1 Estimación de índices de vulnerabilidad por aplicación de plaguicidas en …cmas.siu.buap.mx/portal_pprd/work/sites/rlac/resources/... · 2017-01-09 · A partir de estudios

Revista Latinoamericana el Ambiente y las Ciencias 7(16): 1-21 2016

1

1 Estimación de índices de vulnerabilidad por aplicación de plaguicidas en suelos de

cultivo florícola usando los métodos DRASTIC y SINTACS.

Estimation of vulnerability indexes by pesticide application in soils of flower crops by

using DRASTIC and SINTACS methods

1Aldo Velázquez Zepeda, 1Juan Carlos Sánchez Meza, 2Salvador Adame Martínez, 2Jorge

Paredes Tavares.

1Facultad de Química, Universidad Autónoma del Estado de México (UAEMex). Vicente

Guerrero 17. San Felipe Tlalmimilolpan. CP 50250. Tel. +55 (722)3031087. Toluca, Estado de

México. E-mail: [email protected]

2Facultad de Planeación Urbana y Regional. UAEMex. Toluca, Estado de México.

RESUMEN. El presente trabajo se enfoca en la determinación de los índices de

vulnerabilidad intrínseca y específica a la contaminación de acuíferos por plaguicidas

(organofosforados y carbámicos) mediante el uso de los modelos paramétricos DRASTIC y

SINTACS, para la identificación de las zonas florícolas vulnerables presentes en 18

comunidades en el municipio de Villa Guerrero, Estado de México.

Los índices de vulnerabilidad específica obtenidos son consistentes para ambos modelos,

obteniéndose la caracterización de baja a media. Las zonas del acuífero donde se destacan

los niveles mayores de vulnerabilidad específica para ambos métodos corresponden a la

región central del municipio, debido a características similares de las unidades geológicas,

de los valores de las pendientes y presencia de suelos arenosos, lo que indica que se favorece

a la infiltración y la baja velocidad de la escorrentía.

Para el método DRASTIC los valores de índices de vulnerabilidad específica calculados con

coeficientes desde 108 hasta 136 (74-120: vulnerabilidad baja y 121-167: vulnerabilidad

media). Para el método SINTACS los valores de vulnerabilidad específica calculados con

coeficientes desde 101 hasta 120 (81-105: vulnerabilidad baja, 106-140: vulnerabilidad

media).

Recibido: Agosto, 2016

Aprobado: Octubre, 2016


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ABSTRACT. The present work focuses on the determination of the intrinsic and specific

vulnerability to pollution by pesticides index (organophosphoric and carbamic) through the

use of the parametric models DRASTIC and SINTACS, in order to identify the flower-

growing regions most vulnerable for 18 communities in the municipality of Villa Guerrero,

State of Mexico. The calculated indexes for both models are consistent, the specific

vulnerability characterization as low and median, was obtained. It should be noted the aquifer

zones that showed high values of specific vulnerability, are in the central region of Villa

Guerrero, due to the similar characteristics of the geological units, the slope and the presence

of sandy soils, indicating that infiltration process may be present due to low rate of runoff.

The calculated values of DRASTIC for specific vulnerability were from 108 to 136 (74-120:

low vulnerability and 121-167: median vulnerability). The obtained values of SINTACS for

specific vulnerability were from 101 to 120 (81-105: low vulnerability and 106-140: median

vulnerability).

Palabras clave: Acuíferos, agroquímicos, organofosforados, transporte, vulnerabilidad.

Key Words: Agrochemicals, aquifers, organophosphoric, transport, vulnerability.

INTRODUCCIÓN.

A partir de estudios exploratorios desarrollados en la Facultad de Química de la Universidad

Autónoma del Estado de México (UAEMex), basados en la estimación de los índices de

riesgo sobre el ambiente por los grupos de plaguicidas más ampliamente usados (Sánchez

Meza et al., 2010), así como también de la determinación de la migración y transporte de los

mismos por fenómenos de lixiviación (Velázquez et al., 2013) en la zona florícola de San

Mateo Coapexco, Villa Guerrero, Estado de México, se generó la información necesaria para

la presente investigación, al tiempo de mostrar las deficiencias en el conocimiento actual

sobre índices de riesgo y la potencial aplicación interdisciplinaria para resolver dicha

problemática.

El presente trabajo se enfoca en la determinación del índice de vulnerabilidad a la

contaminación del agua subterránea mediante la aplicación de los métodos DRASTIC y


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SINTACS (Aller L., 1995) (Civita & Maio, 1990) (Foster & Hirata, 1990) (Vargas, 2010)

(Vergara et al., 2009), haciendo uso de una base de datos que ha sido integrada a partir de

información documental y trabajo de campo donde se caracterizaron los suelos de la zona y

se analizaron las variables que se incluyen en cada modelo, a la vez que se identificaron las

propiedades ecotoxicológicas y fisicoquímicas relevantes de los plaguicidas empleados, con

el fin de obtener datos que permitan y favorezcan a la adecuada toma de decisiones para la

determinación de las zonas florícolas vulnerables a la migración de plaguicidas comúnmente

empleados en la región (organofosforados y carbamatos).

