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ESTUDIO GEOELECTRICO Y POSIBLES IMPACTOS HACIA LAS AGUAS
SUBTERRANEAS EN LA CONCESION MINERA IFR 15011
LADRILLERA SAN CRISTOBAL
VEREDA LA CUCHILLA CORREGIMIENTO DE OVEJAS
MUNICIPIO DE SAN PEDRO DE LOS MILAGROS
Elaborado por:
LUIS QUINTERO LOPEZ Ing. Gelogo Hidrlogo
Medelln, Abril de 2015
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Contenido
INTRODUCCION
....................................................................................................
4
1. DIAGNOSTICO DE LA ZONA DE ESTUDIO
...................................................... 5
1.1. MUNICIPIO DE SAN PEDRO
..........................................................................
5
1.2. AREA DE ESTUDIO
.........................................................................................
6
1.2.1. Ubicacin
.......................................................................................................
6
1.2.2. Geologa
........................................................................................................
6
1.2.3. Geomorfologa
.............................................................................................
10
1.2.4. Caracterizacin de Acuferos a partir de las Provincias
Hidrogeolgicas .... 13
1.2.5. Caracterizacin de Acuferos a partir de la SMA
......................................... 16
2. GEOELECTRICA
..............................................................................................
18
2.1 METODO DE PROSPECCIN
...............................................................
18
2.1.1 Configuracin Schlumberger de electrodos
........................................... 19
2.1.2 Localizacin de los Sondeos Elctricos Verticales (SEV).
..................... 19
2.2 INTERPRETACION GEOELECTRICA
................................................... 27
2.3 CORRELACION LITOLGICA
...............................................................
27
2.4. CORRELACION ESTRATIGRAFICA
............................................................ 29
2.5 CONCLUSIONES AL ESTUDIO GEOELECTRICO
............................... 30
3. IMPACTOS AMBIENTALES CAUSADOS
......................................................... 31
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3
3.1. MODIFICACIN DEL NIVEL PIEZOMETRICO
............................................. 31
3.2. MODIFICACION EN LA CALIDAD DE AGUAS SUBTERRANEAS
............... 33
4. CALCULO DE AGUAS QUE PUEDEN INGRESAR AL PIT
.............................. 34
4.1. METODO DEL BALANCE HIDRICO
..............................................................
34
4.2. PARAMETROS DEL BALANCE HIDRICO
..................................................... 35
4.3. EVAPOTRANSPIRACION DEL CULTIVO DE REFERENCIA
....................... 36
4.4. ESTACIONES CLIMATOLGICAS
...............................................................
36
4.5. CALCULO DE ETo
.........................................................................................
38
4.5.1. Mtodo de Penman Modificado
...................................................................
39
4.6. PRECIPITACIN
...........................................................................................
42
4.7. DISTRIBUCION DE LA PRECIPITACION
...................................................... 44
4.8. PRECIPITACION EFECTIVA
.........................................................................
46
4.9 BALANCE HIDRICO
.......................................................................................
47
4.9.1. Agua Aportada Al Suelo
..............................................................................
48
4.10. CALCULO DE LA RECARGA DEL ACUIFERO
.......................................... 50
4.10.1. Calculo de la Infiltracin
............................................................................
50
4.10.2. Caractersticas de los Suelos
....................................................................
50
4.10.3 Infiltracin en rea de Influencia Del Proyecto Minero
............................... 53
5. BIBLIOGRAFIA
.................................................................................................
55
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INTRODUCCION
Para el desarrollo del Proyecto Minero de explotacin de arcillas
de la Concesin
Minera IFR 15011, en La Vereda La cuchilla del corregimiento de
Ovejas del
municipio de San Pedro de los Milagros, la empresa Ladrillera
San Cristbal,
solicito a travs del ingeniero de minas Duber Zapata, el
presente estudio, el cual
identifica los materiales del subsuelo por medio de una
geoelectrica y evala la
posible afectacin por el sistema de explotacin a llevar a cabo
en un rea inicial
de 11 hectreas.
La metodologa empleada para el estudio incluyo una fase de
revisin
bibliogrfica, que permite identificar a nivel local, las
formaciones geolgicas que
se encuentran en el rea del proyecto minero y la estratigrafa
del subsuelo. Para
esta fase, fueron consultadas las bases de datos de entidades
como
CORANTIOQUIA, la Direccin Territorial Tahames de CORANTIOQUIA,
el
IDEAM, la Secretaria de Medio Ambiente del Departamento de
Antioquia, los
Municipios de Santa Rosa de Osos y de San Pedro de los Milagros,
Las
Universidades Nacional y EAFIT y las exploraciones privadas
realizadas por quien
elabora el estudio.
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1. DIAGNOSTICO DE LA ZONA DE ESTUDIO
1.1. MUNICIPIO DE SAN PEDRO
El municipio de San Pedro de los Milagros a nivel regional se
encuentra en la
Cordillera Central, sobre la porcin suroccidental del Altiplano
de Santa Rosa,
ocupando adems una amplia porcin del Llano de Ovejas, con
sectores que
drenan al ro Chico y al ro Cauca.
Su relieve consta de elevaciones entre los 2500 msnm (Llano de
Ovejas) y 2.750
msnm (alto de Medina). Predomina el relieve colinado sobre el
cual sobresalen el
Alto de San Ignacio, el Alto de Patio Bonito y el Alto de
Medina, entre otros.
Los sectores montaosos (partes altas de las cuencas La Pulgarina
y El Hato), se
caracterizan por una morfologa abrupta, con cuchillas alargadas
y aristadas con
fuerte control direccional, vallecitos rectos y curvos, pequeos
y estrechos en
forma de U, superficies homogneas plano convexas y plano cncavas
(por
movimientos en masa), localmente rugosas con formacin de
escarpes cortos.
Su sistema hdrico se caracteriza por tres subcuencas: La del ro
Aurr y las
quebradas El Hato y El Espinal. El rea urbana es atravesada por
las quebradas
La Pulgarina y Miraflores, que al unirse forman la quebrada El
Hato.
El municipio de San Pedro est ubicado a 6 27' 41" de latitud
norte y a 75 33' 3"
de longitud oeste frente al meridiano de Greenwich. Con 2.475
m.s.n.m., tiene
una temperatura promedio de 16 grados centgrados. Su extensin
geogrfica es
de 229 kilmetros cuadrados y est a una distancia de 40 kilmetros
de Medelln;
pertenece a la regin norte del departamento de Antioquia en el
centro regional de
Santa Rosa.
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1.2. AREA DE ESTUDIO
1.2.1. Ubicacin
El rea en estudio de la concesin Minera IFR 15011, se encuentra
ubicada en la
Vereda la Cuchilla perteneciente al corregimiento de Ovejas, al
este de la
cabecera municipal, con alturas medias de 2540 msnm, que drenan
a la
subcuenca del rio Aurra. En el mapa 1, tomado del Google Earth,
se puede
observar dicha rea.
Mapa 1. Ubicacin del ttulo minero en azul. En rojo se identifica
el rea a explotar.
1.2.2. Geologa
La zona de estudio est conformada de acuerdo al mapa geolgico de
Antioquia
del ao 1999 a escala 1:400.000, elaborado por el INGEOMINAS,
sobre rocas
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gneas del Batolito de Ovejas tipo Tonalitas y depsitos aluviales
del rio Aurra. Ver
mapa 2.
Este cuerpo granitoide es relacionado por sus caractersticas
magmticas similares al Batolito antioqueo, conectndose incluso con
este en la vertiente norte del ro Aburr al oriente de Bello. Su
dominio, se extiende desde la zona urbana del municipio de Bello en
la base del cerro Quitasol, hasta las estribaciones de la serrana
Las Baldas. La roca predominante es una cuarzodiorita maciza,
fanertica, equigranular de grano grueso a medio y composicin
dominantemente tonaltica con variacin a cuarzodiorita, en la
predominan el cuarzo, la plagioclasa sdica, la hornblenda y la
biotita. Por la estrecha relacin con el Batolito Antioqueo se le ha
asignado al Batolito de Ovejas la edad datada para el primero en
biotita por el mtodo potasio argn de entre 68 y 80 m.a. situndolo
en el Cretceo inferior.
Mapa 2. Geologa regional del titulo minero
La meteorizacin qumica de la zona ha formado sobre el Batolito
de Ovejas un
saprolito de decenas de metros de espesor que indica unas
condiciones
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especiales para su formacin las cuales se relacionan a su vez
con la gnesis de
las dems formaciones superficiales de la zona de estudio. Los
datos mas
recientes sobre el espesor del Saprolito del Batolito obtenidos
por Rendn (2006),
calculados por medio de mtodos geoelctricos en la zona del Llano
de Ovejas
indican un espesor promedio de 81 m con un mximo de 110 m.
A un nivel ms local de la geologa, se realiz el trabajo de tesis
de grado
DATACIN POR FOTOLUMINISCENCIA DE ALGUNAS FORMACIONES
SUPERFICIALES DEL LLANO DE OVEJAS, CORDILLERA CENTRAL,
ANTIOQUIA, realizado por la Geloga Carolina Garca Londoo, en el
que realiza
la caracterizacin de las unidades geolgicas y geomorfolgicas en
la zona
cercana al ttulo minero, como puede verse en el mapa 3.
De acuerdo a esta Tesis, las formaciones superficiales del
altiplano de Llano de Ovejas incluyen de arriba hacia abajo:
secuencia de cenizas volcnicas, horizonte tipo gley, stoneline
(lnea de piedras), depsitos aluviales o coluviales y saprolito de
rocas cristalinas1. De la anterior secuencia, los materiales de
inters en explotacin por Ladrillera San Cristobal, se encuentran en
los depsitos aluviales y coluviales que contienen arcillas. Adems
de las arcillas, en estos depsitos se encuentran limos, arenas y
gravas gruesas mal seleccionadas usualmente sin estratificacin,
constituidas por clastos subredondeados de cuarzo y en algunas
ocasiones pequeos bloques meteorizados de rocas metamrficas y
algunos bloques gneos procedentes de las localidades vecinas. Los
depsitos de ceniza volcnica meteorizada constituyen la unidad
estratigrfica superior, fueron formados por acumulaciones sucesivas
de productos volcnicos provenientes del macizo Ruiz-Tolima, ubicado
a 120 km de la zona de estudio. En algunas zonas, debajo de las
cenizas volcnicas se encuentra un horizonte reductor u horizonte
gley el cual es un horizonte pobremente drenado formado en zonas de
empozamiento durante periodos de saturacin o inundacin que
favorecen condiciones reductoras locales.
1 Boletin de Geologia, vol. 29, nm. 2, julio-diciembre, 2007,
pp. 131-141 Universidad
Industrial de Santander
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Mapa 3. Geologa Local. Realizado por la Geloga Carolina
Garca.
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La stoneline es consecuencia de un fenmeno erosivo regional y un
elemento
comn en la estratigrafa de los altiplanos del Departamento de
Antioquia. En la
zona de estudio se presenta como una capa continua de arena
gruesa o clastos
de cuarzo, gibbsita o ndulos de hierro embebidos en una matriz
arcillosa muchas
veces mezclada con minerales procedentes de ceniza volcnica
(Garca,
sometido). Los clastos que la conforman estn compuestos
usualmente por
materiales resistentes a la meteorizacin como cuarzo y ndulos de
hierro, y en
algunas ocasiones puede presentar piedras preciosas y
semipreciosas, oro,
turmalina, etc
Infrayaciendo a la stoneline se encuentran acumulaciones no
consolidadas de
material coluvial y aluvial por lo general altamente
descompuestos. Contienen
arcillas, limos, arenas y gravas gruesas mal seleccionadas
usualmente sin
estratificacin, constituidas por clastos subredondeados de
cuarzo y en algunas
ocasiones pequeos bloques meteorizados. Su textura vara
ampliamente, desde
estratos de 20 a 30 cm de espesor de gravas gruesas con poca
matriz arenosa
asociadas a canales, hasta acumulaciones de material arcillo
arenoso a arcilloso
de espesor variable. Este tipo de depsito arcillo arenoso es el
ms abundante en
la zona de estudio y presenta usualmente un color ocre
caracterstico, aunque en
algunas estaciones se distinguen estratos con la misma textura
pero que se
caracterizan por presentar un color rojo intenso y por la
presencia de gibbsita in
situ.
En cuanto al espesor total de los depsitos aluviales, Rendn
(2006) mediante
mtodos geoelctricos en sondeos realizados en la zona plana del
rea de estudio
cerca de la Hacienda Flandes, les asigna un espesor que oscila
entre 7.5 y 15.5
m.
1.2.3. Geomorfologa
Como se mencion anteriormente, el Llano de Ovejas forma parte de
una
superficie de erosin con un relieve ondulado, limitado por un
cinturn de rocas
metamrficas y fuertes pendientes. Adems presenta terrazas
asociadas a
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pequeos drenajes, que por su tamao no son cartografiables en la
escala del
presente trabajo.
Dentro de la zona de estudio se distinguen cuatro unidades (mapa
4) con caractersticas morfolgicas diferentes. Para el rea del ttulo
minero, se presenta la unidad de colinas y la unidad de llanuras
aluviales. Al interior de las 11 hectreas que sern explotadas, la
unidad geomorfolgica es la de llanuras aluviales
Unidad de vertientes: est compuesta principalmente por las rocas
metamrficas que limitan la zona de estudio con alturas entre 2600 y
2700 msnm y un drenaje dendrtico subparalelo. Presenta vertientes
largas y abruptas en direccin noreste y valles profundos en forma
de V. Se divide o
o Unidad de vertientes cubiertas por depsitos
o Unidad de vertientes rocosas
Unidad de colinas: es la unidad ms extensa dentro del rea de
estudio. Presenta un relieve con predominancia de colinas suaves,
altura entre 2475 y 2550 msnm y pendientes medias, constituida por
las rocas gneas del Batolito de Ovejas. Presenta una red de drenaje
subdendrtico rectangular usualmente corto y muy inmaduro.
Unidad de llanuras aluviales: es una zona plana constituida por
depsitos aluviales, con alturas de 2550 msnm y pendientes muy
suaves. Est poco disectada, con drenaje subparalelo de direccin
noreste constituido principalmente por un segmento del ro Aurr.
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Mapa 4. Geomorfologa Local. Realizado por la Geloga Carolina
Garca.
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Mapa 5. Ubicacin del Ttulo Minero en el mapa de Geomorfologia
local
1.2.4. Caracterizacin de Acuferos a partir de las Provincias
Hidrogeolgicas
En el Estudio Nacional del Agua ENA 2010 (IDEAM, 2010) se
identificaron en total 16 provincias hidrogeolgicas2 que se
muestran en el mapa 6, las cuales cubren el 74% de la extensin
total del territorio nacional. El resto del pas, est conformado por
ambientes gneo-metamrficos (Las zonas de color gris en donde se
encuentra el rea del altiplano norte antioqueo y del ttulo minero
que nos ocupa en este estudio), en los que la circulacin del agua
subterrnea est limitada ms que todo a zonas de fracturamiento, y de
ocurrencia
2 provincias hidrogeolgicas.
Las provincias hidrogeologicas corresponden a unidades mayores
referidas a escalas menores (entre 1:10.000.000 y 1:500.000),
definidas con base en unidades tectonoestratigraficas separadas
entre si por rasgos estructurales regionales, que coinciden con
limites de cuencas geologicas mayores y que, desde el punto de
vista hidrogeologico, corresponden a barreras impermeables
representadas por fallas regionales y altos estructurales.
Adicionalmente, se caracterizan por su homogeneidad
geomorfologica.
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de horizontes y de lentes calcreos y detrticos, dentro de
secuencias impermeables de litologas arcillosas y turbidticas,
cretcicas y terciarias, que no han sido objeto de prospeccin
hidrogeolgica, y donde deben esperarse recursos limitados para su
explotacin. Estos ambientes actan como barreras para el flujo
intergranular (Vargas, N. O. 2001) en el IDEAM 2010. En el ENA
2010, la mayor parte de las reas integradas por rocas gneas y
metamrficas se han clasificado como acuifugas. Sin embargo, se
conocen sectores (en los departamentos de Caldas, Cauca y Nario,
entre otros) en los cuales dichas rocas estn fracturadas y pueden
constituir acuferos de naturaleza local, que podrn ser evaluados en
el futuro, una vez se disponga de informacin y se hagan
avaluaciones a nivel de subcuencas En la regin Andina se reconocen
adicionalmente sistemas acuferos que no estn asociados a las
provincias hidrogeolgicas por constituir coberteras que suprayacen
ambientes gneos y metamrficos de las cordilleras Central y
Occidental, tal es el caso de los sistemas acuferos Glacis del
Quindo, Santgueda, Bajo Cauca Antioqueo, Santa Fe de Antioquia,
Valle de Aburr y el altiplano nariense. Dentro de cada provincia,
se reconocen unidades hidrogeolgicas que por sus caractersticas de
porosidad y permeabilidad tienen diferentes condiciones para
almacenar y permitir el flujo de agua. De esta manera, se definen
acuferos (rocas permeables que almacenan y permiten el paso de
agua, relativamente fcil, bajo condiciones naturales de campo),
acuitardos (materiales que almacenan agua, pero solo permiten el
flujo muy lento de ella por sus condiciones semipermeables o
impermeables), acuicierres (rocas impermeables que pueden contener
agua, pero no permiten su flujo en cantidades significativas.
Algunos autores prefieren utilizar para esta unidad el trmino
acuitardo, para aceptar que el agua si se mueve, aunque en
cantidades muy pequeas, que en la mayoria de los casos son
despreciables en trminos de caudal)3 y acuifugas (materiales que no
contienen ni permiten el flujo de agua; son considerados materiales
impermeables).
3 El termino acuitardo se utiliz en el estudio (ENA 2010) como
sinonimo del termino acuicierre.
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Mapa 6. Provincias Hidrogeologicas de Colombia.
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1.2.5. Caracterizacin de Acuferos a partir de la Secretaria de
Medio
Ambiente del Departamento de Antioquia
De acuerdo al Boletn temtico del Anuario Estadstico de Antioquia
2011 Medio Ambiente ANTIOQUIA: AGUAS SUSTENTANDO LA VIDA, en el
departamento se tiene que 1524.989 hectreas hacen parte del sistema
identificado y potencial de reposicin y almacenamiento de aguas
subterrneas, de los cuales las zonas con potencial alto,
representan el 61% del total. En acuferos se tienen 415.039
hectreas y en zonas de recarga 38.395 ha. El acufero ms extenso se
encuentra en la regin de Urab, incluyendo casi toda la cuenca del
ro Len y reas del ro Atrato. Los principales Acuferos existentes en
Antioquia son: El del valle de Aburr, el del
Bajo Cauca - Nech, Urab, del Magdalena Medio, el del Altiplano
del Oriente,
Valles de San Nicols y La Unin.
En el mapa 7, se observan los acuferos del departamento de
Antioquia, mapa
elaborado por la Secretaria de Medio Ambiente del Departamento
de Antioquia
teniendo como fuente de informacin a CORANTIOQUIA, CORNARE,
CORPOURAB, Area Metropolitana, consultados en el ao 2012.
El altiplano norte del Departamento de Antioquia, figura como
zona potencial de
acufero alto.
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Mapa 7. Acuferos en el departamento de Antioquia.
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2. GEOELECTRICA
La geoelctrica es un mtodo geofsico indirecto que se utiliza
para conocer la
litologa del subsuelo y el espesor de las capas que lo
conforman. El presente
estudio geoelctrico se realiz por medio de Sondeos Elctricos
Verticales (SEV).
2.1 METODO DE PROSPECCIN
La caracterstica fsica que utiliza el Sondeo Elctrico Vertical
es la resistividad
resistencia especifica que presenta el terreno al paso de
corriente elctrica.
En el campo, se utilizan cuatro electrodos igualmente espaciados
y dispuestos en
lnea recta sobre la superficie. La corriente se aplica a los dos
electrodos exteriores
o electrodos de corriente y se mide la cada del potencial
elctrico entre los dos
electrodos interiores llamados electrodos de potencial.
La medida de la resistividad se lee por medio de un potencimetro
debidamente
calibrado, correspondiendo las lecturas a una resistividad
aparente. Los electrodos
de corriente se van abriendo luego de cada medida, lo que
permite medir la
resistividad del terreno a profundidades cada vez mayores.
Los valores de resistividad aparente, calculadas en cada sondeo,
se representan
por medio de unas curvas, llamadas curvas geoelctricas, en
funcin de las
distancias entre los electrodos.
Las resistividades aparentes se llevan a la ordenadas y las
distancias medias
entre los electrodos de corriente, AB/2, a las abscisas y se
dibujan en papel
bilogartmico. Las curvas de los sondeos se interpretan con ayuda
de modelos
matemticos o curvas patrones, en donde se deduce la resistividad
(0hm/m) y la
profundidad o espesor (m) de las diferentes capas que conforman
el subsuelo.
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2.1.1 Configuracin Schlumberger de electrodos
Los datos de campo fueron tomados de acuerdo a la configuracin
de electrodos
de Schlumberger (Figura 1), iniciando con una separacin de
electrodos de
corriente de 1.5 mts, e incrementado la distancia de separacin
hasta 300 m. entre
A y B. Los sondeos elctricos verticales se realizaron con un
equipo de
resistividad elctrica, marca EART RESISTIVITY INSTRUMENT, modelo
ERI-96.
Figura 1. Configuracin Schlumberger de electrodos.
2.1.2 Localizacin de los Sondeos Elctricos Verticales (SEV).
Con el fin de cubrir la zona de inters y detectar los materiales
que se encuentran
en profundidad, se realizaron tres (3) sondeos elctricos
verticales denominados
SEV 1, SEV 2 y SEV 3. (Tabla 1, foto 1 y 2, figura 2).
En las tablas 2, 3 y 4, se presentan los datos de campo de cada
SEV y en las
figuras 3, 4 y 5, las respectivas curvas geoelctricas.
TABLA 1. Localizacin de los Sondeos Elctricos Verticales
SEV SECTOR COORD X COORD Y Long total AB/2
SEV 1 Tanque 828.801 1.199.941 250 m 125 m
SEV 2 Oscar Arango 829.534 1.199.248 300 m 150 m
SEV 3 Charco Negro 829.012 1.199.423 250 m 125 m
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Foto 1. SEV 1, sector Tanque Foto 2. SEV 2, Oscar Arango
Figura 2. Localizacin de los Sondeos Electricos Verticales. En
rojo se identifica el rea a explotar y en azul el titulo
minero.
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SONDEO ELECTRICO VERTICAL
Municipio: San Pedro de los Milagros Vereda: Ovejas
Sector La China
Sondeo: 1
Rumbo: N 66 E
Fecha: Feb 19/15
Localizacin: Tanque
Coordenada X: 828.801
Realizado a: Ladrillera San Cristbal Coordenada Y: 1.199.941
AB/2 CONSTANTE LECTURA DIRECTA LECTURA INVERSA Resist.
Mts MN 0.5
MN 5
MN 10
MN 25
MN 50
V (mV) I (mA) R
(Ohm) V
(mV) I
(mA) R
(Ohm) Ohm
1.5 6,28 126 2 395,6 128 2 401,9 398,8
2.5 18,8 54 2 507,6 52 2 488,8 498,2
4 49,5 20 2 495,0 19 2 470,3 482,6
6 112,3 150 45 374,3 150 45 374,3 374,3
8 200,3 6 5 240,4 6 5 240,4 240,4
10 313 6 10 187,8 7 11 199,2 193,5
12 451 10 30 150,3 10 30 150,3 150,3
15 706 15 68 155,7 15 68 155,7 155,7
15 62,8 153 74 129,8 153 73 131,6 130,7
20 118 69 71 114,7 69 70 116,3 115,5
25 188 37 68 102,3 37 68 102,3 102,3
30 275 19 52 100,5 19 53 98,6 99,5
30 126 47 55 107,7 47 55 107,7 107,7
40 236 3 7 101,1 3 8 88,5 94,8
50 377 28 117 90,2 28 116 91,0 90,6
60 550 6 33 100,0 6 33 100,0 100,0
75 867 4 28 123,9 4 28 123,9 123,9
75 314 9 28 100,9 9 28 100,9 100,9
100 589 4 20 117,8 5 23 128,0 122,9
125 942 3 15 188,4 3 15 188,4 188,4
Tabla 2. Datos de campo SEV 1.
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Figura 3. Curva geoelctrica SEV 1.
SONDEO ELECTRICO VERTICAL
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Municipio: San Pedro de los Milagros Vereda: Ovejas
Sector La China
Sondeo: 2
Rumbo: N 66 E
Fecha: Feb 19/15
Localizacin: Oscar Arango
Coordenada X: 829.534
Realizado a: Ladrillera San Cristbal Coordenada Y: 1.199.248
AB/2 CONSTANTE LECTURA DIRECTA LECTURA INVERSA Resist.
Mts MN 0.5
MN 5
MN 10
MN 25
MN 50
V (mV) I (mA) R
(Ohm) V
(mV) I
(mA) R
(Ohm) Ohm
1.5 6,28 39 3 81,6 39 3 81,6 81,6
2.5 18,8 1.650 110 282,0 1.648 110 281,7 281,8
4 49,5 100 16 309,4 102 16 315,6 312,5
6 112,3 43 15 321,9 43 15 321,9 321,9
8 200,3 26 17 306,3 26 17 306,3 306,3
10 313 7 8 273,9 7 8 273,9 273,9
12 451 3 5 270,6 3 5 270,6 270,6
15 706 33 96 242,7 33 96 242,7 242,7
15 62,8 26 6 272,1 26 6 272,1 272,1
20 118 7 4 206,5 8 4 236,0 221,3
25 188 132 112 221,6 132 111 223,6 222,6
30 275 6 7 235,7 6 7 235,7 235,7
30 126 18 11 206,2 18 11 206,2 206,2
40 236 72 96 177,0 72 96 177,0 177,0
50 377 13 30 163,4 12 29 156,0 159,7
60 550 8 28 157,1 8 28 157,1 157,1
75 867 5 27 160,6 5 27 160,6 160,6
75 314 12 27 139,6 12 27 139,6 139,6
100 589 7 26 158,6 7 26 158,6 158,6
125 942 5 26 181,2 5 26 181,2 181,2
150 1370 4 28 195,7 4 28 195,7 195,7
Tabla 3. Datos de campo SEV 2.
