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Elia Hoz Zavala, Guadalupe de la Lanza Espino, Alejandro Álvarez Arellano

Características geológicas, sedimentológicas y químicas de un pequeño cuerpo de agua superficial (jagüey)

en el noreste de México

Investigaciones Geográficas (Mx), núm. 51, agosto, 2003, pp. 7-22,

Instituto de Geografía

México

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Investigaciones Geográficas, Boletín del Instituto de Geografía, UNAMNúm. 51, 2003, pp. 7-22

Características geológicas, sedimentológicas yquímicas de un pequeño cuerpo de agua superficial(jagüey) en el noreste de México

Elia Hoz Zavala*Guadalupe de la Lanza Espino**Alejandro Álvarez Arellano***

Recibido: 4 de junio de 2002Aceptado en versión final: 18 de noviembre de 2002

Resumen. Se determinaron las características geológicas, sedimentológicas y químicas de los sedimentos del fondode un pequeño cuerpo de agua superficial, denominado jagüey, en el noreste de México. El jagüey es una depresióncostera reciente cubierta por una delgada lámina de agua dulce de forma circular, de poca circulación, conpredominancia de arena-arcillosa en el fondo, lo que permite el contacto con el manto freático del que se alimenta através de filtraciones. Una delgada capa de sedimentos superficiales es ácida y el resto son sedimentos alcalinos,debido a la presencia de carbonato de calcio. El alto contenido de nitrógeno y fósforo en los sedimentos indican unimpacto en el jagüey a causa de la entrada de nutrientes alóctonos. Dada su poca profundidad, su circulaciónlimitada, una prolongada sequía y la alta tasa de evaporación, se considera a este cuerpo de agua en un estado dehipertrofia y senilidad, a pesar de tener un orígen geológico reciente.

Palabras clave: Geoquímica, reservorios naturales de agua, jagüeyes.

Geological, sedimentological and chemicalcharacteristics of a small superficial water body(jagüey) in Northern MexicoAbstract. The geological, sedimentological and chemical characteristics of the bottom sediments of a small superficialwater body locally called "jagüey" locaíed in northeastern Mexico were investigated. The jagüey is a recent circle-shaped coastal depression covered by a shallow layer of fresh water characterized by a poor circulation. The sandy-clayey bottom allows contact with underground water that supplies water through filtration. A thin layer of the topmostsediments is acid and the remainder are alkaline due to the presence of calcium carbonate. The high nitrogen andphosphorus content in sediments indícate an impact to the jagüey derived from the input of allocthonous nutrients.Given its little depth, limited water circulation, prolonged drought and high evaporation rate, this water body isregarded as hypertrophic and senile despite its recent geological origin.

Key words: Geochemistry, natural water reservoirs, jagüey.

INTRODUCCIÓN

El 28% de la recarga de los cuerpos de aguaen México se debe a la precipitación anual.La Comisión Nacional del Agua en México(CNA) tiene un estimado de recarga naturalde 48 km3 en 459 acuíferos y de 15 km3 derecarga inducida en áreas agrícolas; lo quehace una recarga anual de 63 knr1997).

(INEGI,

El Instituto Nacional de Estadística, Geogra-fía e Informática de México (INEGI), ha regis-trado 6 910 km2 de lagos y reservorios enMéxico, de los cuales 2 100 corresponden a

lagos y 4 810 son reservorios (INEGI, 1995).El 73% de los cuerpos de agua del paísestán impactados con un cierto grado decontaminación (CNA, 2001), por lo que re-sulta altamente prioritario definir su origen yevolución geológica, para determinar y eva-luar su tendencia e impacto antropogénico.Los jagüeyes, objetivo del presente estudio,son un tipo de pequeños reservorios su-perficiales que representan en el noreste deMéxico una importante fuente de suministrode agua para el consumo humano y paraciertas actividades agropecuarias (Hoz y Dela Lanza, 2002). A lo largo de la franja coste-ra del noreste de México, desde el municipio

*Asociación Tamaulipeca de Investigación Científica y Tecnológica, A. C. (ATICTAC), Tampico, Tamaulipas.**Departamento.de Zoología, Instituto de Biología, UNAM, Circuito Jardín Botánico Exterior, Cd. Universitaria, 04510,Coyoacán, México, D. F. E-mail: [email protected]***Universidad Autónoma de Saja California Sur, La Paz, Baja California Sur.

Elia Hoz Zavala, Guadalupe de la Lanza Espino y Alejandro Álvarez Arellano

de San Fernando hasta el de Altamira, hayjagüeyes; algunos de agua dulce influen-ciados por los escurrimientos de la SierraMadre Oriental y otros salinos, cuya recargaestá influenciada por la cuña salina. Actual-mente existen 20 jagüeyes (Hoz y De laLanza, 2002) entre ambas formas; aunquePrieto (1975) informó de aproximadamente40 en 1873, que han desaparecido por fac-tores naturales y antropogénicos, sin haber-se conocido sus características geológicas,físicas, químicas y biológicas.

Este trabajo aborda la geología de un jagüeycercano a la ciudad de Altamira y formaparte de una amplia investigación que inclu-ye calidad del agua y su biología, como ele-mentos integrativos para comprender, mane-jar y conservar estos cuerpos de agua en elnoreste de México.

ÁREA EN ESTUDIO

El área en estudio se encuentra a 1.5 km dela carretera Tampico-Ciudad Victoria, 5 km alnorte de la ciudad de Altamira, dentro de ladenominada zona industrial y en el municipiodel mismo nombre, al sur del estado deTamaulipas. Se ubica a los 22°26' de latitudnorte y 97°54' de longitud oeste y tiene unaaltitud de 30 msnm (Figura 1).

Por su ubicación geográfica, y conforme a laclasificación de Köppen, presenta el climaque se clasifica como Awo(e), que corres-ponde al grupo cálido húmedo, con unatemperatura media anual mayor que 22° C,su oscilación varía entre 7 y 14° C. Registralluvias en verano y sequía en invierno(García, 1981).

Figura 1. Localización del jagüey en Altamira, Tamaulipas, México(tomado de Hoz y De la Lanza, 2000).

Investigaciones Geográficas, Boletín 51, 20038

Características geológicas, sedimentológicas y químicas de un pequeño cuerpo de agua superficial (jagüey)...

La precipitación anual oscila entre 788.6 mmy 1 094 mm. El mes más lluvioso es junio,con 218.9 mm. Sin embargo, en los alrede-dores de Altamira se localizan pequeñasáreas con mayor grado de humedad, endonde la precipitación anual va de 1 068.5 a1 578.5 mm. El promedio mensual es de 280mm (INEGI, 1983a). La evaporación pro-medio anual en la zona alcanza 1 520.8 mm(hasta 1986), siendo el mes de agosto el demayor evaporación, 172.9 mm en promedio(CNA, rep. clim. 1990-1995).

Por su situación geográfica, Altamira se en-cuentra influenciada por el centro de lasbajas presiones ecuatoriales y por el delas altas presiones de la latitud 30° N. Por suvecindad con el Golfo de México también seve influenciada por los centros ciclónicos yanticiclónicos, cuyos vientos alcanzan veloci-dades de 170 km/h y ráfagas de 240 km/h(INEGI, 1983a).

Fisiograficamente el área en estudio se ubicaen la provincia Llanura Costera del GolfoNorte, y corresponde a la subprovincia Lla-nura Costera Tamaulipeca, en los límites conla subprovincia Llanuras y Lomeríos que seencuentran al oeste. Geológicamente laregión está cubierta por rocas sedimentariasterciarias de la provincia llamada cuencaTampico-Misantla, constituida por una poten-te secuencia de sedimentos marinos areno-arcillosos. La limitan principalmente estruc-turas orogénicas del inicio del Cenozoico; alnorte, la Sierra de Tamaulipas, al occidentela Sierra Madre Oriental y la Antefosa deChicontepec y, al sur, el Macizo de Teziutlán.En esta cuenca los depósitos terciariosocurrieron en un marco de regresión generaldel mar hacia el este, que fue dejandosucesivas bandas de afloramiento paralelasa la actual línea de costa (INEGI, 1983a;INEGI, 1984).

Conforme a las cartas de suelos del INEGI(1983b), los suelos en la zona no son pro-fundos, ya que son menores a 90 cm de

espesor, presentando obstrucción superficialde 5 a 15% y sin fases diúricas en sushorizontes. En la parte superficial tienen unpH ácido, son de textura arcillo-arenosa, ylas calizas y el carbonato de calcio puropermanecen inalterados, no mostrando sig-nos de intemperización (SARH, 1973). A ma-yor profundidad el pH es alcalino, con granacumulación de carbonato en la parte arci-llosa y altos contenidos de calcio asimilables,lo que hace suponer que este subsuelo seha derivado de rocas calizas.

El sitio de estudio se encuentra en la regiónhidrológica San Femando Soto La Marina enla Cuenca Laguna de San Andrés-LagunaMorales. La corriente fluvial más importantey principal recurso hidrológico es el río Bar-berena, que nace en la Sierra de Tamaulipasy se ubica en la parte norte del municipio deAltamira. La unidad geohidrológica en lazona de Altamira corresponde al materialconsolidado de permeabilidad baja que estáformado por lutitas y areniscas de lasformaciones Cárdenas y Méndez del Cretá-cico Superior. Las condiciones de baja per-meabilidad se deben principalmente a sucomposición arcillosa, su escasa fragmen-tación y la horizontalidad de sus estratos.La recarga de los acuíferos se debe a lainfiltración directa del agua pluvial a travésde las unidades litológicas que presentancondiciones de permeabilidad favorable,sobre todo los cauces de ríos y arroyos yaquellas unidades con características estruc-turales (fallamiento y fracturamiento) quefavorecen la infiltración. El flujo subterráneoen el área, por lo general, conserva la direc-ción de las corrientes superficiales de oestea este, con bajo flujo de energía (INEGI,1983a).

Altamira se localiza en la denominada selvabaja caducifolia, tular, pastizal cultivadoy agricultura de temporal (INEGI, 1983b);sin embargo, este tipo de vegetación ha si-do muy afectada, quedando en la actualidadpredominantemente huizachal (Acacia

Investigaciones Geográficas, Boletín 51, 2003 9


farnesiana), así como pasto esparto predo-minante en suelos agrícolas abandonados.

González Medrano (1966) considera que enel noreste de Tamaulipas la vegetación es detipo mezquital y que las partes con pastizalse deben a factores edáficos particulares,como el exceso de sales para el caso de sa-cahuistal de Spartina spartinae y el pastizalhalófilo de Monantochlöe littoralis y Distichlisspicata.

METODOLOGÍA

Del jagüey estudiado, que se ubica a los22°26' de latitud norte y 97°54' de longitudoeste, se seleccionaron dos sitios de mues-treo; uno en la parte sur y otro en la norte.Este jagüey, que no alcanza una dimensiónmayor a una hectárea, es el menos afectadopor las actividades humanas en la región.

Se determinaron la extensión del jagüey y labatimetría con base en la configuración del

lecho o fondo, para lo cual se tomaron comoreferencia los mapas topográficos y desuelos de la SARH (1973), escala 1:50 000 ylos mapas de la síntesis geográfica delestado de Tamaulipas de 1983.

Para la determinación de la extensión yprofundidad del jagüey se estableció la cotade cero desde la superficie del cuerpo deagua. La profundidad se midió en los vérticesde una retícula de 5 m por lado, orientadanorte-sur, oriente-poniente (Figura 2).

Se realizaron seis visitas al área aledaña aljagüey para determinar las característicasgeológicas e hidrológicas de la misma, através de observaciones directas y de son-deos eléctricos (basado en la conductividaddel agua en el subsuelo, para detección delmanto freático). Se perforaron dos pozos conuna barrena sacamuestras, uno de 10 m deprofundidad para el sondeo y otro de 30 m,para encontrar el nivel piezométrico dereferencia. Se perforaron otros dos pozos,

O 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Figura 2. Sección que establece las dimensiones y profundidad del jagüey.

10 Investigaciones Geográficas, Boletín 51, 2003

Características geológicas, sedimentológicas y químicas de un pequeño cuerpo de agua superficial (jagüey).

uno al norte y otro al sur del jagüey, conprofundidad inicial de 2 m, continuando taperforación hasta 4 m, donde se encontró elnivel piezométrico. También se consideró lainformación proporcionada por PEMEX Ex-ploración Altamira (comunicación personal)y lo referenciado por López-Ramos (1979),para complementar la información geoquí-mica del agua y la estratigrafía del lugar.

Se determinó la granulometría de las mues-tras de sedimento con base en la metodolo-gía propuesta por Alegría y Zamora (1985),que se basa en la cuantificación porcentualgranulométrica de arena, limo y arcilla pre-sente en el sedimento, a través del paso departículas por tamizado de mallas del No. 10(abertura de malla de 2.00 mm), 20 (aberturade 0.84 mm), 40 (abertura de 0.42 mm), 60(abertura de 0.25 mm), 100 (abertura de0.149 mm) y 200 (abertura de 0.074 mm).De acuerdo con ello, las arenas gruesas,medias y finas presentan un tamaño que vade 2 a 0.2 mm, los limos gruesos y finos,un tamaño de 0.02 a 0.006 mm y lasarcillas gruesas y finas oscilan entre 002 a0.0006 mm.

De acuerdo con la composición y porcenta-jes calculados por temporada, se elaboró undiagrama de depositación de materiales enel interior del jagüey y se estableció la formaen que se produce su movimiento en funciónde la época del año. Para ello se conside-raron las metodologías propuestas porPettijohn (1956) y Folk (1969).

En el análisis de los sedimentos se tomaronen cuenta aquellos parámetros que pudierandar mayor referencia en cuanto al marcoambiental del cuerpo de agua. Se tomócomo referencia, tanto para el muestreocomo para el análisis, el Manual de análisisde suelo, agua y plantas de la SARH (1975),APHA (1976) y Mata (1992), así como elManual de suelos de Palmer y Troeh (1989)y los Criterios Ecológicos de Calidad deAgua establecidos en el Diario Oficial de la

Federación CE-CCA-001/89 y el Manual deGeotecnia de Alegría y Zamora (1985).

En cuanto a la elección de parámetros quími-cos en el sedimento, se tomó como baseaquellos propuestos por Hoz y De la Lanza(2000) que fueron: grasas y aceites, fósforototal, nitrógeno total, materia orgánica (%),pH, conductividad, sulfatos, fenoles, cianuro,cromo, cadmio, fierro y plomo, que represen-taron la geoquímica local, y también se de-finieron la permeabilidad, el uso actual delsuelo, así como los procesos de erosión ydepósito

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El área en estudio corresponde a una topo-forma de llanura inundable, cuyo origengeológico es la acreción costera por sedi-mentación de materiales terrígenos prove-nientes del acarreo fluvial y redistribuidos porlas corrientes litorales marinas cuyo patrónde sedimentación y de circulación tiene unaorientación general de norte a sur.

El agua de estos jagüeyes es dulce, aunestando cerca de la costa, debido a que sonalimentados por flujos de agua subsuperficialde los acuíferos subaéreos que afloran lo-calízadamente en depresiones topográficasaisladas.

La secuencia estratigráfica del área enestudio consiste en rocas y sedimentos delTerciario y Cuaternario. El afloramiento re-presentativo de rocas terciarias se localizaen la entrada del boulevard Petrocel, cercade la carretera Tampico-Ciudad Mante, amenos de 2 km del sitio en estudio. Esteafloramiento consiste de formaciones calcá-reas, cuya edad más antigua es del Oligo-ceno. Se le denomina Formación Mesón. Lasuprayace, en discordancia, una caliza(Bounstone) coquinoide de edad Pleistoce-no. Se observa una delgada capa de are-nisca roja indicando esta discordancia.Sobre estas rocas se encuentran sedimentos


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areno-arcillosos y arenas del Cuaternario(López-Ramos, 1956; González, comunica-ción personal; Figura 3).

También se observó en una excavación rea-lizada para la construcción de una plantapetroquímica, localizada a 2.5 km al noroestedel jagüey estudiado, un afloramiento decoquina pleistocénica cubierto por una se-cuencia areno-arcillosa. La aparición de lacoquina aflorando hace suponer la existenciade un fuerte paleorrelieve tipo kárstico en elsubsuelo y las depresiones topográficas deeste antiguo relieve pueden estar relacio-nadas con el jagüey. Los afloramientos deesta roca coquinoide funcionan como áreade recarga para el acuifero de esta roca enel subsuelo debido a su alta permeabilidad(González, comunicación personal).

Al perforar los dos pozos, se logró localizarel nivel piezométrico a cuatro metros deprofundidad y el nivel freático a tres metros,lo que demuestra lo somero de estos nivelesy su influencia en la recarga del jagüey(Figura 3). De las muestras colectadas en lospozos, de las observaciones en los aflora-mientos citados y de los registros eléctricosse pueden distinguir las siguientes unidadeslito estratigráficas:

a) Arena color café claro de grano fino conpartículas de cuarzo, plagioclasa rosa, vidriovolcánico y magnetita negra. Su color sedebe a la presencia de materia orgánica, li-geramente húmeda y compacta. El espesormedido fue de 30 cm.

b) Arena color crema, sin compactar, degrano fino con partículas de cuarzo, vidriovolcánico, plagioclasa rosa y magnetitanegra, ligeramente húmeda. No calcárea. Suespesor alcanza 20 cm y es muy porosa.

c) Arena-arcillosa de color gris claro verdosocon vetillas de color rojo y amarillo. Con par-tículas de cuarzo fino. Es un sedimentoplástico al estar húmedo (arcilla tipo mont-

morillonítica). A través de sondeo eléctricose infirió un espesor de 10 m para estaunidad.

d) Caliza (Bounston). Corresponde a una co-quina pleistocénica de color amarillo claro.Intemperiza a color blanco. Contiene abun-dantes bioclastos unidos con cementante decarbonato de calcio. Muestra una estratifi-cación cruzada, con echado preferente aleste. No se observó compactación. Tieneporosidad primaria alta. El espesor inferidopor sondeo eléctrico es variable, pudiendollegar a ser hasta de 30 m. Esta unidad fuela que se observó aflorando en la excavaciónal noroeste del jagüey

e) Arena roja de grano fino. Contiene granosde cuarzo mezclados con arcilla laterítica decolor rojo con espesor variable de unoscuantos centímetros.

f) Caliza (Packstone). Corresponde a la For-mación Mesón (caliza areno-arcillosa) deedad Oligoceno, es de color crema, conabundantes bioclastos (conchas) y estratifi-cación masiva. Se encontró calcita recristali-zada y dolomitizada, dura y porosidad pri-maria debido a los bioclastos.

El jagüey se encuentra dentro de una se-cuencia estratigráfica que muestra la graninfluencia de la zona costera en su origen; esdecir, dentro de una interacción del mar so-mero, el continente y las aguas epicontinen-tales, tal como lo señalan algunos autorescomo Yáñez (1986).

La estratigrafía del lugar confirma también elorigen del jagüey como un cuerpo de aguaformado por el embalsamiento de agua dulceproveniente de un flujo subterráneo muysomero debido a depresiones topográficas,probablemente de origen kárstico, que llegana alcanzar el nivel freático.

La textura de los suelos en la región engeneral corresponde a una capa superficial


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(no mayor a 60 cm) formada principalmentede arena, que permite un mayor flujo ytransportación de materiales disueltos, a di-ferencia de la zona areno-arcillosa subya-cente donde el movimiento es más lento,debido a la baja permeabilidad por la pre-sencia de arcilla (SARH, 1973). La presenciade la caliza coquinoide determina la alcalini-dad del subsuelo. La capa arenosa super-ficial, es muy delgada debido a la deflaciónpor el viento, cuya dirección dominante es alnoreste.

En relación con la batimetría del jagüey, laprofundidad máxima registrada fue de 3.5 my la mínima de 70 cm en las márgenes(Figura 4). La conformación del mapa bati-métrico muestra al jagüey como un cuerpode tipo cóncavo de sección circular con lamayor profundidad al centro. No se observancorrientes significativas en el interior de estecuerpo de agua; sin embargo, las ligerasdiferencias de elevación en los niveles pie-zométricos observados en los pozos supone

la existencia de un flujo de oeste a este, quedebe ser muy activo en época de recarga porprecipitación pluvial. Este flujo transportasedimentos y carga disuelta en esa mismadirección.

No existen corrientes superficiales ae aguade alta energía y, por tanto, son de pocaimportancia sus efectos sobre el relieve. Apesar de ser un área relativamente joven,geológicamente, se comporta de una manerasenil en la superficie, donde se conforma unatopoforma tipo penillanura. En cambio, sucomportamiento en el subsuelo es activo, esdecir, como cuenca geohidrológicamentejoven, con aportes de agua hacia el exterior(González, comunicación personal).

En los pozos perforados se detectó que a laprofundidad de dos metros existía una zonade capilaridad. A tres metros se encontró elnivel freático y a cuatro metros, un nivelpiezométrico o superficie potenciométrica. El

Figura 4. Batimetría e isobatas del jagüey ubicado en Altamira, Tamaulipas.


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sedimento perforado lo constituye la arenaarcillosa de color gris verdosa, con vetillasrojas y amarillas, cuya baja permeabilidadprovocó un efecto de supresión; es decir, elagua con cierta carga hidráulica en el sub-sueto se vio confinada e impidió su ascensopor el de la capa de arena-arcillosa queactúa como horizonte impermeable. Al rom-perse esta capa areno-arcillosa, con motivode la perforación, el agua subió de 4 m deprofundidad a un nivel de 3 m.

Se observaron permeabilidades superficialesaltas, de 0.027 cm/s, hasta una profundidadde 50 cm (zona de arena). A partir de estaprofundidad las permeabilidades decrecieronhasta 2.7 x 105 cm/s (zona areno-arcillosa),lo cual indica que una parte del agua me-teórica que se infiltra fluye por el subsueloencima de la arena arcillosa, hacia losjagüeyes; y otra, forma parte de los acuíferosmás profundos localizados en el área. Lasarenas más someras sirven de conductopara las aguas meteóricas, por su gran per-meabilidad. Las arenas arcillosas, dada subaja permeabilidad, se comportan como se-llos y receptoras de material fino y disuelto,ya que se observó alteración e impregnaciónquímica alóctona en ellas. En la capa dearena no se apreció impregnación ni altera-ción, ya que el agua pasó a través de ellacon cierta rapidez.

La composición sedímentológica del jagüey yde su área aledaña se muestra en las Tablas1,2 y 3.

El análisis del suelo colindante al jagüey, deacuerdo con el Sistema Unificado de Clasi-fícación de Suelo (SUCS), propuesto porCasagrande en 1942 (Alegría y Zamora,1985), indicó ser de tipo SM, compuesto porarenas limosas. Más del 12% pasó por lamalla 200 (Tabla 1).

La composición del suelo fue arenosa, carac-terizada como permeable, con una infiltra-ción de 12.6 cm/h (SARH, 1973); por consi-

guiente, en ese suelo el ensalitramiento espoco probable. De acuerdo con el grado desaturación, el estado del suelo es ligeramen-te húmedo.

La composición de los sedimentos del jagüeyfue SM; es decir, la misma que la del sueloaledaño. Sin embargo, el grado de satura-ción fue del 50%, por lo que se les clasificacomo suelos húmedos a muy húmedos(Alegría y Zamora, 1985; Tablas 2 y 3).

De la cuantificación porcentual del contenidode las fracciones texturales principales(arena, limo y arcilla) del sedimento deljagüey muestreado a lo largo de un año deestudio, se elaboraron las figuras de deposi-tación sedimentológica, que señalan un mo-vimiento de los sedimentos a través deltiempo (Figura 5). La depositación parecetener la tendencia de realizarse de sur anorte, dado que, de acuerdo con la Figura 5y por observación directa en campo, en lamargen sur del jagüey es donde se presentala mayor erosión, la cual es fácilmente ob-servable durante la época de seca o estiaje,cuando el nivel de profundidad del cuerpo deagua disminuye de 3.5 m a 1.5 m y dejadescubierta a una gran parte de su fondo.Por otra parte, observando la composicióntextural de los sedimentos, en la parte su-reste del jagüey, se encontró 18.4% de arci-lla y 81.6% de arena y, en la parte norestedel jagüey, se determinó 30.32% de arcilla y69.68% de arena, lo que confirmaría la ten-dencia del depósito hacia la parte norte delreservorio.

Cabe mencionar que la disminución en elnivel del agua se observó durante 1994y 1995. Sin embargo, desde principios de1996, debido a la sequía tan severa quese dejó sentir en la zona, el nivel de aguadecreció hasta mantener un tirante deagua de sólo 50 cm. Esto muestra el efectoque también han experimentado los mantosacuíferos por la falta de recarga, al descen-der drásticamente la precipitación pluvial.


Elia Hoz Zavala, Guadalupe de la Lanza Espino y Alejandro Alvarez Arellano

Tabla 1. Análisis de mecánica de suelo de la zona aledaña al jagüey

Muestra

Peso vol. húmedo kg/m3

Peso vol. seco suelto kg/m3

% que pasa por la malla

10

20

40

60

100

200

Límite líquido %

Límite plástico %

Contracción lineal %

Densidad de sólido g/cm3

Contenido natural de agua %

Clasificación SUCS

Grado de saturación %

1

1 137

1 192

99.82

99.60

98.90

90.32

29.56

18.08

14.4

N.P.

N.P.

2,72

1.70

S.M.

3.6

2

1 246

1 351

99.85

99.53

98.96

9110

28.86

16.39

15.60

" N.P.

N.P.

2.73

0.50

S.M.

1.34

3

1 034

1 246

99.74

99.42

98.86

93.14

32.38

21.30

18.90

N.P.

N.P.

2.67

3.30

S.M.

7.71

4

1 149

1 384

99.78

99.68

99.18

92.74

29.48

8.76

1490

N.P.

N.P.

2.72

0.50

S.M.

1.41

Tabla 2. Análisis de mecánica de suelos de los sedimentos del jagüey del lado sureste

Muestra

Peso vol. húmedo kg/m3

Peso vol. seco suelto kg/m3

% que pasa por la malla

10

20

40

60

100

200

Límite líquido %

Limite plástico %

Concentración lineal %

Densidad de sólido g/cm3

Concentración natural deagua %Clasificación SUCS

Grado de saturación %

Febrero

702

1 070

100

100

98

88

34

22

21.7

NP

NP

2.63

13.4

S.M.

24.17

Marzo

864

1 109

100

100

99

90

34

12

19.4

NP

NP

2.62

5.4

S.M.

37.31

Abril

1 268

1 311

100

100

98

85

23

6

17.8

NP

NP

2.62

0.7

S.M.

46.71

Mayo

1 121

1 176

100

100

99

88

29

15

20.9

NP

NP

2.59

1.4

S.M.

45.02

Junio

1 132

1 207

100

100

99

88

44

22

18

NP

NP

2.67

2.4

S.M.

39.65

Septiembre

1 065

1 141

100

100

99

94

34

18

22.3

NP

NP

2.5

4.4

S.M.

46.81

Octubre

1 094

1 151

100

100

99

92

42

24

20.8

NP

1.6

2.52

2.9

S.M.

44.07


Características geológicas, sedimentológicas y químicas de un pequeño cuerpo de agua superficial (jagüey)

Tabla 3. Resultados de la mecánica de suelos de los sedimentos del jagüey del lado noreste

MuestraPeso vol. húmedo kg/m3

Peso vol. seco suelto kg/

m3

% que pasa por la malla10

20

40

60

100

200

Límite liquido %Límite plástico %Concentración lineal %Densidad de sólido g/cm3

Concentración natural deagua %

Clasificación SUCSGrado de saturación %

Febrero810

1 070

100

99

98

92

41

20

18.6NPNP

2.616.8

S.M.33.73

Marzo736

1 047

10010099924725

16.9NPNP

2.597.4

S.M.29.7

Abril1 1081 178

100

100

99

88

56

2217.7NPNP

2.632.6

S.M.37.77

Mayo1 0921 186

100

100

99

93

4015

19.1NP

NP2.621.6

S.M.41.39

Junio1 1861 269

100

100

100

88

26

14

19.6NP

NP2.62

2

S.M.48.23

Septiembre1 1941 281

100

100

100

9476

55

18.1NP

NP

2 611.7

S.M.45.53

Octubre1 1411 205

100100

99

90

50

27

18.614.41.4

2.612.7

S.M.41.64

Según lo observado en microscopio y toman-do como base las características en cuanto atamaño, forma y fases de madurez textural,se observó cuarzo con manchas de colorámbar en el exterior y no se encontraronfeldespatos. Algunas de las rocas presen-taron impregnación de aceite. En el norestese registraron pequeñas cantidades de resi-nas. Las dos muestras registraron arenasmuy finas (cuarzosas). Aproximadamente el97% de lo observado en la laminilla corres-pondía a granos de cuarzo que variaban decolor ámbar a incoloro y con aspecto cristali-no, subredondeadas; 2% fueron granos depedernal de color obscuro y 1% de fragmen-tos de roca silicificadas.

Al agrupar el tipo de sedimentos según sucomposición mineralógica en cuarzo, arcillasy fragmentos de roca, se observa que lamuestra del lado sureste del jagüey registraun 79.15% de cuarzo, 18.4% de arcilla y2.45% de fragmentos de roca o pedernal y laparte noreste un 67.58% de cuarzo, 30.32%de arcilla y 2.10% de fragmentos de roca o

pedernal.

Tomando la clasificación de Pettijohn (1956)y refiriéndose a los resultados anteriores, ellado sureste del jagüey presenta areniscascuarzosas y el lado noreste grauvaca lítica.

La ausencia de feldespatos indica una altaintensidad de intemperismo en la zona, loque explica, a su vez, la mayor presencia dearcillas en el subsuelo (Carranza, 1986).

El sedimento formado de arena fina tieneuna alta permeabilidad, lo que propicia unaactiva interacción entre el acuífero y el ja-güey y al mismo tiempo promueve el flujosubterráneo. Esta condición también favore-ce en gran medida el transporte de materia-les disueltos y contaminantes como grasasy aceites, materia orgánica, fósforo total ynitrógeno total contenidos en la columna deagua y que pueden ser retenidos por elsedimento. Durante el período de estudio yante la sequía prolongada, este proceso dedispersión y transporte se ha visto reducido,


Investigaciones Geográficas, Boletín 51, 200318



dando lugar ai proceso inverso de absorciónde algunas substancias orgánicas e inorgáni-cas y a la precipitación de sales, provocandoun impacto negativo en el jagüey, como seha visualizado in situ.

Los resultados mostraron altas concentracio-nes de grasas y aceites en el sedimento conun promedio de 1 868 ppm, siendo la posiblecausa las altas concentraciones de materiaorgánica con una coloración amarillenta en lasuperficie del agua. La concentración de fós-foro fue alta en el sedimento con un pro-medio de 3.15 ppm y la de nitrógeno totalde 512 ppm, lo que indica el gran aporte dematerial alóctono de nutrientes debido proba-blemente a la presencia de un basurero en ellado noreste del área (Tablas 4 y 5).

También se registraron altas concentracio-nes de materia orgánica (5.26% promedio),el pH fluctuó de cuatro a seis a lo largo del

año, probablemente resultado de la descom-posición anaeróbica de la materia orgánica.Estos datos muestran que la columna deagua en el jagüey tiende a la eutrofización apesar de la eficiente capacidad de adsorción,retención y adhesión del sedimento. La con-centración de materia orgánica fue variabledebido a la textura del sedimento. Debido aque la arena de clase fina fue la predomi-nante, el contenido de materia orgánica semantuvo bajo (De la Lanza, 1994).

La conductividad presentó un promedio de119 Scm1, mientras que los sulfatos, 12.1ppm (Tablas 4 y 5). Los metales traza fueronindetectables y tanto el fenol, con 0.97 ppmpromedio, como el cianuro, con menos de0.001 ppm, no fueron significativos, lo que in-dica la ausencia de contaminación industrialocasionada por estos componentes (Tablas4 y 5)

Tabla 4. Parámetros fisicoquímicos y de metales, tomados en el lado sureste del jagüey

Parámetros

Materia orgánica %

PH

ConductividadmS/cnv'

Fosfato ppm

Sulfato ppm

Grasas y aceites ppm

Nitrógeno ppm

Fenoles ppm

Cianuro ppm

Cromo ppm

Cadmio ppm

Plomo ppm

Fierro ppm

Febrero

948.74

5.6

65.4

16.2

50

720

644

0.6

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

5.6

Marzo

949.12

5.4

191

2.5

25

40

660.8

0.6

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

7.4

Abril

947.34

6.7

236

1.2

20

180

352.8

0.9

<0.001

<0.01

<0.001

<0 01

1.3

Mayo

945.05

6.7

108

0.6

<0.01

660

879.2

1.08

0.001

<0.01

<0.001

<0.01

7.4

Julio

943.53

5.1

148

<0.01

<0.01

7240

649.6

1.08

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

3.5

Sept.

943.17

5.8

146.4

3.8

<0.01

1660

308

2.4

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

4

Octubre

943.53

5.9

107.2

0.3

19.75

2840

302.4

0.8

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

2.5

Diciembre

943.72

6.7

115.3

0.6

12

1600

300

0.6

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

4

Prome-

dio5.53

5.99

140

3.15

15.8

1868

512

1.01

0

0

0

0

4.46



Tabla 5 Parámetros fisicoquímicos y de metales, tomados en el lado noreste del jagüey

Parámetros

Materia orgánica %pH

ConductividadmScm1

Fosfato ppm

Sulfato ppm

Grasas y aceites ppm

Nitrógeno ppm

Fenoles ppm

Cianuro ppm

Cromo ppm

Cadmio ppm

Plomo ppm

Fierro ppm

Febrero

94

9.275.9

100.8

3.8

40

20

868

0.6

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

7.5

Marzo

94

7,984.9

127

2.4

10

80

599.2

0.6

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

7.35

Abril

94

6.916.2

143.8

1.2

25

320

792.4

1.98

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

7.4

Mayo

94

4.416.5

131.5

<0.01

<0.01

880

644

1.68

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

7.4

Julio

94

3.134

163.4

<0.01

<0.01

920

128.8

0.88

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

1.5

Sept.

94

3.395.6

99.7

3.7

<0.01

820

190.4

0.8

<0.001

<0.01

<0.001

<O.O1

0.8

Octubre

94

3.395.4

80

0.3

11.85

2080

308

0.6

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

1.6

Diciem-

bre

943.575.8

102.5

1.2

10

880

500

0.6

<0.001

<0.01

<0.001

<0.01

6

Prome-

dio

5.265.54

119

1.58

12.1

750

504

0.97

0

0

0

0

4.94

Entre las actividades que inciden negativa-mente en el cuerpo de agua está el asenta-miento de un basurero en la parte norestedel jagüey; estos residuos se mantienen a!aire libre, lo que en época de lluvias y ci-clones incrementa fuertemente el impactosobre el cuerpo de agua.

CONCLUSIONES

La estratigrafía confirma el origen recientedel jagüey, cuya depresión puede estar rela-cionada con un proceso de karstificación delas calizas plestocénicas subyacentes. Lossedimentos areno-arciltosos que se presen-tan en la superficie pudieron depositarse enel marco general de acreción costera. Laausencia de corrientes superficiales de altaenergía no ha impedido la disección delrelieve, lo que produce un paisaje de apa-rente madurez geomorfológica.

Los estudios geotécnicos han determinadoque debido a la composición de arena finaen la capa superficial del sedimento de!jagüey, se presenta una alta permeabilidad

que permite el intercambio hidrodinámicoentre este cuerpo de agua y el acuífero,cuando este último se encuentra recargadopor la infiltración del agua de lluvia, queayuda a la remoción y arrastre de materialesdisueltos que han quedado en el sedimento,de donde algunos compuestos son incorpo-rados al agua del acuifero y por el flujo serántransportados, a diferencia de sustanciascomo grasas, aceites y fenoles, que sonabsorbidas en la capa arcillosa donde per-manecen durante más tiempo. Por lo ante-rior, puede decirse que el jagüey presentados etapas, una de dilución y una de con-centración de materiales.

La topografía y la batimetría muestran que eljagüey es un cuerpo de agua circular de tipocóncavo con su mayor profundidad al centro.La depositación de sedimentos en el jagüeyes preferentemente sobre su margen nortey la erosión sobre la margen sur, aunque nose observan corrientes superficiales impor-tantes; los desniveles piezométricos inducenun flujo, sobre todo en época de recarga víaprecipitación pluvial. Esto es lo que conduce

20 Investigaciones Geográficas. Boletín 51, 2003


a un arrastre de sedimentos y sustanciasdisueltas entre el jagüey y el acuífero. Laprolongada sequía durante el período deestudio causó la acumulación y precipitaciónde sales en los sedimentos del jagüey,debido a la poca circulación y restricción delflujo subterráneo.

La composición litológica del lugar muestraque la parte superior del suelo es de unacapa delgada (no mayor a 60 cm) formadaprincipalmente de arena, que permite unmayor flujo y transportación de contami-nantes atrapados en la zona arenosa, a dife-rencia de la zona areno-arcillosa donde elmovimiento es más lento debido a la bajapermeabilidad causada por la presencia dearcilla.

En el análisis del sedimento y agua se distin-gue al jagüey desde el punto de vistalimnológico como un cuerpo con caracterís-ticas eutróficas con tendencia a la hipertrofia,derivado de la falta de movimiento y circula-ción limitada, consecuencia de la baja in-fluencia eólica y el escaso flujo del mantofreático que lo inducen a comportarse comomonomíctico, aunque en la época de ciclo-nes se considera polimíctico.

Los datos muestran que el jagüey recibe unconsiderable suministro de nutrientes, lo queincrementa la tendencia a la eutrofización delcuerpo de agua. Sin embargo, la gran capa-cidad amortiguadora y de retención del se-dimento posibilita que el nitrógeno y fósforosean mantenidos en niveles bajos en lacolumna de agua eficientemente y posibilitaque el jagüey se recobre gradualmente através del año, en condiciones climáticasapropiadas.

Las concentraciones de materia orgánica,fósforo y nitrógeno total, así como grasas yaceites en el sedimento, señalan un impacto;sin embargo, el sedimento arenoso permitela infiltración hacia el manto freático que pro-mueve el transporte de estos compuestos en

dirección este hacia el mar.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen ampliamente al Ing.Vicente González Ávila por su inestimableasesoría y apoyo en la interpretación delos resultados, así como al Técnico SalvadorHernández Pulido y al Biol. Juan CarlosGómez Rojas por su asistencia en latranscripción del manuscrito.

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