Si bien estos grupos de plaguicidas se consideran menos persistentes que otros grupos como

los organoclorados, hasta el momento en la zona no se cuenta con información sobre las

cargas aplicadas, el destino y transporte de los mismos y su repercusión sobre organismos

no-blanco. El estudio contribuye a la integración de métodos y técnicas para la identificación

de zonas de mayor contaminación por plaguicidas y determinar el riesgo que representan para

el ambiente y la salud de las comunidades, con el propósito de orientar acciones para su

manejo adecuado y evaluar a su vez el grado de vulnerabilidad de los terrenos a ser afectados

y prevenir así el incremento en el daño.

Para lo cual, se pretende identificar e integrar una metodología que permita la evaluación de

la vulnerabilidad de los terrenos impactados por plaguicidas organofosforados y carbámicos

mediante el uso de programas de simulación de lixiviación y el empleo de métodos

geoestadísticos para determinar la distribución espacial de las concentraciones estimadas de

las sustancias, ya que la actividad florícola representa una alternativa económica rentable

para las comunidades del municipio de Villa Guerrero, que requiere un análisis cuidadoso en

relación con otros aspectos como el social y el ambiental.

Tomando como base la importancia económica del cultivo de flores, éste se desarrolla

principalmente en los municipios de Tenancingo, Coatepec Harinas, Ixtapan de la Sal,

Tonatico, Zumpahuacán, Malinalco y Villa Guerrero. El 56% de la producción florícola

estatal es generado solamente por Villa Guerrero. Durante el año 2006, se exportaron un

volumen total de 19,822.3 toneladas de flores y capullos frescos, representando un monto de

44.8 millones de dólares, lo cual significó un incremento del 146% con respecto al valor de

las exportaciones del año 2005 (Sánchez, 2009).


4

Área de estudio

Localización geográfica.

El municipio de Villa Guerrero se ubica entre las coordenadas geográficas: 18° 48’ 00´ latitud

norte y 18° 25’ 00´ latitud sur y 98° 33´ 00´ longitud este, 100° 28´ 00´ longitud oeste. Se

localiza en la parte sur del Estado de México, colinda con los municipios de Zinacantepec,

Toluca y Tenango del Valle al norte; Ixtapan de la Sal al sur; Tenancingo y Zumpahuacán al

este y Coatepec Harinas al oeste. De acuerdo al Gobierno del Estado de México (GEM,

2004b), tiene una superficie de 20,773 hectáreas, lo que representa el 8.5% del total del

territorio estatal. Ver Figura 1.

Figura. 1. Área de estudio, Villa Guerrero, México. Fuente: INEGI, 2013. Elaboración

propia, 2016.


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Climatología.

Las condiciones climáticas han permitido a los productores florícolas contar con un régimen

hídrico y un rango de oscilación de temperatura (entre 22 y 25 °C) ideales para la producción

de flor. Villa Guerrero debido a su posición geográfica, se localiza en una zona intertropical

donde prevalecen diversos tipos de climas, todos ellos con lluvias en verano. El clima

predominante en el municipio es el templado subhúmedo, de acuerdo a la clasificación de

Koopen, este clima se encuentra dentro del tipo Cw, con temperatura máxima anual de 39

°C, temperatura media anual de 18.6 °C y temperatura mínima anual de -4 °C (INEGI, 2001).

Hidrología.

Los principales ríos y arroyos que corren a través del municipio de Villa Guerrero son el Río

Texcaltenco, el Río Chiquito de Santa María, el Río San Gaspar, el Río Cruz Colorada o San

Mateo, el Río Tintojo 1 y 2 y el Río Calderón. El Río San Jerónimo (CNA, 2003) se origina

en el Nevado de Toluca a una altitud de 4,350 m.s.n.m, desciende sobre las laderas de este

siguiendo una dirección este–sureste, conociéndose en este tramo como río Texcaltengo,

cuyos escurrimientos son aforados en la estación hidrométrica A6 Santa María. Los arroyos

existentes son: Los Cuervos, Los Tizates, San Mateo, del Muerto, de San Martín, de Zacango

y de San Gaspar.

Fisiografía.

El Estado de México incluye en su territorio áreas pertenecientes a dos provincias

fisiográficas: Eje Neovolcánico y Sierra Madre del Sur. El municipio está localizado sobre

dicho eje volcánico en la parte norte, principalmente. En la parte centro y sur, corresponde a

la Sierra madre del Sur representada por la subprovincia Sierras y Valles Guerrerenses

(INEGI, 2001).

Geología.

El suelo se ha formado por la sedimentación que proviene de la erosión pluvial y de la erosión

eólica, dando como resultado la acumulación de materiales arcillo-arenosos, lo que permite

el surgimiento y desarrollo de vegetación. El municipio al formar parte del Sistema

Volcánico Transversal, tiene rocas de tipo volcánico. Así al norte del territorio se localizan

rocas ígneas extrusivas ácidas hasta una altitud aproximada de 3000 m, con algunos

afloramientos de brecha volcánica (Bv) (GEM, 2004); en la zona norte del municipio se

localizan andesitas de lamprobolita y pirixénicas del Terciario Superior (INEGI, 2001). Se

trata de depósitos aluviales y proluviales, producto de un evento acumulativo que se presenta

hasta la actualidad. Y según el INEGI (2001), está conformado por clastos de diversos


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tamaños, que por lo general son líticos de rocas ígneas extrusivas y metamórficas, con una

redondez que varía de sub-angulosa a bien redondeada. En la parte sur de Villa Guerrero, se

localizan rocas areniscas asociadas con conglomerado, rocas ígneas extrusivas, basalto y

caliza.

Vulnerabilidad.

El concepto de vulnerabilidad comenzó a ser empleado en Europa en la década de 1960 por

Margat (Paredes, 2010). Existen varias definiciones dependiendo de los autores, las fuentes,

el campo de estudio y el orden cronológico. Uno de los conceptos de la vulnerabilidad de un

acuífero más aceptados, es el definido por Civita (1990), como la posibilidad de infiltración

y percolación de líquidos o soluciones acuosas de contaminantes a través de la zona no

saturada. La vulnerabilidad de contaminación de las aguas subterráneas también se encuentra

en función del tipo de contaminante, ya que cada sustancia se comporta de diferente manera,

dependiendo de sus características fisicoquímicas.

El tipo de vulnerabilidad dependiente de la contaminación, incluyendo como factor de

cambio el uso específico de suelos, puede referirse en ocasiones como vulnerabilidad

específica o vulnerabilidad integrada (intrínseca) (Vlaicu & Munteanu, 2008). Con el fin de

homologar criterios para ambos métodos, se hará referencia a las categorías como intrínseca

y específica en términos de vulnerabilidad. Para hacer referencia al término vulnerabilidad,

es necesario diferenciar entre vulnerabilidad intrínseca y vulnerabilidad específica.

a. Vulnerabilidad intrínseca (VI). Indica la susceptibilidad del agua subterránea a ser

afectada por contaminantes generados por las actividades humanas en función de las

características físicas, geológicas, geomorfológicas, hidrológicas, hidrogeológicas,

clima, vegetación y uso de suelo de un área, independientemente del tipo de

contaminante (Harter & Walker, 2001) (Vlaicu & Munteanu, 2008).

b. Vulnerabilidad específica (VE). Es la susceptibilidad del agua subterránea frente a

un contaminante particular o a un grupo de contaminantes, tomando en cuenta las

propiedades fisicoquímicas de éstos y su relación con los diversos componentes de la

vulnerabilidad intrínseca. Depende esencialmente de tres variables relacionadas con

el contaminante: el tiempo de transporte, la duración y la concentración máxima

(Vlaicu & Munteanu, 2008) (Vergara et al., 2009) (Aguilar & Bautista, 2013).


7

Se debe señalar que cualquier acuífero es, en principio, vulnerable a las actividades humanas:

ningún acuífero se encuentra completamente aislado del ambiente localizado en la superficie

(Velázquez et al., 2013). Las aguas subterráneas se mantienen y recargan al suelo superficial,

lo que establece un vínculo estrecho entre la superficie y el suelo profundo. El grado de

vulnerabilidad dependerá de las condiciones ambientales y también sobre qué parte del

acuífero (o características del mismo) se encuentra en riesgo y por tanto, en estudio.

En el presente trabajo de investigación, el grupo de contaminantes en estudio son los

plaguicidas, por lo que la vulnerabilidad específica será determinada. Se identificaron seis

plaguicidas comúnmente aplicados en terrenos florícolas de la región (Velázquez, 2013), sus

características fisicoquímicas relevantes se muestran en el Tabla 1.

Tabla I. Información de plaguicidas identificados por su aplicación en terrenos florícolas de

Villa Guerrero. Fuente: (Velázquez et al., 2013)

Nombre

plaguicida Tipo

Categoría

Toxicológica

DL50

Oral

(rata)

Ingesta

Diaria

Admisible

Movilidad

Clase

movilidad

(mg kg-1 ) (mg kg-1) (log Koc)

Carbendazim Fungicida IV >1500 0.03 0.99 Sumamente

móvil

Carbofurano Insecticida-

Nematicida II 8 0.002 1.3 Móvil

Dimetoato Insecticida III 235 0.002 1.0 Sumamente

móvil

Mancozeb Fungicida IV >5000 0.03 3.3 Ligeramente

móvil

Metamidofos Insecticida,

Acaricida I 21 0.004 0.58

Sumamente

móvil

Metomilo Insecticida II 17 0.03 1.2 Móvil


8

Se emplearon dos métodos paramétricos para su aplicación dentro de la zona de estudio, con

el fin de determinar los índices de vulnerabilidad que permitan la caracterización de la misma

y proveer información relacionada con el estado actual y el posible riesgo presente y

generado debido a las actividades florícolas propias de la región. En general, cada uno de

ellos es similar, siendo la ponderación de las variables su diferencia. Estos métodos buscan

determinar la vulnerabilidad intrínseca del acuífero de la manera más objetiva posible, por lo

que suelen utilizar rangos de clasificación definidos para cada una de las variables (Estrada

et al., 2013).

DRASTIC y SINTACS se encuentran clasificados dentro de los métodos de superposición e

índices (o paramétricos), que están basados en la combinación de diferentes parámetros (ver

Tabla II) y se utilizan para la evaluación de la vulnerabilidad, donde a cada parámetro se le

califica cuantitativamente y se les asigna distinto valor de ponderación para determinar el

resultado final que es un índice numérico de vulnerabilidad (iV). La ventaja de estos métodos

según Vlaicu (2008) es que otorgan algoritmos relativamente simples o árboles de decisión

que permiten la integración de gran cantidad de información espacial en mapas de

vulnerabilidad simple o índices, por lo que esta clase de métodos son particularmente

adecuados para su uso con sistemas de información geográfica computarizada (SIG).


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Tabla II. Parámetros de integración de los métodos DRASTIC y SINTACS. Fuente:

(Velázquez et al., 2015)

Parámetro (r)

Descripción DRASTIC

SINTACS

D: Deep water

(Profundidad del

agua subterránea)

S: Soggiacenza

(Profundidad)

Indica el espesor de la zona no saturada que

es atravesado por las aguas de infiltración.

R: Recharge

(Recarga neta)

I: Infiltrazione

(Infiltración)

Es la cantidad de agua anual por unidad de

superficie que contribuye a la alimentación

del acuífero.

A: Aquifer media

(Litología del

acuífero)

A: Acquifero

(Acuífero)

Características del acuífero: capacidad del

medio poroso y/o fracturado para transmitir

los contaminantes.

S: Soil media

(Tipo del suelo)

T: Tipología della

copertura (Tipo

de suelo)

Capacidad de los suelos para oponerse a la

movilización de los contaminantes y

corresponde a la parte de la zona vadosa o no

saturada (se caracteriza por la actividad

biológica).

T: Topography

(Topografía)

S: Superficie

topografica

(Superficie del

suelo)

Representa la pendiente de la superficie

topográfica e influye en la evacuación de

aguas con contaminantes por escorrentía

superficial y sub-superficial.

I: Impact of vadose

zone (Impacto zona

de vadosa)

N: Non saturo

(Zona no

saturada)

Representa la capacidad del suelo para

obstaculizar el transporte vertical.

C: Conductivity

(Conductividad

hidráulica del

acuífero)

C: Conductibilità

(Conductividad

hidráulica del

acuífero)

Determina la cantidad de agua que atraviesa

el acuífero por unidad de tiempo y por unidad

de sección, es decir la velocidad.


10

DRASTIC.

Es un método comúnmente empleado y aceptado con relación a los demás métodos, por

considerar mayor número de variables, lo que hace que los resultados obtenidos sean más

confiables (Vergara et al., 2009). Aunque el método SINTACS involucre los mismos

parámetros, DRASTIC establece ponderaciones diferentes para el caso de los plaguicidas,

descritos en el Tabla III. La metodología fue desarrollada por EPA en 1988, y consiste en un

sistema paramétrico de evaluación que incluye siete características fundamentales o rangos

(r), a las que se les asigna valores y un factor multiplicador o peso (w, peso según relevancia).

Posee tres supuestos básicos: (1) el contaminante es introducido sobre la superficie de la

tierra, (2) el contaminante es trasladado al agua subterránea por precipitación y (3) el

contaminante es móvil en el agua.

El método DRASTIC utiliza para la evaluación de la vulnerabilidad siete parámetros que

dependen del clima, el suelo, el sustrato superficial y el subterráneo.