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Figura 4. Curva geoelctrica SEV 2.
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SONDEO ELECTRICO VERTICAL
Municipio: San Pedro de los Milagros Vereda: Ovejas
Sector La China
Sondeo: 3
Rumbo: N 30 E
Fecha: Feb 19/15
Localizacin: Charco Negro
Coordenada X: 829.012
Realizado a: Ladrillera San Cristbal Coordenada Y: 1.199.423
AB/2 CONSTANTE LECTURA DIRECTA LECTURA INVERSA Resist.
Mts MN 0.5
MN 5
MN 10
MN 25
MN 50
V (mV) I (mA) R
(Ohm) V
(mV) I
(mA) R
(Ohm) Ohm
1.5 6,28 160 3 334,9 128 2 401,9 368,4
2.5 18,8 74 3 463,7 74 3 463,7 463,7
4 49,5 55 6 453,8 54 6 445,5 449,6
6 112,3 150 50 336,9 150 49 343,8 340,3
8 200,3 8 8 200,3 11 10 220,3 210,3
10 313 6 12 156,5 6 11 170,7 163,6
12 451 8 30 120,3 8 30 120,3 120,3
15 706 14 73 135,4 14 72 137,3 136,3
15 62,8 153 96 100,1 153 96 100,1 100,1
20 118 69 96 84,8 69 96 84,8 84,8
25 188 37 96 72,5 37 96 72,5 72,5
30 275 19 76 68,8 19 76 68,8 68,8
30 126 44 63 88,0 44 64 86,6 87,3
40 236 3 11 64,4 3 11 64,4 64,4
50 377 28 175 60,3 28 175 60,3 60,3
60 550 6 46 71,7 6 48 68,8 70,2
75 867 6 46 113,1 6 47 110,7 111,9
75 314 9 36 78,5 9 36 78,5 78,5
100 589 4 23 102,4 4 23 102,4 102,4
125 942 3 18 157,0 3 18 157,0 157,0
Tabla 4. Datos de campo SEV 3.
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Figura 5. Curva geoelctrica SEV 3.
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2.2 INTERPRETACION GEOELECTRICA
La interpretacin matemtica de los datos de campo, de cada
sondeo, se hizo con
el software IPI2Win. Posteriormente se realiz la interpretacin y
la correlacin
litolgica con la informacin geolgica recopilada en campo.
2.3 CORRELACION LITOLGICA
En las tablas 5, 6 y 7 se presenta la interpretacin geoelctrica
y la correlacin litolgica de los SEV ejecutados.
Tabla 5. Correlacin Litolgica Sev 1
CAP
A No.
RESISTIVI
Ohm/m
ESPESO
R mts
PROFUN
D mts CORRELACION LITOLOGICA
1 283 0.75 0.75 Suelo
2 1429 1.06 1.81 Fragmentos de roca
3 32.5 1.67 3.48 Arcillas
4 199 5.68 9.16 Arenas
5 64.5 45 54.1 Arcillas con arenas
6 4824 ? > 54.1 Roca dura o basamento
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Tabla 6. Correlacin Litolgica Sev 2
CAP
A No.
RESISTIVI
Ohm/m
ESPESO
R mts
PROFUN
D mts CORRELACION LITOLOGICA
1 76.2 0.75 0.75 Suelo
2 2443 0.79 1.54 Fragmentos de roca
3 38.8 1.86 3.4 Arcillas
4 382 11.3 14.7 Arenas gruesas
5 31.4 16.2 30.9 Arcillas
6 800 ? > 30.9 Roca dura o basamento
Tabla 7. Correlacin Litolgica Sev 3
CAP
A No.
RESISTIVI
Ohm/m
ESPESO
R mts
PROFUN
D mts CORRELACION LITOLOGICA
1 263 0.75 0.75 Suelo
2 1332 1.06 1.81 Fragmentos de roca
3 23.5 1.67 3.48 Arcillas
4 161 6.62 10.1 Arenas
5 18.4 15.3 25.4 Arcillas
6 11610 ? > 25.4 Roca dura o basamento
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2.4. CORRELACION ESTRATIGRAFICA
En la figura 6, se observa la correlacin estratigrfica a partir
de los 3 sondeos
SEV, en la que se observa la continuidad de las unidades
estratigrficas y en
donde se puede concluir que en los primeros 10 metros de perfil,
se encuentran
los aluviones recientes, que se conforman sobre suelos
residuales del batolito de
ovejas (en naranja), constituidos por arcillas, limos arcillosos
a arenosos que
varan en profundidad. La interfaz entre el residual de los
cuerpos graniticos
gneos y el basamento, se ubica un gruss4, el cual permite el
alojar acuferos de
carcter regional, como el constituido por el Batolito Antioqueo
en los Valles de
San Niculas y la Unin en el Oriente Antioqueo. Sin embargo, en
este estudio no
fue detectado durante la exploracin geoelectrica.
Figura 6. Perfil del subsuelo para la concesin minera
4 compuesta por arena y agregados poliminerlicos fcilmente
disgregables, con la estructura
original y textura de la roca fresca bien conservadas y ncleos
de roca fresca mas grandes y mas abundantes que en la zona
saproltica; esta es la zona donde usualmente se encuentra al nivel
fretico. La roca fresca se encuentra inmediatamente debajo de la
zona de gruss
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2.5 CONCLUSIONES AL ESTUDIO GEOELECTRICO
En la zona de estudio se detectaron materiales permeables, tipo
arenas y
arcillas con arenas, entre 3.4 y 54.1 metros de profundidad.
En el Sev 1, se identific una capa de arenas entre 3.48 y 9.16 m
de
profundidad, seguida de una capa de arcillas y arenas entre 9.16
y 54,1 m de
profundidad, que correspondera a un acufero saturado con agua
dulce.
En el Sev 2, el acufero est conformado por una capa de arenas
gruesas entre
3.4 y 14.7 m de profundidad, seguida de una capa de arcillas
hasta los 30.9 m
de profundidad.
En el Sev 3, el acufero est conformado por una capa de arenas
entre 3.48 y
10.17 m de profundidad, seguida de una capa de arcillas hasta
los 25.4 m de
profundidad.
El basamento o roca dura se encontr en el Sev 1, a 54.1 m, en el
Sev 2 a 30.9
m y en el sev 3 a 25.4 m de profundidad.
El mtodo geoelctrico es un mtodo indirecto y los espesores y
profundidades
son aproximadas, por lo tanto se debe considerar el margen de
error.
Para una mayor certeza, se recomienda utilizar un mtodo directo
como son
las perforaciones, con el fin de identificar los materiales y
sus espesores reales.
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3. IMPACTOS AMBIENTALES CAUSADOS POR LA EXPLOTACION MINERA CON
RESPECTO A LAS AGUAS SUBTERRANEAS
Cuando se realizan aperturas de celdas (huecos), para
explotaciones de minerales
a cielo abierto en lugares donde los niveles freticos son poco
profundos se puede
provocar una modificacin de los niveles piezometricos y adems
una alteracin
de la calidad de las aguas.
3.1. MODIFICACIN DEL NIVEL PIEZOMETRICO
Debido a que toda explotacin minera subterrnea necesita drenaje
contiguo de
las aguas que se acumulan en estas, ocurre una alteracin interna
del balance de
los acuferos por conos de depresin.
Para el caso de la explotacin minera proyectada, no se van a
tener cambios de
niveles piezometricos, debido a que solo se tiene una superficie
freatica colgada
de agua que tiene el espesor definido en los SEV por el estrato
de fragmentos de
roca que tiene un espesor de 1 metro; esta superficie fretica no
continua en
profundidad ya que el siguiente estrato que subyace al estrato
de fragmentos de
roca es el de arcillas5 y arcillas arenosas, que impiden el
flujo de agua por su
estructura, debido a que sus poros no se encuentran conectados
hidrulicamente,
por lo que las arcillas presentan una permeabilidad baja.
En la figura 7, se observa lo que se considera como una
superficie fretica
colgada, y en la figura 8, se observa el ingreso de aguas al pit
a explotar por el
estrato de fragmentos de roca.
5 PERMEABILIDAD (k): Es la capacidad que tiene una roca de
transmitir el agua. En el caso de las
arcillas podramos decir que son unos materiales muy porosos pero
poco permeables, porque sus espacios vacos no estn conectados entre
s.
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Figura 7. Superficie fretica Colgada
Figura 8. Ingreso de aguas al pit minero a explotar, por
apertura de celdas.
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3.2. MODIFICACION EN LA CALIDAD DE AGUAS SUBTERRANEAS
Se puede presentar contaminacin de aguas subterrneas, cuando
estas entran
en contacto con otras sustancias minerales distintas a las de
donde provienen o
por contacto con la circulacin o vertido de lquidos industriales
como grasas y
aceites, jabones u otras sustancias qumicas. Tambin puede
ocasionarse su
contaminacin por arrastre o aporte de sedimentos que generan
solidos
suspendidos, enturbiando dichas aguas.
Como las labores al interior del pit minero solo contemplan la
extraccin de las
arcillas, con el corte de terreno las aguas freaticas ingresaran
al pit explotado, por
lo que ser necesario realizar en su interior una zona de
acumulacin (pozo) de
aguas, para luego ser evacuadas mediante bombeo por fuera del
pit minero. En
esta accin, no se espera que sean contaminadas dichas aguas, ya
que no se
preveen ingresos de sustancias liquidas distintas, y los
minerales que constituyen
las arcillas son minerales inocuos, que en nada alteran su
calidad qumica. Para el
control de slidos en suspensin, se debe evitar que durante la
explotacin de las
arcillas se generen escorrentas que lleguen hasta los frentes de
explotacin.
Figura 9. Extraccin de aguas del pit minero.
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4. CALCULO DE AGUAS QUE PUEDEN INGRESAR AL PIT DE
EXPLOTACION.
4.1. METODO DEL BALANCE HIDRICO
El Balance hdrico de la mina Ovejas, Contrato de Concesin Minera
IFR 15011
se realiza a partir de la identificacin de los estratos acuferos
en el mapa 2 de
Geologa, y en los registros geoelectricos tomados (SEV 1,2 y 3).
En el mapa 3,
se observa la ubicacin del aluvin (Qal), que puede contener
unidades acuferas
a escala local, asociados al trayecto del rio Aurra.
La explotacin de 11 hectreas en la mina Ovejas se ubica en la
parte central del
ttulo minero al sur de la cabecera municipal de San Pedro.
El balance hdrico se realiza para determinar el agua disponible
en el suelo, con el
fin de planificar una explotacin minera en UN PIT a cielo
abierto hasta una
profundidad de 9m.
El mtodo de establecer el balance hdrico en el suelo basado en
la
evapotranspiracin de los cultivos, se realiza a partir de
aproximaciones empricas,
bien con ecuaciones que usan datos meteorolgicos o con medidas
directas de
agua evaporada.
La ausencia de las medidas directas para el rea del municipio de
San Pedro
obliga su clculo a partir de datos metereologicos de estaciones
ubicadas en dicha
rea.
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Mapa 8. Ubicacin de los depsitos aluviales asociados al rio
Aurra (en azul), en el rea de
explotacin del pit minero.
4.2. PARAMETROS DEL BALANCE HIDRICO
Las necesidades de agua en el suelo, expresan la cantidad de
agua que es
necesario aplicar para compensar el dficit de humedad en el
suelo, parmetro
necesario para determinar las necesidades de riego en los
cultivos. Se hace por
tanto necesario un balance entre las cantidades de agua
requeridas para la
evapotranspiracin del cultivo y otros usos especiales todo lo
cual se contabiliza
como perdidas, y las aportaciones naturales efectivas tales como
las
precipitaciones, y la humedad aportada por el suelo procedente
de las
precipitaciones anteriores.
As pues, los parmetros que intervienen en el balance hdrico
efectuado son la
evapotranspiracin del cultivo (ETc), la precipitacin efectiva, y
el agua aportada
por el suelo.
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La diferencia entre el primer parmetro y los dos ltimos,
determinan las necesidades de agua en el suelo.
4.3. EVAPOTRANSPIRACION DEL CULTIVO DE REFERENCIA
La evapotranspiracin de la superficie de referencia,
denominada
evapotranspiracin del cultivo de referencia o evapotranspiracion
de referencia se
simbolizada como ETo. La superficie de referencia es un cultivo
hipottico de
pasto, con una altura asumida de 0,12 m, con una resistencia
superficial fija de 70
s m-1 y un albedo de 0,23. La superficie de referencia es muy
similar a una
superficie extensa de pasto verde, bien regada, de altura
uniforme, creciendo
activamente y dando sombra totalmente al suelo. La resistencia
superficial fija de
70 s m-1 implica un suelo moderadamente seco que recibe riego
con una
frecuencia semanal aproximadamente.
La ETo se puede calcular utilizando datos meteorolgicos. Como
resultado de una
consulta de expertos realizada en mayo de 1990, el mtodo de FAO
Penman-
Monteith y luego el Penman modificado ahora se recomienda como
el nico
mtodo estndar para la definicin y el clculo de la
evapotranspiracin de
referencia. El mtodo de FAO Penman modificado requiere datos de
radiacin,
temperatura del aire, humedad atmosfrica y velocidad del
viento.
4.4. ESTACIONES CLIMATOLGICAS
Para realizar el balance hdrico de la mina Ovejas, se utilizaron
las estaciones
climatolgicas administradas por el Instituto de hidrologa,
meteorologa y estudios
ambientales IDEAM, ubicadas cerca al rea territorial de la
concesin minera en el
municipio de San Pedro y que poseen la misma situacin
altitudinal y
meteorolgica tal como se relaciona en la tabla 8 y mapa 9.
Para las estaciones San Pedro y Cucurucho, se solicitaron las
variables de
temperatura media, humedad relativa, precipitacin, brillo solar,
evaporacin y
vientos. Igualmente, se utilizaron estaciones pluviomtricas
locales, que reflejan
las distintas intensidades de precipitacin en la subregin. Se
descart la estacin
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Cucurucho por estar ms cercana a la zona de estudio la estacin
San Pedro. En
la tabla 9, se observan los parmetros climticos de la estacin
San Pedro.
La fecha de instalacin de la estacin Climatolgica San Pedro, es
de enero de
1950, datos que son analizados en el presente informe hasta
diciembre de 2013.
Tabla 8. Estaciones con parmetros climticos, consultadas para el
clculo del balance hdrico en el Municipio de San pedro.
CDIGO ESTACIN TIPO ESTACIN
COORDENADAS ELEVACIN msnm
DEPTO. MUNICIPIO
[2701522]
SAN PEDRO
Climatologica Principal
Lat: 6O
29.9' N Long: 75.0 34.5'W
2430.0 ANTIOQUIA San Pedro de los Milagros
2701523 CUCURUCHO
Climatologica Principal
Lat: 6.0 39.0' N Long: 75.0 30.0' W
2580.0 ANTIOQUIA Santa Rosa de Osos
Mapa 9. Ubicacin de la Estacin climatolgica San pedro
administradas por el IDEAM.
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Tabla 9. PARAMETROS CLIMATICOS ESTACION SAN PEDRO
Mes n
Hr media
Hr mnima
Hr mxima
Viento Km/da
Precipitacin mm
T mxima
T media
T mnima
ENERO 4.5 81.6 76 84 194.4 140 13.7 13.4 13
FEBRERO 6.1 80.8 75.5 84.6 190.08 144.5 14 13.7 13.5
MARZO 5.8 81 77 85 146.88 161 14.5 14 13.5
ABRIL 5.0 83 78 87 151.2 191.7 14.8 14.25 13.7
MAYO 4.9 81.8 76 84 129.6 202 14.8 14.4 14
JUNIO 5.5 79.7 77 83 146.88 182.4 14.7 14.35 14.2
JULIO 6.1 78 72.4 82.8 155.52 181 14.3 14.05 13.8
AGOSTO 6.1 78.4 74 82.8 146.88 184 14.2 14 13.9
SEPTIEMBRE 6.6 78.8 73 83 155.52 191 14 13.6 13.2
OCTUBRE 4.9 82.3 77 88 108 205.7 13.9 13.57 13.3
NOVIEMBRE 4.6 83 78 87.8 138.24 180 13.6 13.35 13
DICIEMBRE 4.5 82.5 78 86.9 155.52 158 13.8 13.5 13.2
Dnde: n: Horas de sol por da. Hr: Humedad relativa %. T:
Temperatura en grados centgrados
4.5. CALCULO DE ETo
La Evapotranspiracin del cultivo de referencia ETo, representa
las necesidades
hdricas de un cultivo de referencia, que vara de acuerdo a la
especie. Para el
caso del balance hdrico, se utiliza la superficie de referencia
de un cultivo
hipottico de pasto, con una altura asumida de 0,12 m, para el
que se calcula su
evapotranspiracin. El cultivo de pasto, es el actual uso del
suelo de la zona de
estudio.
A partir de los datos obtenidos en el captulo anterior, se
calcula la
evapotranspiracin del cultivo de referencia (ETo), por medio del
mtodo de
Penman modificado. El mtodo de Penman Modificado, es un mtodo de
clculo
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estndar, recomendado por la FAO. En las tablas 10 y 11, se
encuentran los
resultados de clculo de la ETo de la estacin San Pedro, que nos
servirn para el
clculo del balance hdrico en el rea del ttulo minero IFR
15011.
4.5.1. Mtodo de Penman Modificado
Se presenta como una modificacin al mtodo Penman Monteith. La
nica variacin original implica una funcin del viento revisada y una
correccin adicional para las condiciones metereolgicas diurnas y
nocturnas. La formula de la ecuacin empleada es la siguiente: ETo =
{ W x Rn + (1 W) x f (u) x (ea ed) } x C El termino W x Rn es el
trmino de la energa, dependiendo de la radiacin. El segundo trmino
es el aerodinmico y depende de la humedad y el viento. Ambos
trminos dependen a su vez de la temperatura. El factor C, factor de
correccin, basado en la radiacin, humedad relativa mxima, velocidad
del viento y cociente entre la velocidad del viento diurna y
nocturna, permite ajustar mas los valores obtenidos a los medidos.
W es un factor de ponderacin para los efectos de la radiacin sobre
la evapotranspiracin a diferentes temperaturas y altitudes. (1 W )
es un factor de ponderacin para los efectos del viento y humedad
sobre la evapotranspiracin a diferentes temperaturas y altitudes.
Rn es la radiacin neta en equivalentes de evaporacin en mm/da. F(u)
es una funcin de la velocidad del viento en km/da y a una altura de
2 metros. ea es la presin saturante del vapor en funcin de la
temperatura media del aire. ed es la presin de vapor.
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Tabla 10. DATOS CLIMATICOS
Datos climticos
Estacin: SAN PEDRO Ao: 1950 - 2013
Meses Das DIA Latitud Altitud Horas sol Horas sol Tmin. Tmax.
Tmed. U z (m) D/N U2 U2 HRmin. HRmax. HRmed. Lluvia
mes (m) por da (n) por mes (C) (C) (C) (km/da) (km/da) (m/s) (%)
(%) (%) (mm)
Enero 31 15 6.500 2430 4.5 361 13 13.7 13.4 194.4 10 1.2 140.897
1.682 76 84 81.6 140.0
Febrero 28 45 6.500 2430 6.1 330 13.5 14 13.7 190.08 10 1.2
137.766 1.645 75.5 84.6 80.8 144.5
Marzo 31 76 6.500 2430 5.8 371 13.5 14.5 14.0 146.88 10 1.2
106.456 1.271 77 85 81 161.0
Abril 30 106 6.500 2430 5.0 365 13.7 14.8 14.3 151.2 10 1.2
109.587 1.309 78 87 83 191.7
Mayo 31 136 6.500 2430 4.9 381 14 14.8 14.4 129.6 10 1.2 93.931
1.122 76 84 81.8 202.0
Junio 30 167 6.500 2430 5.5 371 14.2 14.7 14.4 146.88 10 1.2
106.456 1.271 77 83 79.7 182.4
Julio 31 197 6.500 2430 6.1 383 13.8 14.3 14.1 155.52 10 1.2
112.718 1.346 72.4 82.8 78 181.0
Agosto 31 228 6.500 2430 6.1 378 13.9 14.2 14.0 146.88 10 1.2
106.456 1.271 74 82.8 78.4 184.0
Septiembre 30 258 6.500 2430 6.6 361 13.2 14 13.6 155.52 10 1.2
112.718 1.346 73 83 78.8 191.0
Octubre 31 288 6.500 2430 4.9 367 13.3 13.9 13.6 108 10 1.2
78.276 0.935 77 88 82.3 205.7
Noviembre 30 319 6.500 2430 4.6 351 13 13.6 13.4 138.24 10 1.2
100.194 1.196 78 87.8 83 180.0
Diciembre 31 349 6.500 2430 4.5 360 13.2 13.8 13.5 155.52 10 1.2
112.718 1.346 78 86.9 82.5 158.0
Horas sol ao
4380
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Tabla 11. Calculo de ETo. Mtodo de PENMAN modificado.
Estacin San Pedro.
Mtodo PENMAN modificado
Meses ea Delta Gamma W f(t) DEC. N n/N f(n/N) ed f(es) Rnl Ra
Rns f(U2) Ud c ETo ETo Eto Eto
da mes da(c=1) mes(c=1)
Enero 15.404 0.995 0.479 0.675 13.456 -21.269 11.661 0.385 0.446
12.570 0.184 1.104 13.521 4.485 0.650 0.890 1.008 2.905 90.07 2.881
89.31
Febrero 15.709 1.013 0.479 0.679 13.513 -13.620 11.789 0.518
0.566 12.693 0.183 1.402 14.373 5.487 0.642 0.870 1.039 3.529 98.81
3.395 95.06
Marzo 16.019 1.031 0.479 0.683 13.569 -2.016 11.969 0.485 0.537
12.976 0.182 1.322 15.121 5.586 0.557 0.672 1.049 3.620 112.21
3.449 106.93
Abril 16.282 1.046 0.479 0.686 13.617 9.783 12.150 0.409 0.468
13.514 0.178 1.136 15.213 5.184 0.566 0.692 1.044 3.411 102.33
3.268 98.05
Mayo 16.441 1.055 0.480 0.687 13.645 19.031 12.300 0.401 0.461
13.449 0.179 1.124 14.816 5.007 0.524 0.593 1.033 3.264 101.17
3.159 97.94
Junio 16.388 1.052 0.480 0.687 13.636 23.354 12.376 0.444 0.500
13.061 0.181 1.234 14.472 5.125 0.557 0.672 1.031 3.354 100.61
3.254 97.61
Julio 16.072 1.034 0.479 0.683 13.579 21.354 12.340 0.497 0.547
12.536 0.184 1.368 14.577 5.448 0.574 0.712 1.038 3.560 110.36
3.431 106.35
Agosto 16.019 1.031 0.479 0.683 13.569 13.455 12.208 0.499 0.549
12.559 0.184 1.372 14.959 5.606 0.557 0.672 1.043 3.654 113.26
3.502 108.57
Septiembre 15.607 1.007 0.479 0.678 13.494 2.217 12.034 0.548
0.594 12.298 0.186 1.487 15.056 5.920 0.574 0.712 1.051 3.802
114.05 3.616 108.48
Octubre 15.576 1.005 0.479 0.677 13.488 -9.599 11.853 0.414
0.472 12.819 0.182 1.162 14.554 4.987 0.481 0.494 1.047 3.161 97.99
3.018 93.56
Noviembre 15.354 0.992 0.479 0.674 13.447 -19.148 11.698 0.393
0.454 12.744 0.183 1.117 13.697 4.588 0.541 0.633 1.031 2.889 86.67
2.801 84.02
Diciembre 15.505 1.001 0.479 0.676 13.475 -23.335 11.624 0.388
0.449 12.792 0.183 1.105 13.216 4.401 0.574 0.712 1.021 2.790 86.50
2.733 84.73
TOTAL 1214.04 1170.61
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4.6. PRECIPITACIN
Para el anlisis de la precipitacin, se utilizaron las estaciones
pluviomtricas que
se relacionan en la tabla 12. Estas estaciones son administradas
por IDEAM, y la
gran mayora tienen registros de precipitacin de un periodo
superior a los 21
aos. En la tabla 13, se relaciona la precipitacin media
multianual, de dichas
estaciones.
Tabla 12. Estaciones utilizadas para el anlisis de la
precipitacin
ESTACION Coordenadas Precipitacin Altura
msnm Municipio
ESTE NORTE Media Anual
AURRA 1163300 1201490 1386 2525 San Pedro
FABRICATO 1163464 1195455 1730 2420 Bello
SAN PEDRO 1166619 1210394 1815 2390 San Pedro
NIQUIA 1170916 1196808 1620 2175 Bello
MEDINA 1170995 1202259 1641 2620 San Pedro
CUCURUCHO 1172309 1228988 1780 2580 Santa Rosa
de Osos
PORCE 1178296 1209071 1680 2280 Don Matias
HDA COTOVE
1139143 1214242 1000 530 Santa Fe de Antioquia
BELMIRA 1157140 1222350 1788 2550 Belmira
ENTRERRIOS 1173300 1218020 1686 2285 Entrerrios
BOQUERON 1159270 1191950 2089 2720 Medellin
EL GOMEZ 1157650 1237260 1938 2680 Belmira
El comportamiento temporal de la precipitacin en la regin de San
Pedro, es bimodal,
con dos periodos seco y dos de lluvias. La temporada de lluvias
comienza en el mes
de Marzo y culmina en el mes de Mayo, con un veranillo
intermedio en los meses de
Junio, Julio y Agosto; entre Septiembre y noviembre se presenta
la segunda
temporada de invierno con precipitacin mensual alrededor de los
150 a 250mm, el
promedio mensual esta alrededor de los 200mm. El periodo seco
est relacionado con
la poca de verano y se presenta desde los meses de Diciembre
hasta inicios de
Marzo, los valores promedio de precipitacin oscilan alrededor de
los 50 a 100mm
mensuales. En la Figura 10 se presenta la variacin temporal de
la precipitacin
mensual multianual.
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Tabla 13. Precipitacin media multianual de las estaciones
pluviomtricas.
MES Aurra San Pedro Cucurucho Hda Cotove Belmira Entrerrios
ENERO 42.4 46.9 58.2 21.5 74.7 47.5
FEBRERO 62.2 65.9 67.2 33.6 108.8 74.4
MARZO 84.1 99.7 106.6 28.5 176.8 104.9
ABRIL 147.3 175.6 166.1 97.2 216.2 166.4
MAYO 176.6 207.4 198.96 142.5 248.8 199.5
JUNIO 132.1 162.9 150.7 103.5 166.1 184.2
JULIO 110 155.1 188.8 103.2 146.6 188.7
AGOSTO 134.8 163.3 178.7 111.6 159.7 189.5
SEPTIEMBRE 154.9 183.4 176.4 138.3 210 183.3
OCTUBRE 190.1 215.2 220.5 158.2 238.2 204.2
NOVIEMBRE 147.7 159.2 151.9 68.6 198.9 155.3
DICIEMBRE 77.4 92.9 100.1 49.9 138.3 80.1
TOTAL 1386 1.727.5 1.764.1 1.056.6 2.083.1 1.778
Figura 10. Variacin Temporal de la Precipitacin mensual
multianual.
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Curvas de Isoyetas Para la realizacin del mapa de isoyetas de la
mina Ovejas, se tomaron las
estaciones relacionadas en la tabla 12 y que cubren arealmente
la subregin, tal
como puede observarse en el mapa 10, con base en la informacin
disponible
entregada por el IDEAM, donde se cuenta con registros de
precipitacin mensual
multianual. La precipitacin media multianual de estas estaciones
sirvi de base
para la generacin de las curvas isoyetas promedio multianual, o
curvas de
precipitacin promedio multianual de igual valor (Mapa 11).
La distribucin espacial de la precipitacin permite concluir que
las zonas de
mayor pluviosidad se presentan hacia el norte en los municipios
de Belmira y
Santa rosa de Osos y localmente hacia el sur en la estacin
Boquern, con
valores de precipitacin que oscilan entre los 1800 y los 2100
mm; los menores
valores hacia el oeste en los municipios de Sopetean, San
Jernimo, como puede
observarse en el mapa 11 de isoyetas.
4.7. DISTRIBUCION DE LA PRECIPITACION
La distribucin de la precipitacin areal para la mina Ovejas, se
determina a partir
de las estaciones pluviometricas ubicadas en el norte y centro
de Antioquia, a las
que se les asigna una zona de influencia, por medio de los
polgonos de Thiessen.
Las subregiones se determinan de manera tal que todos los puntos
incluidos en
esa subregin estn ms cercanos al pluvimetro correspondiente que
a cualquier
otra estacin.
En el mapa 12, se observa la distribucin areal de las estaciones
pluviometricas
por polgonos de Thiessen.
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Mapa 10. Estaciones pluviomtricas tenidas en cuenta para el
clculo de las isoyetas.
Mapa 11. Isoyetas de Precipitacin media multianual.
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Mapa 12. Polgonos de Thiessen, a partir de las estaciones
pluviomtricas.
4.8. PRECIPITACION EFECTIVA
En su sentido ms obvio, la precipitacin efectiva significa la
precipitacin til o
utilizable. Es decir, la precipitacin que llega al suelo,
descontando la
interceptacin efectiva (parte mnima que se evapora y regresa a
la atmosfera).
En el presente clculo se utiliza el mtodo de Penman para cada
una de las
estaciones pluviomtricas ubicadas en el rea de influencia de La
Mina Ovejas,
que se relacionan en la tabla 13. De acuerdo a lo anterior, y
por su ubicacin y
extensin, la concesin minera se encuentra en su totalidad en el
rea de
influencia de la estacin Aurra, estacin a la cual se calcula su
precipitacin
efectiva.
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Tabla 13. Precipitacin efectiva (mm/mes) ESTACION AURRA
Precipitacin efectiva (mm/mes)
Meses Penman Penman- Blaney- Papadakis Radiacin
Monteith Criddle
Enero 29.88 28.92 27.05 25.32 29.73
Febrero 43.12 41.37 38.54 35.79 43.25
Marzo 57.99 55.47 50.83 47.04 58.05
Abril 92.23 88.72 81.97 76.58 91.61
Mayo 107.42 103.88 96.59 89.12 107.10
Junio 83.68 80.69 75.37 69.26 83.79
Julio 72.99 69.98 65.32 59.09 73.40
Agosto 87.54 83.80 77.40 70.26 88.02
Septiembre 98.79 94.45 86.91 79.56 99.57
Octubre 113.58 109.79 101.40 94.52 113.30
Noviembre 89.33 86.63 80.96 76.16 89.01
Diciembre 50.96 49.37 46.33 43.48 50.78
TOTAL 927.50 893.05 828.67 766.18 927.60
4.9 BALANCE HIDRICO
El balance hdrico del agua que puede ser aportada al suelo,
expresa la
equivalencia entre los ingresos de agua (a partir de la
precipitacin efectiva), que
entran por un lado en una unidad hidrogrfica determinada y la
cantidad de agua
que se pierde a causa de la evopatranspiracion del cultivo de
referencia ETo,
considerando adems las variaciones internas en el almacenamiento
de humedad
ocurridas durante un periodo de tiempo determinado.
Los balances hdricos, tanto globales como regionales permiten
determinar la
disponibilidad hdrica natural de las reas en consideracin y
conocer el
comportamiento de la oferta de agua, bien sea superficial o
subterrnea, a travs
del estudio de las diferentes fases del ciclo hidrolgico.
La oferta hdrica se determina fundamentalmente cuantificando los
trminos de la
ecuacin del balance hdrico, aplicacin del principio de
conservacin de masa,
tambin conocida como ecuacin de continuidad. Se establece que,
para cualquier
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volumen y durante un determinado tiempo, la diferencia entre las
entradas y las
salidas de agua est condicionada por la variacin del volumen
almacenado.
4.9.1. Agua Aportada Al Suelo
La consideracin del agua aportada al suelo en el balance hdrico
tiene por objeto
evaluar los excedentes de las precipitaciones sobre la
evapotranspiracin durante
las pocas de lluvia, excedentes que, quedando almacenados en el
suelo, pueden
ser posteriormente aprovechados por los cultivos.
A estos efectos, la valoracin de la evapotranspiracin del
terreno sin cultivo se
estima a partir de los valores correspondientes de la ETo y
utilizando como valor
del coeficiente el correspondiente al Kc de la fase inicial de
los cultivos extensivos,
criterio indicado por la FAO para el clculo de este
parmetro.
Teniendo en cuenta el valor de los parmetros determinados en los
puntos
anteriores, el valor del balance hdrico mensual se obtendr
mediante la
expresin:
Bh = ETo x Kc (Pe)
En el caso en que el valor de Bh sea negativo, se considerara
este valor como
agua aportada.
Es decir, los valores negativos son la cantidad de agua
disponible en el suelo en
mm, mientras que los positivos son los dficits de humedad,
necesarios para el
desarrollo del cultivo de referencia.
Las entradas en la ecuacin del balance hdrico tienen que ver
principalmente la
precipitacin (Pt), en forma de lluvia, recibida en la superficie
del suelo (Pe),
mientras que las salidas en la ecuacin incluyen: la
evapotranspiracin de las
plantas (ETo x Kc = ETc). La diferencia entre las necesidades de
las plantas y la
precipitacin efectiva (ETc Pe), da como resultado un valor
positivo o negativo.
Los valores positivos indican necesidades de agua en mm,
mientras los valores
negativos indican sobrantes de agua en mm que ocasionan
infiltracin y que
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dependiendo del tipo de suelo podr ser alta, media o baja,
ocurriendo luego la
escorrenta.
Acorde con lo anterior, y teniendo la evapotranspiracion (ETo),
calculada a partir
de los datos climticos de la estacin San Pedro, se procedi a
calcular el balance
hdrico para la estacin pluviomtricas Aurra que se ubica en el
rea de Influencia
de la concesin minera y que se observan en la tabla 14.
Tabla 14. Balance Hdrico
ESTACION AURRA
Meses En. Fb. Mr. Ab. My. Jn. Jl. Ag. Sp. Oc. Nv. Dc.
