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PROYECTO
FINDECYT/INTERCTI 02-2021
Digitalización de la infraestructura verde para la gestión
sostenible de los recursos hídricos
PROJECT
ERANet17/ICT2-0196
Digital-enabled green infrastructure for sustainable water
resources management (DIGIRES)
AUTORES
Jorge Cifuentes
Wener Ochoa
Migdalia del Cid
Osber Carias
Andrea Barrera
Karla Corzantes
Gabriel Estupinian
CONTENIDO
Resumen 1
Summary 2
Introducción 3
Estado del arte 5
Marco teórico 8
Recarga gestionada de acuíferos 8
Escorrentía 8
Agua pluvial 9
Suelos 10
Infiltración 11
Ejemplos de recarga de acuíferos gestionada en Latinoamérica 13
Satélites 18
Software en recarga de acuíferos gestionada 18
Metodología para realizar recarga hídrica gestionada 19
Manual de recarga gestionada de acuíferos 20
Premisa 20
Introducción 20
Contexto del agua en el mundo y Guatemala 20
¿Qué es un acuífero? 20
¿Qué es la recarga de acuíferos gestionada? 21
Formas de recarga de un acuífero 21
Objetivos de la recarga de acuíferos gestioanda 21
Fuentes de agua a recargar 21
Algunas directrices generales 22
Información hidrogeológica a considerar 22
Información de calidad del agua a considerar para recarga 22
Algunas limitantes a considerar 22
Recarga por medio de pozos 23
Algunas caracterísitcas de los pozos de recarga 23
Técnicas de recarga básicas en Guatemala 24
Digital-enabled green infrastructure for sustainable water resources manager 25
Antecedentes 25
Objetivo 25
Metodología 25
¿Qué es INOWAS? 27
Recomendaciones 27
Referencias 29
Anexos 31
1
1. RESUMEN
La recarga de acuíferos gestionada es una parte fundamental de las soluciones para
garantizar la sostenibilidad de los recursos hídricos y el acceso al agua en ciudades,
pueblos, aldeas y caseríos. Para llevar a cabo esta recarga de manera adecuada, se deben
tener en cuenta diversos factores técnicos. Una estrategia común es captar el agua de
lluvia en techos y carreteras para luego trasladarla a sitios de infiltración natural o realizar
recarga artificial. Es posible emplear pozos de inyección, pozos de infiltración y otros
métodos que requieren un estudio detallado de los suelos, su permeabilidad, la
precipitación pluvial, la topografía, las cuencas, la estratigrafía, la profundidad del
acuífero, la estacionalidad y los deslaves, así como el uso de software y herramientas
digitales. Además, es necesario monitorear de manera continua y evitar la contaminación
con desechos orgánicos e inorgánicos, pesticidas, agroquímicos, aceites de maquinaria,
grasas, jabones, desechos agroindustriales, industriales, comerciales, agrícolas y
cualquier otro tipo de material extraño. En ciudades como Guatemala, así como en otras
áreas del departamento de Guatemala, como Villa Nueva, Amatitlán y Chinautla, y en
Chiquimula, El Progreso y Zacapa, existe un problema de sobreexplotación del recurso
hídrico subterráneo. Esta situación también se presenta en otros países de la región
latinoamericana. Tanto las lotificaciones, urbanizaciones, edificios, industria alimentaria,
agricultura, cemento, construcción y minería deben implementar la recarga gestionada de
acuíferos para evitar inundaciones y garantizar la sostenibilidad de los recursos. El
proyecto internacional Digital-enabled green infrastructure for sustainable water
resources management (DIGIRES) y el proyecto Digitalización de la infraestructura
verde para la gestión sostenible de los recursos hídricos son contribuciones importantes
a nivel mundial, regional y nacional en el campo de la Recarga de Acuíferos Gestionada.
2
2. SUMMARY
Managed aquifer recharge is a fundamental part of the solutions to ensure the
sustainability of water resources and access to water in cities, towns, villages, and
hamlets. To carry out this recharge properly, various technical factors must be taken into
account. A common strategy is to capture rainwater from rooftops and roads and then
transport it to sites of natural infiltration or carry out artificial recharge. It is possible to
use injection wells, infiltration wells, and other methods that require a detailed study of
soils, permeability, rainfall, topography, watersheds, stratigraphy, aquifer depth,
seasonality, landslides, as well as the use of software and digital tools. Additionally,
continuous monitoring is necessary to prevent contamination from organic and inorganic
waste, pesticides, agrochemicals, machinery oils, fats, soaps, agro-industrial, industrial,
commercial, agricultural waste, and any other type of foreign material. In cities like
Guatemala City, as well as in other areas of the department of Guatemala such as Villa
Nueva, Amatitlán, and Chinautla, and in Chiquimula, El Progreso, and Zacapa, there is a
problem of overexploitation of groundwater resources. This situation also occurs in other
countries in the Latin American region. Subdivisions, urban developments, buildings,
food industry, agriculture, cement, construction, and mining must all implement managed
aquifer recharge to prevent floods and ensure the sustainability of resources. The
international project Digital-enabled green infrastructure for sustainable water resources
management (DIGIRES) and the project Digitalización de la infraestructura verde para
la gestión sostenible de los recursos hídricos are important contributions at the global,
regional, and national levels in the field of Managed Aquifer Recharge.
3
3. INTRODUCCIÓN
La recarga gestionada de acuíferos es una técnica que se utiliza en todo el mundo para
recargar los acuíferos subterráneos, aumentar la capacidad de almacenamiento de agua y
mejorar la calidad del agua subterránea. Esta técnica es particularmente útil en países
como Guatemala, donde la gestión del agua es un desafío constante debido a la
variabilidad del clima, el cambio climático y la presión de la creciente demanda de agua
debido al crecimiento poblacional.
Esta técnica, implica la captación, tratamiento y almacenamiento del agua de lluvia, que
luego se inyecta en el acuífero subterráneo para su almacenamiento a largo plazo. Lo cual
ayuda a mantener los niveles de agua subterránea y evita la sobreexplotación de los
acuíferos, lo que puede tener efectos negativos en el medio ambiente y la disponibilidad
de agua para la población.
En Guatemala, la recarga gestionada de acuíferos, se puede decir que es algo que se ha
utilizado desde tiempos de los mayas, por medio de zanjas de infiltración y chultunes,
entre otros, y recientemente se pueden ver de manera empírica en algunos proyectos en
varias partes del país, incluyendo la cuenca del Lago de Atitlán y el Área Metropolitana
de la ciudad de Guatemala.
Estos proyectos empiezan a demostrar que son efectivos para aumentar la capacidad de
almacenamiento de agua subterránea y mejorar la calidad del agua. Sin embargo, uno de
los problemas es que no se conoce mucho sobre los costos, el tiempo que conlleva aplicar
esta técnica así como los beneficios cuantificados de manera precisa y concreta en las
diversas localidades guatemaltecas, las cuales tienen una diversidad y complejidad
geológica bien marcada.
Sin duda alguna, la recarga gestionada de acuíferos es una técnica que se debe utilizar en
Guatemala para reponer las reservas de agua subterránea en un acuífero mediante la
inyección de agua en el subsuelo. Ya que con ello, contribuye a las soluciones efectivas
para abordar la falta de abastecimiento de agua en zonas donde las reservas de agua
subterránea están disminuyendo debido al aumento de la demanda y el cambio climático.
Es por ello que se considera importante debido a los desafíos relacionados con la gestión
del agua en el país.
Además, el cambio climático está afectando los patrones de lluvia y la disponibilidad de
agua, lo que hace que la gestión adecuada de los recursos hídricos sea aún más crítica.
Sin embargo, la implementación de la recarga gestionada de acuíferos en Guatemala
requiere de una planificación cuidadosa y la consideración de una serie de factores, como
conocer la geología e hidrogeología, la Climatología y la Meteorología, la ubicación de
los acuíferos y la calidad del agua, la disponibilidad de fuentes de agua para la recarga y
la capacidad de los acuíferos para almacenar y recuperar agua.
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En resumen, la recarga gestionada de acuíferos es una técnica importante para la gestión
del agua en Guatemala, que puede ayudar a garantizar la disponibilidad de agua para la
población y mejorar la sostenibilidad de los recursos hídricos del país, y es precisamente
en ese marco que el proyecto Digitalización de la infraestructura verde para la gestión
sostenible de los recursos hídricos da sus primeros aportes en materia científica.
5
4. ESTADO DEL ARTE
La gestión adecuada de los recursos hídricos se ha convertido en una prioridad global
debido a la creciente escasez de agua y los desafíos ambientales que enfrenta nuestro
planeta. En este contexto, la recarga de acuíferos se ha posicionado como una estrategia
fundamental para garantizar la disponibilidad y la calidad del agua subterránea, que es
una fuente vital para abastecer a comunidades, agricultura, industria y ecosistemas.
Algunas de las investigaciones que destacan a nivel nacional e internacional son las
siguientes:
Tabla 1
Estado del arte en materia de recarga de acuíferos gestionada
Titulo
Autores
Punto a resaltar
Año de
publicación
NIVEL NACIONAL (Guatemala)
Caracterización de los
pozos ubicados en el
campus central de la
Universidad de San
Carlos de Guatemala.
Pablo F. Santos, Julio R.
Luna, Jorge I. Cifuentes y
Andrea M. Barrera.
Guatemala.
Acuífero formado por arena gruesa
negra con una mezcla de grava negra que
va de los 400 a 1000 pies.
Anterior al estrato de sedimentos
aluviales, se encuentran formaciones
comprendidas por rellenos de tipo
volcánico, aglomerados volcánicos,
estratos de piedra pómez y un estrato
superior arcilloso.
2020
Identificación de áreas
críticas de recarga hídrica
natural en la microcuenca
del río Turbala, parte alta
de la cuenca del río
Naranjo.
Concyt, Senacyt y Fonacyt,
USAC.
FINDECYT/FODECYT
044-2017.
Humberto Ismael
Maldonado Cáceres.
Guatemala.
Las variables que condicionaron en
mayor medida el potencial de recarga
hídrica para este estudio fueron: la
cobertura vegetal, pendiente, uso del
suelo y la geología.
2018
Análisis piezométrico de
pozos de agua para los
municipios de la
Mancomunidad Gran
ciudad del sur.
FUNCAGUA.
Guatemala
Promover la habilitación de zonas de
recarga hídrica dentro de los municipios
para mejorar la cantidad de agua en los
mantos acuíferos es una medida
importante que debe tomarse en cuenta
ya que de acuerdo a este estudio existen
zonas dentro de la región que sufren
cierto impacto positivo tras la época
lluviosa del año en términos de mejoras
en condiciones o ascenso de niveles
piezométricos.
2019
Aprovechamiento del
agua subterránea y
manejo sostenible de los
recursos hidráulicos, en el
campus central de la
Universidad de San
Carlos de Guatemala.
Adhemar Enrique Argueta
López.
Guatemala.
El acuífero existente en el campus
central está siendo explotado desde hace
varios años y no solo por los pozos del
campus central sino de toda la ciudad y
por los factores que intervienen en el
almacenamiento provoca que sus niveles
hayan bajado considerablemente.
2009
6
NIVEL INTERNACIONAL
Evaluación de la recarga
artificial de acuiferos
como tratamiento
terciario en depuración de
aguas residuales y
comparación frente a
otros tratamientos
terciarios.
Ineyser Alisia Morillo
Santana.
Barcelona
Tiene un cosot elevado y la percepción
social ya que se piensa que MAR los
farmacos no se eliminan.
2020
An Overview of Managed
Aquifer Recharge in
Brazil.
Tatsuo Shubo, Lucila
Fernandes and Suzana
Gico Montenegro.
Brasil.
Brasil aún se encuentra en una etapa
temprana en las iniciativas de MAR y
necesita superar los desafíos técnicos,
legales y socioculturales para adoptar
MAR. La adopción de MAR debe
considerarse una estrategia para afrontar
futuras sequías en un escenario de
cambio climático.
2020
Hydrogeological
evaluation of managed
aquifer recharge in a
glacial moraine complex
using long-term
groundwater data
analysis.
Jolijn van Engelenburg,
Martin de Jonge, Sjoerd
Rijpkema, Erik van Slobbe
and Victor Bense.
Paises bajos
Para diseñar sistemas MAR eficaces, es
esencial un conocimiento profundo de la
hidrología e hidroquímica de las aguas
subterráneas, así como del sistema de
aguas superficiales que se utiliza como
recurso hídrico para la infiltración.
2020
Guía Metodológica.
Marco operativo para
proyectos de recarga
artificial de acuíferos.
Ministerio de Agricultura
de Chile.
Las aguas lluvias se almacenan
temporalmente hasta que se in!ltran a
través del fondo y los lados.
Generalmente son poco profundas y
aprovechan la existencia de depresiones
naturales en suelos permeables o
excavados en el terreno.
2020
Modeling managed
aquifer recharge
processes in a highly
heterogeneous, semi-
confined aquifer system.
Stephen R. Mapless,
Graham E. Fogg, and
Reed M. Maxwell.
Valle central en
California, USA.
Estos hallazgos destacan la gran
variabilidad del potencial de MAR en el
paisaje y demuestran la importancia de
las facies de textura fina para acomodar
MAR en sistemas acuíferos aluviales.
2019
La recarga gestionada de
los acuíferos como una
técnica polivalente y
efectiva de adaptación al
cambio climático.
Enrique Fernández
Escalante, Jon San
Sebastián Sauto, Maria
Villanueva Lago ,
Rodrigo Calero Gil.
Madrid, España.
En definitiva, la gestión plurianual del
agua y de las reservas subterráneas
mejoradas presenta ventajas interesantes
con respecto a esquemas de gestión
hídrica carentes de celdas de
almacenamiento subterráneo y de
retorno de agua a los acuíferos.
2018
Recarga artificial de
acuíferos en función de
las características
geohidráulicas para
incremento de la
disponibilidad hídrica en
el manantial collana –
cabanilla.
Esther Mamani Quispe.
Perú.
La precipitación en la zona propuesta
para la recarga varía entre 663.43 mm y
938.70 mm. La intensidad con una
duración de 60 minutos para 500 años es
de 141.36 mm/hr y el coeficiente de
escorrentía que es de 0.60 para la zona
de estudio, Interpretando y
reemplazando valores se obtuvo el
siguiente resultado, el volumen de
aportación a la zona impluvio es de 1.14
m3.
2017
Potencial recarga
gestionada en la cuenca de
los ríos Teno y Lontué,
VII región, Chile:
Ignacio Arturo Maturana
Cabezas.
Chile
En la cuenca de los ríos Teno y Lontué
existen 6 zonas favorables para la
recarga gestionada, considerando como
parámetros de elección profundidades
2016
7
determinación de sectores
favorables y propuesta de
alternativas.
del nivel estático de mínimo 20 m y
permeabilidades mayores a 20 m/día.
Recarga gestionada de
acuíferos:
multifuncionalidad en la
zona regable de Santiuste.
Fernández Escalante, E.,
González Herrarte, F.B. y
San Sebastián Sauto, J.
Valencia, España.
Muesta las múltiples capacidades de un
sistema originalmente ideado para
regadío y valora sus funciones y efectos
técnicos, ambientales, económicos y
sociales.
2015
Las acequias de careo, un
dispositivo pionero de
recarga artificial de
acuíferos en sierra
nevada, España.
Caracterización e
inventario.
A. Enrique Fernández
Escalante, Manuel García
Rodríguez y Fermín
Villarroya Gil.
Granada, España.
Las acequias de careo o careos
constituyen un sistema de recarga
artificial de acuíferos específico. Su
trazado es estudiado minuciosamente, y
bien tienden a conducir el agua de cursos
fluviales a simas y sumideros o bien
serpentean por formaciones detríticas
permeables con terrenos de labor, o por
zonas de cabecera de un sistema de
abastecimiento urbano.
2006
Fuente: Ochoa, W, 2021.
8
5. MARCO TEÓRICO
Recarga gestionada de acuíferos
La recarga gestionada de los acuíferos, también llamada recarga artificial, o simplemente,
MAR por sus siglas en inglés (Managed Aquifer Recharge), consiste en la introducción
intencionada de agua en los acuíferos, para que ejerzan su papel de almacén natural, para
su posterior recuperación y uso cuando san necesarios estos recursos (Fernández
Escalante & San Sebastián Sauto, 2018).
El Managed Aquifer Recharge (MAR) es un proceso de almacenamiento de agua en
acuíferos subterráneos para su uso posterior. Se trata de una técnica de gestión de recursos
hídricos que permite la recarga controlada de los acuíferos a través de diferentes métodos,
como la infiltración directa, la recarga indirecta o la inyección de agua tratada.
Según la American Society of Civil Engineers (ASCE), la recarga gestionada de acuíferos
se define como "un proceso planificado y deliberado de introducir agua en un acuífero
para lograr objetivos específicos, como aumentar el almacenamiento de agua, mejorar la
calidad del agua o mitigar los efectos de la sobreexplotación" (ASCE, 2020)
1
.
Escorrentía
Definición de escorrentía:
Es el agua que proviene de la precipitación que circula sobre o bajo la superficie terrestre
y que llega a una corriente para finalmente ser drenada hasta la salida de la cuenca.
(Aparicio, 1992)
La escorrentía es el agua que proviene de la precipitación que llega a la superficie
terrestre. Se divide en tres clases: escorrentía superficial, escorrentía subsuperficial y
escorrentía subterráneo.
Proceso de escorrentía superficial:
Cuando la precipitación alcanza la superficie, procede a infiltrarse hasta que las capas
superiores del mismo se saturan. Posteriormente, comienza a llenar las depresiones del
terreno y al mismo tiempo, el agua comienza a escurrir sobre la superficie, a este proceso
se le llama flujo en la superficie del terreno, se produce mientras el agua no llegue a
cauces bien definidos.
El agua que fluye sobre el terreno se sigue infiltrando, e incluso se evapora en pequeñas
cantidades. Al llegar a un cauce bien definido se convierte en escurrimiento de corrientes.
El flujo sobre el terreno, junto con el escurrimiento en corrientes, forma la escorrentía
superficial.
9
Proceso de escorrentía subsuperficial:
Una parte del agua de precipitación que se infiltra escurre cerca de la superficie del suelo
y más o menos paralelamente a él. A esta parte del escurrimiento se le llama escorrentía
subsuperficial; la otra parte, que se infiltra hasta niveles inferiores al freático, se denomina
escorrentía subterránea.
Proceso de escorrentía subterránea:
De los tres tipos de escorrentía, la superficial es el que llega más rápido a la salida de la
cuenca. Por ello, se dice que proviene de la precipitación en exceso o efectiva y que
constituye el escurrimiento directo.
La escorrentía subterránea, llega de manera lenta a la salida de la cuenca. Debido a que
se produce bajo el nivel freático, es el único que alimenta a las corrientes cuando no hay
lluvias y por eso dice que forma el escurrimiento base.
Figura 1
Hidrograma aislado
Fuente: Aparicio, 1992. Página 29.
Agua pluvial
Definición:
Es el agua procedente de la precipitación y del deshielo que no es absorbida por el suelo,
sino que fluye por la superficie de edificios, calles y otras superficies. Si no son
correctamente canalizadas y tratadas, pueden provocar inundaciones y alteraciones en el
proceso de saneamiento de aguas residuales de origen doméstico.
Recuperación de agua pluvial:
Es de vital importancia la captación, almacenamiento y utilización del agua de lluvia para
uso doméstico y consumo humano, para las poblaciones que no tienen acceso a este vital
líquido.
10
La recuperación de agua pluvial consiste en filtrar el agua de lluvia captada en una
superficie determinada, generalmente el tejado o azotea, y almacenarla en un depósito.
Captación de agua pluvial:
Todas las aguas pluviales que son recogidas por una superficie impermeable se deben
incorporar a un sistema de red de saneamiento. Por lo tanto, su destino final es la
depuración.
Es importante la separación de aguas domésticas y las captadas por alcantarillado, por lo
tanto, estando juntas, generan un problema al desperdiciar el agua pluvial.
Aprovechamiento de agua pluvial: El aprovechamiento de aguas pluviales es diverso,
desde riego a limpieza del hogar. Un proceso de saneamiento adecuado en las aguas
pluviales genera mayor capacidad de utilidad para este producto.
Suelos
Los suelos son la capa superficial de la tierra compuesta por materiales minerales y
orgánicos, agua, aire y organismos vivos, que interactúan entre sí y con el entorno para
formar un ecosistema complejo y dinámico. (Arshad, M. A., & Coen, G. M. (1992).
Characterization of soil quality: physical and chemical criteria. American Journal of
Alternative Agriculture, 7(1-2), 25-31.)
Guatemala, tiene una diversa gama de tipos de suelo, esto debido a su variada topografía
y condiciones climáticas. Entre los principales tipos de suelo se encuentran:
• Andosoles: estos suelos se forman a partir de cenizas volcánicas y se encuentran
en áreas con actividad volcánica, como las tierras altas que rodean los volcanes
en Guatemala. Este tipo de suelo son generalmente fértiles y bien drenados, lo que
los hace aptos para la agricultura.
• Luvisoles: Los luvisoles son suelos ricos en arcilla que se encuentran en áreas con
precipitaciones moderadas a altas. Se caracterizan por distintas acumulaciones de
arcilla en el subsuelo conocidas como “iluviación de arcilla”. Estos suelos son
utilizaos para las plantaciones de café y banano en Guatemala.
• Vertisoles: Los vertisoles son suelos arcillosos que tienen un alto contenido de
minerales arcillosos expansivos. Estos suelos exhiben una contracción e
hinchazón significativas con los cambios en el contenido de humedad. Los
vertisoles se encuentran en regiones con una estación seca y húmeda pronunciada,
como partes de la región de Petén en Guatemala.
• Regosoles: Los regosoles son suelos jóvenes, subdesarrollados que carecen de
horizontes o capas bien definidos. Por lo general, se encuentran en áreas con
actividad volcánica reciente o en laderas empinadas donde el desarrollo del suelo
es limitado. Los regosoles suelen ser menos fértiles y aptos para la agricultura sin
una gestión adecuada.
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• Solonchaks: Los Solonchaks son suelos salinos que contienen altos niveles de
sales, que a menudo se encuentran en regiones áridas o semiáridas. Estos suelos
suelen tener un drenaje deficiente y no son adecuados para la mayoría de los
cultivos agrícolas. Se encuentran en ciertas áreas bajas de Guatemala,
particularmente en las regiones costeras.
• Cambisoles: Los Cambisoles son suelos con desarrollo moderado a lento,
caracterizados por un horizonte definido donde se acumula material meteorizado.
Son comunes en las zonas montañosas y montañosas de Guatemala y se utilizan
para diversos fines agrícolas.
• Fluvisoles: Los fluvisoles son suelos aluviales que se forman en las llanuras
aluviales y deltas de los ríos. Por lo general, son fértiles y están bien drenados, lo
que los hace aptos para la agricultura. Los fluvisoles se pueden encontrar a lo largo
de los principales ríos de Guatemala, como el río Motagua y el río Usumacinta.
Es importante tener en cuenta que estos tipos de suelo pueden variar dentro de las
diferentes regiones de Guatemala, y la idoneidad para cultivos específicos también puede
depender de otros factores como el clima, la elevación y las prácticas de manejo de la
tierra.
Infiltración
Definición de infiltración:
Es el movimiento del agua, a través de la superficie del suelo y hacia dentro del mismo,
producto por la acción de las fuerzas gravitaciones y capilares. (Aparicio, 1992)
Descripción del proceso de infiltración:
Al suponerse un suelo seco, antes del inicio de una tormenta. La cantidad de agua que
puede absorber en la unidad de tiempo (es decir, capacidad de infiltración) es mayor que
la intensidad de la lluvia en esos primeros instantes. Suponiendo las condiciones
anteriores, se infiltraría toda la lluvia, según:
Si i < fp f = i
Donde:
F= infiltración, expresada como lámina por unidad de tiempo (mm/h)
Fp = Capacidad de infiltración (mm/h)
I = intensidad de la lluvia.
Si la lluvia es muy intensa se produce una saturación en la superficie del suelo, generando
charcos y depresiones en el terreno. A este tiempo se le llama tiempo de encharcamiento
y se define con fp.
12
Después del tiempo de encharmamiento, si la lluvia sigue intensa, se pierda la capilaridad
en el suelo frente a la disminución de fuerzas gravitatorias. Bajo estas condiciones, la
infiltración se hace independiente de la variación en el tiempo de la intensidad de la lluvia.
Al ser mayor que la capacidad de transmisión del suelo, de manera que:
Si i > fp, t > tp, f=fp
Entonces, al saturarse demasiado el suelo, las fuerzas capilares pierden su capacidad
paulatinamente hasta que llegan un momento teórico en t=infinito. Al estar el suelo
saturado por completo, el movimiento del agua se produce solo por la acción de la
gravedad y la capacidad de infiltración se hace constante.
Las condiciones anteriores, aplican únicamente cuando el nivel freático este muy
profundo. Si después del tiempo de encharcamiento la tormenta disminuye, bajando su
intensidad, el tirante de agua que se infiltra disminuye, y el agua contenida en los charcos
también se infiltra, hasta llegar a la evaporación.
Factores que afectan la capacidad de infiltración:
La infiltración de agua en Guatemala está influenciada por la diversidad de la topografía,
el clima y las prácticas de uso de la tierra del país. Estos son algunos puntos clave con
respecto a la infiltración de agua en Guatemala:
a) Topografía: Guatemala tiene una topografía variada que incluye montañas, valles,
mesetas y planicies costeras. La pendiente y la elevación del terreno pueden
afectar las tasas de infiltración del agua. Las pendientes pronunciadas pueden
provocar una escorrentía rápida y una infiltración limitada, mientras que las áreas
más planas pueden permitir una mayor infiltración y recarga de aguas
subterráneas.
b) Clima: Guatemala tiene un clima tropical con distintas estaciones húmedas y
secas. La distribución e intensidad de las lluvias influyen en la infiltración del
agua. Durante la temporada de lluvias, que generalmente ocurre de mayo a
octubre, las fuertes precipitaciones pueden saturar el suelo y mejorar la infiltración
del agua. Sin embargo, los eventos de lluvia intensa también pueden resultar en
escorrentía superficial y erosión, lo que reduce las tasas de infiltración.
c) Tipos de suelo: La composición y estructura del suelo afectan la capacidad de
infiltración del agua. Guatemala tiene varios tipos de suelos, incluyendo
Andosoles (formados a partir de ceniza volcánica), Luvisoles, Vertisoles y
Cambisoles, cada uno con diferentes características de infiltración. Los andosoles
generalmente tienen buenas tasas de infiltración de agua, mientras que los
vertisoles pueden tener tasas más bajas debido a su alto contenido de arcilla y sus
propiedades de expansión y contracción.
d) Prácticas de uso de la tierra: Los cambios en el uso de la tierra y la cobertura de
la tierra impactan la infiltración del agua. La deforestación, las prácticas agrícolas
(como el arado y el monocultivo), la urbanización y el desarrollo de
infraestructura pueden alterar las tasas de infiltración natural. La compactación
13
del suelo por las actividades humanas puede disminuir la infiltración, lo que lleva
a un aumento de la escorrentía y una disminución de la recarga de agua
subterránea.
e) Características hidrológicas: Guatemala tiene numerosos ríos, lagos y humedales,
que pueden influir en la infiltración del agua. Los ríos y arroyos pueden promover
la infiltración cuando el agua fluye sobre superficies permeables, mientras que los
lagos y los humedales pueden actuar como reservorios naturales y permitir la
infiltración del agua en el suelo circundante.
f) Los esfuerzos para mejorar la infiltración de agua y la recarga de aguas
subterráneas en Guatemala incluyen la promoción de prácticas sostenibles de
manejo de la tierra, la reforestación, la protección de cuencas y la construcción de
estructuras de recarga artificial, como estanques y estanques de infiltración.
g) Es importante tener en cuenta que las tasas de infiltración de agua pueden variar
entre diferentes regiones dentro de Guatemala debido a la combinación específica
de clima, topografía, tipos de suelo y prácticas de uso de la tierra en cada área.
Los estudios y evaluaciones localizados son valiosos para comprender la dinámica
específica de la infiltración de agua en lugares particulares.
Entre otros factores:
a) Textura del suelo.
b) Contenido de humedad inicial.
c) Contenido de humedad de saturación.
d) Cobertura vegetal.
e) Aire atrapado.
f) Lavado de material fino.
g) Compactación.
h) Textura, sus cambios y diferencias.
Ejemplos de recarga de acuíferos gestionada en Latinoamérica
1) Proyecto Puyango-Tumbes (Ecuador-Perú): Este proyecto binacional se enfoca
en la recarga gestionada del acuífero compartido entre Ecuador y Perú, que es una
fuente importante de agua para la agricultura y el consumo humano. El proyecto
incluye la construcción de infraestructura de almacenamiento y conducción de
agua para la recarga, así como medidas para la gestión integrada del agua.
El Proyecto Puyango-Tumbes es un proyecto binacional entre Ecuador y Perú que
tiene como objetivo la gestión integrada de los recursos hídricos en la cuenca del
río Puyango-Tumbes. Esta cuenca es una de las más importantes de la región, ya
que abastece de agua a más de 500,000 personas y es fundamental para la
agricultura y la pesca.
Una de las principales estrategias del proyecto es la recarga hidráulica gestionada,
que consiste en la infiltración de agua de superficie en el acuífero subterráneo para
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aumentar su nivel y mejorar su calidad. Para ello, se han construido varias
estructuras de recarga en diferentes puntos de la cuenca, como pozos y zanjas de
infiltración.
El proyecto también incluye la implementación de sistemas de monitoreo y
gestión del agua, así como programas de educación y capacitación para la
población local. Además, se están llevando a cabo acciones para reducir la
contaminación y mejorar la eficiencia en el uso del agua en la agricultura y otras
actividades humanas.
El Proyecto Puyango-Tumbes es un ejemplo de cómo la recarga hidráulica
gestionada puede ser una herramienta efectiva para la gestión sostenible de los
recursos hídricos en regiones donde el agua es escasa o está mal distribuida.
Además, demuestra la importancia de la cooperación entre países y comunidades
para enfrentar los desafíos relacionados con el agua y el cambio climático.
2) Proyecto GEF-SUELO (Argentina): Este proyecto se enfoca en la recarga
gestionada de acuíferos en la cuenca del río Salado, una de las regiones más
productivas de Argentina. El proyecto incluye la construcción de infraestructura
de recarga y la implementación de prácticas agrícolas sostenibles para reducir la
erosión del suelo y mejorar la calidad del agua.
El Proyecto GEF-SUELO tiene una relación indirecta con la recarga hídrica, ya
que la gestión sostenible de los suelos puede contribuir a mejorar la calidad y
cantidad de agua disponible en las zonas rurales donde se implementa el proyecto.
Esto se debe a que la mejora de la calidad del suelo puede aumentar la capacidad
de retención de agua, reducir la erosión y mejorar la infiltración del agua en el
suelo, lo que a su vez puede contribuir a la recarga de acuíferos y la disponibilidad
de agua para uso humano y agrícola. Sin embargo, es importante destacar que el
proyecto no se enfoca específicamente en la recarga hídrica, sino en la gestión
sostenible de los suelos como un componente clave para la adaptación al cambio
climático y la reducción de la pobreza en zonas rurales.
3) Proyecto Subterráneo (México): Este proyecto se enfoca en la recarga gestionada
de acuíferos en el Valle de México, una de las regiones más pobladas del país. El
proyecto incluye la construcción de infraestructura de recarga y la
implementación de medidas para reducir la extracción de agua subterránea.
El Proyecto Subterráneo es una iniciativa que busca promover la recarga hídrica
gestionada en México a través de la construcción de infraestructura subterránea
para almacenar y filtrar agua de lluvia. Esta infraestructura consiste en la
construcción de pozos de infiltración y sistemas de captación de agua de lluvia en
áreas urbanas y rurales.
15
La recarga hídrica gestionada es un proceso que consiste en la captación,
almacenamiento y filtración del agua de lluvia en el suelo para recargar los
acuíferos subterráneos. El Proyecto Subterráneo busca implementar esta técnica
para mejorar la disponibilidad de agua en zonas urbanas y rurales, reducir la
dependencia de fuentes de agua superficiales y mejorar la calidad del agua.
La infraestructura subterránea construida por el Proyecto Subterráneo permite la
infiltración del agua de lluvia en el suelo, lo que contribuye a la recarga de los
acuíferos subterráneos. Además, al almacenar el agua de lluvia en el subsuelo, se
reduce el riesgo de inundaciones en las áreas urbanas y rurales.
En resumen, el Proyecto Subterráneo tiene una relación directa con la recarga
hídrica gestionada, ya que su objetivo principal es la construcción de
infraestructura subterránea para almacenar y filtrar agua de lluvia y contribuir a la
recarga de los acuíferos subterráneos.
4) Proyecto Agua para el Futuro (Perú): Este proyecto se enfoca en la recarga
gestionada de acuíferos en la cuenca del río Chillón, una de las regiones más secas
de Perú. El proyecto incluye la construcción de infraestructura de recarga, la
implementación de prácticas agrícolas sostenibles y la promoción de la
participación de las comunidades locales en la gestión del agua.
El Proyecto Agua para el Futuro es una iniciativa que busca promover la gestión
sostenible del agua en el Perú, a través de la implementación de prácticas de
conservación y uso eficiente del recurso hídrico. Esta iniciativa se enfoca en la
promoción de la agricultura sostenible, la gestión integrada de los recursos
hídricos y el fortalecimiento de capacidades para la gestión del agua.
En relación con la recarga hídrica gestionada, el Proyecto Agua para el Futuro
promueve prácticas de conservación del agua en la agricultura, como la
implementación de sistemas de riego eficientes y la gestión integrada de los
recursos hídricos en las cuencas hidrográficas. Estas prácticas contribuyen a la
recarga de los acuíferos subterráneos, ya que se reduce la extracción de agua
subterránea y se promueve la infiltración del agua de lluvia en el suelo.
Además, el Proyecto Agua para el Futuro también promueve la gestión integrada
de los recursos hídricos, lo que implica una planificación y gestión coordinada de
las fuentes de agua superficiales y subterráneas. Esto permite una gestión más
eficiente del agua y contribuye a la recarga de los acuíferos subterráneos.
5) Proyecto Recarga Sanitaria (Brasil): Este proyecto se enfoca en la recarga
gestionada de acuíferos en la región metropolitana de São Paulo, una de las áreas
urbanas más grandes de Brasil. El proyecto incluye la construcción de sistemas de
16
tratamiento de aguas residuales para la recarga del acuífero y la promoción de la
gestión integrada del agua.
El Proyecto Recarga Sanitaria es una iniciativa en Brasil que busca mejorar la
calidad del agua subterránea a través de la recarga hídrica gestionada. La iniciativa
se enfoca en la implementación de sistemas de tratamiento de aguas residuales y
su posterior infiltración en el subsuelo para recargar los acuíferos subterráneos.
El proyecto promueve la gestión integrada de los recursos hídricos, ya que
involucra a diferentes sectores y actores en la planificación y ejecución de las
acciones. Además, se promueve la participación comunitaria en el monitoreo y
mantenimiento de los sistemas de recarga hídrica.
En relación con la recarga hídrica gestionada, el Proyecto Recarga Sanitaria
contribuye a la recarga de los acuíferos subterráneos mediante la infiltración de
aguas tratadas en el subsuelo. Esto permite una gestión sostenible del agua
subterránea y mejora su calidad, lo que beneficia a las comunidades que dependen
de este recurso para su abastecimiento.
6) Proyecto Río Verde (Chile): Este proyecto se enfoca en la recarga gestionada de
acuíferos en la cuenca del río Maipo, una de las regiones más productivas de Chile.
El proyecto incluye la construcción de infraestructura de recarga y la
implementación de medidas para reducir la extracción de agua subterránea.
7) Proyecto Huascacocha (Perú): Este proyecto se enfoca en la recarga gestionada
de acuíferos en la cuenca del río Chillón, una de las regiones más secas de Perú.
El proyecto incluye la construcción de infraestructura de recarga y la
implementación de medidas para mejorar la gestión del agua en la agricultura y la
minería.
8) Proyecto Catarina (México): Este proyecto se enfoca en la recarga gestionada de
acuíferos en la región de Guanajuato, una de las áreas más productivas de México.
El proyecto incluye la construcción de infraestructura de recarga y la promoción
de prácticas agrícolas sostenibles para reducir la extracción de agua subterránea.
9) Proyecto ACUAVERDE (Guatemala): Este proyecto se enfoca en la recarga
gestionada de acuíferos en la cuenca del río Motagua, una de las regiones más
productivas de Guatemala. El proyecto incluye la construcción de infraestructura
de recarga y la promoción de prácticas agrícolas sostenibles para reducir la
extracción de agua subterránea.
El Proyecto ACUAVERDE en Guatemala también tiene una relación directa con
la recarga hídrica gestionada. El objetivo principal de este proyecto es mejorar la
17
gestión y el acceso al agua potable y saneamiento en las comunidades rurales de
la cuenca del río Motagua.
Para lograr esto, el proyecto contempla la construcción de infraestructuras para la
captación, tratamiento y distribución de agua, así como la implementación de
sistemas de recarga hídrica gestionada. Estos sistemas permiten la infiltración de
agua tratada en el subsuelo para recargar los acuíferos subterráneos y mejorar la
disponibilidad y calidad del agua en la zona.
Además, el Proyecto ACUAVERDE promueve la gestión integrada de los
recursos hídricos y la participación comunitaria en la planificación y ejecución de
las acciones. De esta manera, se busca garantizar una gestión sostenible del agua
y mejorar la calidad de vida de las comunidades que dependen de este recurso.
10) Proyecto Recarga de Acuíferos en Áreas Urbanas (Honduras): Este proyecto se
enfoca en la recarga gestionada de acuíferos en áreas urbanas de Honduras, donde
la extracción excesiva de agua subterránea ha provocado la disminución del nivel
de los acuíferos y la intrusión de agua salada. El proyecto incluye la construcción
de infraestructura de recarga y la implementación de medidas para la gestión
integrada del agua.
11) Proyecto de Recarga Artificial de Acuíferos en la Región Metropolitana (Costa
Rica): Este proyecto se enfoca en la recarga artificial de acuíferos en la Región
Metropolitana de San José, Costa Rica, que ha experimentado una disminución en
la disponibilidad de agua debido a la extracción excesiva de agua subterránea. El
proyecto incluye la construcción de infraestructura de recarga y la
implementación de medidas para reducir la contaminación del agua.
12) Proyecto de Recarga Artificial de Acuíferos en el Valle de Sula (Honduras): Este
proyecto se enfoca en la recarga artificial de acuíferos en el Valle de Sula, una de
las regiones más productivas de Honduras. El proyecto incluye la construcción de
infraestructura de recarga y la promoción de prácticas agrícolas sostenibles para
reducir la extracción de agua subterránea.
13) Proyecto de Recarga Artificial de Acuíferos en la Cuenca del Lago de Yojoa
(Honduras): Este proyecto se enfoca en la recarga artificial de acuíferos en la
Cuenca del Lago de Yojoa, una de las áreas más importantes para la producción
agrícola y la conservación de la biodiversidad en Honduras. El proyecto incluye
la construcción de infraestructura de recarga y la implementación de medidas para
reducir la contaminación del agua.
14) Proyecto Recarga del Acuífero Sabana Yegua (República Dominicana): Este
proyecto se enfoca en la recarga gestionada de acuíferos en la región de Sabana
Yegua, una de las áreas más productivas de la República Dominicana. El proyecto
18
incluye la construcción de infraestructura de recarga y la promoción de prácticas
agrícolas sostenibles para reducir la extracción de agua subterránea.
15) Proyecto Aguas Claras (Colombia): Este proyecto se enfoca en la recarga
gestionada de acuíferos en la región de Bucaramanga, una de las áreas urbanas
más grandes de Colombia. El proyecto incluye la construcción de sistemas de
tratamiento de aguas residuales para la recarga del acuífero y la promoción de la
gestión integrada del agua.
16) Proyecto Manejo Integrado del Agua (Argentina): Este proyecto se enfoca en la
gestión integrada del agua en la región de la Pampa, una de las áreas más
productivas de Argentina. El proyecto incluye la construcción de infraestructura
de recarga y la promoción de prácticas agrícolas sostenibles para reducir la
extracción de agua subterránea.
17) Proyecto Agua para la Vida (Haití): Este proyecto se enfoca en la gestión del agua
en la región de Petit-Goâve, una de las áreas más secas de Haití. El proyecto
incluye la construcción de infraestructura de recarga y la implementación de
medidas para mejorar la gestión del agua en la agricultura y la reforestación.
18) Proyecto Oasis (México): Este proyecto se enfoca en la gestión del agua en la
región de los oasis de Baja California Sur, una de las áreas más áridas de México.
El proyecto incluye la construcción de infraestructura de recarga y la promoción
de prácticas agrícolas sostenibles para reducir la extracción de agua subterránea.
Satélites
Los satélites pueden ser utilizados en la gestión de la recarga hidráulica para monitorear
el nivel de agua en los acuíferos y para identificar áreas donde se puede realizar la recarga.
La tecnología de teledetección, que utiliza imágenes satelitales para analizar la superficie
terrestre, puede ser muy útil para identificar áreas donde se pueden construir estructuras
de recarga, como presas o pozos. Además, los datos obtenidos por los satélites también
pueden ser utilizados para modelar el flujo de agua subterránea y predecir el impacto de
la recarga en el acuífero. En resumen, los satélites pueden ser una herramienta valiosa
para la gestión de la recarga hidráulica, proporcionando información precisa y actualizada
sobre el estado del agua subterránea y ayudando a tomar decisiones informadas sobre
cómo utilizar mejor los recursos hídricos disponibles.
Software en recarga de acuíferos gestionada
Un ejemplo de software que se puede utilizar para la localización de sistemas de recarga
gestionada de acuíferos es el SIG (Sistema de Información Geográfica). Un Sistema de
Información Geográfica (SIG), también conocido como GIS por sus siglas en inglés
(Geographical Information System), es un conjunto de herramientas que integra y
relaciona diversos componentes que permiten la organización, almacenamiento,
19
manipulación, análisis y modelización de grandes cantidades de datos procedentes del
mundo real que están vinculados a una referencia espacial. Los SIG son herramientas de
análisis que ofrecen la posibilidad de identificar las relaciones espaciales de los
fenómenos que se estudian.
Este software permite la visualización de datos geográficos y la creación de mapas
temáticos que pueden ser utilizados para identificar áreas adecuadas para la recarga de
acuíferos. También hay software específico para el diseño y gestión de sistemas de
recarga de acuíferos, como el software AquiferTest, que se utiliza para la simulación y
análisis de pruebas de bombeo en acuíferos. Sin embargo, es importante tener en cuenta
que el software por sí solo no es suficiente para implementar un sistema de recarga
gestionada de acuíferos, ya que se requiere un enfoque integral que incluya la evaluación
hidrológica, la selección del sitio, el diseño y la construcción del sistema, así como la
monitorización y gestión continua.
Metodología para realizar recarga hídrica gestionada
La metodología para realizar recarga gestionada incluye los siguientes pasos:
• Identificación de áreas adecuadas para la recarga: Se deben identificar áreas donde
el agua de superficie o de lluvia pueda ser infiltrada en el acuífero subterráneo. Se
pueden utilizar técnicas de teledetección y modelado hidrológico para identificar
estas áreas.
• Selección de estructuras de recarga: Se deben seleccionar las estructuras de
recarga adecuadas, como pozos, presas o zanjas de infiltración, dependiendo de
las características del terreno y del acuífero.
• Diseño de la estructura de recarga: Se debe diseñar la estructura de recarga de
acuerdo con las condiciones hidrológicas locales y las necesidades de la
comunidad.
• Construcción de la estructura de recarga: Se debe construir la estructura de recarga
según el diseño y las especificaciones técnicas.
• Monitoreo del nivel de agua subterránea: Se debe monitorear regularmente el
nivel de agua subterránea para evaluar el impacto de la recarga en el acuífero.
• Evaluación del éxito de la recarga: Se debe evaluar el éxito de la recarga mediante
la medición del aumento del nivel de agua subterránea y la mejora en la calidad
del agua.
• Mantenimiento y gestión continua: Se debe mantener y gestionar continuamente
la estructura de recarga para asegurar su funcionamiento óptimo y evitar
problemas de contaminación o erosión.
20
6. MANUAL DE RECARGA GESITONADA DE ACUIFEROS
Premisa
Este manual es un documento que proporciona instrucciones o información general pero
a la vez con algo de detalle sobre cómo implementar la recarga gestionada de acuíferos
en Guatemala. Tiene como propósito central, ayudar al usuario a comprender y utilizar la
técnica de RGA, pretendiendo ser una herramienta de manera efectiva y eficiente.
Introducción
Existen diferentes manuales y guías sobre la recarga gestionada de acuíferos disponibles
en línea. Algunos a mencionar son:
i. La guía técnica para el diseño y construcción de proyectos de recarga de
acuíferos, elaborada por la Comisión Nacional del Agua de México.
ii. El manual práctico de Recarga de acuíferos, elaborado por la Universidad
Politécnica de Valencia y
iii. El manual de diseño y construcción de proyectos de recarga de acuíferos,
elaborado por la Sociedad Internacional de Recarga de Acuíferos.
Es importante tener en cuenta que estas guías tienen enfoques y recomendaciones
específicas para la región en la que se elaboraron. Es por ello que para Guatemala, hemos
considerado algunos lineamientos generales y otros específicos pero dependerá mucho de
la región en la que se quiera implementar dicha técnica RGA.
Contexto del agua en el mundo y en Guatemala
• Balance
• Usos
• Distribución
• Cambio climático
• Insostenibilidad
• Crecimiento poblacional
• Impermeabilización del suelo
• Uso de la tierra
¿Qué es un acuífero?
Según la última versión de la International Hydrogeological Map of Europe (IHME),
publicada por la UNESCO en 2019, se define un acuífero como "una formación geológica
o un grupo de formaciones geológicas permeables, que tienen capacidad para almacenar
y transmitir agua subterránea en cantidades significativas" (International
Hydrogeological Map of Europe, 2019, p. 9).
21
¿Qué es la recarga de acuíferos gestionada?
Según la American Society of Civil Engineers (ASCE), la recarga gestionada de acuíferos
se define como "un proceso planificado y deliberado de introducir agua en un acuífero
para lograr objetivos específicos, como aumentar el almacenamiento de agua, mejorar la
calidad del agua o mitigar los efectos de la sobreexplotación" (ASCE, 2020).
Formas de recarga de un acuífero
• No intencional: entiéndase la infiltración profunda del agua de riego o las fugas
de las tuberías de abastecimiento de agua potable y del drenaje.
• No gestionada: entiéndase los pozos utilizados para el drenaje del agua de las
tormentas, las filtraciones de los tanques sépticos, generalmente utilizados para la
disposición de agua no requerida y generalmente sin tratamiento previo.
• Gestionada: Como estrategia a través de estructuras diseñadas exprofeso para
recargar acuíferos como pozos de inyección, embalses de infiltración y galerías
que permiten introducir agua a los acuíferos proveniente de la lluvia, tormentas,
agua residual tratada, ríos, o agua de otros acuíferos, agua que posteriormente es
recuperada para todo tipo de usos.
Objetivos de la recarga de acuíferos gestionada
• Aumentar la disponibilidad de agua subterránea.
• Incrementar el volumen de agua en los acuíferos para asegurar su disponibilidad
a largo plazo.
• Restablecer el equilibrio entre la recarga y la extracción, lo que garantiza la
sostenibilidad del recurso.
• Controlar la calidad del agua, al permitir filtrar el agua de lluvia o la proveniente
de otras fuentes a través del suelo antes de que alcance el acuífero, mejorando así
su calidad y reduciendo los niveles de contaminación.
• Mitigar la intrusión salina en zonas costeras.
• Reducir el riesgo de inundaciones, al almacenar temporalmente el exceso de agua
durante las épocas de lluvia o en zonas con elevado riesgo de inundación.
• Fomentar la cooperación y sinergismo entre actores, al involucrar a diferentes
actores, como autoridades, agricultores, comunidades locales, entre otros,
Fuentes de agua a recargar
• Ríos
• Arroyos
• Presas
• Agua potable
• Agua residual tratada
• Agua de lluvia
22
Algunas directrices generales
• Análisis meteorológico y climatológico
• Explorar modelos hidrogeológicos conceptuales comprensibles
• Conocer el acuífero y estimar la disponibilidad
• Determinar el balance hídrico y sus componentes
• Analizar y evaluar la calidad del agua a recargar
• Explorar modelos numéricos para el monitoreo, evaluación y seguimiento de los
proyectos de recarga
Información hidrogeológica a considerar
• Tipo de acuífero
• Capacidad de infiltración (m/día)
• Conductividad hidráulica del suelo (m/día)
• Porosidad y porosidad efectiva del suelo
• Profundidad al nivel freático o superficie piezométrica
• La calidad del agua (subterránea y de recarga)
• Disponibilidad de terreno
• Espesor saturado del acuífero
• El volumen de agua disponible para la recarga
Información de calidad del agua a considerar para recarga
• Presencia de contaminantes fuera de las normativas actuales (residuos
farmacéuticos, hormonas, emergentes, etc.)
• Elementos y reacciones químicas adversas (As, F, Fe, Mn).
• Dilución
• Remoción de sólidos en suspensión y metales pesados
• Agente patógenos
• Compuesto orgánicos, nitratos, etc.
• Solutos
Algunas limitantes a considerar
• Manejo de la colmatación
• Operación y mantenimiento del sistema
• Monitoreo y evaluación de las áreas de infiltración
• Desconocimiento preciso de la Hidrología, Geología, Meteorología,
Climatología, etc., que conlleva a diseños inadecuados.
• Agua de baja calidad en el acuífero
• Aceptabilidad socioeconómica y política
• Falta de personal capacitado
23
Recarga por medio de pozos
Se conocen dos tipos principales de recarga gestionada de acuíferos:
• Pozos de recarga someros:
• En este caso, los pozos abiertos y de bombeo son utilizados para recargar
acuíferos con niveles freáticos someros, con capas superficiales de baja
permeabilidad.
• Luego tenemos los pozos secos, los cuales son resultado de la disminución
de los mantos acuíferos a causa de la sobre explotación.
• A pesar de su utilidad, presenta la limitante de que puede introducirse
compuestos orgánicos y bacterias contaminantes directamente al acuífero
sino se considera como mitigarlos. Sin embargo, es importante mencionar
que en términos económicos es una ventaja las estructuras existentes,
porque los costos son mínimos.
• A una profundidad de 5 a 20 metros aproximadamente, es muy útil
considerar la combinación de pozos de recarga y zanjas de infiltración.
• Pozos de recarga profunda:
✓ Estos son utilizados al tener estratos gruesos de baja permeabilidad,
encima del acuífero.
✓ Se utilizan básicamente dos tipos de aplicaciones.
▪ Pozos de almacenamiento y recuperación (ASR). Se utilizan para
la inyección y la extracción del agua. Es una de las técnicas de
recarga de pozos profundos más utilizados hoy en día.
▪ Pozos de almacenamiento, transferencia y recuperación (ASTR).
Se utiliza para inyectar agua a un pozo, y luego extraerla en otro
pozo ubicado a una distancia adecuada con el propósito de
incrementar el tiempo de viaje del agua en el acuífero y asimismo
obtener el beneficio de la capacidad de depuración del agua en el
acuífero.
Algunas características generales de los pozos de recarga
• La colmatación del sistema hay que monitorearla y evaluarla constantemente,
porque debido al diseño de los pozos de recarga que incluye la perforación y
rellenado con un filtro compuesto de material granulado para restringir la entrada
de sólidos en suspensión, contribuye con ello.
• Si el terreno es limitado, los pozos de recarga son una estrategia adecuada.
• La calidad del agua a recargar debe ser analizada según normas COGUANOR.
• Al utilizar pozos de almacenamiento y recuperación, en materia económica es una
ventaja ya que los costos no son muy altos y la colmatación es removida durante
el periodo de recuperación.
• Se debe considerar la evaluación de impacto ambiental de estos proyectos.
24
Técnicas de recarga básicas en Guatemala
• Inundación controlada o gestionada
• Zanjas
• Surcos y drenajes de riego
• Riego
• Estanques
• Balsas de infiltración
25
7. DIGITAL-ENABLED GREEN INFRASTRUCTURE FOR SUSTAINABLE
WATER RESOURCES MANAGER
Traducido al español de: https://digires.inowas.com/about/
Antecedentes
A pesar de la abundancia de recursos hídricos naturales, las áreas urbanas de América
Latina y el Caribe (ALC) enfrentan importantes deficiencias en la prestación de servicios
básicos como el abastecimiento de agua potable. La causa es múltiple e incluye la
heterogeneidad espacial y temporal de los recursos hídricos, el balance hídrico negativo
causado por la sobreexplotación y las insuficientes capacidades humanas y de
gobernanza. Las soluciones convencionales basadas en infraestructura “gris” construida
no cubren las necesidades básicas de la población, por lo que necesitamos urgentemente
opciones técnicas apropiadas y aceptadas localmente. En este proyecto se propone la
recarga de acuíferos gestionados (MAR) para mejorar la infraestructura hídrica
tradicional con soluciones más ecológicas inspiradas en la naturaleza que permitan un
abastecimiento de agua más equitativo.
Objetivo
El objetivo general es el desarrollo y la utilización de herramientas basadas en TIC, junto
con observaciones de ciencia ciudadana para el diseño e implementación de MAR como
componente inspirado en la naturaleza de la gestión sostenible de los recursos hídricos en
la región de ALC. La eficiencia de las soluciones propuestas se demostrará a través de
casos de éxito, mediante el diseño y la implementación de esquemas SAM demostrativos
a pequeña escala con la participación de las partes interesadas y el desarrollo de
capacidades para el desarrollo urbano sostenible.
Metodología
Para la implementación de sus objetivos, el proyecto hará uso de un enfoque de
investigación holístico mediante la combinación de análisis de contenido, simulaciones
por computadora, investigaciones empíricas, investigación participativa, investigación de
estudios de casos y desarrollo de capacidades. La metodología propuesta incluye:
• Identificación, análisis y promoción de mejores prácticas de gestión sostenible de
aguas subterráneas en la región de ALC (análisis de contenido e investigación de
estudios de casos);
• Análisis de predicción de la eficiencia de MAR a través de simulaciones por
computadora utilizando una plataforma gratuita de modelado de aguas
subterráneas basada en la web;
• Investigaciones empíricas para el diseño y optimización de esquemas MAR a
escala piloto y su implementación como proyectos insignia en los países socios;
26
• Participación de diferentes grupos de partes interesadas, a través de talleres de
partes interesadas y proyectos de ciencia ciudadana, para dar forma a las
soluciones óptimas para la gestión sostenible del agua (investigación
participativa);
¿Qué es INOWAS?
Traducido al español de: https://inowas.com/about/
INOWAS es la abreviatura de Innovative Groundwater Solutions, una plataforma de
modelado de aguas subterráneas basada en la web que tiene como objetivo hacer que las
herramientas de modelado de aguas subterráneas sean fácilmente accesibles a través de
Internet. Todas nuestras herramientas se pueden utilizar de forma gratuita directamente
desde el navegador web, sin necesidad de instalar ningún software adicional,
complementos, etc. La implementación basada en la web también facilita el intercambio
de datos y modelos, lo que permite una fácil colaboración entre los usuarios. Todas las
herramientas implementadas se basan en el código fuente abierto existente o se
desarrollaron a partir de ecuaciones de flujo de agua subterránea bien conocidas. El
enfoque principal de las herramientas está en los procesos de transporte de agua que
ocurren en la zona de suelo saturado que se describen mediante ecuaciones analíticas o
numéricas.
Además, la plataforma incluye varias herramientas simples derivadas de la minería de
datos y las correlaciones empíricas. Aunque el software generalmente se adapta a la
planificación de aplicaciones de recarga de acuíferos administrados (MAR), la mayoría
de las herramientas se pueden usar para simulaciones generales de flujo de agua
subterránea. La herramienta más relevante es una nueva interfaz gráfica basada en la web
para MODFLOW, el modelo hidrológico modular de diferencias finitas del USGS
considerado como estándar internacional para la simulación de las condiciones de las
aguas subterráneas y las interacciones entre las aguas subterráneas y las aguas
superficiales. Para obtener más información sobre nuestro software basado en
MODFLOW, lea nuestra documentación en línea y vea una selección de modelos
MODFLOW creados y compartidos por nuestros usuarios.
27
8. RECOMENDACIONES
La gestión adecuada de los acuíferos es esencial para garantizar un suministro de agua
sostenible y de calidad para las comunidades. A continuación, se presentan una serie de
recomendaciones para mejorar la gestión y recarga de acuíferos en distintas instancias:
1. A nivel local, es fundamental que las municipalidades, municipios y
corporaciones municipales realicen una recarga gestionada de los acuíferos. Esto
implica llevar a cabo un estudio hidrográfico exhaustivo que permita conocer la
situación actual de los recursos hídricos en la zona. Además, se deben contabilizar
los pozos privados y estatales, así como instalar medidores de flujo para
monitorear y controlar el uso del agua. Realizar un balance hídrico por zona y
región resulta crucial para determinar la disponibilidad de agua y establecer
medidas de gestión adecuadas.
2. A nivel gubernamental, los gobiernos centrales deben desarrollar políticas y
programas específicos para la recarga gestionada de acuíferos. Estas iniciativas
deben incluir medidas para el mantenimiento y conservación de ecosistemas,
reservas forestales y cuerpos de agua tanto superficiales como subterráneos. Es
importante reconocer que la recarga de los acuíferos no solo depende de la gestión
humana, sino también de la protección de los sistemas naturales que los alimentan.
3. Es fundamental evitar prácticas de recarga de acuíferos inadecuadas que puedan
conducir a la contaminación del agua. Se deben implementar medidas para
prevenir la introducción de materia orgánica, inorgánica y elementos tóxicos en
los acuíferos. Asimismo, se debe fomentar el uso de buenas prácticas de gestión
que incluyan el acompañamiento técnico, ambiental y de ingeniería para
garantizar la eficacia de las intervenciones.
4. La realización de un balance hídrico completo y actualizado es esencial para
comprender cómo las condiciones climáticas, la cobertura forestal y la
infraestructura verde y gris afectan la recarga natural de los acuíferos. Este análisis
permitirá identificar los factores que influyen en la disponibilidad de agua y
orientar las decisiones de gestión.
5. Es recomendable mapear las zonas de recarga natural de los acuíferos y tomar
medidas para conservar los ecosistemas saludables presentes en esas áreas.
Además, se deben implementar estrategias de recuperación de ecosistemas que
promuevan la recarga natural de los acuíferos, como la restauración de áreas
degradadas o la creación de corredores verdes.
6. Para mejorar la gestión de la recarga de acuíferos, es importante utilizar
herramientas digitales y software disponibles que faciliten el estudio y análisis de
los mejores lugares y técnicas para llevar a cabo esta actividad. Estas herramientas
pueden ayudar a evaluar la viabilidad de proyectos de recarga y optimizar los
recursos disponibles.
7. Una excelente manera de obtener información práctica y conocimientos sobre la
recarga gestionada de acuíferos es visitar el sitios pilotos de recarga de acuíferos
gestionada, por ello se recomienda visitar el sitio piloto de la Facultad de
28
Ingeniería en el campus ERIS, ubicado en la zona 13 de la ciudad de Guatemala.
Allí se podrán observar las técnicas y sistemas utilizados en la recarga gestionada.
29
9. REFERENCIAS
1. Agencia de Cooperación Internacional del Japón (s.f.). Emergencia I. Estudio de
factibilidad de desarrollo de las aguas subterráneas en el Valle de la Ciudad de
Guatemala. Guatemala: 86 p.
2. American Society of Civil Engineers (ASCE). (2020). Standard Guideline for the
Implementation of Managed Aquifer Recharge for Water Resources Development.
ASCE/EWRI 67-20. Reston, Virginia.
3. Aparicio, Francisco (1992). Fundamentos de hidrología de superficie. 1a ed.
México: Limusa, S. A., 1989. 303 p.
4. Asano T. (1985). Artificial Recharge of Groundwater. Butterworth Publishers.
Stoneham, USA.
5. Central Groundwater Board. (2000). Guide on artificial recharge to groundwater.
Ministry of water resources, New Delhi, India.
6. Chuo, K. (2000). Proyecto de desarrollo del agua subterránea del Valle de la
Ciudad de Guatemala. Emergencia I. Guatemala: Cheo Kaihatsu Corporation,
Ingenieros Consultores. 145 p.
7. Dillon P.J. (2002). Management of Aquifer Recharge for Sustainability. Proceedings
of the 4th international symposium on artificial recharge of groundwater, ISAR -4.
Adelaide, South Australia. Swets & Zeitlinger B.V.
8. Dirección de Planificación Urbana de la Municipalidad de Guatemala. (s.f.). Plan
de Ordenamiento Territorial. Consulta: 9 de marzo de 2021.
9. Fernández Escalante, E., y San Sebastián Sauto, J. (2018). La recarga gestionada
de los acuíferos como una técnica polivalente y efectiva de adaptación al cambio
climático. Recuperado de: www.conama2018.org
10. Gale I. (2005). Strategies for Managed Aquifer Recharge (MAR) in semi-arid areas.
IAH - MAR, UNESCO IHP. Paris, France.
11. Herrera, I. (2995). Manual de hidrología. Universidad de San Carlos de Guatemala,
Facultad de Agronomía, 223 p.
12. Hofkes E.H., Visscher J.T. (1986). Artificial Groundwater Recharge for water
supply of medium-size communities in developing countries. International Reference
Centre for Community Water Supply and Sanitation. The Hague, The Netherlands.
30
13. Mejía, Dénnys. ¿Nos estamos quedando sin agua en el área metropolitana?
Consulta: 9 de marzo de 2021.
14. Tuinhof A., Heederik J.P. (2003). Management of Aquifer Recharge and Subsurface
Storage: making better use of our largest reservoir. Netherlands National
Committee for the IAH. Utrecht, The Netherlands.
15. U.S. EPA. (1999). Preliminary Data Summary of Urban Storm Water Best
Management Practices. EPA-821-R-99-012. Sections 5 and 6. Washington, DC
16. Weber F., Hoskins M.W. (1983). Soil Conservation technical sheets. International
Training Division / Office of International Cooperation and Development of the U.S.
Department of Agriculture.
17. Wood A. (1990). Natural resource management and rural development in Ethiopia.
In Ethiopia: Rural Development Options, Pausewang S, Cheru F, Bruene S, Chole
E (Eds). Zed Books: London; 187-198.
31
10. ANEXOS
Figura 1. Esquema de sitio piloto de recarga hídrica en ERIS, USAC, zona 13.
Figura 2. Aguas subterráneas, de Cienciaesfera.
32
Figura 3. Efectos ambientales del desarrollo del agua subterránea, de USGS.
Figura 4. Piscinas de infiltración, Ministerio de Agricultura de Chile.
33
Figura 5. Afiche, taller internacional.
34
Figura 6. Afiche, curso de capacitación en línea.
Figura 7. Capacitación virtual.
35
Figura 8. Artículo científico Sustainability of the water resource through managed
aquifer recharge in Guatemala.
36
Figura 9. Artículo científico Detección de metales contenidos en agua subterránea por
medio de espectrofotometría.
37
Figura 10. Artículo científico Efectos del crecimiento poblacional sobre la escorrentía
e infiltración en el norte de la Ciudad de Guatemala.
38