De acuerdo con las características y el comportamiento, a cada parámetro le son asignados

índices que van desde 1.0 (mínima vulnerabilidad) hasta 10.0 (máxima vulnerabilidad). Los

factores de clasificación ( r ) se establecen del 1-10, mientras que los de ponderación varían

de acuerdo con el valor presente entre 1-5. Los factores más relevantes son nivel de agua,

tipo de suelo y el impacto de la zona no saturada. Los factores de ponderación (w) cambian

cuando los contaminantes específicos son plaguicidas (debido a que son menos volátiles y

más persistentes en el ambiente). El valor índice se obtiene, entonces, de la sumatoria de la

multiplicación de cada parámetro por su respectivo factor de ponderación, con base en la

Fórmula I, de la siguiente manera:

Fórmula I.

iV= (Dr * Dw) + (Rr * Rw) + (Ar * Aw) + (Sr * Sw) + (Tr * Tw) + (Ir * Iw) + (Cr * Cw)

Donde:

D: Deep (Profundidad)

R: Recharge (recarga neta)

A: Aquifer (litología de acuífero)

S: Soil (tipo de suelo)

T: Topography (topografía)


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I: Impact (Impacto zona de vadosa)

C: Conductivity (conductividad hidráulica).

r: factor de clasificación o valoración // w: factor de ponderación

Tabla III. Factores de ponderación del método DRASTIC. Fuente: (Vargas , 2010).

Parámetros Peso (w)

General

Peso (w)

Pesticidas

D: Deep water (Profundidad del agua subterránea) 5 5

R: Recharge (Recarga neta) 4 4

A: Aquifer media (Litología del acuífero) 3 3

S: Soil media (Tipo del suelo) 2 5

T: Topography (Topografía) 1 3

I: Impact of vadose zone (Impacto del acuífero) 5 4

C: Conductivity (Conductividad hidráulica del

acuífero)

3 2

∑ 23 26

Los resultados para la vulnerabilidad intrínseca (general) pueden variar entre 23 (mínima) y

230 (máxima), mientras que para la vulnerabilidad específica (pesticida) pueden variar entre

26 (mínima) y 260 (máxima), como se muestra en el Tabla IV.


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Tabla IV. Clasificación de vulnerabilidad con base en índice obtenido por DRASTIC.

Fuente: (Velázquez et al., 2015)

Vulnerabilidad

Grado Intrínseca Específica

Muy bajo 23-64 26-73

Bajo 65-105 74-120

Moderado 106-146 121-167

Alto 147-187 168-214

Muy alto 188-230 215-260

SINTACS.

El método SINTACS es un derivado del DRASTIC, ambos evalúan la vulnerabilidad del

acuífero dividiendo el mismo, en celdas o polígonos, para los cuales calculan un índice de

vulnerabilidad a partir de un sistema por rangos ponderados (Estrada et al., 2013). Estos

métodos definen rangos para cada uno de los factores que emplean y además, asignan un

peso en función de la importancia relativa de ellos, como se muestra en el Tabla V. La suma

de estos rangos ponderados permite obtener un índice que refleja la vulnerabilidad de cada

celda o polígono del acuífero. A mayor valor de este índice, mayor es la probabilidad de que

el acuífero sea contaminado.


13

Tabla V. Valores de ponderación SINTACS asignados a cada factor con base en condición

específica. Fuente: (Estrada et al., 2013)

Este método (Civita & Chiappone, 1990) (Civita & Maio, 1990) analiza los mismos siete

parámetros propuestos por DRASTIC: S (soggiacenza, profundidad del acuífero), I

(infiltrazione, ingreso de agua al suelo), N (non saturo, características de la zona no saturada:

tamaño de partícula, textura, composición mineral, fallas y karstificación), T (tipología della

copertura, tipo de suelo), A (acquifero, características hidrogeológicas del acuífero,

condiciones de dispersión molecular y cinemática, dilución y adsorción de contaminantes,

interacción química entre contaminantes y reservorios), C (conductibilità, conductividad

hidráulica del acuífero) y S (superficie topografica (textura y superficie del suelo) (Civita &

Chiappone, 1990).

Con el fin de describir la vulnerabilidad total, es posible agregar algunas variables a las

anteriormente mencionadas, estimadas por índices (1-10). Los coeficientes de ponderación

serán elegidos en el intervalo comprendido entre 8% (1) al 22% (5), mientras que los grados

asignados a las regiones oscilan entre “muy bajo” y “extremadamente alto”, como se muestra

en el Tabla VI. El valor índice se obtiene, entonces, de la sumatoria de la multiplicación de

cada parámetro (r) por su respectivo factor de ponderación (w), con base en la Fórmula II, de

la siguiente manera:

Factor Impacto

normal

Impacto

relevante

Drenaje Cárstico

Fisurado

(IN) (IR) (D) ( C ) (F)

S 5 5 4 2 3

I 4 5 4 5 3

N 5 4 4 1 3

T 3 5 2 3 4

A 3 3 5 5 4

C 3 2 5 5 5

S 3 2 2 5 4

∑ 26 26 26 26 26


14

Fórmula II.

iV= (Sr * Sw) + (Ir * Iw) + (Nr * Nw) + (Tr * Tw) + (Ar * Aw) + (Cr * Cw) + (Sr * Sw)

Donde:

S: soggiacenza (profundidad)

I: infiltrazione (infiltración)

N: non saturo (zona no saturada)

T: tipología della copertura (tipo de suelo)

A: acquifero (acuífero)

C: conductibilità (conductividad hidráulica del acuífero)

S: superficie topografica (textura y superficie del suelo)

r: puntuación parámetro (1-10) // w: factor de ponderación (1-5)

Tabla VI. Clasificación del índice de vulnerabilidad SINTACS. Fuente: (Estrada et al.,

2013). Elaboración propia, 2016.

Simbología Clases Índice de vulnerabilidad

MB Muy baja 26-80

B Baja 81-105

M Media 106-140

A Alta 141-186

MA Muy alta 187-210

EA Extremadamente alta 211-260


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OBJETIVO GENERAL

Determinar los índices de vulnerabilidad a la contaminación de acuíferos por plaguicidas

(organofosforados y carbámicos) mediante el uso de los modelos paramétricos DRASTIC y

SINTACS.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Verificar los parámetros operativos de los modelos de estimación de la

vulnerabilidad.

Recopilar la información de características físicas y químicas relacionadas con las

variables que intervienen en los procesos de transporte de sustancias, interacción con

el suelo, relieve y características propias del acuífero.

Integrar la información de los parámetros de operación para los métodos con el fin de

caracterizar las zonas vulnerables.

Diseñar los escenarios y obtener los índices de VI y VE.

METODOLOGÍA.

La aplicación de los modelos para la determinación de la vulnerabilidad, requiere

información de características físicas y químicas relacionadas con las variables que

intervienen en los procesos de transporte de sustancias, interacción con el suelo, relieve y

características propias del acuífero. La información relativa a los siete parámetros fue

obtenida con base en el procedimiento descrito a continuación: a partir de un estudio de la

Comisión Nacional del Agua (CNA, 2003) y de su inventario cartográfico de pozos, se

obtuvo la descripción del acuífero de la zona de Villa Guerrero, para determinar e incluir la

profundidad del mismo, la litología y el grado de confinamiento; la recarga neta y el impacto

al acuífero se reportan en un documento emitido por la Secretaría del Medio Ambiente y

publicado en el Diario Oficial de la Federación (DOF, 2011); los datos relacionados con la

conductividad hidráulica y el tipo de suelo se encuentran reportados en estudios exploratorios

incluidos en investigaciones realizadas por la Facultad de Química de la UAEMex (Sánchez


16

Meza et al., 2010) (Velázquez et al., 2013); la topografía fue obtenida mediante el cálculo de

pendientes y curvas de nivel reportadas (PDMVG, 2009) mediante el uso de la herramienta

de cartografía digital (INEGI, 2013) y ArcGIS 10.2. Se obtendrá información para 18

comunidades relacionadas con el estudio, contribuyendo así, con una descripción general del

panorama regional. Los valores obtenidos para ambos métodos serán normalizados con el fin

de homologar los índices y categorizarlos.

Cálculo de VI y VE mediante sustitución de variables y aplicación manual de expresión

matemática.

Se realizó la integración de la información de los parámetros de operación para los métodos

con el fin de caracterizar y obtener los índices de VI y VE, contando con información de 41

pozos caracterizados, distribuidos en 18 comunidades del municipio. Se aplicó la

correspondiente expresión matemática de manera manual, mediante el uso de Microsoft

Excel. Se realizó la asignación de variables y ponderaciones de acuerdo con las

características fisicoquímicas, se asignaron los valores para los escenarios de vulnerabilidad

intrínseca y específica, sustituyendo parámetros de ponderación según fuera el caso dentro

de la ecuación (VI o VE).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN.

La información obtenida sobre las características físicas y químicas de las sustancias

empleadas, el acuífero, el uso y tipos de suelo corresponden a 18 comunidades del municipio

de Villa Guerrero, Estado de México, contando con información de 41 pozos distribuidos en

las comunidades, por lo cual se calcularon los índices de vulnerabilidad haciendo uso de cada

método diseñado con tal fin.

a. DRASTIC. La distribución de los datos del método varía desde índices de

vulnerabilidad intrínseca calculados con coeficientes desde 88 hasta 98

(correspondiente al intervalo 65-105: vulnerabilidad baja) e índices de vulnerabilidad

específica calculados con coeficientes desde 108 hasta 136 (correspondiente a los

intervalos 74-120: vulnerabilidad baja y 121-167: vulnerabilidad media). Los índices

de vulnerabilidad DRASTIC obtenidos se muestran en el Tabla VII.


17

b. SINTACS. La distribución de los datos del método varía desde índices de

vulnerabilidad intrínseca calculados con coeficientes desde 97 hasta 134

(correspondiente al intervalo 81-105: vulnerabilidad baja) e índices de vulnerabilidad

específica calculados con coeficientes desde 114 hasta 145 (correspondiente a los

intervalos 81-105: vulnerabilidad baja y 106-140: vulnerabilidad media). Los índices

de vulnerabilidad SINTACS obtenidos se muestran en el Tabla VII.

Tabla VII. Índices de vulnerabilidad calculados por ambos métodos. (Velázquez et al.,

2015) Vulnerabilidad

LOCALIDAD DRASTIC SINTACS

*VI **VE *VI **VE

Aranzazú Medio Medio Medio Alto

Buena Vista Medio Medio Medio Medio

Coapexco Medio Medio Medio Medio

Coxcacoaco Medio Medio Bajo Medio

El Islote Medio Medio Medio Medio

Jesús Carranza Medio Medio Medio Medio

La Finca Medio Medio Bajo Medio

La Joya Medio Medio Bajo Medio

Matlazincas Bajo Medio Bajo Bajo

Oxtotitlán Medio Medio Bajo Medio

San Felipe Medio Medio Medio Medio

San Francisco Medio Medio Medio Medio

San José Medio Medio Medio Medio

San Miguel Medio Medio Medio Alto

Santa María Medio Medio Medio Alto

Totolmajac Medio Medio Medio Medio

Villa Guerrero Medio Medio Medio Medio

Zacango Medio Medio Medio Medio


18

*VI: Vulnerabilidad Específica.,**VE: Vulnerabilidad Intrínseca.

a. Los índices de VE son consistentes para ambos modelos, obteniéndose la caracterización

de vulnerabilidad baja y media.

b. Aun y cuando el SINTACS es una derivación del DRASTIC, la diferencia en la

valoración de los parámetros genera resultados muy distintos, siendo el SINTACS el que

reporta mayores valores de vulnerabilidad del acuífero.

c. Los valores mayores de VE corresponden a la región central del municipio, donde se

concentra el mayor volumen de producción florícola, lo que indica una alta aplicación

de agroquímicos y la correspondiente probabilidad de contaminación del acuífero. Sin

embargo, DRASTIC reporta una distribución de VE media hacia la región norte del

municipio, mientras que SINTACS reporta una tendencia de dichos valores hacia el sur.

d. Resulta pertinente e importante mencionar que estos resultados no son absolutos, debido

en primer término a la asignación de valores de los factores de ponderación r y w para

cada método (se asignan de manera subjetiva, más no arbitraria con base en la

información disponible, su interpretación y al establecimiento de las categorías

operativas).

e. Se toma también en consideración la intensificación de los cambios climáticos en los

últimos años, que modifican el régimen pluviométrico, por lo cual generan lluvias de

mayor intensidad lo que provoca como resultado que los valores de recarga neta, de

gran ponderación en el método DRASTIC puedan variar con el paso del tiempo, por lo

que monitoreos constantes deben ser efectuados con el fin de dar mantenimiento a las

bases de datos; por lo anterior, estas precipitaciones dan origen a grandes escorrentías y

menores infiltraciones, lo que disminuiría los valores para esta última variable.

f. Adicionalmente, existe una gran rotación del uso de los plaguicidas empleados (debido

a variación en los costos de adquisición) y el uso de los mismos no cuenta con un control

y registro eficientes, lo que genera alta variabilidad en las cantidades aplicadas.


19

CONCLUSIONES.

La determinación de los índices de vulnerabilidad específica mediante el uso y aplicación de

las metodologías DRASTIC y SINTACS, es un recurso cada vez más usado para realizar la

determinación de la vulnerabilidad de aguas subterráneas y su confiabilidad puede asegurarse

debido a las variables relacionadas incluidas y la gran cantidad de información de respaldo.

Es así como los resultados obtenidos con este estudio se convierten en una base de gestión

ambiental, así como una importante herramienta con el fin de obtener datos que permitan y

favorezcan a la adecuada toma de decisiones para la determinación de las zonas florícolas

vulnerables a la migración de plaguicidas comúnmente empleados en la región

(organofosforados y carbamatos). La evaluación de la vulnerabilidad de los acuíferos a la

contaminación por plaguicidas en las 18 comunidades produjo como resultado que la VE es

significativo al presentarse valores de categorización media, hecho que permite concluir que

la fuente de agua subterránea se encuentra en riesgo de ser contaminada debido a estas

sustancias plaguicidas de especial cuidado ambiental que son aplicadas con alta frecuencia y

cantidad.

AGRADECIMIENTOS.

Al M. en C. Yered Gybram Canchola Pantoja por su amable contribución y revisión del

presente trabajo; al QFBT. Leonardo Sánchez Enríquez por su valioso apoyo en la

integración del presente documento, a la M. María Guadalupe Castorena, por su amable

soporte documental.

BIBLIOGRAFÍA.

Aguilar, Y. & Bautista, F., 2013. Vulnerabilidad y riesgo de contaminación de acuiferos

karsticos. Tropical and subtropical agroecosystems, 16, pp.243-63.

Aller L., 1995. DRASTIC: a standarized system for evaluating grond water pollution using

hydrogeologic settings. USA: U. S. Environmental Protection Agency.


20

Civita, M. & Chiappone, A., 1990. Preparazione della carta di vulnerabilità per la

rilocalizzazione di un impianto pozzi dell' Aquedotto di Torino. Convegno Nazionale sulla

Protezione e Gestione delle Acque Sotterranee: Metodologie, Tecnologie e Objettiviti., 2(2),

pp.461-62.

Civita, M. & Maio, M., 1990. Assessing and mapping groundwater vulnerability to

contamination. Italy.

CNA, 2003. Estudio de Evaluación Geohidrológica en el Acuífero de Tenancingo, Estado

De México. Comisión Nacional del Agua.

DOF, 2011. Acuerdo por el que se da a conocer el resultado de los estudios de disponibilidad

media anual de las aguas subterráneas de 142 acuíferos de los Estados Unidos Mexicanos,

mismos que forman parte de las regiones hidrológico-administrativas que se indican.

México.: Diario Oficial de la Federación, Secretaría del Medio Ambiente, Estados Unidos

Mexicanos.

Estrada, F., Silva, J. & Ochoa, S., 2013. Aplicación del método SINTACS para la

determinación de la vulnerabilidad acuifera en la cuenca del Río Duero, Michoacán, México.

Revista Internacional de Contaminación Ambiental, 29(4), pp.235-48.

Foster, S. & Hirata, R., 1990. Groundwater pollution risk assessment: a methodology using

available data. 1st ed. USA: Panamerican Center for Sanitary Engineering and

Environmental Sciences.

Harter, T. & Walker, L., 2001. Assessing vulnerability of groundwater. California, USA:

University of California.

INEGI, 2013. Sistema de Informacíon Geográfica: Mapa Digital de México. México:

Instituto Nacional de Estadística y Geografía.

Paredes, J., 2010. Determinación del índice de vulnerabilidad de contaminación del acuífero

del Valle de Toluca mediante la adecuación del método SINTACS. Toluca, México:

UAEMex CIRA.

PDMVG, 2009. Plan de Desarrollo Municipal de Villa Guerrero, Estado de México. Villa

Guerrero, México.

Sánchez Meza, J.C., Borja Salín, M.A. & Ávila Pérez, P., 2010. "Evaluación del riesgo

ecotoxicológico derivado del uso de plaguicidas organofosforados y carbámicos empleados

en la zona florícola del Estado de México, basado en el uso de bioensayos y evaluaciones

rápidas de los compuestos más relevantes". Toluca, México: Instituto Tecnológico de Toluca.

Vargas , M.C., 2010. Propuesta metodológica para la evaluación de la vulnerabilidad

intrínseca de los acuíferos a la contaminación. Bogotá, Colombia: Ministerio de Ambiente,

Vivienda y Desarrollo Territorial.


21

Vargas, M.C., 2010. Propuesta metodológica para la evaluación de la vulnerabilidad

intrínseca de los acuíferos a la contaminación. Bogotá, Colombia: Ministerio de Ambiente,

Vivienda y Desarrollo Territorial.

Velázquez, A., Sánchez, J., Adame, S. & Amaya, A., 2013. “Determinación de áreas de

cultivo florícola vulnerables a la migración de plaguicidas organofosforados y carbámicos

usando un modelo de simulación de lixiviación”. Toluca, México: UAEM.

Velázquez, A., Sánchez, J., Adame, S. & Amaya, A., 2013. “Determinación de áreas de

cultivo florícola vulnerables a la migración de plaguicidas organofosforados y carbámicos

usando un modelo de simulación de lixiviación”. Toluca, México: UAEM.

Velázquez, A., Sánchez, J.C., Ramírez, J. & Adame, S., 2015. “Evaluación del uso,

aplicación y transporte de plaguicidas comúnmente empleados en suelos de cultivo florícola

en Villa Guerrero, Estado de México”. Tesis de Grado. Toluca, México.: Universidad

Autónoma del Estado de México. Facultad de Química.

Vergara, V., Gutiérrez, G. & Flores, H., 2009. Evaluación de la vulnerabilidad del acuífero

Morroa a contaminación por plaguicidas aplicando la metodología DRASTIC. Ingeniería y

Desarrollo, (26), pp.51-64.

Vlaicu, M. & Munteanu, C.-M., 2008. Karst groundwaters vulnerability assessment methods.

Travaux de l'Institut de Speologie Emile Racovitza, 47, pp.107-18.

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1 Estimación de índices de vulnerabilidad por aplicación de plaguicidas en …cmas.siu.buap.mx/portal_pprd/work/sites/rlac/resources/... · 2017-01-09 · A partir de estudios