Recursos de Agua de Puerto Rico
Aguas Subterráneas
La Provincia del Interior Montañoso es la región de mayor extensión territorial en Puerto Rico. La provincia se caracteriza por las cordilleras que se extienden a lo largo de la Isla de oeste a este, particularmente la Cordillera Central. También incluye las laderas norte y sur de las cordilleras, así como varios valles interiores rodeados de montañas. Las elevaciones en la región varían desde el nivel del mar en el oeste de la Isla hasta 4,390 pies (1,338 metros) en el Cerro La Punta, cerca de Jayuya al norte de Ponce (conocido como La Puntita). Desde el punto de vista hidrogelógico, esta región no constituye una fuente significativa de agua subterránea debido a la naturaleza de las rocas que la forman. Aún así, existen bolsillos en valles aluviales interiores y zonas de fallas locales y fracturas en las rocas en toda la región, donde el potencial para producir agua es significativo si se localizan estas estructuras geológicas.
La geología de la Región Montañosa es el factor principal que limita su capacidad hidrogeológica, seguido de las pendientes de los suelos y las rocas. En esta región predominan rocas de origen volcánico como se ilustra en el mapa geológico general de Puerto Rico. Las rocas son predominantemente formadas de cenizas volcánicas y lavas, aunque en el sector de Maricao predominan las serpentinas (rocas compuestas de hierro, aluminio, magnesio, zinc, silica, y níquel). Las áreas en verde intermedio en el mapa geológico representan las zonas de rocas intrusivas de los batolitos de San Lorenzo y Utuado, principalmente granodiorita y cuarzo-diorita. Estas dos áreas forman depresiones rodeadas de montañas debido a los procesos de erosión milenarios, particularmente cerca de Adjuntas y Utuado. Aluvión y residuos de erosión forman los valles interiores de Cidra, Cayey y Caguas-San Lorenzo. El aluvión forma acuíferos de capacidad moderada donde operan pozos públicos y privados.
En general, las rocas de la Región Montañosa son induradas y de baja porosidad con capacidades limitadas de almacenaje de agua y tasas bajas de permeabilidad. La ubicación general de todos los pozos perforados en Puerto Rico hasta el 2005 se ilustra en la figura siguiente, mientras que inmediatamente bajo la imagen de los pozos se ilustran las baterías de pozos operados por la AAA hasta el 2020. En ambas figuras, particularmente en la de todos los pozos en la Isla, se denota la relativa baja densidad de pozos en la Provincia del Interior Montañoso. La excepción es en los valles interiores de Cayey, Cidra y Caguas-Gurabo, donde el espesor y permeabilidad del aluvión permite extracciones moderadas de agua subterránea. En otros sectores del interior montañoso (Aibonito, San Lorenzo, Coamo, y Comerío) operan pozos dispersos alimentados de agua que fluye por fracturas en las rocas volcánicas. Pero en general, la combinación de las pendientes escarpadas que aceleran el flujo de la escorrentía hacia las costas, y la baja permeabilidad de los suelos y las rocas en el interior, limitan la capacidad de esta zona como fuente de agua significativa.
POZOS HISTÓRICOS EN PUERTO RICO HASTA EL 2020 (DATOS DRNA)
POZOS DE LA AAA EN PUERTO RICO EN EL 2020 (DATOS AAA)
MAPA GEOLÓGICO DE PUERTO RICO
El Acuífero Inferior de la Región Norte de Puerto Rico (comúnmente conocido como el Acuífero Artesiano o Profundo), se extiende desde la parte este-noreste del embalse Guajataca hasta el llano costanero del Río de La Plata, y desde la costa hacia el sur aproximadamente hasta 15 millas. Sin embargo (como se detallas más adelante), su zona productiva es una fracción de esta área. El término "artesiano" implica que el agua en el acuífero se encuentra a presiones más altas que la atmosférica debido a rocas de baja permeabilidad que la confinan en su medio poroso. Este principio es similar a cuando bombeamos agua en un tubo a presión, siendo el metal del tubo el material confinante. En la Provincia del Norte las rocas principales que forman el Artesiano son de las formaciones Lares y Montebello, como se ilustra en la figura siguiente (aunque otras formaciones menores en extensión como las Mucarabones y Quebrada Arenas exhiben condiciones de semi-confinamiento). La formación confinante que yace parcialmente sobre estas formaciones es la caliza Cibao, que tiene en general un alto contenido de barro impermeable. En esta figura se detalla la extensión superficial de oeste a este de estas formaciones (su afloramiento en la superficie).
El espesor de las estratas saturadas del Artesiano en Barceloneta (Pozo NC-5 Tiburones hincado por el USGS) se estima en aproximadamente 1,000 pies. Hacia el oeste cerca de Isabela el espesor saturado es de cerca de 600 pies (piezómetro NC-11 (Otilio)), mientras que hacia el este el espesor saturado puede alcanzar 750 pies en los pozos no-confinados en el área del Paso del Indio cerca de Vega Baja. El espesor saturado disminuye hacia el sur hasta cero en las afloraciones de las calizas, mientras que hacia el mar el espesor es desconocido, aunque se afina gradualmente a medida que pierde presión en los puntos de descarga.
Zonas de Recarga: Las zonas de recarga al Artesiano incluyen las áreas de afloramiento de las formaciones Montebello y Lares, principalmente hacia el sur de la latitud 18º23’ N, en una línea de este a oeste aproximadamente a 15 millas desde la costa. Estudios del USGS (Renken, 2002) indican que las áreas que contribuyen más recarga al Artesiano incluyen la zona cercana al pueblo de Florida y las áreas al norte del pueblo de Morovis y el Río Indio. Estas zonas se ilustran en el recuadro en negro en la siguiente figura.
La recarga neta al Artesiano en las zonas donde este no está confinado se estima en cinco (5) pulgadas por año. Esta recarga es mucho menor que la recarga estimada para el Acuífero Superior debido a dos factores: la permeabilidad menor del Artesiano; y a la descarga de parte de la recarga que recibe el acuífero a los ríos que cruzan la Región del Karso. Esta descarga ocurre debido al drenaje a los ríos por conductos formados por la solución de las rocas calizas que a su vez reciben la recarga que se infiltra al Artesiano por la red de sumideros en las afloraciones de las formaciones Lares y Montebello.
Características Hidráulicas: La transmisividad del Acuífero Inferior es mayor en el área industrial de Barceloneta con valores de hasta 5,000 pies cuadrados por día. Estos valores de transmisividad se reducen rápidamente a 1,000 pies cuadrados por día entre el Río Grande de Arecibo y Río Grande de Manatí, reduciéndose más aún a valores entre 100 a 500 pies cuadrados por día en los extremos del acuífero hacia el este y el oeste. El espesor saturado máximo de las calizas del Acuífero Inferior se distribuye como sigue: la Formación San Sebastián, 1,030 pies; la Formación Lares, 1,015 pies; y la Formación Cibao con 700 pies (Rodríguez, USGS, 1998).
Capacidad de Producción Sustentable: La capacidad de producción sustentable del Acuífero Inferior se estima entre 5 a 7 mgd. Este estimado se basa en el flujo natural de los pozos artesianos industriales y de abasto público en el área de Barceloneta previo al desarrollo de pozos en las áreas de recarga en el pueblo de Florida. Datos del USGS establecen que en 1965, las presiones artesianas en la zona de Barceloneta alcanzaban hasta 160 #/pulg2. Luego del hincado de pozos al sur del área, hacia Florida, las presiones artesianas en los pozos de la zona de Barceloneta se han reducido significativamente como se ilustra en la siguiente figura. Es probable que la capacidad de recarga del Artesiano ocurra en un periodo mayor de tiempo al que ha tomado extraer el agua utilizada desde 1965. De ser así, esencialmente el acuífero está siendo minado irrevocablemente a menos que se reduzcan las extracciones en la zona de recarga, y posiblemente se induzca recarga artificial adicional.
