INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS

EVALUACIÓN GEOQUÍMICA PARA GEOLOGIA MÉDICA EN LAS ZONAS ASOCIADAS A LAS FUENTES TERMALES DEL DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

SECTORES PAIPA – IZA Y SOATÁ – GÜICÁN

Versión 1.0

Bogotá D.C., diciembre de 2010

REPÚBLICA DE COLOMBIA MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA

REPÚBLICA DE COLOMBIA MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS

SUBDIRECCIÓN DE RECURSOS DEL SUBSUELO PROYECTO EXPLORACIÓN GEOQUÍMICA MULTIPROPÓSITO

EVALUACIÓN GEOQUÍMICA PARA GEOLOGIA MÉDICA EN LAS ZONAS ASOCIADAS A LAS FUENTES TERMALES DEL DEPARTAMENTO DE BOYACÁ

SECTORES PAIPA-IZA Y SOATA-GÜICÁN

Versión 1.0

Elaborado por:

Gloria Prieto Rincón Giovanna Angélica Neira León Lina María Tabares Ocampo Ana María Rojas Bernal Daniel Alejandro García Chinchilla Iván Darío Ortiz Catalina Sánchez Caballero

Bogotá D.C., diciembre de 2010 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS

CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN ...... 12 1.1 JUSTIFICACIÓN ...... 13 1.2 OBJETIVOS ...... 14 1.2.1 Objetivos generales ...... 14 1.2.2 Objetivos específicos ...... 14

2. MARCO TEÓRICO ...... 15 2.1 GEOQUÍMICA AMBIENTAL ...... 15 2.1.1 Geología médica ...... 15 2.2 PROPIEDADES DE LAS FUENTES TERMALES ...... 16 2.3 GEOLOGÍA Y GEOQUÍMICA DEL LITIO ...... 17 2.3.1 Ambiente Geológico del Litio ...... 18 2.3.2 Geología económica del Litio ...... 18 2.3.3 Geoquimica ambiental del Litio ...... 19 2.3.4 Geología Médica del Litio ...... 19 2.3.4.1 Toxicología ...... 20 2.3.4.2 Toxicología ambiental ...... 22 2.3.4.3 Regulaciones y límites de exposición ...... 23

3. GENERALIDADES DE LA ZONA DE ESTUDIO ...... 25 3.1 SECTOR PAIPA-IZA ...... 27 3.1.1 Localización y vías de acceso ...... 27 3.1.2 Hidrografía ...... 30 3.1.3 Hidrogeología ...... 32 3.1.4 Clima y zonas de vida ...... 32 3.1.5 Geomorfología y suelos ...... 33 3.1.6 Geología ...... 37 3.1.6.1 Zona del Sistema Geotérmico de Paipa ...... 42 3.1.6.2 Zona del Sistema Geotérmico de Iza ...... 44 3.2 SECTOR SOATÁ-GÜICÁN ...... 46 3.2.1 Localización y vías de acceso ...... 46 3.2.2 Hidrografía ...... 46 3.2.3 Clima y zonas de vida ...... 49 3.2.4 Geomorfología y suelos ...... 49 3.2.5 Geología ...... 52 3.3 CONTEXTO SOCIOECONÓMICO ...... 57 3.3.1 Demografía y población ...... 57 3.3.2 Economía y actividades humanas ...... 57

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3.4 CONTEXTO DE SALUD PÚBLICA Y AMBIENTAL ...... 58 3.4.1 Infraestructura de salud ...... 59 3.4.2 Morbilidad y mortalidad ...... 59 3.4.3 Servicios públicos y condiciones sanitarias ...... 60 3.4.4 Salud Ambiental ...... 61 3.4.4.1 Calidad del Agua ...... 61 3.4.4.2 Estudios epidemiológicos ...... 62 3.5 IMPACTOS AMBIENTALES ...... 62

4. MARCO DE ANTECEDENTES GEOQUÍMICOS ...... 64 4.1 MARCO GEOQUÍMICO ...... 64 4.1.1 Anomalías geoquímicas reportadas ...... 64 4.1.1.1 Sector Paipa-Iza ...... 64 4.1.1.2 Anomalías de EPPs ...... 69 4.1.1.3 Sector Soatá - Güicán ...... 70 4.2 PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE LAS FUENTES TERMALES .. 70 4.3 MODELO GEOTÉRMICO PRELIMINAR ...... 71 4.4 LITIO EN COLOMBIA ...... 72 4.4.1 Litio en la zona de fuentes termales de Paipa-Iza ...... 72 4.5 HIDROLOGÍA MÉDICA O TERMALISMO ...... 74 4.5.1 Peloides ...... 74 4.6 OTROS RECURSOS MINERALES ...... 75

5. METODOLOGÍA ...... 77 5.1 DIAGNÓSTICO Y COMPILACIÓN DE INFORMACIÓN ...... 77 5.2 MUESTREO GEOQUÍMICO ...... 77 5.2.1 Muestreo de sedimentos activos de corriente ...... 78 5.2.2 Muestreo de suelos ...... 80 5.2.3 Muestreo de sales y rocas ...... 82 5.2.4 Muestreo de aguas termales y lodos termales ...... 83 5.3 TIPO Y NÚMERO DE MUESTRAS ...... 83 5.4 PREPARACIÓN DE MUESTRAS ...... 84 5.5 ANÁLISIS QUÍMICOS ...... 84 5.6 ANÁLISIS DE DATOS ...... 86 5.6.1 Valores de referencia de calidad ambiental para aguas, sedimentos y suelos………...... 86 5.6.2 Valores de referencia para aguas minerales ...... 87 5.6.3 DATOS DE SALUD ...... 88

6. RESULTADOS ...... 89 6.1 DIAGNÓSTICO DE INFORMACIÓN ...... 89 6.1.1 Origen de EPPs ...... 89 6.2 INFORMACIÓN DE CAMPO ...... 90

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6.2.1 Sector Paipa – Iza ...... 90 6.2.1.1 Fuentes Termales ...... 90 6.1.1.2 Suelos……...... 90 6.1.1.3 Lodos termales ...... 91 6.1.1.4 Acumulaciones de sales ...... 91 6.2.2 Sector Soatá - Güicán ...... 94 6.2.2.1 Sedimentos activos ...... 94 6.3 INFORMACIÓN DE SALUD PÚBLICA ...... 95 6.3.1 Sector Paipa-Iza ...... 95 6.3.2 Sector Soatá - Güicán ...... 96 6.4 ELEMENTOS POTENCIALMENTE PELIGROSOS EN LAS FUENTES TERMALES ...... 96

7. PROYECCIONES Y RECOMENDACIONES ...... 98 8. CONCLUSIONES ...... 100 9. BIBLIOGRAFÍA...... 102

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Mapa de localización regional de las zonas de estudio en las áreas de las fuentes termales en el Departamento de Boyacá. (Anexo A) ...... 26 Figura 2. Localización de la zona de estudio con relieve (Anexo A)...... 29 Figura 3. Mapa de subcuencas de la Cuenca Alta del Río Chicamocha con la delimitación del área de estudio. Adaptado de: CORPOBOYACA, 2005...... 31 Figura 4. Mapa de suelos de la zona de estudio. Fuente: IGAC, 2005...... 34 Figura 5. Uso del suelo en la zona de estudio. Fuente: CORPOBOYACA, 2005...... 38 Figura 6. Columna estratigráfica esquemática del Bloque Tunja-Duitama en la región de Paipa-Iza. Adaptada de: Renzoni, 1981; Rodríguez & Solano, 2000. 40 Figura 7. Mapa geológico del Polígono Paipa-Iza. Fuente: Velandia, 2003; Cepeda & Pardo, 2004; Rojas et al, 2009; Renzoni, 1967...... 41 Figura 8. Localización de fuentes termales y ventiladero de vapor del Sistema geotérmico de Paipa, incluye estructuras geológicas y cartografía de las vulcanitas. Fuente: Alfaro, 2005c ...... 44 Figura 9. Localización del área de estudio correspondiente al sector Soata- Güicán (Anexo A)...... 47 Figura 10. Mapa de subcuencas y microcuencas de la Cuenca media del Río Chicamocha con la delimitación del área de estudio. Adaptado de: CORPOBOYACA, 2008...... 48 Figura 11. Columna estratigráfica esquemática del Bloque del Cocuy. Región Norte y Gutiérrez. Adaptada de: Fabre, 1981 y 1983; Vargas et al., 1981; Rodríguez & Solano, 2000...... 53 Figura 12. Mapa geológico del sector Soatá - Güicán...... 54 Figura 13. Comparación de las columnas estratigráficas del Borde este del Macizo de Santander (planchas 136 y 152) y de la Sierra Nevada del Cocuy (planchas 137 y 153). Fuente: Fabre, 1981...... 55 Figura 14. Participación de las actividades económicas del departamento en el Producto interno Bruto de 1995. Fuente: Adapatado de IGAC, 2005...... 57 Figura 15. Cubrimiento geoquímico sistemático de media - alta densidad del Departamento de Boyacá...... 65

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Figura 16. Interpretación espacial de la concentración de litio (mg/L) en los manantiales del sistema geotérmico de Paipa. Interpolación por el método Kriging con Surfer. Fuente: Alfaro, 2002...... 73 Figura 17. Mapa de muestreo de sedimentos activos en el sector Soatá-Güicán (Anexo A)...... 79 Figura 18. Mapa de muestreo de suelos, aguas, lodos, sales y roca en el sector Paipa-Iza (Anexo A)...... 81 Figura 19. Diagrama esquemático del patrón de suelo y muestras recolectadas. Adaptado de: Prieto & González, 2003...... 82

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LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Concentraciones típicas del litio en el ambiente. Fuente: Bowen, 1979; Wedepohl, 1995; Sposito, 1986; Birch, 1988; Ribas, 1991 en Aral & Vecchio- Sadus, 2008...... 20 Tabla 2. Niveles de litio en humanos. Fuente: Barbalace, 1995...... 21 Tabla 3. Índices de consumo para un adulto americano de 70kg y dosis tóxicas. Fuente: Adaptado de Aral & Vecchio-Sadus, 2008...... 21 Tabla 4. Características geoquímicas y toxicológicas del Litio en el medio ambiente. Fuente: por Aral & Vecchio-Sadus (2008)...... 22 Tabla 5. Aspectos geoambientales del Litio. Modificado de: Reimann, et al., 1998; Aral & Vecchio-Sadus, 2008...... 24 Tabla 6. Localización de las fuentes termales de interés en el Departamento de Boyacá. Fuente: Proyecto de Exploración de Recursos Geotérmicos, 2010 en preparación...... 27 Tabla 7. Características geomorfológicas y de suelos del paisaje de Montaña en la zona de estudio. Fuente: IGAC, 2005...... 35 Tabla 8. Características geomorfológicas y de suelos del paisaje de Altiplanicie y Valle en la zona de estudio. Fuente: IGAC, 2005...... 36 Tabla 9. Nomenclatura y correlación estratigráfica del Cretácico y Terciario de la parte central de la Cordillera Oriental de Colombia. Fuente: Ulloa et al, 2001...... 39 Tabla 10. Comparación simplificada de los cuerpos volcánicos de Iza. Fuente: Rojas et al., 2009...... 45 Tabla 11. Características geomorfológicas y de suelos del paisaje de Montaña para el sector Soatá-Guicán. Fuente: IGAC, 2005...... 50 Tabla 12. Correlación de las Formaciones litológicas cartografíadas en el límite Boyacá - Santander. Fuente: Fabre, 1983...... 56 Tabla 13. Estudios de levantamiento geoquímico del Departamento de Boyacá. Abreviaturas: B.D: baja densidad; A.D: alta densidad: N.A: No aplica...... 66 Tabla 14. Técnicas analíticas y tratamiento de datos para los estudios geoquímicos del departamento de Boyacá. Relación de análisis de Li. Abreviaturas N.D= no disponible...... 67

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Tabla 15. Caracterización geoquímica de las regiones geológicas de la plancha 171. Fuente: Güiza & Espinosa, 2004...... 68 Tabla 16. Valores de litio en algunas fuentes termales del departamento. Fuente: Alfaro, 2002; Fabre, 1983...... 73 Tabla 17. Ocurrencias de minerales para el área de estudio. Adaptado de: Rodríguez & Solano, 2000; Vargas et al., 1981; Fabre, 1981; Fabre, 1983; Renzoni, 1981...... 76 Tabla 18. Muestreo en el sector Soatá-Güicán...... 84 Tabla 19. Muestreo en el sector Paipa-Iza...... 84 Tabla 20. Elementos analizados en aguas y límites de detección. Fuente: Vargas et al., 2005...... 85 Tabla 21. Elementos analizados en suelos, sedimentos y límites de detección. Fuente: Vargas et al., 2005...... 86 Tabla 22. Máximo nivel de constituyentes contaminantes en las aguas minerales para embotellar. Fuente: FSA (2010)...... 87 Tabla 23. Posibles fuentes de EPPs y otros contaminantes en el área de estudio...... 89 Tabla 24. Parámetros fisicoquímicos de las fuentes termales medidos en campo...... 90 Tabla 25. Algunos datos de campo de las muestras de lodos termales en el sector Paipa-Iza...... 92 Tabla 26. Datos de campo de las evaporitas recolectadas en el sector Paipa- Iza...... 93 Tabla 27. Parámetros fisicoquímicos medidos en campo para las muestras de sedimento activo en el sector Soatá-Güicán...... 94

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LISTA DE ANEXOS

ANEXO A. Mapas de localización y muestreo

 Mapa de localización de las zonas de estudio para Geología Médica en zonas asociadas a las fuentes termales del Departamento de Boyacá.

 Mapa de localización del Sector Soatá – Güicán para Geología Médica en zonas asociadas a las fuentes termales del Departamento de Boyacá.

 Mapa de muestreo del Sector Soata – Güicán para Geología Médica en zonas asociadas a las fuentes termales del Departamento de Boyacá.

 Mapa de muestreo del Sector Paipa – Iza para Geología Médica en zonas asociadas a las fuentes termales del Departamento de Boyacá.

ANEXO B. Recopilación de datos analíticos de los antecedentes geoquímicos.

ANEXO C. Formatos de campo y Plantillas de Base de datos geoquímica

ANEXO D. Fotografías de los sitios de muestreo

ANEXO E. Solicitudes de laboratorio

ANEXO F. Valores de referencia de calidad ambiental de suelos, sedimentos y aguas.

ANEXO G. Resultados de laboratorio

Nota: Los anexos C, E y G se encuentran en archivos nativos (formatos Excel). Si los requiere, solicítelos al Grupo SINGEO.

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RESUMEN

Los manantiales termales son uno de los principales sistemas naturales de movilizacion de metales desde las formaciones rocosas hacia la superficie, en donde se incorporan a distintos medios geoquimicos como aguas, suelos, sedimentos. Relacionados con el ambiente termal pueden encontrarse acumulaciones de elementos de valor económico, como el Litio, o potencialmente peligrosos para la salud (EPPs).

En el departamento de Boyacá se han considerado dos zonas de interés para el estudio geoquímico de las zonas asociadas a las fuentes termales: El sector de los sistemas geotérmicos de Paipa e Iza que comprende un área de 576 Km2, en el cual las manifestaciones termales se encuentran asociadas a las últimas fases de enfriamiento del vulcanismo neógeno y deben su composición a la mezcla de una fuente profunda y un depósito salino. Y el sector Soatá-Güicán que abarca un área de 1020 Km2 a lo largo de los cuales se encuentran tres manantiales termales poco conocidos. Esta última es un área sin estudios geoquímicos sistemáticos anteriores, dominada por la secuencia sedimentaria más potente de Colombia.

En el sector Paipa-Iza se recolectaron 333 muestras (149 estaciones) de suelos con una densidad de una muestra cada 4 km2 y de 1km2 en cercania de las fuentes termales, también se muestreron puntualmente 7 manantiales termales, 3 lodos termales, 6 sales y 1 roca. Para el sector Soatá-Güicán se muestrearon 93 (86) sedimentos activos con una densidad de una muestra cada 3 km2 y 2 suelos de fuentes termales. Las muestras recolectadas se enviaron a los laboratorios de INGEOMINAS para su análisis químico y mineralógico.

Las posibles fuentes de EPPs son los residuos urbanos, los residuos de la combustion del carbón, los pesticidas, los fertilizantes, las fuentes termales y mineralizaciones asociadas a los cuerpos volcánicos. La principal fuente de Litio son las fuentes termales. Los primeros resultados indican altos contenidos de Hg, F, Li en las fuentes termales del sector de Paipa-Iza.Palabras Clave: fuentes termales, geoquímica ambiental, geología médica, litio, Boyacá.

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1. INTRODUCCIÓN

El Instituto Colombiano de Geología y Minería, INGEOMINAS, a través de la Subdirección de Recursos del Subsuelo y el Proyecto SUB26-09 Exploración Geoquímica Multipropósito, ha abordado la tarea de producir información geoquímica que contribuya al establecimiento de las Líneas Base Geoquímicas de Colombia y que brinde información multipropósito (recursos minerales, monitoreo ambiental), siguiendo las metodologías y normas del Programa Internacional de Correlación Geológica (IGCP) – Proyecto 259/ 360 - Base de datos geoquímica global para manejo de recursos y Medio ambiente. (Prieto & González, 2003)

Dentro de este proyecto se ha contemplado el levantamiento geoquímico para geología médica teniendo en cuenta la importancia y la influencia que tienen los procesos así como la distribución de los elementos terrestres naturales y antropogénicos en la salud de los seres vivos (Bunnel, 2004). En este contexto los datos geoquímicos pueden usarse para determinar áreas de riesgo para la salud ecosistémica, ya que muestran los excesos (acumulación) y deficiencias (empobrecimiento) de los elementos químicos en el entorno (Boni, 2005)

El presente trabajo corresponde al estudio geoquímico (ambiental y económico) de las zonas asociadas a fuentes termales del Departamento de Boyacá, uno de los departamentos con mayor numero de fuentes termales de Colombia, teniendo en cuenta la importancia de estos sistemas en la movilización de varios elementos hacia la superficie y su influencia en los ambientes geoquímicos. Este proyecto contempla el análisis de dos regiones geotérmicas en el departamento: Paipa-Iza y Soata-Güicán, las cuales han sido caracterizadas para la determinación de sus propiedades terapéuticas y cosméticas, así como el entendimiento de los sistemas geotérmicos y su potencial energético; pero es poco conocida su influencia en el medio ambiente y su relación con la acumulación de elementos de interés económico

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Actualmente el proyecto se encuentra en la etapa de análisis de laboratorio por lo cual se presenta a continuación, la introducción a las zonas de estudio, los antecedentes geoquímicos y algunos datos obtenidos en las campañas de campo.

1.1 JUSTIFICACIÓN

El levantamiento de la línea base geoquímica de un territorio es fundamental para establecer la distribución y concentración de los elementos de origen natural y antrópico. Esta información sirve en un principio a dos propósitos, el ambiental y el económico, ambos son ejes del desarrollo de la sociedad ya que se traducen en recursos económicos y salud.

Las fuentes termales poseen gran cantidad de compuestos minerales, provenientes de la disolución de las rocas atravesadas por el fluido termal. Las condiciones de pH, el contenido de gases y las altas temperaturas existentes hacen de estos manantiales un conducto de movilización de varios elementos hacia la superficie.

Estudios realizados en zonas con actividad geotérmica actual han comprobado que en el área de ocurrencia de estos sistemas puede existir un enriquecimiento natural de elementos potencialmente peligrosos en diferentes medios como: suelos, sedimentos y aguas, así como en el sustrato y en las plantas. En pequeñas cantidades estos elementos pueden bioacumularse ocasionando la alteración de los organismos de animales haciéndolos más susceptibles a otras enfermedades. (Chaffe et al., 2007)

Estas acumulaciones de elementos también pueden conformar mineralizaciones de valor económico, como el Litio, uno de los elementos por lo general asociados a este ambiente geoquímico, considerado hoy en día como un metal estratégico.

Por lo anterior el estudio geoquímico de las fuentes termales y sus zonas asociadas contribuye al conocimiento de sus propiedades (geoquímicas y terapéuticas) y su posible impacto en los seres vivos.

Se ha seleccionado realizar este estudio en el departamento de Boyacá, ya que es uno de los departamentos con mayor ocurrencia de fuentes termales del país (Nuncira, 2007 en Puerto & Daza, 2009) y porque en él se encuentra la zona geotérmica más conocida de Colombia, Paipa, en la cual se reporta una Evaluación Geoquímica para geología médica de zonas asociadas a fuentes termales en el Departamento de Boyacá. Sectores Paipa-Iza y Soatá-Güicán 13 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS anomalía de Litio (Güiza y Espinosa, 2004). Las manifestaciones termales que se encuentran en este lugar se han desarrollado tradicionalmente como lugares de salud y recreación pero son poco conocidas por las comunidades en su origen, sus propiedades y sus influencias sobre el medio ambiente y la salud.

1.2 OBJETIVOS

Los objetivos que se presentan a continuación corresponden con el desarrollo completo del trabajo y no con los del presente informe el cual se considera preliminar.

1.2.1 Objetivos generales Determinar la zona de influencia de las fuentes termales, la posible acumulación o movilización de EPPs y Li asociada a estos ambientes y su interacción con medio ambiente.

1.2.2 Objetivos específicos Establecer el fondo geoquímico y los valores anómalos para los elementos químicos en la zona de los sistemas geotérmicos de Paipa e Iza y áreas aledañas.

Determinar las concentraciones y sitios de acumulación y empobrecimiento, de elementos potencialmente peligrosos contenidos en los suelos, aguas y sedimentos de la zona de los sistemas geotérmicos de Paipa e Iza y áreas aledañas.

Determinar las concentraciones y sitios de acumulación y empobrecimiento, de Litio en los suelos y sedimento de la zona de los sistemas geotérmicos de Paipa e Iza y áreas aledañas.

Identificar la influencia de las fuentes termales en el contenido geoquímico del medio circundante en la zona de los sistemas geotérmicos de Paipa e Iza y áreas aledañas.

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2. MARCO TEÓRICO

2.1 GEOQUÍMICA AMBIENTAL

La composición química de un territorio depende principalmente de la geología subyacente, además de los procesos físico-químicos endógenos-exógenos y la introducción de elementos que hace el hombre como producto de sus actividades cotidianas (industria, agricultura, asentamientos, minería).

La geoquímica ambiental evalúa la concentración, distribución y el origen de los elementos contenidos en determinada región y analiza si se presentaran consecuencias que puedan considerarse nocivas para los seres vivos, por medio de la predicción de los procesos geoquímicos y la interacción de los diferentes ambientes (litosfera, hidrosfera, pedósfera, atmosfera, biosfera).

En función de la escala de análisis, los elementos presentaran un efecto diferencial en su comportamiento. Estas escalas son las bases de la geoquímica aplicada con fundamento en los principios geoquímicos. (Viladevall et al., 1995)

2.1.1 Geología médica El estudio de las patologías en los seres vivos como consecuencia del exceso o deficiencia de elementos químicos en el ambiente es conocido como geoepidemiología o geología médica. (Viladevall et al., 1995)

En los elementos geoquímicos se encuentran dos grupos de importancia por su influencia en la salud:

Los elementos esenciales para la vida animal (Mills, 1996 en Plant et al., 1996) que corresponden con la primera línea de elementos de transición, son: Fe, Mn, Ni, Cu, V, Zn, Co, Cr; junto a estos se consideran Mo, Sn, Se, I y F. Para las plantas se incluye el B.

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Los elementos potencialmente peligrosos (EPPs, o PHEs, por sus siglas en inglés), que ocasionan efectos adversos a bajos niveles, son: As, Cd, Pb, Hg y especies derivadas del U. También se incluye el Al, para plantas, animales y peces, y todos los elementos traza, que son tóxicos si son consumidos o inhalados a niveles elevados y por largos periodos de tiempo. (Plant et al., 1996). Otros elementos de este grupo son: el Ba, Be, Sb, Mg, Ca, Tl (Appeton et al. 1992) y el Ce (BGS, 2001) (Güiza & Espinosa, 2004).

Algunos de los elementos esenciales como el Se, Fe y Mo tienen un rango de concentración muy estrecho (pocos µg/g) entre su acción esencial y tóxica

La geología médica para su interpretación requiere además de la base geoquímica, datos epidemiológicos y datos sobre los componentes químicos de la dieta en cada región; sin embargo, en los países en vías de desarrollo no se cuenta con ninguna de estas bases. Por otra parte existe una gran dificultad en diagnosticar enfermedades y condiciones subclínicas relacionadas con algunos de los anteriores elementos.

Por lo anterior la elaboración de mapas geoquímicos es fundamental para identificar áreas con potencial de deficiencia y toxicidad de los elementos, además contribuye al entendimiento del curso que que tiene un elemento desde las rocas y suelos hacia los seres vivos (pathways) posibilitando la localización para posteriores estudios médicos y veterinarios que son más costosos. (Plant et al., 1996)

Una vez obtenidos los mapas geoquímicos con cantidades totales para cada elemento, es importante establecer la cantidad biodisponible. Esta discriminación se realiza con base en la especiación de los elementos, la cual afecta su distribución, movilidad y toxicidad. Esta se interpreta a través de modelos de equilibrio termodinámico y cinemático o por medio de experimentos. (Plant et al., 1996).

2.2 PROPIEDADES DE LAS FUENTES TERMALES

Las aguas termales adquieren su composición química mediante un proceso complejo, donde intervienen factores de tipo químico-físico, geológico, hidrogeológico, geomorfológico, pedológico, climático, antrópico y otros (Fagundo, 1990 en Sánchez, 2000). Estos sistemas constituyen una de las principales fuentes naturales de metales para el ambiente.

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Entre los factores fisicoquímicos están: la solubilidad de minerales, el contenido de gases disueltos, las condiciones del sistema (abierto-cerrado), en que la disolución tiene lugar, el pH, el potencial redox, el efecto salino o de fuerza iónica, el efecto de ion común y otros, que controlan la disolución de los minerales (Fagundo, 1996 en Sánchez, 2000). Cuando el agua tiene una temperatura muy elevada puede alcanzar el punto de ebullición antes de llegar a la superficie y asciende en forma de vapor rico en gases como bióxido de carbono y ácido sulfhídrico. También puede haber mezcla de las aguas termales y gases con las aguas subterráneas, en este caso los gases se oxidan al mezclarse con las aguas frías y se convierten en manantiales ácidos que disuelven la roca circundante generando un aspecto lodoso, por el contrario los manantiales alcalinos se caracterizan por la descarga de aguas cristalinas. (Prol, 1988)

Los manantiales termales son considerados ambientes extremos para los microorganismos debido a las condiciones de temperatura, pH, concentración de sales entre otras. En las aguas se encuentran microorganismos autóctonos como colonias de bacterias y algas termales. (Alfaro et al., 2003)

Los fluidos geotérmicos tienen un amplio espectro de aprovechamiento derivado de su contenido energético y mineral. Fuentes de energía térmica, usos agrícolas, balneológicos (mineromedicinales y recreación). Aplicaciones directas obtención de sales, compuestos inorgánicos como sulfato de sodio y ácido bórico. (Alfaro et al., 2003)

En Colombia no existe reglamentación de aguas termales, lodos y algas, ni normas técnicas sobre el manejo y utilización del recurso (Puerto & Daza, 2009)

2.3 GEOLOGÍA Y GEOQUÍMICA DEL LITIO

El litio es un metal alcalino ligero, litófilo y se comporta como una base fuerte. Como ion es positivo monovalente, aunque es muy reactivo y conforma compuestos muy solubles y volátiles. Tiene dos isotopos estables en la naturaleza. Está presente en el 0.006 wt% de la corteza terrestre (Habashi, 1997), 7-20 ppm (Vine, 1980 en Garret, 2004), y es el 27º elemento más abundante en la naturaleza (Aral & Vecchio, 2008). Según el tipo de roca se distribuye así: Rocas ultrabásicas (2ppm), Gabros, basaltos (10 ppm), Granito, granodiorita (30 ppm), Areniscas (10 ppm), Shales, esquistos (60 ppm), Calizas (5 ppm), Carbón (30 ppm) (Rankama & Sahama, 1962).

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2.3.1 Ambiente geológico del Litio El litio se encuentra en diferentes ambientes geológicos generalmente siguiendo el mismo comportamiento que el magnesio (Rankama & Sahama, 1962); sin embargo, el Litio de valor económico se encuentra únicamente en pegmatitas de litio o en salmueras de litio (Garret, 2004).

Las pegmatitas representan la última cristalización del magma a través de fracturas presentes en granitos preexistentes. Las pegmatitas de litio son el producto de las últimas etapas de la consolidación magmática de un magma de enfriamiento lento, resultando soluciones alcalinas ricas en componentes volátiles en las que se encuentran los silicatos de litio y otros elementos metálicos (Ulloa, 2007). A las zonas de litio en las pegmatitas se asocian elementos raros como el tantalio, niobio, estaño, tungsteno, cesio y rubidio. Los minerales más importantes son espodumena, petalita, lepidolita y ambligonita.

En las aguas termales y minerales se encuentran cantidades notables de Li (6- 50 ppm; Garret, 2004) en forma de LiCl (soluble) proveniente de la disolución de las rocas presentes en el área atravesada por el fluido. El litio solo es lixiviado a altas temperaturas.

Las salmueras ricas en litio se encuentran en algunos lagos secos de los Andes centrales, o en el suroeste de China. Estas se forman esencialmente en áreas volcánicas activas a partir de manantiales geotérmicos ricos en litio que fluyen a través de cuencas cerradas y que después de un largo periodo se evaporan y depositan sales. Debido a que las sales de litio son muy solubles, el litio no cristaliza (en algunos casos es absorbido por arcillas y otras rocas) entonces se concentra como salmuera. Algunas salmueras también pueden formarse en aguas de los campos de gas y petróleo. (Garret, 2004). Las concentraciones de litio en salmueras están entre 20mg/L en el mar muerto hasta 1500mg/L en el Salar de Atacama. (Aral & Vecchio-Sadus, 2008)

El litio aparece como mineral asociado a ciertas mineralizaciones, por lo cual una anomalía de este elemento puede representar la concentración de otros minerales de interés como: depósitos de esmeraldas tipo greisen, Sn, Ta, Nb y tierras raras.

2.3.2 Geología económica del Litio En la actualidad el uso más importante del litio es en la fabricación de baterías convencionales y recargables debido a su alta electronegatividad. Se estima

Evaluación Geoquímica para geología médica de zonas asociadas a fuentes termales en el Departamento de Boyacá. Sectores Paipa-Iza y Soatá-Güicán 18 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS que para el 2020 las baterías de ion Litio se usaran en el 60% de los autos eléctricos e híbridos (Revista Dinero, 2010) convirtiéndose en una tecnología estratégica y en la opción sostenible de la próxima década en reemplazo del petróleo (Tahil, 2006). Por esto el Litio se considera uno de los recursos minerales para el futuro.

Las mayores reservas de litio en el mundo se encuentran en salares/salmueras siendo los más importantes: el Salar de Uyuni en Bolivia, el Salar de Atacama en Chile y el mar muerto. Las reservas en rocas se encuentran en China, Canadá y Zaire. Las concentraciones en salmueras son excepcionalmente altas y deben su valor comercial debido a la disponibilidad de evaporación solar en piscinas para concentrar el litio naturalmente y a muy bajos costos que se encuentra en las zonas desérticas. (Garret, 2004).

Hoy en día la producción de este metal se encuentra dominada por Chile (36.53%, 40.000 t/año) y Argentina (9.13%). Otros productores mayores son China y Estados Unidos; Australia, Canadá, Portugal y Zimbawe son los mayores productores de concentrados de mena. Bolivia que tiene las mayores reservas conocidas pero aun no se encuentra en producción (Tahil, 2006; USGS, 2010). Se ha mencionado durante el último año que Afganistán puede también tener reservas considerables de litio (Benham & Coats, 2007; Hicks, 2010)

2.3.3 Geoquimica ambiental del Litio El litio es un elemento altamente móvil, y raro en aguas contaminadas, por lo cual puede usarse como trazador en estudios de hidrogeología, geotermia y geotermometría. Se encuentra generalmente en ambientes acuosos y terrestres pero en concentraciones bajas. (Tabla 1).

2.3.4 Geología Médica del Litio El litio metálico es considerado peligroso para la salud, fisicoquímica y/o ecotoxicológica de acuerdo de la Comisión nacional de salud ocupacional y seguridad (NOHSC) de Australia (AICS, 2007) y en las listas de sustancias peligrosas de Dinamarca. (Aral & Vecchio-Sadus, 2008)

En el resto del mundo no se le considera un elemento muy tóxico y su regulación internacional solo se encuentra en el registro de efectos tóxicos de las sustancias químicas (RTECS) sobre su manejo como insumo industrial.

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Tabla 1. Concentraciones típicas del litio en el ambiente. Fuente: Bowen, 1979; Wedepohl, 1995; Sposito, 1986; Birch, 1988; Ribas, 1991 en Aral & Vecchio- Sadus, 2008.

Concentración Schrauzer, 2002; Lenntech, 2007); Ambiente (µg/L) Mason, 1974 0.07 – 40 1 – 10 Agua fresca (contaminación) Agua de mar 170 - 190 170 Aguas subterráneas 500 Agua mineral 50 – 100 excepcionalmente 1000 Sedimentos (mg/kg) 56 Suelos (mg/kg) 300 - 35000 7 – 200 Plantas (mg/kg) 20 - 3000 Corteza terrestre (mg/kg) 2000 – 6000 Atmósfera (ng/m3) 2

En su forma mineral el litio no se considera como un problema toxicológico; aunque, la molienda de los minerales de litio constituye un riesgo para la salud ya que la espodumena genera un polvo rico en sílice peligroso y los fosfatos de litio se vuelven más susceptibles a la disolución por agua y lixiviados ácidos. Las sales de litio no son muy toxicas excepto por la alta corrosión e irritación que producen los híbridos de litio (LiAlH4, LiBH4). (Aral & Vecchio-Sadus, 2008)

Durante la molienda de la espodumena una pequeña cantidad de disolución puede ocurrir durante el proceso de molienda en ácido sulfúrico, quedando en las colas hasta 13m/L (Aral & Vecchio-Sadus, 2008).

2.3.4.1 Toxicología El litio se encuentra en todos los órganos y tejidos, es absorbido por el tracto intestinal y excretado principalmente a través de los riñones. (Tabla 2)

Los principales problemas toxicológicos relacionados con este elemento se dan por consumo oral, como medicamento y en el agua. Este consumo es medianamente tóxico, aunque la tolerancia física difiere entre individuos. Las necesidades de niños, adolecentes y madres lactantes no han sido establecidas. (Tabla 3)

En los salares del norte de Chile el consumo diario de litio es de 10 mg/día y no se han reportado efectos adversos en la población. Por el contrario la deficiencia ambiental de litio parece estar relacionada con problemas de Evaluación Geoquímica para geología médica de zonas asociadas a fuentes termales en el Departamento de Boyacá. Sectores Paipa-Iza y Soatá-Güicán 20 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS comportamiento como altas tasas de criminalidad, suicidios y adicción a las drogas (Schrauzar & Shrestha, 1990; Flanagan, 2006), por esto en regiones con bajos contenidos se sugiere el consumo de suplementos para alcanzar la ingesta mínima diaria recomendada (Aral & Vecchio-Sadus, 2008).

Tabla 2. Niveles de litio en humanos. Fuente: Barbalace, 1995.

Órgano/tejido Concentración sangre 0.004 mg/dm-3 huesos 1.3 ppm hígado 0.025 ppm músculos 0.023 ppm Cantidad en el cuerpo (humano de 7 mg 70kg)

Tabla 3. Índices de consumo para un adulto americano de 70kg y dosis tóxicas. Fuente: Adaptado de Aral & Vecchio-Sadus, 2008.

Consumo Estimado Total 0.65 – 3.1 mg/día Ingesta diaria (Scharauzer, 2002; granos y vegetales (0.5 – 3.4 mg/kg) lácteos Weiner, 1991) (0.50mg/kg) carne (0.0012 mg/kg) Requerimiento diario estimado menor a 0.1mg/día Ingesta diaria recomendada (mínima) 1.0mg/día (14.3 µg/kg del peso corporal) Dosis letal 5g (LiCl) 10mg/L envenenamiento medio Concentración en la sangre y 15 mg/L trastornos del lenguaje y confusión envenenamiento 20mg/L riesgo de muerte 5.6-8.4 mg/L normal Concentración en la sangre de 10.5 – 17.5 mg/L Toxicidad ligera pacientes psiquiátricos (Jaeger, 2003) 17.5 – 24.5 mg/L toxicidad moderada >24.5 mg/L síntomas severos

Los efectos tóxicos del litio conocidos se encuentran relacionados a los tratamientos farmacológicos que se usan en pacientes psiquiátricos con desordenes maniaco-depresivos, con trastorno bipolar y otras condiciones, intoxicaciones por otras aplicaciones industriales no han sido reportadas. Durante estos tratamientos la dosis terapéutica es muy cercana a la tóxica ocasionando en varios casos síntomas tóxicos en los sistemas neuromuscular,

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Se ha comprobado que el exceso en la ingesta de litio, a través de medicamentos, causa daños en el desarrollo embrionario de invertebrados (y mamíferos en algunos casos), afecta el metabolismo, la comunicación neurológica, la proliferación celular, la síntesis de glicógenos en diferentes tipos de organismos. (Aral & Vecchio-Sadus, 2008)

En el organismo el litio compite con el sodio, potasio, magnesio y calcio y los desplaza de los zonas intracelulares y los huesos (Aral & Vecchio-Sadus, 2008). En Texas, Estados Unidos, se ha correlacionado la ocurrencia de enfermedades cardiovasculares con la concentración de sodio en el agua para consumo humano y a la vez se ha establecido una correlación negativa con el litio, el magnesio y el estroncio, por esto se piensa que estos cationes cuando reemplazan al sodio pueden prevenir el riesgo de estas enfermedades. (Nam, 2005).

2.3.4.2 Toxicología ambiental La acción tóxica del litio en diferentes ambientes es descrita por Aral & Vecchio- Sadus (2008). En la Tabla 4 se resume la geoquímica y toxicología ambiental del Litio según los anteriores autores.

Tabla 4. Características geoquímicas y toxicológicas del Litio en el medio ambiente. Fuente: por Aral & Vecchio-Sadus (2008). Ambiente Geoquímica Ambiental Toxicología Ambiental Sigue el comportamiento del Mg. En pegmatitas de litio –asociado con Polvo geogénico: Productos de la tierras raras molienda de espodumena y ambligonita Min. Espodumena-Lepidolita- de Litio constituyen un riesgo para la Geológico Petalita-Ambligonita salud. Salmueras ricas en litio (origen manantiales geotérmicos) Las sales de Litio son corrosivas Aguas termales Nivel de toxicidad Ión – LiOH-H – LiCl - Li2SO4 V=Zn>Selenita>Li=U>Selenato>Boro Composición isotópica = Contrarrestado naturalmente por el Na fraccionamiento solución-minerales (no contaminación) Acuoso secundarios Algunos moluscos y peces pequeños son Natural 10 μg/l vulnerables al LiCl y - Li2SO4 solo en concentraciones muy elevadas No se bioacumula por su solubilidad

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Li2CO3 – LiCl - Li2O Estimula el crecimiento de las plantas. Suelos: trazas en la materia orgánica Luego de más de 115 ppm puede y la fracción arcillosa. En suelos inhibirlo. Terrestre ácidos se correlaciona con Fe, Ni, Bioacumulado por belladonas y algunas Co, Mn, Cu, Al, Pb y Cd. bacterias Rocas: Shales, carbonatos, Igneas Tóxico para las plantas cítricas ácidas, Arcillas autigénicas. Interacciona con el Na-K y el Mg

Desechos antropogénicos Estudios hechos en Dinamarca (Kjølholt et al., 2003) indican que existen mayores cantidades de litio en el compost, las aguas residuales, lodos residuales y sedimentos de los desagües de carretera. Los efluentes de las plantas de tratamiento de aguas residuales no presentan un riesgo tóxico para los organismos acuáticos. Otras fuentes de litio no naturales son los engrasantes de vehículos con base de litio y las baterías de litio.

La disposición de baterías de litio en los desechos urbanos comunes no constituye una fuente del Li que tenga en el medio ambiente debido a su estado oxidado (NEMA, 2001); sin embargo estás baterías tienen cantidades de cobalto, manganeso y disolventes orgánicos que pueden ser altamente tóxicos. Las más perjudiciales son las baterías de cloruro de tionilo y las de dióxido de azufre.

2.3.4.3 Regulaciones y límites de exposición El litio no tiene un límite de exposición ocupacional, aunque algunos de sus compuestos si (Aral & Vecchio-Sadus, 2008):

The American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH, 1992) recomienda un límite de exposición de 25µg/m3 de litio hibrido para las emisiones respirables de polvo y gas (durante la jornada laboral)

The australian capital territory environment protection regulation incluye al litio en la lista de contaminantes que causan perjuicio ambiental en los suministros de agua de irrigación. La concentración del litio en los canales debe ser menor o igual a 2.5mg/L

En Rusia se contempla en la lista MAC (Maximum allowable concentrations) 0.03 mg/L para aguas de consumo humano.

La USEPA tiene una declaración que regula la disposición de las baterías de litio con elementos tóxicos.

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En la Tabla 5 se presentan algunos aspectos geoambientales del litio tratados en el anterior capitulo y otras consideraciones.

Tabla 5. Aspectos geoambientales del Litio. Modificado de: Reimann, et al., 1998; Aral & Vecchio-Sadus, 2008.

Aspecto Descripción Impacto biológico El déficit y el exceso de Litio se consideran tóxicos. Baterías, cerámicas, vidrios, grasas y lubricantes, farmacéuticos, polímeros, purificador de aire, producción primaria de aluminio, casting Usos continuo, procesamiento químico, aleaciones especiales (con Pb, Al), agente refrigerante en los reactores nucleares, rock fuel. Pathways Meteorización, polvo geogénico, relaves de espodumena, producción de Ambientales Al, (sea espray). Altamente móvil en ambientes acuosos y correlacionable con metales en Movilidad suelos ácidos ambiental Baja en condiciones oxidantes, acidas y neutras a alcalinas. Muy baja en condiciones reductoras. Barreras Adsorción en óxidos de Mn y arcillas. geoquímicas Li-Be-B-K-Rb-Cs-Nb-Ta-F-P-Sn-W-REE (granitos y pegmatitas), Li-B-F-Be- Asociación Sn-W-Mo (greisen), Li-Na-K-B-P-W-F-Br-Cl-I-SO4-CO3 (salmueras, salinas Natural evaporitas) Niveles de Agua de consumo humano y medicamentos acción Aguas de consumo humano MAC: 0.03 mg/l (Rusia MoH); Australia Regulación 2.5mg/L en los canales. Sistema neuromuscular, cardiovascular, gastrointestinal, daño renal. Daño Acción tóxica embrionario y en el ADN (mutaciones) no comprobadas en humanos. Puede interactuar con sistemas de Mg biológico. Se ha comprobado la relación entre bajos niveles de Li en aguas de consumo humano y alta incidencia de problemas de comportamiento y sicológicos. La concentración de Li previene la acción tóxica del Na en aguas naturales. Observaciones No se bioacumula. Estimula el crecimiento de algunas plantas y luego lo inhibe a altas concentraciones (>400ppm) Las baterías desechadas no constituyen un riesgo por litio debido a su estado oxidado, pero si por otros elementos. Técnicas Analíticas GF-AAS, ICP-AES, ICP-MS (agua) Sugeridas

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3. GENERALIDADES DE LA ZONA DE ESTUDIO

El Departamento de Boyacá se encuentra ubicado en el centro oriente de Colombia, en la parte central de la Cordillera Oriental, entre las coordenadas geográficas 4º 39’ y 7º 03’17’’ latitud norte y 71º 57’49’’ y 74º 41’35’’ longitud al oeste de Greenwich. Limita con los departamentos de Santander, Norte de Santander y la Republica Bolivariana de Venezuela, al norte; Cundinamarca al sur; Arauca, Casanare y Meta, al oriente; y Antioquia y Caldas hacia el occidente. Tiene una extensión de 23.189 Km2 que corresponden al 2.03% del país (IGAC, 2005)

Las fuentes termales se han reportado en veintiuno (21) de los municipios del Departamento (Proyecto de Exploración de Recursos Geotérmicos de INGEOMINAS, en preparación). La mayoría de estos manantiales se encuentran en zona rural y no presentan desarrollo de infraestructura para su aprovechamiento; otros, como los ubicados en los municipios de Villa de Leyva, Sáchica y Paipa, están en zona urbana y son utilizados como sitios de turismo y recreación. (Smith & Capera, 2003 en Puerto & Daza, 2009).

La presente investigación se centrará en dos zonas de fuentes termales del departamento de Boyacá (Figura 1, Tabla 6):

La primera es el área de los sistemas geotérmicos de Paipa e Iza, en las provincias de Sugamuxi y Tundama en la región central. Esta zona es la región geotérmica más conocida de Colombia, con el mayor concentración de fuentes termales del departamento, varios estudios geocientíficos y de gran importancia social por el uso turístico de los manantiales. (Neira et al., 2010 en revisión)

La segunda hace parte de las provincias Norte y Gutiérrez, en la región nororiental del departamento, entre los municipios de Soatá y Güicán. Es una zona de gran interés ya que cuenta con la presencia de tres fuentes termales y carece estudios geoquímicos sistemáticos del terreno.

A continuación se describen con detalle las dos zonas de investigación:

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Figura 1. Mapa de localización regional de las zonas de estudio en las áreas de las fuentes termales en el Departamento de Boyacá. (Anexo A)

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Tabla 6. Localización de las fuentes termales de interés en el Departamento de Boyacá. Fuente: Proyecto de Exploración de Recursos Geotérmicos, 2010 en preparación.

Nombre del Plancha Cuenca Provincia Municipio Vereda E N Z Manantial 1:25000 hidrográfica 137-III- El Espino La Burrera Las Salinitas 1171655 1208827 1795 Rio Nevado D Gutiérrez El Chorro - Los 137-IV- Güicán San Luis 1181992 1206472 2525 Rio Mosco Baños C San Aguascalientes 136-IV- Norte Chapetón 1163572 1206341 1348 Rio Nevado Mateo Salinitas C 170-IV- Rio Moniquirá Coralito El Salitre 1055022 1137074 1675 Ricaurte B Moniquirá Sáchica Ritoque El Pozo 1060703 1109706 2181 191-I-C Rio Sáchica Cuitiva La Vega El Batan 1121068 1109662 2440 192-I-C Río Tota Sugamuxi Iza Aguascalientes Erika 1120513 1112379 2600 192-I-A Río Tota Pesca Nocuatá Las Moyas 1113064 1110529 2745 191 Rio Pesca 171-IV- Paipa La Esperanza Ojo del Diablo 1107126 1128382 2442 Q. Honda D 171-IV- Paipa La Esperanza Pozo Azul 1107240 1128460 2412 Q. Honda D 171-IV- Paipa La Playa El Delfín 1106787 1125285 2418 Q. Honda D 171-IV- Paipa La Playa La Playa 1106584 1125043 2420 Q. Honda Tundama D 171-IV- Paipa La Esperanza Pozo Inundado 1107232 1128450 2495 D Pozo 171-IV- Paipa La Esperanza 1107126 1128410 Escondido D Quebrada 171-IV- Paipa Olitas 1106979 1121616 2540 Q. Salitre Honda D 171-IV- Paipa La Playa El Delfín II 1106754 1125410 2545 D Quebrada 171-IV- Paipa M-125 1107991 1123831 Honda D

3.1 SECTOR PAIPA-IZA

3.1.1 Localización y vías de acceso

Se encuentra 170 km hacia el noreste de Bogotá (4º35’56”57 N, 74º04’56”30 W). Corresponde con la zona de los sistemas geotérmicos de Paipa e Iza, delimitada por un polígono definido por el Proyecto de Exploración de Recursos Geotérmicos de INGEOMINAS, que comprende un área de 576 km2 entre las coordenadas N: 1.106.500- 1.132.500 y E: 1.101.000 – 1.124.000 (origen Bogotá Observatorio Nacional) (Figura 2).

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Esta abarcado principalmente por las planchas 171-IV-D y 191-II-B y parte de las planchas 171-IV-A, 171-IV-B, 171-IV-C, 191-II-A, 191-II-C, 191-II-D, 192-I-A y 192-I-C, escala 1:25.000 del Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC). Políticamente se localiza al sur del municipio de Paipa y los municipios de Paipa, hacia la esquina noroeste; Tibasosa y Firavitoba en el centro; Pesca, Iza, Cuitiva y Tota hacia el suroeste. En el perímetro del polígono se encuentran las ciudades de Duitama (norte) y Sogamoso (noreste), dos de las tres más importantes en el departamento.

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Figura 2. Localización de la zona de estudio con relieve (Anexo A).

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Para acceder a este sector, se toma la Carretera Central del Norte (Ruta Nacional 55) desde Bogotá hasta Tunja y se continúa vía Duitama, por 39 km (NE) hasta donde se encuentra el desvío hacia la ciudad de Paipa. También puede continuarse hasta Duitama y tomar la Ruta Nacional 62 (carretera de Cusiana) hacia el SE hasta la ciudad de Sogamoso. Desde Sogamoso se toma una carretera de menor orden hacia Firavitoba y de allí se puede seguir hacia Iza, Pesca y Paipa nuevamente.

El área hace parte del circuito turístico de Boyacá, debido a que se concentran algunos sitios de interés histórico además de las fuentes termales. Esto hace que las vías de tercer orden y caminos sean numerosos permitiendo un acceso fácil en toda la zona, y así buena calidad espacial de información.

Las fuentes termales de Paipa se localizan al sur del casco urbano, a lo largo de unos 7 km en línea recta, concentrados en dos sectores: el Instituto de Turismo de Paipa (ITP)-Hotel Lanceros, en el extremo norte; y La Playa, 3,5 km hacia el sur del anterior. Las fuentes termales de Iza se encuentran 24 km hacia el SE de Paipa. (Alfaro, 2002a).

3.1.2 Hidrografía El área de estudio hace parte de la mesocuenca del Río Chicamocha, que pertenece a la subcuenca del río Sogamoso, en la cuenca del río Magdalena que dirige sus aguas hacia el mar Caribe en el norte colombiano.

Corresponde con la Cuenca Alta del Río Chicamocha. Comprende las subcuencas de los ríos: Pesca (218 Km2), Tota (164 Km2), Chiquito (156 Km2), Salitre (69.1 Km2), el Embalse de la Copa (320 Km2) y parte del cauce del río del Chicamocha, con pendientes que oscilan entre 2.43% y 3.79% (Figura 3).

El comportamiento hidrológico de la cuenca es bimodal, de acuerdo a la precipitación. En la época de sequia los acuíferos contribuyen a mantener el caudal de los arroyos (CORPOBOYACA, 2005) y en los años muy secos puede haber deficiencia de agua hasta por ocho meses, haciendo necesario el uso de riego en la agricultura intensiva del área de Sogamoso. Los periodos de precipitación suelen ser de lluvias intensas que aceleran los procesos erosivos, causan inundaciones y generan arroyos torrenciales (IGAC, 2005).

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Figura 3. Mapa de subcuencas de la Cuenca Alta del Río Chicamocha con la delimitación del área de estudio. Adaptado de: CORPOBOYACA, 2005.

También se encuentran cuerpos de agua que sirven para regular los caudales de los ríos como el Embalse de la Copa (río Chorrera), el Lago Sochagota, actualmente salino y muy contaminado (Manrique et al., 2007). Hacia el sureste la zona limita con la Laguna de Tota de gran importancia económica, ecológica y turística.

La red de drenaje es subdendrítica a subparalela y los ríos principales son arroyos angostos con bajas pendientes y bajo caudal. En el valle entre Paipa y Sogamoso existe una red de canales por varios kilómetros, como el Canal de Sorba o de Vargas, que sirven para drenar la zonas de valle y como parte del Distrito de Riego de la cuenca alta del Chicamocha.

Esta unidad hidrológica incluye las zonas más pobladas y de mayor desarrollo agrícola e industrial del departamento por lo cual presenta niveles de contaminación preocupantes (CORPOBOYACA, 2005). Esto es muy importante porque el agua es utilizada para consumo humano, animal y para riego.

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3.1.3 Hidrogeología Para este sector no se cuenta con un estudio hidrogeológico regional por lo cual se toma como referencia el trabajo de Ortiz (2009). Según este autor, en el área del polígono, el nivel piezométrico coincide con la topografía, la porosidad dominante es secundaria y las zonas de recarga de las fuentes pueden encontrarse en los afloramientos cercanos de las formaciones Une ó Plaeners La única información de profundidad establecida por una perforación indica la presencia de dos reservorios: el primero en la Formación Tilatá entre 5 y 12m de profundidad, y el segundo a 80m en la Formación Labor y Tierna.

De acuerdo al Decreto 475 de 1988 las aguas se encuentran contaminadas, principalmente por alto contenido de sólidos disueltos, coliformes y actividades agropecuarias. (Ortiz, 2009)

3.1.4 Clima y zonas de vida El clima de esta zona se caracteriza como: muy frio muy seco y frio muy seco. La precipitación es de 500-1000mm/año y la temperatura es Muy fría (6-12ºC) hacia el suroccidente a Fría (12-18ºC) en el noroccidente (IDEAM, 2005). La isolación es fuerte y la evotranspiración está entre 1290 y 1350 mm. (CORPOBOYACA, 2005)

El patrón de lluvias anual es predominantemente bimodal, con máximos en los meses de marzo-mayo y septiembre-noviembre, y mínimos en enero- febrero y julio-agosto. (IGAC, 2005)

Dadas sus condiciones climáticas y fisiográficas la zona de vida correspondiente para esta área es la de Bosque Montano bajo. La vegetación natural ha sido reemplazada casi en su totalidad (72-95% según CORPOBOYACA, 2005) por cultivos de papa, pastos para ganadería, cereales, hortalizas, cebolla, etc., y solo se encuentran relictos de Páramo subandino en las partes de mayor altura.

Esta zona se caracteriza por alta contaminación atmosférica producida complejos cementeros y la explotación de carbón, caliza y arcilla. Las partículas suspendidas totales exceden las normas ambientales (>37%, 104 µg/m3) en Tibasosa, Paipa, Nobsa y Sogamoso. Además se presenta alta susceptibilidad a la erosión por precipitaciones intensas en Sogamoso, Nobsa y Firavitoba e intervención considerable de la zona de páramos. (CORPOBOYACA, 2005)

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El tiempo durante las campañas de muestreo fue predominantemente lluvioso y los habitantes de la zona mencionan que fue precedido por una época seca de más de ocho meses.

3.1.5 Geomorfología y suelos Incluye parte del paisaje de montaña pero pertenece principalmente a la Altiplanicie Central de Boyacá (Altiplano Cundiboyacense), la cual está conformada por una serie de relieves de lomas y colinas rodeadas por valles intramontanos de fondo plano que se extienden por lomas estructurales elongadas con pendientes variables. (IGAC, 2005)

Comprende alturas entre 2300 y 3500 m.s.n.m., con las mayores elevaciones en la divisoria de aguas constituida por el Páramo del municipio de Pesca y La Loma de Saguatá en el municipio de Tibasosa. Estos altos están alineados en sentido NNE-SSW hacia el centro del área de trabajo. Hacia el norte su eje está enmarcado por la parte alta del río Chicamocha, conformando una zona de valle.

Los principales procesos geomorfológicos son la disección, remoción en masa, erosión hídrica, pluvial, desertificación, sobre el relieve alomado y colinado y, en otros casos desbordamientos e inundaciones en los valles intramontanos. (IGAC, 2005)

En la Figura 4 se presenta el mapa de suelos del área. En la Tabla 7 y la Tabla 8 se resumen las principales características de relieve y suelos de las zonas de investigación. Los suelos más fértiles se encuentran en los alrededores de Duitama.

Los suelos del área de estudio son poco desarrollados hacia los lomeríos, con la formación rocosa a poca profundidad y profundos en los valles, principalmente arcillosos. Presentan bajo a medio contenido orgánico en el horizonte superior. En las zonas de afloramientos volcánicos, en el municipio de Iza y en lomeríos en medio del valle se observa el desarrollo de suelo sobre un paleosuelo.

Las texturas más frecuente son franco arenosa y franco arcillosa; y las estructuras blocosa angular y subángular.

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Figura 4. Mapa de suelos de la zona de estudio. Fuente: IGAC, 2005.

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Tabla 7. Características geomorfológicas y de suelos del paisaje de Montaña en la zona de estudio. Fuente: IGAC, 2005.

Topografía y Zona de Unidad cartográfica Símbolo Altura Tipo de relieve Procesos Características del suelo Unidad Pendiente (%) estudio Moderadamente profundos y superficiales, limitados por Asociación Typitc moderada a Escurrimiento difuso saturación de bases muy alta, Haplustepts - Entic 2200- fuertemente y concentrado en MMCe2, MMC Glacis y lomas bien drenados, de texturas Duitama Haplustolls - lithic 2900 escarpada y erosión grado moderado y MMCd2 finas y franco finas, reacción Dystrustepts moderada. 12-50 localmente severo fuerte a moderadamente ácida. ligera a fuertemente Consociación planos Erosión hídrica Formación pobre de suelo. 2000- escarpada, Tundama- Misceláneo ME estructurales, severa y eólica Concentración de material 3000 fuertemente Sugamuxi erosionado vigas, lomas localizada ferralítico en superficie quebrada. >50

Moderadamente profundos y Asociación Inceptic Escurrimiento difuso Vigas y moderadamente superficiales, bien drenados, Haplustalfs - Lithic 2000- y concentrado en Tundama- MMA crestones escarpada y erosión de texturas medias, reacción MMAf1 Ustorthents - Lithic 3000 grado moderado a Sugamuxi homoclinales ligera fuertemente ácida, saturación Dystrudepts severo. de aluminio > 75%

Paipa - Movimientos en Asociación Humic moderadamente a Superficiales, limitados oir Firavitoba - masa, solifluxión, Dystrudepts - Typic 2000- Lomas, cuestas y fuertemente contenidos tóxicos de Tibasosa - MMXd1, MMX terracetas, reptación Haplustalfs - Typic 3000 glacis quebrada con aluminio, bien drenados, pH Pesca - MMXe1 y erosión hídrica Haplustands erosión ligera. <50 fuertemente ácido Duitama - ligera Toca

Depósitos Moderadamente profundos, Complejo Typic superficiales limitados por cantos Ustifluvents - 2200- valles intramontanos, Acumulación y MMH clásticos redondeados, texturas Duitama MMHa Fluventic Haplustepts 2800 plana. <3 erosión alternadas gravigénicos e francas, reacción ligera a - Aquic Haplustepts hidrogravigénicos fuertemente acida

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Tabla 8. Características geomorfológicas y de suelos del paisaje de Altiplanicie y Valle en la zona de estudio. Fuente: IGAC, 2005.

Topografía y Zona de Unidad cartográfica Símbolo Altura Tipo de relieve Procesos Características del suelo Unidad Pendiente (%) estudio fuertemente Profundos y muy profundos, Asociación Vertic ondulada, moderada bien drenados, texturas 2600- Vigas, Lomas y Escurrimiento difuso AMVd1, Haplustalfs - Andic AMV a fuertemente franco finas, reacción muy Paipa- Tuta 2800 Glacis ligero y moderado AMVe2 Dystrustepts escarpada con fuerte y fuertemente ácida, erosión ligera. 12-75 saturación de aluminio >70% Moderadamente profundos y muy superficiales, imperfectos y pobremente Asociación Fluventic Terraza Paipa, drenados, texturas finas, Haplustepts - Typic VMA 2500 agradacional de plana. 1-3 Sogamoso- VMAa reacción extremadamente Dystrustepts primer nivel Firavitoba ácida y moderadamente alcalina, algunos con saturación de aluminio >60% Profundos bien drenados de texturas franco fina, reacción Asociación Vertic Terraza muy fuerte a moderadamente Paipa- Endoaquepts - Typic VMB 2500 agradacional de plana. 0-1 ácida, saturación de aluminio VMBa Sogamoso Haplohemists primer nivel >80%. En algunos capacidad de intercambio catiónico muy alta a moderada

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Los coluviones son abundantes en las partes más bajas y ausencia de suelo en las partes altas por lo cual se eligió la parte media de la montaña para el muestreo. En zonas con relieve cóncavo-convexo se prefirió la zona cóncava por la mayor acumulación de suelo.

Los principales cultivos presentes en el área de estudio son la cebolla (valles), la papa (páramos y alrededores), el repollo, las acelgas, la arveja (lomeríos), la avena y el trigo en la parte alta. A pesar de ser esta una zona tradicionalmente agrícola, en la última década los cultivos han sido reemplazados por pastos y potreros con ganadería bovina para producción de leche. En la Figura 5 se presenta el uso de suelos para la zona de estudio y en el Anexo D las fotografías de los suelos muestreados.

El alto nivel de transformación de la cobertura de vegetación natural en tierras agropecuarias y potreros genera suelos semidesnudos y alta amenaza por movimientos de remoción en masa. (CORPOBOYACA, 2005).

En los terrenos cultivados es común el uso de fertilizantes como el 151515, Desarrollo, 500, Pasto 5, Nitrol, Fosfórico y Nutrimol. Algunos agricultores usan abonos de origen natural como la Gallinaza.

El uso de estos insumos presenta un alto riesgo de contaminación para los suelos, observado zonas de valle cercanas a los canales del Distrito de riego del Alto Chicamocha, en el que se encuentra el horizonte profundo de color muy oscuro, perdida de textura y un fuerte olor a químicos.

Otros impactos sobre el suelo del área son las canteras de areniscas y “puzolanas” en las que es evidente la pérdida del suelo (sur de Paipa, la zona de afloramiento de los domos volcánicos de Iza) y la contaminación superficial por las cenizas de caleras en el corredor Nobsa-Duitama.

3.1.6 Geología Este sector está ubicado en la Cuenca de la Cordillera Oriental, en el bloque Tunja-Duitama y Paz del Río (Acosta et al, 1999 y Rodríguez & Solano, 2000). Esta cuenca se encuentra en la porción central del departamento y es la zona con mayor dinámica tectónica de la región.

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Figura 5. Uso del suelo en la zona de estudio. Fuente: CORPOBOYACA, 2005.

Las unidades sedimentarias, del Jurásico al Paleógeno, están definidas de acuerdo a la nomenclatura estratigráfica de la Sabana de Bogotá y de la Región de Paz del Río. Las variaciones laterales de las unidades y su correlación estratigráfica se resumen en la Tabla 9. En la Figura 6 se representa la columna estratigráfica sintética para esta cuenca y en la Figura 7 se presenta el mapa geológico de la zona de estudio.

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Tabla 9. Nomenclatura y correlación estratigráfica del Cretácico y Terciario de la parte central de la Cordillera Oriental de Colombia. Fuente: Ulloa et al, 2001.

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Figura 6. Columna estratigráfica esquemática del Bloque Tunja-Duitama en la región de Paipa-Iza. Adaptada de: Renzoni, 1981; Rodríguez & Solano, 2000.

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Figura 7. Mapa geológico del Polígono Paipa-Iza. Fuente: Velandia, 2003; Cepeda & Pardo, 2004; Rojas et al, 2009; Renzoni, 1967.

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Regionalmente el área se encuentra en medio de las fallas de Boyacá al occidente y la Falla de Soapaga al oriente, delimitada al Noroccidente por el anticlinal de Arcabuco y al Noreste por el Macizo de Floresta y el Valle de Pesca-Chicamocha. Se caracteriza por pliegues amplios de dirección NW- SE truncados localmente por fallas menores, así como por pliegues asimétricos con flancos inclinados e inversiones por gravedad, con ejes en dirección NE.

En esta área se destacan como estructuras mayores el Graben de Pesca- Rondón, El Bajo estructural del Chicamocha, la Falla inversa de Boyacá y La Falla de Soapaga.

3.1.6.1 Zona del sistema geotérmico de Paipa La cartografía geológica del sur del municipio de Paipa (Velandia, 2003) define algunas variaciones en las unidades litoestratigráficas descritas en la columna anterior:

La Formación Tibasosa se encuentra conformada sólo por el miembro calcáreo superior definido por Renzoni (1981); se incluye la Formación Los Pinos (Ulloa & Rodríguez, 1979) correspondiendo con los 100 m inferiores de la Formación Labor y Tierna (Diaz & Sotelo, 2005 en Velandia, 2003); la Formación Guaduas alcanza 500m; se cartografía la Formación Bogotá y desaparecen las formaciones Picacho y Concentración.

Al sur de Paipa afloran depósitos volcánicos piroclásticos y domos, clasificados como traquitas y riolitas de afinidad alcalina con intercalaciones de depósitos sedimentarios asociados a un edificio volcánico erosionado con una caldera de 3Km de diámetro con varios centros eruptivos desarrollada durante el Plioceno – Pleistoceno (datación 2.1 a 2.4 MA y palinología) (Cepeda y Pardo, 2004, Alfaro, 2005).

La historia eruptiva de esta área volcánica comprende dos épocas, la primera conformada por cuatro unidades eruptivas freatomagmáticas, que finaliza con el colapso del edificio volcánico y formación de la caldera; y la segunda conformada por diez unidades eruptivas se caracteriza por la formación y colapso de domos y su colapso gravitacional, caídas de ceniza y oleadas piroclásticos dentro de la caldera. (Cepeda y Pardo, 2004, Alfaro, 2005).

También se identifica una brecha hidrotermal en medio de la Formación Guaduas, en la cantera del Durazno, compuesta por fragmentos angulares

Evaluación Geoquímica para geología médica de zonas asociadas a fuentes termales en el Departamento de Boyacá. Sectores Paipa-Iza y Soatá-Güicán 42 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS las formaciones Plaeners, Los Pinos y Guaduas en una matriz de arcilla silícea.

Los depósitos cuaternarios para esta zona son arenas, limos, arcillas y conglomerados aluviales, lacustres y fluviolacustres.

En cuanto a las estructuras geológicas, Velandia (2003) reconoce lineamientos regionales relacionados con la prolongación SW de las Fallas de Boyacá, Soapaga y otras asociadas con dirección NE, así como ganchos de flexión que indican un movimiento lateral derecho adicional al vertical.

Localmente se cartografíaron fallas paralelas (NNE) longitudinales de carácter inverso, cabalgantes imbricadas a la Falla de Boyacá y retro- cabalgantes asociadas a la Falla de Soapaga.

Otros lineamientos transversales en dirección NW están relacionados con fallas del basamento que controlaron incluso la sedimentación cretácica. Este lineamiento relaciona los cuerpos volcánicos de Paipa e Iza por lo cual se le atribuye un carácter distensivo y se han establecido como el conducto de los fluidos y magmas asociados al vulcanismo. Localmente se cartografíaron fallas transversales NE de rumbo dextral interpretadas.

La descarga de las fuentes termales está relacionadas con el cruce entre fallas longitudinales y fallas transversales por el contacto de las primeras con las fuente de calor y la transmisión de fluidos de la segundas; esquinas abiertas por la rotación de bloques entre las fallas de desgarre con orientación NE y longitudinales. Estas zonas de cruce pueden estar asociadas con mineralizaciones por flujos hidrotermales (Velandia, 2003). (Figura 8)

Los depósitos volcánicos de la segunda época eruptiva se encuentran limitados por un polígono de fallas que puede corresponder con la depresión del colapso de la caldera. (Cepeda y Pardo, 2004, Alfaro, 2005).

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Figura 8. Localización de fuentes termales y ventiladero de vapor del Sistema geotérmico de Paipa, incluye estructuras geológicas y cartografía de las vulcanitas. Fuente: Alfaro, 2005c

3.1.6.2 Zona del sistema geotérmico de Iza Rojas et al. (2009) integran en la descripción estratigráfica de esta región el Grupo Ermitaño conformado por las formaciones Plaeners, Pinos y Labor y Tierna (Alvarado y Sarmiento, 1944) y el Grupo Chipaque (Formaciones Conejo y Churuvita). Las Formaciones Labor y Tierna, y Guaduas se encuentran en contacto con el cuerpo volcánico presentando alteración hidrotermal y disminución del ángulo de buzamiento.

Los depósitos cuaternarios presentes son aluviales asociados al río Tota, fluvioaluviales sobre las cuencas de los ríos Tota y Pesca y coluviales hacia Cuitiva.

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Aflora el domo volcánico de Iza conformado por dos domos volcánicos, una brecha intrusiva y un depósito piroclástico. La brecha es anterior a los domos con fragmentos líticos de la secuencia Cretácico-Paleógeno, presenta estructura pseudo-columnar, al igual que el Domo Holcim. Las características de los domos se encuentran resumidas en la Tabla 10. Estas unidades se encuentran afectadas por alteración argílica avanzada y silicificación. Las rocas tienen afinidad alcalina y calcoalcalina alta en potasio, son de edad neógena y están asociadas a fallas distensivas con tendencia SE. (Rojas et al, 2009).

Los depósitos volcánicos de la segunda época eruptiva se encuentran limitados por un polígono de fallas que puede corresponder con la depresión del colapso de la caldera. (Cepeda y Pardo, 2004, Alfaro, 2005).

Estructuralmente se encuentran fallas longitudinales NE, cabalgamientos. Fallas transversales NW algunas dextrales, relacionadas con el emplazamiento del cuerpo volcánico, y otras sinextrales. Se presentan anticlinales y sinclinales asociados a abanicos por propagación de los cabalgamientos.

Tabla 10. Comparación simplificada de los cuerpos volcánicos de Iza. Fuente: Rojas et al., 2009.

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3.2 SECTOR SOATÁ-GÜICÁN

3.2.1 Localización y vías de acceso Se encuentra 265 km hacia el noreste de Bogotá. Comprende las planchas 136-IV-C, 137-III-B, 137-III-D, 152-II-A, 153-I-B y parte de las 137-IV-A, 137- IV-C y 153-II-A, escala 1:25.000 del IGAC, ubicadas entre las coordenadas N= 1.190.000 a 1.220.000 (137), 1.210.000 (136) y E= 1.150.000 (136, 152), 1.165.000 (137) a 1.195.000. (Figura 9).

Abarca un área de 1020 km2 parte de los municipios de Soatá y Tipacoque hacia el occidente; San Mateo, Boavita, La Uvita, El Espino, Chiscas, Panqueba y Guacamayas, en la zona central; y Guicán y el Cocuy hacia el oriente.

Para acceder a este sector se continúa por la Carretera Central del Norte hasta Soatá. Desde Soatá parte una carretera secundaria pavimentada que comunica esta población con la provincia de Gutiérrez, siguiendo los municipios de Boavita, La Uvita, San Mateo, Guacamayas, Panqueba (Alcaldia de Soata, 2010). A la altura de Panqueba se desprenden las vías hacia Güicán, El Cocuy, El Espino Esta última vía es un carreteable angosto y no pavimentado que comunica con Capitanejo y Chiscas. Algunos sectores de estas vías presentan hundimientos, deformaciones e inestabilidad de taludes (IGAC, 2005).

Las fuentes termales se encuentran en los municipios de Guicán, El Espino y San Mateo.

3.2.2 Hidrografía El sector Soata-Güicán se encuentra en la cuenca media del Río Chicamocha. Está conformado por las subcuencas Río Nevado, Río Andes – Quebrada Ocalaya y Quebrada San Antonio – Cristo. (CORPOBOYACA, 2009) (Figura 10)

El área de estudio puede dividirse en dos zonas de acuerdo a las características del drenaje.

La zona de las estribaciones orientales de la Sierra Nevada de Güicán o El Cocuy, en donde el cauce principal es el río Nevado, con dirección E-W, el patrón de drenaje es subdendrítico. Los cauces mayores tienen pendientes altas y son angostos. Los cauces menores tienen pendientes bajas.

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Figura 9. Localización del área de estudio correspondiente al sector Soata-Güicán (Anexo A).

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Figura 10. Mapa de subcuencas y microcuencas de la Cuenca media del Río Chicamocha con la delimitación del área de estudio. Adaptado de: CORPOBOYACA, 2008.

La zona del cañón del Río Chicamocha, en dirección N-S. Tiene un patrón de drenaje paralelo y subparalelo. Los afluentes directos son cauces angostos y con altas pendientes, denominados zanjones que se encuentran en su mayoría secos debido al carácter torrencial de las lluvias o a la infiltración del agua desde las partes altas de las cuencas.

En los dos casos existe escasez de acumulaciones de sedimentos finos, algunas veces suspendidos en el agua por el alto caudal; o debido a que los cauces son torrenciales y no se conservan. Cerca de la Sierra los lechos están constituidos por bloques y gravas; y en el Cañón del Chicamocha por gravas y arenas mal seleccionadas.

En algunos sectores los cauces se encuentran alterados por la captación de aguas para acueductos, riego, o usados como bebederos del ganado.

También se encuentran grandes lagunas naturales de importancia económica, ecológica y turística, las más pequeñas están localizadas en páramos y la Sierra Nevada de Güicán.

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3.2.3 Clima y zonas de vida El clima de este sector está condicionado por las diferencias de altura y el contenido de humedad que se hace mayor hacia las estribaciones de la Sierra Nevada de Güicán y menor hacia el cañón del Chicamocha. El clima de esta zona se clasifica como: páramo seco, subpáramo seco, muy frío seco, frío seco, frio muy seco y templado muy seco. (IDEAM, 2005).

La precipitación es de 1000-1500 mm/año. En el Cañón del Chicamocha, oeste de la zona de estudio, es de 500-1000mm/año (IDEAM, 2005). El patrón de precipitación es bimodal con máximos en los meses de abril-mayo y octubre-noviembre. Los vientos son muy débiles y la evaporación está entre 1236 y 1324 mm ocasionando problemas de déficit en el suelo durante todos los meses. (Gobernación de Boyacá, 2010b).

La temperatura varia con la altura siendo menor hacia la Sierra Nevada: desde Páramo (1.5-3ºC) en la Sierra; Subpáramo (3º-6ºC) en Güicán y El Cocuy; Muy frío (6-12ºC) hacia los municipios centrales, Frío (12-18ºC) y Templado en el Cañon del Chicamocha (18-24ºC).

Este sector se incluye dentro de la Ecoregión estratégica del nororiente colombiano, la cual constituye un ecosistema estratégico para el departamento por sus páramos, relictos de bosque andino y el Parque Nacional Natural El Cocuy (Gobernación de Boyacá, 2010b).

La mayoría de la vegetación natural ha sido reemplazada por pastos y cultivos. Algunas zonas han sido reforestadas con pinos y eucaliptos, que no representan la vegetación natural correspondiente con el Bosque premontano (seco, húmedo y bajo). Solo se conservan algunos relictos de vegetación en Tipacoque, El Espino, Boavita, Chiscas, El Cocuy y San Mateo y en las zonas de Páramo.

3.2.4 Geomorfología y suelos Esta zona se encuentra en un paisaje montañoso producto de los procesos orogénicos ocurridos en la Cordillera Oriental, donde se destacan relieves plegados y fallados, muy disectados, abruptos y escarpados, con ríos que cortan y forman profundos cañones, valles estrechos en diferentes direcciones. (Tabla 11).

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Tabla 11. Características geomorfológicas y de suelos del paisaje de Montaña para el sector Soatá-Guicán. Fuente: IGAC, 2005.

Topografía y Zona de Unidad cartográfica Símbolo Altura Tipo de relieve Procesos Características del suelo Unidad Pendiente (%) estudio Movimientos en Moderadamente profundos y Glacis (depósitos fuertemente masa y profundos, bien drenados de Asociación Fluventic 1000- gravigénicos, quebrada a escurrimiento texturas franco finas con Haplustolls - Vertic MRX Tipacoque 2000 hidrogravigénicos ligeramente localizados, erosión gravilla, reacción neutra a Calciustolls o coluvial-aluvial. escarpada <50 hídrica severa y moderadamente alcalina. pedregosidad Saturación de bases muy alta.

Escurrimiento difuso, Asociación Pachic Moderadamente Limitados por saturación de erosión laminar en Fulvudands - Andic 2500- Vigas, Lomas y quebrada a aluminio >80%, bien drenados, MLV grado ligero y Boavita Dystrudepts - Humic 3000 Glacis moderadamente texturas franco finas, reacción movimientos en Dystrudepts escarpada. 12-75 fuertemente ácida masa,

Fragmentos de roca Superficiales, limitados por fuertemente Asociación Typic en superficie, niveles tóxicos de aluminio 3000- Vigas, lomas y quebrada, Hapludands - Humic MGV procesos de (<60%), bien drenados, Chiscas 3600 glacis fuertemente Dystrudepts remoción en masa y reacción fuerte a muy fuerte ondulada. 12-75 erosión hídrica. ácida y fertilidad baja

Complejo Lithic Suelos con saturación de Crestas Udorthents - Oxic Moderada y aluminio, superficiales 3000- abruptas y Chiscas, MHEg, Dystrudepts - MHE fuertemente químicamente, bien drenados, 3600 crestones El Cocuy MHEf Afloramientos escarpada. >50 texturas medias con gravilla, homoclinales Rocosos reacción extremadamente acida

Complejo Lithic Superficiales a moderadamente Ustorthents - Humic Crestas Moderada a Movimientos en profundos, bien drenados, de Dystrudepts - abruptas y San MME fuertemente masa, pata de vaca, texturas medias sobre finas MMEg Afloramientos crestones Mateo escarpada. >50 erosión hídrica. reacción fuertemente ácida, rocosos homoclinales saturación de bases

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Topografía y Zona de Unidad cartográfica Símbolo Altura Tipo de relieve Procesos Características del suelo Unidad Pendiente (%) estudio

fuertemente Evidencia de Uvita, inclinada, movimientos en Muy superficiales por Cocuy, Asociación Typic fuertemente masa (pata de vaca) saturación de aluminio >70%, Güicán, Hapludands - Humic 3000- Vigas, Lomas y MHVe, MHV escarpada, afectados en bien drenados, texturas medias, Cuitiva y pachic Dystrudepts - 3600 Glacis MHVd moderadamente a sectores por reacción muy fuertemente Tota Typic Dystrudepts fuertemente fragmentos de roca acida. (sector quebrada en superficie. Paipa-Iza)

Complejo Lithic Zona de Dystrocryepts - Humic Crestas y moderada a Meteorización física Paisajes modelados páramo de Dystrocryepts - Typic 3600- MEE crestones fuertemente y erosión glaciarica, previamente por glaciares. Güicán, Haplohemiststs y 4200 homoclinales escarpados. 12-75 ablación sectorial. Saturación de aluminio alta Chiscas, Afloramientos El Cocuy rocosos.

Superficiales y moderadamente Complejo Entic Crestas profundos , excesivamente a Haplustolls - Vertic moderada a Solifluxión y erosión El Espino, 900- abruptas y bien drenados, texturas franco Haplustepts - MRE fuertemente hídrica moderada a Boavita y 2100 crestones finas con gravillas, reacción Afloramientos escarpada. >50 severa (cárcavas). Tipacoque homoclinales neutra a moderadamente rocosos alcalina, saturación de bases

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Por encima de los 2.500 m.s.n.m se encuentran geoformas de origen glaciar como valles en U, lagunas glaciares y circos glaciares. El paisaje de alta montaña e encuentra en la Sierra Nevada de Cocuy, Chita o Güicán en donde se encuentran las alturas máximas de la Cordillera Oriental, con cima en el pico Ritacuba (5494 m.s.n.m). En este sector se incluye el paisaje montañosos del río Chicamocha con alturas entre 500 y 5380 m.s.n.m, con clima muy variable

Como procesos dominantes se destacan los movimientos de remoción en masa, la erosión hídrica y pluvial, socavación lateral de orillas y crecientes fluvio-torrenciales. El relieve es de origen estructural denudacional caracterizado por crestones, crestas ramificadas o escarpes quebrados, con pendientes variables en inclinación y longitud. Se asocia un patrón de drenaje dendrítico a subdendrítico.

Los suelos más fértiles de este sector se encuentran en los alrededores de El Espino, Boavita y Tipacoque. Los principales cultivos son de papa, maíz, trigo, frijol, arveja, haba, cebada, avena, frutales, ajo, leguminosas, cebolla.

3.2.5 Geología Se encuentra en la Cuenca tectóno-estratigráfica Sierra Nevada del Cocuy el extremo nororiental del departamento (Acosta et al, 1999 y Rodríguez & Solano, 2000). Esta cuenca está limitada al occidente por el Sistema de Fallas de Guicáramo y al oriente por las estribaciones orientales de la Sierra Nevada del Cocuy, en los límites con el Departamento de Arauca, y se caracteriza por presentar un cambio de orientación de la cordillera oriental que de SW-NE pasa a SE-NW.

Comprende el registro sedimentario más potente de Colombia, con una columna mayor a 6.000 m de espesor del Cretácico-Paleógeno-Neógeno. Según Fabre (1981) este bloque soportó diversos fenómenos tectónico- orogénicos, de extensión-subsidencia durante el cretácico superior al paleógeno inferior y de compresión-levantamiento durante el Neógeno. Estos esfuerzos se manifiestan por numerosas fracturas y fallas que no presentan desplazamientos marcados. También se encuentran varios sinclinales y anticlinales menores con dirección principalmente NE. En la Figura 11 se resume la estratigrafía de la cuenca y el la Figura 12 se presenta el mapa geológico del área.

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Figura 11. Columna estratigráfica esquemática del Bloque del Cocuy. Región Norte y Gutiérrez. Adaptada de: Fabre, 1981 y 1983; Vargas et al., 1981; Rodríguez & Solano, 2000.

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Figura 12. Mapa geológico del sector Soatá - Güicán.

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Los espesores de las unidades varían considerablemente según su ubicación E-W respecto a la Sierra Nevada del Cocuy, que constituye el eje central de la Cordillera Oriental. Generalmente los espesores son mayores cerca de la Sierra (plancha 137 y 153) y disminuyen hacia el oeste (planchas 136 y 152) (Figura 13). En este sentido también ocurren importantes cambios faciales que conllevan al uso de más de dos nomenclaturas: en el oeste las unidades son más parecidas a las de la cuenca de Paz del Río y hacia el este las formaciones están definidas principalmente según la nomenclatura de la Concesión Barco (Tabla 12). El basamento cambia también de este a oeste, en contacto discordante con las unidades del Cretácico inferior. Hacia el oeste, en el borde del Macizo de Santander, se encuentra en contacto discordante o fallado Paleozoico del Río Nevado, un Neis cuarzofeldespático (Paleozoico), la Cuarzomonzonita de Santa Rosita (Paleozoico) o la Formación Floresta (Devónico). Hacia el este en contacto discordante se encuentran el Paleozoico del Río Nevado y la Formación Río Negro, ya en la Sierra Nevada.

Figura 13. Comparación de las columnas estratigráficas del Borde este del Macizo de Santander (planchas 136 y 152) y de la Sierra Nevada del Cocuy (planchas 137 y 153). Fuente: Fabre, 1981.

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Tabla 12. Correlación de las Formaciones litológicas cartografíadas en el límite Boyacá - Santander. Fuente: Fabre, 1983.

En el área oeste predomina el fallamiento inverso de alto ángulo, en dirección aproximada N-S y las fallas menores, de tipo transversal, son normales. Los pliegues principales de esta zona son amplios sinclinales separados por fallas o anticlinales muy cerrados y falladas con rumbo NNW en la parte norte y cambia gradualmente a N-S y N20E en la parte sur (Vargas et al., 1981). Los cuerpos ígneos hacia el macizo de Santander están alineados en dirección N-S. Hacia la Sierra Nevada, en el área este, las fallas tienen dirección NNW y son subverticales, las estructuras son amplias y los ejes, N30E y N-S, están separados por varios kilómetros. (Fabre, 1983).

Los depósitos cuaternarios presentes son depósitos glaciares en la zona de páramo, depósitos fluvioglaciares rellenando el fondo de los valles principales, depósitos de terrazas antiguas, coluviones y depósitos posiblemente lagunares. (Fabre, 1981; Vargas et al., 1981).

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3.3 CONTEXTO SOCIOECONÓMICO

3.3.1 Demografía y población

Según los resultados del censo poblacional del 2005 realizado por el Departamento administrativo nacional de estadística, DANE (2006, 2010a), Boyacá tenía en el 2005, 1.211.186 habitantes correspondientes al 2.92% de la población total del país y se proyecta un total 1.286.996 habitantes para el 2020. (DANE, 2010b). La emigración externa es considerablemente alta por lo cual el departamento tiene un crecimiento vegetativo. (IGAC, 2005).

La población del departamento está distribuida un 42.77% en las cabeceras municipales, con una densidad de 51.03 habitantes/Km2, y un 57.23% en la zona rural, con una densidad promedio de 28.08 habitantes/Km2. La población se concentra en las zona central (para el sector Paipa-Iza 30%); en contraste en la regiones de la Sierra Nevada del Cocuy y la vertiente oriental de la cordillera hacia el Llano la densidad poblacional disminuye a 10 habitantes/Km2 (para el sector Soatá-Guïcán es de 5%) (IGAC, 2005: DANE, 2010a))

3.3.2 Economía y actividades humanas Tradicionalmente las principales actividades económicas del departamento se centran en el sector agropecuario, la minería y la industria siderúrgica (Figura 14). (IGAC, 2005).

Figura 14. Participación de las actividades económicas del departamento en el Producto interno Bruto de 1995. Fuente: Adapatado de IGAC, 2005.

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En la zona central del departamento existe aún un arraigo a las actividades agrícolas y mineras, alternando con el sector industrial, pero predominan las actividades terciarias. Esta zona genera el 58% del PIB departamental. (CORPOBOYACA, 2005).

En el sector Soata-Güicán predomina las actividades primarias (agrícolas y pecuarias) con un bajo crecimiento de otras. El comercio de la Papa y productos lácteos son la actividad regional más importante constituyendo la única conexión con el centro del país (Gobernación de Boyacá, 2010b).

Los principales cultivos se detallaron anteriormente. La propiedad agraria está determinada por el micro y el minifundio en las tierras de mayor calidad, lo que dificulta la incorporación de tecnologías modernas que mejoren la actividad agropecuaria. (IGAC, 2005). Existe una acelerada erosión de suelos por la baja rotación de cultivos y el uso intensivo del suelo cultivable (CORPOBOYACA, 2005).

La minería del sector norte es principalmente de carbón en los municipios de La Uvita y Boavita. En el sector central se explotan calizas, roca fosfórica, rocas volcánicas, asfaltitas y arenas. En general es artesanal.

El principal polo industrial del departamento se encuentra en Sogamoso y Duitama. La principal industria es la siderúrgica (la primera de Colombia), seguida del cemento. Otras industrias son las bebidas motores y carrocería. (IGAC, 2005).

El turismo es una de las actividades más importantes en la economía del Sector Paipa-Iza y ha comenzado a considerarse en el sector Soatá-Güicán.

3.4 CONTEXTO DE SALUD PÚBLICA Y AMBIENTAL

Según las estadísticas de la Secretaria de Salud de Boyacá (2010a) existe cobertura de salud del 97.79% en todo el departamento. En la zona central los afiliados al régimen contributivo totalizan el 50%, al régimen subsidiado el 26% y el 24% restante está fuera de la seguridad social (vinculado) (CORPOBOYACA, 2005).

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3.4.1 Infraestructura de salud Para el sector de Paipa-Iza en la zona central del departamento hay una buena cobertura de salud centralizada en las ciudades de Tunja, Duitama y Sogamoso. En los municipios existen puestos de salud que cuentan con los servicios médicos y odontológicos básicos permanentes. La oferta de salud es 90% privada. (CORPOBOYACA, 2005).

En el sector de Soata-Güicán la infraestructura de salud es precaria. Los principales problemas de esta región son la inexistencia de laboratorio clínico, la escasa promoción de la salud, la cobertura centralizada y los insuficientes recursos humanos profesionales. (Gobernación de Boyacá, 2010b).

Los municipios de Panqueba, Guacamayas y Güicán dependen del Hospital Local Andrés Girardot de Güicán, de primer nivel. En algunas veredas existen puestos de salud. Los municipios de El Espino, Chiscas y El Cocuy dependen del Hospital local de El Cocuy, de primer nivel, también con puestos de salud deficientes. Los municipios de San Mateo, Boavita, La Uvita y Soata son atendidos en el Hospital San Antonio de Soata con servicios de primer y segundo nivel. (Gobernación de Boyacá, 2010b).

3.4.2 Morbilidad y mortalidad Los estudios nacionales de salud no contemplan para el departamento estudios o reportes sobre intoxicaciones o enfermedades causadas por el medio.

Para la zona central del departamento se ha podido establecer que existen condiciones de deterioro ambiental que afectan la salud de la población (CORPOBOYACA, 2005). La información de este estudio, recopilada de los registros individuales de prestación de servicios (RIPS) de los usuarios vinculados al régimen subsidiado, indican que varias de las causas de morbilidad que se presentan en la zona central del departamento se relacionan con la contaminación por aguas residuales de los cauces.

En el sector de Paipa-Iza Las causas de morbilidad más frecuentes son las enfermedades respiratorias y gastrointestinales, asociadas al consumo de aguas o alimentos contaminados, como Enfermedad Diarréica Aguda, hepatitis B, enfermedades zoonoticas, rinofaringitis aguda, caries, infección aguda de las vías respiratorias, gastroenteritis y diarrea de origen infeccioso. Llama la atención que en Duitama se reportan 3.78% de casos de dermatitis no especificada. (Manríquez et al, 2007; CORPOBOYACA; 2005).

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Estas enfermedades son debidas en su mayoría a la pobre gestión ambiental de la cuenca, los residuos urbanos e industriales y los sistemas de riego. (Manríquez et al. 2007). Aunque no se reporta otro factor ambiental como causante de enfermedades.

En el sector de Soatá-Güicán las causas de morbilidad más frecuentes son enfermedades de los tejidos dentarios duros, infecciones respiratorias agudas, la hipertensión esencial y las infecciones gastrointestinales. Como causas se contemplan las condiciones de vida insalubres y malos hábitos higiénicos incluso en zonas urbanas. La mortalidad se relaciona con enfermedades cardiovasculares y respiratorias. (Gobernación de Boyacá, 2010b).

3.4.3 Servicios públicos y condiciones sanitarias La cobertura en servicios básicos de acueducto y alcantarillado en 1997 era deficiente con un porcentaje de 62% y 43% respectivamente para el área urbana y 34% y 4% para el área rural. En cuanto a calidad, sólo 21 cabeceras municipales y un sector rural contaban con planta de tratamiento de agua potable. (IGAC, 2005).

En general el 46.8% de la población urbana presenta necesidades básicas insatisfechas (NBI). En la zona rural, principalmente en las regiones alejadas de Tunja, se presenta más del 60% de la población con necesidades básicas insatisfechas e índices de miseria mayores al 20% (provincias de Norte, Valderrama, Gutiérrez, La libertad, Occidente y Puerto Boyacá). (IGAC, 2005)

En el caso especifico de la zona central el promedio de NBI es del 30.7%; en los núcleos urbanos es del 15.7% mientras que en casos como Pesca, alcanza el 44.9%. (CORPOBOYACA, 2005).

Solo 6 cabeceras municipales cuentan con relleno sanitario, 16 entierran las basuras y 4 las depositan cerca de cursos de agua, los otros 97 municipios depositan los residuos a cielo abierto (IGAC, 2005). Esta disposición que procura un enorme perjuicio para la salud humana y del ecosistema, se debe en general a la falta de un sistema de recolección en la zona rural aunque esta solo produce el 3.9% de los residuos en la zona central (CORPOBOYACA, 2005).

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3.4.4 Salud Ambiental La información disponible sobre la calidad del ambiente y su incidencia en la salud ha confirmado que el consumo de aguas contaminadas conlleva gastroenteritis de origen infeccioso y químico; la contaminación del aire genera enfermedades respiratorias y de la piel; el uso de pesticidas y agroquímicos, depositados en el agua se acumulan produciendo fluorosis, intoxicaciones por plomo, hierro y órgano-fosforados, asbestosis, antracosis entre otras, afectando también a plantas y animales. (CORPOBOYACA, 2005: Manríquez et al., 2007).

El cultivo de papa se caracteriza por el uso intensivo de agroquímicos influyendo negativamente sobre el medio abiotíco, contaminación de aire, agua y suelo por residuos; en las plantas, fitotoxicidad y cambios; en los animales, infertilidad, mortalidad de insectos y parásitos benéficos, cambios en las poblaciones; en los humanos, toxicidad por contacto directo y afecciones en los órganos.( CORPOBOYACA, 2005).

3.4.4.1 Calidad del Agua Dentro del programa de salud ambiental el departamento de Boyacá cuenta con datos consolidados del estudio del Índice de riesgo de la Calidad del Agua para consumo humano (IRCA) que llevo a cabo el Subsistema para vigilancia de calidad de agua potable, del Instituto Nacional de Salud (INS). La Secretaria de Salud de Boyacá, reportó para el año 2008 datos de vigilancia para la totalidad de población urbana a excepción del municipio de Cubará y cerca de un 20% del total de población rural. (Superintendencia de servicios públicos domiciliarios, 2009).

El IRCA se define como la mayor probabilidad de que un individuo de una población determinada se enferme o muera, mientras persistan las condiciones que afectan la calidad del agua para consumo humano, por el grado de influencia que tienen las características físicas, químicas y microbiológicas en el agua sobre la salud. El nivel de riesgo determinado por el IRCA es el siguiente: 0-5% sin riesgo, 5.1-14% riesgo bajo, 14.1 – 35 riesgo medio, 35.1 – 70 riesgo alto, 70.1-100 inviable sanitariamente. (Decreto 475 de 1998).

Según el estudio del IRCA y el Decreto 1575 de 2007 en Boyacá los parámetros no aceptables más recurrentes son: color, turbiedad, cloro residual, coliformes totales, ecoli, hierro total, nitritos, pH, alcalinidad, Aluminio, Calcio, dureza total y Magnesio. (INS, 2007).

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Para las zonas de estudio se reporta nivel de riesgo medio y alto, que es agua no apta para el consumo humano. (Superintendencia de servicios públicos domiciliarios, 2009).

3.4.4.2 Estudios epidemiológicos El INS publica semanalmente como parte del programa de vigilancia rutinaria la información epidemiológica de casos notificados por los departamentos que incluyen casos sospechosos, probables y confirmados de eventos en salud pública. (INS, 2010b).

No se encontró ningún reporte de casos de intoxicación por metales pesados para Boyacá desde el 2005 hasta el 2010. Durante este último año los casos de intoxicación que se han presentado son: 38 por agua, 53 por plaguicidas, 24 por fármacos, 5 por solventes y 19 por otras sustancias químicas. (INS, 2010b).

3.5 IMPACTOS AMBIENTALES

El estudio de la cuenca alta del Chicamocha (CORPOBOYACA, 2005) y en la recopilación de información para el estudio departamental del uso de suelo (IGAC 2005) se han determinado que los mayores impactos ambientales están relacionados con la concentración de actividades humanas:

Los núcleos urbanos de gran magnitud constituyen la principal amenaza ya que deterioran el sistema hídrico con el vertimiento de aguas residuales.

La industria, el corredor industrial Tunja-Sogamoso, contamina también con vertimientos las aguas y el aire con emisiones de gases de dudosa calidad.

La actividad minera (chircales, caleras y canteras) degrada el paisaje, los suelos, aporta sedimentos a los cauces y emite material particulado a la atmosfera, principalmente hacia Sogamoso.

La termoeléctrica de Paipa genera emisiones atmosféricas contaminantes. Las condiciones climatológicas propician el estancamiento y concentración de contaminantes. (Vargas et al., 2001).

Los sistemas agropecuarios convencionales que ocasionan erosión y pérdida del suelo y la cobertura natural. La transformación de los páramos para la siembra. Actividad intensiva con canalización de cauces, el uso del riego y

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La mayoría de la vegetación natural ha sido reemplazada por pastos y cultivos Solo se conservan algunos relictos de vegetación en parte de las zonas de Páramo. Algunas zonas han sido reforestadas erróneamente con pinos y eucaliptos, que no representan la vegetación natural correspondiente con el Bosque premontano (seco, húmedo y bajo).

El alto grado de intervención y baja cobertura vegetal favorecen el enfriamiento de la superficie, la inversión de temperatura (día-noche) y la concentración de contaminantes (en los corredores industriales). (CORPOBOYACA, 2005).

Finalmente, existe una ruptura entre la norma y la realidad, que se manifiesta en la baja percepción e interiorización de los recursos naturales y en el comportamiento de la comunidad frente a los mismos.

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4. MARCO DE ANTECEDENTES GEOQUÍMICOS

4.1 MARCO GEOQUÍMICO

Durante la última década se han llevado a cabo en el departamento estudios de levantamiento geoquímico sistemático. También se encuentran estudios geoquímicos de la década de los 80’s orientados a las unidades geológicas. Los análisis de interés se han recopilado en el Anexo B. (Figura 15)

El sector de Paipa-Iza tiene un buen cubrimiento geoquímico a diferentes escalas: Baja densidad (1/400km2) (Vargas et al, 2001), media (1/25km2) alta densidad (1/9 km2) (Güiza & Espinosa. 2004) y estudios locales (tácticos, 1/1 km2) en Paipa (Garzón, 2003; