LAS FALLAS EN LA DINÁMICA DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS
Para entender la dinámica que somete los procesos hidrogeológicos y el funcionamiento hidráulico que impera en el sistema Estibaná, se precisa conocer las características geológicas de las formaciones rocosas predominantes y la influencia o impactos diferenciales que subyacen a la presencia de fracturas o fallas locales y regionales. La subcuenca del río Estibaná como parte importante en el aporte hidrico hacia la cuenca del río La Villa, en una región donde los períodos de baja precipitación deterioran las condiciones de vida y producción; constituye un eslabón de interés para el esclarecimiento de la geología como elemento clave para superar procesos criticos de abastecimiento y el establecimiento de procesos sistemáticos de aprovechamiento del recurso agua. El sector intermedio de esta subcuenca al igual que gran parte la región central panameña, se encuentra condicionada geológicamente a las formaciones rocosas y en especial a los procesos tectónicos que deformaron la superficie y fracturaron los cuerpos subterráneos. En el estudio de esta zona, se ha tomado en cuenta la presencia de fallamientos de orientación Norte Sur predominantes en esta parte del cauce, así como fallas secundarias de orientación Este Oeste, que bascularon algunas secciones en los últimos años. Las consecuencias del cambio climático sobre los eventos naturales que suceden durante la época seca en el sector central del Istmo de Panamá, han generado dificultades en el desarrollo agrícola y ganadero de la zona, por lo que la comprensión de su entorno geológico e hidrogeológico, puede ser la clave para el aprovechamiento sistemático de las fuentes de agua subterráneas. Conocer la distribución espacial de los cuerpos fracturados que caracterizan la sub-cuenca del Río Estibaná, provincia de Los Santos (sector central de Panamá), es de vital importancia para el desarrollo de modelos de gestión de acuíferos. Para cumplir con este objetivo, en los sitios de interés geológico, se aplicó la técnica de imaginería de resistividad eléctrica 2D a lo largo de dos perfiles de 235 m. En este trabajo se utilizó una configuración electródica híbrida tipo Wenner-Schlumberger, mientras que los datos de campo fueron procesados con la norma L2 de los residuales ponderados, que luego han sido incorporados en el código Boundless Electrical Resistivity Tomography (BERT). Los resultados obtenidos en ambas pruebas reflejaron errores chi-cuadrados aceptables (0.64 y 1.38) posterior al proceso de inversión, identificándose horizontes superficiales de resistividades bajas e intermedias (4 – 22.8 ohm.m) asociados a rocas sedimentarias tipo lutitas y areniscas, propias del Valle-Planicie Macaracas, seguido de una fuerte anomalía eléctrica (54.45 – 130 ohm.m) coincidente con el cuerpo basáltico fracturado en profundidad. También fue posible identificar zonas de fracturas relacionadas a la falla regional de orientación Nor-Oeste ( Cauce del río).
DESCRIPCIÓN GEOLÓGICA
El conjunto de anomalías de alta resistividad eléctrica, así como los elementos geológicos identificados en este estudio, serán la clave para el desarrollo de proyectos hidrogeológicos relacionados a la gestión de agua subterránea en esa importante región del país.
El “valle planicie Macaracas”, se mantiene comprometido con la presencia de rocas sedimentarias sobre-yaciendo a una secuencia volcánica que replica fracturamientos regionales reflejados en la superficie y la morfología predominante en la zona. En este sector central de la subcuenca Estibaná, se han definido rocas sedimentarias pertenecientes a la Formación Santiago compuesta por areniscas . No obstante en el sitio del vado caido encontramos basaltos meteorizados en las terrazas aluviales del río mientras que en el lecho se registran afloramientos frescos de basalto andesita intervenidos por una dique, seguido de una secuencia sedimentaria en contacto con estos basaltos pero con un buzamiento subvertical. Este último grupo de rocas, se asocia con la Formación Macaracas-Pesé [TO-MACpe] del Oligoceno. y cuya condición refleja la fuerte influencia de las fallas regionales en el terreno y por consiguiente en la conformación del cauce del río.
Uno de los elementos determinantes en el desarrollo y consolidación de la región central y del istmo panameño lo constituyen las fallas regionales y movimientos ascendentes en combinación con el desplazamiento lateral de las masas continentales que han permitido el ascenso de la parte continental y la transformación de la corteza terrestre sobre los continentes. La subcuenca Estibaná mantiene una estrecha relación con estas fallas regionales y sus familias de fracturamientos secundarios. Es de considerar, que al igual que la morfología superficial, se encuentra dominada y deformada por la presencia de distintans formaciones rocosas, igual registran estructuras que recogen el comportamiento tectónico y reacomodo de las masas de acuerdo a su consistencia y dureza. De esta misma manera, la proyección de estos cuerpos superficiales rocosos hacia las profundidades, tienen una influenca diferencial que alcanza otras formaciones rocosas e incluso aquellas que por sus características de dureza, fracturamiento y permeabilidad son las hospederas de las fuentes subterráneas de agua. La dinámica superficial de las aguas, encuentra rutas de movimiento estrechamente ligadas a las caracteristicas de los suelos y rocas. Con igual intensidad a profundidad, cuaquier cambio en la consistencia, dureza o fracturamiento de las rocas determinará los procesos de retención, acumulación o fluidéz de las aguas por lo que se hace necesario tener un criterio y concepto claro de la naturaleza subterránea en los sistemas hidrogeologicos para entender la dinámica y tener herramientas que permitan proyectar vías de aprovechamiento eficiente.
ALCANCE DE LOS RESULTADOS.
Para la parte intermedia de este río, las exploraciones y reconocimientos han definido la existencia de una morfología uniforme, en general propia de cauces maduros que resalta la presencia de amplias zonas planas en ambos márgenes, que al mismo tiempo replican una secuencia de eventos pasados relacionados con grandes avenidas y arrastre de grandes volúmenes de material para conformar grupos de terrazas de anegación y sectores erosionados donde predominan suelos residuales meteorizados. El cauce del río, se ubica entre estas terrazas, sobre un lecho rocoso cubierto de ripios y arenas gruesas en sus partes de recodos y meandros. En esta descripción del sitio, los criterios geológicos y tectónicos implementados en otros escenarios, buscan fortalecer un patrón de interpretación geológica apegado a resultados geofísicos coincidentes y confirmados en campo ya que en conjunto con otras líneas de investigación deben ser las herramientas para entender el comportamiento y dinámica de las aguas.
El diseño geológico que se presenta, se basa en los reconocimientos superficiales de campo y la proyección de los afloramientos encontrados así como su condición de fracturamiento y mateorización. Este perfil geológico cubre la márgen izquierda y la márgen derecha del río Estibaná. (ver imágen ).
En la márgen izquierda del río, se puede encontra bloques y fragmentos de roca volcánica sobre la superficie, pero con ausencia de continuidad en profundidad por lo que se sugiere un proceso intenso de meteorización que impide tener evidencias de cuerpos volcánicos superficiales. A medida que se avanza hacia el cauce, se observa una gran terraza que culmina de manera abrupta para dejar al descubierto un gran afloramiento de volcánicos ( basaltos) cristalizados por la acción directa de un pequeño dique. Este cuerpo, continúa hacia el cauce y aflora nuevamente en el márgen derecho pero en un contacto discordante con un paquete de rocas sedimentarias que incluso registran un buzamiento subvertical de orientación NO. Este paquete sedimentario se logra observar por unos 20 metros y luego se pierde bajo una cobertura de suelos residuales con algunos fragmentos esporádicos de volcánicos.
Es muy importante, luego de los reconocimientos de campo y la confección de mapas, hacer un análisis de los elementos que predominan y que sin duda marcan las características del sitio. En el caso especial de la márgen derecha, sobresale una morfología con mayor intervensión de cárcavas y drenajes superficiales los cuales muestran la posible influencia de fracturas subterráneas del cuerpo volcánico y que se repiten hacia la superficie. En la dinámica de las aguas, la morfología de la superficie reviste una gran importancia ya que en primer lugar la conformación del terreno impacta considerablemente en la dirección y tendencia de las escorrentías. Otro de los elementos fundamentales es la geología regional y la definición de los grupos rocosos responsables directos de la formación de los distintos tipos de suelos superficiales y la conformación de los estratos a profundidad. Es de suponer que los procesos de fracturamiento surgidos durante la consolidación del istmo, aún persisten sobre las rocas frescas hecho este, que se manifesta con mayor intensidad debido al proceso de resistencia a las fuerzas tectónicas de desplazamiento provenientes desde el Sur Este. ( ver mapa de fallas).
RESULTADOS COMPARATIVOS
La zona investigada en la parte media del cauce del río Estibaná se propuso como sitio de interés geológico dada la ubicación en el contexto general del río y en especial por la influencia que las fallas regionales tienen sobre esta parte del cauce. De esta manera, se practicaron estudios de geofísica mediante perfiles de resistencia eléctrica cuyo objetivo principal se fundamentó en la definición del comportamiento de los sedimentos y cuerpos rocosos de la zona, así como la respuesta gráfica de la inducción eléctrica al medio. Aun cuando la interpretación geológica se basa en elementos superficiales proyectados a porfundidad, los resultados preliminares obtenidos en ambos perfiles ( perfil 1 y Perfil 2), demuestran la existencia de un cuerpo masivo a profundidades que superan los 40 metros en la márgen izquierda y de igual menera en la márgen derecha pero con una cierta intermitencia, asociada posiblemente a un fracturamiento inducido por la falla principal ( Falla Estibaná) ubicada en el centro del cauce y algunas secundarias localizadas hacia el Este. Los perfiles geofísicos, recogen las caracteristicas a profundidad, muy similares al concepto geológico establecido como guía en el reconocimiento de la zona.
En adelante, se presenta el perfil geofísico # 2, de la margen izquierda del río Estibaná, donde se puede observar la respuesta eléctrica ( color amarillo a un rojo intenso en forma de una cúpula extendida. Los colores a profundidad se desvanecen producto del alcance limitado de los impulsos, pero que en síntesis logran dibujar la silueta de un cuerpo masivo.
En la siguiente gráfica, se presenta el perfil geofísico # 1, que permite apreciar la respuesta eléctrica de un cuerpo masivo en la margen derecha del río Estibaná, pero con la presencia de sectores difusos que sugieren discontinuidad del cuerpo asociada posiblemente a fracturas y meteorización de los componentes rocosos.
IMPLICACIONES GEOLÓGICAS
En el desarrollo de los trabajos de campo y las investigaciones que incluyen las informaciones complementarias de laboratorio y resultados de otros trabajos de investigación, se ha logrado exponer la conformación superficial y subterránea de una porción del terreno que además involucra elementos estructurales que son determinantes para la distribución espacial de los cuerpos rocosos lo cual sugiere que la geología general como concepto de entendimiento no es completamente uniforme y sus diversas formaciones rocosas contribuyen con sus características específicas a diferenciar cualquier resultado relacionado con la respuesta ante fenómenos inducidos al medio desde una fuente externa. De igual manera, los sistemas de transferencia o transmisión entre estas formaciones y cuerpos rocosos encuentran barreras múltiples que influyen en la uniformidad del comportamiento. Es el caso de los distintos tipos de rocas, su nivel de fracturamiento, los niveles de meteorización así como el grado de cristalización que atenúa la transmisión efectiva o uniforme. Este detalle, se puede observar con mucho más claridad en regiones amplias y entre formaciones rocosas masivas, algunas de las cuales, transmiten o transfieren las ondas sismicas con mayor eficiencia que otras con lo cual se generan espacios o saltos en los resultados de recepción final. Esta condición del terreno, se aplica a sectores o zonas mas pequeñas en donde es necesario tomar en cuenta elementos como las fallas regionales, fracturamientos, meteorización y tipos de formaciones rocosas; al momento de querer proyectar o estructurar un modelo de comportamiento.
Para el caso de las aguas superficiales y en especial las aguas subterráneas, las deformaciones geológicas juegan un palpel importante en la dinámica, ya que como fluído ha de estar contenido y desarrollar su movimiento por aquellos espacios, fisuras o fracturas interconectadas que permitan una libre circulación. El conocimiento previo de las caracteristicas geológicas y las condiciones fisico-mecánicas de los cuerpos rocosos determina límites de entrega, riesgos y pérdidas.
Es por eso que la investigación geológica sobre la parte intermedia del Estibaná complementa las proyecciones con los resultados de experimentos de geofísica desarrollados sobre aquellas zonas que necesitan de una definición de patrones que puedan correlacionarse con los conceptos geológicos planteados. En este caso, el perfil desarrollado presenta elementos fundamentales que deben ser contemplados y valorados dentro de la fórmula que pretenda recoger el comportamiento de las aguas, así como su dinámica la cual tiene sectores en donde ciertos valores diferenciales pueden modificar los niveles de entrega o recepción. Es decir, la ubicación o presencia de fracturas o tipos de fallas, así como aquellos cambios en los tipos de formaciones rocosas deben ser cuantificados de manera independiente y en conjunto para lograr resultados cercanos a una realidad aceptable. Para esta zona, se confirma la existencia de un margen izquierdo relativamente masivo en su base, mientras que en la parte derecha se presenta una zona de discontinuidad eléctrica, que sugiere la existencia de cuerpos rocosos con cierta separación asociada fundamentalmente a procesos de fracturamiento y meteorización. Los reultados obtenidos en la investigación geofísica desarrollada en la zona; evidencian la presencia de cuerpos masivos a profundidad y la respuesta gráfica a partir del análisis de los datos de campo corresponden a los estudios del Dr Alexis Mojica quien ha logrado dos perfiles característicos del sitio, que al sobreponerlos con la geología inicial, muestran altos niveles de conincidencia con las estructuras y el concepto espacial de las formaciones rocosas predominantes en la zona.
De esta manera, se han complementado los planteamientos sobre la importancia de los cuerpos rocosos fracturados en la dinámica de las aguas y la influencia de las fallas regionales presentes en la zona como factores determinantes para los modelos hidrogeológicos de gestión y administración del recurso.
Las explicaciones e interpretaciones geológicas expuestas en este escrito, así como las gráficas geofísicas constituyen parte del trabajo desarrollado en la región central panameña para demostrar la importancia de los estudios como sustento en los diseños de modelos matemáticos y sistemas administrativos para la gestión del recurso agua.