Es importante indicar que el descenso desde 1970 en niveles artesianos de alrededor de 175 pies en el Acuífero Inferior en la zona de Manatí y Barceloneta, ha causado que muchos pozos que fluían de forma natural ahora requieran ser bombeados. Esto se debe a que el nivel artesiano se ha reducido por debajo del nivel de la tierra. Algunos de estos pozos son explotados a una razón de bombeo excesiva causando conos de depresiones en los niveles potenciométricos y efectos de carácter regional a medida que los conos de influencia se expanden y sobreponen entre pozos artesianos cercanos. Como resultado de esta interferencia de los pozos bombeados excesivamente, los sectores donde se operaban pozos artesianos no se recuperan a su nivel artesiano.
Contaminación Química: La contaminación química del Acuífero Inferior se limita a las áreas de recarga del mismo. Actualmente la planta de tratamiento de aguas usadas operada por la AAA en Florida descarga su efluente tratado a nivel secundario directamente al acuífero a través de un sumidero. Al momento esta práctica no aparenta tener impactos adversos en la calidad del agua subterránea extraída para abasto público del acuífero. Esto posiblemente se debe a que el tiempo de travesía del agua recargada en Florida hasta los pozos artesianos costaneros en Manatí y Barceloneta puede ser mayor de 1,500 años (Giusti y Bennett, 1976). Además, el acuífero actúa como un filtro biológico que separa los sedimentos, trazas de metales y compuestos orgánicos, y provee un ambiente para la digestión anaeróbica de nutrientes en el comienzo de la travesía hacia la zona confinada.
El Acuífero Inferior es afectado también por contaminación química asociada a la columna de agua salada que muchos pozos artesianos atraviesan en el Acuífero Superior, para poder extraer agua fresca confinada cerca del litoral costanero. Esta capa de agua salada ocurre naturalmente en la parte costanera profunda del Acuífero Superior o Llano, debido a la alta porosidad de las rocas y la elevación bajo el nivel del mar del fondo de dicho acuífero. El agua salobre en esta columna corroe y eventualmente rompe los sellos hidráulicos en los pozos artesianos profundos. Esto causa que el agua del Acuífero Inferior se escape al Acuífero Superior, y que agua salada pueda infiltrase hacia las camisillas de los pozos artesianos construidos en el Acuífero Inferior. Además, este escape de agua contribuye a reducir las presiones artesianas, que es vital para poder mantener la cantidad y calidad de agua del Acuífero Inferior. Esto ha motivado el uso de protección catódica y diseño de camisillas inoxidables para prevenir o minimizar el deterioro de los sellos y la estructura del pozo, y así mantener la integridad de la misma. Esta protección, sin embargo, es temporera debido a la agresividad erosiva del agua salada sobre los metales que forman la columna del pozo. Este problema ha precipitado reparaciones a muchos de los pozos artesianos costaneros construidos desde 1970 en áreas desde Manatí hasta Arecibo, para poder mantener la calidad del agua y reducir las pérdidas en presión. Uno de los procedimientos utilizados consiste en reparaciones de camisillas con roturas utilizando un sello anular o un “arreglo telescópico”. En ambos procedimientos se insertan tubos de menor diámetro en el tubo original afectado por la corrosión, permitiendo a la vez el sellado de las secciones del pozo entre los dos tubos concéntricos con concreto, grava y bentonita. Aún así, el USGS estima que varios pozos artesianos que se suplen del Acuífero Inferior descargan aproximadamente 2 mgd de agua de alta calidad a la zona de agua salobre del Acuífero Superior, debido a filtraciones en las columnas de tubería de los pozos.