ETo (mm) 90.1 98.8 112.2 102.3 101.2 100.6 110.4 113.3 114.0
98.0 86.7 86.5
Pt (mm) 42.4 62.2 84.1 147.3 176.6 132.1 110 134.8 154.9 190.1
147.7 77.4
Kc 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
1.00
ETc (mm) 90.1 98.8 112.2 102.3 101.2 100.6 110.4 113.3 114.0
98.0 86.7 86.5
Pe (mm) 29.9 43.1 58.0 92.2 107.4 83.7 73.0 87.5 98.8 113.6 89.3
51.0
Etc-Pe (mm) 60.19 55.69 54.21 10.10 -6.25 16.93 37.38 25.73
15.26 -15.59 -2.66 35.54
Agua aportada 0 0 0 0 -6.25 0 0 0 0 -15.59 -2.66 0
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4.10. CALCULO DE LA RECARGA DEL ACUIFERO EN EL REA DEL
PROYECTO MINERO DE LA CONCESION IFR-15011
Para determinar la recarga del acufero es necesario que la
precipitacin cubra las
demandas de ETP, escorrenta superficial, y la capacidad de
infiltracin del suelo.
La capacidad de infiltracin depende de la humedad del suelo, el
material que lo
conforma y la mayor o menor compactacin del mismo.
En tal sentido, las caractersticas de los suelos se calculan a
partir de la geologa
del rea de estudio, la textura del suelo y de mtodos directos de
infiltracin en
campo.
4.10.1. Calculo de la Infiltracin
La percolacin o infiltracin neta es calculada para todos los
balances hdricos en
cada una de las unidades geolgicas cartogrficas del suelo y que
tienen
injerencia en el proyecto minero.
4.10.2. Caractersticas de los Suelos
Para determinar el almacenamiento en el suelo, se identificaron
las diferentes
unidades geolgicas a escala local cercanas al ttulo minero en el
municipio de
San Pedro. Para cada unidad se identificaron las litologas que
la conformaban y
el rea que aflora en la zona de influencia de las estaciones
pluviomtricas.
El clculo de recarga del acufero se determina a partir de la
superficie expuesta
dentro de la estacin pluviomtrica (estacin Aurra), para la cual
previamente se
ha calculado el balance hdrico (disponibilidad de agua en el
suelo), multiplicado
por el % de infiltracin, que se asigna de acuerdo a la unidad
litolgica y su perfil
estratigrfico.
De acuerdo a lo anterior, y a la tabla 16 y mapa 13, en la que
se relacionan las
unidades estratigrficas encontradas tenemos:
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La unidad aluviones recientes (Qal), de acuerdo al perfil
estratigrfico
encontrado en los sondeos elctricos verticales, los 2 primeros
metros
estn constituidos por un nivel de sustrato orgnico (suelo),
sobre el que se
desarrollan las plantas y los microorganismos, facilitando la
infiltracin de
aguas que llegan al suelo. De estas aguas las plantas dispondrn
de ellas
de acuerdo a sus requerimientos tal como se observ en la tabla
15.
Balance Hidrico. Las aguas excedentes, sern las que ingresaran
como
aporte a recarga de acuferos. Para el caso que nos ocupa,
estos
excedentes se presentan en los meses de Mayo, Octubre y
Noviembre.
Subyaciendo el sustrato de suelos, con un espesor de 1 a 1,25
metros y
hasta los 2 metros se encuentra una lnea de piedras o fragmentos
de roca
que coincide con la Stoneline definida en la tesis de grado
DATACIN
POR FOTOLUMINISCENCIA DE ALGUNAS FORMACIONES
SUPERFICIALES DEL LLANO DE OVEJAS, CORDILLERA CENTRAL,
ANTIOQUIA, realizado por la Geloga Carolina Garcia Londoo en
donde
es posible la circulacin y acumulacin de aguas. Subyaciendo la
Stoneline
(o fragmentos de roca de los SEV), se localiza un estrato de
arcillas de 1.7
a 1.8 m de espesor, que impiden el avance de agua en el suelo,
lo cual
limita la recarga del acufero a mayor profundidad, en donde se
encuentran
estratos de arenas ms potentes.
Batolito de Ovejas. En la tesis de grado DATACIN POR
FOTOLUMINISCENCIA DE ALGUNAS FORMACIONES SUPERFICIALES DEL LLANO DE
OVEJAS, CORDILLERA CENTRAL, ANTIOQUIA, realizado por la Geloga
Carolina Garcia Londoo, se realizan un total de 20 afloramientos
(FIGURA 2) de hasta 6 m de altura en los cuales se realiz una
descripcin estratigrfica completa de cada perfil y un muestreo
preliminar de cada estrato. Posteriormente se eligieron los 6
afloramientos ms completos y se efectu un muestreo sistemtico de
cada estrato para analizar su mineraloga y tamao de grano y
proceder finalmente a la toma de muestras para datacin. De todos
estos afloramientos, se reporta a nivel superficial luego del
horizonte orgnico, cenizas volcnicas (con espesores de 20 a 90 cms)
y subyaciendo estas un horizonte tipo gley de color gris. Las
cenizas volcnicas presentan las mayores variaciones de saturacin y
una alta porosidad la cual disminuye con la profundidad lo que
facilita la generacin ocasional de zonas de saturacin. En estas
zonas de saturacin se podra formar el horizonte tipo gley que se
encuentra a
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menudo en el rea de estudio. Lo anterior indica que son
horizontes pobremente drenados formados en zonas de empozamiento
durante periodos de saturacin o inundacin que favorecen condiciones
anaerbicas durante las cuales los xidos de hierro insolubles son
reducidos, transformando iones frricos en iones ferrosos, por lo
cual el horizonte adquiere una coloracin gris a gris azulosa
frecuentemente moteada.
Ambas unidades estratigrficas son consideradas acuitardos, y la
mayor recarga
que pueden recibir es por zonas de fracturas o conexin hidrulica
entre unidades
estratigrficas profundas que puedan almacenar agua entre los
suelos residuales
del batolito de ovejas (gruss6) y las capas de arenas de los
aluviones recientes.
En el mapa 13 se observa el mapa de unidades geolgicas para el
proyecto
minero; en la tabla 15 el porcentaje de infiltracin por unidad
litolgica.
Tabla 15. Unidades Litolgicas y % de infiltracin.
* Acuitardo7: Contiene agua y la transmite muy lentamente **
Solo hasta la lnea de Piedras o Stoneline. Para el rea del PIT a
explotar, se observan Litologas de la Unidad aluviones reciente
Qal, tal como se observan en el mapa 14, para el rea del proyecto
minero.
6 Zona de gruss, compuesta por arena y agregados poliminerlicos
fcilmente disgregables, con la estructura original y
textura de la roca fresca bien conservadas y ncleos de roca
fresca mas grandes y mas abundantes que en la zona saproltica; esta
es la zona donde usualmente se encuentra al nivel fretico. La roca
fresca se encuentra inmediatamente debajo de la zona de gruss.
7 El muro y/o techo no son totalmente impermeables sino que son
acuitardos y permiten la filtracin vertical del agua y, por
tanto, puede recibir recarga o perder agua a travs del techo o
de la base.
Unidad Smbolo % Infiltracin Tipo
Aluviones Recientes Qal 80** Acuitardo*
Batolito de Ovejas Ksto 20 Acuitardo*
Esquistos Cuarzocericiticos Pzes 0 No Acuifera
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Mapa 13. Unidades Geolgicas al interior de la concesin
minera.
4.10.3 Infiltracin en rea de Influencia Del Proyecto Minero
El rea aferente al pit minero es el rea propia del pit, ms el
rea externa,
correspondiente a la Unidad Qal que llegan hasta el en
profundidad (9 metros del
pit minero), y que pueden conducir las aguas infiltradas.
De acuerdo a lo anterior, el rea aferente al pit, se conforma
por la unidad Qal, Limitada al oeste por los esquistos (Pzes) y al
sur, este y norte por las rocas del batolito de Ovejas (Ksto).
En el mapa 14, se puede observar el rea de aferencia
directa.
En la Tabla 16, se observa el rea expuesta y el aporte por
mes.
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Mapa 14. En polgono rojo, se observa el rea aferente de Qal al
PIT a explotar
Tabla 16. Aportacin al acufero por Superficie expuesta de unidad
Geolgica en el rea de influencia al PIT minero.
Agua Aportada Mes (mm)
Unidad %
Infiltracin rea (Ha) 5 6 7 8 9 10 11 12
6.25 0 0 0 0 15.59 2.66 0
Aluviones Recientes (Qal) 80 820 1.03E+04 2.56E+04 4.36E+03
Total (m3/mes) 1.03E+04 2.56E+04 4.36E+03
m3/da 341.7 0 0 0 0 852.3 145.4 0
lts/seg 3.95 0 0 0 0 9.9 1.7 0
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optar el ttulo de Ingeniera Ambiental. Bogot. P. 168. INVESTIGACIN
DE AGUAS SUBTERRNEAS REGIN VALLES DE SAN NICOLAS, FASE II, CONVENIO
DE COOPERACION EN CIENCIA Y TECNOLOGA 44599 del ao 2000, CORNARE y
la UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA