por sendas de alta maestría pedagógica. Por lo tanto, se les permiten adoptar rangos de flexibilidad que promuevan la aplicación de ideas por parte del técnico, dirigidas en todos los casos a elevar la calidad de su gestión y el logro de resultados, sin abandonar los conceptos científicos y pedagógicos que se acerquen al modelo del baloncestista actual, cuyo fin perseguimos y está expresado en esta importante indicación para el trabajo perspectivo. Para la planificación por microciclos, las frecuencias semanales serán para los deportistas de 8 a 12 años, 3 sesiones de entrenamiento, y se desarrollarán juegos los domingos; al iniciar la preparación se debe tener listo el programa de entrenamiento, el plan de preparación física, y los documentos que permitan el control de todo el proceso de entrenamiento deportivo. Para un mejor trabajo, el entrenador buscará la forma de desarrollar competencias internas de preparación con otros equipos deportivos que les permita aplicar los conocimientos adquiridos; es importante que los entrenadores comprendan la necesidad de jugar en estas categorías todos los días como aparece registrado en el programa, lo que permitirá elevar la motivación de los alumnos y comprobar en la práctica los resultados logrados hasta el momento. 5 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Capítulo 1 La formación del baloncestista 1.1 La competencia y calidad del entrenamiento Para iniciar hablando de este tema, primero debemos ser competentes, conocer qué es la competencia en el siglo XXI, cómo enfrentar los retos para conseguir el éxito, saber hasta dónde podemos llegar, a partir de aquí podemos definir como competencia lo siguiente: “...Una competencia es un “saber hacer”, con “saber” y con “conciencia”. El término “competencia” hace referencia a un conjunto de propiedades de cada uno de nosotros que se están modificando permanentemente y que tienen que someterse a la prueba de la resolución de problemas concretos, ya sea en la vida diaria o en situaciones de trabajo a través del entrenamiento deportivo que encierra cierta incertidumbre y cierta complejidad técnica y táctica. La gran diferencia es que la competencia no proviene solamente de la aprobación de un currículo, sino de la aplicación de conocimientos en circunstancias prácticas...” Las competencias están en el medio de los “saberes” y las habilidades. Entonces, las competencias, como conjunto de propiedades inestables de las personas que deben someterse a pruebas permanentemente, se oponen a las calificaciones que se median por un diploma y por la antigüedad en la tarea, lo importante hoy es SER COMPETENTE, que quiere decir: saber hacer cosas, resolver situaciones. Pero como las situaciones son cada vez más complejas, ser competente requiere, por un lado, de muchos saberes teóricos y prácticos y por otro, de mucha imaginación y creatividad, esa es la clave para llegar al éxito en el deporte. La calidad del deportista en este programa de formación del baloncestista, se define en que TODOS los chicos, al llegar a la terminación de su educación, tanto docente como deportiva obligatoria, hayan logrado: 1. Altas competencias en el aprendizaje de los elementos técnicos y tácticos del deporte recibido. 2. Saber comunicarse usando palabras, números, imágenes; navegar diestramente por las autopistas de información deportiva a través de redes electrónicas. 3. Altas competencias en la formación de sus valores, a partir de su honestidad, responsabilidad, patriotismo, identidad, valentía, entre otros. 4. Aprender a resolver problemas en todas las áreas del saber. 5. Altas competencias en los eventos deportivos donde participa, por sus resultados, disciplina y entrega total a la actividad deportiva que representa. En la preparación del deportista, la calidad, cantidad y la concentración de la atención tienen que estar muy estrechas entre sí; pensar en lo que tiene que realizar dentro del juego y aplicar todo lo aprendido durante el entrenamiento es una regla básica para obtener buenos resultados. Para llevar adelante un trabajo con armonía y eficiencia es imprescindible apoyarse en cuatro aspectos fundamentales que son: a. b. c. d. El aprendizaje La ejecución La toma de decisión Importancia del dominio de los fundamentos básicos Teniendo en cuenta los cuatro aspectos anteriores, analizaremos a continuación el peso que le vamos a dar a cada uno de ellos en el momento que corresponde aplicarlos. 6 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista 1.2 El aprendizaje En esta etapa, el deportista comienza a aprender los diferentes elementos técnicos básicos del baloncesto, para lo cual los entrenadores deben de tener paciencia ante las dificultades presentadas por los niños; estimularlos, buscar nuevos ejercicios y métodos de trabajo que ayuden a que el deportista logre asimilar los contenidos. Durante el aprendizaje es importante seguir la secuencia lógica de los diferentes elementos técnicos–tácticos que aparecen en el programa de formación del baloncestista, iniciando de lo fácil a lo difícil; solo cambiará de un elemento a otro cuando el alumno domine lo que aparece en el programa para cada categoría; en esta etapa se prioriza más el aprendizaje de la técnica y la cantidad de repeticiones estarán acorde al nivel del dominio adquirido por los deportistas. En el baloncesto, a veces los entrenadores se preocupan más por la efectividad del jugador en el terreno que por el cumplimiento de las tareas sociales que influyen en el rendimiento durante la preparación del deportista como son: sus estudios, las relaciones familiares, las características domésticas, sus amigos, etc. Es por ello que juega un papel muy importante el entrenador, porque si logra llegar a esos lugares que nunca ha atendido, sus jugadores comenzarán a tener confianza en su preparador y siempre expresarán sus criterios sin miedo a ser reprimidos. En el fútbol, hay que ver a los jugadores según sus posibilidades reales en cada posición y no priorizar jugadores por su calidad deportiva, muchas veces los entrenadores se preocupan más por los jugadores efectivos y sobresalientes en el ataque que por el resto de los jugadores, pero debemos tener en cuenta que en los partidos no siempre terminan los 11 jugadores regulares y en los momentos finales de los partidos siempre tenemos dos o tres atletas que están en la cancha y no son los líderes del equipo. Es por ello que el entrenador debe tener en cuenta a todos los jugadores, e incluso, a los del banco que en cualquier momento sustituyen a los jugadores regulares y deben estar preparados para hacerlo bien y poder mantener una ventaja o jugar al mismo nivel para lograr la victoria. En muchas ocasiones, los jugadores de punta siempre deciden los partidos a su favor, la confianza en cada jugador es clave para obtener un buen resultado. A veces nos encontramos con un jugador que ha tenido un bajo rendimiento en todo el partido, mostrándose errático en su juego, pero en el momento crucial se le presenta una situación donde tiene que realizar un tiro libre para definir el partido y lo ejecuta con efectividad y de paso da la victoria a su equipo, pero su porcentaje en el partido sigue siendo malo; sin embargo, hay que tener en cuenta que ese jugador se repuso de su mal momento en todo el juego y supo anotar la canasta que definitivamente determinaría el resultado a su favor. Como aspecto interesante el entrenador y este último jugador saben que a pesar de anotar esa decisiva canasta de la victoria, debe prepararse mejor para resolver las deficiencias fundamentales que tuvo durante el partido, con la idea de corregirlas para el próximo juego. En la evaluación social todo el mundo está pendiente por los resultados de los deportistas, por lo tanto lo están observando sus familiares, los amigos, los contrarios, el público que lo sigue, etc. Es por ello que juega un papel muy importante la responsabilidad individual del atleta durante su preparación, donde la disciplina, la honestidad, la voluntad, el compañerismo, entre otros valores, son clave para lograr un resultado digno de quienes ven en los deportistas sus ídolos dentro y fuera del terreno, de ahí la importancia que tiene el aprendizaje de los elementos técnicos del baloncesto. Con esas habilidades el jugador da respuesta a las expectativas de quienes lo siguen y apoyan en los diferentes partidos y competencias. 7 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista 1.3 Ejecución El entrenador debe saber la responsabilidad que tiene en la ejecución de los diferentes elementos técnicos; aquí juega un papel determinante el nivel que va logrando el niño, la exigencia sobre cada contenido vencido y el momento preciso de cambiar de una técnica a otra. La calidad de repeticiones estará sujeta al dominio adquirido por los atletas en la ejecución de cada movimiento, debemos recordar que cuando un atleta no domina la técnica de tiro hay que tener en cuenta que las repeticiones tienen que estar dirigidas a lograr perfeccionar, precisamente, ese movimiento, porque de lo contrario si existen deficiencias en las técnicas, muchas repeticiones fijarán los problemas técnicos que más adelante serán difíciles de mejorar. Es importante el variar los ejercicios destinados a la consecución de un objetivo, con el fin de evitar la monotonía y consiguiente pérdida de intensidad, concentración y motivación en el jugador, pues para dominar un determinado aspecto técnico será necesario su repetición un alto número de veces. 1.4 Toma de decisiones Para iniciar este aspecto, primero, debemos partir del concepto de capacidades cognitivas: Suponen el control de la información que circula por la tarea y cómo esta es procesada y utilizada por el deportista. Se manifiesta habitualmente a través de tareas de toma de decisiones una vez analizadas las condiciones del entorno y relacionadas con la intencionalidad perseguida por el jugador. La estructura cognitiva será más general cuando las tareas de toma de decisiones se destinen a crear inespecíficamente esta capacidad. Se fundamentan en el trabajo con tomas de decisiones más sencillas que en las condiciones reales, a través de estímulos y respuestas inespecíficas (de más fácil identificación y ejecución que los específicos). El componente cognitivo será específico a medida que las tareas de toma de decisiones estén fundamentadas sobre los elementos de la táctica (individual y colectiva) propios y específicos de ese deporte, e incluso, superando las condiciones más complejas que puedan darse durante el partido. Podemos así construir los sistemas sobre la base condicional al asociar la estructura coordinativa y cognitiva que permitan realizar sistemas de una aproximación General, Dirigida o Especial. Es muy importante este trabajo desde los primeros años de la preparación del deportista, e incluso, podemos observar cómo en los juegos o competencias oficiales los jugadores cometen errores por no tomar la decisión correcta ante una acción determinada. En la actualidad hay deportistas que por no tener bien impregnado el concepto de toma de decisión, en el momento adecuado, pierden medallas de oro olímpicas: el caso de la yudoca Legna Verdecia, quien faltando solo 3 segundos de combate y de su posible victoria, perdió por no cumplir con la decisión correcta orientada por el entrenador, de desplazarse y no dejarse agarrar por la contraria. Cuestión que no cumplió y le costó el título olímpico, solo por citar este ejemplo. A continuación expresamos algunos ejemplos de situaciones que se deben enseñar en edades tempranas a nuestros deportistas con el objetivo de lograr su perfeccionamiento: 1. Un jugador se va en contraataque en superioridad numérica y en vez de pasar al jugador que está solo, trata de anotar la canasta individualmente por lo que falla la oportunidad de convertir la misma; o en algunas ocasiones tira a la canasta sobre la marca presionado o ataca al contrario cuando este está separado de él, entre otras acciones. 8 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Al jugador hay que enseñarle desde su inicio en los entrenamientos cómo tomar la decisión correcta, teniendo en cuenta la distancia entre el jugador que ataca y el que defiende; si el jugador ofensivo va a atacar al aro tiene que trabajar sobre la base de la posición que adopta el contrario; si el defensivo se acerca, el jugador ofensivo ataca y si el jugador está separado, pues el atacante realiza el tiro directo al aro, este ejercicio se debe trabajar diariamente en cada entrenamiento, y lo importante no es si anota la canasta o no, sino que él haya tomado la decisión correcta. Una pregunta que debe estar siempre en los labios del entrenador para sus jugadores, fundamentalmente en las categorías inferiores es: si el jugador se te pega en la defensa ¿qué debes hacer?, y si está separado ¿cómo debes actuar?; esto permitirá que los jugadores dominen el concepto de tomar decisiones en el momento preciso, lo importante es aplicar el objetivo que es el criterio del espacio entre jugadores. Es vital corregirles diciéndoles, fíjate en la distancia, entonces, el jugador tendrá claro el criterio en función de la distancia, tira o entra a la canasta. Un ejercicio muy interesante para mejorar la toma de decisiones en el baloncesto, fundamentalmente con aquellos jugadores que tienen condiciones por su estatura o son lentos, o muy gorditos, etc, y en estas edades son marginados por los más pequeños, quienes no le pasan el balón y quieren ser los que tiran a la canasta y driblean el balón, pudiera ser el siguiente: en este caso, se realizan juegos de 3 Vs 3 a todo terreno, pero se orienta que para tirar al aro, el jugador con las características antes mencionadas, tiene primero que recibir un pase por debajo del área del tiro libre y a partir de aquí es que se puede tirar, esto trae como consecuencia que los chicos le exijan a esos jugadores llegar a su posición y buscar el pase peleando el balón a toda costa, de esta forma se logra que todos los jugadores se integren al juego, e incluso cuando un jugador pequeño se va en ofensiva rápida solo y tira al aro violando lo establecido por el entrenador, le indicamos que perdió el balón y le decimos que nos responda por qué es que la canasta no vale, este le responderá que se le olvidó, que primero tiene que pasarle el balón al compañero por debajo del área de tiro libre. Esto permite que el jugador piense por sí mismo y posteriormente se dará cuenta de lo que debe realizar cuando el entrenador orienta alguna tarea y además, va creando opciones del juego colectivo desde edades tempranas. Otro ejemplo es: en función del que defiende por dentro o por fuera 1x1, si el jugador es más pequeño, entonces, trabaja por dentro; si es más alto trabaja por fuera, en este caso, el entrenador le pregunta dónde cree que debe jugar con su contrario y el propio jugador le responderá, según las características del contrario, por dentro o por fuera. En estos ejercicios es muy importante que el entrenador no hable tanto, lo que permite que el jugador piense más por sí mismo y se desarrolle su pensamiento táctico, si el atleta realiza mal la ejecución técnica eso es otro problema, estamos trabajando la toma de decisiones en ese momento y el objetivo es ver el espacio entre los jugadores para desarrollar la acción ofensiva, entre otras cosas. 9 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista 1.5 Fundamentos básicos Los fundamentos son los elementos más importantes en el desarrollo de un equipo, aprenderlos y aplicarlos bien es el primer paso para estructurar un equipo ganador; son el alma de los grandes campeones del mundo, la disposición del jugador y del entrenador influirá en su aprendizaje. Para llegar a ser un buen jugador de baloncesto es requisito indispensable, tener un absoluto dominio de todos los fundamentos de este juego, ejemplos existen en el mundo, jugadores de la talla de Ruperto Herrera, Tomas Herrera, Leonardo Pérez, Ernesto Cañizares, entre otros, que tienen un dominio total en todas las direcciones del baloncesto. El criterio sobre el axioma de que los jugadores nacen y no se hacen, aquí con esos deportistas no tiene validez, pues han llegado a serlo por su consistencia y dedicación en los entrenamientos. La enseñanza de los fundamentos no es fácil, pero siempre debemos exigir que los jugadores mantengan el interés a pesar del volumen y las repeticiones de los ejercicios, esto es vital para la formación correcta de los hábitos. El entrenador que ha dado la debida importancia a la enseñanza de los fundamentos básicos, comprobará que es muy fácil adaptarse a cualquier patrón de juego de su equipo y llevar adelante todo el arsenal técnico táctico en los entrenamientos y en la competencia. Juan Hernández Liras, Entrenador Superior de Baloncesto de la F. B. M, llama la atención a aquellos entrenadores que tratan de pasar a la técnica de conjunto, cuando aún los niños no dominan los fundamentos técnicos y no le conceden la importancia que requiere esta etapa de enseñanza- aprendizaje tan necesaria en nuestros deportistas que se inician en el deporte de baloncesto. Por eso, es muy importante la metodología que se aplica a la hora de la enseñanza de los fundamentos individuales, muy bien elaborada por el profesor: 1. Busca que tus ejercicios capten la atención y atraigan el interés del grupo, consigue que los ejercicios sean dificultosos, pero realizables, así, por ejemplo, puede trabajar las paradas con balón dejando al jugador tirar a canasta después de parar, siempre y cuando no se desvíe la atención en exceso, del objetivo que queremos trabajar, ni se pierdan demasiadas repeticiones del mismo. 2. Intenta que el jugador esté mucho tiempo en contacto con el balón, pues el aprendizaje de movimientos con balón suele requerir de más tiempo de práctica que el de movimientos sin balón. Intenta que el jugador esté casi siempre en actividad física y mental. No queremos “espectadores”. Crea situaciones de “tráfico” para hacer ejercicios más reales, por ejemplo, podemos trabajar finalizaciones a canasta en las que los jugadores que vuelven de realizar su trabajo pasen por delante de los que lo están ejecutando, obligándoles a decidir, reaccionando al respecto. 3. Añade componentes de decisión cuando se haya alcanzado un cierto dominio técnico, por ejemplo, al trabajar el pasar y cortar con defensor, dejar que el jugador que tiene que pasar el balón evalúe la situación respecto al defensor y pueda tomar una alternativa distinta a la de pasar. Busca ejercicios imaginativos y cámbialos constantemente, de forma que provoquen respuestas motrices nuevas. Fomenta que tus jugadores “inventen” y hazles ver que te gusta que sea así. No reprimas nunca su imaginación. . 4. Debes ser exigente con tus jugadores, pero también contigo mismo. Intenta ser un modelo eficaz. El jugador ejecutará mejor aquello que ha visto hacer. No basta con explicar un movimiento, es mejor que lo vean. Si no te consideras un buen modelo, a lo mejor puedes probar con tu ayudante. Debes ser paciente, dejar que tus jugadores se equivoquen y que mejoren poco a poco. No corrijas todo y en todo momento. Encuentra lo adecuado para corregir (focalizar tu trabajo en uno o dos objetivos) 5. Establece expectativas realistas para cada jugador. Practica una enseñanza individualizada, pues cada jugador posee unas condiciones 10 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista distintas. Plantea objetivos individuales. No todo el mundo puede aprender lo mismo ni responder de la misma forma ante un método para aprender. Intenta conocer a tus jugadores y descubrir la mejor forma de “llegarles”. Siempre que sea posible, da instrucciones breves, fáciles de entender y de forma amena, con el objeto de rentabilizar al máximo el tiempo de entrenamiento. Usa palabras estratégicas que el jugador reconozca y hagan que se centre en un determinado aspecto. 6. Usa el tono de voz adecuado al momento. No siempre debe ser el mismo. Si siempre chillas, el jugador se acostumbrará a ello y no responderá adecuadamente cuando ese chillido sea necesario. Si siempre usa una entonación baja, te resultará más difícil usar el tono de tu voz para relajar una situación tensa. Sé entusiasta, pues esto es algo que contagia a los que te rodean. Si eres y demuestras ser comprometido, te resultará más fácil conseguir el compromiso en los que te rodean. 1.6 Diseño en valores aplicado en programa de enseñanza del baloncestista El presente trabajo tiene como objetivo presentar aquellos elementos esenciales del marco teórico sobre los cuales se puede realizar un diseño en valores para cualquier nivel de sistematicidad del proceso docente educativo que permita estructurar y jerarquizar el sistema de valores (que parte de la determinación de los valores trascendentales del deporte) en el programa de entrenamiento para la formación básica del baloncestista en las categorías hasta 12 años, partiendo de la relación hombre-hombre en el establecimiento de los valores universales en el desarrollo de la calidad ciudadana, cultura del cumplimiento de deberes y derechos y criterios de democracia y participación. Valores trascendentales del programa de entrenamiento para la formación básica del baloncestista en las categorías hasta 12 años En el proceso de formación del deportista se presenta una contradicción que tiene carácter fundamental entre los objetivos planteados a ellos por los entrenadores y los que ellos deben alcanzar y el nivel real que tienen en ese momento. Lo anterior supone que el deportista, convencido de la necesidad del aprendizaje, se convierta en sujeto de su propia formación, y la dirige hacia el logro de los objetivos que él se ha trazado. En los momentos actuales, la formación consciente de valores en el deportista implica más calidad deportiva y una clase de entrenamiento más participativa y activa que permite crearlos y desarrollarlos. Es importante señalar que el valor trascendental definido presenta un sistema de valores asociados a él ya que todo proceso de formación de valores requiere de una sistematización adecuada de los mismos, a través de un proceso integrador, imposible de garantizar si se trata de formar una excesiva cantidad, por tal razón en este trabajo se definen los sistemas de valores asociados al valor trascendental del programa de formación básica del baloncestista. Teniendo en cuenta el modelo del deportista y considerando las relaciones hombre–hombre, que precisan los valores que debe reunir el baloncestista de estos tiempos, en el programa de entrenamiento para su formación básica se determinaron como valores trascendentales (generales, esenciales e integradores) los siguientes: 11 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista 1. Humanismo de la actividad deportiva bajo la óptica del proyecto olímpico del deporte universal (Relación hombre-hombre) SISTEMA DE VALORES ASOCIADOS: Patriotismo Dignidad Firmeza Generosidad Identidad nacional Ética Igualdad de derecho Verdad Amor a la libertad Autodeterminación Modestia Honestidad Lealtad Compañerismo Colectivismo Crítica y autocrítica Solidaridad Sencillez Comunicación y trabajo grupal Identidad Creatividad Liderazgo 1.7 Cualidades fundamentales que deben distinguir a un deportista en el proceso de formación en valores en la sociedad actual El deporte cubano responde hoy a la formación de un deportista integral con mayor comprometimiento con los legados y principios de nuestra sociedad, donde prevalezca el sentido de la responsabilidad y el protagonismo deportivo en la solución de sus problemas. Los programas de entrenamientos, a partir de métodos educativos tradicionales, han contribuido desde lo instructivo a la formación de aquellos valores con trascendencia en la vida espiritual y social del deportista. Como ya es conocido a través de los programas de entrenamiento deportivos se logra fortalecer la salud física y metal de los deportistas; ejerce una influencia positiva, sustancial en el mundo espiritual del individuo, en sus emociones, gustos estéticos y concepción científica del mundo y abre amplias posibilidades para la formación de la conciencia y de una conducta altamente moral, al mismo tiempo ofrece a cada persona enormes posibilidades de superación y perfeccionamiento en general de libre expresión y autoafirmación y proporciona la alegría de comunicarse, de compartir emociones y el sentido del colectivismo. El programa de entrenamiento deportivo en la formación del baloncestista, tiene como objetivo general perfeccionar la capacidad de rendimiento físico, propiciar adecuados hábitos de práctica de ejercicios físicos y la participación masiva, sistemática y consciente en las actividades físicas y recreativas, contribuyendo de tal manera al mantenimiento y mejoramiento de la salud y la utilización correcta del tiempo libre. Sin embargo, a pesar de estas afirmaciones, en los últimos años hemos observado, en los resultados arrojados a partir de diagnósticos realizados mediante encuestas y entrevistas a deportistas y entrenadores en varios países, que existen determinadas incidencias negativas, de índole 12 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista material y espiritual, que no contribuyen a la formación armónica de los valores dentro del proceso de formación del deportista, estos se unen a una actitud irresponsable en el modo de actuación y comportamiento de los deportistas como causantes de reiteradas ausencias, impuntualidades y bajo índice de participación en las actividades que le son inherentes a las clases de entrenamientos. Con la finalidad de dar cumplimiento a las necesidades y requerimientos que sustentan este problema en materia de formación de valores, se precisa de la integración de un conjunto de acciones que posibiliten la actuación de entrenadores y deportistas en aras de fortalecer y mejorar el comportamiento y la conducta de estos en el ámbito social y deportivo, entre las que se destacan las cualidades fundamentales que deben distinguir a un deportista en el proceso de formación en valores en la sociedad actual. • • • • • • • Dignidad Patriotismo Honestidad Solidaridad Responsabilidad Humanismo Justicia 1.8 Definiciones VALOR: Es la significación positiva adquirida por los sujetos en el marco de la relaciones sociales, las convicciones y las ideas al reflejar la actividad humana y sus resultados en correspondencia con los intereses y necesidades del individuo, grupo social o la sociedad en su conjunto en este caso relacionado con los deportistas en formación, que se representa a través de: ¿Cómo fortalecer la voluntad en los deportistas? El niño necesita ser constante, tenaz, consagrado, decidido, dispuesto y estas cualidades volitivas se integran en el programa de entrenamiento diseñado para cada clase de entrenamiento con el cumplimiento de metas específicas en la ejercitación de actividades físicas y deportivas, resistir, oponerse al cansancio, mostrar tenacidad y perseverancia ante los ejercicios agotadores. Ejercitando determinadas acciones, ejercicios de riesgos y la actividad competitiva en general, elevar la exigencia al mejoramiento técnico del niño, no al resultado competitivo de ganar a toda costa. Valorar en el colectivo cómo se gana y se pierde, aceptando la derrota, sacando de esta las experiencias positivas y verlas como un punto de partida para proponerse nuevos retos, que los niños vean que lo importante no es el marcador y los puntos, sino cómo avanzan día a día en el conocimiento de sus habilidades técnicas. Aprender a tomar decisiones para enfrentar y ejecutar acciones arriesgadas y de difíciles pronósticos en el ámbito del deporte y la vida cotidiana, pero que comprendan que tomar la decisión correcta es elemental para desarrollar su pensamiento táctico, lograr a través del entrenamiento que los niños sean lo que piensen, preguntarle siempre dónde está el error para que ellos se den cuenta por sí mismos y nos respondan “debí hacer esto y no lo hice”, esto lo hará entender mejor y hacer las acciones con una correcta aplicación de la teoría y la práctica. Aprender a valorar las particularidades de cada deporte en específico, teniendo en cuenta el grado de complejidad de sus ejecuciones. Reconocer las potencialidades volitivas de cada individuo, propiciando el intercambio de experiencia con personalidades destacadas por su audacia y valentía. DIGNIDAD: Nos sentimos libres y actuamos consecuentemente con capacidad para desarrollar cualquier actividad y estamos orgullosos de las acciones que realizamos en la vida 13 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista deportiva y en la sociedad en defensa de los intereses de quienes representamos y somos respetados por ser consecuentes con nuestros principios y en correspondencia entre lo que pensamos y hacemos. Modos de actuación asociado a este valor Sentirse orgulloso por la defensa, con dignidad, de los colores de su bandera, país, o equipos al que representamos. Reconocimiento social como fruto de su actuación deportiva. Se valora positivamente su ejemplaridad y liderazgo dentro y fuera de los campos deportivos tanto en el ámbito nacional como internacional. PATRIOTISMO: Somos conscientes de que el país que representamos es lo primero, la fidelidad a los principios del deporte, luchar en el campo deportivo con lealtad, defender con honor la bandera y representar dignamente a su pueblo. Modos de actuación asociados a este valor: Actuar en correspondencia con los valores genuinos de nuestra historia y extenderlos a toda la sociedad. Defensa de los valores patrios y los principios del país que representamos. ¿Cómo fortalecer el patriotismo en los niños a través de nuestro programa de entrenamiento? Fomentando el amor a la patria, el sentido de pertenencia, a los logros del país en el deporte y la cultura física, la importancia que tiene estar aptos físicamente para defender y representar dignamente a nuestro departamento, provincia, colegios en los eventos deportivos, etc. Estudiando y analizando hechos importantes de la historia de nuestro país relacionados con la cultura deportiva, acontecimientos históricos, los símbolos nacionales, la vida y obra de deportistas y personalidades destacadas. HONESTIDAD: Los deportistas deben actuar con transparencia, con plena correspondencia entre la forma de pensar y actuar, asumiendo una postura adecuada ante lo justo en el colectivo, ser sinceros con apego a la verdad y lo exigimos de los demás, ser ejemplo en el cumplimiento de la legalidad y los deberes. Modos de actuación asociados a este valor: Actuar y combatir las manifestaciones de doble moral, fraude, indisciplina, vicio, dentro del colectivo deportivo. Ser ejemplo y actuar en correspondencia con los valores reconocidos por la organización deportiva a la que pertenece. Ser deportistas íntegros. Ser autocrítico y crítico, ante los entrenadores y el colectivo de deportistas. Brindar información veraz. ¿Cómo fortalecer la honestidad en los deportistas? Determinando en el colectivo deportivo las debilidades y fortalezas que existen en el grupo relacionadas con el valor honestidad, las causas de las debilidades y cómo solucionarlas. Propiciando análisis colectivos e individuales de las manifestaciones de deshonestidad en ellos y en sus compañeros, resaltar las conductas positivas con ejemplos concretos. Resaltando el concepto amistad, las principales cualidades y valores de los alumnos. 14 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Vinculando el valor honestidad al cumplimiento de tareas específicas para la reglamentación del deporte y la autopreparación individual de los estudiantes. SOLIDARIDAD: Fortalecemos el espíritu de colaboración y de trabajo en equipo. Apreciamos en alto grado el sentido de compañerismo y compartimos todos nuestros recursos, en aras de potenciar todo el conocimiento que captamos y generamos. Desarrollamos una cultura que privilegia el trabajo integrado en red entre todos, la consulta colectiva, el diálogo y debate para la identificación de los problemas y la unidad de acción en la selección de posibles alternativas de solución. Nos identificamos con el sentido de justicia social, equidad e internacionalismo, ante las causas nobles que pueden lograr un mundo mejor, de paz e igualdad. Modos de actuación asociados a este valor: Participar activamente, con nuestros recursos y conocimientos en proyectos integrados. Lograr la integración y la unidad de acción de la organización para la solución de los problemas dentro del colectivo deportivo Potenciar las acciones de intercambio y colaboración con los deportistas que presentan problemas sociales Estar identificado y participar conscientemente en los entrenamientos. Solidaridad con las personas dentro de la organización. REPONSABILIDAD: posibilitamos la creación de un clima de autodisciplina en el desempeño de nuestras misiones en las actividades cotidianas, en el entrenamiento y fuera de este. Desplegamos todas nuestras potencialidades en la conquista del entorno, con audacia responsable en el rendimiento deportivo que se va adquiriendo durante la presentación y la participación en eventos competitivos convocados. Modos de actuación asociados a este valor: Compromiso, consagración y nivel de respuesta a las tareas asignadas, en un ambiente de colectivismo y sentido de pertenencia a través del baloncesto de cada miembro del equipo Cumplimiento en tiempo y con calidad, de los objetivos y tareas asignadas en el programa deportivo de entrenamiento Disciplina y respeto de las reglas y normas, lo que se refleja en el respeto a la los árbitros y adversarios dentro y fuera del terreno. Rigor, exigencia, evaluación y control sistemático de los resultados deportivos en los entrenamientos. Ser consecuentes con el espíritu crítico y autocrítico. Comportamiento social ético de cada deportista, caracterizado por la discreción. Somos optimistas, reflejado en la búsqueda de soluciones, creatividad, entusiasmo, persistencia, perseverancia y liderazgo, lo cual se reflejara en el deporte que practicamos. ¿Cómo fortalecer la responsabilidad en los deportistas? Se debe lograr que los alumnos estén informados, participen en la toma de decisiones de las clases y las actividades en sentido general. Asignarles tareas concretas y responsabilidades a corto, mediano y largo plazo atendiendo resultados, intereses y motivaciones. Cumplir con calidad las tareas asignadas en cada clase de entrenamiento, la asistencia y 15 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista puntualidad a estas, responsabilidad para dirigir acciones, realizar trabajos independientes, etc. Aplicar consecuentemente las reglas, normas y reglamentos establecidos. Estimular a los alumnos que demuestren niveles superiores de responsabilidad. HUMANISMO: Se identificará cada uno de los deportistas con la historia y mejores tradiciones del deporte cubano como sus dignos representantes y actuarán como activos promotores de la vida deportiva y cultural en el interior de nuestras instituciones deportivas y en la sociedad. Garantizamos un ambiente de estudio, facilitador, participativo y de confianza, centrado en el hombre como su capital más preciado. Desarrollamos como convicción, la necesidad de la superación deportiva permanente, asimilando críticamente los avances del deporte, la ciencia, la tecnología y la cultura universal, defendiendo con criterios propios la obra del país que representamos. Modos de actuación asociados a este valor: Participación sistemática en las actividades deportivas que propicien una mayor cultura general integral en el campo del deporte. Conocimiento y defensa de nuestras tradiciones e historia. Se significa la importancia del hombre en la sociedad en el quehacer cotidiano. Atención humanitaria a aquellos niños de bajos recursos. JUSTICIA: Nos identificamos con la igualdad social que se expresa en que los seres humanos sean acreedores de los mismos derechos y oportunidades para su desarrollo, sin discriminación por diferencias de origen, edad, sexo, desarrollo cultural, color de la piel y credo. Modos de actuación asociados a este valor: Cumplir y hacer cumplir la legalidad en lo relativo a la justicia. Luchar contra todo tipo de discriminación en los ámbitos deportivos. Contribuir con su criterio a la selección de deportistas acreedores de reconocimiento moral y material. DISCIPLINA ¿Cómo fortalecer la disciplina en los deportistas en formación? Estimulando a los deportistas a que demuestren niveles superiores de disciplina en el cumplimiento de sus deberes y tareas asignadas. Analizando las causas de indisciplinas de los deportistas. Planificando y realizando el trabajo colectivo en aras de lograr el máximo de protagonismo de los deportistas en la disciplina individual y colectiva. Propiciando el respeto mutuo entre entrenadores–deportistas. Demostrando cómo se debe asumir una actitud ejemplarizante y de combatividad ante lo mal hecho. Valorando la responsabilidad colectiva e individual que se tiene ante las inasistencias e impuntualidades a clases y actividades extracurriculares. Demostrando cómo el valor disciplina está relacionado con el cumplimiento de la reglamentación para cada deporte, el comportamiento en las clases y el cumplimiento de las normas establecidas para la toma de decisiones en las actividades curriculares y extracurriculares. COLECTIVISMO ¿Cómo se fortalece el colectivismo en los deportistas? Enseñándoles a realizar la actividad en colectivo e inculcarles las ventajas del trabajo en grupo, valorar con ellos los éxitos alcanzados por el colectivo. Exigiéndoles grado de responsabilidad en los compromisos que se asumen ante el cumplimiento de las tareas planteadas por el colectivo. 16 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Controlándoles y evaluándoles sus resultados, donde se estimulen a los mejores, de manera que se fortalezca el espíritu de trabajo en equipos. Planificándoles y desarrollándoles acciones de grupos y de equipos a través del juego. Planificándoles y desarrollándoles competencias, actividades deportivas y recreativas con intereses colectivos. 17 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Capítulo II: Preparación del deportista 2.1 Algunos consejos y recomendaciones importantes para llegar a ser un buen entrenador de baloncesto La mayoría de los entrenadores se dirán que la presión que sufre el entrenador es la presión que él mismo se impone al querer que su equipo juegue bien y por supuesto, que gane independientemente de que lo haga, del estilo que tenga y para esto, tienen que pasar dos cosas: Tienes que creer totalmente en lo que estás haciendo: en este aspecto no puedes dudar de tu trabajo, siempre vas a recibir críticas pero de ellas debes sacar como conclusiones los criterios positivos; aprender a escuchar es algo que te dará confianza y te hará siempre creer en lo que has planificado por el bien del equipo. Tus jugadores tienen que creer que tú crees y luego ellos tienen que creer también: es esencial que vean en ti la confianza de que lo que estás haciendo es por el bien del equipo, debes lograr que los jugadores siempre crean en ti, lo que trae consigo que ellos puedan creer también, que el trabajo es con el fin de obtener el éxito que todos esperan. En el entrenamiento, lo más gratificante de entrenar se manifiesta en dos aspectos importantes: 1. Ver el progreso de tus jugadores, formar a un jugador nuevo y llevarlo de un nivel a otro, donde ellos puedan dar lo mejor de sí, que cada día los jugadores mejoren en la ejecución de los elementos técnicos, que los padres de los deportistas estén contentos y vean el desarrollo de sus hijos y reconozcan la labor del entrenador. 2. El segundo aspecto se deriva del primero y es ganar, porque si no gana durará poco como entrenador, esto es algo que debemos tener bien claro. Ahora bien, en las categorías inferiores lo más importante es desarrollar al deportista, llevarlo a planos estelares, mantener una secuencia lógica de los contenidos que se le imparten, lograr el dominio de los elementos técnicos- tácticos que les permitan llegar al juego y a partir de aquí luchar por ganar, pero pensar que esto es solo un juego y no el fin del baloncesto. Hay que entender que el baloncesto no se trata de una ciencia exacta, sino de una forma de crear arte; esto tenemos que estar dispuestos a aceptarlo como un hecho, hay que enseñar a jugar como se debe y no aceptar nada que no sea, cada momento, dar lo mejor en la cancha; al término de un partido tienes que sentir honestamente dentro de tu corazón que has dado de ti lo mejor y has hecho todo lo posible para ayudar a tu equipo a estar preparados para enfrentarse a ese adversario. Lo más emocionante como entrenador sucede cuando puedes trasmitir una filosofía, un sistema de juego y hacer que los jugadores estén todos de común acuerdo pensando lo mismo que tú y tratando de ejecutar, de hecho, haciendo las cosas tal y como se habían planeado. Todo lo que hacemos por amor a este deporte, a pesar de los momentos difíciles, debe ser lo que preferiríamos estar haciendo en cualquier parte del mundo. Los terrenos deportivos constituyen el hogar y el 18 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista aula de todo entrenador; el laboratorio, aquí es donde sucede todo, se repasan todas las jugadas una y otra vez, entrenamiento tras entrenamiento para estar preparado a la hora del partido. No hay emoción más grande que estar frente a ese público que te anima y ver cómo esa mezcla empieza a cuajar, es la mezcla de todo el talento de los jugadores; ver cómo los jugadores funcionan como uno. Cuando uno ha estado en varios equipos como jugador y como entrenador, sin duda la mayor satisfacción se tiene como entrenador, porque entrenar es una de las mayores emociones y sensaciones del mundo. Para ser entrenador debes leer libros, revistas, ver videos, charlas y conferencias de entrenadores de primer nivel en el baloncesto; sabemos que no es fácil dirigir un equipo. A continuación te relacionamos algunos consejos que te ayudarán y que podrás transmitir a tus jugadores para alcanzar el éxito en el negocio del baloncesto. 1. El puesto: El que tú tienes, el nivel donde entrenas es el más importante que hay, no pienses en el puesto del equipo más grande, por ejemplo, la selección nacional, tú debes hacer el trabajo en el nivel que te encuentras y entonces, los directivos se fijarán en ti, esto ayudará mucho a tu futura carrera como entrenador de baloncesto. 2. Paciencia: No tengas prisa, trabaja en el lugar que estás, trata de hacerlo bien y el público te marcará y solo subirás escalones más altos hasta llegar a los equipos élites, todo llega en su momento oportuno, es importante en cada categoría cumplir religiosamente con el orden lógico de los contenidos de tu edad, “nunca trates de aprender a caminar sin saber gatear.” 3. Dedicación y trabajo duro: A lo largo del campeonato que juegas en el alto rendimiento o en categorías inferiores, la expresión que más se usa es el de la ética profesional y si esperas esto de tus jugadores, asegúrate de que tú también lo estés cumpliendo, he aquí algunas maneras de cómo hacerlo: Entrena todos los días, sigue los consejos de los entrenadores de éxito, utiliza los horarios extras para prepararte individualmente, lucha tu puesto aunque en él esté el mejor entrenador del mundo, tú también puedes llegar a esa posición, y hacerlo bien, no trate de imitar a los demás entrenadores, debes proponerte ser igual o mejor que ellos, siempre llega primero que los demás y trata de ser el último en abandonar la cancha. Tu filosofía siempre debes mantenerla, solo se cambia de filosofía cuando aparecen elementos científico-técnicos nuevos que te harán mejorar tus resultados; si eres un entrenador que te gusta trabajar duro la defensa, tu filosofía es mejorar cada día esa defensa con nuevos elementos tecnológicos, no cambiar la filosofía por la simple razón de que un excelente entrenador que viste, te impresionó y vas a hacer lo que él hace, recuerda que las condiciones casi nunca son iguales: cambian los jugadores, el terreno, la atención de los superiores, en fin muchos aspectos que están implícitos en la preparación de cualquier equipo deportivo. Para mejorar como entrenador o profesor es necesario considerar detenidamente el estilo o la conducción que adoptas normalmente; un buen estilo proviene de tu filosofía como entrenador y de tu personalidad que te permite comunicarte mejor y de forma más eficaz con los atletas. Esencial en la preparación de un equipo deportivo es tener presente tres elementos fundamentales, saber escuchar, informar y preguntar. 19 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Otro momento importante para un buen entrenador es cuando faltan algunas horas para que lleguen sus jugadores y muchas personas le preguntan cómo se prepara individualmente como entrenador para un partido de baloncesto. Lo primero es pensar, pensar en el partido que se avecina, en el contrario, ver videos, repasar algunos informes relacionados con el equipo contrario y hacer un análisis integral del equipo rival, y seguir estudiando al rival para el encuentro próximo a desarrollarse. Durante el entrenamiento previo al partido, formulamos un plan de juego que tiene en cuenta los aspectos específicos del ataque y la defensa y cuál es el que mejor funciona. En el ataque buscamos los puntos débiles del contrario y las principales brechas por donde podemos perforar esa defensa; en este ocurren además, otros aspectos interesantes: analizamos la defensa del equipo contrario, los jugadores más fuertes, los rápidos, los de mayores desplazamientos, en fin todo lo que se pueda conocer para aplicar un ataque adecuado y más productivo en el partido. Como elemento importante tenemos en cuenta las jugadas que han tenido éxito contra nosotros en el pasado, también intentamos que las charlas que tenemos con el equipo sean lo más simple posible, no queremos sobrepasar los 10–15 minutos, pensamos que si tenemos una reunión muy larga y seguimos dando más información referente al equipo contrario, entonces perdemos las pequeñas ventajas que ya existen a causa de la tensión del partido en sí, por lo tanto trataremos de mantenerlo todo muy sencillo, si es sencillo y ellos entienden claramente lo que tienen que hacer, ellos tendrán confianza y como resultado de la misma jugarán agresivamente, no hay dudas en sus mentes porque ya saben claramente cuál es el plan y lo que deben hacer. Si damos demasiadas informaciones, podemos confundir a los jugadores y se pondrán más cautelosos en sus acciones, parecerá como si estuvieran vacilando, esto ocurre porque en realidad tienen muchas cosas en la mente, por lo que piensan demasiado en lo que están haciendo y no permiten que el baloncesto se convierta en lo que debe ser siempre, un juego muy fluido. Con respecto al contrario, intentamos asegurarnos de que todos sepamos exactamente lo que queremos que ellos hagan y lo que haremos nosotros. Vamos rápidamente a organizar los 5 jugadores titulares, explicamos cada posición y quiénes comenzarán jugando. En la defensa explicaremos las características del contrario y el sistema defensivo que emplearemos, el que hemos trabajado intensamente en los entrenamientos. Le informamos cuál es su ataque fundamental y cómo accionar en cada jugada para que no nos sorprendan, si es un equipo rápido o si juega posicional para sorprendernos con un rápido contraataque, explicamos los posibles cambios de jugadores y la ayuda en el momento según se desarrolle la acción, es muy importante la comunicación entre los jugadores ante cada situación que se presenta en el partido. Muchos entrenadores preguntan cómo se aplica la técnica de motivación y las charlas antes del partido y cuáles son los resultados. El hablar acerca de la técnica de motivación es algo que suscita mucho interés y es algo que todos desean conocer. Según la experiencia de varios entrenadores de equipos escolares, universitarios y de profesionales, la motivación constituye la preparación, o sea, si has preparado a tu 20 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista equipo lo suficiente y ellos saben lo que tú quieres que hagan y sientes que has podido comunicárselo, cuando llegue el partido, cuando lleguen al vestuario, después del calentamiento, ellos estarán listos al sentirse jugadores competitivos, al ver al público y sus seguidores, ellos se motivarán, sin embargo eso siempre no funciona así, desde el punto de vista del entrenador uno tiene que confiar en sus instintos, para saber cuándo hay que estimularlos y cuándo hay que levantarle la voz en el vestuario para subir el nivel de su tensión. Generalmente los jugadores juveniles siempre quieren salir a la cancha, que el público los vea, se empujan por salir del camerino, eufóricos por entrar en la cancha, de chocar con el balón; aquí es importante la acción del entrenador, cómo hablarles a sus discípulos para que entren al terreno listos y tener éxito en el partido. Así que es importante confiar en los instintos como entrenador, porque como tienes un gran conocimiento de tu equipo, posees la posibilidad de saber cuándo estimulas y cuándo tienes que tranquilizar a los jugadores. En la reunión previa al partido intentamos resumir rápidamente y nada más damos un mensaje claro de cómo queremos hacerlo y otra vez lo que queremos hacer, rápidamente repasamos la defensa, el ataque y también sus jugadores ofensivos individualmente, quizás parezca mucho, pero no es tanto porque antes hemos repasado muchas veces todo esto, después pasamos un corto video que ayuda a toda la información y a partir de aquí ya estamos listos. Cada jugador debe estar claro del sentido del balón, que no es más que adaptarse rápido y hábilmente a las evoluciones del balón y no existe otro medio de llegar más rápido a él que dominar los ejercicios de habilidades, un ejemplo claro de este comentario lo es Ruperto Herrera, este jugador hacía un buen uso del balón, por eso se desprenden de él todas las ventajas de este apasionante juego, se puede afirmar que Ruperto, al manejar de forma excelente la pelota, actúa sin errores a la hora clave de realizar una acción definitoria en un partido. El dominio de los ejercicios de habilidades proporciona oportunidad de adquisición y aplicación de la técnica correcta de cualquier fundamento, en la actualidad son utilizados por los entrenadores fundamentalmente en la etapa de aprendizaje y en el perfeccionamiento lo utilizan los prestigiosos entrenadores, dándole la importancia que requiere para tener un equipo bien preparado para el juego. En el baloncesto actual no solo es importante un buen aprendizaje sino también lo más rápido posible, estos ejercicios permiten un aceleramiento en este proceso, las habilidades con el balón en forma sobresaliente son el principal fundamento en el baloncesto. Cuando se aplica la metodología correcta de la enseñanza de los fundamentos es fácil preguntar a los entrenadores qué quieren conseguir con el entrenamiento y la respuesta es más profunda: ganar, divertirse o desarrollar atletas. El desarrollo en la formación de los deportistas está influido por la importancia que uno le da al “ganar o perder”, esforzarse a ganar siempre es importante pero la actitud de “ganar a toda costa” no toma en consideración el desarrollo del atleta y en muchos casos se viola la metodología y el orden lógico de los fundamentos en los entrenamientos por lograr ese objetivo. Los más importantes son los deportistas, esto significa que si los atletas llegan a su potencial se considera un éxito, si existe respeto por los oponentes, jueces, por las reglas y el espíritu de la competencia legitima, entonces el baloncesto lo consideramos como un aspecto de la vida de la persona y no como su vida entera, los jugadores saben la importancia que tiene el nivel competitivo y se esfuerzan por cumplir con sus esperanzas comunes, pero los 21 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista entrenadores tienen que estar claros de con qué edades trabajan y cuáles son los objetivos que persiguen en su programa de entrenamiento. Para completar esta fase es importante que el entrenador sea cooperativo y logre que sus objetivos sean de carácter social y de tareas, que sus decisiones influyan pero conjuntamente con las de su colectivo; la comunicación es muy necesaria, por ello es que debe informar, preguntar y escuchar a sus jugadores dentro y fuera de la cancha de juego, debe demostrar confianza en sus deportistas, motivarlos constantemente, ser exigente y flexible en el momento que lo requieran. En definitiva, debe saber que si consigue motivar y dotar a sus jugadores de un alto grado de autoconfianza, tendrá puestas las bases para un aprendizaje eficaz. Para ello será fundamental que se diviertan y que lo pasen bien. 2.2 Exposiciones de las condiciones competitivas Es muy interesante que los jugadores de categorías inferiores no vean como objetivo principal el campeonismo y ganar a toda costa, en este periodo lo esencial es aprender, aprender y aprender, por tal motivo el entrenador debe crear las condiciones ante cada competencia con un concepto bien definido de lo que se quiere lograr: en este evento evaluaremos el trabajo defensivo individual de cada jugador, o la correcta ejecución técnica de los fundamentos básicos, o el trabajo en equipo; el resultado forma parte de los objetivos que evaluaremos en cada partido, pero no es el elemento fundamental, en estos casos hay que explicarles a los padres sobre esta situación e incluso demostrarles con ejemplos concretos los avances de sus hijos para no ser cuestionados por ellos y que las derrotas no nos lleven a perder al niño por la inconformidad de los padres. Pero lo que sí va a ser real es que en la medida que apliquemos correctamente los fundamentos básicos y las exigencias estén en esta dirección, entonces los éxitos en las competencias siempre estarán presentes en beneplácito para todos. 2.3 La nutrición y la dieta como potenciadores del rendimiento deportivo en el baloncestista El baloncesto es el deporte más creativo y dinámico de todos, muestra su virtuosismo y elegancia, pero requiere de la nutrición y la dieta de los jugadores como potenciadores para lograr el alto rendimiento deportivo, debido a las altas cargas de volúmenes e intensidad que reciben los jugadores. “Si es muy cierto que no existe una dieta milagro o el suplemento mágico en ningún deporte, también es evidente que sin una alimentación adecuada al alto rendimiento, este no es factible”. Un vez más tenemos que referirnos al concepto de “El triángulo del máximo rendimiento”. Aplicando los principios de este triángulo al deporte de baloncesto, sabemos que uno de los lados de este triángulo está formado por la técnica específica del deporte en sus distintas facetas y potenciaciones de las cualidades del jugador, aquí se proyecta el aprendizaje de las habilidades siguiendo un orden lógico de los contenidos, otro lado del triángulo lo conforman las tecnologías que mejoran la fuerza y la condición física del jugador, muy importante tener en cuenta la edad con la que trabajamos y los objetivos que perseguimos y el tercer e ineludible aspecto viene dado por la aplicación inteligente de las técnicas de alimentación para mejorar la calidad de vida de los deportistas. Como norma genérica para determinar las necesidades energéticas de los jugadores de baloncesto con un promedio de actividad física diaria de 2 a 3 horas, podemos aplicar la siguiente ecuación: peso corporal (en kg) x 38 = total de calorías DIARIAS. El concepto ideal de aporte calórico de los principios inmediatos para cubrir esta ración energética será de: 65 a 70% de carbohidratos 20% de proteínas 10 a 15% de grasas. Ejemplo de un programa de alimentación para un jugador de baloncesto en condiciones de 10 a 12 días previos a la competencia que gasta aproximadamente 3000 a 4000 calorías 22 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista diariamente, y que lleva una vida totalmente ejercitada. Si usted, come más que esto engorda. Si come menos adelgaza. Si come más y gasta más mantiene su peso. ¿CUÁNTO PODEMOS COMER? El valor nutritivo de los alimentos que proponemos es de 100 gramos neto, para un jugador de baloncesto que entrena 4 horas diarias. Consumo de alimentos Porción comestible Total de calorías proteínas grasas carbohidratos 100 % 58 3.5 3.4 3.5 88 % 148 11.3 9.8 2.7 100 % 209 0.4 0.1 57.4 100 % 408 12.2 6.6 73.8 88 % 100 % 100 % 56 46 433 1.2 1.2 8.8 0.2 1.3 12.2 14.0 27.4 69.7 100 % 100 % 82 % 95 % 68 % 100 % 364 332 27 113 25 37 7.4 19.2 14.9 21.4 0.5 0.4 1.0 1.8 52.9 2.4 0.1 0.3 78.8 61,5 21.4 0.0 6.2 9.3 100 % 100 % 100 % 60 37 403 0.4 0.4 9.5 1.5 0.3 10.7 6.5 9.3 68.8 92 % 82 % 55 % 56 % 100 % 50 % 362 16 46 170 52 258 3639 7.9 2.9 0.9 18.2 0.3 5.9 4.7 0.4 0.1 10.2 0.1 0.8 73.0 1.7 11.7 0.0 13.9 64.6 DESAYUNO Leche fresca de vaca Huevo entero fresco Manzana (mermelada) Pan tostado MERIENDA Durazno blanco Jugo de Toronja Galleta salada ALMUERZO Arroz Frijol promedio Acelga Carne res magra Papaya Jugo de naranja MERIENDA Guanábana Jugo de naranja Galletas dulce COMIDA Maíz Blanco Espinaca Mango promedio Pollo Jugo de piña Tamarindo Total 2.4 El agua como elemento importante en la formación de los deportistas y en especial del baloncestista El tema del agua en los deportistas es muy importante, sin embargo tenemos entrenadores que no le dan la importancia que requiere y por ende no logran mantener una hidratación adecuada en sus atletas. El agua es un nutriente esencial. 2/3 partes del cuerpo humano es agua. La calidad del agua que bebamos determina la calidad de los tejidos que formamos. La sed es una señal de alarma tardía; el atleta debe comenzar a hidratarse previamente al esfuerzo. El agua es el componente más importante del organismo, ya que constituye el 65 % del peso corporal. No hay vida activa sin agua. Las exigencias de agua se satisfacen tomando alimentos y bebidas. 23 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Perdemos alrededor de 2,5 litros diarios de agua, en condiciones normales, a través de la orina, las heces, el sudor, y los pulmones. Cuando se realiza una práctica deportiva o ejercicio físico, las pérdidas se incrementan llamativamente. Según diferentes investigaciones, la actividad física sin sudor visible causa una pérdida de ½ a 1 litros por hora, mientras que la actividad con sudor provoca una pérdida de 1 a 3 litros por hora. Una pérdida de líquido del 1 % del peso corporal puede provocar una disminución del 4 al 6 % de resistencia, un 4 a 7 % de fuerza y hasta el 8 % de coordinación y atención. Por ello, es muy importante restituir el agua y los minerales perdidos con el ejercicio físico aportando de forma regular pequeñas cantidades de líquidos y minerales, antes, a lo largo y después de la práctica deportiva sin esperar a tener sed, ya que esto es una señal tardía que se origina cuando ya se han producido cambios orgánicos. Para un deportista, además de una buena alimentación también es importante una correcta hidratación puesto que es un nutriente esencial. Tenemos que tener en cuenta que la pérdida de un 2 % del peso corporal en forma de sudor durante la competición puede disminuir el rendimiento y que bebiendo adecuadamente es posible que solo lleguemos a recuperar la mitad del líquido perdido. Una recomendación ideal es tomar unos 200 cc de agua (un vaso) cada 20 minutos. 2.5 Dieta previa al esfuerzo Objetivos: Desayuno rico en hidratos de carbono, a base de: Cereales integrales Tostadas integrales Líquidos abundantes dos horas antes de la prueba Hidratar convenientemente el organismo Para esto será necesario comenzar a beber en una fase previa en 30 minutos antes del esfuerzo, una cantidad aproximada de agua de 400 a 500 ml (hay que recordar que esta agua debe de estar a una temperatura idealmente comprendida entre los 6 y 12 grados y llevará en dilución los nutrientes necesarios. 2.6 Durante el esfuerzo Objetivos: Mantener altos niveles de ATP Para ello, continuaremos empleando la bebida hidratante de electrolitos con creatina en dilución. Los jugadores deben ingerir un mínimo de 200 ml de agua a temperatura ambiental durante el descanso. Prevenir o mantener altos los depósitos de glicógenos Para ello, emplearemos la mezcla de carbohidratos complejos, polímeros de glucosas y glúcidos, en las proporciones indicadas previamente y en una concentración del 6-7 % en el agua de hidratación. Mantener la alcalinidad combatiendo la formación de ácido láctico: Para ello, incluiremos en la bebida de hidratación sales minerales en concentraciones moderadas del 0,1 al 0,2 %. 2.7 Después del esfuerzo Objetivos: Rehidratar Prevenir la formación de ácido láctico con el empleo de soda o bicarbonatada para la hidratación. Recuperar el metabolismo proteico 24 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Ingiriendo un promedio de 500 ml. de proteína por kilogramos de peso, no más tarde de 30-40 minutos de compulsión del esfuerzo. 25 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Capítulo III. Planificación del entrenamiento 3.1 La planificación para el programa de formación básica del baloncestista Es la previsión y precisión de las metas que nos proponemos alcanzar y los medios a utilizar para conseguirlas en el baloncesto. La improvisación trae consigo que los deportistas no reciban una correcta preparación durante su etapa de enseñanza aprendizaje y en muchos casos se viola la correcta distribución del volumen e intensidad de la carga, en la actualidad los entrenadores deportivos no pueden dejar de prescindir de la planificación, periodización y programación, que representan el orden frente al desorden, la lógica y la investigación frente al empirismo, la previsión frente a la improvisación, pero es muy importante tener en cuenta que la planificación no es la ley, sino la guía para formar un deportista con sólidos conocimientos del deporte en cuestión. La planificación cubre todo el proceso, desde la iniciación deportiva hasta su culminación con la especialización deportiva. En ella se establecen las fases del proceso y se manejan las líneas maestras generales del trabajo a realizar. Es un proyecto mental (de investigación) y luego volcado a un papel que se realiza antes que comience el entrenamiento, para establecer los objetivos que se desean alcanzar y los medios que se van a utilizar. La planificación se basa, principalmente, en las características del niño y los momentos de maduración cognoscitiva, afectiva y motriz, y su relación con la adquisición, desarrollo y perfeccionamiento de las cualidades perceptivo-motrices. 3.2 Preparatorio Abarca la preparación del deportista, es variable en duración, y recíproca en la adaptación del organismo en los gastos energéticos necesarios para obtener la forma deportiva, del mismo modo podemos decir que el periodo preparatorio es la parte del ciclo deportivo donde se crean y mejoran las premisas de la forma deportiva y garantiza la adquisición de la propia forma. Comienza con tres semanas de Adaptación Anatómica, en la cual, luego de venir de un período transitorio sin practicar, se comienza muy suavemente, siendo la primera semana de actividades de poca intesidad que involucren no solamente al baloncesto, sino prácticas recreativas de otros deportes y que no sobrepasen los 80 minutos de práctica. Posteriormente pasamos a una etapa de preparación general de desarrollo de los deportistas pero alargando la duración de entrenamiento a 90 minutos como máximo, para las categorías hasta 12 años. Las cualidades físicas que se trabajan intencionalmente y aparte de la actividad multilateral son: la resistencia aeróbica, la fuerza y la velocidad, con sus componentes, para lograr la Adaptación Anatómica se completa el período preparatorio de la siguiente manera: 1) Realizar test técnico y de las cualidades físicas de primer grado (incluyendo la flexibilidad). Esto permite conocer cómo está el estado físico del deportista y qué métodos de trabajo vamos a emplear para lograr, durante el periodo de preparación, elevar y mantener un estado óptimo y competitivo. 2) Realizar trabajos de resistencia aeróbica (las primeras sesiones serán físicas y las posteriores físico-técnicas). Es importante iniciar un trabajo aeróbico que posteriormente se mezcla con aspecto técnico, lo cual permite que el niño se familiarice con el balón y 26 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista los desplazamientos en medio y todo el terreno, la exigencia es que ejecute las técnicas correctamente. 3) Paralelamente al trabajo aeróbico, realizar trabajos de fuerza con la ayuda del propio peso del cuerpo o con la ayuda del compañero. En esta etapa el trabajo de fuerza tiene que estar en correspondencia con la edad, debemos evitar emplear medios que puedan provocar afectaciones musculares, por lo que se recomienda utilizar el cuerpo, la ayuda del compañero, los saltos, etc. 4) Trabajos de potencia aeróbica sobre la base de tiradas a ¾ de velocidad. Es muy interesante este tipo de trabajo, porque permite desarrollar valores importantes en los jugadores como es la voluntad, la tenacidad y el deseo de cumplir las metas propuestas. 5) Finalizando este período, se comienza a trabajar la velocidad (las primeras sesiones serán físicas y las posteriores serán físico- técnicas). Como se puede observar existe un trabajo planificado donde están implícitas las capacidades fisicas de fuerza, resistencia y velocidad, con una correcta distribución de las cargas físicas, y la intensidad de las mismas. 3.3 Pre-competitivo En este período los trabajos son prácticamente el 80 % de ejercitaciones físico-técnicas, (recreando todas las situaciones del deporte, posibles) y ejercitaciones técnicas aprendidas. Es necesario que el entrenador tenga en cuenta la adecuada corrección de errores ya que los ejercicios comienzan a desarrollarse con intensidad y el deportista a veces no presta la atención necesaria a la ejecución de la técnica; se deben seleccionar tanto los ejercicios técnicos como los físicos que se aplicarán en esta etapa, como objetivo priorizado en los topes o competencias está la evaluación técnica de los jugadores, no priorizar bajo ningún concepto en estas edades los resultados deportivos en primera opción. 3.4 Competitivo Aquí se establecen las competencias de control o de preparación. Se mantiene la forma deportiva alcanzada hasta el momento. Los trabajos físicos son mezclados con los trabajos técnicos (de la forma en que sea posible). Un aspecto clave que no podemos descuidar es que aquí no es objetivo primordial exigir un resultado en los eventos competitivos sino exigir resultados técnicos sobre la base de los avances adquiridos por los jugadores. 3.5 Post-competitivo o de tránsito Es un periodo de recuperación y regeneración del deportista, en el mismo se deben crear las bases para el periodo de preparación general del deportista. Se denomina a este periodo cuando finaliza el campeonato y antes del periodo de transición (Se designa así a este período porque separa la actividad física programada y planificada para pasar a un período de descanso). Se prosigue el trabajo durante unas dos semanas para llevar un estado de calma al organismo sometido al entrenamiento durante el año. Las actividades son prácticamente las mismas que las del período de Adaptación Anatómica, pero con una variante: la duración de la sesión de entrenamiento es a la inversa ya que pasamos de la primera semana con duraciones de 70 minutos por práctica, a la segunda semana con duraciones de 45 minutos cada una. 27 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Capítulo IV Programa de entrenamiento 4.1 Programa de entrenamiento para la formación básica del baloncestista La especificidad de la relación de los contenidos coordinativos, cognitivos y condicionales proporcionará las bases de puesta en forma de los deportistas a través del programa de formación básica del baloncestista y permitirá modelar su vida deportiva durante el periodo de preparación en su etapa de formación. Para lograr este objetivo debemos tener presente cómo está conformado el logro de la forma deportiva. La forma deportiva tiene tres aspectos fundamentales: 1. Forma general: estimulación parcializada de las capacidades; en esta etapa se trabaja más el desarrollo general de las capacidades físicas y debemos tener presente la carga, la intensidad y el volumen que se aplican en cada entrenamiento, partiendo de la edad con la que lo desarrollamos. 2. Alta forma: estimulación combinada de las capacidades; en esta etapa ya comenzamos a realizar combinaciones entre las capacidades físicas, el deportista es capaz de asimilar el aumento del volumen y la intensidad de los ejercicios. 3. Forma óptima: estimulación integrada de todas las capacidades; aquí en esta etapa comienzan a verse resultados más integrales del deportista, es cuando ha recibido un entrenamiento planificado durante un tiempo prolongado y es capaz de resistir las altas cargas e intensidades de trabajo; está listo para lograr un alto resultado deportivo. 4.2 Etapa de preparación según la edad a) Primera etapa (edad de 8 a 10 años): En esta primera etapa se inicia un proceso de enseñanza, por lo que este trabajo inicial debe estar dirigido al logro de la formación básica de los elementos técnicos, lo cual constituye el principio fundamental de esta categoría. Durante el proceso de estudio–entrenamiento todos se entrenan hasta el mismo grado y se cumple todo por igual, independientemente de la atención y desarrollo individual que siempre forma parte de cada entrenamiento. El entrenador en esta etapa debe tener paciencia para desarrollar su labor diaria y constante en la educación y desarrollo de la personalidad del deportista, por lo que juegan un papel destacado los valores que se desarrollan en cada uno de ellos, como son el compañerismo, colectivismo, la responsabilidad, el amor a la camiseta y al deporte, entre otros. El programa para estas edades es flexible, el entrenador podrá aumentar o disminuir el volumen teniendo en cuenta la preparación y ejecución de los elementos técnicos y la asimilación de los contenidos por parte de los atletas. Es de carácter obligatorio jugar en cada clase para motivarlos y a través del mismo corregir los errores que presentan los deportistas en su preparación. Como elemento importante ofrecemos a continuación los elementos técnicos acordes a esta edad, donde los entrenadores están en la obligación de cumplir con el orden lógico de su aplicación y no violar estos contenidos, cambiándolos en la medida que el deportista vaya perfeccionando la técnica. Es válido recordar siempre que lo principal es la enseñanza, aplicar la metodología adecuada con paciencia, a cada uno de los jugadores, hasta ir venciendo cada elemento, es importante, además, dejar tareas individuales para realizar en la casa. 28 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista 4.3 Para la elaboración del programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista debemos tener en cuenta una serie de aspectos que a continuación relacionamos: a) Objetivos específicos para la edad de 8 a 10 años 1. Lograr un desarrollo físico multilateral, sobre la base de un empleo amplio y variado de todos los medios de la actividad física. 2. Propiciar en los jóvenes talentos el conocimiento de los fundamentos básicos del juego de baloncesto. 3. Desarrollar las capacidades físicas y motoras adecuadas a la categoría. 4. Propiciar la base para la interpretación correcta de la táctica individual. 5. Contribuir con la formación de hábitos morales y sociales acordes con los principios de la sociedad, prestando especial atención a lo que concierne a la educación formal de los jóvenes. 6. Crear las bases para una adecuada preparación psicológica combativa que se ajuste a la categoría. 7. Transmitir conocimientos propios acerca de las características de este deporte. b) Las tareas fundamentales para esta etapa son: 1. Captación inicial de niños para el baloncesto y estructura de grupos de estudios. 2. Creación de un interés constante hacia el entrenamiento 3. Preparación física multilateral 4. Estudio de la base de la técnica de los fundamentos básicos. 5. Formación de costumbre con respecto al ambiente del juego y de competencia (partidos con fines de control y de estudio). c) Distribución del tiempo total del macrociclo El tiempo total en esta categoría va estar ubicado entre los 40 o 42 microciclos, cada uno de ellos estará compuesto por 3 días de entrenamiento. d) Distribución del tiempo total por actividad en el macrociclo 1. Preparación física 30 % 2. Preparación técnica 50 % 3. Preparación táctica 15 % 4. Preparación teórica 5% e) Tiempo dedicado a la unidad de entrenamiento 1. Presentación del entrenamiento 2. Calentamiento general y especial 3. Preparación técnica 4. Preparación táctica 5. Juego 3x3 6. Preparación física 7. Parte final y de recuperación 8. Total tiempo destinado al entrenamiento 3´ 10´ 35´ 15´ 15´ 20´ 3´ 90´ 4.4 Desarrollo de las capacidades físicas y motoras para la categoría 8 a 10 años a) Métodos y medios para el desarrollo de la resistencia Método resistencia Carrera prolongada por tiempo y distancia. b) Métodos y medios para el desarrollo de la velocidad  Método de repeticiones 29 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista -Distancia de 20 metros -Distancia de 30 metros -Distancia de 40 metros -Distancia de 50 metros -Distancia de 60 metros -Ejemplo 4x20 metros; regresar al lugar de partida. c) Métodos y medios para el desarrollo de la rapidez de reacción Arranque desde distintas posiciones -Sentado -Acostado -De espalda -Arrodillado d) Arranque desde sentado a apoderarse de un balón que rueda. Desde la posición de pie: -Sentarse -Desde sentarse levantarse -Desde de pie tocar el suelo e) Desde la posición de sentado pararse a recibir un balón lanzado al aire. Medios para el desarrollo de la fuerza -Ejercicios con el propio peso -Ejercicio con el peso del compañero -Ejercicios con pelotas medicinales f) Medios para el desarrollo de la saltabilidad -Salto en el lugar con ambas piernas -Salto en movimiento despejando con una sola pierna -Ejercicios con aros, bancos, suizas etc. g) Medios para el desarrollo de la flexibilidad h) Medios para el desarrollo de la agilidad h) Medios para el desarrollo de las actividades coordinativas SEGUNDA ETAPA DE 11 A 12 AÑOS: Objetivos específicos  Aumentar el interés hacia los entrenamientos de baloncesto  Preparación física multilateral  Desarrollo de las capacidades físicas que crean las bases de la correcta y rápida conquista de la técnica del juego y las acciones tácticas.  Superación de la barrera psicológica relacionada con su primera participación en competencias oficiales de baloncesto.  Forma de juego, los jugadores deben realizar todas las funciones sin cambios tácticos, sin que exista especialización en las funciones.  Seguir desarrollando las bases para una adecuada preparación psicológica combativa que se ajuste en esta categoría. 30 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Rendimiento:  Que los alumnos dominen correctamente las posiciones y los desplazamientos, así como desarrollar la flexibilidad, coordinación, la rapidez y la resistencia.  Que los alumnos dominen las técnicas básicas eliminando los errores fundamentales en su ejecución  Que los alumnos conozcan la secuencia de ejecución de un elemento y dominen cuáles son los puntos de gravedad de cada elemento en cuestión.  Que los alumnos estén educados en el alto espíritu del colectivismo, compañerismo, la voluntad y en la formación de su personalidad. Distribución del tiempo total del macrociclo  El macrociclo en esta categoría va estar ubicado entre 40 y 42 microciclos cada uno de ellos conformados por 7 días.  Distribución del tiempo por actividad en el macrociclo. -Preparación física 30 % -Preparación técnica 45 % -Preparación táctica 20 % -Preparación teórica 5%  -Relación de tiempo para la unidad de entrenamiento. -Presentación 3´ -Calentamiento general y especial 10´ -Preparación técnica 40´ -Preparación táctica 20´ -Preparación física 15´ -Juego 3x3, 4x4, y 5x5. 15´ -Parte final y de recuperación 5´ -Total del tiempo asignado 90´ Desarrollo de las capacidades físicas Métodos y medios para el desarrollo de la velocidad  Método de repeticiones -Distancia de 20 metros -Distancia de 30 metros -Distancia de 40 metros -Distancia de 50 metros -Distancia de 60 metros -Ejemplo 4x20 metros; regresar al lugar de partida. Métodos y medios para el desarrollo de la rapidez  Método de repeticiones -Distancia de 5 metros -Distancia de 10 metros -Distancia de 15 metros -Distancia de 20 metros -Ejemplo 4x10 metros; regresar al lugar de partida. Métodos para el desarrollo de la fuerza  Con el propio peso y el del compañero  Utilizando pelota medicinal  Con implementos ligeros Medios para el desarrollo de la saltabilidad 31 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista  Saltos despegando con ambas piernas  Saltos en movimientos despegando con una pierna  Salto cerca del tablero tomando rebote Medios para el desarrollo de la flexibilidad Medios para el desarrollo de la agilidad Medios para el desarrollo de las actividades coordinativas Medios para el desarrollo de la resistencia general (Distancia entre 400 y 800 metros) Características generales a considerar en las categorías de 11 a 12 años Es la Edad de Oro del aprendizaje motor, y por ello hay que mejorar la coordinación y la técnica. Le atrae fundamentalmente el juego. Tiene también afán competitivo (aumenta a los 12 años). La carrera, el salto y los lanzamientos deben predominar sobre otras actividades. Se debe basar la actividad (aspecto fundamental) en la variedad y originalidad. Puede empezarse a arreglar el entrenamiento de la velocidad, la resistencia aeróbica:  Por medio de carrera continua o fraccionada. No rebasar los 20' ó 30'.  Por medio de la velocidad de reacción, desplazamientos, etc. Iniciación a la fuerza, pero evitando grandes tracciones musculares y apoyos sobre las extremidades. Los niños soportan más las posiciones estáticas del cuerpo y la tensión muscular prolongada. El hecho de que el niño tenga preferencia por actividades de corta duración se explica por causas fisiológicas como una menor capacidad de atención, la necesidad de estímulos recreacionales, y una menor motivación social para deporte de larga duración. FCd (frecuencia cardiaca): Se debe enseñar a tomarse el pulso. Quiere destacarse en las habilidades naturales. En los juegos desea resaltar. Perfeccionista (edad para aprendizaje técnico). Se burla de los defectos del compañero. Fascinación por las actividades al aire libre, gusta del contacto con la naturaleza. Comienzan los trastornos prepuberales. Aumenta la torpeza, pérdida de la gracia. Desarrollo de la crítica. Demuestra desgano al final de los 12 años. Desequilibrio interior. Incremento de la imaginación. Carreras de resistencia. Periodo desigual en los niños. Se separan los sexos para trabajar. La niña madura más rápido que el varón. Edad ideal para fomentar la higiene. Gusto por las bandas y equipos. De formación deportiva múltiple categoría 11–12 años - Coordinación de movimientos específicos - Aparición del pensamiento táctico general - Necesita experiencias deportivas variadas 32 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista - Juegos específicos - Capacidades físicas por medio del juego y ligeras cargas de trabajo a) Utilización de actividades acordes a la edad del individuo: Partiendo del principio de que el niño no es un adulto pequeño debemos adoptar esta filosofía de trabajo desde los primeros instantes en que el jugador se incorpora a las filas de nuestro equipo, es por ello que debemos tener paciencia en la enseñanza de los elementos técnicos, buscar los ejercicios sencillos de lo simple a lo difícil, concentrar la atención en la edad que trabajamos, desarrollar los valores esenciales y el amor por el baloncesto, importante que los entrenadores tengan en cuenta que en la edad de 8 0 12 años el niño necesita jugar y entrenar, pero, además deben jugar otras disciplinas deportivas, no es solo baloncesto, baloncesto, y más baloncesto, el niño practicará otros deportes para desarrollar sus capacidades físicas, la coordinación y muy importante, la motivación constante por el juego. Sus características fisiológicas, anatómicas, psicológicas no se asemejan a las capacidades de un adulto y por tanto merecen un cuidado especial, tanto en lo referido a la calidad como a la cantidad de repeticiones que puede realizar en una sesión de entrenamiento. Aquí el entrenador juega un rol especial, las cargas físicas y las repeticiones tienen que ser acordes a su edad, y cada día se controlan estos aspectos lo que nos permite evitar lesiones tan frecuentes cuando no se aplica esta regla. Entre otras cosas, el volumen de entrenamiento y la intensidad del mismo deben ser adaptados a las características individuales de cada uno de los integrantes del equipo, atendiendo a la heterogeneidad de capacidades que se pueden encontrar en estas edades. En esta categoría es muy importante tener en cuenta que ya el niño quiere entrar de lleno en la competencia, se despierta en él la motivación por competir y ganar, se siente bien físicamente, técnicamente y trata de retar a jugadores de edades superiores. Nunca debemos de frenar la creatividad e iniciativa de los deportistas en estas edades, pero sí es muy importante que él conozca que lo esencial no es ganar sino mejorar su dominio de fundamentos básicos para pasar a la etapa del alto rendimiento, aquí se conjugan aspectos de enseñanzas con elementos de consolidación. El orden metodológico de la enseñanza de las habilidades motrices deportivas específicas para estas edades (elementos técnicos del baloncesto) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Los desplazamientos ofensivos y defensivos La técnica de la recepción del balón La técnica de los pases y sus variantes La técnica de drible. La técnica del toque y tiro a canasta Las acciones combinadas La táctica individual y colectiva ofensivas y defensivas El juego La preparación física En el proceso de enseñanza de las técnicas se emplean las siguientes formas de dirección: 1. Forma directa: Se da en los primeros momentos donde el profesor tiene que estar constantemente activo, orientando, exigiendo e indicando las acciones (7–8 años). 2. Forma indirecta ocasional: En esta el profesor ofrece indicaciones que son analizadas por el alumno para actuar con independencia; el docente no reitera 33 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista asiduamente, sino que por medio de preguntas o planteamientos el jugador llega a encontrar las opciones adecuadas (9–11 años). 3. Forma de orientación: Se orientan las tareas, hay menor intervención del profesor, la independencia es mayor, se da cuando los alumnos tienen suficiente experiencia y dominio técnico (12 años en adelante, siempre y cuando el deportista haya recibido los contenidos en un orden lógico y haya vencido los mismos correctamente). Guía metodológica para la confección gráfica de los programas entrenamientos dividida en: macrociclo, mesociclo y microciclo de a) Esta representación gráfica debe contener planificado los volúmenes totales de las cargas externas empleadas para la preparación física, técnica y táctica, teórica y psicológica de acuerdo con cada ciclo de preparación desde el punto de vista general, los cuales deben coincidir con el volumen e intensidad. b) La representación gráfica debe reflejar las fechas para la ejecución de los test físicos y las competencias de preparación y fundamentales. Confección del plan individual de los deportistas a) El plan individual debe estar confeccionado de forma tal que cumpla con el estudio individual y cultural de los atletas, así como sus periodos de exámenes. b) El plan individual debe estar iniciado con los datos generales que identifiquen al atleta (nombre y apellidos, grado de escolaridad, tiempo dedicado al baloncesto, edad, etc., así como los objetivos a alcanzar por cada uno). c) El plan de entrenamiento debe contener, desarrollado individualmente, el conjunto de actividades a ejecutar durante los periodos y ciclos en las distintas preparaciones teóricas, psicológicas, técnicas, tácticas y físicas; es necesario que esta última se desligue por capacidades físicas de velocidad, resistencia y fuerza. Documentos que deben ser llevados por el entrenador a) b) c) d) e) f) Libro de control del entrenamiento Plan diario del entrenamiento Control de asistencia Evaluación de los test físicos Resultados estadísticos de las competencias Cuadro real del resultado de las cargas planificadas Cada deporte debe tener copias de los siguientes documentos: a) Representación gráfica del programa de entrenamiento de baloncesto b) Plan escrito c) Los planes individuales, solamente de representación, los días de exposición del programa de entrenamiento. d) Plan de trabajo psicológico del macrociclo Partiendo de que el entrenamiento deportivo no es más que el proceso pedagógico para perfeccionar las capacidades motoras, desarrollar posibilidades funcionales del hombre, conjugándose todo esto con la influencia que ejercen los ejercicios físicos sobre el organismo humano, provocando en este diferentes o variados procesos, analizaremos la preparación del deportista como tal, dividida en sus diferentes aspectos. 34 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Capítulo V. La preparación física del baloncestista 5.1 Etapas de preparación del deportista: 1. La preparación física: General Especial 2. Preparación técnico táctica 3. Preparación psicológica 4. Preparación teórica 5. Preparación moral y volitiva La preparación del deportista: 1. Preparación técnica: Está definida y es la que proporciona los medios para llevar a vías de hecho el librar la lucha deportiva. 2. Preparación táctica: Es la encargada de llevar y proporcionar con eficiencia la técnica del deporte. 3. Preparación psicológica: Le corresponde el análisis general de la actividad deportiva (de un deporte en específico o de una especialidad). 4. Preparación teórica: Desarrollo de las capacidades intelectuales del deportista, primero de forma general y después de forma específica de la actividad en cuestión. 5. Preparación física: Desarrollo de las capacidades físicas generales y especiales, con un aumento de la capacidad de trabajo físico y mental del deportista. La preparación física en los deportes colectivos debe ser construida sobre un soporte diferente de la de los deportes individuales, y no ser sólo una aplicación del atletismo a cada deporte en particular. La preparación técnica, táctica y física son tres componentes que constituyen pilares fundamentales en la formación del baloncestista, sin embargo, no podemos olvidar la preparación psicológica y teórica llamados componentes del rendimiento. Un baloncestista se forma en un proceso a largo plazo que puede durar de 6 a 8 años, para poder alcanzar sus rendimientos deportivos; durante este tiempo nuestro prospecto tiene que desarrollar una serie de habilidades, destrezas y capacidades físicas que lo convierten en un excelente jugador de baloncesto. Los jugadores más afortunados pueden tener una larga vida deportiva de 20 a 25 años hasta que terminen su carrera, es importante tener en cuenta tres estadíos fundamentales en que se divide la preparación a largo plazo del jugador. Los tres estadíos son: Estado de iniciación Especialización Alto rendimiento En nuestro caso, estaremos analizando el estadío de iniciación que se ext iende desde los 8 hasta los 12 años. En esta etapa el niño posee excelentes condiciones motoras coordinativas y emocionales para la práctica del baloncesto, se entrenan fundamentalmente hasta tres o cuatro frecuencias semanales; los objetivos de la preparación física estarán encaminados al desarrollo de la resistencia aeróbica, la movilidad, la velocidad, la coordinación y la fuerza rápida con su respetiva distribución de las cargas físicas. 35 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Desarrollo del nivel físico: Como podemos observar, en la actualidad, los jugadores de baloncesto de alto rendimiento reciben una inmensa carga física, por lo que esta es determinante en su preparación, no solo para los clubes o equipos representativos, sino que se puede ver cómo posterior a ese calendario oficial, se incorporan a las selecciones nacionales y mantienen el mismo nivel de calidad deportiva. Para lograr un desarrollo multilateral, armónico y competitivo en el baloncesto o cualquier otra disciplina deportiva se requiere la máxima expresión del rendimiento deportivo, en la cual todos los componentes de la preparación del deportista, tales como, la preparación física, técnica, táctica, psicológica y teórica, son necesarios obtenerlos a la máxima expresión. Al hacer las conclusiones sobre esta simple reflexión nos obliga a tener en cuenta que los componentes de la preparación del deportista son importantes y ninguno puede dejarse de trabajar porque no se lograría el máximo rendimiento. Haciendo una reflexión específica de la preparación física podemos decir que es vital en la formación del deportista, si su objetivo es llegar a jugar al nivel más alto del rendimiento deportivo. La preparación física se define como el proceso planificado para mejorar el nivel de las cualidades físicas y para adecuarlas según una disciplina específica. Como los objetivos de la preparación física hacen referencia a las especialidades deportivas, se habla también de una preparación física general y una específica dependiendo de su cercanía a las exigencias físicas del deporte en cuestión. Durante el proceso de entrenamiento las proporciones entre ejercicios generales y específicos cambian constantemente. Se puede constatar que la preparación general (como fundamento) siempre tiene que anteceder a la preparación específica. Este principio es válido tanto a largo plazo (los principiantes tienen que prepararse más general que específico) como a mediano plazo (entre más cerca se encuentra a una competencia, mayor es la proporción de la preparación específica). Con otras palabras, la preparación física debe ser planificada de acuerdo con las leyes generales de la metodología del entrenamiento, basándose en el análisis profundo (fisiológico y biomecánico) de la especialidad deportiva. Desarrollo de las cualidades físicas La tarea central de la preparación física es el desarrollo de la condición física. Se le considera, como lo indica su nombre, una "condición previa", una premisa, y por eso, un factor básico para cualquier rendimiento deportivo. Para un mejor entendimiento se divide su estructura compleja en varias cualidades motrices (cualidades físicas y motoras). Ya que el entrenamiento deportivo tiene que “simular” las exigencias generales y específicas de cada deporte, las cualidades motrices constituyen directamente los objetivos del entrenamiento físico. Existe una relativa independencia entre las diferentes cualidades definidas, a pesar de que, en la realidad compleja del deporte, no es posible identificarlas claramente. Según la especialidad deportiva, siempre se requiere de varias cualidades físicas, en menor o mayor proporción. Un concepto para dividir la condición física se fundamenta en los aspectos fisiológicos: las cualidades físicas dependen en su eficiencia, primordialmente, de la producción y el aprovechamiento de la energía del organismo, y las cualidades motoras dependen en mayor parte del funcionamiento del sistema nervioso central. En este sentido, las tres cualidades físicas son: resistencia, fuerza y rapidez (o velocidad). En este momento no tratamos otras capacidades motrices, como es la movilidad y la coordinación, ya que ellas dependen más del funcionamiento del sistema neuromuscular. En un primer acercamiento a las cualidades mencionadas, se define la resistencia como la capacidad que requiere primordialmente el maratonista, el levantador de pesas necesita la 36 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista fuerza y el corredor de 100 m en atletismo utiliza la rapidez. En la práctica deportiva, estas cualidades no se manifiestan en “forma pura”, sino en mezclas. Los avances científico-técnicos en la actualidad, traen consigo excelentes resultados en el campo deportivo, pero a su vez, también muchos entrenadores tienen una tendencia cada vez mayor hacia la importancia de los entrenamientos específicos para los niños, lo que ha generado un notable incremento de alteraciones orgánicas, que en algunos casos ha llegado a incapacitar totalmente a estos «aspirantes» a deportistas para posibles selecciones deportivas. El concepto de la iniciación deportiva, al parecer para muchos entrenadores, ha cambiado su carácter formativo de enseñanza y consolidación (desarrollo de cualidades físicas básicas, adquisición de hábitos de conducta-calentamiento, comprensión del entrenamiento físico, etc, y lo confunden con la especialización; avanzan fuera del orden lógico de los contenidos que se deben impartir y llevan al niño a un perfeccionamiento de los elementos técnicos no acorde a su nivel de aprendizaje, ni a la capacidad de movimiento que tiene en ese momento, por lo que aparecen lesiones que le ocasionan dificultades en el futuro. En las edades de 8 a 12 años el aprendizaje va orientado a que el niño aprenda destrezas específicas, el objetivo será el de informar sobre una secuencia lógica de trabajo que permita al joven deportista llegar a la época de su madurez física y técnica en las mejores condiciones para conseguir los logros deportivos. No se puede olvidar que las prácticas deportivas deben adaptarse a las condiciones fisiológicas y de desarrollo del deportista. Cualidades físicas básicas en el niño Consideramos como tales las siguientes: Fuerza Velocidad Resistencia Aeróbica Resistencia Anaeróbica Flexibilidad–Elasticidad Cuando trabajamos en edades de 8 a 12 años, el trabajo de la fuerza se utiliza mayormente, con el propio peso corporal, pelotas medicinales, saltos, etc, no hay gran incremento de fuerza, solo aquellas propias al crecimiento en longitud y grosor muscular, debido al crecimiento físico. Esto supone un aumento del peso corporal. La velocidad es un elemento importante en el trabajo con las edades de 8 a 12 años, aquí existe un continuo incremento de la velocidad debido a dos factores principalmente: A- Mejora de la fuerza. B- Mejora de la coordinación mecánica de los movimientos. El entrenador debe tener en cuenta el volumen e intensidad de la carga en estas edades, principalmente desde los 8 a los 10 años, esta cualidad es la causante del adelantamiento de la curva de la velocidad sobre la de la fuerza. La resistencia aeróbica es la base fundamental del desarrollo del deportista. De los 8 a los 12 años hay un crecimiento mantenido de la capacidad de resistir esfuerzos; si bien esta aptitud experimenta un ligero retroceso en el periodo puberal, en general puede afirmarse que tanto desde el punto de vista aerorespiratorio como metabólico, el organismo infantil está en condiciones de realizar este trabajo desde edades muy tempranas. Su poder oxidatorio aeróbico es mayor, incluso que su propia eficiencia mecánica. 37 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Test físico aplicado al baloncestista: Tipo de prueba Salto largo sin impulso Abdominales Flexibilidad Cuclillas 50 mts. 2400 mts. 5 línea 20 mts. 5.2. 1ra medición X= x= x= x= x= x= x= x= última medición x= x= x= x= x= x= x= x= Procedimientos metodológicos para el desarrollo de las pruebas normativas y test pedagógicos. (Colectivos de autores de Cuba, programa de preparación del deportista 2005) 1. Talla: Se medirá la talla del atleta en metros y centímetros, sin zapatos. 2. Salto de longitud sin impulso. Se ejecutará dos veces, anotándose el mejor resultado en metros y centímetros. 3. Despegue con un pie: Sin impulso, buscar hacia arriba la mayor altura con cada una de las piernas (Der - Izq), en dos oportunidades, anotándose la mayor. 4. Despegue con dos pies: Sin impulso, buscar hacia arriba la mayor altura con ambas piernas, en dos oportunidades, anotándose la mayor. 5. Alcance: Salto vertical: Con un pie atrás de impulso lo adelanta, flexiona, salta con los dos pies y marca al tablero o a la pared. Se mide el despegue y el alcance con el brazo extendido, se anota la diferencia de ambas mediciones. 6. Rapidez en 20 y 30 mts: Tomar el tiempo en segundos, realizando la carrera con arrancada media dos veces y anotándose el menor resultado. Puede efectuarse en la pista o el terreno. (Mide sólo aceleración a partir de las categorías escolares). 7. Rapidez en 40 y 50 mts: Tomar el tiempo en segundos, realizando la carrera con arrancada media dos veces y anotándose el menor resultado. Puede efectuarse en la pista o el terreno. (Se mide velocidad y resistencia a la velocidad) 8. Planchas: Se anotará la cantidad de planchas que ejecute el niño en 15 segundos para las categorías de mini baloncesto y en 30 segundos para el resto de las categorías. Observar que se ejecuten con calidad técnica. Sólo anotarse las que su terminación sea; brazos extendidos y el cuerpo recto. (Planchas masculinas). 9. Cuclillas: Se anotará la cantidad de cuclillas que ejecuten los atletas en 30 segundos. Realizarlas una sola vez. 10. Abdominales: Para las categorías de mini y escolar, realizarlos en 30 segundos y en infantiles en adelante en un minuto (60 segundos) 38 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista 11. Flexibilidad: Se realizará parado el atleta sobre una silla y efectuando la flexión ventral del tronco hasta tocar con las puntas de los dedos de la mano el punto más bajo posible. Medir la distancia en centímetros, a partir de la punta de los pies hasta la punta del dedo del medio (evaluar mensualmente). 12. Resistencia Aeróbica y Anaeróbica: -Aplicar según el nivel, la experiencia deportiva y bajo criterios clínicos, que se acerquen a los valores de VO2 Máx. Óptimo del Baloncesto, los test deben evitar parar o caminar. Tomakiri, 3000 mts. Matsudo [40 sgs de carrera] o 2 x 40 segundos con pausas de 3 min. Test de 3200 El de 1600, etc. Es bueno tener presente al aplicar un test de resistencia; ¿Qué vamos a medir? o los objetivos a lograr. Recordar que existen diferentes factores para medir el desarrollo de la resistencia. VO 2 Max = (100.5 + 8.344 x Sx) – (0.1636 x Peso en Kgs) – (1.438 x Tpo de la Prueba) – (0.9128 x Fc Final) Esta fórmula sirve para medir la Potencia Aeróbica en las pruebas o test de 2400 mts y la Milla (1609 mts). Sx = Sexo Masculino (1), Femenino (0). Peso = Es el valor del peso real del atleta antes de la prueba. Tpo de la Prueba = Referente al resultado final cronometrado de la prueba. Fc Final = Frecuencia cardiaca (pulso) que presenta el atleta al terminar la carrera Matsudo = Permite medir la potencia anaeróbica-láctica Distancia recorrida x Peso del atleta = watt/kgs 5.3. Propuesta metodológica del programa de enseñanza para la formación del baloncestista A continuación hacemos una propuesta de programa de entrenamiento que contempla la planificación de nueve meses de los elementos técnicos más importantes en el proceso de enseñanza-aprendizaje del baloncesto, esto a su vez posibilita que a partir de la aplicación de este programa los profesores siguiendo la metodología orientada puedan planificar con la experiencia adquirida el programa del próximo año para estas categorías y para cada año que trabaja el entrenador. Como elemento importante aparece el plan gráfico técnico-táctico, el plan de preparación física, test físico para el baloncestista y las 120 clases planificadas correspondientes a los nueve meses de trabajo días por días con el orden lógico de la aplicación de los diferentes contenidos a impartir, así como un grupo de ejercicios que ayudarán a complementar todo lo anteriormente escrito. Con respecto a la preparación física se realiza el plan de entrenamiento físico para los 120 días, donde aparecen los ejercicios, el tiempo, las repeticiones y los medios a utilizar para su desarrollo y aplicación, es importante que el entrenador puede optar por otros ejercicios siempre y cuando estén acordes a las características y edades que se están trabajando, este programa de entrenamiento es muy beneficioso, fundamentalmente para escuelas deportivas o clubes que tengan una preparación sistemática y puedan cumplir con los parámetros establecidos dentro de la programación que se propone. En las clases de entrenamiento aparecen todos los aspectos que se deben atender para un buen entrenamiento: tipo de clase, el número de la clase, los objetivos, los diferentes elementos técnicos-tácticos, la preparación física, el tiempo de duración de los entrenamientos, los test físicos, los meses de trabajo, el volumen e intensidad de la cargas físicas a aplicar, los métodos, el calentamiento general y especial, los procedimientos organizativos, etc. 39 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista A continuación veremos un ejemplo de periodización de formación básica del baloncestista con los porcentajes de preparación física general y técnica–táctica por edades. Dicho ejemplo estará relacionado con la edad de 11 y 12 años, donde se observa un 40 % de preparación física y un 60 % de preparación técnico- táctica, basado en 90 minutos de entrenamientos con tres frecuencias de clases de entrenamiento a la semana. Este trabajo, como hemos explicado anteriormente, es una guía metodológica para los entrenadores de baloncesto, fundamentalmente para aquellos que se inician en esta profesión. Como se observa en todo el proceso de planificación, iniciamos con la dosificación de la preparación física y los elementos técnicos tácticos a trabajar durante el año, luego los desglosamos por meses, microciclos y por último, llegamos a nuestra propuesta de planificación de cada una de las clases de entrenamientos con sus objetivos: técnicos, biológicos y educativos, los ejercicios basados en la orientación que nos da el programa de formación básica del baloncestista. Este documento constituye una herramienta de trabajo de constante perfeccionamiento. Las deficiencias que encuentres en él y las sugerencias que ayuden a su enriquecimiento, serán consideradas para la elaboración futura de otras versiones. El contenido de este programa es patrimonio de los profesores y entrenadores cubanos que aparecen como autores y colaboradores, de manera que los aportes, consejos e ideas que viertan, con el fin de su perfeccionamiento, enriquecerán su contenido y serán utilizados en mejorar el nivel de desarrollo en la base de la pirámide del alto rendimiento en nuestro país. Entre todos podemos lograr su perfeccionamiento constante y un documento de gran utilidad para todos los especialistas que se ocupan en nuestro país, de la gran tarea que es formar los futuros campeones, que es más que instruir, porque es educar. Las clases de entrenamiento Las clases de entrenamiento propuestas en nuestro programa no constituyen un patrón obligatorio a seguir toda la vida, es el inicio de cómo aprender a llevar una planificación y dosificación del contenido con un seguimiento lógico del contenido que permita que el deportista asimile los elementos técnicos correctamente. Los primeros cuatro meses el entrenador se puede llevar por esta planificación, pero para la segunda etapa él puede según las características de su grupo y las condiciones de trabajo, adaptar el programa en general, así como seleccionar otros ejercicios, pero siempre siguiendo la metodología orientada. Aspectos a tener en cuenta para desarrollar una clase de entrenamiento Colocación adecuada de los alumnos en el terreno. Ubicación correcta del profesor durante los ejercicios. Explicación breve y clara seguida de una correcta demostración. Hablar con voz imperativa cuando se quiere llamar la atención. El uso del silbato debe ser racional, al inicio o al final de un ejercicio, o para terminar las clases. Trabajo práctico continuo aprovechando racionalmente el tiempo, el espacio y los medios disponibles. Hacer correcciones de errores de forma individual y colectiva según sea necesario. Utilizar medios apropiados atendiendo a los elementos técnicos a desarrollar. Preparación material del terreno (área de trabajo), antes de comenzar las clases. La presencia y aspecto personal del profesor. Estructura del plan anual basado en cuatro etapas Teniendo en cuenta que en los deportistas para las categorías hasta 12 años, el objetivo fundamental no es competir para ganar a toda costa y es donde se valoran con anterioridad un compendio de indicadores que propician un soporte adecuado para la formación inicial y multilateral de estos atletas, con una duración de 42 semanas, resaltándose, que el niño debe adquirir una experiencia de movimiento lo más amplia posible, la cual le facilitará después en gran medida el aprendizaje específico, se recomienda sean tratados de la siguiente manera: 40 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Simbología: P. I: Prueba Inicial (Aplicar todas las pruebas) P. 1: Prueba Intermedia (Aplicar pruebas físicas) P. 2: Prueba Intermedia (Aplicar pruebas técnicas) P. T: Pruebas Técnicas C.F: Competencia fundamental evaluación técnica C.P: Competencia Preparatoria C. I: Competencias Internas ESTRUCTURA DEL PLAN ANUAL Etapas I Etapas Adaptabili dad funcional Sub-etapas 1 2 3 Cantidad de 18 % semanas 8 sem. Ciclaje 2:1 1:1 Pruebas P. I Competencias II . Formación multilateral de las técnicas y desarrollo de las capacidades naturales 4 5 6 35 % 14 sem. III . Consolidación y profundización del fondo de Hábitos Motores naturales de los baloncestistas 7 8 9 10 35 % 16 sem. 3:1 P.1 CP P.2 CP CP CP CF 11 IV Transición de los hábitos motores desarrollados en los baloncestistas 12 13 10 % 3 sem. 2:1 1:1 PT CI TENDENCIA DE LAS ETAPAS DEL PROGRAMA ADAPTACIÓN FUNCIONAL: Se familiariza al atleta con el proceso de iniciación, se le aplica un grupo de controles que le aportarán al profesor y/ entrenador elementos sustanciosos para el desarrollo del programa, así como el inicio del trabajo multilateral. FORMACIÓN MULTILATERAL: En este momento es donde se profundiza en cada uno de los indicadores, donde obtendrán su acento con el fin de tributar elementos muy importantes para las próximas actividades a desarrollar. Enfatizando en el trabajo de capacidades motoras y la técnica. CONSOLIDACIÓN DEL FONDO DE HABILIDADES Y HÁBITOS: En esta tendencia se valoran los índices alcanzados durante el proceso desarrollado, culminando con la competencia fundamental, poniéndose de manifiesto el conocimiento de las habilidades técnicas desarrollada por los practicantes durante el proceso. PROFUNDIZACIÓN DE LOS HÁBITOS: Partiendo de que en la culminación de este proceso tomamos como punto de partida las dificultades presentadas por los atletas tanto en la parte física como en la técnica, se realizará una profundización de estas imprecisiones, además de desarrollar varias competiciones (de 3 a 4), las que se realizarán internamente, recomendando la utilización de elementos físico-técnicos combinados que motiven al atleta en su dedicación por el deporte. 41 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista 5.4. Periodización del programa de formación básica del baloncestista. PORCENTAJES DE PREPARACIÓN FÍSICA (CONDICIONAL-COORDINATIVA) GENERAL Y TÉCNICO-TÁCTICA POR EDADES EDAD P.FIS. PTT-TA. S.S. SE PPF. Míos PTT. Mtos N° FREC. DUR. Sesión LUNES MIÉRC. JUEVES VIERNES SÁBADO 7-8 70% 30% 3.00 hrs. 126 mtos (micro) 54 mtos (micro) 2-3 1 hr 30’ 9-10 40% 60% 4.30 hrs. 108 míos. (micro) 162 mtos (micro) 3 a 4 (micro) 1 hr 30’ PF: 36’ PTT: 54’ PF: 36’ PTT: 54’ 11 - 12 25%% 75% 4.30 hrs. 2735 mtos.(anual) 8555 mtos (anual) 3a 4 1hr.30 hrs. PF: 65’ PTT: 205’ PF: 65’ PTT: 205’ PF: 36’ PTT: 54’ PF: 65’ PTT: 205’ PF: 63’ PTT:27’ PF: 63’ PTT:27’ DISTRIBUCIÓN DE LOS OBJETIVOS DEL PROGRAMA DE ENTRENAMIENTO EN EL MACROCICLO ANUAL Ejemplo sintético: EDAD: 11 A 12 AÑOS FRECUENCIA SEMANAL DE ENTRENAMIENTO: 3 DÍAS CUADRO DE FRECUENCIA SEMANAL DE ENTRENAMIENTO POR CAPACIDAD Y TÉCNICO TÁCTICO MACROCICLO MESOCICLO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DURACIÓN 40 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 SEM SEM SEM SEM SEM SEM SEM SEM SEM SEM SEM FUERZA 980 70 70 90 110 95 100 120 105 95 125 RAPIDEZ 565 75 80 40 40 80 60 20 45 100 25 RESISTENCIA 910 70 80 95 75 60 75 110 105 95 145 TÉCNICO 6390 715 750 795 780 680 815 670 370 435 380 TÁCTICO 1425 140 445 325 345 JUEGO 1800 180 180 180 180 180 ---- ---180 ---- 35 180 180 135 180 ---180 42 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista MACROCICLO DE ENTRENAMIENTO DISTRIBUCIÓN DE LOS MICROCICLOS DE UN MESOCICLOS DEL (1-4) – FRECUENCIA DIARIA 3 DÍAS ENTRENAMIENTO, UN DÍA DE COMPETENCIA CATEGORÍA (11 – 12 ANOS) OBJETIVO SEMANA 1 SEMANA 2 SEMANA 3 SEMANA 4 LUNES fuerza rapidez resistencia 15 15 20 20 técnica 60 60 59 55 táctica juego 15 15 15 15 MARTES fuerza 15 15 20 20 rapidez resistencia técnica 60 60 60 55 táctica juego 15 15 15 15 MIERC. descanso JUEVES fuerza rapidez 20 15 20 20 resistencia técnica 60 65 55 55 táctica juego 15 15 15 15 VIERNES DESCANSO 0’ 0’ 0’ 0’ SABADO COMPETENCIA 90’ 90’ 90’ 90’ TIEMPO 405 405 405 MINUTOS 405 MINUTOS TOTAL MINUTOS MINUTOS MESOCICLO – DISTRIBUIDO EN MICROCICLOS DEL (5-8) PARA 3 DÍAS ENTRENAMIENTO UN DÍA DE COMPETENCIA CATEGORÍA (11 – 12 ANOS). OBJETIVO SEMANA 5 SEMANA 6 SEMANA 7 SEMANA 8 LUNES fuerza rapidez resistencia 20 20 20 20 técnica 55 55 55 55 táctica juego 15 15 15 15 MARTES fuerza 15 20 15 20 rapidez resistencia técnica 60 55 60 55 táctica juego 15 15 15 15 MIERC. descanso JUEVES fuerza rapidez 20 20 20 20 resistencia técnica 55 55 55 55 táctica juego 15 15 15 15 VIERNES DESCANSO 0’ 0’ 0’ 0’ SABADO COMPETENCIA 90’ 90’ 90’ 90’ TIEMPO 405 405 405 MINUTOS 405 MINUTOS TOTAL MINUTOS MINUTOS 43 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista MESOCICLO – DISTRIBUIDO EN MICROCICLOS DEL (9-12) PARA 3 DIAS ENTRENAMIENTO UN DÍA DE COMPETENCIA CATEGORÍA (11 – 12 ANOS). LUNES MARTES MIÉRC. JUEVES VIERNES SÁBADO TIEMPO TOTAL OBJETIVO fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego descanso fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego DESCANSO COMPETENCIA SEMANA 9 SEMANA 10 SEMANA 11 20 15 SEMANA 12 15 55 60 60 15 15 15 20 20 20 55 55 55 55 15 15 15 15 20 55 15 60 20 55 20 55 15 0’ 90’ 405 MINUTOS 15 0’ 90’ 405 MINUTOS 15 0’ 90’ 405 MINUTOS 15 0’ 90’ 405 MINUTOS 20 55 15 20 MESOCICLO – DISTRIBUIDO EN MICROCICLOS DEL (13-16) PARA 3 DÍAS. ENTRENAMIENTO. UN DÍA DE COMPETENCIA. CATEGORÍA. (11 – 12 AÑOS). OBJETIVO SEMANA 13 SEMANA 14 SEMANA 15 SEMANA 16 LUNES fuerza 15 15 20 20 rapidez resistencia técnica 60 60 55 43 táctica 15 juego 15 15 15 15 MARTES fuerza 20 rapidez 20 20 resistencia 20 técnica 55 55 55 48 táctica 10 juego 15 15 15 15 MIÉRC. descanso JUEVES fuerza 20 rapidez resistencia 15 20 20 técnica 55 55 55 48 táctica 10 juego 15 15 15 15 VIERNES DESCANSO 0’ 0’ 0’ 0’ SÁBADO COMPETENCIA 90’ 90’ 90’ 90’ TIEMPO 405 405 405 MINUTOS 405 MINUTOS TOTAL MINUTOS MINUTOS 44 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista MESOCICLO – DISTRIBUIDO EN MICROCICLOS DEL (17-20) PARA 3 DÍAS ENTRENAMIENTO UN DÍA DE COMPETENCIA. CATEGORÍA. (11 – 12 AÑOS). LUNES MARTES MIÉRC. JUEVES VIERNES SÁBADO TIEMPO TOTAL OBJETIVO fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego descanso fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego DESCANSO COMPETENCIA SEMANA 17 SEMANA 18 SEMANA 19 20 20 20 SEMANA 20 57 15 15 60 10 15 45 15 15 65 5 15 20 20 56 15 15 20 60 10 15 20 45 15 15 15 20 20 20 65 5 15 20 56 15 15 0’ 90’ 405 MINUTOS 60 10 15 0’ 90’ 405 MINUTOS 45 15 15 0’ 90’ 405 MINUTOS 65 5 15 0’ 90’ 405 MINUTOS MESOCICLO – DISTRIBUIDO EN MICROCICLOS DEL (21-248) PARA 3 DÍAS ENTRENAMIENTO UN DÍA DE COMPETENCIA. CATEGORÍA. (11 – 12 AÑOS). OBJETIVO SEMANA 21 SEMANA 22 SEMANA 23 SEMANA 24 LUNES fuerza rapidez resistencia 15 20 20 20 técnica 72 70 70 60 táctica juego 15 15 15 15 MARTES fuerza 20 20 20 20 rapidez resistencia técnica 71 70 70 60 táctica juego 15 15 15 15 MIÉRC. descanso JUEVES fuerza 20 rapidez 20 20 20 resistencia técnica 71 70 70 60 táctica juego 15 15 15 15 VIERNES DESCANSO SÁBADO COMPETENCIA TIEMPO TOTAL 0’ 90’ 405 MINUTOS 0’ 90’ 405 MINUTOS 0’ 0’ 90’ 90’ 405 MINUTOS 405 MINUTOS 45 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista MESOCICLO – DISTRIBUIDO EN MICROCICLOS DEL (25-28) PARA 3 DÍAS ENTRENAMIENTO. UN DÍA DE COMPETENCIA. CATEGORÍA. (11 – 12 AÑOS) OBJETIVO fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego MARTES fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego MIÉRC. descanso JUEVES fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego SEMANA 25 SEMANA 26 SEMANA 27 VIERNES DESCANSO SÁBADO COMPETENCIA TIEMPO TOTAL LUNES SEMANA 28 20 20 25 72 20 70 15 20 15 20 71 70 15 15 20 71 20 70 15 15 0’ 90’ 405 MINUTOS 0’ 90’ 405 MINUTOS 54 15 15 29 32 15 25 53 15 15 20 28 31 15 20 20 53 15 15 28 31 15 0’ 0’ 90’ 90’ 405 MINUTOS 405 MINUTOS MESOCICLO – DISTRIBUIDO EN MICROCICLOS DEL (29-32) PARA 3 DÍAS ENTRENAMIENTO. UN DÍA DE COMPETENCIA. CATEGORÍA. 11 – 12 AÑOS. OBJETIVO SEMANA 29 SEMANA 30 SEMANA 31 SEMANA 32 LUNES fuerza 20 rapidez 25 20 resistencia 20 técnica 32 35 29 28 táctica 35 35 39 40 juego 5 15 15 15 MARTES fuerza rapidez resistencia 25 20 20 20 técnica 31 35 28 29 táctica 35 35 38 40 juego 15 15 15 15 MIÉRC. descanso JUEVES fuerza 20 20 20 25 rapidez resistencia técnica 31 35 28 28 táctica 35 35 38 40 juego 15 15 15 15 VIERNES DESCANSO 0’ 0’ 0’ 0’ SÁBADO COMPETENCIA 90’ 90’ 90’ 90’ TIEMPO 405 405 405 MINUTOS 405 MINUTOS TOTAL MINUTOS MINUTOS 46 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista MESOCICLO – DISTRIBUIDO EN MICROCICLOS DEL (33-36) PARA 3 DÍAS ENTRENAMIENTO UN DIA DE COMPETENCIA. CATEGORÍA. 11 – 12 ANOS. LUNES MARTES MIÉRC. JUEVES VIERNES SÁBADO TIEMPO TOTAL OBJETIVO fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego descanso fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego DESCANSO COMPETENCIA SEMANA 33 SEMANA 34 SEMANA 35 20 25 25 SEMANA 36 29 30 15 25 42 24 15 39 27 15 37 29 15 25 41 23 15 25 38 26 15 25 36 28 15 25 25 25 28 30 15 25 20 28 30 15 0’ 90’ 405 MINUTOS 41 23 15 0’ 90’ 405 MINUTOS 38 26 15 0’ 90’ 405 MINUTOS 36 28 15 0’ 90’ 405 MINUTOS MESOCICLO – DISTRIBUIDO EN MICROCICLOS DEL (36-40) PARA 3 DÍAS ENTRENAMIENTO UN DÍA DE COMPETENCIA. CATEGORÍA. 11 – 12 AÑOS. OBJETIVO SEMANA 37 SEMANA 38 SEMANA 39 SEMANA 40 LUNES fuerza rapidez resistencia 25 25 25 20 técnica 35 32 31 55 táctica 27 30 30 ----juego 15 15 15 15 MARTES fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego MIÉRC. descanso JUEVES fuerza rapidez resistencia técnica táctica juego 25 25 25 25 35 26 15 31 30 15 32 30 15 55 ---15 35 26 15 31 30 15 25 31 30 15 25 55 ----15 VIERNES DESCANSO SÁBADO COMPETENCIA TIEMPO TOTAL 0’ 90’ 405 MINUTOS 0’ 90’ 405 MINUTOS 25 25 0’ 0’ 90’ 90’ 405 MINUTOS 405 MINUTOS 47 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Es muy importante reflexionar sobre el contenido del baloncesto como deporte integral, muchos entrenadores se dedican a no analizar correctamente la gama de contenido que tiene este deporte y en la mayoría de ellos, podemos observar que el tiempo de trabajo se lo dedican fundamentalmente al dribling, al pase y al tiro. Al ocurrir esto se pierde el orden lógico de los contenidos a impartir y a su vez se dejan de realizar algunos elementos técnicos que posteriormente afectan el desarrollo deportivo de los niños en su aprendizaje, como por ejemplo los desplazamientos, los desmarques, los amagos, entre otros. A continuación reflejamos los contenidos que corresponden a esta edad, de forma íntegra. 5.5. Contenido del programa de formación básica del baloncestista CONTENIDO DEL PROGRAMA DE FORMACIÓN BÁSICA DEL BALONCESTISTA PRIMER SEMESTRE. CONTENIDOS DEL PROGRAMA: 11 A 12 AÑOS (Según colectivo de autores del programa de preparación del deportista 2000, Cuba) N0 CONTENIDOS DEL PROGRAMA 1. 1.1 Técnica Ofensiva Técnica de desplazamientos Postura Carrera Frente Espalda Lateral Amagos Cambios de dirección Cambios de velocidad Cambios de ritmo Paradas: Por pasos Por saltos Giros: De frente De espalda Saltos: Con una pierna Con dos piernas Situac. especiales Salto entre dos Acc. combinadas Carreras y paradas Paradas y giros Manejo del balón Agarre Clásico Triple amenaza , para pasar, tirar o driblear Recepción Arriba de la cintura Debajo de la cintura Pases y sus variantes Con dos manos Con una mano Drible Sin control visual Alto Habilidades c/drible Tiros al aro Tiro con dos manos Tiro Básico CATEGORIA 11 - 12 AÑOS Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza 48 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista 2. 2.1 3. 3.1 Tiro Libre Tiro en movimiento a) Bajo el Cesto, (Der.-Izq.) b) Saltando c) En suspensión d) De gancho Acc. combinadas Recepción y paradas Recepción, paso, caída y Tri/Ame Recepción, paso caída, drible Recepción y pase en movimiento Recepción y drible Recepción y tiro en movimiento Recepción y tiro en suspensión Drible con cambio de dirección Drible con cambio de ritmo Pase después de drible Drible y paradas Drible y pase en mov. Drible, parada y tiro Tiro en movimiento después de drible Tiro en movimiento después de pase Tiro saltando después de recibir pase Tiro Saltando después de drible Tiro en suspensión después de drible Tiro en suspensión después de pase Tiro de gancho después de pase Tiro de gancho después de drible Tiro de gancho en suspensión Tiro pasado después de drible Tiro pasado después de pase Tiro de potencia con salto Situaciones especiales de saque Desde la línea final Desde la línea lateral Desde el medio del terreno - - En los dos minutos finales TECNICA DEFENSIVA: Desplazamientos: Postura Pies escalonados Pies paralelos Posición alta Posición media Posición baja. Acciones combinadas de desplazamiento y trabajo de brazos. Apoderamiento del balón: Intercepción: Al pase, Al drible Quitar el balón Tumbar el balón Tapar el balón (Salto al Tiro) Bloqueo al rebote Acciones combinadas de desplazamiento y apoderamiento del balón. TACTICA OFENSIVA Acciones individuales: Jugar sin balón Desmarcarse para buscar un lugar libre: Alejándose de la pelota Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza/consolidación No No Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación consolidación consolidación Enseñanza consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza No Ens/consolidación Ens/consolidación Ens/consolidación Enseñanza consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación consolidación consolidación 49 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Acercándose a la pelota Cortes hacia el aro Pantallas Pantalla y continuación Rebote ofensivo Acciones tácticas de acuerdo a la función de: Organizador, alero o delantero y centro Juego con balón Amagos y penetraciones al aro Amagos y pases Amagos y tiros 1 vs 1 1 vs 2 Acciones técnico-tácticas de acuerdo a la función de: Organizador - Alero - Centro - Atacador ó (No.2) , escolta Acciones de grupo de 2 jugadores Pasar y cortar Acc. Judadores del interior - Acc. Jugadores del perímetro - Acc. Entre jugadores perímetro-interior. Cortes del jugador sin balón 2 vs 2 usando pantalla Pantallas Estáticas - En movimiento – 2 vs 0 contraataque - 2 vs 2 juego Acciones de grupo de 3 jugadores Pantalla indirecta Estáticas - En movimiento Cruce - Pasar y cortar, ocupar espacios libres, cambiar de posiciones y funciones. 3 vs 0 contraataque - 3 vs 3 juego - 3 vs 1, 3 vs 2 (Posic.) - Acc. Entre jugadores perímetro-interior Acciones de grupo de 4 jugadores 4 vs 0 (Contraataque) - 4 vs 4; 4 vs 3; 4 vs 2 Acción combinada del uso de pantalla directa e indirecta Acciones de equipo Juego por conceptos - Juego del perímetro (3 puntos) - Juego Interior Acc. Entre jugadores perímetro-interior. Principios del juego en movimiento -Ofensiva de posición. Combinaciones sin Pivot Comb. con pivot contra defensa personal Comb. con pivot condefensa /zonas - Comb. de sistemas ofensivos contra defensa personal Comb. de sistemas ofensivos contra defensa mixta Contraataque y transición Paso de Of-Def-Of. Acciones de 2 vs 1 en medio y todo terreno - Acciones de 3 vs 1 en medio y todo terreno Acciones de 3 vs 2 en medio y todo terreno Acciones de 4 vs 2 y 4 vs 3 en medio y 4 vs 3 en medio y todo terreno Paso de Of-Def-Of. Acciones de 2 vs 1 en medio y todo terreno - Acciones de 3 vs 1 en medio y todo terreno Acciones de 3 vs 2 en medio y todo terreno Acciones de 4 vs 2 y consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación Consolidación Enseñanza Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza 50 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista 4 vs 3 en medio y 4 vs 3 en medio y todo terreno Situac. Especiales 4. 4.1 Salto entre dos - Últimos min. de juego - Tiro Libre Saques laterales y bajo el aro TACTICA DEFENSIVA Acciones Individuales Jugador sin balón Al desmarque, Postura abierta, Postura cerrada. Defensa al corte. Cambio de jugadores. Defensa a la pantalla (por delante, anticipar-se o cerrar, deslizarse o abrir) Bloqueo-Rebote Acc.defensivas específicas acorde a la función en el equipo Organizador - Delantero o alero Centro Acciones individuales jugador con balón Que no ha dribleado. Que dribla. Que ha dribleado 1 vs 1 en medio terreno 1vs 1 en todo terreno. Oposición al tiro 1 vs 2 - Ayuda y recuperación – Defensa de acuerdo a la función en el equipo Organizador. Alero o delantero - Centro Acciones de grupo defensa a la Pantalla Por delante (anticiparse) Por atrás (deslizarse) Con cambio jugador - Ayuda y recobro Defensa al corte 2 vs 3 - Bloqueo y triángulo Acciones defensivas de grupo En defensa personal. En defensa de zonas En defensa mixtas Acciones de equipo de acuerdo al sistema táctico Defensa personal Defensa por zonas (1-2-2), (1-3-1), (2-3), 2-(1-2-2). Defensas presionantes – (1-2-1-1), (1-2-2) Defensa mixta Situaciones Especiales Defensa al tiro libre. Saque lateral y final Defensa últimos min. Defensa al salto e/dos Ajustes defensivos. Rotaciones Defensa. Transición Defensiva Enseñanza Enseñanza/consolidación Enseñanza Enseñanza Enseñanza/consolidación Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Test técnico aplicado al baloncesto en diferentes categorías para determinar el dominio de los elementos técnicos alcanzados por los jugadores. 1. Drible en trenza o entre obstáculos. (Para las categorías 7-8; 9-10 y 11-12 años) a) Objetivo: Medir la destreza con drible avanzando entre los obstáculos, utilizando ambas manos alternadamente y la coordinación. b) Descripción del ejercicio: Situar en el terreno seis obstáculos colocados a una distancia de 4 metros uno de otro, en línea recta. El primero se sitúa en la línea de partida. El que vaya a ejecutar el ejercicio se situará detrás de la línea de partida, a la señal del profesor, el atleta parte driblando. Realiza el recorrido de ida y vuelta una sola vez; al llegar al lugar de origen el profesor registrará el tiempo del recorrido. 2. Drible con cambios de dirección por todo el terreno y tiro bajo el cesto 51 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista a) Objetivo: Medir la habilidad y destreza durante el desplazamiento en drible con cambios de dirección. (Las exigencias se comportarán acorde al nivel y posibilidades reales del área o institución). b) Descripción del ejercicio: Se situarán en el terreno 6 obstáculos o marcas (como se ilustra en el gráfico). El atleta realizará 3 habilidades diferentes en los cambios de dirección, finalizando con tiro bajo el aro después de drible y repitiendo el ejercicio por el otro lateral. c) Se evaluará: La técnica del desplazamiento en drible así como la coordinación y habilidades en los cambios de dirección. Tomar el tiempo empleado y la efectividad del tiro. Bonificar al alumno con 2 puntos con la derecha y 3 con la izquierda. Efectuarse una sola vez. 3. Tiro en movimiento cerca del aro después de drible. (Por la derecha e izquierda del terreno). a) Objetivo: Medir la coordinación y la efectividad en el tiro cerca del aro después de drible. (Contra tiempo). b) Descripción del ejercicio: Colocar a los extremos de cada línea de tiro libre una pelota medicinal u otros obstáculos; el atleta que se va a evaluar debe colocarse a la derecha o a la izquierda de uno de los obstáculos con un balón en postura básica ofensiva (Triple amenaza). A la señal del entrenador arranca en drible y tira al aro; recoge el balón e inicia el drible para bordear el otro obstáculo y driblando con la mano izquierda tira con la mano izquierda; repite lo que realizó por la derecha. El ejercicio terminará cuando el atleta haya ejecutado la acción 5 veces por cada mano. c) Evaluación: La cantidad de encestes logrados y el tiempo de ejecución. En todas las categorías se evaluará la técnica, la efectividad y el tiempo. En categorías más avanzadas, los entrenadores pueden ejecutar este mismo test, asignándole un tiempo fijo al ejercicio y valorar la cantidad de encestes, número de repeticiones con cada mano y efectividad. 4. Tiro en suspensión cerca de la zona de restricción (Por la derecha e izquierda del terreno en todas las categorías) a) Objetivo: Medir, la coordinación, uso de los pies, la efectividad en el tiro, la técnica y el tiempo, después de recibir pase. (Directo o Indirecto, a discreción de los objetivos del entrenador). b) Descripción del ejercicio: Se colocan a los extremos de la línea de tiro libre, obstáculos, en los laterales del área de restricción. Situar a pasadores en las esquinas, (a la derecha y a la izquierda), ambos con un balón. Al mismo nivel de uno de los obstáculos, se sitúa al atleta que se va a evaluar. A la señal del entrenador arranca el atleta, recibe el balón del pasador, driblea hasta cerca del pasillo trasero, realiza parada y tira al aro, recoge el balón y lo devuelve al pasador. Sube hasta el ángulo superior de la zona de restricción y el tiro libre correspondiente, volviéndose a iniciar el ejercicio para el lado contrario donde comenzó. Así repite el ejercicio hasta completar 10 tiros (5 por cada lado). c) Evaluación: La cantidad de encestes, la técnica y el tiempo de ejecución. 5. Acción Individual: (Ajustarse al trabajo de los cuadrantes) a) Objetivo: Medir el juego por concepto, a partir de los espacios donde se interactúa en el juego ofensivo individual. El entrenador puede medir a partir de su filosofía o idea táctica, aspectos de su plan estratégico para la etapa. 52 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista b) Descripción del ejercicio: Dividir el terreno en su zona ofensiva en 4 sectores, ubicando una línea perpendicular al trazo imaginario del centro del aro, para la ayuda defensiva. Cada jugador tendrá 4 posibilidades de jugar entonces 1 vs 1, en cada cuadrante. Usar a los alumnos como postes, con una sola posibilidad de pase para el jugador con balón. El alumno debe realizar desplazamientos o desmarques para recibir. Ver cambio de ritmo, salida rápida hacia la pelota con las manos extendidas y al recibir realizar paso de caída, amagos, y ataque hacia el aro, por los ángulos previstos, los pasillos y puerta atrás. Se realizará durante 3 minutos (tres), evaluándose a ambos jugadores (ofensivo y defensivo). Buscar que se juegue con intensidad y agresividad en defensa. c) Evaluación: Las acciones ofensivas y defensivas de cada atleta, la efectividad de los tiros (Int-An ), las acciones de bloqueo y salto al tiro, las habilidades técnicas con el balón y sobre todo las posturas. Nota: Recordar que en los tiros con saltos y en suspensión es uno de los trabajos donde la frecuencia del pulso (p/m), se eleva entre valores que oscilan entre 203 y 208 pulsaciones en atletas bien entrenados. De ahí lo importante que, junto con la técnica, haya también una buena preparación física. 6. Tiro Libre: (Válido para todas las categorías) a) Objetivos: Medir la técnica de ejecución y efectividad en los tiros. b) Descripción del ejercicio: Se coloca al tirador en la línea de tiros libres y a su alrededor, cerca de la zona de restricción, los compañeros que le siguen en el ejercicio para su evaluación. Cada jugador efectuará 10 tiros libres. c) Evaluación: Técnica de ejecución y por ciento de efectividad en los tiros. Bonificar los tiros 1, 2, 6, 8 y 10 con dos puntos. 7. Defensa, Bloqueo y Rebote a) Objetivo: Medir la técnica de ejecución de desplazamiento defensivo y bloqueo al acceso al rebote, lucha contra las pantallas, acciones de grupo y ajustes, así como el trabajo perimetral. Se debe realizar en acciones de juego, 2 vs 2 y 3 vs 3. Los jugadores sin balón podrán cortar, hacer pantallas, pases y desmarques, pero no podrán penetrar con drible a la zona de la pintura, para tirar. Los tiros deberán ejecutarse desde la media y larga distancia (perímetro). Los que están en la defensa después de tiro, bloquean y los de la ofensiva intentan ir por el rebote, con agresividad. 8. Tiro básico: (Para las categorías 7-8 y 9-10 años) a) Objetivo: Medir la mecánica y la técnica de ejecución del tiro básico y su efectividad. b) Descripción del ejercicio: Se realizarán dos tiros desde cinco posiciones diferentes. c) Evaluación: La técnica de ejecución. 53 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar la postura y la carrera normal de frente, mediante movimientos de pie Unidad: Técnica CAPACIDAD: Saltar obstáculos para el desarrollo de la resistencia a la fuerza a través de los saltos. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Mostrar disciplina durante la actividad de la clase. Clase: 1 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, 5´ brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto, orientado al balón. Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio. Material: un balón Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. Técnica Ofensiva: 1. Drible en trenza o entre obstáculos. (Para las categorías 11-12 años) a) Objetivo: Medir la destreza con drible avanzando entre los obstáculos, utilizando ambas manos alternadamente y la coordinación. b) Descripción del ejercicio: Situar en el terreno seis obstáculos colocados a una distancia de 4 metros uno de otro en línea recta. El primero se sitúa en la línea de partida. El que vaya a ejecutar el ejercicio se situará detrás de la línea de partida, a la señal del profesor, el atleta parte driblando. Realiza el recorrido de ida y vuelta una sola vez; al llegar al lugar de origen el profesor registrará el tiempo del recorrido y la calidad técnica. 3. Tiro en movimiento cerca del aro después de drible. (Por la derecha e izquierda del terreno). a) Objetivo: Medir la coordinación y la efectividad en el tiro cerca del aro después de drible. (Contra tiempo). b) Descripción del ejercicio: Colocar a los extremos de cada línea de tiro libre una pelota medicinal 90 u otros obstáculos; el atleta que se va a evaluar debe colocarse a la derecha o a la izquierda de uno de los obstáculos con un balón en postura básica ofensiva (Triple amenaza). A la señal del entrenador arranca en drible y tira al aro; recoge el balón e inicia el drible para bordear el otro obstáculo y driblando con la mano izquierda tira con la mano izquierda; repite lo que realizó por la derecha. El ejercicio terminará cuando el atleta haya ejecutado la acción 5 veces por cada mano. c) Evaluación: La cantidad de encestes logrados y el tiempo de ejecución. (En todas las categorías se evaluará la técnica, la efectividad y el tiempo). En categorías más avanzadas, los entrenadores pueden ejecutar este mismo test, asignándole un tiempo fijo al ejercicio y valorar la cantidad de encestes, número de repeticiones con cada mano y efectividad. 7. Tiro Libre: (Válido para todas las categorías) a) Objetivos: Medir la técnica de ejecución y efectividad en los tiros. b) Descripción del ejercicio: Se coloca al tirador en la línea de tiros libres y a su alrededor cerca de la zona de restricción los compañeros que le siguen en el ejercicio para su evaluación. Cada jugador efectuará 10 tiros libres. c) Evaluación: Técnica de ejecución y por ciento de efectividad en los tiros. Bonificar los tiros 1, 2, 6,8 y 10 con dos puntos. F I N A L Reorganización del grupo Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 54 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar la postura y la carrera normal de frente, mediante movimientos de pie. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Correr de forma continua con ritmo moderado tocando línea a un ritmo de 140 a 150 Dep: Baloncesto pulsaciones por minutos para el mejoramiento de la resistencia de media duración. EDUCATIVO: Demostrar perseverancia durante las actividades de resistencia aeróbica en la clase. Clase: 2 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES I N I C I A L P R I N C I P A L F I N A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, 5´ brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ Técnica Ofensiva: 2. Drible con cambios de dirección por todo el terreno y tiro bajo el cesto. a) Objetivo: Medir la habilidad y destreza durante el desplazamiento en drible con cambios de dirección. (Las exigencias se comportarán acorde al nivel y posibilidades reales del área o institución). b) Descripción del ejercicio: Se situarán en el terreno 6 obstáculos o marcas (como se ilustra en el gráfico). El atleta realizará 3 habilidades diferentes en los cambios de dirección, finalizando con tiro bajo el aro después de drible y repitiendo el ejercicio por el otro lateral. c) Se evaluará: La técnica del desplazamiento en drible así como la coordinación y habilidades en los cambios de dirección. Tomar el tiempo empleado y la efectividad del tiro. Bonificar al alumno con 2 puntos con la derecha y 3 con la izquierda. Efectuarse una sola vez. 4. Tiro con una mano cerca de la zona de restricción. (Por la derecha e izquierda del terreno en todas las categorías) Objetivo: Medir, la coordinación, uso de los pies, la efectividad en el tiro, la técnica y el tiempo, después de recibir pase. (Directo o Indirecto, a discreción de los objetivos del entrenador). b) Descripción del ejercicio: Se colocan a los extremos de la línea de tiro libre obstáculos en los laterales del área de restricción. Situar a pasadores en las esquinas, (a la derecha y a la izquierda), ambos con un balón. Al mismo nivel de uno de los obstáculos, se sitúa al atleta que se va a evaluar. A la señal del entrenador arranca el atleta, recibe el balón del pasador, driblea hasta cerca del pasillo trasero, realiza parada y tira al aro; recoge el balón y lo devuelve al pasador. Sube hasta el ángulo superior de la zona de restricción y el tiro libre correspondiente, volviéndose a iniciar el ejercicio para el lado contrario donde comenzó. Así repite el ejercicio hasta completar 10 tiros (5 por cada lado). c) Evaluación: La cantidad de encestes, la técnica y el tiempo de ejecución. 8. Defensa, Bloqueo y Rebote. a) Objetivo: Medir la técnica de ejecución de desplazamiento defensivo y bloqueo al acceso al rebote, lucha contra las pantallas, acciones de grupo y ajustes, así como el trabajo perimetral. Se debe realizar en acciones de juego, 2 vs 2 y 3 vs 3. Los jugadores sin balón podrán cortar, hacer pantallas, pases y desmarques, pero no podrán penetrar con drible a la zona de la pintura, para tirar. Los tiros deberán ejecutarse desde la media y larga distancia (perímetro). Los que están en la defensa después de tiro, bloquean y los de la ofensiva intentan ir por el rebote, con agresividad. Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. 3 Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase. Pase de lista. Despedida. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto, orientado al balón. Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio. Material: un balón Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 55 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar la postura y la carrera normal de frente, mediante movimientos de pie. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Correr de forma continua con ritmo moderado tocando línea a un ritmo de 140 a 150 Dep: Baloncesto pulsaciones por minutos para el mejoramiento de la resistencia de media duración. EDUCATIVO: Demostrar perseverancia durante las actividades de resistencia aeróbica en la clase. Clase: 3 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Postura, movimientos de pie, (Ejercicio 1). Amagos: Cambio de dirección y parada, (Ejercicio 2). Pases y sus variantes: Recepción: Pase y desplazamientos con dos manos (Ejercicio 2) Tiro En bandeja cerca del aro, (Ejercicio 3). Drible: Con control visual, (Ejercicio 5). Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto, orientado al balón. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio. Material: un balón 5´ Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. (Ejercicio 1) (Ejercicio 2) 5 10 10 10 (Ejercicio 3) (Ejercicio 4) 10 (Ejercicio 6) Técnica Defensiva: (Ejercicio 6 y 7) Postura Ejercicios defensivos aplicando estabilidad del 15 cuerpo, con desplazamientos laterales. . Juego de pases: Baloncesto 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Resistencia aeróbica. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 140 a 150 pulsaciones por minutos, 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase. Pase de lista. Despedida. 15 15 (Ejercicio 7) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 56 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar la postura y la carrera normal de frente, mediante movimientos de pie. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Saltar obstáculos para el desarrollo de la resistencia a la fuerza a través de los saltos. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Mostrar disciplina durante la actividad de la clase. Clase: 4 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Ejercicio técnico, movimientos de pie. (Ejercicio 1) Pases y sus variantes y recepción: Con una y dos manos (Ejercicio 2) Tiro: P Tiro con dos manos desde diferentes R posiciones. (Ejercicio 3) I Drible: N Con control visual (Ejercicio 4) C I P A L Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto, orientado al balón. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio. Material: un balón 5´ Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. (Ejercicio 1) 5 10 10 10 (Ejercicio 2) (Ejercicio 3) Técnica Defensiva: (Ejercicio 5 y 6) (Ejercicio 5) Postura Ejercicios defensivos aplicando estabilidad del 20 cuerpo, y luego con desplazamientos laterales. Juego de pases Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 1. Preparación Física Objetivo: Fuerza al salto 20 15 El primer ejercicio (Saltos). Ejercicio de saltos continuos al banco; el segundo ejercicio es saltar por arriba, la pelota hacia adelante y hacia atrás. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase. Pase de lista. Despedida. (Ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 57 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Realizar el pase de pecho con dos manos a partir de la posición de triple amenaza. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Correr tramos de velocidad y salto a las vallas para desarrollar la velocidad a la fuerza. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Mostrar el compañerismo a través de las actividades de las clases. Clase: 5 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Ejercicio de sombra con cambio de dirección. (Ejercicio 1) Pases y sus variantes y recepción: Con una y dos manos. (Ejercicio 2) P Tiro: Ejercico de pase y tiro con dos manos, estático. R (Ejercicio 3) I Drible: N Con control visual (Ejercicio 4) C I P A L Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto, orientado al balón. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio. Material: un balón 5´ Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. (Ejercicio 1) 5 10 10 10 (Ejercicio 2) (Ejercicio 3) Técnica Defensiva: (Ejercicio 5 y 6) Ejercicio técnico defensivo de entrar y salir cuidando la línea de pase y regreso a su posición al 20 (Ejercicio 5) alejarse el balón. Ejercicios defensivos aplicando estabilidad del cuerpo, y luego con desplazamientos laterales con doble gardeo. 15 Juego de pases baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física 20 Objetivo: velocidad fuerza El ejercicio se inicia con una carrera de 10 metros, luego salto a las vallas, + carrear 10 metros + salto a las vallas, luego sprint rápido 20 metros, + carrera en zigzag 15 (Ejercicio 6) metros + sprint 10 metros + camina 5 metros + sprint 10 metros. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 58 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Unidad: Técnica Dep: Baloncesto Clase: 6 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Realizar amagos con cambio de dirección y paradas por saltos recibiendo pase de pecho con dos manos. CAPACIDAD: Correr de forma continua para el desarrollo de la resistencia de larga duración. EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Cambio de dirección y parada, (ejercicio 1). Pases y sus variantes y recepción: Con dos manos en movimiento, (ejercicicio 2). P Tiro: R Ejercicio técnico de tiro en bandeja I Drible: N Con control visual C I P A L T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo, Arruinar cuadros. Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 1) 10 10 10 (ejercicio 2) (ejercicio 3) 10 15 Técnica Defensiva: (ejercicios 5 y 6) Postura Ejercicios defensivos aplicando estabilidad del cuerpo, y luego con desplazamientos laterales. (Ejercicio 5) 20 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno Preparación Física 15 Objetivo: Resistencia aeróbica. En este ejercicio se realiza carrera alterna, caminando rápido, carrera lenta y carrera rápida, a un ritmo de 150 pulsaciones por minutos. 2 series x 6 repeticiones 45´desc/repeticiones (Ejercicio 6) 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. 3 Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento.Pase de lista. Despedida. Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 59 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Realizar el pase de pecho en movimiento con dos manos a la altura del pecho. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Ejecutar trabajo con la pelota medicinal para mejorar la fuerza en el deportista. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por la patria. Clase: 7 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Ejercicio de amago y recibo del pase. (ejercicio 1) Pases y sus variantes y recepción: Con dos manos estatico. (ejercicio 2) Tiro: Ejercicio técnico en trío con tiro en bandeja. (ejercicio 3) Drible: Casar con pases al jugador que dribla, los pasadores no pueden driblear pero después de pasar sí pueden desplazarse. (ejercicio 4) 5´ 5´ Calentamiento Especial: juego predeportivo. Arruinar cuadros. Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 1) 10 10 10 (ejercicio 2) (ejercicio 3) 10 (Ejercicio 5) Técnica Defensiva: (ejercicios 5 y 6) 15 Ejercicios defensivos aplicando estabilidad del cuerpo y luego con desplazamientos laterales. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 20 2. Preparación Física Objetivo: Fuerza a) Ejercicios con pelotas medicinales, se realiza 15 en pareja. (Ejercicio 6) b) 4 series de 8 repeticiones cada una, para cda ejercicio. 4 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 60 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Tirar bajo el aro en movimiento, después de recibir un pase de pecho. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Ejecutar ejercicios de carreras, saltos y velocidad para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 8 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Postura. Amagos: Cambio de dirección y parada (ejercicio 1) Pases y sus variantes y Recepción: Con dos manos en movimiento. (ejercicio 2) P Tiro: Ejercicio técnico de tiro a media distancia y en R bandeja. (ejercicio 3) I Drible: N Con control visual (ejercicio 4) C I P A L 5´ 5´ 5 10 10 10 (ejercicio 3) 5 Técnica Defensiva: (ejercicios 5 y 6) Postura 20 Ejercicios defensivos siguiendo el corte del ofensivo; el segundo ejercicio defensa por atrás del que ataca. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 Preparación Física Objetivo: Velocidad 15 Ejercicio de velocidad con saltos a las vallas, carrera en zig zag con conos y carrera 60 metros. 2 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones. 1´desc-/seties F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. Calentamiento Especial: juego predeportivo Arruinar cuadros. Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 1) (ejercicio 2) (ejercicio 5) (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 61 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 9 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Tirar bajo el aro en movimiento, después de recibir un pase de pecho. CAPACIDAD: Ejecutar ejercicios de saltos y carreras para mejorar la resistencia a la fuerza. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contactoParticipan: 20 alumnos, m. Funcionalidad: Habilidades específicas. Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Técnica Ofensiva: (ejercicio 1) Ejercicios de desplazamientos y pase. (ejercicio 5 1) Triple amenaza para pasar después de la recepción. Manejo del Balón: Tiro: El ejercicio se realiza con drible y pase en el área cerca del poste bajo para realizar un tiro de media y una 15 P bandeja. (ejercicio 2) R Drible: I 10 (ejercicio 2) Con control visual, (ejercicio 3). N C I P A L Técnica Defensiva: (ejercicios 4 y 5) 20 Postura Ejercicios técnicos defensivos, a través del pase en pareja, siguiendo la posición correcta del defensor, en el otro ejercicio el defensa sigue al ofensivo que realiza movimientos de entrada y salida. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 3. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza combinada. Este ejercicio se realiza con carreras al 50%, con saltos a vallitas o conos, se realizan 2 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. (ejercicio 4) 20 20 (ejercicio 5) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 62 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 10 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar el dribling en movimiento con obstáculo con ambas manos. CAPACIDAD: Realizar ejercicios de lanzamientos, salto y halar para mejorar la resistencia y la fuerza en los jugadores. EDUCATIVO: Manifestar colectivismo ante las actividades de las clases. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Ejercicios de desplazamientos y pase, (ejercicio 1). Triple amenaza para pasar. Manejo del Balón: Pases y sus variantes Cazar al jugador con pases sin caminar con el balón. (ejercicio 2) P Drible: R Ejercicio bordeando obstáculos con ambas I manos. (ejercicio 3) N C I P A L 10 10 10 (ejercicio 2) Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. (ejercicio 4) 20 (ejercicio 5) 1´desc-/series F I N A L Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto. Participan: 20 alumnos m. Funcionalidad: Habilidades específicas. Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. (ejercicio 1) Técnica Defensiva: (ejercicio 4 y5) Postura Ejercicios técnicos defensivos, a través del pase 20 en pareja, siguiendo la posición correcta del defensor, en el otro ejercicio el defensa sigue al ofensivo que realiza movimientos de entrada y salida. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno 20 4. Preparación Física Objetivo: Desarrollo de la fuerza. Se realizan ejercicios de lanzamiento de la pelota medicinal de 2.5 kg, salto sobre el balón y tracción de la soga, tres ejercicios distintos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 63 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 11 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar el dribling en movimiento con obstáculo con ambas manos. CAPACIDAD: Ejecutar ejercicios de rapidez para el desarrollo de la velocidad en cada clase de entrenamientos. EDUCATIVO: Educar en los alumnos el compañerismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico trabajo de pie. (ejercicio 1) Manejo del Balón: Desde la posición de triple amenaza para pasar. (ejercicio 2) Pases y sus variantes Con dos manos, y recepción a la altura de la P cintura con dos y tres jugadores. (ejercicio 3) R Drible: I Con control visual. (ejercicio 4) N C I P A L PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto. Participan: 20 alumnos m. Funcionalidad: Habilidades específicas. Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. (ejercicio 1) (ejercicio 2) 5 10 10 (ejercicio 3) 10 Técnica Defensiva: (ejercicios 5 y 6) Ejercicios técnicos defensivos, estabilizando el ejercicio 5) cuerpo y luego desplazamiento lateral para llegar al atacante. Ejercicio de desplazamiento de frente y luego 20 defensa en zigzag defensiva. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 Preparación Física Objetivo: Velocidad Ejercicio que se inicia carrera rápida y lenta siguiendo el 20 recorrido que aparece en el gráfico. 2 series x 6 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 64 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 12 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar defensa personal buscando la estabilidad del cuerpo. CAPACIDAD: Correr durante un tiempo prolongado a un promedio de 140 a 150 pulsaciones por minutos y alternar con carreras rápidas para el mejoramiento de la resistencia aeróbica. EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. Piernas y cint. Pél Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: Amagos: Cambio de dirección y paradas. (ejercicio 1) Tiro: Ejercicio de tiro donde molesta defensivamente el jugador que pasa. (Ejercicio 2) Drible: P Con control visual (juego de Dribling). (Ejercicio R 3) I N C I P A L Técnica Defensiva: (Ejercicios 4 y 5) Postura Salto a la pelota cuidando línea de pase y luego del pase regreso a la posición. Defensa buscando estabilidad del cuerpo y desplazamiento lateral al jugador atacante. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecución de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. (Ejercicio 1) 10 15 10 (Ejercicio 2) 20 (Ejercicio 4) 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: 20 Resistencia aeróbica. Ejercicio de resistencia aeróbica, durante 5 minutos prolongados a un promedio de 130 a 140 pulsaciones por minutos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones (Ejercicio 5) 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 65 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 13 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar defensa personal evitando el corte de los jugadores centro. CAPACIDAD: Saltar desde diferentes posiciones para desarrollar los músculos de la pierna. EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. T 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Pases y sus variantes Ejercicio de pase combinados con desplazamientos. 5 (ejercicio 1) PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecución de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. ( Ejercicio 1) Drible: P R I N C I P A L Con control visual (ejercicio de dribling y desplazamientos entre tres jugadores). (Ejercicio 2) 15 ( Ejercicio 3) 10 Tiro: Ejercicio técnico de lanzarse el balón y tiro. 20 Técnica Defensiva: (Ejercicios 4 y 5) Ejercicio de defensa al jugador sin balón que entra y sale y luego el defensa defiende el mío y otro Ejercicio 4 más, que es el que dribla y regresa rápido a su posición inicial. Ejercicio defensivo evitar el corte al centro y luego recuperar ataque por la línea. 20 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 5. Preparación Física Objetivo: Fuerza 20 Fuerza (saltos) (Saltos) Ejercicio de saltos continuos al banco; el segundo ejercicio, salto a la pelota. Se realizan: 2 series x 6 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series A Reorganización del grupo. L Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. Ejercicio 5 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 66 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 14 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Pasar el balón en superioridad numérica en condiciones de juego. CAPACIDAD: Correr tramos de velocidad cortos y saltos a las vallas y conos para el desarrollo de la fuerza a la velocidad en los deportistas. EDUCATIVO: Mostrar disciplina en la actividad de desarrollo de la capacidad de fuerza a la velocidad. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecución de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. Técnica Ofensiva: (Ejercicio 1) Amagos: 10 Cambio de dirección y parada. (ejercicio 1) Pases y sus variantes Ejercicio de pase combinados con desplazamientos. 10 Pases a partir de la posición de triple amenaza. (Ejercicio 2) P Drible: R 10 Con control visual (juego de Dribling). (Ejercicio 3) I N C (Ejercicio 4) I P A L (Ejercicio 2) Técnica Defensiva: (Ejercicios 4 y 5) Ejercicio defensivo lateral por la línea, siguiendo al 20 atacante. Trabajo defensivo 2 vs1 y 3 vs 1, exigir agresividad en el defensor. 20 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno Preparación Física (Ejercicio 5) 20 Objetivo: velocidad Ejercicios de carreras en zigzag con obstáculos, a una distancia de 20 metros, carrera de velocidad con obstáculos a 10 metros cada uno, carrera y salto a las vallas 30 metros. 3 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 67 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 15 P I N I C I A L g 5 6 f g OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar defensa personal para llevar al jugador ofensivo hacia la línea. CAPACIDAD: Correr distancias prolongadas en tiempo para el mejoramiento de la resistencia aeróbica. EDUCATIVO: Manifestar colectivismo y respeto por las reglas durante el juego de baloncesto. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ Técnica Ofensiva: 10 Ejercicios de desplazamientos y parada. (ejercicio 1) Manejo del Balón: Pase y sus variantes Ejercicio la estrella, pases de pecho con dos 5 manos. La estrella. (ejercicio 2) Drible: 15 Habilidades con drible. (ejercicio 3) PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Cambio de Casa. Funcionalidad: Velocidad de reacción. Participan: 20 alumnos Los aros se encuentran distribuidos por el campo de juego. Cada alumno dentro de un aro, menos 2 o 3 niños que tratarán de tocar a los que encuentren fuera del aro cuando cambian de sitio. Dentro de los aros no se les puede tocar. No se puede estar más de 5 segundos dentro de cada aro. El alumno tocado reemplaza al cazador. (ejercicio 1) (ejercicio 2) (ejercicio 4) P R I N C I Tiro: Ejercicio técnico 4 tiros. (ejercicio 4) 10 P Técnica Defensiva: A Ejercicio técnico defensivo 1x1, exigir al defensor L 15 (ejercicio 5) agresividad. (ejercicio 5) Ejercicio técnico defensivo, llevar al jugador a la línea lateral, exigir movimientos de pìernas.(ejercicio 6) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 Preparación Física Objetivo: Resistencia aeróbica. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 140 a 150 pulsaciones por minutos, trote libre con balón 200metros y trote rápido sin balón 200metros. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 20 (ejercicio 5) 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 68 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 16 P I N I C I A L g 5 6 f g OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicios de desplazamientos y paradas por saltos, exigiendo la postura correcta. CAPACIDAD: Lanzar pelotas a distancias determinadas para el desarrollo de la fuerza. EDUCATIVO: Educar en los estudiantes cualidades de la personalidad. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Ejercicios de desplazamientos y paradas. 5 (ejercicio 1) Manejo del Balón: Pases y sus variantes Ejercicio, la estrella, pases de pecho con dos 10 manos. (ejercicio 2) Drible: 15 Habilidades con drible. (ejercicio 3) PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Cambio de Casa. Funcionalidad: Velocidad de reacción. Participan: 20 alumnos Los aros se encuentran distribuidos por el campo de juego. Cada alumno dentro de un aro, menos 2 o 3 niños que tratarán de tocar a los que encuentren fuera del aro cuando cambian de sitio. Dentro de los aros no se les puede tocar.No se puede estar más de 5 segundos dentro de cada aro. El alumno tocado reemplaza al cazador. (ejercicio 1) (ejercicio 2) (ejercicio 4) P R I N C I Tiro: P Ejercicio técnico de tiro libre y luego defender al 10 A jugador que recibe el rebote hasta medio terreno.Tiro. L (ejercicio 4) 20 (ejercicio 5) Técnica Defensiva: Ejercicio técnico defensivo con desplazamiento, buscar estabilidad del cuerpo. (ejercicio 5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 6. Preparación Física Objetivo: Fuerza, lanzamientos. Ejercicio de lanzamiento al blanco y lanzamiento con pelotas medicinales de de 2.5 kg. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 15 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 69 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 17 P I N I C I A L g 5 6 f g OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicios de desplazamientos, paradas y pase estático, exigiendo la postura correcta en las paradas por pasos. CAPACIDAD: Correr distancias cortas con rapidez para mejorar la velocidad en los deportistas. EDUCATIVO: Mostrar disciplina en la ejecución de los elementos técnicos del baloncesto. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Ejercicios de desplazamientos, parada y pase. (ejercicio 1) Manejo del Balón: Recepción: Debajo de la cintura. (ejercicio 2) Drible: Habilidades con drible. (ejercicio 3) PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Cambio de Casa. Funcionalidad: Velocidad de reacción. Participan: 20 alumnos Los aros se encuentran distribuidos por el campo de juego. Cada alumno dentro de un aro, menos 2 o 3 niños que tratarán de tocar a los que encuentren fuera del aro cuando cambian de sitio. Dentro de los aros no se les puede tocar. No se puede estar más de 5 segundos dentro de cada aro. El alumno tocado reemplaza al cazador. (ejercicio 1) 5 10 5 (ejercicio 2) (ejercicio 4) P R I N C I Tiro: 15 Ejercicio técnico desde la posición del pívot con P movimientos de pie. (ejercicio 4) A L Técnica Defensiva: Ejercicio técnico defensivo en trío, el mío y 20 otro más, salto al jugador ofensivo luego de realizar una defensa, se realiza por ambos (ejercicio 5) lados. (ejercicio 4) Juego de Baloncesto : 3 Vs 3 medio terreno 7. Preparación Física Objetivo: Velocidad En el primer ejercicio se inicia con carrera rápida de 10 metros y regreso 50% velocidad, el segundo jercicio carrera en zigzag 20 metros a máxima velocidad y en la tercera carrera rápida 20 metros SKIPPING. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 15 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 70 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 18 P I N I C I A L g 5 6 f g OBJETIVO: HABILIDAD: Realizar pases con dos manos de pecho a partir de la triple amenaza. CAPACIDAD: Correr distancias prolongadas a ritmo de 160 a 170 pulsaciones por minutos para desarrollar la resistencia aeróbica. EDUCATIVO: Mostrar disciplina y responsabilidad en la parte de la clase del trabajo de la resistencia aeróbica. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Carreras de relevos. Funcionalidad: Coordinación óculo - manual. Participan: 20 alumnos. Los niños estarán repartidos en grupos de 3 y en un espacio de 15 metros. Efectuarán carreras de relevos botando un balón con una mano mientras con la otra palmearán un globo sin que se caiga al suelo. Técnica Ofensiva: (ejercicio 1) 5 Desplazamientos, toque de líneas. (ejercicio 1) Manejo del Balón: Pases y sus variantes Con dos manos, triple amenaza para pasar. 10 (ejercicio 2 y 3) Drible: Se realiza el Dribling en todo el terreno combinado 10 con pases, haciendo la trenza, exigir el driblin con (ejercicio2) ambas manos. (ejercicio 4) 10 P R I N C I P Técnica Defensiva: (ejercicios 5 y 6) A Ejercicio técnico defensivo, el mío y otro más, L salto al jugador que lleva el dribling y luego paso a defender el pase. Ejercicio defensivo con desplazamientos y estabilidad del cuerpo con doble gardeo al lateral. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 8. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad. Ejercicio a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, trote rápido 50 metros, lento 50m, rápido 50 m, lento 50m, rápido 50 metros y lento 50 metros. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L T Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. (ejercicio 3) 20 (ejercicio 5) 15 20 (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 71 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 19 P I N I C I OBJETIVO: HABILIDAD: Realizar pases con dos manos de pecho a partir de la triple amenaza. CAPACIDAD: Saltos desde diferentes posiciones para desarrollar la fuerza. EDUCATIVO: Manifestar colectivismo y respeto por las reglas durante el juego de baloncesto. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ g 5 6 f g Técnica Ofensiva: 5 Desplazamiento diagonal. (ejercicio 1) Manejo del Balón: Recepción y pase : 15 Encima de la cintura. (ejercicios 2 y 3) Drible: Ejercicio técnico de dribling en todo el terreno 10 combinado con pases, desplazamientos y tiro al aro con defensa. (ejercicio 4) P R I N C I Técnica Defensiva: (ejercicios 5 y 6) 20 P Postura A Ejercicios técnico defensivo 1x1 en el área, el L defensa lo hará con agresividad. Ejercicio técnico defensivo, llevar al jugador a la línea lateral. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Carreras de relevos. Funcionalidad: Coordinación óculo - manual. Participan: 20 alumnos. Los niños estarán repartidos en grupos de 3 y en un espacio de 15 metros. Efectuarán carreras de relevos botando un balón con una mano mientras con la otra palmearán un globo sin que se caiga al suelo. (ejercicio1) (ejercicio2) (ejercicio35) (ejercicio 5 20 9. Preparación Física Objetivo: Fuerza de saltos Se realizan ejercicios, salto por arriba, salto pies juntos y en cuclillas, según indica la figura 20 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. (ejercicio 6 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 72 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 20 P I N I C I A g 5 6 f g OBJETIVO: HABILIDAD: Tiro de media distancia, exigir al pasador molestar después del pase. CAPACIDAD: Correr tramos cortos con la mayor rapidez para mejorar la velocidad en los deportistas. EDUCATIVO: Mostrar disciplina y compañerismo durante el juego de baloncesto. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Carreras de relevosFuncionalidad; Coordinación óculo - manual. Participan: 20 alumnos Los niños estarán repartidos en grupos de 3 y en un espacio de 15 metros. Efectuarán carreras de relevos botando un balón con una mano mientras con la otra palmearán un globo sin que se caiga al suelo. Técnica Ofensiva: (ejercicio 1) Desplazamiento diagonal. (ejercicio 1) 5 Manejo del Balón: Pases y sus variantes Ejercicio que se inicia con drible y luego pase con 10 dos manos, triple amenaza para pasar. (ejercicio 2) Drible: Se realiza el Dribling en todo el terreno combinado 10 con pases, haciendo la trenza, exigir el driblin con (ejercicio 2) ambas manos. (ejercicio 3) 10 (ejercicio 4 ) P R I N C I P Tiro: técnica de tiro, a través del ejercicio pasar y molestar. A (ejercicio 4) 20 (ejercicio 5) L Técnica Defensiva: (ejercicios 5 y 6) Ejercicios defensivos siguiendo al jugador que cota por abajo. Defensa al jugador ofensivo saliendo por atrás. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 10. Preparación Física Objetivo: Velocidad En el primer ejercicio se inicia con carrera rápida de 10 metros, Skiping 20 metros, camina 5 metros saltos con un pie 20 (ejercicio 6) 10 metros y regresa en trote lento, el segundo ejercicio es carrera en zigzag rápida en 20 metros , camina cinco metros y realiza sprint 15 metros. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 73 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 21 P I N I C I A L g 5 6 f g OBJETIVO: HABILIDAD: Tiro al aro en movimiento en bandeja con dos manos después de un dribling. CAPACIDAD: Corre distancias determinadas combinados con saltos a vallas y conos para mejorar la resistencia a la velocidad. EDUCATIVO: Mostrar disiciplina y colectivismo durante el juego. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: cazadores y liebres. 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos En un campo de juego claramente delimitado, por ejemplo una cancha de baloncesto, se forman dos grupos con igual número de componentes. Los del equipo de los " cazadores " se tienen que pasar el balón intentando matar de un pelotazo a las " liebres”. La " liebre " a la que " matan " se queda quieta. A la " liebre muerta " que le llega la pelota, se salva. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento. (ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Manejo del Balón: Ejercicio de desplazamiento a todo terreno. 10 (ejercicio 1) Pase y Recepción: Pase entre dos a todo terreno a la altura del pecho. 10 (ejercicio 2) Drible: Ejercicio de técnica del dribling, con cambio de 10 (ejercicio 2) mano. (ejercicio 3) P R I N C I P Tiro: A Ejercicio técnico de tiro en bandeja. (ejercicio 2) L Técnica Defensiva: Desplazamientos: (ejercicios 5 y 6) Postura, ejercicio defensivo sobre dos jugadores que se pasan el balón, defender con agresividad. Ejercicio para mejorar la estabilidad del cuerpo y defensa lateral. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno 11. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza Ejercicio que se inicia con carrera, se salta a los conos con pies unidos, luego salto al banco, y salto a la valla, srpint rápido 20 metros, y se repite salto a los conos, al banco y a la vallita. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L T Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 10 (ejercicio 4) (ejercicio 5) 15 15 20 3 (Ejercicio 6) Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 74 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 22 P I N I C I A L g 5 6 f g OBJETIVO: HABILIDAD: Tiro al aro desde media distancia después de un pase. CAPACIDAD: Lanzar pelotas medicinales desde diferentes posiciones para desarrollar la fuerza en los deportistas. EDUCATIVO: Mostrar disciplina y honestidad durante la impartición de la clase. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: cazadores y liebres. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos En un campo de juego claramente delimitado, por ejemplo una cancha de baloncesto, se forman dos grupos con igual número de componentes. Los del equipo de los " cazadores " se tienen que pasar el balón intentando matar de un pelotazo a las " liebres ".La " liebre " a la que " matan " se queda quieta. A la " liebre muerta " que le llega la pelota, se salva. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento. (ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Manejo del Balón: Ejercicio técnico de desplazamiento por todo el 10 terreno. (ejercicio 1) Pase y Recepción: Ejercicio técnico de pase y recepción, pase a la 10 altura del pecho. (ejercicio 2 ) 10 Drible: Ejercicio de técnica del dribling a todo terreno, con (ejercicio 2) cambio de mano. (ejercicio 3) (ejercicio 4) P R I N C I P Tiro: 10 Ejercicio técnico de tiro de diferente posiciones A con dos manos. (ejercicio 4) L 20 (ejercicio 5) Técnica Defensiva: Desplazamientos: Postura, ejercicio de estabilización del cuerpo y regreso defensivo con movimientos de piernas y brazos. Ejercicio defensivo, salto a la pelota y luego del pase regreso a la posición. (ejercicios 5 y 6) 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Fuerza 15 (Ejercicio 6) c) Ejercicios con pelotas medicinales se realiza en pareja, 4 series de 8 repeticiones cada una. 4 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 75 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 23 P I N I C I A L g 5 6 f g OBJETIVO: HABILIDAD: Ejercicio de defensa al jugador sin balón que entra y sale y luego el defensa defiende el mío y otro más. CAPACIDAD: Correr tramos medios para el desarrollo de la velocidad a la resistencia. EDUCATIVO: Manifestar colectivismo y respeto en las actividades fundamentales de la clase. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: cazadores y liebres. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos En un campo de juego claramente delimitado, por ejemplo una cancha de baloncesto, se forman dos grupos con igual número de componentes. Los del equipo de los " cazadores " se tienen que pasar el balón intentando matar de un pelotazo a las " liebres”. La " liebre " a la que " matan " se queda quieta. A la " liebre muerta " que le llega la pelota, se salva. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento. (ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Manejo del Balón: Ejercicio de desplazamiento a todo terreno. 10 (ejercicio 1) Pases y sus variantes Pase trenza medio terreno con dos manos. 10 (ejercicio 2) Drible: Ejercicio de técnica del dribling a todo terreno, con 10 (ejercicio 2) cambio de mano. (ejercicio 3) P R I N C I Técnica Defensiva: P Desplazamientos: (ejercicios 4 y 5) 10 Postura, ejercicio defensivo de salto a la pelota y A (ejercicio 4) regreso con devolución de pase a la posición. L Ejercicio de defensa al jugador sin balón que entra 10 y sale y luego el defensa defiende el mío y otro más, que es el que dribla y regresa rápido a su posición inicial. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno 20 12. Preparación Física Objetivo: Velocidad a la resistencia. El ejerciocio se inicia con carrera rápida de 200 metros, , seguido camina 20 metros, luego corre 100 metros rápido, luego camina 20 metros, seguido corre 50 metros y camina 20 metros. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 20 (ejercicio 5) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 76 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 24 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio de dribling y amago con pase atrás. CAPACIDAD: Correr y saltar sobre vallas para el desarrollo de la fuerza a la resistencia. EDUCATIVO: Demostrar perseverancia en las actividades de más esfuerzo en las activiadades de la clase. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Ciego. Funcionalidad: Fuerza Participan: 20 alumnos Un niño monta a la espalda de su compañero que hace de ciego. El ciego lleva los ojos cerrados. El que va montado indica al ciego por dónde debe ir. Las parejas que chocan son eliminadas. Se delimita previamente un espacio de juego más bien pequeño. (ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Amagos: 5 Ejercicio de dribling y amago con pase atrás. (ejercicio1) Pases y sus variantes Rueda de pase con una mano con postes fijos. 10 P (ejercicio 2) R Drible: I Habilidades con drible sin control visual a todo 10 N terreno, con ambas manos. (ejercicio 3) (ejercicio 2) C I P A L Tiro: (ejercicio 4) 10 Ejercicio técnico de tiro, corta distancia con dos manos. (ejercicio 4) Técnica Defensiva: (ejercicios 5 y 6) (ejercicio 5 ) Postura, ejercicio defensivo, evitar el corte al 10 centro y luego recuperar ataque por la línea. Ejercicios de técnica defensiva, sombra al jugador que dribla, y pasan el balón, exigir correcto 10 movimiento de las piernas y brazos. Juego: 4 vs 4 medio terreno. 13. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza Ejercicio que se inicia con carrera, se salta a las vallas, 15 luego sprint 10 metros, seguido por carrera, salto a los conos skiping, carrera rápida , carrera en zigzag, 20 (ejercicio 6) carrera rápida 10 metros, saltos a los conos y termina con una carrera a velocidad. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 77 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 25 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio defensivo, defensa al pase de dos y tres jugadores. CAPACIDAD: Lanzar y empujar pelotas medicinales para el desarrollo de la fuerza en los deportistas. EDUCATIVO: Mostrar disciplina y compañerismo en las actividaes de la clase. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Ciego. Funcionalidad: Fuerza Participan: 20 alumnos Un niño monta a la espalda de su compañero que hace de ciego. El ciego lleva los ojos cerrados. El que va montado indica al ciego por dónde debe ir. Las parejas que chocan son eliminadas. Se delimita previamente un espacio de juego más bien pequeño. Técnica Ofensiva: (ejercicio 1) Amagos: 10 Cambio de velocidad y dirección. (ejercicio1) Manejo del Balón: Pases y sus variantes 10 Pase entre dos jugadores. (ejercicio 2) P Drible: R Habilidades con drible sin control visual a todo I 10 terreno con ambas manos. (ejercicio 3) N C (ejercicio 2) I P A L Técnica Defensiva: 20 Desplazamientos: Postura, ejercicio defensivo, defensa al pase de dos (ejercicio 4 ) y tres jugadores. Ejercicio técnico defensivo, pase al jugador en área limitada, el defensa impide el pase. (ejercicios 4 y 5) Juego : 4 vs 4 medio terreno 20 14. Preparación Física Objetivo: Fuerza Se realizan ejercicios tal y como indica la figura 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series 20 (ejercicio 5) F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 78 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 26 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Tirar bajo el aro en movimiento, después de recibir un pase de pecho. CAPACIDAD: correr tramos cortos para mejorar la velocidad en los deportistas. EDUCATIVO: Manifestar colectivismo y respeto por las reglas en el juego de baloncesto. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Ciego. Funcionalidad: Fuerza Participan: 20 alumnos Un niño monta a la espalda de su compañero que hace de ciego. El ciego lleva los ojos cerrados. El que va montado indica al ciego por donde debe ir. Las parejas que chocan son eliminadas. Se delimita previamente un espacio de juego más bien pequeño. (ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Amagos: 5 Cambio de velocidad y dirección. (ejercicio1) Pases y sus variantes Ejercicio de pase y desplazamientos. (ejercicio 2) 10 Drible: P Habilidades con drible sin control visual a todo R 5 terreno con ambas manos. (ejercicio 3) I N (ejercicio 2) C I P A L (ejercicio 4) Tiro: Ejercicio técnico de tiro en bandeja con dos manos. (ejercicio 4) Técnica Defensiva: Desplazamientos: Postura, ejercicio defensivo, el defensa presiona a su jugador y rápidamente cambia cuando trata de penetrar el otro ofensivo. Ejercicio técnico defensivo, el jugador ofensivo recibe y tira, el defensa bloquea el tiro y va la rebote. (ejercicios 5 y 6) Juego: 4 vs 4 medio terreno Preparación Fisica Objetivo: Velocidad En el primer ejercicio se inicia con carrera rápida de 10 metros, Skiping 20 metros, camina 5 metros, saltos con un pie 10 metros y regresa en trote lento, el segundo ejercicio es carrera en zigzag rápida en 20 metros, camina cinco metros y realiza sprint 15 metros. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 15 (ejercicio 5 ) 10 10 15 20 (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 79 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 27 P I N I C I A L P R I N C I P A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio con amagos, cambios de ritmo con obstáculo ante un defensor. CAPACIDAD: Correr tramos medios para mejorar la resistencia a la velocidad en los deportistas. EDUCATIVO: Educar cualidades de la personalidad. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Amagos: Cambio de ritmos y dirección con obstáculo. (ejercicio 1) Manejo del Balón: Recepción: Por encima de la cabeza en desplazamiento. (Ejercicio 2) Drible: Habilidades con drible sin control visual. (Ejercicio 3) Tiro: Ejercicio combinado de tiro con pases y desplazamientos. (Ejercicio 3) PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego, Círculo que lucha. Funcionalidad: Fuerza Participan: 20 alumnos Los participantes están cogidos de la mano, en círculo, con un aro en medio. Tirando de los brazos y evitando tocar el aro tienen que conseguir que los compañeros de juego lo pisen. (Ejercicio 1) 5 10 10 (Ejercicio 2) (Ejercicio 4) 10 Ejercicio 5) Técnica Defensiva:( 5 y 6 ) Postura, ejercicio de defensa, los ofensivos mueven el balón para hacerlo llegar a su 10 compañero en un área limitada, el defensa presiona para evitar el pase. 10 Ejercicio de estabilización defensiva. Juego: 4 vs 4 medio terreno 15 15. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta 20 (Ejercicio 6) la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 80 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 28 P I N I C I OBJETIVO: HABILIDAD: Pase de pecho con dos manos, partiendo de la posición de triple amenaza. CAPACIDAD: Empujar y trabajar con pelotas medicinales para el mejoramiento de la fuerza en los deportistas.Mejorar la rapidez mediante ejercicios especiales. EDUCATIVO: Mostrar disciplina ante las actividades fundamentales de la clase. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego, Círculo que lucha. Funcionalidad: Fuerza Participan: 20 alumnos Los participantes están cogidos de la mano, en círculo, con un aro en medio.Tirando de los brazos y evitando tocar el aro, tienen que conseguir que los compañeros de juego lo pisen. (Ejercicio 1) 5´ Técnica Ofensiva: Desplazamientos a todo terreno. (ejercicio 1) 5 Manejo del Balón: Recepcion Con dos manos a la altura del pecho. (Ejercicio 10 2) P Drible: 10 R Habilidades con drible sin control visual. I (Ejercicio 2 ) (Ejercicio 3) N C I P A L (Ejercicio 4) 10 Tiro: Lanzarse el balón el mismo jugador, recibir y tiro al aro. (Ejercicio 4) (Ejercicio 5 ) Técnica Defensiva: Desplazamientos: 10 Postura, ejercicio técnico defensivo de entrar y salir cuidando la línea de pase y regreso a su posición al alejarse el balón. 10 Ejercicio de defensa estabilizando el cuerpo y doble defensa lateral. (Ejercicios 5 y 6 ) Juego: 4 vs 4 medio terreno. 16. Preparación Física Objetivo: Fuerza Se realizan ejercicios tal y como indica la figura 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 15 20 (Ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 81 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 29 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Tiro al aro desde diferentes posiciones después de un pase. CAPACIDAD: Correr tramos intermedios a un 70% de velocidad para el desarrollo de la resistencia a la velocidad. EDUCATIVO: Manifestar compañerismo y colectivismo a través del juego de baloncesto. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego, Círculo que Lucha. Funcionalidad: Fuerza Participan: 20 alumnos Los participantes están cogidos de la mano, en círculo, con un aro en medio. Tirando de los brazos y evitando tocar el aro tienen que conseguir que los compañeros de juego lo pisen. Técnica Ofensiva: (Ejercicio 1) Amagos: 5 Cambio de ritmos y dirección. (ejercicio 1) Manejo del Balón: 10 Pases y sus variantes Pase rueda con dos manos. (Ejercicio 2) P Drible: R Habilidades con drible sin control visual. 5 I (Ejercicio 3) (Ejercicio 2 ) N C I P A L (Ejercicio 4) Tiro: ejercicio técnico, 4 tiros desde diferentes posiciones. 10 (Ejercicio 4) Técnica Defensiva: (Ejercicio 5 ) Desplazamientos: 10 Postura, ejercicio de defensa estabilizando el cuerpo y doble defensa lateral. 10 Ejercicio técnico 1x1. ( Ejercicios 5 y 6 ) Juego: 4 vs 4 medio terreno. 17. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 20 20 (Ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 82 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar defensa personal al jugador que corta por la línea de fondo. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Lanzar objetos para desarrollar la fuerza en los deportistas. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar cualidades básicas en la personalidad. Clase: 30 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, Balón contacto, orientado al balón. Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio 5´ Material: un balón Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: (ejercicio1) Técnica de los desplazamientos Postura. 5 Carrera de frente (Juego de ejercicio de relevo en pareja). (ejercicio 1) Amagos: 10 Cambio de dirección entre aros. (ejercicio2) Pases y sus variantes Pases con dos manos con desplazamientos rápidos y 10 (ejercicio2) paradas. (ejercicio3) Drible: 10 Con control visual. (ejercicio4 ) (ejercicio3) (ejercicio5) Técnica Defensiva: Ejercicios defensivos llevar al ofensivo a la línea 10 lateral. Ejercicio defensivo, seguir el corte por abajo del aro. 10 (ejercicios 5 y 6) 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 18. Preparación Física Objetivo: Fuerza. Lanzamientos. Se realizan ejercicios tal y como indica la figura, lanzamientos al cesto y a los bolos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 20 (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 83 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar amago con cambio de dirección ante un defensa. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad con ejercicios especiales. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Formar cualidades básicas en la personalidad. Clase: 31 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, Balón contacto, orientado al balón. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Postura. Carrera de frente (Juego de ejercicio de relevo en pareja). (ejercicio 1) Amagos: Cambio de dirección. (ejercicio2) Pases y sus variantes Pases con dos manos, con desplazamientos y paradas. (ejercicio3) Drible: Con control visual. (ejercicio4) Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio. 5´ Material: un balón Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. (ejercicio1) 5 10 10 (ejercicio2) (ejercicio3) 10 (ejercicio 5) Técnica Defensiva: Postura 10 Ejercicios defensivos saliendo por atrás Ejercicio defensivo, los dos jugadores sobre la línea lateral de la zona de frente al pasador con manos 10 extendidas, el que recibe ataca y el otro defiende. (ejercicios 5 y 6) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno 15 Preparación Física (ejercicio 6) Objetivo: Velocidad El priner ejercicio se inicia con carreras rápidas 20 metros desde la posición de sentado, parado y acostado, el regreso se realiza a trote lento; el segundo ejercicio se realiza a máxima 20 velocidad en zigzag a una distancia de 30 metros, se regresa 5 metros caminando y sprint rápido 10 metros. F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 84 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Tiro en bandeja en movimiento después de burlar al defensa y recibir el pase. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad con ejercicios especiales. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Formar cualidades básicas en la personalidad. Clase: 32 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, balón contacto, orientado al balón. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Postura. Carrera de frente (Juego de ejercicio de relevo en pareja). (ejercicio 1) Amagos: Cambio de dirección entre aros. (ejercicio2) P Drible: R Combinado, con pases, desplazamientos y tiro al aro. I (ejercicio 3) N C I P A L I N I C I A L Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio 5´ Material: un balón Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. (ejercicio1) 5 10 10 (ejercicio2) (ejercicio4) (ejercicio 5) Tiro: Ejercicios técnicos de tiro en pareja 5 en cada aro. (ejercicio4) Técnica Defensiva: Ejercicios defensivos al pívot saliendo por atrás Ejercicio técnico defensivo sobre jugadores en dúos o tríos que realizan pases. (ejercicios 5 y 6) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 10 10 10 20 19. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 15 3 (ejercicio 6) Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 85 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M H.ABILIDAD: Familiarizar a los alumnos con las técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 33 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Ejercicios de sombra fintas y amagos. (Ejercicio 1) Pase y Recepción: Ejercicio la estrella, pase arriba de la cintura, combinado con driblin y pases. (Ejercicio 2) P Drible: R Con control visual y habilidades. (Ejercicio 3) I ejercicio el gato y el ratón. N C I P A L Tiro: Ejercicio técnico del tiro combinado con pasar y molestar. Técnica Defensiva: (Ejercicios 5 y 6) Ejercicio de estabilización del cuerpo y defensa al dribling lateral. Ejercicio de estabilización del cuerpo y regreso defensivo con movimientos de piernas y brazos. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno Preparación Física Objetivo: Desarrollo de la fuerza. Se realizan ejercicios de lanzamiento de la pelota medicinal de 2.5 kg,, salto sobre el balón y tracción de la soga. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (Ejercicio 1) 10 10 10 (Ejercicio 2) (Ejercicio 4) 10 (ejercicio 5) 10 10 15 15 (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 86 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Tiro en movimiento en bandeja tras molestar pasivamente al defensor. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 34 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Ejercicios, cambio de dirección, parada y pase en desplazaientos. (Ejercicio 1) Pases y sus variantes Con dos manos, pívot y pases. (Ejercicio 2) P Drible: R Con control visual y habilidades, combinado con I desplazamientos y tiro al aro. (Ejercicio 4) N C I P A L Tiro: Ejercicio técnico de tiro con dribling y desplazamientos. Técnica Defensiva: (Ejercicios 5 y 6) Salto a la pelota y luego del pase regreso a la posición. Ejercicio técnico defensivo, salto a la pelota según la dirección del pase y luego cuando se aleja el balón vuelve a su posición. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno 20. Preparación Física Objetivo: velocidad a la resistencia. Ejercicio de carrera rápida 15 metros, luego skiping 20 metros, seguidos saltos con dos pies, 10 metros y regreso en trote lento; el segundo ejercicio, carrera rápida en zigzag 20 metros, camina 5 metros y sprint 10metros. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (Ejercicio 1) 5 10 10 (Ejercicio 2) 10 (Ejercicio 3) (ejercicio 5) 10 10 15 20 (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 87 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Unidad: Técnica Dep: Baloncesto Clase: 35 OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio de defensa al jugador sin balón que entra y sale y luego defiende el mío y otro más. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. P I N I C I A L HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Ejercicios de sombra fintas y amagos. (Ejercicio 1) Pase y Recepción: Arriba de la cintura, combinado con pases. (Ejercicio 2) P Drible: R Con control visual y habilidades. (Ejercicicio 3) I N C I P A L T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (Ejercicio 1) 5 10 10 (Ejercicio 2) (Ejercicio 4) Tiro: Ejercicio técnico de tiro en bandeja combinado con 10 dribling. Técnica Defensiva: (Ejercicios 5 y 6) (ejercicio 5) Ejercicio de defensa al jugador sin balón que entra 10 y sale y luego el defensa defiende el mío y otro más, que es el que dribla y regresa rápido a su posición inicial demostrando estabilidad del 10 cuerpo. Ejercicio defensivo, evitar el corte al centro y luego recuperar ataque por la línea. 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno 20 21. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 88 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 36 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio de desplazamientos y paradas y pase a partir de la posición de triple amenaza. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto. Funcionalidad: Habilidades específicas Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. (Ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Ejercicios de desplazamientos y paradas, triple 10 amenaza para pasar y paradas. (Ejercicio 1) Pases y sus variantes Con dos manos, y recepción a la altura de la 10 cintura con cuatro jugadores. (Ejercicio 2) Drible: P 10 Con control visual. (Ejercicio 3) R (Ejercicio 2) I N C I P A L Tiro: 10 Ejercicio técnico de tiro a partir del tiro libre, luego realiza defensa al jugador que recibe el rebote y lo presiona hasta el medio campo. (ejercicio 5) Técnica Defensiva: (Ejercicios 5 y 6) Ejercicios técnicos defensivos lateral, siguiendo 20 al jugador que dribla, con relevo de su compañero. Ejercicio defensivo a dos o tres jugadores que se pasan el balón, tratar de interceptarlo con agresividad. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 22. Preparación Física Objetivo: fuerza Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. En el primer ejercicio es halar palos o sogas con las dos manos, y en el segundo ejercicio, halar soga por las cuatro esquinas y tratar de tocar el cono u objeto señalado. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones (Ejercicio 4) 15 (ejercicio 6) 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 89 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 37 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicios de desplazamientos y parada por pasos, exigiendo la postura correcta. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contactoFuncionalidad: Habilidades específicas Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. (Ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Ejercicios de desplazamientos y paradas. (Ejercicio 1) 10 Manejo del Balón: Ejercicio combinado tecnica ofensiva Ejercicio técnico ofensivo combinado de 10 desplazamientos, pases recepción dribling y tiro. P (Ejercicio 2) R Drible: I 10 (Ejercicio 2) Con control visual. (Ejercicio 3) N C I P A L 20 Técnica Defensiva: (Ejercicios 4 y 5) Ejercicios técnicos defensivos, el defensor evita en un área reducida que el ofensivo reciba el pase. Ejercicio técnico defensivo marcar al jugador 1x 1. 20 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno (ejercicio 4) 23. Preparación Física Objetivo: fuerza El primer ejercicio se inicia con carrera en zigzag, 20 metros, camina 10 metros y sprint rápido 10 metros, luego 20 realiza skiping 10 metros, el segundo ejercicio realiza (ejercicio 5) sprint rápido de 10 metros, camina 10 metros y sprint 10 metros regresa caminando. F I N A L Reorganización del grupo Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 90 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 38 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio técnico en el trabajo de pie, para movimientos de pívot. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contactoFuncionalidad: Habilidades específicas Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. (Ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Postura. Ejercicios técnicos, trabajo de pie. (Ejercicio 1) 10 Manejo del Balón: Ejercicio técnico de pase, y tiro combinado. El ejercicio se realiza con explosividad y precisión en la canasta en bandeja, se continúa 10 P por el lado contrario. (Ejercicio 3) (Ejercicio 2) R Drible: control visual, habilidades con trabajo por las I líneas laterales y de fondo. (Ejercicio 4) 10 N C I P A L Técnica Defensiva: (Ejercicios 5 y 6) Ejercicios técnicos defensivos, el jugador 20 ofensivo recibe el pase y tira al aro el defensivo bloque y va al rebote. Ejercicio de tres jugadores pasándose el balón y el defensor tratará de interceptarlo con movimientos agresivos. (ejercicio 5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 24. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 20 (ejercicio 6) 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 91 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 39 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicios técnicos defensivos de estabilización del cuerpo, exigiendo la correcta postura en general del cuerpo. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediante ejercicios especiales. EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo del colectivismo a través de los ejercicios. HABILIDADES T Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, 5´ cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ Técnica Ofensiva: Ejercicio de desplazamientos y Paradas: 10 Por pasos (Ejercicio 1) Pases y sus variantes y Recepción: Pase con una mano por encima de la cintura. 10 (Ejercicio 2) P Drible: R Habilidades con drible sin control visual 10 I (Ejercicio 3) N C I P A L PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos Un niño persigue a cualquier otro participante. Si alguien del grupo pasa por el medio entre el perseguidor y el perseguido, " corta el hilo " y será, ahora, el perseguido. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Cortar el Hilo.Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento. (ejercicio 1) (Ejercicio 2) Tiros al aro: 10 Tiro entrada al aro en bandeja combinado con (ejercicio 4) dribling y pases.(Ejercicio 4) Apoderamiento del balón: 5 Tumbar el balón. (Ejercicio 6) Técnica Defensiva: Desplazamientos: 15 Postura Ejercicio técnico defensivo de estabilidad del cuerpo, exigir la posición de las piernas y los brazos cuando se hace la parada. (Ejercicio 7) Juego : 4 vs 4 medio terreno 15 25. Preparación Física Objetivo: Fuerza de salto Se realizan ejercicios tal y como indica la figura el primero salta al banco de un lado a otro, el segundo ejercicio es un juego de relevo entre equipos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones (Ejercicio 7) 15 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 92 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Realizar pase directo e indirecto con dos manos mediante rueda de pases. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 40 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: Brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Cambio de dirección y paradas. (ejercicio 1) Pases y sus variantes y Recepción: Con dos manos, ejercicios de ruedas de pases. (ejercicio 2) P Drible: R Con control visual utilizando ambas manos. I (ejercicio 3) N C I P A L 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 1) 5 10 10 5 (ejercicio 2) Técnica Defensiva: (ejercicios 4 y 5) Ejercicios defensivos aplicando estabilidad del 20 (ejercicio 4 ) cuerpo. El segundo ejercicio, estabilidad del cuerpo con desplazamientos laterales al pase. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 20 Preparación Física Objetivo: Velocidad El primer ejercicio corre 20 metros skiping, y 15 metros sprint rápido, regresa caminando, el segundo ejercicio se invierte corre 20 metros skiping y 15 sprint rápido. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 20 1´desc-/series (ejercicio 5) F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 93 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Tiro en movimiento en bandeja después de desplazamientos y pases. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 41 T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. P HABILIDADES I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Cambio de dirección. (ejercicio 1) Drible: Con control visual utilizando ambas manos. (ejercicio 2) P R I N C I P A L Tiro: Ejercicio técnico combinado de tiro, dribling y pases. (ejercicio 3 ) Técnica Defensiva: (ejercicios 4 y 5) Ejercicio defensivo con desplazamientos y estabilidad del cuerpo con doble gardeo al lateral. Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 2-2-1, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador según la direccion de la pelota r Ejercicio, (6). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 26. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, trote rápido 50 metros, lento 50m, rápido 50 m, lento 50m, rápido 50 metros y lento 50 metros. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 1) 5 10 10 (ejercicio 3) 10 20 (ejercicio 6) 20 15 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 94 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicio defensivo siguiendo al jugador que corta por la línea de fondo. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 42 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: Brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Postura. Carrera de frente Amagos: Cambio de dirección, paradas y recepción, (ejercicio 1). Demarcase: Ejercicio técnico de desmarcarse para recibir en un lugar libre, (ejercicio 2). Drible: Con control visual utilizando ambas manos. (ejercicio 3) 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 1) 10 10 10 (ejercicio 2) 10 (ejercicio 4) Técnica Defensiva: (ejercicios 4 y 5) Ejercicios defensivos siguiendo el corte por abajo del 20 aro. Ejercicio técnico saliendo a la defensa por atrás del jugador ofensivo. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 27. Preparación Física Objetivo: Fuerza (transportar) Se realizan ejercicios tal y como indica la figura, como se aprecia son 5 ejercicios, siempre se hará en forma competitiva y en equipos. 15 (ejercicio 5) 2 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 95 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 43 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio defensivo dirigido a elevar la agresividad e intercepción hacia el balón. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES T Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, 5´ cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ Técnica Ofensiva: Manejo del Balón: Ejercicios de desplazamientos y pase a partir de 10 triple amenaza. (ejercicio 1) Desmarcarse: Ejercicio técnico para desmarcarse y recibir en un 10 lugar libre. (ejercicio 2) P Drible: R Con control visual utilizando ambas manos. I 10 (ejercicio 3) N C I P A 20 L Tiro: Ejercicio de tiro, pasar y molestar. (ejercicio 4) Técnica Defensiva: Ejercicio técnico defensivo de entrar y salir cuidando la línea de pase y regreso a su posición al alejarse el balón. (ejercicio 5) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 1- 2-1-1, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la direccion de 20 la pelota. Ejercicio, (6). 20 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Velocidad El primer ejercicio corre 20 metros sprint, y 15 metros skipping rápido, regresa caminando, el segundo ejercicio se invierte corre 20 metros skiping y 15 sprint rápido. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Funcionalidad: Habilidades específicas (ejercicio 1) (ejercicio 2) (ejercicio 4) (ejercicio 5) Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 96 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 44 P I N I C I A L P R I N C I P A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar trabajo defensivo con estabilización del cuerpo y desplazamiento defensivo lateral al jugador que dribla. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contactoParticipan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Funcionalidad: Habilidades específicas. (ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Manejo del Balón: Ejercicios de desplazamientos y paradas y 10 triple amenaza, para pasar. (ejercicio 1) Pases dribling y tiro Ejercicio técnico combinado, exigir correcto movimiento del tiro libre, el jugador que lo realiza luego defiende al que recibe el rebote. 10 (ejercicio 2) (ejercicio 2) Drible: Con control visual utilizando ambas manos. 10 (ejercicio 3) (ejercicio 4) Técnica Defensiva. (ejercicios 4 y 5) Ejercicios técnicos defensivos, ejercicio de estabilización del cuerpo y defensa al dribling 20 lateral. Ejercicio de estabilización del cuerpo y regreso defensivo con movimientos de piernas y brazos. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno 20 28. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza Ejercicio que inicia con carrera, salto a los conos con pies unidos, luego salto al banco, y salto a la valla, srpint rápido 20 metros, y se repite salto a los conos, al banco y a la 20 vallita. (ejercicio 5) 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 97 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 45 P OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicios técnicos defensivos, salto a la pelota y luego del pase regreso a la posición inicial. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Funcionalidad: Habilidades específicas Técnica Ofensiva: Manejo del Balón: Ejercicios de desplazamientos y paradas y triple amenaza, para pasar. (ejercicio 1) Pases dribling y tiro Ejercicio técnico combinado, exigir correcto movimiento del tiro en bandeja. (ejercicio 2) P Drible: R Juego de dribling combinado , con tiro al aro I (ejercicio 4) N C I P A L I N I C I A L T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. (ejercicio 1) 10 10 (ejercicio 2) 10 Técnica Defensiva: Ejercicios técnicos defensivos, salto a la pelota y 10 ejercicio 4) luego del pase regreso a la posición. Ejercicio de defensa al pívot saliendo desde 10 atrás. (ejercicios 4 y 5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 20 29. Preparación Física Objetivo: Fuerza (halar) Se realizan ejercicios tal y como indica la figura el primero halar en pareja, el segundo ejercicio es un juego de halar la soga de relevo entre equipos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 20 ejercicio 5) 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 98 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnico – táctico Clase: 46 P OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio defensivo al jugador sin balón que entra y sale y luego el defensa defiende el mío y otro más. Familiarizar a los alumnos con la técnica de los amagos mediante ejercicios especiales. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: Desplazamientos: Medio terreno. (Ejercicio 1) Ejercicios combinados con dribling, pase y defensa y tiro. Este ejercicio se realiza con dribling bordeando la línea de tres seguido por un defensa pasivo, luego del pase al lateral, los dos corren y el que reciba el pase ataca al aro, el otro defiende. (Ejercicio 2) P Drible: R Ejercicio técnico de driblin bordeando obstáculos y I habilidades con la pelota, realizando la actividad N según el gráfico. (Ejercicio 3) C I P A L I N I C I A L T 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecución de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. (Ejercicio 1) 5 10 10 (Ejercicio 2) Técnica Defensiva: Ejercicio defensivo evitar el corte al centro y luego 10 recuperar ataque por la línea. (Ejercicio 4 ) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 2-2-1, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador según la dirección de la pelota. 15 Ejercicio (5) 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 30. Preparación Física 31. Preparación Física Objetivo: Fuerza de salto Se realizan ejercicios tal y como indica la figura, el primero, salto al cajón en profundidad, el segundo ejercicio, salto a la pelota con dos pies de frente. PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Ejercicio 4) 20 Ejercicio (5) 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 99 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar el ejercicio combinado que se realiza con movimientos de dribling, desplazamientos, Dep: Baloncesto defensa, pase y tiro al aro en bandeja. Unid: Técnico CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 47 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: Desplazamientos: Medio terreno, (Ejercicio 1). Ejercicio combinados con dribling pívot y pase. Este ejercicio se realiza con movimientos de dribling, defensa, pase y luego desplazamientos con pase y ataque al aro. (Ejercicio 2) Drible: P Ejercicio de velocidad, en equipo parten, bordean R la línea de tres puntos todos a la voz de mando d el I profesor, realizando la actividad según el gráfico. N (Ejercicio 3) C I P A L I N I C I A L 5´ 5´ (Ejercicio 1) 10 10 (Ejercicio 2) 10 Técnica Defensiva: Ejercicios de técnica defensiva sombra al jugador que dribla, y pasan el balón, exigir los movimientos defensivos correctos de las piernas y brazos.( Ejercicio 4) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 2-2-1, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador según la dirección de la pelota. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Resistencia aeróbica. Este ejercicio se realiza con carrera alterna, caminando rápido, carrera lenta y carrera rápida, a un ritmo de 150 pulsaciones por minutos, 2 series x 6 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecución de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. (Ejercicio 4) 10 10 20 (Ejercicio 5) 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 100 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicios de técnica defensiva de estabilización del cuerpo. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Unid: Técnico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. táctico Clase: 48 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: Ejercicios de desplazamientos toque de líneas. (ejercicio 1) Manejo del Balón: Pases y sus variantes (trensa) Con dos manos, y recepción a la altura de la cintura con dos y tres jugadores. (ejercicio 2) P Drible: R Con control visual. (ejercicio 3) I N C I P A L I N I C I A L Técnica Defensiva: (ejercicio 4 ) Ejercicio técnico defensivo de entrar y salir cuidando la línea de pase y regreso a su posición al alejarse el balón. Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 2-3, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador según la dirección de la pelota Ejercicio (5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 32. Preparación Física Objetivo: Fuerza Lanzamientos Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. El premier ejercicio, lanzamiento desde cuclilla hacia el frente y arriba y luego desde cuclilla hacia arriba y atrás, el segundo con apoyo de un banco y lanzamiento hacia arriba y al frente y el tercero desde cuclilla y hacia arriba. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecución de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. (ejercicio 1) 10 10 10 (ejercicio 2) 10 (ejercicio4) 10 20 20 (ejercicio 5) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 101 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicios de desmarque entre dos jugadores después tiro al aro en movimiento. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediante ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo de la honestidad dentro del colectivo. táctico Clase: 49 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: El niño Torre.Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: Desmarcarse Trabajo en dúo, uno a la defensa y otro a la ofensiva (Ejercicios 1 y 2). Pases y Dribling combinados: Ejercicios de pase y recepción parada y dribling, exigir rapidez en el ejercicio. (Ejercicios 3). P R I N C I P A Tiros al aro: Lanzarse el balón y tiro. L Ejercicio 4 tiros. Ejercicio para trabajar por parejas, tiro en situación cercana a partida por el aumento de la frecuencia cardíaca en el momento de tiro, además de trabajar las paradas y encarar el aro. (Ejercicio 4) Técnica Defensiva: Desplazamientos: Ejercicios técnica defensiva para la estabilidad del defensa que busca al ofensivo en una acción de desbalance, y luego doble gardeo. (Ejercicio 5) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 2-3, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador según la direccion de la pelota Ejercicio (6) Juego con tareas. 33. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza Ejercicio que se inicia con carrera, salto a las vallas, luego sprint 10 metros, seguido por carrera, salto a los conos skiping, carrera rápida , carrera en zigzag, carrera rápida 10 metros, saltos a los conos y termina con una carrera a velocidad. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves.Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos En el espacio de juego se marca una línea paralela a cada línea de fondo, a cuatro metros de distancia. Este espacio no debe ser traspasado por ningún participante. Cada equipo designa un "niño-torre" que se sitúa fuera de la línea de fondo. Los jugadores del mismo equipo se pasarán el balón hasta llegar a encestar en el aro que portará el "niño-torre". Este se podrá mover a lo largo de la línea de fondo colaborando para encestar los lanzamientos de sus compañeros. (Ejercicios 1). (Ejercicios 2). 20 5 (Ejercicios4). . 5 10 (Ejercicio 5) 15 15 20 3 (Ejercicio 6) Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 102 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicio de trío con balón lanzado por el propio jugador y luego tiro al aro de media Dep: Baloncesto distancia con dos manos. Unid: Técnico – CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediante ejercicios especiales. táctico EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo de la honestidad dentro del colectivo. Clase: 50 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: El niño Torre. Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: Desmarcarse Trabajo en dúo, uno a la defensa y otro a la ofensiva. (Ejercicio 1) Dribling: Ejercicio técnico de dribling con obstáculos. (Ejercicio 2) P R I N C Tiros al aro: Lanzarse el balón y tiro I Cada jugador con un balón. Se lanza el balón hacia P adelante y tras un bote debe cogerlo parando en un A tiempo y debe tirar a canasta. (Ejercicio 3) L Ejercicio 4 tiros Ejercicio para trabajar por parejas, tiro en situación cercana a partida por el aumento de la frecuencia cardíaca en el momento de tiro, además de trabajar las paradas y encarar el aro. (Ejercicio 4) Técnica Defensiva: Desplazamientos: Ejercicios técnica defensiva evitar el corte por abajo del aro. (Ejercicio 5) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 1-2-2, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador según la direccion de la pelota Ejercicio, (6). Juego : 4 vs 4 medio terreno 34. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza Ejercicio que se inicia con carrera, salto a las vallas, luego sprint 10 metros, seguido por carrera salto a los conos skiping, carrera rápida , carrera en zigzag, carrera rápida 10 metros, saltos a los conos y termina con una carrera a velocidad. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes. suaves.Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos En el espacio de juego se marca una línea paralela a cada línea de fondo, a cuatro metros de distancia. Este espacio no debe ser traspasado por ningún participante. Cada equipo designa un "niño-torre" que se sitúa fuera de la línea de fondo. Los jugadores del mismo equipo se pasarán el balón hasta llegar a encestar en el aro que portará el "niño-torre". Este se podrá mover a lo largo de la línea de fondo colaborando para encestar los lanzamientos de sus compañeros. (Ejercicios 1). 10 10 10 (Ejercicios 3). (Ejercicios 4). 10 10 (Ejercicio57) 10 15 20 3 (Ejercicio 6) Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 103 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Exigir la correcta posición y postura en la parada por pasos. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediante ejercicios especiales. Unid: Técnico – EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo de la honestidad dentro del colectivo. táctico Clase: 51 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: El niño Torre. Funcionalidad: Habilidades específicas. 5´ 5´ ´ Técnica Ofensiva: Desmarcarse Trabajo en trío, desplazarse para recibir pase y tirar 15 al aro. (Ejercicios 1 y 2) Pases y Dribling combinados: Ejercicios de pase y recepción parada y dribling, 5 exigir rapidez en el ejercicio. (Ejercicio 3) P R I N C I P A L Tiros al aro: Lanzarse el balón y tiro Ejercicio de tiro, pasar y molestar. (Ejercicio 4). Ejercicio de pase y tiro en bandeja. (Ejercicio 5). Técnica Defensiva: Desplazamientos: Ejercicios técnica defensiva de salto a la pelota y el mío y otro más. Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 1-3-1, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador según la dirección de la pelota Ejercicio (5) Juego: 4 vs 4 medio terreno. 35. Preparación Física Objetivo: Fuerza de salto Se realizan ejercicios tal y como indica la figura en el primer ejercicio, salto al cajón en profundidad, y en el segundo, salto a las vallas. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones (Ejercicios 4). Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes.suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. (Ejercicios 5). 5 5 10 (Ejercicio 6) 15 15 20 Ejercicio 7) 1´desc-/series F I N A L Participan: 20 alumnos En el espacio de juego se marca una línea paralela a cada línea de fondo, a cuatro metros de distancia. Este espacio no debe ser traspasado por ningún participante. Cada equipo designa un "niño-torre" que se sitúa fuera de la línea de fondo. Los jugadores del mismo equipo se pasarán el balón hasta llegar a encestar en el aro que portará el "niño-torre". Este se podrá mover a lo largo de la línea de fondo colaborando para encestar los lanzamientos de sus compañeros. (Ejercicios 1). (Ejercicios 2). 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 104 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar la postura y la carrera normal de frente, mediante movimientos de pie. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Correr de forma continua con ritmo moderado tocando línea a un ritmo de 140 a 150 táctico pulsaciones por minutos para el mejoramiento de la resistencia de media duración. EDUCATIVO: Demostrar perseverancia durante las actividades de resistencia aeróbica en la clase. Dep: Baloncesto Clase: 52 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Postura, movimientos de pie. (Ejercicio 1) Amagos: Cambio de dirección y parada. (Ejercicio 2) Pases y sus variantes: Recepción: Pase y desplazamientos con dos manos. (Ejercicio 3) Tiro En bandeja cerca del aro. (Ejercicio 4) Drible: Con control visual. (Ejercicio 5) Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto, orientado al balón. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio. Material: un balón 5´ Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. (Ejercicio 1) (Ejercicio 2) 5 5 10 10 (Ejercicio 3) (Ejercicio 4) 5 (Ejercicio 6) Técnica Defensiva: (Ejercicios 6 y 7) Ejercicios defensivos aplicando estabilidad del cuerpo. Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 1-3-1, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la direccion de la pelota. Ejercicio, (5). Juego de pases: Baloncesto 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Resistencia aeróbica. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 140 a 150 pulsaciones por minutos, 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase. Pase de lista. Despedida. 10 10 15 20 (Ejercicio 7) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 105 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar la postura y la carrera normal de frente, mediante movimientos de pie. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Saltar obstáculos para el desarrollo de la resistencia a la fuerza a través de los saltos. táctico EDUCATIVO: Mostrar disciplina durante la actividad de la clase. Dep: Baloncesto Clase: 53 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. Piernas y cint. Pél. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Ejercicio técnico, movimientos de pie. (Ejercicio 1) Pases y sus variantes y Recepción: Con una y dos manos. (Ejercicio 2) Tiro: P Tiro con dos manos desde diferentes R posiciones. (Ejercicio 3) I Drible: N Con control visual. (Ejercicio 4) C I P A L Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto, orientado al balón. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio. Material: un balón 5´ Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. (Ejercicio 1) 5 10 10 10 (Ejercicio 2) (Ejercicio 3) Técnica Defensiva: (Ejercicios 5 y 6) (Ejercicio 5) Postura Ejercicios defensivos aplicando estabilidad del 10 cuerpo. Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 2-1-2, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar 10 movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio, (5). 20 Juego de pases Baloncesto 3 Vs 3 medio terreno 36. Preparación Física Objetivo: Fuerza al salto. 15 El primer ejercicio (Saltos) Ejercicio de saltos continuos al banco, el segundo ejercicio es saltar por arriba, la pelota hacia adelante y hacia atrás, se realizan (Ejercicio 6) 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 106 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matric: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Realizar el pase de pecho con dos manos a partir de la posición de triple amenaza. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Correr tramos de velocidad y salto a las vallas para desarrollar la velocidad a la fuerza. táctica EDUCATIVO: Mostrar el compañerismo a través de las actividades de las clases. Dep: Baloncesto Clase: 54 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac, cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. Piernas y cint. Pél. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Ejercicio de sombra con cambio de dirección. (Ejercicio 1) Pases y sus variantes y Recepción: Con una y dos manos. (Ejercicio 2) P Tiro: Ejercico de pase y tiro con dos manos, estático. R (Ejercicio 3) I Drible: N Con control visual. (Ejercicio 4) C I P A L Técnica Defensiva: (Ejercicios 5 y 6) Ejercicio técnico defensivo de entrar y salir cuidando la línea de pase y regreso a su posición al alejarse el balón. Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 2-1-2, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio, (6). Juego de pases Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: velocidad fuerza. El ejercicio se inicia con una carrera de 10 metros, luego salto a las vallas, + carrear 10 metros + salto a las vallas, luego sprint rápido 20 metros, + carrera en zigzag 15 metros + sprint 10 metros + camina 5 metros + sprint 10 metros. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto, orientado al balón. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio. Material: un balón 5´ Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. (Ejercicio 1) 5 10 10 10 (Ejercicio 2) (Ejercicio 3) 10 (Ejercicio 5) 10 15 20 (Ejercicio 6) 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 107 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Realizar amagos con cambio de dirección y paradas por salto recibiendo pase de pecho con dos manos. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Correr de forma continua para el desarrollo de la resistencia de larga duración. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Dep: Baloncesto Clase: 55 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. I Formación del grupo y presentación e información de N los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento Participan: 20 alumnos I Ejercicios de calentamiento: lubricación de las 5´ Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los C articulac. cuello, brazos, extrem superiores, tronco y jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al I extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , A piernas y cint. pél. 5´ cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. L Técnica Ofensiva: (ejercicio 1) Técnica de los desplazamientos Amagos: 5 Cambio de dirección y parada. (ejercicio 1) Pases y sus variantes y Recepción: 10 Con dos manos en movimiento. (ejercicicio 2) P Tiro: (ejercicio 3) R 10 (ejercicio 2) Ejercicio técnico de tiro en bandeja. I (ejercicicio 3) N Drible: 10 C Con control visual. (ejercicicio 4) I P A L Técnica Defensiva: (ejercicio 5 ) Ejercicios defensivos entrar y salir saltando a 10 (Ejercicio 5) la pelota. Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 2-2-1, a partir de 10 los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos, jugador por jugador según la dirección 15 de la pelota. Ejercicio, (6). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 20 Preparación Física Objetivo: Resistencia aeróbica (Ejercicio 6) En este ejercicio se realiza una carrera alterna, caminando rápido, carrera lenta y carrera rápida, a un ritmo de 150 pulsaciones por minutos, 2 series x 6 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 108 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Realizar el pase de pecho en movimiento con dos manos a la altura del pecho. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Ejecutar trabajo con la pelota medicinal para mejorar la fuerza en el deportista. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por la patria. Dep: Baloncesto Clase: 56 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Técnica Ofensiva: Amagos: Ejercicio de amago y recibo del pase. (ejercicio 1) Pases y sus variantes y Recepción: Con dos manos en movimiento. (ejercicio 2) Tiro: Ejercicio técnico en trío con tiro en bandeja. (ejercicio 3) Drible: Juego de dribling quién llega primero. (ejercicio 4) 5´ 5´ Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 1) 10 10 10 5 (ejercicio 2) (ejercicio 3) Técnica Defensiva: (ejercicio 5) (Ejercicio 5) Ejercicios defensivos aplicando estabilidad del cuerpo. 10 Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 2-2-1, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador según la dirección 20 de la pelota. Ejercicio, (6). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 37. Preparación Física Objetivo: Fuerza d) Ejercicios con pelotas medicinales se realiza en pareja. 20 e) 4 series de 8 repeticiones cada una, para cda (Ejercicio 6) ejercicio. 4 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 109 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Tirar bajo el aro en movimiento, después de recibir un pase de pecho. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Ejecutar ejercicios de carreras, saltos y velocidad para el mejoramiento de la velocidad. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Dep: Baloncesto Clase: 57 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. Infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Postura. Amagos: Cambio de dirección y parada, (ejercicio 1). Pases y sus variantes y Recepción: Con dos manos en movimiento, (ejercicio 2) P Tiro: Ejercicio técnico de tiro a media distancia y en R bandeja. (ejercicio 3) I Drible: N Con control visual. (ejercicio 4) C I P A L 5´ 5´ Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 1) (ejercicio 2) 5 10 10 5 (ejercicio 3) Técnica Defensiva: (ejercicio 5 ) Postura (ejercicio 5) Ejercicios defensivos siguiendo al jugador que 10 corta por abajo del aro. Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 1-2-1-1, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar 15 movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio (6) 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Velocidad 20 (ejercicio 6) Ejercicio de velocidad con saltos a las vallas, carrera en zig zag con conos y carrera 60 metros. 2 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones. 1´desc-/seties F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 110 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Tirar bajo el aro en movimiento, después de recibir un pase de pecho. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Ejecutar ejercicios de saltos y carreras para mejorar la resistencia a la fuerza. Unid: Técnico EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. táctico Clase: 58 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. 5´ cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ Calentamiento Especial: juego predeportivo: Balón contacto. Participan: 20 alumnosm. Funcionalidad: Habilidades específicas. Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Técnica Ofensiva: (ejercicio 1) Ejercicios de desplazamientos y pase, (ejercicio 10 1). Triple amenaza, para pasar después de la recepción. Manejo del Balón: Tiro: El ejercicio se realiza con drible y pase en el área cerca del poste bajo para realizar un tiro de media y una 10 P bandeja. (ejercicio 2) R Drible: I 10 (ejercicio 2) Con control visual. (ejercicio 3) N C I P A L Técnica Defensiva: (ejercicio 4 ) 10 Postura Ejercicios técnicos defensivos, a través del pase en pareja, siguiendo la posición correcta del defensor. (ejercicio 4) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 1-2-1-1, a partir de 15 los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador según la dirección de la pelota. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 38. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza combinada. Este ejercicio se realiza con carreras al 50%, con saltos a vallitas o conos, se realizan 2 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 20 (ejercicio 5) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 111 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar el dribling en movimiento con obtáculo con ambas manos. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Realizar ejercicios de lanzamientos, saltos y halar para mejorar la resistencia a la fuerza en los Unid: Técnico jugadores. táctico EDUCATIVO: Manifestar colectivismo antes las actividades de las clases. Clase: 59 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. 5´ cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ Técnica Ofensiva: Ejercicios de desplazamientos y pase, (ejercicio 1). Triple amenaza, para pasar. Manejo del Balón: Pases y sus variantes Cazar al jugador con pases sin caminar con el balón. (ejercicio 2) P Drible: R Ejercicio de driblin bordeando obstáculos. I (ejercicio 3) N C I P A L (ejercicio 1) 10 10 10 (ejercicio 2) Técnica Defensiva: (ejercicios 4 y 5) Postura Ejercicios técnicos defensivos, a través del pase 20 en pareja, siguiendo la posición correcta del defensor, en el otro ejercicio el defensa sigue al ofensivo que realiza movimientos de entrada y salida. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno 20 39. Preparación Física Objetivo: Desarrollo de la fuerza. Se realizan ejercicios de lanzamiento de la pelota medicinal de 2.5 kg, salto sobre el balón y tracción de la soga, tres ejercicios distintos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto. Participan: 20 alumnosm. Funcionalidad: Habilidades específicas. Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. (ejercicio 4) 20 (ejercicio 5) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 112 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar el dribling en movimiento con obtáculo con ambas manos. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Ejecutar ejercicios de rapidez para el desarrollo de la velocidad en cada clase de Unid: Técnico entrenamientos. táctico EDUCATIVO: Educar en los alumnos el compañerismo. Clase: 60 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Balón contacto. I Formación del grupo y presentación e información de los Participan: 20 alumnosm. Funcionalidad: Habilidades específicas. N objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. I Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. 5´ Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a C cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se I infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. A pél. 5´ une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. L Técnica Ofensiva: (ejercicio 1) (ejercicio 2) 5 Ejercicio técnico, trabajo de pie. (ejercicio 1) Ejercicios de desplazamientos y paradas. 10 (ejercicio 2) P R I N C I P A L Manejo del Balón: Desde la posición de triple amenaza, para pasar. (ejercicio 3) Pases y sus variantes Con dos manos, y recepción a la altura de la cintura con dos y tres jugadores. (ejercicio 3) Drible: Con control visual. (ejercicio 4) 10 (ejercicio 3) 10 ejercicio 5) Técnica Defensiva: (ejercicios 5 y 6) Ejercicios técnicos defensivos, estabilizando el 20 cuerpo y luego desplazamiento lateral para llegar al atacante. Ejercicio de desplazamiento de frente y luego defensa en zigzag defensiva. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 Preparación Física Objetivo: Velocidad Ejercicio que se inicia con carrera rápida y lenta siguiendo 20 el recorrido que aparece en el gráfico. 2 series x 6 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 113 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Elementos técnicos del programa de formación básica del baloncestista del segundo semestre de trabajo Categorías: 8 – 12 años. (Colectivo de autores del programa de preparación del deportista, 2000, Cuba) CONTENIDOS DEL PROGRAMA: 11 A 12 AÑOS N0 CONTENIDOS DEL PROGRAMA CATEGORIA 11 - 12 AÑOS Enseñanza 1. Técnica Ofensiva Enseñanza 1.1 Técnica de desplazamientos Enseñanza Postura Carrera Frente Enseñanza Espalda Enseñanza Lateral Enseñanza Enseñanza Amagos Cambios de dirección Enseñanza Cambios de velocidad Enseñanza Cambios de ritmo Enseñanza Enseñanza Paradas: Por pasos Enseñanza Por saltos Enseñanza Enseñanza Giros: De frente Enseñanza De espalda Enseñanza Enseñanza Saltos: Con una pierna Enseñanza Con dos piernas Enseñanza Enseñanza Situac. especiales Salto entre dos Enseñanza Enseñanza Acc. combinadas Carreras y paradas Enseñanza Paradas y giros Enseñanza Enseñanza Manejo del balón Agarre Clásico Enseñanza Triple amenaza , Para pasar, tirar o driblear Enseñanza Enseñanza Recepción Arriba de la cintura Enseñanza Debajo de la cintura Enseñanza Enseñanza Pases y sus variantes Con dos manos Enseñanza Con una mano Enseñanza Enseñanza Drible Sin control visual Enseñanza Alto Habilidades c/drible Enseñanza Enseñanza Tiros al aro Tiro con dos manos Enseñanza Tiro Básico Enseñanza Tiro Libre Enseñanza Tiro en movimiento Enseñanza a) Bajo el Cesto, (Der.-Izq.) Enseñanza b) Saltando Enseñanza/consolidación c) En suspensión No d) De gancho No Acc. combinadas Recepción y paradas Enseñanza/consolidación Recepción, paso, caída y Tri/Ame Enseñanza/consolidación Recepción, paso caída, drible Enseñanza/consolidación Recepción y pase en movimiento Enseñanza/consolidación 114 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista 2. 2.1 3. 3.1 Recepción y drible Recepción y tiro en movimiento Recepción y tiro en suspensión Drible con cambio de dirección Drible con cambio de ritmo Pase después de drible Drible y paradas Drible y pase en mov. Drible, parada y tiro Tiro en movimiento después de drible Tiro en movimiento después de pase Tiro saltando después de recibir pase Tiro Saltando después de drible Tiro en suspensión después de drible Tiro en suspensión después de pase Tiro de gancho después de pase Tiro de gancho después de drible Tiro de gancho en suspensión Tiro pasado después de drible Tiro pasado después de pase Tiro de potencia con salto Situaciones especiales de saque Desde la línea final Desde la línea lateral Desde el medio del terreno. En los dos minutos finales. TECNICA DEFENSIVA: Desplazamientos: Postura Pies escalonados Pies paralelos Posición alta Posición media Posición baja. Acciones combinadas de desplazamiento y trabajo de brazos. Apoderamiento del balón: Intercepción: Al pase, Al drible. Quitar el balón Tumbar el balón Tapar el balón (Salto al Tiro) Bloqueo al rebote Acciones combinadas de desplazamiento y apoderamiento del balón. TACTICA OFENSIVA Acciones individuales: Jugar sin balón Desmarcarse para buscar un lugar libre: Alejándose de la pelota Acercándose a la pelota Cortes hacia el aro Pantallas Pantalla y continuación Rebote ofensivo Acciones tácticas de acuerdo a la función de: organizador, alero o delantero y centro. Jugo con balón Amagos y penetraciones al aro Amagos y pases Amagos y tiros consolidación consolidación Enseñanza consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza No Ens/consolidación Ens/consolidación Ens/consolidación Enseñanza consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación consolidación 115 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista 1 vs 1 1 vs 2 Acciones técnico-tácticas de acuerdo con la función de: Organizador - Alero - Centro - Atacador o (No.2) , escolta. Acciones de grupo de 2 jugadores Pasar y cortar Acc. Judadores del interior - Acc. Jugadores del perímetro - Acc. Entre jugadores perímetro-interior. Cortes del jugador sin balón 2 vs 2 usando pantalla. Pantallas Estáticas - En movimiento – 2 vs 0 contraataque - 2 vs 2 juego. Acciones de grupo de 3 jugadores Pantalla indirecta Estáticas - En movimiento Cruce - Pasar y cortar, ocupar espacios libres, cambiar de posiciones y funciones. 3 vs 0 contraataque - 3 vs 3 juego - 3 vs 1, 3 vs 2 (Posic.) - Acc. Entre jugadores perímetro-interior. Acciones de grupo de 4 jugadores 4 vs 0 (Contraataque) - 4 vs 4; 4 vs 3; 4 vs 2 Acción combinada del uso de pantalla directa e indirecta. Acciones de equipo Juego por conceptos - Juego del perímetro (3 puntos) - Juego Interior Acc. Entre jugadores perímetro-interior. Principios del juego en movimiento -Ofensiva de posición. Combinaciones sin Pívot. Comb. con pivot contra defensa personal. Comb. con pivot con defensa /zonas. Comb. de sistemas ofensivos contra defensa personal. Comb. de sistemas ofensivos contra defensa mixta. Consolidación Contraataque y transición Paso de Of-Def-Of. Acciones de 2 vs 1 en medio y todo terreno. Acciones de 3 vs 1 en medio y todo terreno. Acciones de 3 vs 2 en medio y todo terreno. Acciones de 4 vs 2 y 4 vs 3 en medio y 4 vs 3 en medio y todo terreno. Paso de Of-Def-Of. Acciones de 2 vs 1 en medio y todo terreno. Acciones de 3 vs 1 en medio y todo terreno. Acciones de 3 vs 2 en medio y todo terreno. Acciones de 4 vs 2 y 4 vs 3 en medio y 4 vs 3 en medio y todo terreno. Situac. Especiales Enseñanza Enseñanza Salto entre dos, últimos min. de juego: Tiro libre, saques laterales y bajo el aro. Enseñanza 4. TACTICA DEFENSIVA 4.1 Acciones Individuales Jugador sin balón Al desmarque, postura abierta, postura cerrada. Defensa al corte. Cambio de jugadores. Enseñanza Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza/consolidación Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza/consolidación 116 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Defensa a la pantalla (por delante, anticiparse o cerrar, deslizarse o abrir) Bloqueo-Rebote Acc.defensivas específicas acordes a la función en el equipo. Organizador - Delantero o Alero Centro Acciones individuales jugador con balón Que no ha dribleado. Que dribla. Que ha dribleado 1 vs 1 en medio terreno 1vs 1 en todo terreno. Oposición al tiro 1 vs 2. Ayuda y recuperación. Defensa de acuerdo a la función en el equipo Organizador, Alero o delantero, Centro. Acciones de grupo defensa a la Pantalla Por delante (anticiparse), por atrás (deslizarse), con cambio( jugador), ayuda y recobro. Defensa al corte 2 vs 3. Bloqueo y triángulo. Acciones defensivas de grupo En defensa personal. En defensa de zonas. En defensa mixtas. Acciones de equipo de acuerdo con el sistema táctico. Defensa personal Defensa por zonas (1-2-2), (1-3-1), (2-3), 2-(12-2). Defensas presionantes – (1-2-1-1), (1-2-2) Defensa mixta Situaciones Especiales Defensa al tiro libre. Saque lateral y final. Defensa últimos min. Defensa al salto e/dos. Ajustes defensivos. Rotaciones Defensa. Transición defensiva. Enseñanza Enseñanza Enseñanza/consolidación Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza Enseñanza 117 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar defensa personal al jugador que corta por la línea de fondo. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Lanzar objetos para desarrollar la fuerza en los deportistas. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar cualidades básicas en la personalidad. Clase: 1 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, Balón contacto, orientado al balón. Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio. 5´ Material: un balón Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: (ejercicio1) Técnica de los desplazamientos Postura. 5 Carrera de frente (Juego de ejercicio de relevo en pareja). (ejercicio 1) Amagos: 10 Cambio de dirección, entre aros. (ejercicio2) Pases y sus variantes Pases con dos manos, con desplazamientos rápidos y 10 (ejercicio2) paradas. (ejercicio3) Drible: 10 Habilidades con control visual. (ejercicio4 ) (ejercicio3) (ejercicio5) Técnica Defensiva: Ejercicios defensivos, llevar al ofensivo a la línea 20 lateral. Ejercicio defensivo, seguir el corte por abajo del aro. (ejercicios 5 y 6) 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 40. Preparación Física Objetivo: Fuerza Lanzamientos 20 Se realizan ejercicios tal y como indica la figura, lanzamientos (ejercicio 6) al cesto y a los bolos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 118 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar amago con cambio de dirección ante un defensa. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad con ejercicios especiales. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Formar cualidades básicas en la personalidad. Clase: 2 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél Calentamiento Especial: juego predeportivo: Balón contacto orientado al balón. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Postura. Carrera de frente (Juego de ejercicio de relevo en pareja). (ejercicio 1) Amagos: Cambio de dirección. (ejercicio2) Pases y sus variantes Pases con dos manos, con desplazamientos y paradas. (ejercicio3) Drible: Con control visual. (ejercicio4) Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio 5´ Material: un balón Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. (ejercicio1) 5 10 10 (ejercicio2) (ejercicio3) 10 (ejercicio 5) Técnica Defensiva: Postura Ejercicios defensivos saliendo por atrás. Ejercicio defensivo: los dos jugadores sobre las líneas laterales de la zona de frente al pasador con manos 20 extendidas, el que recibe ataca y el otro defiende. (ejercicios 5 y 6) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 Preparación Física (ejercicio 6) Objetivo: Velocidad El primer ejercicio se inicia con carreras rápidas, 20 metros desde la posición de sentado, parado y acostado, el regreso se realiza a trote lento; el segundo ejercicio se realiza a máxima 20 velocidad, en zigzag, a una distancia de 30 metros, se regresa 5 metros caminando y sprint rápido 10 metros. F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 119 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Tiro en bandeja en movimiento después de burlar al defensa y recibir el pase. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad con ejercicios especiales. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Formar cualidades básicas en la personalidad. Clase: 3 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél Calentamiento Especial: juego predeportivo, Balón contacto, orientado al balón. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Postura. Carrera de frente (Juego de ejercicio de relevo en pareja). (ejercicio 1) Amagos: Cambio de dirección, entre obstáculos. (ejercicio 2) P Drible: R Combinado, con pases, desplazamientos y tiro al aro. I (ejercicio 3) N C I P A L I N I C I A L Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio 5´ Material: un balón Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. (ejercicio1) 5 10 10 (ejercicio2) (ejercicio4) (ejercicio 5) Tiro: 10 Ejercicios técnicos de tiro en pareja, 5 en cada aro. (ejercicio 4) Técnica Defensiva: Ejercicios defensivos al pívot saliendo por atrás. Ejercicio técnico defensivo sobre jugadores, en dúos 20 o tríos que realizan pases. (ejercicios 5 y 6) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 41. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 20 (ejercicio 6) 15 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 120 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Familiarizar a los alumnos con las técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 4 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Ejercicios de sombra fintas y amagos. (Ejercicio 1) Pase y Recepción: Ejercicio: La estrella, pase arriba de la cintura, combinado con driblin y pases. (Ejercicio 2) P Drible: R Con control visual y habilidades. (Ejercicio 3) I Ejercicio: El gato y el ratón. N C I P A L 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (Ejercicio 1) 10 10 5 (Ejercicio 2) (Ejercicio 4) Tiro: 10 Ejercicio técnico del tiro combinado con pasar y (ejercicio 5) molestar. Técnica Defensiva: (Ejercicios 5 y 6) 20 Ejercicio de estabilización del cuerpo y defensa al dribling lateral. Ejercicio de estabilización del cuerpo y regreso defensivo con movimientos de piernas y brazos. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 Preparación Física Objetivo: Desarrollo de la fuerza. Se realizan ejercicios de lanzamiento de la pelota medicinal de 20 2.5 kg,, salto sobre el balón y tracción de la soga. (ejercicio 6) 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 121 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Tiro en movimiento en bandeja tras molestar pasivamente el defensor. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 5 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Ejercicios, cambio de dirección, parada y pase en desplazaientos. (Ejercicio 1) Pases y sus variantes Con dos manos, pívot y pases. (Ejercicio 2) P Drible: R Con control visual y habilidades, combinado con I desplazamientos y tiro al aro. (Ejercicio 4) N C I P A L Tiro: Ejercicio técnico de tiro con dribling y desplazamientos. Técnica Defensiva: (Ejercicios 5 y 6) Salto a la pelota y luego del pase regreso a la posición. Ejercicio técnico defensivo, salto a la pelota según la dirección del pase y luego cuando se aleja el balón vuelve a su posición. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 42. Preparación Física Objetivo: velocidad a la resistencia Ejercicio de carrera rápida 15 metros, luego skiping 20 metros, seguidos saltos con dos pies 10 metros y regreso en trote lento; el segundo ejercicio, carrera rápida en zigzag 20 metros, camina 5 metros y sprint 10metros. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (Ejercicio 1) 5 10 10 (Ejercicio 2) 10 (Ejercicio 3) (ejercicio 5) 20 15 20 (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 122 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Unidad: Técnica Dep: Baloncesto Clase: 6 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio de defensa al jugador sin balón que entra y sale y luego defiende el mío y otro más. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: (Ejercicio 1) Técnica de los desplazamientos Amagos: Ejercicios de sombra fintas y amagos. (Ejercicio 1) 10 Pase y Recepción: Arriba de la cintura, combinado con pases. 5 (Ejercicio 2) P Drible: R 10 Con control visual y habilidades. (Ejercicicio 3) I (Ejercicio 2) N C I P A L (Ejercicio 4) Tiro: Ejercicio técnico de tiro en bandeja combinado con 10 dribling. Técnica Defensiva: (Ejercicios 5 y 6) (ejercicio 5) Ejercicio de defensa al jugador sin balón que entra 20 y sale y luego el defensa defiende el mío y otro más, que es el que dribla y regresa rápido a su posición inicial aplicando estabilidad del cuerpo. Ejercicio defensivo, evitar el corte al centro y luego recuperar ataque por la línea. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 43. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 15 20 (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 123 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 7 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio de desplazamientos y paradas y pase a partir de la posición de triple amenaza. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo, balón contacto. Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. (Ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Ejercicios de desplazamientos y paradas. Triple 10 amenaza, para pasar y paradas. (Ejercicio 1) Pases y sus variantes: Con dos manos, y recepción a la altura de la 10 cintura con cuatro jugadores. (Ejercicio 2) Drible: P 5 Con control visual. (Ejercicio 3) R (Ejercicio 2) I N C I P A L Tiro: 10 Ejercicio técnico de tiro a partir del tiro libre, luego realiza defensa al jugador que recibe el rebote y lo presiona hasta el medio campo. (ejercicio 5) Técnica Defensiva: (Ejercicios 5 y 6) Ejercicios técnicos defensivos lateral, siguiendo al 20 jugador que dribla, con relevo de su compañero. Ejercicio defensivo a dos o tres jugadores que se pasan el balón, tratar de intercptarlo con agresividad. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 44. Preparación Física Objetivo: fuerza Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. En el primer ejercicio es halar palos o sogas con las dos manos; y en el segundo ejercicio, halar soga por las cuatro esquinas y tratar de tocar el cono u objeto señalado. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. (Ejercicio 4) 15 20 (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 124 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 8 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicios de desplazamientos y parada por pasos, exigiendo la postura correcta. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Balón contacto. Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. (Ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Ejercicios de desplazamientos y paradas. (Ejercicio 1) 10 Manejo del Balón: Ejercicio combinado técnica ofensiva: Ejercicio técnico ofensivo, combinado de 10 desplazamientos, pases, recepción, dribling y P tiro. (Ejercicio 2) R Drible: I 10 (Ejercicio 2) Con control visual. (Ejercicio 3) N C I P A L 20 Técnica Defensiva: (Ejercicios 4 y 5) Ejercicios técnicos defensivos: el defensor evita en un área reducida que el ofensivo reciba el pase. Ejercicio técnico defensivo, marcar al jugador 1x 1. 20 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. (ejercicio 4) 45. Preparación Física Objetivo: fuerza El primer ejercicio se inicia con carrera en zigzag, 20 metros, camina 10 metros y sprint rápido 10 metros, luego 20 realiza skiping 10 metros; el segundo ejercicio, realiza (ejercicio 5) sprint rápido de 10 metros, camina 10 metros y sprint 10 metros, regresa caminando. F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 125 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 9 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio técnico en el trabajo de pie, para movimientos de pívot. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto. Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. (Ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Postura. Ejercicios técnicos, trabajo de pie. (Ejercicio 1) 10 Manejo del Balón: Ejercicio técnico de pase, y tiro combinado: El ejercicio se realiza con explosividad y presición en la canasta en bandeja, se continúa P 10 por el lado contrario. (Ejercicio 2) (Ejercicio 2) R Drible: control visual, habilidades con trabajo por las I líneas laterales y de fondo. (Ejercicio 3) 10 N C I P A L Técnica Defensiva: (Ejercicio 4 y 5) Ejercicios técnicos defensivos, el jugador 10 ofensivo recibe el pase y tira al aro el defensivo bloque y va al rebote. Ejercicio de tres jugadores pasándose el balón y el defensor tratará de interceptarlo con 10 movimientos agresivos. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 46. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. (ejercicio 4) 20 20 (ejercicio 5) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 126 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 10 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicios técnicos defensivos de estabilización del cuerpo y exigir la correcta postura en general del cuerpo. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediante ejercicios especiales. EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo del colectivismo a través de los ejercicios. HABILIDADES T Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. 5´ , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ Técnica Ofensiva: Ejercicio de desplazamientos y paradas: 5 Por pasos, (Ejercicio 1). Pases y sus variantes y recepción: Pase con una mano por encima de la cintura. 10 (Ejercicio 2) P Drible: R Habilidades con drible sin control visual. 10 I (Ejercicio 3) N C I P A L PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos Un niño persigue a cualquier otro participante. Si alguien del grupo pasa por el medio entre el perseguidor y el perseguido, " corta el hilo " y será, ahora, el perseguido. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Cortar el hilo. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento. (ejercicio 1) (Ejercicio 2) Tiros al aro: Tiro entrada al aro en bandeja combinado con 10 (ejercicio 4) dribling y pases. (Ejercicio 4) Apoderamiento del balón: 5 Tumbar el balón. (Ejercicio 5) Técnica Defensiva: Desplazamientos: Postura 15 Ejercicio técnico defensivo de estabilidad del cuerpo, exigir la posición de las piernas y los brazos cuando se hace la parada. (Ejercicio 6) Juego: 4 vs 4 medio terreno. 15 47. Preparación Física Objetivo: Fuerza de salto. Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. El primero salta al banco de un lado a otro; el segundo ejercicio es un juego de relevo entre equipos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. (Ejercicio 6) 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 127 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Realizar pase directo e indirecto con dos manos mediante rueda de pases. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 11 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Cambio de dirección y paradas. (ejercicio 1) Pases y sus variantes y Recepción: Con dos manos, ejercicios de ruedas de pases. (ejercicio 2) P Drible: R Con control visual utilizando ambas manos. I (ejercicio 3) N C I P A L 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 1) 10 10 10 (ejercicio 2) Técnica Defensiva: (ejercicios 4 y 5) 10 Ejercicios defensivos aplicando estabilidad del (ejercicio 4 ) cuerpo. El segundo ejercicio, estabilidad del cuerpo con 15 desplazamientos laterales al pase. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 Preparación Física Objetivo: Velocidad En el primer ejercicio se corre 20 metros skiping, y 15 metros sprint rápido, regresa caminando; el segundo ejercicio se invierte, corre 20 metros skiping y 15 sprint rá.pido. 20 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series (ejercicio 5) F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 128 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Tiro en movimiento en bandeja después de desplazamientos y pases. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 12 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Cambio de dirección. (ejercicio 1) Drible: Con control visual utilizando ambas manos. (ejercicio 2) P R I N C I P A L Tiro: Ejercicio técnico combinado de tiro, dribling y pases. (ejercicio 3 ) Técnica Defensiva: (ejercicios 4 y 5) Ejercicio técnico defensivo de entrar y salir cuidando la línea de pase y regreso a su posición al alejarse el balón. Ejercicio defensivo con desplazamientos y estabilidad del cuerpo con doble gardeo al lateral. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 48. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, trote rápido 50 metros, lento 50m, rápido 50 m, lento 50m, rápido 50 metros y lento 50 metros. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 1) 10 10 (ejercicio 3) 10 15 (ejercicio 5) 10 15 20 (ejercicio 6) F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 129 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicio defensivo siguiendo al jugador que corta por la línea de fondo. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 13 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Postura. Carrera de frente. (ejercicio 1) Amagos: Cambio de dirección, paradas y recepción. (ejercicio 2) Demarcase: Ejercicio técnico de desmarcarse para recibir en un lugar libre. (ejercicio 3) Drible: Con control visual utilizando ambas manos. (ejercicio 4) 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 2) 5 10 (ejercicio 3) 10 10 (ejercicio 5) Técnica Defensiva: (ejercicios 5 y 6) Ejercicios defensivos siguiendo el corte por abajo del 10 aro. Ejercicio técnico saliendo a la defensa por atrás del 10 jugador ofensivo. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 49. Preparación Física Objetivo: Fuerza (transportar) Se realizan ejercicios tal y como indica la figura, como se aprecia son 5 ejercicios, siempre se hará en forma competitiva y en equipos. 20 (ejercicio 6) 2 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 130 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 14 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio defensivo dirigido a elevar la agresividad e intercepción hacia el balón. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. ,pél. T 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Manejo del Balón: Ejercicios de desplazamientos y pase a partir de 10 triple amenaza. (ejercicio 1) Desmarcarse: Ejercicio técnico para desmarcarse y recibir en un 10 lugar libre. (ejercicio 2) P Drible: R Con control visual utilizando ambas manos. 10 I (ejercicio 3) N C I P A L Tiro: ejercicio de tiro, pasar y molestar. (ejercicio 4) Técnica Defensiva: Ejercicios técnicos defensivos, a través del pase en pareja, y trío, tratar de interceptar el balón con agresividad. siguiendo la posición correcta del defensor. Ejercicio técnico defensivo de entrar y salir cuidando la línea de pase y regreso a su posición al alejarse el balón. (ejercicios 5 y 6) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Velocidad El primer ejercicio corre 20 metros sprint, y 15 metros skipping rápido, regresa caminando; el segundo ejercicio se invierte, corre 20 metros skiping y 15 sprint rápido. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Balón contacto. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Funcionalidad: Habilidades específicas. (ejercicio 1) (ejercicio 2) (ejercicio 4) (ejercicio 5) 10 10 20 20 (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 131 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 15 P I N I C I A L P R I N C I P A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar trabajo defensivo con estabilización del cuerpo y desplazamiento defensivo lateral al jugador que dribla. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Funcionalidad: Habilidades específicas. (ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Manejo del Balón: Ejercicios de desplazamientos y paradas y 10 triple amenaza, para pasar. (ejercicio 1) Pases dribling y tiro Ejercicio técnico combinado, exigir correctos movimientos del tiro libre, el jugador que lo realiza, luego defiende al que recibe el rebote. 10 (ejercicio 2) (ejercicio 2) Drible: Con control visual utilizando ambas manos. 10 (ejercicio 3) Técnica Defensiva Ejercicios técnicos defensivos, ejercicio de estabilización del cuerpo y defensa al dribling lateral. Ejercicio de estabilización del cuerpo y regreso defensivo con movimientos de piernas y brazos. (ejercicios 4 y 5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. (ejercicio 4) 10 10 50. Preparación Física 10 Objetivo: Resistencia a la fuerza. Ejercicio que se inicia con carrera, se salta a los conos con pies unidos, luego salto al banco, y salto a la valla, srpint rápido 20 metros y se repite salto a los (ejercicio 5) conos, al banco y a la vallita. 25 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 132 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 16 P OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicios técnicos defensivos, salto a la pelota y luego del pase regreso a la posición inicial. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: Manejo del Balón: Ejercicios de desplazamientos y paradas y triple amenaza, para pasar. (ejercicio 1) Pases dribling y tiro: Ejercicio técnico combinado, exigir correctos movimientos del tiro en bandeja. (ejercicio 2) P Drible: R Combinado, con pases, desplazamientos y tiro al I aro. (ejercicio4) N C I P A L I N I C I A L T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Balón contacto. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. (ejercicio 1) 10 10 (ejercicio 2) 10 Técnica Defensiva: Ejercicios técnicos defensivos, salto a la pelota y 10 ejercicio 4) luego del pase regreso a la posición. Ejercicio de defensa al pívot saliendo desde 10 atrás. (ejercicios 4 y 5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 20 51. Preparación Física Objetivo: Fuerza (halar) Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. El primero, halar en pareja; el segundo ejercicio es un juego de halar la soga de relevo entre equipos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 20 ejercicio 5) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 133 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 17 P OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio defensivo al jugador sin balón que entra y sale y luego el defensa defiende el mío y otro más. Familiarizar a los alumnos con las técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: Desplazamientos: Medio terreno. (Ejercicio 1) Ejercicios combinados con dribling , pase y defensa: Este ejercicio se realiza con dribling bordeando la línea de tres, seguido por un defensa pasivo, luego del pase al lateral, los dos corren y el que reciba el pase ataca al aro, el otro defiende. (Ejercicio 2) P Drible: R Ejercicio de velocidad en equipo partiendo todos a I la voz de mando del profesor, realizando la N actividad según el gráfico. (Ejercicio 3) C I P A L I N I C I A L T 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecución de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. (Ejercicio 1) 10 15 10 (Ejercicio 2) Técnica Defensiva: Ejercicio de defensa al jugador sin balón que entra 10 y sale y luego el defensa defiende el mío y otro más, que es el que dribla y regresa rápido a su posición inicial. Ejercicio defensivo, evitar el corte al centro y luego recuperar ataque por la línea. (Ejercicios 4 y 10 5). 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 52. Preparación Física Objetivo: Fuerza de salto Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. El primero salta al cajón en profundidad; el segundo ejercicio, salto a la pelota con dos pies de frente. PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Ejercicio 4) 20 Ejercicio 5) 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 134 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 18 P OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar el ejercicio combinado que se realiza con movimientos de dribling, desplazamientos, defensa, pase y tiro al aro en bandeja. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: Desplazamientos: Medio terreno. (Ejercicio 1) Ejercicios combinados con dribling pívot y pase. Este ejercicio se realiza con movimientos de dribling, defensa, pase y luego desplazamientos con pase y ataque al aro. (Ejercicio 2) Drible: P Ejercicio de velocidad en equipo, se inicia R bordeando la línea de tres puntos, todos a la voz de I mando el profesor, realizando la actividad según el N gráfico. (Ejercicio 3) C I P A L I N I C I A L T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecución de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. (Ejercicio 1) 10 15 (Ejercicio 2) 10 Técnica Defensiva: (Ejercicio 4) Ejercicios de técnica defensiva, sombra al jugador que dribla y pasan el balón, exigir los movimientos 20 defensivos correctos, de las piernas y brazos. Ejercicio defensivo al pase entre dos y tres jugadores, tratar de interceptar el balón con agresividad. (Ejercicios 4 y 5) 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Resistencia aeróbica. 20 En este ejercicio se realiza carrera alterna, caminando rápido, carrera lenta y carrera rápida, a un ritmo de 150 (Ejercicio 5) pulsaciones por minutos. 2 series x 6 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 135 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 19 P OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicios de técnica defensiva de estabilización del cuerpo. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: Ejercicios de desplazamientos, toques de líneas. (ejercicio 1) Manejo del Balón: Pases y sus variantes (trenza) Con dos manos y recepción a la altura de la cintura con dos y tres jugadores. (ejercicio 2) P Drible: R Con control visual. (ejercicio 3) I N C I P A L I N I C I A L T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecución de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. (ejercicio 1) 10 10 10 (ejercicio 2) (ejercicio 4) Técnica Defensiva: (ejercicios 4 y 5) Ejercicios técnicos defensivos, estabilidad del cuerpo con desplazamientos. Ejercicio técnico defensivo de entrar y salir cuidando la línea de pase y regreso a su posición al alejarse el balón. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 53. Preparación Física Objetivo: Fuerza Lanzamientos Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. El premier ejercicio: lanzamiento desde cuclilla hacia el frente y arriba y luego desde cuclilla hacia arriba y atrás; el segundo con apoyo de un banco y lanzamiento hacia arriba y al frente y el tercero desde cuclilla y hacia arriba. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 10 10 15 20 (ejercicio 5) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 136 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnica Clase: 20 P I N I C I A L OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicios de desmarque entre dos jugadores, después en movimiento, tiro al aro. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediante ejercicios especiales. EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo de la honestidad dentro del colectivo. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: El niño Torre. Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: Desmarcarse Trabajo en dúo, uno a la defensa y otro a la ofensiva. (Ejercicios 1 y 2). Pases y Dribling combinados: Ejercicios de pase y recepción parada y dribling. Exigir rapidez en el ejercicio. (Ejercicios 3). P R I N C I P A Tiros al aro: Lanzarse el balón y tiro. L Cada jugador con un balón. Se lanza el balón hacia delante y atrás, un bote debe cogerlo, se para en un tiempo y debe tirar a canasta. (Ejercicio 4). Ejercicio 4 tiros Ejercicio para trabajar por parejas: tiro en situación cercana a partida por el aumento de la frecuencia cardiaca en el momento de tiro, además de trabajar las paradas y encarar el aro. (Ejercicios 5). Técnica Defensiva: Desplazamientos: Ejercicios técnica defensiva para la estabilidad del defensa que busca al ofensivo en una acción de desbalance y luego doble gardeo. (Ejercicios 6 y 7). Juego con tareas: T 5´ 5´ PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Participan: 20 alumnos En el espacio de juego se marca una línea paralela a cada línea de fondo, a cuatro metros de distancia. Este espacio no debe ser traspasado por ningún participante. Cada equipo designa un "niño-torre" que se sitúa fuera de la línea de fondo. Los jugadores del mismo equipo se pasarán el balón hasta llegar a encestar en el aro que portará el "niño-torre". Este se podrá mover a lo largo de la línea de fondo colaborando para encestar los lanzamientos de sus compañeros. (Ejercicios 1). (Ejercicios 1). 20 5 (Ejercicios 4). (Ejercicios 5). 5 10 (Ejercicio 6) 15 15 54. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza. Ejercicio que se inicia con carrera se salta a las vallas, luego sprint 10 metros, seguido por carrera, salto a los conos, skiping,, carrera rápida , carrera en zigzag,, carrera rápida 10 metros, saltos a los conos y termina con una carrera a velocidad. 20 (Ejercicio 7) 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves.Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 137 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Familiarizar a los alumnos con la técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. Unidad: Técnica CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 21 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Ejercicio, (1). Ejercicio técnico ofensivo combinado con desplazamientos, pases, tiro y dribling. Exigir el tiro en bandeja con dos manos en movimiento. Técnica Defensiva: Ejercicios defensivos aplicando estabilidad del cuerpo, ejercicio (2). 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. Ejercicio(1) 10 10 Ejercicio(3) Ejercicio(4) Táctica Ofensiva: Ejercicio(3) Superioridad numérica 2 vs 1, el jugador más 10 atrasado con el balón, al realizar el pase al más adelantado se quedará en la línea de tiro libre. Ejercicio táctico, cambio de forma de 10 cuadrilátero y bloqueo. Ejercicio, (4). Táctica defensiva: Ejercicio, (5). Ejercicio táctico defensivo, reacción a la 15 pantalla con cambio de jugador a la defensa. Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 Ejercicio(5) 55. Preparación Física Objetivo: velocidad a la resistencia. Ejercicio de carrera rápida 15 metros, luego skiping 20 metros, seguidos saltos con dos pies 10 metros y 20 regreso en trote lento; el segundo ejercicio, carrera rápida en zigzag 20 metros, camina 5 metros y sprint 10metros. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 138 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Familiarizar a los alumnos con las técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Dep: Baloncesto Clase: 22 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling,, pase, desplazamientos y tiro libre y de media distancia: Ejercicio (1) Técnica Defensiva: Ejercicio técnico de 1 vs 1: Ejercicio (2) 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. Ejercicio (1) 10 10 P R I N C I Ejercicio (3) P A L Táctica Ofensiva Superioridad numérica 2 vs 1, el jugador más 10 atrasado con el balón, al realizar el pase al más adelantado, se quedará en la línea de tiro libre. Ejercicio táctico, cambio de forma de cuadrilátero y 10 bloqueo. Ejercicio, (4). Táctica defensiva: Ejercicio, (5). 10 Ejercicio táctico defensivo, reacción a la pantalla con cambio de jugador a la defensa. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 56. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. Ejercicio (4) 15 Ejercicio (5) 25 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 139 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Trabajar en los estudiantes el manejo de la técnica del balón con énfasis en la triple amenaza. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. táctico Clase: 23 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. 5´ 5´ Calentamiento Especial: juego predeportivo: Balón contacto. Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Ejercicio (1) Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling,, pase, 10 desplazamientos y tiro libre y de media distancia. Ejercicio, (1). Técnica Defensiva: Ejercicio técnico defensivo: llevar al jugador 10 ofensivo hacia la línea lateral, con movimientos de P piernas. Ejercicio, (2). R I N C I P Ejercicio (3) A L Ejercicio (4) Táctica Ofensiva: 10 Superioridad numérica 2 vs 1, el jugador más atrasado con el balón al realizar el pase al más adelantado se quedará en la línea de tiro libre. 10 Ejercicio táctico, cambio de forma de cuadrilátero y bloqueo. Ejercicio, (4). 15 Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo, 2 vs 1. Ejercicio, (5). 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 57. Preparación Física Objetivo: fuerza Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. En el primer ejercicio es halar palos o sogas con las dos manos, y en el segundo ejercicio, halar soga por las cuatro esquinas y tratar de tocar el cono u objeto señalado. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. Ejercicio (5) 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 140 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Trabajar en los estudiantes el manejo de la técnica del balón con énfasis en la triple amenaza. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. táctico Clase: 24 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Balón contacto. I Formación del grupo y presentación e información de Funcionalidad: Habilidades específicas. N los objetivos y actividades de la clase de I entrenamiento. 5´ Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van C Ejercicios de calentamiento: lubricación de las avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro I articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y A extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , 5´ participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el L piernas y cint. , pél. balón. Técnica Ofensiva: Ejercicio (1) 10 Ejercicio técnico de dribling,, pase desplazamientos y tiro libre y de media distancia: Ejercicio, (1). 10 Técnica Defensiva: Ejercicio: seguir al jugador que corta por debajo del aro, evitar que reciba. Ejercicio, (2). P R I N C I P Ejercicio (3) Ejercicio (4) A L Táctica Ofensiva: Superioridad numérica 2 vs 1, el jugador más atrasado con el balón, al realizar el pase al más adelantado, se quedará en la línea del poste bajo. Movimientos de tres jugadores en la parte delantera con pantalla y pase. Ejercicio, (4). Táctica defensiva. 10 10 15 Ejercicio táctico defensivo, 2 vs 1. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 58. Preparación Física Objetivo: fuerza Ejercicio (5) El primer ejercicio se inicia con carrera en zigzag, 20 metros, camina 10 metros y sprint rápido 10 metros, 20 luego realiza skiping 10 metros, el segundo ejercicio realiza sprint rápido de 10 metros, camina 10 metros y sprint 10 metros regresa caminando. F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 141 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Trabajar en los estudiantes el manejo de la técnica del balón con énfasis en la triple amenaza. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. táctico Clase: 25 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling,, pase, 10 desplazamientos y tiro libre y de media distancia. Ejercicio, (1). 10 Técnica Defensiva: Ejercicio técnico defensivo, saliendo por detrás, para impedir el ataque del ofensivo. Ejercicio, (2). P R I N C I P A L Calentamiento Especial: juego predeportivo: Balónalón contacto. Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Ejercicio (1) Ejercicio (3) Táctica Ofensiva: Superioridad numérica 2 vs 1: el jugador más atrasado con el balón, al realizar el pase al más adelantado, se quedará en la línea del poste bajo. Ejercicio (3) Ejercicio cambio de forma y bloqueo. Ejercicio, (4). Táctica defensiva: Táctica defensiva 2 vs 2 siguiendo al jugador ofensivo que corta a abrir la defensa. Ejercicio, (5). Ejercicio (4) 10 10 Ejercicio (5) 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 59. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 142 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Exigir la correcta posición y postura en la parada por pasos. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediantes ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo del colectivismo a través de los ejercicios. táctico Clase: 26 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I Formación del grupo y presentación e información de Participan: 20 alumnos Un niño persigue a cualquier otro participante. N los objetivos y actividades de la clase de I entrenamiento. 5´ Si alguien del grupo pasa por el medio entre el perseguidor y el perseguido, " corta el hilo " y será, ahora, el perseguido. C Ejercicios de calentamiento: lubricación de las Calentamiento Especial: juego predeportivo: Cortar el hilo. I articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y L extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , 5´ Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento. piernas y cint. , pél. Técnica Ofensiva: Ejercicio (1) 10 Ejercicio técnico de dribling, pase, desplazamientos y tiro libre y de media distancia. Ejercicio, (1). 10 Técnica Defensiva: Ejercicio técnico defensivo de los postes, el P jugador base realiza un pase a cualquiera de los R jugadores colocados en el poste bajo, el que recibe I ataca y el otro defiende. Ejercicio, (2). N C I P Ejercicio (3) Ejercicio (4) A L Táctica Ofensiva. Táctica ofensiva, desmarcarse. Ejercicio, (3). Ejercicio, cambio de forma de cuadrilátero y 10 bloqueo. Ejercicio, (4). Táctica defensiva 10 Táctica defensiva 2 vs 2 siguiendo al jugador ofensivo que corta para cerrar la defensa. Ejercicio (5). 15 Ejercicio (5) Juego: 4 vs 4 medio terreno. 60. Preparación Física Objetivo: Fuerza de salto Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. El primero, salta al banco de un lado a otro; el segundo ejercicio es un juego de relevo entre equipos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 15 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 143 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Familiarizar a los alumnos con las técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. táctico. EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Dep: Baloncesto Clase: 27 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. , pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling,, pase, desplazamientos y tiro libre y de media distancia. Ejercicio, (1). Técnica Defensiva: Ejercicio técnico: defensa al jugador, pívot por detrás, luego de recibir pase del base. Ejercicio, (2). 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. Ejercicio (1) 5 10 P R I N C I P A L Ejercicio (3) Ejercicio (4) Táctica Ofensiva: Táctica ofensiva, desmarcarse para recibir en un área limitada. Ejercicio, (3). Ejercicio: cambio de forma de cuadrilátero y bloqueo. 10 Ejercicio (2) Táctica defensiva: 10 Ejercicio táctico defensivo 3 vs 2, cerrando al jugador por el centro y desplazamiento rápido al primer pase. Ejercicio (5) 15 Ejercicio (5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física 15 Objetivo: Velocidad En el primer ejercicio corre 20 metros skiping, y 15 25 metros sprint rápido, regresa caminando; en el segundo ejercicio se invierte, corre 20 metros skiping y 15 sprint rápido. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 144 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Familiarizar a los alumnos con las técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Dep: Baloncesto Clase: 28 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling,, pase, desplazamientos y tiro de media distancia. Ejercicio, (1). Técnica Defensiva: Ejercicio técnico de pase, dos jugadores contra uno, exigir trabajo de piernas y brazos. Ejercicio (2) 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. Ejercicio (1) 10 10 P R I N C I P A L Ejercicio (3) Ejercicio (4) Táctica Ofensiva: 10 Táctica ofensiva desmarcarse. Ejercicio, (3). Ejercicio de táctica defensiva, cambio de forma de 10 cuadrilátero y bloqueo. Ejercicio, (4). Táctica defensiva: 10 Ejercicio táctico defensivo 2 vs 3. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 61. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, trote rápido 50 metros, lento 50m, rápido 50 m, lento 50m, rápido 50 metros y lento 50 metros. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. Ejercicio (5) 25 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 145 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Familiarizar a los alumnos con las técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Dep: Baloncesto Clase: 29 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling, pase, desplazamientos y tiro de media distancia: Ejercicio, (1). Técnica Defensiva: Ejercicio técnico defensivo de entrar y salir cuidando la línea de pase y regreso a su posición al alejarse el balón. Ejercicio, (2). 5´ 5´ 10 10 P R I N C I P A L F I N A L Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción Ejercicio (1) Ejercicio (3) Táctica Ofensiva Táctica ofensiva, desmarcarse. Ejercicio, (3). Ejercicio, cambio de forma de cuadrilátero y bloqueo. Ejercicio, (4). Táctica defensiva Ejercicio táctico defensivo 3 vs 3, con movimientos y cambio de jugador. Ejercicio, (4). 10 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 62. Preparación Física Objetivo: Fuerza (transportar) Se realizan ejercicios tal y como indica la figura, como se aprecia son 5 ejercicios, siempre se hará en forma competitiva y en equipos. 2 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series 15 Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. Ejercicio (4) 10 15 Ejercicio (5 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 146 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Trabajar en los estudiantes el manejo de la técnica del balón con énfasis en la triple amenaza. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. táctico Clase: 30 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. piernas y cint. pél. 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling, pase desplazamientos 10 y tiro de media distancia: Ejercicio, (1). Técnica Defensiva: Ejercicio de estabilidad del cuerpo con 10 desplazamientos laterales. Ejercicio, (2). P R I N C I P A L Ejercicio (3) Táctica Ofensiva Táctica defensiva, desmarcarse. Ejercicio, (3). Ejercicio táctico defensivo, bloqueo después del tiro. Ejercicio (4) Táctica defensiva Ejercicio táctico defensivo 2 -3 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador según la direccion de la pelota. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Velocidad El primer ejercicio corre 20 metros sprint, y 15 metros skipping rápido, regresa caminando, en el segundo ejercicio se invierte, corre 20 metros skiping y 15 sprint rápido. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contactoParticipan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Funcionalidad: Habilidades específicas. Ejercicio (1) Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. Ejercicio (4) 10 10 20 10 Ejercicio (5) 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 147 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Trabajar en los estudiantes el manejo de la técnica del balón con énfasis en la triple amenaza. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. táctico Clase: 31 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling, pase desplazamientos 10 y tiro libre y de media distancia: Ejercicio, (1). Técnica Defensiva Ejercicio técnico de estabilidad del cuerpo con 10 desplazamientos laterales. Ejercicio, (2). P R I N C I P A L Calentamiento Especial: juego predeportivo: Balón contacto. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Funcionalidad: Habilidades específicas. Ejercicio (1) Ejercicio (3) Ejercicio (4) Táctica Ofensiva 10 Táctica ofensiva, desmarcarse. Ejercicio, (3). Ejercicio táctico ofensivo, pantalla interior. 10 Ejercicio (4) Tactica defensiva Ejercicio táctico defensivo 2 -3 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la 20 dirección de la pelota. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Ejercicio (5) 20 63. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza. Ejercicio que se inicia con carrera, se salta a los conos 20 con pies unidos, luego salto al banco, y salto a la valla, srpint rápido 20 metros, y se repite salto a los conos, al banco y a la vallita. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves.Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 148 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Trabajar en los estudiantes el manejo de la técnica del balón énfasis en la triple amenaza. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. táctico Clase: 32 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling, pase, desplazamientos y de media distancia: Ejercicio, (1). Técnica Defensiva: Ejercicio técnico defensivo con desplazamientos de frente y de espalda. Ejercicio, (2). 5´ 5´ Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contactoParticipan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Ejercicio (1) 10 10 P R I N C I P A L Ejercicio (3) Táctica Ofensiva Táctica ofensiva, desmarcarse. Ejercicio táctico ofensivo, pantalla exterior. Táctica defensiva Ejercicio táctico defensivo 1 vs 2. Ejercicio (4) 10 10 15 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 64. Preparación Física Objetivo: Fuerza (halar) Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. El primero, halar en pareja; el segundo ejercicio es un juego de halar la soga de relevo entre equipos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 20 Ejercicio (5) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 149 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Familiarizar a los alumnos con las técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Unid: Técnico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. táctico Clase: 33 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling, pase, desplazamientos y tiro de media distancia: Ejercicio, (1). Técnica Defensiva: Ejercicio técnico de entrar y salir, salto a la pelota en defensa pasiva. Ejercicio (2) 5´ 5´ Ejercicio (1) 10 10 P R I N C I P A L Ejercicio (3) Táctica Ofensiva Táctica ofensiva, desmarcarse. Ejercicio, (3). Ejercicio táctico, pantalla en movimiento. Ejercicio (4) Táctica defensiva Ejercicio táctico defensivo 1-2-2 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos, jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 65. Preparación Física 66. Preparación Física Objetivo: Fuerza de salto Se realizan ejercicios tal y como indica la figura el primero alta al cajón en profundidad, el segundo ejercicio salto a la pelota con dos pies de frente. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea, a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecusión de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves.Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. Ejercicio (4) 10 10 20 Ejercicio (5) 10 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 150 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Familiarizar a los alumnos con las técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Unid: Técnico EDUC.ATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. táctico. Clase: 34 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento Ejercicios de calentamiento, lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling, pase, desplazamientos y 10 tiro de media distancia: Ejercicio, (1). Técnica Defensiva: Ejercicio técnico defensivo de entrada y salida según 10 posición de la pelota. Ejercicio (2) P R I N C I P A L Táctica Ofensiva Táctica ofensiva, desmarcarse. Ejercicio, (3). Ejercicio táctico ofensivo, pantalla exterior. Ejercicio, (4). Táctica defensiva Táctica defensiva 2 vs 2 siguiendo al jugador ofensivo que corta, abrir la defensa. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecusión de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Ejercicio (1) Ejercicio (3) Ejercicio (4) 10 10 15 15 Preparación Física Ejercicio (5) Objetivo: Resistencia aeróbica. 20 En este ejercicio se realiza carrera alterna, caminando rápido, carrera lenta y carrera rápida, a un ritmo de 150 pulsaciones por minutos, 2 series x 6 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 151 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Familiarizar a los alumnos con las técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Unid: Técnico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. táctico. Clase: 35 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling, pase desplazamientos y tiro libre y de media distancia: Ejercicio, (1). Técnica Defensiva: Ejercicio técnico defensivo de entrar y salir cuidando la línea de pase y regreso a su posición al alejarse el balón. Ejercicio (2) 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecución de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. Ejercicio (1) 10 10 P R I N C I P A L Ejercicio (3) Táctica Ofensiva Táctica ofensiva, desmarcarse. Ejercicio, (3). Pantalla y corte ofensivo. Ejercicio, (4). Táctica defensiva Táctica defensiva 2 vs 2 siguiendo al jugador, ofensivo que corta, verrar la defensa. Ejercicio, (5). Ejercicio (4) 10 10 20 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 10 67. Preparación Física Objetivo: Fuerza Lanzamientos Ejercicio (5) Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. El premier ejercicio, lanzamiento desde cuclilla hacia el frente y arriba y luego desde cuclilla hacia arriba y 20 atrás; el segundo con apoyo de un banco y lanzamiento hacia arriba y al frente y el tercero desde cuclilla y hacia arriba. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves.Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 152 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Exigir la correcta posición y postura en la parada por pasos. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediante ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo de la honestidad dentro del colectivo. táctico. Clase: 36 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: El niño Torre. Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling, pase, desplazamientos y tiro de media distancia: Ejercicio, (1). Técnica Defensiva: Ejercicio técnico, evitar el corte al pívot y luego recuperación por la línea. Ejercicio, (2). 5´ 5´ Participan: 20 alumnos En el espacio de juego se marca una línea paralela a cada línea de fondo, a cuatro metros de distancia. Este espacio no debe ser traspasado por ningún participante. Cada equipo designa un "niño-torre" que se sitúa fuera de la línea de fondo. Los jugadores del mismo equipo se pasarán el balón hasta llegar a encestar en el aro que portará el "niño-torre". Este se podrá mover a lo largo de la línea de fondo colaborando para encestar los lanzamientos de sus compañeros. Ejercicio (1) 10 10 P R I N C I P A L Ejercicio (3) Ejercicio (4) Táctica Ofensiva 10 Táctica ofensiva, desmarcarse. Ejercicio, (3). 10 Táctica ofensiva, ataque 3 vs 2 por el centro. Ejercicio, (4). Táctica defensiva Táctica defensiva 2 vs 3 cerrando ataque por el 15 centro. Ejercicio, (5). Juego con tareas. 68. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza. Ejercicio que se inicia con carrera saltando a las vallas, luego sprint 10 metros, seguido por carrera, salto a los conos, skiping, carrera rápida , carrera en zigzag, carrera rápida 10 metros, saltos a los conos y termina con una carrera a velocidad. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 15 Ejercicio (5) 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 153 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Exigir la correcta posición y postura en la parada por pasos. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediante ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo de la honestidad dentro del colectivo. táctico Clase: 37 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: El niño Torre. Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling, pase, desplazamientos y tiro de media distancia: Ejercicio, (1). Técnica Defensiva: Ejercicio técnico defensivo de driblin y pase P siguiendo la sombra del jugador con el balón. R Ejercicio, (2). I N C I P A L I N I C I A L Táctica Ofensiva Táctica ofensiva, desmarcarse. Ejercicio, (3). Táctica ofensiva 3 vs2, por las líneas. Ejercicio, (4). Táctica defensiva Ejercicio de táctica defensiva presionando al jugador que tiene el balón, saliendo al posible pase. Ejercicio, (5). Juego: 4 vs 4 medio terreno. 69. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza. Ejercicio que se inicia con carrera, salto a las vallas, luego sprint 10 metros, seguido por carrera, salto a los conos, skiping, carrera rápida , carrera en zigzag, carrera rápida 10 metros, saltos a los conos y termina con una carrera a velocidad. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves.Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos En el espacio de juego se marca una línea paralela a cada línea de fondo, a cuatro metros de distancia. Este espacio no debe ser traspasado por ningún participante. Cada equipo designa un "niño-torre" que se sitúa fuera de la línea de fondo. Los jugadores del mismo equipo se pasarán el balón hasta llegar a encestar en el aro que portará el "niño-torre". Este se podrá mover a lo largo de la línea de fondo colaborando para encestar los lanzamientos de sus compañeros. Ejercicio (1) 10 10 Ejercicio (3) Ejercicio (4) 10 10 15 15 Ejercicio (5) 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 154 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Exigir la correcta posición y postura en la parada por pasos. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediante ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo de la honestidad dentro del colectivo. táctico Clase: 38 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. Piernas y cint. pél Calentamiento Especial: juego predeportivo: El niño Torre. Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: Ejercicio técnico de dribling, pase, desplazamientos y tiro de media distancia: Ejercicio, (1). Técnica Defensiva Ejercicio técnico defensivo, evitar que el jugador P ofensivo reciba el balón en un área limitada. R Ejercicio, (2). I N C I P A L I N I C I A L Táctica Ofensiva Táctica ofensiva, desmarcarse. Ejercicio, (3). Ejercicio táctico, 3 vs 2 atacando por el centro con pase al poste bajo. Ejercicio, (4). Táctica defensiva Ejercicio táctico defensivo 3 vs 3 sin cambio de jugador. Ejercicio, (5). Juego: 4 vs 4 medio terreno. 70. Preparación Física Objetivo: Fuerza de salto. Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. Salta al cajón en profundidad, y salto a las vallas 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves.Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ ´ Participan: 20 alumnos En el espacio de juego se marca una línea paralela a cada línea de fondo, a cuatro metros de distancia. Este espacio no debe ser traspasado por ningún participante. Cada equipo designa un "niño-torre" que se sitúa fuera de la línea de fondo. Los jugadores del mismo equipo se pasarán el balón hasta llegar a encestar en el aro que portará el "niño-torre". Este se podrá mover a lo largo de la línea de fondo colaborando para encestar los lanzamientos de sus compañeros. Ejercicio (1) 10 10 Ejercicio (3) Ejercicio (4) 10 10 10 15 Ejercicio (5) 25 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 155 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicio defensivo defensa al pase de dos y tres jugadores. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Lanzar y empujar pelotas medicinales para el desarrollo de la fuerza en los deportistas. Unid: Técnico EDUCATIVO: Mostrar disciplina y compañerismo en las actividaes de la clase. táctico Clase: 39 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél 5´ 5´ Calentamiento Especial: juego predeportivo: Ciego. Funcionalidad: Fuerza Participan: 20 alumnos Un niño monta a la espalda de su compañero que hace de ciego. El ciego lleva los ojos cerrados. El que va montado indica al ciego por dónde debe ir. Las parejas que chocan son eliminadas. Se delimita previamente un espacio de juego más bien pequeño. Técnica Ofensiva: (ejercicio 1) Amagos: 10 Cambio de velocidad y dirección. (ejercicio1) Manejo del Balón: Pases y sus variantes 10 Pase entre dos jugadores. (ejercicio 2) P Drible: R Habilidades con drible sin control visual, a todo I 10 terreno, con ambas manos. (ejercicio 3) N C (ejercicio 2) I P A L Táctica ofensiva Ataque 3 vs 2 por el centro, variante 1cuando los 10 jugadores se pegan a los ofensivos laterales. (ejercicio 4 ) (ejercicio 4) Táctica defensiva: Ejercicio combinado táctica ofensiva y defensiva 1vs1, combinado con pases, driblin, desplazamientos y tiro con 15 defensa. (ejercicio 6 ) Juego : 4 vs 4 medio terreno 71. Preparación Física Objetivo: Fuerza Se realizan ejercicios tal y como indica la figura 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 15 20 (ejercicio 5) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 156 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Tirar bajo el aro en movimiento, después de recibir un pase de pecho. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Correr tramos cortos para mejorar la velocidad en los deportistas. Unid: Técnico EDUCATIVO: Manifestar colectivismo y respeto por las reglas en el juego de baloncesto. táctico Clase: 40 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Amagos: 5 Cambio de velocidad y dirección. (ejercicio1) Pases y sus variantes: Ejercicio de pase y desplazamientos. (ejercicio 2) 5 Drible: P Habilidades con drible, sin control visual, a todo 5 R terreno, con ambas manos. (ejercicio 3) I N C I P A L Calentamiento Especial: juego predeportivo: Ciego. Funcionalidad: Fuerza Participan: 20 alumnos Un niño monta a la espalda de su compañero que hace de ciego. El ciego lleva los ojos cerrados. El que va montado indica al ciego por donde debe ir. Las parejas que chocan son eliminadas. Se delimita previamente un espacio de juego más bien pequeño. (ejercicio 1) (ejercicio 2) (ejercicio 4) Tiro: Ejercicio técnico de tiro en bandeja con dos manos. 10 (ejercicio 4) Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo 3vs2, cuando los defensa cierran el centro. (ejercicio 5) 10 (ejercicio 5 ) Táctica defensiva: Ejercicio combinado, táctica ofensiva y defensiva 1vs1, combinado con pases, driblin, desplazamientos y tiro con 15 defensa. (ejercicio 6 ) Juego: 4 vs 4 medio terreno. 15 Preparación Fisica Objetivo: Velocidad En el primer ejerciocio se inicia con carrera rápida de 10 metros, Skiping 20 metros, camina 5 metros, saltos con un pie 10 metros y regresa en trote lento; el segundo ejercicio es 25 carrera en zigzag rápida en 20 metros, camina cinco metros y (ejercicio 6) realiza sprint 15 metros. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 157 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicio con amagos, cambios de ritmo con obstáculo ante un defensor. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Correr tramos medios para mejorar la resistencia a la velocidad en los deportistas. Unid: Técnico EDUCATIVO: Educar cualidades de la personalidad. táctico Clase: 41 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Amagos: Cambio de ritmos y dirección con obstáculo. (ejercicio 1) Manejo del Balón: Recepción: Por encima de la cabeza en desplazamiento. (Ejercicio 2) Drible: Habilidades con drible sin control visual. (Ejercicio 3) (Ejercicio 1) 4 vs 4 medio terreno. 72. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. Ejercicio 2) 5 10 5 10 ( (Ejercicio 4 Tiro: Ejercicio combinado, de pase, desplazamientos y 10 tiro en bandeja. (Ejercicio 4) Tactica ofensiva: Ejercicio 3vs2, cuando la defensa se carga a un 10 solo lado. (Ejercicio 5) Táctica defensiva: Defensa contra el corte de tijera, los jugadores se desplazan juntos con sus oponentes y cuando se 10 percatan del cruce gritan cambio. (ejercicio 6 ) Juego: Calentamiento Especial: juego, Círculo que Lucha. Funcionalidad: Fuerza Participan: 20 alumnos Los participantes están cogidos de la mano, en círculo, con un aro en medio. Tirando de los brazos y evitando tocar el aro tienen que conseguir que los compañeros de juego lo pisen. Ejercicio 5) 10 20 (Ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 158 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Pase de pecho con dos manos, partiendo de la posición de triple amenaza. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Empujar y trabajar con pelotas medicinales para el mejoramiento de la fuerza en los Unid: Técnico deportistas.Mejorar la rapidez mediante ejercicios especiales. táctico EDUCATIVO: Mostrar disciplina ante las actividades fundamentales de la clase. Clase: 42 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Técnica Ofensiva: Desplazamientos a todo terreno. (ejercicio 1) Manejo del Balón: Recepción Con dos manos a la altura del pecho. (Ejercicio 2) P Drible: R Habilidades con drible sin control visual. I (Ejercicio 3) N C I P A L I N I C I 5´ 5´ Calentamiento Especial: juego, Círculo que Lucha. Funcionalidad: Fuerza Participan: 20 alumnos Los participantes están cogidos de la mano, en círculo, con un aro en medio.Tirando de los brazos y evitando tocar el aro tienen que conseguir que los compañeros de juego lo pisen. (Ejercicio 1) 5 5 5 (Ejercicio 2 ) (Ejercicio 4) 10 Tiro: Lanzarse el balón el mismo jugador, recibir y tiro al aro. (Ejercicio 4) 10 (Ejercicio 5 ) Táctica ofensiva: Ejercicio de ataque 3vs2 cuando los jugadores se quedan parados atrás. (Ejercicio 5) Táctica defensiva: 15 Ejercicio de salto y cambio de jugador, los defensores hablan continuamente sobre los cambios de jugadores. (Ejercicio 6 ) 15 Juego: 4 vs 4 medio terreno. 73. Preparación Física Objetivo: Fuerza Se realizan ejercicios tal y como indica la figura 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 25 (Ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 159 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Tiro al aro desde diferentes posiciones después de un pase. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Correr tramos intermedios a un 70% de velocidad para el desarrollo de la resistencia a la Unid: Técnico velocidad. táctico EDUCATIVO: Manifestar compañerismo y colectivismo a través del juego de baloncesto. Clase: 43 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Amagos: 5 Cambio de ritmos y dirección. (ejercicio 1) Manejo del Balón: 5 Pases y sus variantes Pase rueda con dos manos. (Ejercicio 3) P Drible: R Habilidades con drible sin control visual. 5 I (Ejercicio 5) N C I P A L Calentamiento Especial: juego Círculo que Lucha. Funcionalidad: Fuerza Participan: 20 alumnos Los participantes están cogidos de la mano, en círculo, con un aro en medio. Tirando de los brazos y evitando tocar el aro tienen que conseguir que los compañeros de juego lo pisen. (Ejercicio 1) (Ejercicio 2 y 3) Tiro: Ejercicio técnico, 4 tiros desde diferentes posiciones. 10 Táctica ofensiva: Ejercicio de ataque 3vs1, cuando el jugador defensivo 10 (Ejercicio 5 ) salta al balón. (Ejercicio 5 ) Táctica defensiva: Los jugadores defensores se colocan en línea paralela, 15 uno va al balón y el otro cuida el centro como indica la figura. (Ejercicio 6 ) Juego: 4 vs 4 medio terreno. 74. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 15 25 (Ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 160 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar defensa personal al jugador que corta por la línea de fondo. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Lanzar objetos para desarrollar la fuerza en los deportistas. táctico EDUCATIVO: Educar cualidades básicas en la personalidad. Dep: Baloncesto Clase: 44 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, balón contacto orientado al balón. Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio. 5´ Material: un balón Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: (ejercicio1) Técnica de los desplazamientos Carrera de frente (Juego de ejercicio de relevo en 5 pareja). (ejercicio 1) Amagos: 5 Cambio de dirección, entre aros. (ejercicio2) Pases y sus variantes P Pases con dos manos, con desplazamientos rápidos y 5 R paradas. (ejercicio3) (ejercicio2) I Drible: N 10 Con control visual. (ejercicio4 ) C I P A L (ejercicio3) (ejercicio5) Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de ataque 3vs2, con pantalla 10 después del pase. (ejercicio 5 ) Táctica defensiva: Defensa contra el corte de tijera, los jugadores se desplazan juntos con sus oponentes y y cuando se percatan del cruce 15 gritan cambio. (ejercicio 6 ) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 75. Preparación Física Objetivo: Fuerza Lanzamientos Se realizan ejercicios tal y como indica la figura, lanzamientos al cesto y a los bolos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. (ejercicio 6) 25 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 161 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar amago con cambio de dirección ante un defensa. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad con ejercicios especiales. táctico EDUCATIVO: Formar cualidades básicas en la personalidad. Dep: Baloncesto Clase: 45 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contacto, orientado al balón. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Postura. Carrera de frente (Juego de ejercicio de relevo en pareja), (ejercicio 1). Amagos: Cambio de dirección, (ejercicio2). Pases y sus variantes Pases con dos manos, con desplazamientos y paradas. (ejercicio3) Drible: Con control visual, (ejercicio4). Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio 5´ Material: un balón Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. (ejercicio1) 5 5 5 (ejercicio2) (ejercicio3) 5 (ejercicio 5) Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de ataque 3 vs 2, con pase y 10 pantalla. (ejercicio4) Táctica defensiva. (ejercicios 5 y 6) Ejercicio táctico defensivo 1-2-2 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos, jugador por 20 jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 15 Preparación Física Objetivo: Velocidad El priner ejercicio se inicia con carreras rápidas 20 metros desde la posición de sentado, parado y acostado, el regreso se 25 realiza a trote lento; el segundo ejercicio se realiza a máxima velocidad en zigzag a una distancia de 30 metros, se regresa 5 metros caminando y sprint rápido 10 metros. F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 (ejercicio 6) Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 162 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Tiro en bandeja en movimiento después de burlar al defensa y recibir el pase. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad con ejercicios especiales. táctico EDUCATIVO: Formar cualidades básicas en la personalidad. Dep: Baloncesto Clase: 46 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, balón contacto, orientado al balón. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Carrera de frente (Juego de ejercicio de relevo en pareja). (ejercicio 1) Amagos: Cambio de dirección, entre obstáculos. (ejercicio2) Drible: P Combinado, con pases, desplazamientos. (ejercicio 3) R I N C I P A L I N I C I A L Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio 5´ Material: un balón Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. (ejercicio1) 5 5 5 (ejercicio2) (ejercicio4) Tiro: Ejercicios técnicos de tiro en pareja, 5 en cada aro. 10 (ejercicio 5) (ejercicio4) Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo 3 vs 3, con corte al aro. 15 (ejercicio4) 15 Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo 1-3-1 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos, jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio, (5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 10 76. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 (ejercicio 6) pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 25 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 163 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Familiarizar a los alumnos con las técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Dep: Baloncesto Clase: 47 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I Formación del grupo y presentación e información de los Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en N objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. I Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , 5´ "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado C cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han I Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. A Calentamiento Especial: juego predeportivo, Arruinar 5´ matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. L cuadros. Técnica Ofensiva: (Ejercicio 1) Técnica de los desplazamientos Amagos: 5 Ejercicios de sombra fintas y amagos. (Ejercicio 1) Pase y Recepción: Ejercicio la estrella pase arriba de la cintura, 5 combinado con driblin y pases. (Ejercicio 2) P Drible: R 5 Con control visual y habilidades. (Ejercicio 3) I Ejercicio, el gato y el ratón. (Ejercicio 2) (Ejercicio 4) N C I P A L Tiro: 10 Ejercicio técnico del tiro combinado con pasar y (ejercicio 5) molestar. Técnica ofensiva: 15 Ejercicio táctico ofensivo 3 vs 3, con corte al aro. (ejercicio4) Táctica defensiva: 10 Ejercicio táctico defensivo 2-1-2, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos, jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio, (5). 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Desarrollo de la fuerza. Se realizan ejercicios de lanzamiento de la pelota medicinal de 2.5 kg, salto sobre el balón y tracción de la soga. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 25 (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 164 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Tiro en movimiento en bandeja tras molestar pasivamente el defensor. Unidad: Técnico CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Dep: Baloncesto Clase: 48 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Amagos: Ejercicios, cambio de dirección, parada y pase en desplazaientos. (Ejercicio 1) Pases y sus variantes: Con dos manos, pívot y pases. (Ejercicio 2) Drible: P Con control visual y habilidades, combinado con R desplazamientos y tiro al aro. (Ejercicio 4) I N C I P A L 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (Ejercicio 1) 5 5 5 (Ejercicio 2) (Ejercicio 3) Tiro: Ejercicio técnico de tiro con dribling y (ejercicio 5) desplazamientos. Técnica ofensiva: 10 Ejercicio táctico ofensivo 3 vs 3, con corte al aro. (ejercicio4) Táctica defensiva: 15 Ejercicio táctico defensivo 2-1-2 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos, jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio, (5). 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 77. Preparación Física 10 Objetivo: velocidad a la resistencia. (ejercicio 6) Ejercicio de carrera rápida 15 metros, luego skiping 20 metros, 25 seguidos saltos con dos pies 10 metros y regreso en trote lento; el segundo ejercicio, carrera rápida en zigzag 20 metros, camina 5 metros y sprint 10metros.. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 165 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicio de defensa al jugador sin balón que entra y sale y luego defiende el mío y Unidad: Técnico – otro más. táctico CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Dep: Baloncesto EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 49 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, Arruinar cuadros. 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Ejercicios de sombra fintas y amagos. (Ejercicio 1) 8 Pase y Recepción: Arriba de la cintura, combinado con pases. 7 (Ejercicio 2) P Drible: R 5 Con control visual y habilidades. (Ejercicicio 3) I N C I P A L Tiro: Ejercicio técnico de tiro en bandeja combinado con dribling. 10 Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo 3 vs 3, con corte al aro. (ejercicio 4) 10 Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 2-2-1 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos 15 jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 10 78. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad. 25 Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, carrera rápida 200 metros y lenta la misma distancia. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (Ejercicio 1) (Ejercicio 2) (Ejercicio 4) (ejercicio 5) (ejercicio 6) Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 166 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Realizar pase directo e indirecto con dos manos mediante rueda de pases. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Dep: Baloncesto Clase: 50 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Cambio de dirección, (ejercicio 1). Pases y sus variantes y Recepción: Con dos manos, ejercicios de ruedas de pases (ejercicio 2) P Drible: R Con control visual utilizando ambas manos. I (ejercicio 3) N C I P A L Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo, contraataque 5vs0, correr por su carril. (Ejercicio 5 ) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo presión 2-2-1 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio (5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Velocidad El primer ejercicio corre 20 metros skiping, y 15 metros sprint rápido, regresa caminando, el segundo ejercicio se invierte corre 20 metros skiping y 15 sprint rápido. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 1) 10 10 5 (ejercicio 2) 10 (ejercicio 4 ) 15 15 25 (ejercicio 5) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 167 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Tiro en movimiento en bandeja después de desplazamientos y pases. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Dep: Baloncesto Clase: 51 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Amagos: Cambio de dirección, (ejercicio 1). Drible: Con control visual utilizando ambas manos. (ejercicio 2) 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción (ejercicio 1) 5 5 P R I (ejercicio 3) N C I P A L Tiro: Ejercicio técnico combinado de tiro, dribling y pases. 10 (ejercicio 3 ) Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de equipo, con pases y 15 desplazamientos sencillos. (Ejercicio 5 ) (ejercicio 5) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo, presión 2-2-1 a partir de los 15 movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio (5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno 15 79. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la velocidad. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 160 a 180 pulsaciones por minutos, trote rápido 50 metros, lento 50m, rápido 50 m, lento 50m, rápido 50 metros y lento 50 metros. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 25 (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 168 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicio defensivo siguiendo al jugador que corta por la línea de fondo. Unidad: Técnico – CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Dep: Baloncesto Clase: 52 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo, Arruinar cuadros. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Carrera de frente Amagos: Cambio de dirección, paradas y recepción. (ejercicio 1) Demarcase: Ejercicio técnico de desmarcarse para recibir en un lugar libre. (ejercicio 2) Drible: Con control visual utilizando ambas manos. (ejercicio 3) Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de equipo, con pases y desplazamientos sencillos. (Ejercicio 5 ) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo, presión 1-2-1-1 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la direccion de la pelota. Ejercicio (5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 80. Preparación Física Objetivo: Fuerza (transportar) Se realizan ejercicios tal y como indica la figura, como se aprecia son 5 ejercicios, siempre se hará en forma competitiva y en equipos. 2 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Distribuir a los grupos en 4 espacios cuadrados. El juego consiste en "matar" mediante lanzamientos efectuados con la pelota desde el cuadrado propio a los jugadores que se encuentran en un cuadrado distinto. El "muerto" se incorpora al cuadrado desde que le han matado. El juego finaliza cuando todos están en el mismo cuadrado. Funcionabilidad: Lanzamiento. Velocidad de reacción. (ejercicio 1) 5 5 10 (ejercicio 2) 5 (ejercicio 5) 10 20 10 (ejercicio 6) 25 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 169 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicio defensivo dirigido a elvar la agresividad e intercepción hacia el balòn. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. táctico Clase: 53 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ 5´ Técnica Ofensiva: Manejo del Balón: Ejercicios de desplazamientos y pase a partir de 5 triple amenaza. (ejercicio 1) Desmarcarse: Ejercicio técnico para desmarcarse y recibir en un 5 lugar libre. (ejercicio 2) P Drible: R Con control visual utilizando ambas manos. 5 I (ejercicio 3) N C I P A L Tiro: ejercicio de tiro, pasar y molestar. (ejercicio 4) Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de equipo, con pases y desplazamientos sencillos. (Ejercicio 5 ) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo, presión 2-3 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Velocidad En el primer ejercicio corre 20 metros sprint, y 15 metros skipping rápido, regresa caminando; el segundo ejercicio se invierte, corre 20 metros skiping y 15 sprint rápido. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5 Calentamiento Especial: juego predeportivo balón contactoParticipan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Funcionalidad: Habilidades específicas (ejercicio 1) (ejercicio 2) (ejercicio 4) (ejercicio 5) 15 15 15 25 (ejercicio 6) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 170 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar trabajo defensivo con estabilización del cuerpo y desplazamiento defensivo lateral al Dep: Baloncesto jugador que dribla. Unid: Técnico CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. táctico EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. Clase: 54 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. 5´ 5´ Calentamiento Especial: juego predeportivo, balón contacto. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. Funcionalidad: Habilidades específicas. (ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Manejo del Balón: Ejercicios de desplazamientos y paradas y 5 triple amenaza, para pasar. (ejercicio 1) Pases dribling y tiro Ejercicio técnico combinado, exigir correcto movimientos del tiro libre, el jugador que lo realiza luego defiende al que recibe el rebote. 10 (ejercicio 2) (ejercicio 2) Drible: Con control visual utilizando ambas manos. 5 (ejercicio 3) Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de equipo, con pases y desplazamientos sencillos. (Ejercicio 4 ) Táctica Defensiva: Ejercicio táqctico defensivo, presión 2-3 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio, (5). Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 81. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza Ejercicio que se inicia con carrera, salto a los conos con pies unidos, luego salto al banco, y salto a la valla, srpint rápido 20 metros, y se repite salto a los conos, al banco y a la vallita. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones (ejercicio 4) 15 15 15 (ejercicio 5) 25 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 171 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicios técnicos defensivos, salto a la pelota y luego del pase regreso a la posición Dep: Baloncesto inicial. Unid: Técnico CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad para ejercicios especiales. táctico EDUCATIVO: Formar en los alumnos el colectivismo. Clase: 55 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél Funcionalidad: Habilidades específicas. 5´ 5´ Calentamiento Especial: juego predeportivo, Balón contacto. Participan: 20 alumnos Dos alumnos empiezan el juego siendo los cazadores. Mediante pases van avanzando. Tratan, con el balón agarrado y sin soltarlo, de tocar a otro participante. El que resulta tocado se convierte en cazador y se une a los dos anteriores hasta que no queda ninguno. No se permite correr con el balón. (ejercicio 1) Técnica Ofensiva: Manejo del Balón: Ejercicios de desplazamientos y paradas y 5 triple amenaza, para pasar. (ejercicio 1) Pases dribling y tiro Ejercicio técnico combinado, exigir correctos 10 movimientos del tiro en bandeja. (ejercicio 2) P Drible: R (ejercicio 2) Combinano con pases, desplazamientos y tiro al I 5 aro. (ejercicio3) N C I P A L Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de grupo 3 vs 0, con pases y 15 ejercicio 4) desplazamientos sencillos. (Ejercicio 4 ) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo, presión 2-3 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos 15 jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio (5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 82. Preparación Física Objetivo: Fuerza (halar) Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. El primero halar en pareja; el segundo ejercicio es un juego de halar la soga de relevo entre equipos. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L 15 Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. ejercicio 5) 25 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 172 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: Sexo: M Dep: Baloncesto Unid: Técnico táctico Clase: 56 P OBJETIVO: HABILIDAD: Ejecutar ejercicio defensivo al jugador sin balón que entra y sale y luego el defensa defiende el mío y otro más. Familiarizar a los alumnos con las técnicas de los amagos mediante ejercicios especiales. CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. HABILIDADES Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: Brazos y cintura escap. Piernas y cint. Pél Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: Desplazamientos: Medio terreno, (Ejercicio 1). Ejercicios combinados con dribling, pase y defensa. Este ejercicio se realiza con dribling bordeando la línea de tres, seguido por un defensa pasivo, luego del pase al lateral, los dos corren y el que reciba el pase ataca al aro, el otro defiende. (Ejercicio 2) P Drible: R Ejercicio de velocidad en equipo partiendo todos a I la voz de mando del profesor, realizando la N actividad según el grafico. (Ejercicio 3) C I P A L I N I C I A L T 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecución de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. (Ejercicio 1) 5 10 5 Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de grupo 2vs0, con pases y desplazamientos sencillos.después de un tiro libre y rebote 15 ofensivo. (Ejercicio 4 ) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo, presión 1-2-1-1 a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. 15 Ejercicio, (5). 15 Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 83. Preparación Física 84. Preparación Física Objetivo: Fuerza de salto Se realizan ejercicios tal y como indica la figura.El primero salta al cajón en profundidad; el segundo ejercicio, salto a la pelota con dos pies de frente. PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. (Ejercicio 2) Ejercicio 4) Ejercicio 5) 25 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 173 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar el ejercicio combinado que se realiza con movimientos de dribling, desplazamientos, Dep: Baloncesto defensa, pase y tiro al aro en bandeja. Unid: Técnico CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. táctico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. Clase: 57 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: Desplazamientos: Medio terreno. (Ejercicio 1) Ejercicios combinados con dribling pívot y pase. Este ejercicio se realiza con movimientos de dribling, defensa, pase y luego desplazamientos con pase y ataque al aro. (Ejercicio 2) Drible: P Ejercicio de velocidad en equipo se parte R bordeando la línea de trespuntos todos a la voz de I mando del profesor, realizando la actividad según N el grafico. (Ejercicio 3) C I P A L I N I C I A L Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de grupo 2vs0, con un defensa por medio, pases y desplazamientos sencillos.después de un tiro libre y rebote ofensivo. (Ejercicio 4 ) Táctica defensiva: Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo, presión 1-2-2, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio (5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Resistencia aeróbicas Este ejercicio se realiza carrera alterna, caminando rápido, carrera lenta y carrera rápida, a un ritmo de 150 pulsaciones por minutos. 2 series x 6 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecusión de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. (Ejercicio 1) 5 10 (Ejercicio 2) 5 (Ejercicio 4) 15 15 15 (Ejercicio 5) 25 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 174 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicios de técnica defensiva de estabilización del cuerpo. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la velocidad. Unid: Técnico EDUCATIVO: Educar en los estudiantes el amor por el entrenamiento. táctico Clase: 58 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: Blancos y Negros. Funcionalidad: Velocidad de desplazamiento, velocidad de reacción. Técnica Ofensiva: Ejercicios de desplazamientos toque de líneas. (ejercicio 1) Manejo del Balón: Pases y sus variantes (trensa) Con dos manos, y recepción a la altura de la cintura con dos y tres jugadores. (ejercicio 2) P Drible: R Con control visual. (ejercicio 3) I N C I P A L Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de grupo 5vs0, con pases y desplazamientos sencillos.después de un tiro libre y rebote ofensivo. (Ejercicio 4 ) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo, presión 1-3-1, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio (5) Juego de Baloncesto: 3 Vs 3 medio terreno. 85. Preparación Física Objetivo: Fuerza, lanzamientos. Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. El primer ejercicio, lanzamiento desde cuclilla hacia el frente y arriba y luego desde cuclilla hacia arriba y atrás; el segundo con apoyo de un banco y lanzamiento hacia arriba y al frente y el tercero desde cuclilla y hacia arriba. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series I N I C I A L F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos Los niños se colocan en mitad del campo de juego formando 2 equipos enfrentados en línea a 3 metros de distancia. Un equipo es de " blancos " y otro de " negros”. Cada equipo tiene detrás, a su espalda, su línea de fondo que limita el campo de juego. El profesor dice el nombre de un equipo, y sus componentes han de salir en persecusión de los del otro equipo. Para escapar deberán cruzar su línea de fondo sin ser tocados. El que es tocado queda eliminado. (ejercicio 1) 5 10 5 (ejercicio 2) 15 (ejercicio 4) 15 15 (ejercicio 5) 25 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 175 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicios de desmarque entre dos jugadores, después tiro al aro en movimiento. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediante ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo de la honestidad dentro del colectivo. táctico Clase: 59 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer.Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: El niño Torre. Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: Desmarcarse Trabajo en dúo, uno a la defensa y otro a la ofensiva. (Ejercicios 1 y 2) Pases y Dribling combinados: Ejercicios de pase y recepción, parada y dribling, exigir rapidez en el ejercicio. (Ejercicios 3). 5´ 5´ Participan: 20 alumnos En el espacio de juego se marca una línea paralela a cada línea de fondo, a cuatro metros de distancia. Este espacio no debe ser traspasado por ningún participante. Cada equipo designa un "niño-torre" que se sitúa fuera de la línea de fondo. Los jugadores del mismo equipo se pasarán el balón hasta llegar a encestar en el aro que portará el "niño-torre". Este se podrá mover a lo largo de la línea de fondo colaborando para encestar los lanzamientos de sus compañeros. (Ejercicios 1) (Ejercicios 2) 15 5 P R I N (Ejercicios 4) C I P A Tiros al aro: Lanzarse el balón y tiro L 5 Cada jugador con un balón. Se lanza el balón hacia delante y tras, un bote debe cogerlo parando en un tiempo y debe tirar a canasta. (Ejercicio 4) Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de grupo 5vs0, con pases y 10 desplazamientos sencillos. (Ejercicio 5 ) (Ejercicio 5) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo, presión 2-1-2, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos 15 jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio, (6) Juego con tareas: 86. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza Ejercicio se inicia con carrera saltando a las vallas, luego sprint 10 metros, seguido por carrera salto a los conos skiping, carrera rápida , carrera en zigzag, carrera rápida 10 metros, saltos a los conos y termina con una carrera a velocidad. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 15 25 (Ejercicio 6) 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 176 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar ejercicio de trío con balón lanzado por el propio jugador y luego tiro al aro de media Dep: Baloncesto distancia con dos manos. Unid: Técnico CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediante ejercicios especiales. táctico EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo de la honestidad dentro del colectivo. Clase: 60 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Calentamiento Especial: juego predeportivo: El niño Torre. Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: Desmarcarse Trabajo en dúo, uno a la defensa y otro a la ofensiva. (Ejercicios 1 y 2). Pases y Dribling combinados: Ejercicios de pase y recepción parada y dribling, exigir rapidez en el ejercicio. (Ejercicios 3). P R I N C I Tiros al aro: Lanzarse el balón y tiro P Cada jugador con un balón. Se lanza el balón hacia A adelante y atrás, un bote debe cogerlo parando en L un tiempo y debe tirar a canasta. (Ejercicios 4) Ejercicio 4 tiros Ejercicio para trabajar por parejas, tiro en situación cercana a partida por el aumento de la frecuencia cardiaca en el momento de tiro, además de trabajar las paradas y encarar el aro. (Ejercicios 6) Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de grupo 5vs0, con pases y desplazamientos sencillos. (Ejercicio 6 ) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo, presión 2-2-1, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio (7) Juego: 4 vs 4 medio terreno. 87. Preparación Física Objetivo: Resistencia a la fuerza Ejercicio que se inicia con carrera, salto a las vallas, luego sprint 10 metros, seguido por carrera, salto a los conos, skiping,, carrera rápida , carrera en zigzag, carrera rápida 10 metros, saltos a los conos y termina con una carreara a velocidad. 2 series x 4 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ Participan: 20 alumnos En el espacio de juego se marca una línea paralela a cada línea de fondo, a cuatro metros de distancia. Este espacio no debe ser traspasado por ningún participante. Cada equipo designa un "niño-torre" que se sitúa fuera de la línea de fondo. Los jugadores del mismo equipo se pasarán el balón hasta llegar a encestar en el aro que portará el "niño-torre". Este se podrá mover a lo largo de la línea de fondo colaborando para encestar los lanzamientos de sus compañeros. (Ejercicios 1) (Ejercicios 1) 15 5 (Ejercicios 4) (Ejercicios 5) 5 5 (Ejercicio 6) 15 15 10 (Ejercicio 7) 20 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 177 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matrícula: OBJETIVO: Sexo: M HABILIDAD: Exigir la correcta posición y postura en la parada por pasos. Dep: Baloncesto CAPACIDAD: Trabajar para el mejoramiento de la resistencia aeróbica mediante ejercicios especiales. Unid: Técnico EDUCATIVO: Contribuir al desarrollo de la honestidad dentro del colectivo. táctico Clase: 61 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél Calentamiento Especial: juego predeportivo: El niño Torre. Funcionalidad: Habilidades específicas. Técnica Ofensiva: Desmarcarse Trabajo en trío, desmarcaese para recibir pase y tirar al aro. (Ejercicios 1 y 2). Pases y Dribling combinados: Ejercicios de pase y recepción, parada y dribling,, exigir rapidez en el ejercicio. (Ejercicios 3). P R I N C I P A L Tiros al aro: Lanzarse el balón y tiro Ejercicio de tiro, pasar y molestar. (Ejercicios 4) Ejercicio de pase y tiro en bandeja. (Ejercicios 5) Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de grupo 5vs0, con pases y desplazamientos sencillos. (Ejercicio 6 ) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo, presión 1-2-1-1, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio (7) Juego : 4 vs 4 medio terreno 88. Preparación Física Objetivo: Fuerza de salto Se realizan ejercicios tal y como indica la figura. En el primer ejercicio, salto al cajón en profundidad y en el segundo, salto a las vallas. 3 series x 5 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento. Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase de entrenamiento. Pase de lista. Despedida. 5´ 5´ ´ Participan: 20 alumnos En el espacio de juego se marca una línea paralela a cada línea de fondo, a cuatro metros de distancia. Este espacio no debe ser traspasado por ningún participante. Cada equipo designa un "niño-torre" que se sitúa fuera de la línea de fondo. Los jugadores del mismo equipo se pasarán el balón hasta llegar a encestar en el aro que portará el "niño-torre". Este se podrá mover a lo largo de la línea de fondo colaborando para encestar los lanzamientos de sus compañeros. (Ejercicios 1) (Ejercicios 2) 10 5 (Ejercicios 4) (Ejercicios 5) 5 5 15 (Ejercicio 6) 15 10 25 Ejercicio 7) 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 178 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Matríc: OBJETIVOS: Sexo: M HABILIDAD: Ejecutar la postura y la carrera normal de frente mediante movimientos de pie. Unidad: TécnicoCAPACIDAD: Correr de forma continua con ritmo moderado tocando línea, a un ritmo de 140 a 150 táctico pulsaciones por minutos para el mejoramiento de la resistencia de media duración. EDUCATIVO: Demostrar perseverancia durante las actividades de resistencia aeróbica en la clase. Dep: Baloncesto Clase: 62 P HABILIDADES T PROCEDIMIENTO -FORMA ORG. I N I C I A L P R I N C I P A L Formación del grupo y presentación e información de los objetivos y actividades de la clase de entrenamiento. Ejercicios de calentamiento: lubricación de las articulac. , cuello, brazos, extrem superiores, tronco y extrem. infer. Estiramientos: brazos y cintura escap. , piernas y cint. pél. Técnica Ofensiva: Técnica de los desplazamientos Postura, movimientos de pie. (Ejercicio 1) Amagos: Cambio de dirección y parada. (Ejercicio 2) Pases y sus variantes: Recepción: Pase y desplazamientos con dos manos. (Ejercicio 3) Tiro En bandeja cerca del aro. (Ejercicio 4) Drible: Con control visual (Ejercicio 5) Táctica ofensiva: Ejercicio táctico ofensivo de grupo 5vs0, con pases y desplazamientos sencillos. (Ejercicio 6 ) Táctica defensiva: Ejercicio táctico defensivo, presión 1-2-1-1, a partir de los movimientos básicos, demostrar y aplicar movimientos jugador por jugador, según la dirección de la pelota. Ejercicio, (7). Juego de pases: Baloncesto 3 Vs 3 medio terreno. Preparación Física Objetivo: Resistencia aeróbica. Ejercicio de toque de líneas a un promedio de 140 a 150 pulsaciones por minutos. 2 series x 3 repeticiones 45´desc/repeticiones 1´desc-/series F I N A L Reorganización del grupo. Ejercicios de recuperación y relajamiento.Técnica de relajamiento acostado, automasajes suaves. Análisis de la actividad y evaluaciones. Motivación para la próxima clase. Pase de lista. Despedida. Calentamiento Especial: juego predeportivo, Balón contacto, orientado al balón. 5´ Funcionalidad: Habilidades específicas. Participan: 20 alumnos Instalación: Amplio espacio. Material: un balón 5´ Desarrollo: juego de pases a sus compañeros en un terreno amplio pero delimitado. (Ejercicio 1) (Ejercicio 2) 5 5 5 5 (Ejercicio 3) (Ejercicio 4) (Ejercicio 6) 15 15 15 (Ejercicio 7) 25 3 Dispersos en el terreno Acostados Sentados De pie 179 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista BIBLIOGRAFÍA: 1. Zinb l Fritz: Entrenamiento de la resistencia. Fundamentos, m‚ todos y dirección del entrenamiento. 2. BUCETA, J.M. Psicología del entrenamiento deportivo. Dykinson. Madrid. 1998 3. COMAS, M. Baloncesto, más que un juego. Gymnos. Madrid. 1991 4. CRUZ, J. “Asesoramiento psicológico a entrenadores”. Barcelona. 1994 5. Ediciones Martínez Roca, S.A. Barcelona. España 1991 y Ediciones Roca, S.A México D.F, 1991. 6. Hahn Erwin:-Entrenamiento con niños. Teoría y práctica. Problemas específicos. Ediciones Martínez Roca, S.A, Barcelona. España, 1988. 7. Programa de Preparación del Deportista de Baloncesto. La Habana. CUBA, Colectivo de Autores. 1988. 8. OLIVERA, J. 1250 ejercicios y juegos en baloncesto. Paidotribo. Barcelona 1996 9. Influencia de los Juegos en el proceso de aprendizaje de niños dedicados al minibaloncesto. Conferencias Impartidas en la Clínica Internacional de la Habana en Abril de 1998. F. Mora Ayllón. 1998. Federación Cubana de Baloncesto. 10. Libros de apuntes de Baloncesto. Colectivo de autores Cátedra de Baloncesto. I.S.C.F. 11. LIRAS. H.J.J. Decálogo del entrenador de baloncesto. MADRID. España. 2000 12. MONDONI, M. Clinic de Navidad. Madrid. 2000 MONDONI, M. Artículos. Clinic 13. Entrenar para ganar. Ms. Armando Forteza. México 1994. 14. Carpeta Metodológica para el trabajo de Alto Rendimiento. Pérez Telles. INDER. 1999. 15. El desarrollo del Pensamiento Táctico en los niños y escolares de la República de Cuba. Trabajo Investigativo. Mora Ayllón..Trabajo de Tesis I.S.C.F “Manuel Fajardo” Año 2000. 16. Principios del Entrenamiento Deportivo. Grosser, Stariscnka, Zimmermann. Barcelona.1991. 17. Manual del aprendizaje y la enseñanza en el minibaloncesto en Cuba. F. Mora Ayll¢n y Radio Álvarez. Valoración del comportamiento de las habilidades técnico-táctica en el proceso de enseñanza en niños cubanos. Trabajo investigativo. F. Mora Ayllon. 1999. 18. Programa de Preparación del Deportista de Baloncesto. La Habana. CUBA, Colectivo de Autores. 2005 19. Forteza de la Rosa. Direcciones del Entrenamiento Deportivo. La Habana, Editoral Científico Técnica, Cuba. 87 pag. Santoja.R. Sport Nutricion, N0 3. Portugal. 2000. 20. Zinb l Fritz:-Entrenamiento de la resistencia. Fundamentos, m‚ todos y dirección del entrenamiento. 21. Ediciones Martínez Roca, S.A. Barcelona. España 1991 y Ediciones Roca, S.A México D.F, 1991. 22. Mandoni Maurizio:-Technical Guide.Fron Mini-Basket to Basketball. Editado por el Comité técnico de la FIBA. 1991 23. Hahn Erwin:-Entrenamiento con niños. Teoría y práctica. Problemas específicos. Ediciones Martínez Roca, S.A, Barcelona. España, 1988. 24. Mora, Vicente Jes£s:-Indicaciones y sugerencias para el desarrollo de la Resistencia. Colección Educación Física, 12-14 años. Editado por Cabildo Insular de Gran Canaria, España 1989. 25. Programa de Preparación del Deportista de Baloncesto. La Habana. CUBA, Colectivo de Autores. 1988. 26. Influencia de los Juegos en el proceso de aprendizaje de niños dedicados al minibaloncesto. Conferenciasimpartidas en la Clínica Internacional de la 180 �Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Habana en Abril de 1998. F. Mora Ayllón. 1998. Federación Cubana de Baloncesto. 27. Reglamento Internacional de Minibaloncesto. Federación Internacional de Baloncesto (FIBA), Munich-D- 81379. 1998-2002. Rep. Fed. Alem. 28. Libros de apuntes de Baloncesto. Colectivo de autores Cátedra de Baloncesto. I.S.C.F. 29. Entrenar para ganar. Ms. Armando Forteza. México 1994. 30. Carpeta Metodológica para el trabajo de Alto Rendimiento. Pérez Telles. INDER. 1999. 31. La Fuerza para Ganar. Psicología en el deporte. Patricia Wightman. Talcahuano.Buenos Aires. Argentina. 1997. 32. Preparación Física. I - II A. Pila Teleña 1982. Madrid. 33. Giocare IL Basket 2. Rodolfo Perini. Roma. 1997. 34. Entrenamiento de la Velocidad. Manfred Grosser. Barcelona 1992. 35. Coaching Children in Mini-Baasketball. Martín Lee. United Kingdom. 1998 36. CLINIC "Final Four". AEEB. Zaragoza 1990 37. El desarrollo del Pensamiento Táctico en los niños y escolares de la República de Cuba. Trabajo 38. Investigativo. Mora Ayllón..Trabajo de Tesis I.S.C.F “Manuel Fajardo” Año 2000. 39. Principios del Entrenamiento Deportivo. Grosser, Stariscnka, Zimmermann. Barcelona.1991. 40. Reglas Oficiales de Basquetbol. FIBA. Argentina. 1998. 41. El entrenamiento Deportivo. Teoría y Metodología. V.N Platonov. Barcelona. 1993 42. Entrenamientos con niños. E. Hahn. Barcelona. 1988 43. Ciclo de conferencias de "Maestría de Entrenamiento Deportivo". Armando Forteza. ISCF Manuel Fajardo.Febrero del 2000. 44. Manual para el deporte de iniciación y desarrollo. J. Barrios Recio y A. RanzolaRibas. La Habana. 1998. 45. La planificación del entrenamiento en los deportes colectivos. Seirulto. Barcelona 1994. Revista "Clinic". No. 34 a la 45 Años 1996 al 1999. AEEB. 46. Apuntes del Curso de Formación General en ciencias aplicadas al deporte para entrenadores, del COI Solidaridad Olímpica 1998. España. 47. Manual del aprendizaje y la enseñanza en el minibaloncesto en Cuba. F. Mora Ayll¢n y Radio Alvarez.Trabajo Investigativo premiado en el XIII Forum del INDER. 1999. 48. Valoración del comportamiento de las habilidades técnico-táctica en el proceso de enseñanza en niños cubanos. Trabajo investigativo. F. Mora Ayllon. 1999. 49. Giocosport Pallacanestro. Maurizio Mandoni. Roma 1997. 50. Programa de Preparación del Deportista de Baloncesto. La Habana CUBA, Colectivo de Autores. 1996 51. Forteza de la Rosa. Direcciones del Entrenamiento Deportivo. La Habana, Editoral Científico Técnica, Cuba. 87 pag. 52. Metrología Deportiva. Vladimir Zatsiorski. Editorial Planeta y Pueblo y Educación. La Habana, 1989. 181 � 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 Libros 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 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 Programa de enseñanza para la formación básica del baloncestista Creator An entity primarily responsible for making the resource Danilo Charchabal Pérez Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2012 Type The nature or genre of the resource Libro https://repoedum.ismm.edu.cu/files/original/5996a1e86f420dd5b9cfd55c0e00ffba.pdf 3517739f4834861a9cefec430a45bddf PDF Text Text TESIS Procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del campo Boscán de la cuencadel Lago Maracaibo Deisy Margarita Castellanos �Página legal Título de la obra: Procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del Yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán de la cuenca del Lago Maracaibo, 77pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2015 -- ISBN: 1. Autor: Deisy Margarita Castellanos 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. La licencia completa puede consultarse en: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/legalcode Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Ave Calixto García Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://www.ismm.edu.cu/edum �Instituto Superior Minero Metalúrgico “Dr. Antonio Núñez Jiménez” Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología Titulo: PROCEDIMIENTO PARA LA CARACTERIZACIÓN DE LOS INDICADORES DEL PROCESO DE INYECCIÓN DE AGUA DEL YACIMIENTO IB/BS 101 DEL CAMPO BOSCÁN DE LA CUENCA DEL LAGO MARACAIBO. Maestría en Geología, Mención Geología Ambiental (Prospección y Exploración de Yacimientos de Petróleo y Gas). 8va Edición Autor: Deisy Margarita Castellanos Tutor: Dr. C Rafael Guardado Lacaba Cabimas, julio de 2015 �vii ÍNDICE GENERAL RESUMEN…………………………………………………………………........ INTRODUCCIÓN……………………………………………………………….. V 1 CAPÍTULO I. I. FUNDAMENTOS TEORÍCOS DE LOS INDICADORES DEL PROCEDIMIENTO DE INYECCIÓN DE AGUA.………………………... 1.1. Antecedentes……………………………………….……………………… 1.2. Conclusión………………………….……………………………………… 9 9 16 CAPITULO II II. FUDAMENTOS TEÓRICOS……………………………………………….. 2.1. Introducción………………………………………………………………. 2.2 Geología Regional……………………………………………………… 2.3. Geología Local del área de estudio …………………………………… 2.3.1. Geología Estratigráfica….…………….………………..……………… 2.4. Geología Estructural…...…………………………………………………. 2.5. Contacto Agua - Petróleo ……..…………………………………………. 2.6. Conclusiones….…………………………………………………………… 18 18 18 21 21 24 25 26 CAPÍTULO III. III. PROCEDIMIENTO PARA DESARROLLAR LA INYECCIÓN DE AGUA EN LOS YACIMIENTOS PETROLÍFEROS…………………………. 3.1. Introducción…………………..……………………………………………. 3.2. Procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo………………………………………........... 3.3. Caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua 3.3.1. Geometría del Yacimiento………..………………………………… 3.3.2. Litología………..………………………..……………………………... 3.3.3. Profundidad del Yacimiento………………………………………….. 3.3.4. Porosidad………………………………………………………………... 3.3.5. Permeabilidad……………………...………………………..………… 3.3.6. Geomecánica de los yacimientos petrolíferos: Propiedades de la roca………………………………....…………………………………………… 3.3.7. Magnitud y Distribución de la saturación de los fluidos…………….. 3.3.8. Propiedades de los Fluidos y permeabilidad relativa………………. 3.4. Selección del Tipo de Inyección………………………………………… 28 28 28 30 30 31 32 34 34 36 36 36 37 �viii 3.4.1. Inyección Periférica o Central………………………………………… 3.4.2. Inyección por Arreglos…………………………………………………. 3.5. Reservas de Hidrocarburos...……………………………………………. 3.5.1. Clasificación de la reserva de hidrocarburos……………………….. 3.6. Eficiencia del recobro del petróleo por agua...………………………… 3.6.1. Eficiencia de barrido areal ……………………………………….…… 3.6.2. Eficiencia de barrido vertical …...……………………………………… 3.6.3. Eficiencia de desplazamiento…………………………………………. 3.7. Aspecto Económico……….………………………………………………. 3.7.1. Cálculo del flujo de agua……………………………………………….. 3.7.2. Valor actual neto...……………………………………………………… 3.7.3. Período de recuperación de la inversión……………………………… 3.7.4. Relación costo/beneficio………………………………………………... 3.8. Impacto ambiental...………………………………………………….…… 3.9. Acápite. Resultados de la aplicación del procedimiento de inyección de agua en el yacimiento IB/BS101 del Campo Boscán…………….……. 3.9.1. Método de Staags…………………………………………………….. 3.9.2. Análisis de proyectos de inyección de agua en yacimientos subsaturados……………………………………………………………………… 3.9.3. Comportamiento de reducción primaria…………………………….. 3.9.4. Comportamiento de Producción Secundario………………………. 3.9.5. Resultados de la aplicación del procedimiento de inyección de agua en el yacimiento IBS/BS101 del Campo Boscán………………….... 3.10. Conclusión………………………………………………………………... Conclusiones…………………………………………………………………… Recomendaciones……………………………………………………………. Referencias Bibliográficas……………………………………………………. Glosario de Términos Básicos………………………………………………… 37 38 40 40 41 41 42 43 43 44 44 44 45 46 47 48 48 49 50 53 57 58 59 60 66 �1 INTRODUCCIÓN En el mundo, el petróleo, es una de las principales fuentes de ingresos para la economía de un país, el cual genera alrededor del 80% del producto interno bruto (PIB), por concepto de exportación, por ende, la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP,2000); refiere que el petróleo es el energético más importante en la historia de la humanidad; un recurso natural no renovable que aporta el mayor porcentaje de la energía que se genera en el mundo. Cada año se consume alrededor de 30 millones de barriles siendo los mayores consumidores de esta energía, las naciones mas desarrolladas. La extracción, producción o explotación del petróleo se hace de acuerdo con las características propias de la zona de estudio; por tanto, un campo petrolífero puede incluir más de un yacimiento, es decir, más de una única acumulación continua y delimitada de petróleo; de hecho, pueden haber varios depósitos estructurados uno encima de otro o aislados por capas intermedias de areniscas y rocas impermeables. El tamaño de esos depósitos puede variar desde unas pocas decenas de hectáreas hasta decenas de kilómetros cuadrados, y su espesor desde unos pocos metros hasta varios cientos o incluso más. El proceso de recuperación primaria, se basa en la salida espontanea del crudo, una vez que se ha perforado un conductor entre el estrato de petróleo y la superficie. No obstante con el empleo de este procedimiento no se puede conseguir la extracción total del crudo, ya que a media que se extrae, disminuye la presión, hasta llegar a un punto en que el petróleo no tiene presión suficiente para acceder hasta la superficie. �2 Esto se produce en un periodo relativamente corto, por lo que la afluencia de petróleo a la superficie se puede interrumpir cuando no se ha extraído más que la cuarta parte del contenido del yacimiento. Por esta razón, se han desarrollado procedimientos secundarios de extracción, también llamados sistemas complementarios de recuperación de petróleo. Existen dos tipos básicos de sistemas de recuperación complementarios: la inyección de agua y de vapor. El proceso por inyección de agua, consiste en introducir agua líquida a presión por el pozo, de forma que se inyecta sobre el estrato de petróleo. Esto aumenta la presión a la que está sometido el petróleo, con lo que se consigue que pueda volver a subir hacia la superficie, como además el agua tiene una densidad mayor que la mayoría de los petróleos, el mismo se coloca por encima del agua, lo que facilita su extracción. La recuperación terciaria o mejorada, es el conjunto de métodos que emplean fuentes externas de energía o materiales para recuperar el petróleo que no puede ser producido por medios convencionales (recuperación primaria y secundaria). Las fuerzas primarias que actúan en los yacimientos de petróleo como mecanismo de recuperación, generalmente se han complementado, mediante la inyección de agua y gas como procesos secundarios de recobro con el fin de aumentar la energía. Paris (2001), plantea que en el caso de la recuperación primaria final, los porcentajes varían entre un 12% y un 15% del petróleo original en sitio (POES), mientras que en el caso de la recuperación secundaria están en el orden entre un 5% a un 20% del POES, siendo del 4% al 11% del POES para la terciaria. En consecuencia con esto, la inyección de agua y de gas continúan siendo los métodos convencionales más utilizados para obtener un recobro extra de los yacimientos. �3 La Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP, 2000), reconocen a Venezuela, como uno de los principales productores de crudo del planeta, al contar con yacimientos abundantes en gran parte del territorio nacional, teniendo la séptima reserva mundial, con una producción 2 398 000 barriles anuales. De este modo, la principal zona productora venezolana ha sido, a lo largo del siglo XX, la Cuenca del lago de Maracaibo, constituida tanto por depósitos terrestres como por yacimientos submarinos; según petróleos de Venezuela (PDVSA, 2005),la zona tiene más de 13 000 pozos en explotación y produce más del 40% del petróleo del país. Uno de los yacimientos de la Cuenca del Lago de Maracaibo, Campo Boscán, está situado a 40 Km al suroeste de la ciudad de Maracaibo en el estado de Zulia y abarca un área aproximada de 660 Km2, se ubica entre las coordenadas UTM este 156 000 – 184 000 y norte 1 136 000 – 1 172 000. El campo produce crudo asfáltico de 10,5 °API de la formación Misoa de edad Eoceno, localmente denominadas Arenas de Boscán. El yacimiento presenta un buzamiento sur-suroeste de aproximadamente 2° con variaciones en profundidad entre los 4000-9500 pies. Debido a que el yacimiento ha sido sometido a diferentes regímenes de producción, y a lo viscoso del crudo, diferentes zonas del mismo presentan hoy en día distintos niveles de presión, por otra parte, las presiones hacia la región sur del yacimiento se mantienen altas, influenciadas por la presencia de un acuífero activo y buena parte de la recuperación de petróleo ocurre con altos porcentajes de corte de agua. Al ser el yacimiento IB/BS 101 de Campo Boscán un yacimiento que presenta grandes retos y oportunidades de explotación; ya que, el mismo cuanta con un POES de 35,3 MMMBP, pero que sus condiciones son bastante peculiares (crudo pesado de 10,5 ᵒAPI y profundidades alrededor de los 9000 pies) que produce por gas en solución y al ver que existían �4 zonas muy agotadas incluso con una presión por debajo del punto de burbuja. El nivel de presión de un yacimiento está estrechamente relacionado con el mecanismo de producción presente en el yacimiento. Por ello, se debe tener un buen control de las mediciones de presión que permitan definir a tiempo el comportamiento de esta, lo cual ayudaría a definir los métodos dominantes de la producción. A partir de lo anterior, se hace necesario caracterizar los indicadores del procedimiento de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán, en el cual, los fluidos son inyectados para forzar al crudo que se encuentra en ciertas capas del yacimiento a seguir líneas de flujo particulares para luego fluir a la superficie y, de esta manera, aumentar la producción; siendo la inyección de agua el proceso común y constituye una forma económica de desplazar el petróleo y proveer el soporte de presión, considerándose imprescindible para la eficiencia de ello, tomar en cuenta geometría, litología, profundidad, porosidad, permeabilidad, geomecánica de los yacimientos, magnitud, distribución de la saturación de los fluidos propiedades de los fluidos, selección del tipo de inyección, reservas de hidrocarburos, eficiencia de recobro de petróleo, análisis técnico económico e impacto ambiental. Problema científico Necesidad de proponer el procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago Maracaibo. El objeto de estudio Los indicadores del proceso de recuperación secundaria del petróleo con inyección de agua. Objetivo de la investigación �5 Proponer el procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago Maracaibo. Objetivos específicos  Desarrollar los fundamentos teóricos de los indicadores del procedimiento de inyección de agua.  Analizar los aspectos geológicos del yacimiento IB / BS101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo.  Diseñar el procedimiento para desarrollar la inyección de agua en los yacimientos petrolíferos. Campo de acción El yacimiento IB / BS 101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo. Hipótesis Si se logra analizar los aspectos geológicos del yacimiento Campo Boscán de la cuenca del Lago de Maracaibo y desarrollar los fundamentos teóricos sobre la recuperación secundaria es posible caracterizar los indicadores del proceso de inyección de agua para incrementar el recobro del petróleo. Aportes teóricos Contribuyen a un mejor conocimiento para la aplicación de este procedimiento entre los cuales se mencionan; la geometría, litología, profundidad, porosidad, permeabilidad, geomecánica de los yacimientos, magnitud, distribución de la saturación de los fluidos propiedades de los fluidos, selección del tipo de inyección, reservas de hidrocarburos, eficiencia de recobro de petróleo, análisis técnico económico e impacto ambiental para �6 su aplicación en los yacimientos petrolífero sometidos a recuperación secundaria. Aporte práctico El diseño del procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua en la explotación de yacimientos petrolíferos. Tareas Para el cumplimiento de los objetivos será necesario realizar las siguientes actividades:  Revisión bibliográfica sobre los factores petrofísicos como referencia de los procesos de inyección de agua.  Recopilación de datos geológicos, el comportamiento de presión, producción e inyección.  Desarrollar la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua.  Determinar la eficiencia volumétrica del tipo de inyección seleccionada.  Ejecutar la estimación de los costos generados del proceso de inyección de agua.  Valorizar el impacto ambiental generado por la inyección de agua.  Ejecutar el procesamiento de la información recolectada en la tarea uno y dos, tomando en cuenta la metodología ejecutada.  Analizar, interpretar y dar a conocer los resultados obtenidos. �7 Diagrama de flujo 1.Utilizado para el diseño de caracterización de los indicadores de inyección de agua. Castellanos, D. (2015) Estructura y contenido de la tesis El trabajo se estructuró en tres capítulos, en correspondencia con los objetivos planteados: Capítulo I. El capítulo I fue titulado fundamentos teóricos de los indicadores del procedimiento de inyección de agua, el cual constituyo la base de los estudios previos que represento los aportes de otros estudios sobre el tema de recuperación secundaria, en virtud de dar validez histórica y cognitiva al tema de la investigación. �8 Capítulo II. El capítulo II fue denominado fundamentos teóricos, dando especificaciones de la geología regional en virtud de dar características de la Cuenca del Lago de Maracaibo; así como también, la geología local del área de estudio como lo fue el yacimiento IB/BS101 del Campo Boscán, representando la geología estratigráfica, estructural y contacto agua – petróleo. Capítulo III. El capítulo III que recibió por título procedimiento para desarrollar la inyección de agua en los yacimientos petrolíferos, se desarrollo los procedimientos para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo, la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua representado por la geometría del yacimiento, litología, profundidad, porosidad, permeabilidad, geomecánica de los yacimientos petrolíferos: propiedades de la roca, magnitud y distribución de la saturación de los fluidos y propiedades de los fluidos. Además formó parte del capítulo III, la selección del tipo de inyección conformado por inyección periférica o central, inyección por arreglos, recobro de hidrocarburos, eficiencia de recobro de petróleo, aspecto económico e impacto ambiental como también el acápite denominado resultados de la aplicación del procedimiento de inyección de agua del yacimiento IB/BS101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo, para dar origen finamente las conclusiones y recomendaciones. �9 CAPÍTULO I: FUNDAMENTOS TEÓRICOS DE LOS INDICADORES DEL PROCEDIMIENTO DE INYECCIÓN DE AGUA. 1.1.- Antecedentes En el presente estudio, el cual se dirige a proponer los procedimientos para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB / BS 101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago Maracaibo; se hace importante tomar en cuenta otros estudios que anteceden el tema sobre la recuperación secundaria: inyección de agua, sean científicos históricos como trabajos de grado para ser analizados, así como tomar en cuenta los aportes de los mismos a esta investigación, los cuales son presentados a continuación. Según Forrest F. Craig Jr. (1971). La inyección de agua es el método dominante entre los de inyección de fluidos e indudablemente este método se debe el elevado nivel actual de los ritmos de producción y de reservas en Estado Unidos y Canadá. Su popularidad se explica por : La disponibilidad general de agua, la relativa facilidad con la que se inyecta, debido a la carga hidrostática que se logra en el pozo de inyección, la facilidad con que el agua se extiende a través de una formación petrolífera y la eficiencia del agua para el desplazamiento del hidrocarburo. Así también, John F. Carll (1880), llego a la conclusión de que el agua, al abrirse camino en el pozo desde arenas poco profundas, se movería a través de la arena petrolífera y seria benéfica para incrementar la recuperación del petróleo. El primer patrón de flujo, denominado una invasión circular, consistió en inyectar agua en un solo pozo, a medida que aumentaba la zona invadida y que los pozos productores que la rodeaban eran invadidos con agua, estos se iban convirtiendo en inyectores para crear un frente circular más amplio. �10 Como modificación de esta técnica, la Forest Oíl Corp, convirtió simultáneamente una serie de pozos a la inyección de agua, formando un empuje lineal. La primera inyección con patrón de 5 pozos fue intentada en la parte sur del Campo Bradford en 1924. En 1931 se inició una inyección de agua en la arena Bartlesville de poca profundidad del condado Nowata, Okia y unos años más tardes, muchos de los yacimientos de la arena Bartlesville estaban bajo este método. En Texas se inició la inyección de agua en el yacimiento Fry del Condado Brown en 1936. En el curso de 10 años estaba en operación en la mayoría de las aéreas productoras de petróleo. Sin embargo fue hasta principios de la década de los años 1950 se reconocieron las posibilidades de la aplicación de la inyección de agua. Tomando en cuenta lo expuesto por los autores Forres F. Craig Jr (1982) dan un aporte científico en referencia a las características hidrostáticas como indicador a tomarse en cuenta en el proceso de inyección de agua, sin embargo, las teorías presentadas por los mismos carecen de una estructuración práctica de manejo procedimental de tales indicadores, lo cual, no evidencia en profundidad los resultados de producción de petróleo sin determinar los parámetros de porosidad, permeabilidad de los yacimientos. En Venezuela la recuperación secundaria se inicio en 1966, en el Campo Oficina en el Estado Anzoátegui, (Paris de Ferrer M, 2001); después de haber inyectado gas; pero la mayoría de estos proyectos fueron suspendidos por problemas dé canalizaciones. En el occidente las experiencias se remontan al año 1959 cuando se inyectaban las aguas efluentes de los yacimientos del lago de Maracaibo con fines de mantenimiento de presión y de disponibilidad (PDVSA, 2000). En 1979 comenzó la inyección de agua mediante arreglos en la cuenca de Maracaibo, extendiéndose al Oriente del país tal como se refleja en la figura 1.1, donde se observa que en Venezuela �11 existen 66 proyectos de inyección de agua por flanco, con un recobro final que varía entre 35 y 40 %; 13 proyectos de inyección de agua por arreglos de pozo, con un factor promedio 29 %; y 10 proyectos combinados de agua y gas, con un porcentaje final promedio de 41 %. Figura 1.1.Proceso de recobro por inyección de agua y gas en Venezuela. Fuente: PDVSA (2000). Según Paris de Ferrer M. (2001), el 85 % de la producción mundial de crudo se obtiene actualmente por métodos de recuperación primaria y secundaria, etapas resultantes de la subdivisión tradicional: primaria, secundaria y terciaria, históricamente, estas etapas describen la producción de un yacimiento como consecuencia cronológica. La etapa primaria, de producción inicial, resulta del desplazamiento por la energía natural existente en el yacimiento. La secundaria, que actualmente es casi sinónima de inyección de agua, se implementa usualmente una vez determinado el límite económico de la etapa primaria de producción. Reconociendo que Paris de Ferrer M. (2001), hace un aporte significativo que avala los diferentes métodos de recuperación, para el recobro, aunque no da fundamentos específicos de los indicadores que generan la exactitud �12 de ejecución de los procedimientos para la caracterización del proceso de inyección de agua, considerándose que ello, resulta una práctica común inyectar agua con la intención de aumentar la producción y mantener la presión del medio. Annia P y Carlos E. (2004). En su investigación INYECCION DISPERSA DE AGUA EN YACIMIENTOS DEL MIEMBRO C-2-X DEL CAMPO CENTRO LAGO. Plantean: El Miembro C-2-X es una formación rocosa de edad Eoceno conformada por trampas geológicas de mucha complejidad estructural y estratigráfica, ubicado en el Campo Centro Lago de la Cuenca del Lago de Maracaibo y a una profundidad promedio de 11200 pies. Inicialmente, contenía 567.2 MMBNP de petróleo subsaturado de 24 ᵒAPI a una presión de 5125 Ipca, considerando al miembro C-2-X como un solo yacimiento e inyectar el agua de manera dispersa para mejorar la eficiencia volumétrica de barrido; ubicando los pozos inyectores de manera que se adapten a las heterogeneidades de las arenas, logrando una efectiva comunicación entre inyectores y productores. Desde el punto de vista económico, la estrategia de explotación propuesta estima un valor presente neto de 32.727 MMBs, una tasa interna de retorno modificada de 22.6% y una eficiencia de la inversión de 1.91%, considerándose un retorno económico en base a la productividad considerables, pero sin hacer estudios de minimización del impacto ambiental, tomando en cuenta los indicadores de ejecución de los procedimientos para la caracterización del proceso de inyección de agua, para así, no solo dar observación a el impacto productivo sino humano. Otro trabajo de investigación, fue el presentado por Gutiérrez, Oscar J. (2004), el cual llevo como titulo EVALUACIÓN DE ESQUEMAS DE INYECCIÓN DE AGUA EN YACIMIENTOS MADUROS A TRAVÉS DE �13 UN MODELO DE SIMULACIÓN, el mismo tuvo como finalidad dar a conocer los resultados obtenidos de la simulación numérica 3D, para diferentes esquemas de inyección de agua en un área de un yacimiento maduro de edad Mioceno, a fin de poder establecer un plan de desarrollo estratégico que maximice el recobro de reservas de manera rentable. El área seleccionada para este trabajo es parte de uno de los principales yacimiento que se encuentra en al Lago Maracaibo, el cual tiene un área total de 300 km2 aproximadamente, un petróleo original en sitio de 6,900 MMBNP. El siguiente trabajo compara la inyección de agua con pozos verticales versus horizontales y multilaterales a través de un modelo de simulación, donde el escenario más favorable para el desarrollo óptimo y rentable de las reservas se alcanza haciendo uso de la tecnología de pozos multilaterales, la cual favorece los indicadores económicos, dado el programa de actividad operacional que está involucrado en cada caso estudiado. Es reconocido que el estudio de Gutiérrez, Oscar J. (2004), presenta la referencia de que la recuperación secundaria, también puede ser aplicado en pozos verticales versus horizontales y multilaterales, siendo un aporte significativo, sin embargo, no puede desapartarse de igual modo de la necesidad del estudio de los indicadores del el procedimiento para la caracterización del proceso de inyección de agua, para evidenciarse la mayor productividad en virtud de los datos de favorables para el recobro del yacimiento. En el trabajo presentado por Araujo B, José G, (2009); se titulo OPTIMIZACIÓN DE LA INYECCIÓN DE AGUA EN EL YACIMIENTO C-2 DEL ÁREA NOROESTE VLE-305; expreso que el yacimiento se encuentra ubicado en Bloque V Lamar y el mismo presenta un POES de 1527,4 MMBNP. En este yacimiento predomina una alta complejidad tanto �14 estructural como estratigráfica, así como también diferentes niveles de presión, por lo cual ha sido dividido en tres regiones: región noroeste (área objeto de este estudio), este y suroeste. Según estudios realizados, el mismo muestra un avance irregular del frente de inyección, lo cual origina una deficiencia en el barrido de hidrocarburos en el yacimiento. Debido al problema planteado, se propuso realizar una revisión y optimización del proyecto de inyección de agua en la U.E. Lago cinco, el tipo de arreglo de pozo logrando establecer un plan que permitirá reducir la producción de agua y mantener los niveles de presión, con el objeto de reducir la sobre inyección de agua y poder realizar un desplazamiento de petróleo en zonas que no habían sido drenadas eficientemente. Adicionalmente, esto permitirá reducir costos e incrementar la producción de petróleo. El trabajo de grado presentado por Araujo B, José G, (2009); refiere la importancia de tomar en cuenta la heterogeneidad del yacimiento, lo cual genera la interpretación del comportamiento del desplazamiento durante procesos de recuperación secundaria y mejorada es la organización y utilización de toda la información proveniente de análisis de núcleos, sin embargo, el estudio descrito no detalla un procedimiento de indicadores de inyección de agua. En el trabajo de investigación presentado por Guerrero M., Reinaldo A.(2013), se titulo, EFECTO DE LA INYECCIÓN DE AGUA SOBRE LA PRODUCCIÓN EN LOS YACIMIENTOS C-4 / C-5 LAG3047, BLOQUE X DEL LAGO DE MARACAIBO; se expone que los yacimientos se encuentran sometidos a un proyecto de recuperación secundaria desde hace aproximadamente seis años, implantado con la finalidad de contrarrestar la declinación e incrementar el recobro de las reservas existentes, ya que se trata de yacimientos volumétricos con un mecanismo de producción de empuje por gas en solución, además; el fuerte drenaje al que han sido �15 sometidos ha contribuido a la pérdida rápida de la energía; existen otros factores desfavorables como el aumento progresivo del corte de agua en los pozos productores, la heterogeneidad de las arenas y la presencia de varios tipos de arcilla. En cuanto a la inyección de agua es importante recalcar que se han presentado problemas operacionales que han afectado la eficiencia del proyecto. Hasta el momento la inyección no ha dado los resultados esperados, en este sentido; surge la necesidad de realizar un análisis sobre el comportamiento de producción/inyección/presión para evaluar el proceso y su efecto sobre la producción de los yacimientos, para ello se integró la información geológica y petrofísica disponible, se recopiló y analizó la información sobre registros de presión, volúmenes de inyección, análisis físico - químicos y trabajos realizados en los pozos, luego se analizó el comportamiento histórico de producción/inyección/presión, se calculó la razón de movilidad y la eficiencia volumétrica de reemplazo (EVR). En el estudio de yacimientos se realizó un análisis sobre los mecanismos de producción presentes, declinación y las propiedades inherentes a la roca entre ellas la movilidad de los fluidos. Finalmente se generaron una serie de conclusiones y recomendaciones que permitirán tomar decisiones para mejorar el recobro de las reservas, sin embargo, no se denota la especificidad de los procedimientos de cada indicador pertinente para el desarrollo de la recuperación secundaria con alcance de pertinencia en el cien por ciento de producción y de prevención en el impacto ambiental. En cuanto al estudio de Morales B. Omar E. (2014) titulada, ESTIMACIÓN DEL FACTOR DE RECOBRO DE PETROLEÓ MEDIANTE LA INYECCIÓN DE AGUA EN EL YACIMIENTO IB / BS 101 DEL CAMPO BOSCÁN, propone que al ser el yacimiento IB/BS 101 de Campo Boscán un yacimiento que �16 presenta grandes retos y oportunidades de explotación; ya que, el mismo cuanta con un POES de 35,3 MMMBP, pero que sus condiciones son bastante peculiares (crudo pesado de 10,5 ᵒAPI y profundidades alrededor de los 9000 pies) que produce por gas en solución y al ver que existían zonas muy agotadas incluso con una presión por debajo del punto de burbuja, se toma la decisión de arrancar proyectos de inyección de agua de tal forma de restaurar presiones en el campo y además de lograr una recuperación mejorada de petróleo. Este trabajo de especial de grado planteo el estudio de esta recuperación secundaria de petróleo, desde un punto de vista de recuperación de reservas evaluando dos escenarios de producción, el primero donde se supone la no inyección de agua y el segundo que representa la realidad donde se está inyectando agua; se comparan ambos escenarios y de esta forma se puede medir el impacto que tiene la inyección de agua obteniendo como resultado final que gracias a esta se han logrado recuperar 45,2 MMBP lo que representa un aumento local del 1,1 % en el factor de recobro. Por lo que se llega a la conclusión, que la inyección de agua en campo Boscán es un método de recuperación mejorada de petróleo que ha dado resultados positivos en las zonas donde ha sido aplicado por lo que la recomendación es expandir los proyectos de inyección de agua a otras zonas del campo y de esta forma aportar energía al yacimiento y lograr recuperar mayor numero de reservas, haciéndose ver que este es un estudio de caso representativo del yacimiento de Campo Boscán como el de la presente investigación. 1.2.- Conclusión: Los estudios tomados en cuenta, permiten reconocer que los arreglos de un pozo son considerados de acuerdo a las características de los yacimientos, en función de obtener un mejor recobro de producción, así �17 como también, estos procedimientos son aplicados en pozos de diferentes profundidad y diferentes tipos de perforación, sin embargo, además de tomar en cuenta la geología de ello, no da orientación sobre el procedimiento de caracterización por indicador del proceso de inyección de agua. �18 CAPÍTULO II: FUNDAMENTOS TEORICOS 2.1 Introducción El presente capitulo tiene como propósito realizar una revisión teórica sobre los yacimientos sometidos a inyección de agua con la finalidad llevan a cabo estudios geológico, tectónico, geomecánico e hidrogeológico que permiten un mejor conocimiento del medio geológico y de las condiciones necesarias para establecer los procesos de recuperación secundaria terciarios como medio de optimización o procesos la extracción de crudos de los yacimientos, la cual juega un papel importante en la economía mundial. Por esta razón, al identificarse la presencia de un yacimiento o una acumulación de hidrocarburo cuya explotación es económicamente rentable, se genera un plan de explotación con el objetivo aumentar la recuperación de petróleo de los yacimientos, por encima de la que se tendría por la recuperación primaria. Es importante implementar métodos secundarios de producción o recuperación con el fin de mantener el pozo produciendo a una tasa fija y aumentando el factor de recobro del yacimiento. 2.2 Geología regional Según González (1980). La Cuenca de Maracaibo, ocupa la parte noroccidental de Venezuela y se extiende en dirección suroeste hacia Colombia, cubriendo un área total superior a los 50.000 kilómetros cuadrados. La cuenca es de tipo intermontano y geográficamente coincide con la hoya hidrográfica del Lago de Maracaibo. Genéticamente esta cuenca pertenece al sistema de cuencas pericratónicas de la América del Sur, y quedó aislada de la Cuenca Barinas-Apure al sureste y de la Cuenca del Cesar y Magdalena al oeste, debido al levantamiento de Los Andes y de la Sierra de Perijá en el Terciario. El límite norte está señalado por el sistema �19 transcurrente dextral de la Falla de Oca, que actuó como límite original entre la Placa Sudamericana al sur y la Placa del Caribe al norte. La cuenca recibió sedimentación en ambientes marinos someros y plataformales durante el Cretáceo. Los ambientes del Paleoceno fueron parálicos, y el ciclo termina con nuevos pulsos tectónicos. Después de un periodo de erosión regional, se empezó a desarrollar una cuenca subsidente hacia el noreste, alcanzando espesores eocenos mayores de 4.200 metros. (Ver figura 2.1). Posteriormente, debido a los severos movimientos tectónicos del Eoceno medio, la cuenca fue invertida y la parte norte de la misma sufrió una gran erosión, estimada entre 2 400 y 3 600 metros de sedimentos removidos. Según Petróleos de Venezuela-Centro de Formación y Adiestramiento (CEPET, 1991), Existen dentro de la cuenca unos 40 campos petrolíferos con cerca de 700 yacimientos activos. Diez de los campos han sido clasificados como gigantes, habiendo alcanzado una producción acumulada de manera individual superior a los 80 millones de metros cúbicos. �20 Figura 2.1. Columna estratigráfica generalizada de la Cuenca de Maracaibo. Fuente: Villalobos Carideli (2015) �21 2.3. Geología local del área de estudio PDVSA (1997). El campo Boscán está situado 40 km al suroeste de la ciudad de Maracaibo. Fue descubierto por la Richmond Exploration Company en 1945, con el pozo 7-F-1 (9598', 700 B/D). Se han perforado cerca de 600 pozos que han determinado un área probada de 660 km². Como se muestra en la figura 2.2 se ubica entre las coordenadas UTM este 156 000 – 184 000 y norte 1 136 000 - 1 172 000. El campo produce crudo asfáltico de 10,5 °API de la formación Misoa de edad Eoceno, localmente denominadas Arenas de Boscán. El yacimiento presenta un buzamiento sur-suroeste de aproximadamente 2° con variaciones en profundidad entre los 4000-9500 pies Figura 2. 2 Ubicación del campo Boscán. Fuente: Morales, O. (2014) 2.3.1 Geología estratigráfica La sección estratigráfica principal del campo Boscán consiste de sedimentos de edad Oligoceno y Eoceno depositados en un ambiente fluvio deltaico y los sedimentos de edad Oligoceno comúnmente no están impregnados de hidrocarburos y son predominantes lutiticos. Las areniscas del Eoceno son parte de la formación Misoa y forman la sección productiva del yacimiento, como se muestra en la figura 2.3. �22 Figura 2.3. Modelo depositacional de Boscán sistema deltaico próximal Mareal. Fuente: Morales, O. (2014). Las arenas de la formación Misoa de edad Eoceno, fueron depositadas en un gran complejo fluvio deltaico influenciado por mareas cubriendo gran parte de la cuenca de Maracaibo y siendo la unidad de yacimiento principal la cual consiste primeramente de canales y barras amalgamados. La dirección de transporte, basada en estudio regionales de núcleo es SE – NO, la relación arena neta – arena bruta esta entre 70 y 80 por ciento. En el campo Boscán, el yacimiento ha sido dividido en Boscán Superior y Boscán inferior. Estas dos unidades están separadas por la lutitas de Boscán, la cual consiste de un intervalo lutitico denso, más desarrollado hacia el norte del campo y adelgazándose hacia el sur, como se muestra en la figura 2.4 Figura 2.4. Intervalos yacimientos del campo Boscán. Superior e Inferior. Fuente: Morales, O. (2014). �23 Debido a su naturaleza erosiva y de presiones Paleo – Topográficas rellenas con sedimentos fluviales Oligoceno, el tope de la discordancia Eoceno / Oligoceno es usualmente difícil de identificar en algunos registros de pozos. Depositaciones de arena – arena son comúnmente vistas en las correlaciones a través del campo. El tope se reconoce como el tope de la discordancia Eoceno – Oligoceno. Las arenas productivas del yacimiento Boscán superior al oeste del campo han sido truncados por la discordancia angular del Eoceno / Oligoceno, por lo que dicho miembro se acuña de esa dirección, disminuyendo de espesor. Los datos sísmicos muestran que Boscán superior e inferior se encuentra en diferentes niveles estratigráficos hacia el norte y hacia el sur del campo por lo que las arenas productivas son estratigráficamente más profundas en la parte sur del campo, aumentando también el espesor de la roca yacimiento hacia el sur como se muestra en la sección transversal SE –NO. (Ver figura 2.5). Figura 2.5. Columna estratigráfica de Boscán. Fuente: Almaza, R. (1998) �24 Aunque la relación arena neta – arena bruta es alta y el yacimiento esta efectivamente conectado en las arenas en un cien por ciento, las correlaciones de cuerpos de arenas y lutitas entre pozos individuales a una distancia de 577 metros, que es la distancia aceptada para el Eoceno en campo Boscán virtualmente no existe. Aún en un espaciamiento de 333 metros las correlaciones son tenues. Las unidades de flujo en cada pozo pueden ser claramente identificables, pero frecuentemente no se observa que se extiendan a los pozos circundantes. 2.4. Geología estructural El anticlinal de Boscán, que constituye la estructura más importante del área. Tiene un rumbo Norte-Sur, declive hacia el sur y el cierre se efectúa poco antes de llegar al campo García. Su flanco occidental constituye el homoclinal de Boscán, de rumbo noreste y extensión regional, que buza de 8 a 10 grados hacia el suroeste. La acumulación del campo Boscán se encuentra en una trampa estructural-estratigráfica del homoclinal de Boscán como muestra la figura 2.6. Figura 2.6. Mapa Estructural Campo Boscán Tope Icotea Basal. Fuente Almaza, R. (1998) �25 El homoclinal está cortado al este por la falla de Boscán, que se extiende norte-sur por 40 km desde el sur del campo La Concepción hasta el campo García, y constituye un sello estructural que limita el yacimiento; es una falla normal, tiene buzamiento pronunciado hacia el este, y desplazamiento de más de 1.000 pie en el norte y centro del campo. Existen fallas menores, que no constituyen barreras de acumulación. (Ver figura 2.7). } Figura 2.7. Campo Boscán, sección estructural. Fuente: Almaza, R, (1998). Hacia el norte y noroeste las arenas de Misoa desaparecen por truncamiento gradual de las areniscas de Boscán superior y gradación a lutitas del miembro Boscán inferior, dando lugar a trampas estratigráficas. Al sur y suroeste se encuentra un contacto agua-petróleo estimado en base a un acuífero determinado en el Campo los Clavos. 2.5 Contacto agua – petróleo En el flanco SE del campo solo seis pozos encontraron un contacto dentro de la sección perforada: el pozo BN-135 (Marzo 1971), BN-134, BN-237, BN246, BN-198 y BN-253. Los pozos perforados tempranamente entre los años 1950 y 1970 en la parte norte del campo no ofrecen datos confiables debido a su profundidad somera y la penetración parcial del yacimiento. Los pozos �26 perforados entre 1970 y 1980 en la parte sur del campo con penetración total del yacimiento fueron claves en la interpretación. La figura 2.8, indica que el contacto original agua – petróleo (CAPO) en la parte SO del campo se encuentra en el rango de los -9.345 y -9.420 pies mientras que hacia el SE el rango oscila entre -9.400 y -9.585 pies, siendo el valor más probable -9.525 pies. Figura 2.8. Pozo BN-0135 mostrando el contacto agua petróleo original a -9345 pies. Fuente: Morales, O. (2014) 2.6.- Conclusión. Analizar los aspectos geológicos del yacimiento se especificó las manifestaciones de las rocas o un constituyente de la misma, para de esa forma expresar el ambiente de depositación o de formación, la composición �27 litológica y además una asociación geográfica. El conocimiento en detalle de las rocas sedimentarias tiene una gran importancia para la industria petrolera por diferentes razones, la principal de ellas es que este grupo de rocas se originan y se entrampan los hidrocarburos. �28 CAPITULO III PROCEDIMIENTO PARA DESARROLLAR LA INYECCION DE AGUA EN LOS YACIMIENTOS PETROLIFEROS. 3.1 Introducción Según el grado o nivel de profundidad con el cual se abordo el problema, se analizó e interpreto el impacto que tiene la recuperación mejorada de petróleo mediante la inyección de agua en el yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán; para establecer la eficiencia del mismo mediante diversos métodos. Para el logro del objetivo planteado se confeccionó un mapa de la ingeniería conceptual de los procedimientos a desarrollar en el proceso de inyección de agua en los pozos de los yacimientos de petróleo, se consultó bibliografía en el tratamiento y manejo de aguas de producción, especificaciones de los parámetros de calidad para el agua salada establecidos por los lineamientos señalados en el decreto 883 artículo N° 17 de la normativa ambiental para tales fines. 3.2 Procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS del 101 Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo. A continuación se presenta un diagrama de flujo que permite dar a conocer el procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo; el cual esta representada por la geometría, litología, profundidad, porosidad, permeabilidad, geomecánica de los yacimientos, magnitud, distribución de la saturación de los fluidos propiedades de los fluidos, selección del tipo de inyección, reservas de �29 hidrocarburos, eficiencia de recobro de petróleo, análisis técnico económico e impacto ambiental. Diagrama de flujo 2. Procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo. Fuente: Castellanos, D. (2015) �30 3.3 Caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua La caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua se considera esencial para dar veracidad a la aplicación del conjunto de métodos que emplean fuentes externas de energía o materiales para recuperar el petróleo, los cuales dan presentación de la proyección veraz de la configuración geológica del yacimiento, en el caso del presente estudio se detallada cada indicador que esta especificada por la geometría, litología, profundidad, porosidad, permeabilidad, geomecánica de los yacimientos, magnitud, distribución de la saturación de los fluidos propiedades de los fluidos, selección del tipo de inyección, reservas de hidrocarburos, eficiencia de recobro de petróleo, análisis técnico económico e impacto ambiental. 3.3.1. Geometría del yacimiento Según Paris de Ferrer M. (2001), uno de los primeros pasos al recabar la información de un yacimiento para el estudio de inyección de agua, es determinar su geometría, la estructura y estratigrafía de un yacimiento controlan la localización de los pozos productores y por consiguiente los métodos por los cuales éste será producido a través de inyección de agua o gas. La estructura geológica es el principal factor que rige la segregación gravitacional, así en presencia de altas permeabilidades, la recuperación por segregación gravitacional, particularmente en yacimientos de petróleo, puede reducir la saturación de petróleo a un valor el cual no resulta económicamente la aplicación de la inyección de agua. Si existe una estructura apropiada y la saturación de petróleo justifica un proceso de inyección de agua, la adaptación de una invasión periférica puede producir mejores eficiencia de barrido arial que una inyección en un �31 patrón línea directa. La existencia de zonas con altos relieves sugiere la posibilidad de un programa de inyección de gas. La forma de campo y la presencia o no de una capa de gas también influenciara en esta decisión. Por otro lado, la mayoría de las operaciones de las mayorías de las operaciones de inyección de agua han sido llevadas a cabo en campos que exhiben un moderado relieve estructural, donde la acumulación del petróleo se encuentra en trampas estratigráficas. Como estos yacimiento por regla general, han sido producidos con empuje de gas en solución y no han recibido beneficio de un empuje natural de agua o de otro tipo de energía de desplazamiento, usualmente poseen altas saturaciones de petróleo después de una producción primaria, haciéndose atractivos para operaciones de recuperación secundaria. Así, la localización de los pozos de inyección y producción deben adaptarse a las propiedades y condiciones que se conocen la arena. A menudo es importante realizar un análisis de la geometría del yacimiento y de su composición pasado, para definir la presencia y la fuerza de un empuje de agua y así decir sobre las necesidades de inyección suplementaria, pues estas pueden ser innecesarias si existe un fuerte empuje natural de agua. Tal decisión depende también de la existencia de problemas como fallas o presencias de lutitas, o de otro tipo de barrena de permeabilidad. Por otra parte, un yacimiento altamente fallido hace poco atractivo cualquier programa de inyección. 3.3.2 Litología Según Paris de Ferrer M. (2001), la litología tiene una profunda influencia en la eficiencia de la inyección de agua o de gas en un yacimiento en particular. De hecho, la porosidad, la temperatura y el contenido de arcilla son factores litológicos que afectan la invasión. En algunos sistemas complejos, una pequeña porción de porosidad total, como por ejemplo las porosidades �32 creadas por fracturas, tendrán suficientes permeabilidad para hacer efectivas las operaciones de inyección de agua. En este caso, solamente se ejercerá una pequeña influencia sobre la porosidad de la matriz, la cual puede ser cristalina, granular u vugular. La evaluación de estos efectos requieren estudios de laboratorios, detallado del yacimiento y pruebas pilotos experimentales. A pesar de que se conoce que la presencia de minerales arcillosos en algunas arenas petrolíferas pueden taponar los poros por hinchamientos o floculación al inyectar agua o existen datos disponibles sobre la extensión de este problema, pues eso depende de la naturaleza de dicho mineral; no obstante se pude obtener una aproximación de estos efectos mediantes estudios de laboratorios. Se sabe por ejemplo que en el grupo de la montmorillonita es el que mas puede causar una reducción de la permeabilidad por hinchamiento y que la caolinita es la que menos causa problemas. La extensión que puede tener esta reducción de permeabilidad también puede depende de la salinidad de agua inyectada; de hecho, usualmente se sustituye el agua fresca por salmuera para propósitos de invasión. Parámetros como la composición mineralógica de las arena y el material cementante se deben tomar en cuenta ya que dependiendo del fluido que se inyecte se pueden ocasionar diferencias en la saturación de petróleo residual, esto se debe a que el fluido puede reaccionar con la arena o arcilla y modificar la porosidad, ya sea aumentándola o disminuyéndola. 3.3.3 Profundidad del yacimiento La profundidad del yacimiento es otro factor que debe considerarse en una inyección con agua ya que:  Si es demasiado grande para permitir reperforar económicamente y si �33 los pozos viejos deben ser utilizados como inyectores y productores, no se pueden esperar altos recobros.  En los yacimientos profundos, las saturaciones de petróleo residual después de las operaciones primarias son más bajas que en yacimientos someros, debido a que estuvo disponibles un gran volumen de gas en solución para expulsar el petróleo ya que el factor de encogimiento fue grande, y por lo tanto, quedando menos petróleo.  Grandes profundidades permiten utilizar mayores presiones y un espaciamiento más amplio, si el yacimiento posee un grado suficiente de uniformidad lateral. Se debe actuar con mucha precaución en yacimientos poco profundo donde máxima presión que puede aplicarse en operaciones de inyección esta limitada por la profundidad de yacimiento. Durante la inyección de agua, se ha determinado que existe una presión crítica, usualmente aproximada a la presión estática de la columna de roca superpuesta sobre la arena productora y cerca de 1lpc/pie de profundidad de la arena que al excederse, ocasiona que la penetración del agua expanda aberturas a lo largo de fracturas o de cualquier otro plano de fallas, así como juntas o posiblemente nos de estratificación. Esto nos da lugar a la canalización del agua inyectada o al sobrepeso de largas porciones de la matriz del yacimiento. Consecuentemente, en operaciones que impliquen un gradiente de presión 0,75 lpc/pie de profundidad, generalmente permite suficiente margen de seguridad para evitar el fracturamiento. Al fin de prever cualquier problema, debe tenerse en cuenta la información referente a presión de fractura o de rompimiento en una localización determinada, ya ella fijará un límite superior para la presión de inyección. �34 3.3.4 Porosidad La recuperación total de petróleo de un yacimiento es una función directa de la porosidad, ya que ella determina la cantidad de petróleo presente para cualquier porcentaje de saturación de petróleo dado. Como el contenido de este fluido en una roca de yacimiento varía desde 775,8 Bbls/acres-pie para porosidades de 10 y 20% respectivamente según Paris Ferrer (2001), es importante tener una buena confiabilidad en estos datos. Esta propiedad de la roca es muy variable algunas veces oscila desde 10 hasta 35% en una zona individual, otras como en la limolitas y dolomitas, pueden variar desde 2 hasta 11%debido a las fracturas y en rocas llenas de agujeros como panales de abejas y porosidades cavernosas, pueden ir desde 15 a hasta 35%. Para establecer el promedio de porosidad, es razonable tomar el promedio aritmético de las medidas de las porosidades de un núcleo de arenas. Si existe suficientes datos sobre este aspecto, se puede construir mapas de distribución de porosidades que pueden ser pesados areal o volumétricamente para dar una porosidad total verdaderas. 3.3.5.- Permeabilidad La magnitud de la permeabilidad de un yacimiento controla, en un alto grado, la tasa de inyección de agua que se puede mantener en un pozo de inyección para determinar presión en la cara de la arena por lo tanto, en la determinación de la factibilidad de inyección de agua en un yacimiento, es necesario conocer: a) la máxima presión de inyección tomando en cuenta la profundidad del yacimiento; b) la relación entre tasa y espaciamiento a partir de datos de presión y permeabilidad. Esto permite determinar rápidamente a partir de datos los pozos adicionales que deben perforarse para cumplir el programa de invasión en un lapso razonable. La prospectividad del proyecto puede calcularse comparando el recobro que se estima lograr con los gasto que involucran el programa de inyección. �35 El grado de variación de permeabilidad ha recibido mucha atención en los últimos años, pues determina la cantidad de agua que es necesario utilizar; entre menos heterogénea sea esa propiedad, mayor existo se obtendrá en un programa de inyección de agua. Si se observan grandes variaciones de permeabilidad en estratos individuales dentro del yacimiento, y si eso estratos mantiene continuidad sobre aéreas extensas, el agua inyectada alcanzara la ruptura demasiado temprano en los estratos de alta permeabilidad y se transportará grandes volúmenes de agua antes que los estratos menos permeables hayan sido barrido eficienteme. Esto influye en la economía del proyecto y sobre la factibilidad de la invasión del yacimiento. No se debe dejar a un lado la continuidad de estos estratos es tan importantes como la variación de permeabilidad. Si no existe una correlación de perfiles de permeabilidades entres pozos individuales, existe la posibilidad de que las zonas más permeables no sean continuas y que la canalización de agua inyectada sea menos severa que la indicada por los procedimientos aplicados. La figura 3.1 muestra el efecto de la distribución de permeabilidad sobre la inyección de agua. Figura 3.1. Efecto de la distribución de permeabilidad sobre la inyección de agua. Fuente: París de Ferrer (2001) �36 3.3.6.- Geomecánica de los yacimientos petrolíferos: propiedades de la roca Es muy importante tener en cuenta la continuidad de las propiedades de la roca en relación con la permeabilidad y la continuidad vertical, al determinar la factibilidad de aplicar la inyección de agua o de gas en un yacimiento. Como el fluido en el yacimiento es esencialmente en dirección de los planos de estratificación, a continuidad es de interés primordial. Si el cuerpo del yacimiento esta dividido en estratos separados por lutitas o rocas densas, el estudio de una sección transversa de un horizonte productor podría indicar si los estratos individuales tienen tendencia a reducirse en distancias laterales relativamente cortas, o si esta presente una arena uniforme. 3.3.7 Magnitud y distribución de la saturación de los fluidos En efecto, cuando mayor sea la saturación de petróleo en el yacimiento al comienzo de la invasión, mayor será la eficiencia de recobro y si este es elevado, el petróleo sobrepasado por el agua será menor y el retorno de la inversión por lo general, será mayor, igualmente, la saturación de petróleo residual que queda después de la invasión, esta relacionada con la adaptabilidad del proceso, y mientras mas se pueda reducir este valor, mayor será el recobro final y mayores ganancias. Por esa razón la mayoría de los nuevos métodos de desplazamiento de petróleo tiene como objetivo lograr reducir la saturación de petróleo residual detrás del frente de invasión. 3.3.8 Propiedades de los fluidos y permeabilidades relativas Los factores que afectan la razón de movilidad son esencialmente la viscosidad del petróleo y las permeabilidades relativas de la roca, es por ello que tiene grandes efectos en la convivencia de un proceso de inyección de fluidos en un yacimiento. En un proceso de desplazamiento la razón de movilidad está relacionada con la movilidad del fluido desplazante y la movilidad del petróleo en la zona de petróleo. �37 3.4.- Selección del tipo de inyección Uno de los primeros pasos de un proyecto de inyección de agua es la selección del modelo de inyección, el objetivo es seleccionar un modelo apropiado que mejore la inyección del fluido contactando la mayor cantidad de petróleo posible en el yacimiento. Cuando se realiza la selección del modelo de inyección se debe considerar los siguientes factores: Proporcionar una capacidad productiva deseada, proporcionar la suficiente tasa de inyección de agua para un adecuado rendimiento en la productividad del petróleo, maximizar el recobro de petróleo con un mínimo de producción de agua, tomar ventajas de las anomalías conocidas en el yacimiento como: permeabilidad regionales y direccionales, fracturas entre otros, ser compatible con el patrón de pozos existentes y requerir un mínimo de nuevos pozos, ser compatibles con modelos de inyección ya existentes en el campo. En general la selección de un modelo de inyección para un yacimiento depende del número y la localización de pozos existentes, en algunos casos los pozos productores pueden convertirse en pozos inyectores mientras que en otros casos puede ser necesaria la perforación de nuevos pozos, por lo cual, de acuerdo con la posición de los pozos inyectores y productores, la inyección de agua se puede llevar a cabo de tres maneras diferentes. 3.4.1. Inyección periférica o central Es aquella inyección en la cual los pozos inyectores están agrupados en la parte central del yacimiento y los productores en la periferia del yacimiento estos tipos de inyección ocurre en los siguientes casos:  Yacimiento Anticlinal Con un acuífero en el cual se inyecta: en este caso los pozos forman un anillo alrededor del yacimiento como muestra la figura 3.2. �38 Figura 3.2. Inyección en yacimiento anticlinal con acuífero. Fuente: PDVSA Occidente (2008)  Yacimiento Monoclinal Con una capa de gas o acuífero donde se inyecta agua o gas: como se observa en la figura 3.3, los pozos inyectores están agrupados en una o mas líneas localizados hacia la base del yacimiento (flanco) en el caso de inyección de agua, o hacia el tope en el caso de inyección de gas. Figura 3.3. Inyección en yacimiento monoclinal con acuífero. Fuente: PDVSA Occidente (2008) 3.4.2.- Inyección por arreglos Este tipo de inyección se emplea, particularmente en yacimientos con bajo buzamiento y una gran extensión areal. Para obtener un barrido unifoerme del yacimiento, los pozos inyectores se distribuyen entre productuctores. Esto se lleva a cabo convirtiento los pozos productores existentes a inyectores o �39 perforando pozos pozos inyectores interespaciado. Los arreglos de pozos se clasifican en irregulares y geométricos:  Irregulares Los pozos de producción e inyección estan colocados en forma desordenadas y cada caso particular requiere de una línea de estudio.  Geométricos Los pozos de produccion e inyección estan distribuidos arealmente formando ciertas formas geométricas conocidas. En sí, este arreglo consiste en inyectar agua en la capa de crudo, formando un cerco de pozos inyectores alrededor de los pozos productores con el obejtivo de empujar lo volumenes de crudos remanentes en el yacimiento hacia dichos pozos productores. Cabe comentar sobre la figura 3.4 que los arreglos de dos y tres pozos que aparecen identificados como 1 y 2 son patrones para posibles pruebas piloto de inyección de agua, también el término “invertido” que identifica a los arreglos f y h insertas en la misma figura nombrada, es utilizado para hacer referencia a un tipo de arreglo en especial, señalando que tiene un solo pozo inyector por patrón. Se da de una manera resumida las características de los tipos de arreglos más comunes. Figura 3.4 Arreglos de pozos para la inyección de agua. Inyección en yacimiento anticlinal con acuífero. Fuente: Morales, O. (2014) �40 3.5 Reservas de hidrocarburos La dirección general de exploración, reserva y tierra del ministerio de energía y petróleo es la responsable de la verificación como aprobación de todo lo relacionado con las reservas de hidrocarburos, considerándose estas, los volúmenes de petróleo crudo, condensado, gas natural y líquidos del gas natural que se pueden recuperar comercialmente de acumulaciones conocidas, desde una fecha determinada en adelante. 3.5.1 Clasificación de las reservas de hidrocarburos Según la certidumbre de ocurrencia, las facilidades de producción o el método de recuperación, las reservas se clasifican según los siguientes criterios; en primer lugar el de certidumbre de ocurrencia en probadas, probables y posibles; segundo criterio de facilidades de producción en probadas desarrolladas como probadas no desarrolladas y por ultimo el método de recuperación en primarias y suplementarias como se muestra en la tabla 1. TABLA 1. Clasificación de las reservas de hidrocarburos Fuente: Ministerio del Poder Popular para la Energía y Petróleo. (2005) De acuerdo con las necesidades del estudio, se hizo pertinente detallar la fundamentación teórica y práctica referida a los métodos de recuperación �41 como lo es el caso de las reservas primarias se define como las cantidades de hidrocarburos que se pueden recuperar con la energía propia o natural del yacimiento; así también las reservas suplementarias son las cantidades adicionales de hidrocarburos que se pudieran recuperar, como resultado de la incorporación de una energía suplementaria al yacimiento a través de métodos de recuperación suplementaria, tales como inyección de agua, gas, fluidos miscibles o cualquier otro fluido o energía que ayude a restituir la presión del yacimiento y a desplazar los hidrocarburos para aumentar la extracción del petróleo. 3.6 Eficiencias de recobro del petróleo por agua La eficiencia de recobro se puede definir como la fracción de petróleo inicial recuperado del yacimiento. Durante el barrido de un yacimiento, la eficiencia al desplazamiento coincidiría con ER, si hipotéticamente el fluido inyectado contactara todo el petróleo del yacimiento Asumiendo barrido volumétrico completo, la cual asume la fórmula 3-1: …………………………………………….. (3 -1) Esta variable se puede analizar en términos de: eficiencia de barrido areal (EA) , eficiencia de barrido vertical (Ev) y eficiencia de desplazamiento (ED) para dar datos de la esencia de la recuperación secundaria por inyección de agua, especificándose cada una de las nombradas en los párrafos posteriores con las definiciones pertinentes. 3.6.1 Eficiencia de barrido areal (EA). Es el área barrida por el agua inyectada dividida por el área del patrón. Esta eficiencia es difícil de determinar sólo con los datos de campo. Se requiere una combinación de estudios de campo, de laboratorio y matemáticos, para �42 hacer una mejor estimación. Como muestra la figura 3.5; en general la eficiencia areal depende de la relación de movilidad, configuración geométrica del patrón de inyección, distribución de presión del yacimiento, heterogeneidad del yacimiento, volumen acumulado de agua inyectada dentro del área del patrón. Figura 3.5 Eficiencia de barrido areal (EA). Fuente: Fuente: PDVSA Oriente (2008) 3.6.2 Eficiencia de barrido vertical (Ev). Hay muchos factores que afectan la eficiencia de barrido vertical, tales como la variación vertical de permeabilidades horizontales, la diferencia de gravedad, la saturación inicial de gas, la presión capilar, la relación de movilidad, el flujo cruzado y las tasas de inyección. Los factores que afectan Ev: heterogeneidades, relación de movilidades, volumen de fluido inyectado, flujo cruzado entre capas como muestra la figura 3.6. Figura 3.6. Eficiencia de barrido vertical (Ev). Fuente: PDVSA Oriente (2008) �43 3.6.3 Eficiencia de desplazamiento (Ed): Se define como la fracción de aceite en sitio en la región de barrido, desplazada por el agua de inyección, así pues, las variaciones de las propiedades del yacimiento y de los procesos, pueden afectar la eficiencia de desplazamiento, variables tales como fracturas, ángulo de buzamiento, saturaciones iníciales, relación de viscosidad, diferencial de gravedad, relación de permeabilidad relativa, presión capilar, mojabilidad y tasas de inyección la cual es afectada por los siguientes factores: fuerzas de tensión superficial e interfacial, mojabilidad, presión capilar, permeabilidad relativa. (Ver figura 3.7) Figura 3.7. Eficiencia de desplazamiento(Ed). Fuente: PDVSA Oriente (2008) 3.7 Aspecto económico Basándose en la inversión inicial que se debe hacer para poner en marcha el proyecto , en el costo que representa producir 1 barril de fluido del yacimiento, y en el ingreso que se obtiene de la venta del petróleo producido, se puede realizar un análisis económico el cual abarca un análisis de flujo de caja, valor presente Neto (VAN), tasa interna de retorno (TIR), período de recuperación de la Inversión (PRI), y relación costo-beneficio (RCB), dando reconocimiento que el límite económico del proyecto se supera con un corte de agua de 90%. �44 3.7.1 Cálculo de flujo del agua. El flujo de caja es un análisis de la variación de la inversión y costos de producción frente a los ingresos en un período de tiempo determinado, por ejemplo meses, trimestres, semestres, años, entre otros. En los primeros meses de un proyecto se obtienen valores negativos de flujo de caja debido a que los egresos son mayores que los ingresos, luego toma el valor de cero lo cual indica que la inversión se ha recuperado; a partir de este punto el flujo de caja toma valores positivos lo cual indica que se están obteniendo ganancias. 3.7.2 Valor actual neto (VAN) Es un procedimiento que consiste en llevar cada uno de los valores de flujo de caja a lo largo de la vida del proyecto hacia el año cero y sumarlos entre si. Se puede expresar mediante la fórmula 3-2. ………………………………………………….. (3-2) Para realizar este procedimiento se usa una tasa de actualización o tasa de rendimiento esperada de la inversión r. 3.7.3 Período de recuperación de la inversión (PRI) El período de recuperación de la inversión de un proyecto es simplemente el tiempo necesario para recuperar la inversión mediante los flujos netos de caja, por ende, una forma fácil de hallar este valor es mediante una gráfica de VAN vs. Tiempo. Al tiempo en el cual en VAN tome un valor de 0 será el PRI. �45 3.7.4 Relación costo / beneficio (RCB) La relación costo/beneficio (RCB), es otro método de evaluación de proyectos que al igual que los anteriores muestra de forma clara la rentabilidad de un proyecto considerando los ingresos generados, los gastos y la inversión, todos calculados en el período de la inversión, este método es relativamente simple y se tiene los siguientes criterios de aceptación del proyecto especificados en la fórmula 3-3: …………………………(3-3) Si RCB > 1 Proyecto es aceptable (los ingresos son mayores que los egresos) Si RCB = 1 Proyecto es indiferente (los ingresos son iguales a los egresos) Si RCB < 1 Proyecto no es aceptable (los ingresos son menores que los egresos) 3.8. Impacto Ambiental En virtud de estudiar el impacto ambiental, se hace pertinente enfocar la importancia del conocimiento de la normativa ambiental para fundamentar el desempeño profesional, los conocimientos de las obligaciones en los diseños, dependen de la Constitución Nacional en la normativa ambiental venezolana en los artículos 127, 128 y 129, establece las referencias sobre los derechos ambientales al referir que se supera con visión sistemática o de totalidad, la concepción de la denominación del término conservación clásica, que sólo procuraba la protección de los recursos naturales. Dentro de los estudios sobre el impacto ambiental generado por la explotación de yacimientos petrolíferos, actualmente se sigue una tendencia �46 mundial: políticas ambientales de amplio alcance (tratados internacionales), que dan para las empresas dedicadas a estos indicadores de evaluación como lo son descripción del proyecto, caracterización del ambiente físico, biótico, socio-económico, análisis de sensibilidad, identificación de las actividades generadoras del impacto, formulación de medidas preventivas, mitigantes correctivas y compensatorias, plan de supervisión, programa de seguimiento. En las últimas cuatro décadas ha habido un creciente interés por las cuestiones ambientales, en cuanto a la sostenibilidad y al mejor manejo de los recursos para una correcta relación con el medio ambiente. Así pues se puso en marcha la creación de mecanismos de control que llegarían a declarar previo procedimiento, si la actividad propuesta impacta o no al medio ambiente y, por otra parte, la persona, así también, Aguirre (2014), hace referencia sobre el impacto en la atmosfera donde se extrae y se comprime el gas o petróleo para su posterior distribución, el cual contiene entre otros componentes, metano, dióxido de carbono e hidrocarburos pesados, así también, las emisiones de gases de efecto invernadero , afectan la calidad del aire en diferentes aspectos. Por otra parte, el impacto ambiental también se denota en la contaminación de los suelos, el cual la infiltración de la mezcla de inyección de agua produce derrames en el proceso, ya sea por los transportistas de los residuos, o de las mismas estructuras que no quedan bien ajustadas; como también la deliberación de los gases tóxicos que se expande en las distintas capas de los suelos, lo cual puede producir consecuencias contaminantes. �47 3.9 Acápite. Resultados de la aplicación del procedimiento de inyección de agua en el yacimiento IB/BS101 del Campo Boscán. Dando reconocimiento que el presente estudio es documental, lo presentado posteriormente representa solo un ejemplo práctico de recuperación secundaria, haciéndose énfasis en los indicadores necesarios de utilización de acuerdo con las características descritas del yacimiento como modelo teórico práctico del tipo de inyección ejecutado. La tasa de inyección de fluidos en un yacimiento está controlada por la permeabilidad, es por ello que en la determinación de la factibilidad de inyección de agua (por ejemplo) en un yacimiento es necesario conocer: la máxima presión de inyección tomando en cuenta la profundidad del yacimiento y la relación entre tasas y espaciamiento a partir de datos de presión. Para este estudio, se usará un modelo regular con un patrón de siete pozos invertidos. El espaciamiento mínimo para cada arreglo es de 577 m. lo que representa un área aproximada de 214 acres por arreglo de inyección. Bajo el arreglo actual como se muestra en la figura 3.8; la zona I (superior izquierda) cuenta con 4 pozo inyector y 16 productores representa un POES de 700 MMBP, el piloto de inyección (superior derecha) con 8 pozos inyectores y 36 productores representa un POES de 1500 MMBP mientras 45 que en el área de expansión del piloto de inyección (inferior) representa un POES de 1600 MMBP, se tienen 8 pozos inyectores y 34 pozos activos que están directamente influenciados por la inyección de agua por ser productores de primera línea; además, el Campo Boscán posee una permeabilidad de es ~ 500 Md. �48 Figura 3.8. Arreglo de pozos en el área de estudio. Fuente: Morales, O. (2014) 3.9.1 Método de Staggs Es posible desarrollar ciertas técnicas analíticas para monitorear proyectos de inyección de agua basados en la ecuación de balance de materiales. Mientras esas relaciones son derivadas para yacimientos sencillos homogéneos con desplazamiento tipo pistón (Sor en la región barrida), ellas pueden ser usadas frecuentemente en sistemas mas complejos, estratificados, para obtener un mejor conocimiento de la eficiencia del proceso con inyección. La metodología fue primero publicada por Staggs y esencialmente representa un grafico de eficiencia de recobro contra volumen neto de agua inyectada al yacimiento, en papel cartesiano. El análisis de yacimientos puede hacerse en proyectos de inyección de agua en progreso en el cual la presión del yacimiento al comienzo de la inyección este arriba o debajo de la presión de burbujeo. 3.9.2 Análisis de proyectos de inyección de agua en yacimientos subsaturados: La evaluación de un proyecto de inyección de agua, iniciado en cualquier momento cuando la presión del yacimiento este aun sobre la presión de burbujeo, implica que en el sistema existe liquido en una sola fase y no hay presencia de una saturación de gas libré. �49 3.9.3 Comportamiento de producción primaria: La eficiencia de recuperación primaria definida como lo demuestra la fórmula 3-4: …………………………………….. (3-4) Donde, ERP = Eficiencia de recuperación primaria, fracción Noi = Petróleo original en sitio al descubrimiento, BN No = Petróleo original en sitio al comienzo de la inyección de agua, BN NP = Producción primaria de petróleo, BN Además, Noi = Vp.Soi / Boi ….………………………………………..……… (3-5) No = Vp. So / Bo ….………………………………………………... (3-6) Y, So = Soi …………………………………………………….. (3-7) Por encima del punto de burbujeo y despreciando la expansión del fluido y la compresibilidad de los poros. Donde, Vp = Volumen poroso sujeto a invasión por agua, BY Boi = Factor volumétrico inicial del petróleo, BY/BN Bo = Factor volumétrico del petróleo al comienzo del proyecto de inyección, BY/BN Soi = Saturación del petróleo original. Combinando las ecuaciones 3-4 a las 3-7 conduce a: ERP =1- Bo/Bo ……………………………………..………………….. (3-8) �50 Representa el factor de recuperación primaria. 3.9.4 Comportamiento de producción secundario: Durante la fase secundaria del proyecto se asume que la presión del yacimiento es mantenida sobre el punto de burbujeo y que el sistema de fluidos del yacimiento es incompresible. En otras palabras, la inyección de un barril de agua resultara en la producción de un barril del fluido del yacimiento. El factor de recuperación secundario se expresa: ERS = (No - Not) / Noi …………………..…………………………….. (3.9) Donde, Not = Petróleo en sitio en cualquier momento durante la inyección, BN Para un desplazamiento tipo pistón, la saturación de petróleo en la región barrida, como se estableció, es Sor. Esto es representado por la fórmula 310, Not = Vp * Evol * Sor / Bo + Vp (1 – Evol) Soi / Bo ……….………….. (3-10) Donde, Evol = Eficiencia volumétrica de barrido, fracción. Para un sistema homogéneo. ………………………………………….. (3-11) El denominador representa el volumen poroso desplazable. En la ecuación 3-11, �51 Donde, Bw = Factor volumétrico de formación del agua, BY/BN Swir = Saturación de agua irreducible, fracción Wi = Barriles acumulados de agua inyectada, BN Wp = Barriles acumulados de agua producida, BN. La eficiencia de desplazamiento esta definida por, …………………………………………………………….(3-12) Combinando las ecuaciones 3-5, 3-6, 3-7, 3-8, 3-9, 3-10, 3-11 y 3-12 se tiene: ERS = Boi * Evol * ED / Bo ………………………………………….. (3-13) La eficiencia de recuperación total (primaria más secundaria) es la suma de las ecuaciones 3-8 y 3-13. ER = ERP + ERS ………………………………………………………………….. (3-14) ER = [1 - Boi / Bo] + [Boi / Bo * ED] * Evol……………………….……… (3-15) Si Boi, Bo y ED pueden determinarse o estimarse separadamente, entonces la ecuación define una relación lineal en papel cartesiano entre ER y Evol, en donde la intersección con el eje vertical es la recuperación primaria. La figura 3.9 presenta un gráfico de Staggs relacionando ER y Evol. �52 Figura 3.9 Gráfico de Staggs teórico. Fuente: Montiel E. y otros (2007) Para utilizar la Figura 3.9 es necesario graficar la recuperación total ER, contra Evol. Donde, ER = N / Noi ……………………………………………………………… (3-16) y Evol está definida por la ecuación 3-11. Al analizar un proyecto de inyección de agua existente, el comportamiento actual puede graficarse y compararse con el comportamiento teórico descrito por la ecuación 3-15. Las desviaciones pueden ser analizadas para permitir mejorar las operaciones de campo. Experiencias en muchos proyectos indican que la inyección de agua puede ir hacia “otras zonas o yacimientos” o dentro de zonas “ladronas”, causando ineficiencia en el proyecto. La figura 3.10 es un ejemplo de un gráfico del comportamiento actual y teórico de Staggs. �53 Figura 3.10 Gráfico del comportamiento actual y teórico de Staggs. Fuente: Montiel E. y otros (2007) Si se asume que Vp, Swir y Sor son correctos, y si Wp puede medirse, se puede determinar un factor de eficiencia de inyección máximo para el yacimiento (Einj). El procedimiento usual es determinar un valor de Einj, que al multiplicarse por Wi causará que los últimos valores de los datos de campo cotejen con la curva teórica. 3.9.5 Resultados de la aplicación del procedimiento de la inyección de agua en el yacimiento IB/BS101 del Campo Boscán. Se asumirán datos supuestos ya que no se reflejan suficiente información para dicho yacimiento. En donde se tiene: Boi = 1.35 BY/BN, Bo = 1.42 BY / BN, Bw = 1.0 BY/h, Soi = 65 %, Sor = 40 %, Swir = 35 %, A = 640 acres, h = 25 pies (promedio), = 15 % (promedio), Noi = 8965 MB de petróleo �54 Wi, MBls Wp, MBls Np, Mbls ER=NP/Noi 0 0 439 0.049 1000 140 717 0.8 2000 280 1076 0.12 3000 480 1434 0.16 4000 780 1703 0.198 5000 1180 1883 0.21 Tabla 3.2. Datos generales del yacimiento. Fuente: Fuente: Montiel E. y otros (2007) De la ecuación 3.8, el recobro primario es: ERP = 1-Boi/Bo ERP = 1- 1.35/1.42 = 0.049 ó 49% Vp = 7758 * A * h *  Vp = 7758 * 640 *25 * 0.15 = 18619 Mb Sustituyendo en la ecuación 3-15 se obtiene la recuperación teórica la cuál es: ER= 0.049 + 1.35 / 1.42 * 0.3842 * Evol ER= 0.049 + 0.3846 * Evol Para ello se dan valores a Evol de la figura 3.10 para ello se dan valores a Evol: �55 (Ejemplo: 0.2, 0.4, 0.6……..1.0), se calcula ER con la expresión anterior, y se gráfica el comportamiento teórico. Vp (1 - Swir - Sor) = (18619) (1 –0.35 – 0.40) = 4655 Mbls Wi,MBW Wp,MBW Evol ER 0 0 0.000 0.049 1000 140 0.185 0.0808 2000 280 0.369 0.120 3000 480 0.541 0.160 4000 780 0.692 0.190 5000 1180 0.821 0.210 Tabla 3. 3 Cálculos de Evol y ER. Fuente: Montiel E. y otros (2007) Graficando ER contra Evol, indica una diferencia entre el comportamiento teórico y el comportamiento actual. Se asume el último valor de recuperación correspondiente a un factor de recuperación de 0.21 es correcto, el valor de Evol seria de 0.45. (Entrar a la figura 3.10, con el valor de eficiencia de recuperación 0.21 y leer el valor de la eficiencia volumétrica (Evol) de 0.45). También se puede calcular el valor de Evol con la ecuación. ER = 0.049 + 0.365641 * Evol, con el valor de ER de 0,21. Este valor es más exacto. Luego. Einj = 0.655 o 65.5 % Aplicando éste factor de eficiencia de inyección a todos los puntos de datos, resulta lo siguiente: �56 Wi, MBW 0,655 Wi, MbW Wp; MBls Evol ER 0 0 0 0.000 0.049 1000 655 140 0.111 0.080 2000 1310 280 0.221 0.120 3000 1965 480 0.319 0.160 4000 2620 780 0.395 0.190 5000 3275 1180 0.450 0.210 Tabla 3.4 Tabla con valores ajustados de Wi Fuente: Fuente: Montiel E. y otros (2007) El gráfico con los valores ajustados del comportamiento actual y teórico se muestra en la figura 3.11. Puede observarse un buen ajuste. Se concluye que solamente alrededor del 66 % del agua inyectada entra a la formación productora; debe aclararse del ejemplo anterior que puede existir incertidumbre en varias variables. Por ejemplo, errores en los volúmenes de agua producida, volumen poroso, saturación de agua irreducible, o impropia selección de las saturaciones residuales de petróleo, pueden causar desviaciones entre el comportamiento actual del teórico. En consecuencia, puede ser necesario determinar si otros parámetros distintos a la eficiencia de inyección podrían causar una desviación significante del modelo teórico. Figura 3.11. Gráfico de staggs teórico y corregido con eficiencia de inyección de 65.5 Fuente: Montiel E. y otros (2007) �57 La eficiencia de inyección es del 100 % pero el volumen poroso estimado es muy pequeño, los datos de puntos actuales caerán hacia la derecha de la línea; cuando los datos caen a la izquierda de la línea, esto pudiera indicar que el volumen poroso estimado es muy grande. 3.10 Conclusión. El análisis y evaluación del procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS101 Campo Boscán de la Cuenca del Lago de Maracaibo para el estudio de caso se concluyó que solamente alrededor del 66% del agua inyectada entra a la formación productora; y además si la eficiencia de inyección es del 100 %; el volumen poroso estimado es muy pequeño, los datos de los puntos presentado en particular en la figura 3.11, si estos se caerán hacia la derecha de la línea y si están a la izquierda de la línea, esto pudiera indicar que el volumen poroso estimado es muy grande y esto indica un alto volumen de inyección. �58 Conclusiones 1. En cuanto a los antecedentes, se observo que ninguno de los estudios previos presentados evidencia procedimientos para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento. 2. Tomando en cuenta la revisión documental referida a los elementos geológicos del yacimiento, es importante resaltar que los datos sísmicos muestran que Boscán superior e inferior se encuentra en diferentes niveles estratigráficos por lo que las arenas productivas más profundas están en la parte sur del campo, debido al espesor de la misma ; esto permite determinar la factibilidad en la aplicación de la inyección de agua, teniendo en cuenta la continuidad de las propiedades de las rocas en relación con la permeabilidad y la continuidad lateral. 3. Se concluye haber diseñado el procedimiento de caracterización de los indicadores de inyección de agua, en virtud de responder a la necesidad de establecer un sistema de extracción de petróleo basado en los factores que controlan la recuperación por inyección y así obtener un mayor recobro de petróleo en el yacimiento; reconociendo que en el caso estudio alrededor del 66 % del agua inyectada entra a la formación productora. �59 Recomendaciones 1. Profundizar la caracterización de los indicadores de inyección de agua, al llevar a cabo este procedimiento para mejorar el recobro de producción petrolífera. 2. Dar especificaciones de los factores geológicos de incidencia en la explotación del pozo petrolífero, especialmente detallar el reconocimiento de las rocas sedimentarias porque este grupo de rocas se originan y entrampan los hidrocarburos. 3. Mantener en actualización los procesos de estimaciones de costos – ganancias. 4. Se debe tomar en cuenta las normativas de impacto ambiental, en cualquier aplicación de proyectos en yacimientos petrolíferos porque se ha determinado daño atmosférico y de los suelos. �60 Referencias Bibliográficas ALMAZA R. 1998: Campo Petrolífero de Venezuela. Campo Boscán Maracaibo – Edo Zulia. ANGULO C. 2007: Recuperación Secundaria por Inyección de Agua a los Yacimientos U y T del Campo Yuca. Trabajo de grado presentado escuela politécnica nacional. Tutor: Ing. Raúl Valencia, MSc. Quito- Ecuador ANNIA P. CARLOS E. 2004: Inyección Dispersa de Agua en Yacimientos del Miembro C-2-X del Campo Centro Lago. Trabajo de Grado presentado en la Universidad del Zulia. Maracaibo. Tutor: José Udón Colina. ARAUJO B. & JOSÉ G. 2009: Optimización de la inyección de Agua en el Yacimiento C-2 del Área Noroeste VLE-305. Trabajo Magíster Scientiarum en ingeniería de petróleo presentado ante la Universidad del Zulia. Tutor: Américo Perozo. Zulia- Maracaibo. AZPIRITXAGA I.; CORTIULA B.; HERRERA S & SANOIS Y. 1992: Manual Para la Identificación de Facies en Muestras de canal. Maravén S.A. Exploración y Producción Caracas. 11 p. BELLIZZIA G. & PIMENTEL DE B. 1995: Consolidación de Terrenos Continentales Gondwánicos. Precámbrico-Paleozoicos en los Andes de Venezuela. Vol. de Geología, Pub. Especial N° 11. Ministerio de Energía y Minas. Venezuela, 227-256. CASTILLO J.; PERARNAU A. & GRATEROL V. 1988: Posibilidad de Orientar Núcleos Obtenidos en Pozos Petroleros por Medio del Paleomagnetismo", IV Congreso Venezolano de Geofísica, 11 al 15 de Septiembre, Caracas – Venezuela. �61 CARLL, JOHN F.1880: The Geology of the oil regions of Warren, Venango, clarion and Butler Counties, Pennsylvania, 2 da Geology Survey of Pennsylvania. COONEY P. & LORENTE M. 1997: Implicaciones tectónicas de un evento estructurales en el Cretácico Superior (Santoniense-Campaniense) de Venezuela Occidental. 195-204. Tomo I. Mem. VIII Congreso Geológico Venezolano, Soc. Venezolana de Geología. CRAIG, F. & GRAIG F. 1982: Aspectos de Ingeniería de la Inyección de Agua. Estados Unidos. Dallas: Mollet the Printer. ESCOBAR, F. 2009: Fundamentos de Ingeniería Yacimientos, Ingeniería de Petróleo. Editorial Universal Surcolombiana. Bogotá - Colombia. GARCÍA, M. 2011: Evaluación del Proceso de Recuperación Secundaria Mediante la Inyección Continua de Agua Empleando Simulación Numérica, Yacimiento Nodasaria 15C, Campo Jusepín. Trabajo de Grado presentado en Universidad del Oriente Maturín – Edo Monagas, Tutor. Isaac Contreras. GAVES, G. & JAM, P. 1997: Formación Misoa. Código Estratigráfico de las Cuencas Petrolíferas de Venezuela. GHOSH S.; PESTMAN P.; MELENDEZ L.; LORENTE M. & ZAMBRANO E. 1997: El Eoceno en la Cuenca de Maracaibo: Facies Sedimentarias y Paleogeografía. 283 - 293. Tomo I, Mem. I Congreso Latinoamericano de Sedimentología, Soc. Venezolana de Geología. GUERRERO, R. 2013: Efecto de la Inyección de Agua Sobre la Producción en los Yacimientos C-4 / C-5 LAG3047, Bloque X del Lago de Maracaibo Trabajo de Grado presentado ante la Universidad del Zulia. Tutor: Ing. MSc. Américo Perozo. �62 GONZÁLEZ, G. 2010: Evaluación técnica de un Sistema de Recolección de gas de venteo en pozos con Bombeo Mecánico en el área Nor-Este de Campo Boscán. Trabajo de Grado presentado en Universidad del Zulia Maracaibo, Tutor: Ing. Jorge Barrientos. GONZÁLEZ, C. 1980: Geología de Venezuela y de sus cuencas petrolíferas. Tomos I y II. Ediciones Foninves. Caracas – Venezuela. GUTIÉRREZ, O. 2004: Evaluación de Esquemas de Inyección de Agua en Yacimientos Maduros a Través de un Modelo de Simulación, Trabajo de Grado Para Optar por el Titulo de Magíster Cientlarur Universidad del Zulla. Maracaibo Tutor: Ing. Msc. Américo Perozo. KISER. D.G. 1992: Cuencas sedimentarias de Venezuela. Boletín sociedad venezolana, 7 -27. LUGO, J. 1994: The Merida Arch Tectonic control on deposition from Late Mesozoic to Early Cenozoic in western Venezuela. 291 - 310. Mem. V Simp. Bolivariano. LUGO, J. & MANN, P. 1995: Jurassic-Eocene tectonic evolution of Maracaibo Basin. En Tankard, A., Suarez, R. y Welsink, H. (eds.), Petroleum Basins of South America; 698 - 725. AAPG Mem. 62. MENÉNDEZ, F. & PÉREZ, J. 1992: Modelo Estructural del Flanco Norandinoentre las poblaciones La Fría-Boconó- Sabana Grande- El Cobre, estado Táchira. Trabajo Especial de Grado. Inédito. Escuela de Geología, Minas y Geofísica, U.C.V.; 201 p. MINISTERIO DE ENERGÍA Y PETRÓLEO. 2005: Definiciones y Normas de las reservas de Hidrocarburos. Caracas – Venezuela: MENPET. �63 MINISTERIO DE ENERGÍA Y PETRÓLEO. 2007: Clasificación, Definiciones y Lineamientos de los Recursos y Reservas Petroleras para el 2007. Venezuela. Caracas: MENPET. MORALES, M. & ROSALES, PEGGY G. 2007: Evaluación del Comportamiento Histórico de Producción de los proyectos de Recuperación Secundaria en el Occidente de Venezuela Trabajo de Grado presentado en Universidad Central de Venezuela. Caracas – Venezuela. Tutor: Dr. Ing. Martín Essenfeld MORALES O. 2014: Estimación del Factor de Recobro de Petróleo Mediante la Inyección de agua en el Yacimiento IB / Bs 101 del Campo Boscán Trabajo de Grado presentado Universidad Central de Venezuela Caracas – Venezuela. Tutor académico: Prof. Alberto Vegas Tutor Industrial: Ing. Erick Santander MONTIEL, E. & SOTO, R. 2007: Tópicos de Recuperación Secundaria Mediante Inyección de Agua. MORALES, M. 2002: Caracterización Sedimentología Del Yacimiento B-1 Svs0073 de La formación Misoa en la Cuenca de Maracaibo. Tutor Académico: Prof. Eglee Zapata. Cotutor Académico: Prof. Víctor Padrón PARIS DE FERRER, M. 2001: Inyección de agua y gas en yacimientos petrolíferos. Ediciones Astro data S.A. Maracaibo - Venezuela. PETRÓLEOS DE ADIESTRAMIENTO- VENEZUELA-CENTRO CEPET. 1991: La DE Industria FORMACIÓN Y Venezolana de los Hidrocarburos, Editorial Ex Libris, C.A., Caracas – Venezuela. PDVSA, 2008: Memoria Descriptiva del Proyecto Piloto Para Reactivación del Yacimiento Nodasarie 15C, miembro Chapapotal, Formación Carapita del Campo Jusepín. Maturín – Edo Monagas. �64 PDVSA, 2000, Comunidades de conocimientos en métodos convencionales de recobro, Informe PDVSA, Maracaibo- Edo Zulia RODRÍGUEZ , A. 2000: OPEP. Petróleo y Universidad: Ministerio de Energía y Minas, Dirección de Asuntos. Caracas – Venezuela. SALAZAR, V. 2006: Caracterización Petrofísica del Yacimiento Lagunillas Inferior 05. Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División de Postgrado. Maracaibo, Tutor: Prof. Giuseppe Malandrino SOTO, L. 2011: Alternativas para la Disminución del Venteo de Gas en Anular de Pozos en Campo Boscán. Trabajo de Magíster Scientiarum en ingeniería de gas presentado en la Universidad del Zulia. Tutor: Jorge Barrientos Soto, I. 2014: Factores Geológicos que Influyen en la Continuidad Espacial DEL Flujo de Inyección de Agua en las Unidades del Yacimiento LGITJ – 0102. Trabajo de grado presentado opción al Título Académico de Máster en Geología. Instituto Superior Minero Metalúrgico Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología. Convenio Cuba- Venezuela Zulia. Tutor industrial: Dr. C José Quintín Cuador Gil STAGGS, H. 1980: An Objective Approach to Analyzing Waterflood Performance, Paper presented at Southwest Petroleum Short Course, Lubbock, and Texas.5.2 VILLALOBOS, CARIDELI. 2015: Modelo Estratigráfico de la Formación Misoa Edad Eoceno, en las Arenas Superiores del Bloque III, Yacimiento URD-01. Lago de Maracaibo. Trabajo de grado presentado opción al Título Académico de Máster en Geología. Instituto Superior Minero Metalúrgico �65 Facultad de Geología y Minería Departamento de Geología. Convenio CubaVenezuela Zulia. Tutor industrial: M.sc Yusbelis Gómez VALDÉS, C. 2014: Instituto Universitario de Ciencias Ambientales de la Universidad Complutense de Madrid. Doctorado en Medio Ambiente Dimensiones Humanas y Socioeconómicas. �66 Glosario de Términos Agua Connata: Cuando se depositan sedimentos bajo los mares, parte del agua del mar es retenida en los intersticios. Al depositarse encima sedimentos impermeables, parte de esta agua puede quedar aprisionada y retenida en el sedimento, hasta que sea descubierta en forma accidental o intencionada. El agua atrapada en los sedimentos en el momento de su depósito se llama agua connata o intersticial. Agua de formación: Cantidad de agua producida en forma libre y/o emulsionada con los hidrocarburos producidos por los pozos. Agua y sedimento: Cantidad de agua y sedimento en suspensión, presente en los hidrocarburos líquidos, determinada como un porcentaje en volumen (%AYS) del total de líquido contenido en los tanques, mediante el método de centrifugación. Área de explotación: Área donde se agrupan los yacimientos que presentan características similares, en cuanto a propiedades de las rocas y de los hidrocarburos producidos. Arena petrolífera: Porción de arena, la cual contiene volúmenes de hidrocarburos. Arena: Porción estratigráfica permeable de cada yacimiento en el subsuelo que puede ser o no petrolífera. Se utiliza para definir el tipo de formación. Barril: Medida "estándar" de volumen, equivalente a 42 galones Americanos y 0,158988 metros cúbicos. BBPD: Abreviatura de Barriles Brutos de Petróleo por Día. BNPD: Abreviatura de Barriles Netos de Petróleo por Día. �67 Buzamiento: Ángulo entre una superficie y un plano horizontal. Su valor es el de la inclinación de la línea de máxima pendiente de esta superficie. Canalización: Irrupción de fluidos a través de zonas de alta permeabilidad en una formación, en forma de canales. Capa de Gas: es el gas natural atrapado en la parte superior de un reservorio y permanece separado del crudo, agua salada u otro líquido en el pozo. Condiciones normales del gas: el volumen y otras propiedades físicas del gas se comedido a 14.7 lpca y a 32° C de temperatura. Conificación de Agua: Superficie en forma de cono que toma el contacto agua-petróleo alrededor de un pozo productor de hidrocarburos, debido al movimiento vertical hacia arriba del contacto, causado por una alta tasa de producción o al empuje hidrostático de fondo y a una alta permeabilidad vertical (Kv) de la formación cerca del pozo. Conificación de gas: Ocurre en el pozo cuando el mismo produce desde una zona libre de gas. El contacto gas- petróleo se ubica alrededor del pozo al flujo radial de petróleo y a la caída de presión que resulta de ese proceso. Para equilibrar la caída de presión causada por el flujo de petróleo hacia la zona de gas, se necesita una columna de gas más alta cerca del pozo. Datum: Profundidad a la cual son referidas las presiones tomadas en los pozos, con el propósito de que las mismas sean comparativas. Facies: Un facie sedimentario es una unidad litológica definida por un conjunto de parámetros físicos, químicos y biológicos, que la caracterizan y diferencian de las rocas adyacentes. �68 Factor de Recobro: El factor de recobro (FR) es la relación que existe entre el volumende Reservas originalmente recuperables y el volumen original en sitio, POES, GOES. Generalmente se expresa como un porcentaje. Factor de Reemplazo: También llamada Eficiencia Volumétrica de Reemplazo (EVR). Es la relación entre los fluidos inyectados y los fluidos producidos. Lógicamente sí esta relación es superior a 100% el yacimiento se represuriza (aumenta la presión del yacimiento) mientras que una relación menor a 100% indica que no se ha inyectado lo suficiente y, por ende, la presión del yacimiento disminuirá. Factor Volumétrico del Petróleo (Bo): Es un factor que representa el volumen de petróleo saturado con gas, a la presión y temperatura del yacimiento, por unidad volumétrica del petróleo a condiciones normales. Fallamiento: Es una discontinuidad que se forma en las rocas por fracturamiento, cuando concentraciones de fuerzas tectónicas exceden la resistencia de las rocas. La zona de ruptura tiene una superficie más o menos bien definida denominada plano de falla y su formación va acompañada de un deslizamiento tangencial (paralelo) de las rocas a este plano. Los estratos que antes coincidían se separan o desplazan uno respecto al otro. En resumen, es un deslizamiento relativo entre bloques rocosos adyacentes. Flujo en Estado Estable: Condición de flujo en un sistema, donde la presión, velocidad y densidad de las fases son constantes con el tiempo, en cada sección transversal a la dirección de flujo. Fracturamiento: Técnica de estimulación de pozos que se basa en crear un canal altamente conductivo, que se extiende desde el pozo hasta una cierta �69 profundidad horizontal en la formación, para mejora la permeabilidad en las zonas aledañas al pozo, para así aumentar su productividad. Gravedad API (API gravity): Escala arbitraria de gravedad empleada generalmente en la industria petrolera y la cual es aplicada a petróleos y condesados líquidos Heterogeneidad: se refiere a las variaciones areales y verticales en las propiedades del yacimiento. Homoclinal (homocline): es una estatigrafia de buzamiento constante. Humectabilidad: Se conoce con el nombre de humectabilidad, a la tendencia de un fluido a adherirse a una superficie sólida, en presencia de otro fluido inmiscible, tratando de ocupar la mayor área de contacto posible con dicho sólido. Esta tensión de adhesión ocurre cuando existe más de un fluido saturando el yacimiento, y es función de la tensión interfacial. En la siguiente figura pueden observarse dos líquidos, agua y petróleo, en contacto con una superficie sólida, y se pueden apreciar tres casos de equilibrio de fuerzas en la interfase agua – petróleo – sólido. Libro de Reserva: Registro oficial que contiene los datos básicos de todos los yacimientos de hidrocarburos explotados en el país, además de la estadística total de las reservas probadas sometidas y aprobadas, según los datos suministrados por las empresas operadoras de los yacimientos. Este registro es realizado por el Ministerio del Poder Popular para la Energía y Petróleo anualmente. Memoria Descriptiva: Documento que describe y define proyectos y programas técnicos aplicados a un área específica en cualquier nivel del negocio petrolero y que, según su objetivo, permite alcanzar una mayor rentabilidad y optimización en la capacidad de producción de petróleo. Este �70 documento engloba un plan de desarrollo donde, generalmente, se reflejan cálculos reales y proyecciones según el alcance del proyecto, y es presentado por las empresas operadoras ante el Ministerio del Poder Popular para la Energía y Petróleo para su aprobación. Petróleo no saturado o subsaturado: Se dice que un petróleo no saturado cuando a la presión y temperatura a la que se encuentra puede aceptar más gas en solución (si existe gas disponible en el yacimiento) y si ocurre una disminución de presión no se produce liberación del gas en solución. Petróleo Original en Sitio (POES): Es el volumen total estimado de petróleo contenido originalmente en un yacimiento a condiciones normales de presión y temperatura (14,7 lpc y 60 °F). Petróleo Saturado: Se dice que el petróleo está saturado cuando la presión y temperatura a la cual se encuentra no permite más gas en solución, y si ocurre una disminución de presión se produce una liberación de parte del gas en solución. Productividad: Capacidad que tiene el pozo de producir hidrocarburos, recuperables y no recuperables, que posee un determinado yacimiento. Unidades Sedimentarias: Es una asociación de facies que coexisten en equilibrio de un determinado ambiente de sedimentación. � 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. 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 Procedimiento para la caracterización de los indicadores del proceso de inyección de agua del yacimiento IB/BS 101 del campo Boscán de la cuencadel Lago Maracaibo Creator An entity primarily responsible for making the resource Deisy Margarita Castellanos Publisher An entity responsible for making the resource available Editorial Digital Universitaria de Moa Type The nature or genre of the resource Tesis maestría 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/4fef93acac17237234ff3bce3d8b1c76.pdf 39deae909911d81828bcd24ca6c1037f PDF Text Text TESIS MODELACIÓN DE LA POSTCOMBUSTIÓN EN UN HORNO DE MÚLTIPLES HOGARES UTILIZANDO REDES NEURONALES ARTIFICIALES Deynier Montero Góngora �Página legal Título de la obra:Modelación de la postcombustión en un horno de múltiples hogares utilizando redes neuronales artificiales, 61pp. Editorial Digital Universitaria de Moa, año.2016 -- ISBN: 1.Autor: Deynier Montero Góngora 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 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/4.0/ Editorial Digital Universitaria Instituto Superior Minero Metalúrgico Ave Calixto García Íñiguez # 75, Rpto Caribe Moa 83329, Holguín Cuba e-mail: edum@ismm.edu.cu Sitio Web: http://repoedum.ismm.edu.cu �INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO DE MOA “DR. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ” FACULTAD METALURGIA-ELECTROMECÁNICA Tesis presentada en opción al título de Master en Ciencias Técnicas MODELACIÓN DE LA POSTCOMBUSTIÓN EN UN HORNO DE MÚLTIPLES HOGARES UTILIZANDO REDES NEURONALES ARTIFICIALES DEYNIER MONTERO GÓNGORA Moa, 2016 �INSTITUTO SUPERIOR MINERO METALÚRGICO DE MOA “DR. ANTONIO NÚÑEZ JIMÉNEZ” FACULTAD METALURGIA-ELECTROMECÁNICA Tesis presentada en opción al título de Master en Ciencias Técnicas MODELACIÓN DE LA POSTCOMBUSTIÓN EN UN HORNO DE MÚLTIPLES HOGARES UTILIZANDO REDES NEURONALES ARTIFICIALES Autor: Ing. Deynier Montero Góngora Tutores: Prof. Tit., Ing. Mercedes Ramírez Mendoza, Dr. C. Prof. Aux, Ing. Ever Góngora Leyva, Dr. C. Moa, 2016 �Resumen En los hornos de múltiples hogares se generan procesos multivariables complejos, y su modelación contiene un alto índice de incertidumbre. En la presente investigación se abordó la temática de redes neuronales artificiales, aplicada al subproceso de postcombustión de un horno de reducción de mineral que opera según la tecnología Caron, en la Empresa Productora de Níquel y Cobalto “Comandante Che Guevara”. Se identificaron las principales variables que caracterizan el proceso y se tomaron datos que comprenden un período de tres meses de explotación de la instalación, a los cuales se les realizó un análisis de regresión paso a paso hacia atrás. Este análisis permitió determinar que el coeficiente de correlación lineal para la temperatura del hogar cuatro fue de 0,79 y 0,65 para la temperatura en el hogar seis. Se realizaron experimentos con secuencias binarias pseudoaleatorias de amplitud modulada sobre el flujo de mineral y las aperturas de las válvulas reguladoras de flujo de aire a los hogares cuatro y seis, para comprobar el efecto en la temperatura de estos hogares. Las técnicas de inteligencia artificial posibilitaron la creación de una red neuronal artificial del tipo perceptron multicapa, capaz de predecir la temperatura del hogar cuatro con un rango de error de – 8 a 5 % y de – 4 a 1 % para la temperatura del hogar seis. �Abstract In many multihearths furnaces complex multivariable processes are generated, and modeling contains a high level of uncertainty. In this researching the subject of artificial neural networks was addressed, applied to a thread postcombustion ore reduction furnace, with Caron technology, the company producing Nickel and Cobalt "Comandante Che Guevara". The main variables that characterize the process were identified and data comprising a period of three months of operation of the facility, to which underwent a regression analysis step backwards was taken. This analysis revealed that the linear correlation coefficient for four-furnace temperature was 0.79 and 0.65 for six home temperature. Pseudorandom binary sequences experiments amplitude modulated on the flow of mineral and openings throttles air flow to multihearths four six were conducted to check the effect on the temperature of these multihearths. Artificial intelligence techniques made possible the creation of an artificial neural network Multilayer Perceptron, able to predict the temperature of four with a home error range of – 8 to 5 % and – 4 to 1 % home for temperature-six. �Índice Introducción ................................................................................................................. 1 Capítulo 1. Marco teórico-conceptual de la identificación de procesos ....................... 6 Introducción ..............................................................................................................6 1.1 Modelos de transferencia de calor y masa en procesos industriales ..................6 1.2 Proceso de reducción de níquel en hornos de reducción de mineral .................7 1.3 Modelado matemático de sistemas físicos .........................................................9 1.4 Generalidades de las redes neuronales artificiales ..........................................11 1.4.1 Identificación de sistemas dinámicos con redes neuronales artificiales .... 13 Conclusiones ..........................................................................................................15 Capítulo 2. Materiales y métodos para la identificación del subproceso de postcombustión ......................................................................................................... 16 Introducción ............................................................................................................16 2.1 Descripción del reactor .....................................................................................16 2.2 Influencia de la temperatura en el proceso de reducción .................................18 2.3 Estado actual de la Automatización del subproceso de postcombustión..........19 2.4 Análisis estadístico de los datos .......................................................................20 2.5 Diseño del Experimento de Identificación a escala industrial ...........................21 2.5.1 Selección de la señal de entrada para el proceso de identificación .......... 22 2.5.2 Modificaciones realizadas en el CITECT ................................................... 23 2.6 Nociones de modelado mediante redes neuronales artificiales ........................24 Conclusiones ..........................................................................................................29 Capítulo 3. Resultados experimentales y caracterización del subproceso de postcombustión, con ayuda de redes neuronales artificiales .................................... 30 Introducción ............................................................................................................30 3.1 Resultados del análisis estadístico de los datos ...............................................30 3.2 Descripción de la instalación para la postcombustión ......................................36 3.3 Experimentos previos con entrada escalón ......................................................38 3.4 Condiciones generales para la modelación ......................................................42 3.5.1 Experimento # 1: Variación de la apertura de la válvula del hogar cuatro. 43 3.5.2 Experimento # 2: Variación de la apertura de la válvula del hogar seis .... 46 3.5.3 Experimento # 3: Variación del flujo de mineral ........................................ 49 3.6 Implementación de las redes neuronales artificiales .....................................52 3.7 Valoración socio-ambiental ...........................................................................52 Conclusiones ..........................................................................................................54 Conclusiones generales ............................................................................................ 55 Recomendaciones..................................................................................................... 56 Bibliografía ................................................................................................................ 57 Anexos ...................................................................................................................... 63 Anexo 1. Perfi térmico típico del horno ...................................................................63 Anexo 2. Pantalla CICODE donde se generaron las señales de excitación ...........64 �Introducción Introducción El control automático desempeña una función trascendental en el avance de la ciencia y la tecnología, siendo parte importante e integral de los procesos modernos. Es esencial en el control de procesos petroquímicos, biofarmacéuticos, energéticos y metalúrgicos. Dentro de las estrategias de control avanzado que se investigan para la automatización de procesos complejos se encuentran: el control adaptable, control predictivo basado en modelos, control robusto, control inteligente, entre otros. El control inteligente descansa en varias técnicas como: lógica difusa, algoritmos evolutivos, redes neuronales artificiales, etc. Las redes neuronales artificiales pueden ser usadas con efectividad y precisión para la modelación de sistemas con dinámicas complejas, especialmente para procesos no lineales que varían en el tiempo. El interés creciente en las redes neuronales artificiales se debe a su gran versatilidad y al continuo avance en los algoritmos de entrenamiento de redes y en el hardware (Ljung & Sjöberg, 1992; Isermann, Ayoubi, Konrad, & Reiss, 1993; Sjöberg, 1995; Ljung, 1999; Valverde, 2007; Santos, 2011). Las empresas productoras de níquel se caracterizan por presentar procesos continuos de gran complejidad; que requieren de la automatización para lograr mayor eficiencia en sus producciones. La Empresa Productora de Níquel y Cobalto “Comandante Ernesto Che Guevara”, ubicada en Moa, provincia de Holguín, opera según el esquema de lixiviación carbonato-amoniacal del mineral reducido. Esta empresa cuenta con una planta de hornos de reducción de múltiples hogares, que constituye una etapa clave dentro del proceso productivo. Los hornos de reducción son cilindros metálicos de grandes dimensiones, donde se realiza básicamente la reducción de óxido de níquel y cobalto a sus correspondientes formas metálicas (Castellanos, 1986). En estos equipos se requiere mantener un perfil de temperatura y de gases reductores (monóxido de carbono e hidrógeno), por cada hogar, su incumplimiento produce pérdidas notables debido a la formación de estructuras cristalinas de espinelas de hierro, olivinos y piroxenos que atrapan al níquel y al cobalto en forma de óxidos y en menor grado en estado metálico, y a la 1 �Introducción aparición de altos contenidos de hierro metálico en el mineral reducido. Esto trae como consecuencia que disminuya la extracción de níquel y cobalto en el proceso de lixiviación (Miranda, Chaviano, & Miranda, 2002). Una vez garantizado el perfil térmico requerido por el horno, se introduce aire secundario en los hogares cuatro y seis (postcombustión), con el propósito de garantizar la combustión completa del monóxido de carbono residual y de otros gases combustibles que provienen de la combustión incompleta en los hogares inferiores. En esta reacción de tipo exotérmica se genera una cantidad de calor que contribuye al precalentamiento y secado del mineral. Por otra parte, es habitual encontrar en el control de procesos, sistemas de varias entradas y salidas. Un ejemplo de ello es el subproceso de postcombustión, caracterizado por varias variables como: el flujo y la temperatura del aire en los hogares cuatro y seis; el flujo y la temperatura del mineral; el flujo, la temperatura y composición química de la mezcla de gases; y la temperatura ambiente. Esto hace que se considere dicho subproceso como un sistema multivariable o sistema de múltiples entradas múltiples salidas (MIMO por sus siglas en inglés). Un fenómeno característico de este tipo de sistema es la interacción entre sus variables, de tal forma que una variable de entrada afecta a varias variables de salida y recíprocamente una salida es afectada por varias entradas, lo cual dificulta en gran medida el diseño de los sistemas de control (Smith & Corripio, 2006). En el mundo existen pocas plantas metalúrgicas que utilicen hornos de múltiples hogares destinados a la reducción de minerales lateríticos, razón por la cual, existen escasas publicaciones sobre estos equipos y por ende insuficiente conocimiento de los procesos térmicos, químicos y físicos que se ponen de manifiesto. Además los métodos de cálculos tradicionales no garantizan la evaluación certera del proceso, debido a la incertidumbre existente. La empresa donde se realiza la investigación comenzó a producir en el año 1986 y se basó en la planta similar construida en Nicaro, donde los problemas desde el punto de vista de la automatización estaban relacionados con el control de la temperatura en el hogar cuatro (Ramírez, 2002a). 2 �Introducción Para el control de la postcombustión se utilizan controladores PID (ProporcionalIntegral-Derivativo) clásicos ajustados por prueba y error, los cuales forman parte de lazos de control individuales, donde se manipula el flujo de aire de un mismo conducto que se divide en dos ramas, los cuales entran en conflicto. Por este motivo, normalmente el lazo de control del hogar cuatro funciona en automático y en el hogar seis de forma manual, como consecuencia el proceso físico químico que tiene lugar en estos hogares no se realiza de manera eficiente; observándose oscilaciones de la temperatura, que afectan los procesos térmicos y aerodinámicos que tienen lugar en el horno. Para diseñar una estrategia de control efectiva para el subproceso de postcombustión, se requiere de un modelo matemático que describa la dinámica del proceso. La literatura consultada muestra modelos matemáticos lineales para los hornos de la empresa “Comandante René Ramos Latour” de Nicaro, que operaban bajo diferentes condiciones de explotación (Ramírez, 2001). Dichos modelos se lograron mediante la identificación experimental, para valores de ajuste cuadrático medio entre 0,72 y 6,1. Además se definieron como variables de entrada: el flujo de aire a los hogares cuatro y seis, y como variables de salida: la temperatura correspondiente a estos hogares. Montero (2012), obtuvo modelos matemáticos dinámicos, con ajuste entre 62 y 72 % , que caracterizan los hornos de reducción de la Empresa Productora de Níquel y Cobalto “Comandante Che Guevara”; donde se seleccionaron como variables de entrada: el flujo de mineral alimentado al horno; flujo de aire a los hogares cuatro y seis. Como variables de salida: temperatura de estos hogares y concentración de monóxido de carbono residual. Si bien los modelos matemáticos antes mencionados permitieron profundizar en el comportamiento dinámico del subproceso de postcombustión, los mismos solo arrojaron conclusiones para determinados puntos de operación, dado su carácter lineal; no permitiendo el diseño de estrategias de control avanzado como lo requiere un proceso de tal complejidad. 3 �Introducción Se dice entonces que el problema de la investigación es la inexistencia de un modelo matemático que favorezca la implementación de una estrategia de control eficiente para la temperatura del subproceso de postcombustión, en los hornos de reducción de mineral de la Empresa Productora de Níquel y Cobalto “Comandante Che Guevara”. El objetivo del trabajo es obtener un modelo neuronal artificial que represente el comportamiento dinámico del subproceso de postcombustión, utilizando MATLAB como herramienta de cálculo. El objeto lo constituye el subproceso de postcombustión en hornos de reducción de mineral, que operan según la tecnología Caron. El campo de la investigación es la modelación matemática del objeto de estudio mediante técnicas de identificación experimental basadas en el uso de redes neuronales artificiales. Como hipótesis se plantea que si se obtiene un modelo neuronal artificial del subproceso de postcombustión; entonces es posible predecir el comportamiento de la temperatura en los hogares cuatro y seis con respecto a cambios en el flujo de aire a estos hogares y el flujo de mineral alimentado al horno, como base para establecer adecuados algoritmos de control. Las tareas de la investigación son las siguientes: 1. Caracterización del proceso de reducción de níquel de la Empresa Productora de Níquel y Cobalto “Comandante Che Guevara” y en particular del subproceso de postcombustión. 2. Análisis del comportamiento estadístico de las variables a utilizar en el diseño de la red neuronal artificial. 3. Realización de los experimentos correspondientes para la obtención de datos. 4. Diseño, entrenamiento y validación de la red neuronal artificial seleccionada. 5. Análisis de los resultados obtenidos. 4 �Introducción Métodos y técnicas empleados en la investigación:  Método de investigación documental y bibliográfica para la sistematización del conjunto de conocimientos y teorías relacionadas con el objeto de estudio.  Método experimental para la caracterización del subproceso de postcombustión del horno de reducción de mineral.  Técnicas computacionales existentes para la creación, entrenamiento e implementación de la red neuronal artificial. De acuerdo con la hipótesis y el objetivo propuesto, se establece como aporte de la investigación: Obtención de un modelo basado en técnicas de inteligencia artificial (redes neuronales artificiales) en la identificación del subproceso de postcombustión del horno de reducción de mineral, en la Empresa Productora de Níquel y Cobalto “Comandante Che Guevara”. 5 �Capítulo 1. Marco teórico-conceptual de la identificación de procesos Capítulo 1. Marco teórico-conceptual de la identificación de procesos Introducción Los sistemas automatizados están en constante desarrollo y los requisitos de desempeño de los mismos son cada vez más exigentes, por ello los métodos del llamado control convencional no siempre resultan adecuados. Por otro lado, las relaciones entrada - salida de los procesos pueden ser inciertas y también pueden ser modificadas por perturbaciones externas desconocidas. Todo esto conduce a la necesidad de aplicar nuevos enfoques para resolver tales problemas y una vía es utilizar técnicas de inteligencia artificial. El objetivo de este capítulo es presentar un análisis de la literatura revisada sobre la aplicación de redes neuronales artificiales para la identificación de procesos, tomando en consideración que esta técnica de inteligencia artificial ha sido seleccionada para identificar el proceso objeto de investigación. 1.1 Modelos de transferencia de calor y masa en procesos industriales Los modelos que representan los mecanismos de transferencia de calor en hornos, secadores y enfriadores rotatorios, son complejos, ya que involucran la conducción, la convección y la radiación, en un mismo instante de tiempo. Las estrategias de modelación en la tecnología Caron han estado basadas en: procesos de secado natural (Retirado, 2004, 2012; Retirado & Góngora, 2007, 2008, 2009; Retirado & Lamorú, 2011; Retirado & Legrá, 2011, 2012); molienda (Laborde, 2005); transporte neumático de la mena laterítica (Torres, 2003; Torres & Retirado, 2007); enfriamiento del mineral laterítico en cilindros horizontales rotatorios (Góngora, 2014); enfriamiento y mezcla del licor con el mineral reducido en el tanque de contacto (Guzmán & García, 2000; Guzmán, 2001; Guzmán & Rodríguez, 2001); y calcinación del Carbonato Básico de Níquel (Columbié & Rodríguez, 2000; Columbié, 2001; Columbié & Guzmán, 1999, 2004). La mayoría de estos modelos utilizan ecuaciones diferenciales, que resuelven por los métodos de separación de variables, Runge Kutta y diferencias finitas. 6 �Capítulo 1. Marco teórico-conceptual de la identificación de procesos Los modelos para un proceso en particular son únicos, por eso se desarrollan modelos genéricos, como los que describen el comportamiento de un secador rotatorio (Ajayi & Sheehan, 2012) a contracorriente a partir de ajustes empíricos y seudofísicos (Sheehan, Britton, & Schneider, 2005), constituyen una herramienta computacional para simular el comportamiento del equipo (Mujumdar & Ranade, Simulation of Rotary Cement Kilns Using a One-Dimensional Model , 2006), suponen que los parámetros principales son independientes del tiempo, la temperatura y la posición (Mujumdar, Arora, & Ranade, 2006), lo consideran como un sistema de parámetros distribuidos (Shariari & Tarasiewicz, 2011) y aplican los conceptos de función de operación en la modelación de estos procesos. En la obtención de modelos matemáticos se utilizan además, el método de elementos finitos (ANSYS) para predecir la distribución de temperaturas en un horno rotatorio (Gnielinski, 1976), el método de la dinámica de fluidos computarizada para explorar la eficiencia energética de un horno (Mujumdar, Arora, & Ranade, 2006), los análisis energéticos y exergéticos para evaluar las pérdidas termodinámicas (Peinado & De Vega, 2011) y el consumo específico de energía en secadores (Tarhan & Telci, 2010). 1.2 Proceso de reducción de níquel en hornos de reducción de mineral La reducción del mineral mediante el uso de agentes reductores procedentes del fuel- oil es un fenómeno físico-químico y heterogéneo, debido a que la materia que lo compone se encuentra en diferentes estados de agregación. Las porciones físicamente distintas de un sistema heterogéneo se conocen con el nombre de fase y se encuentran separadas por límites definidos, en este caso el mineral constituye una fase sólida y los gases producto de la combustión constituyen la gaseosa (Castellanos, 1986). Dicho proceso ocurre en un horno, donde la reducción de mineral laterítico comprende tres etapas. Del hogar cero al cuatro, el mineral sufre un proceso de calentamiento y deshidratación, le sigue una zona de transición (Reducción Parcial + Disociación (hogares cinco al nueve), mientras que la reducción comienza a partir del hogar 10 (Chang, 1999). Se precisa también que el exceso de energía en la zona de 7 �Capítulo 1. Marco teórico-conceptual de la identificación de procesos calentamiento descompone parte del fuel-oil provocando pérdidas del mineral a la atmósfera y contaminación ambiental por el exceso de monóxido de carbono e hidrógeno en los gases de salida del horno, al no poder ser suministrados al sistema de recuperación de polvo. Además, esto provoca que se pierda parte de la masa de reductores aportada por el aditivo, incrementa el consumo de combustible y la ineficacia del proceso de reducción. Este estudio permite ubicar al subproceso de postcombustión entre las zonas de calentamiento y la de transición. La introducción de aire a los hogares cuatro y seis provoca las reacciones químicas exotérmicas mostradas en las ecuaciones (1.1) y (1.2). El calor liberado se utiliza en el calentamiento de los hogares superiores (cuatro, tres, dos, uno, cero) (Ramírez, 2001): 1 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 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 Modelación de la postcombustión en un horno de múltiples hogares utilizando redes neuronales artificiales Creator An entity primarily responsible for making the resource Deynier Montero Góngora Publisher An entity responsible for making the resource available Liliana Rojas Hidalgo Type The nature or genre of the resource Tesis de Maestría Date A point or period of time associated with an event in the lifecycle of the resource 2016 Subject The topic of the resource Modelación Language A language of the resource Español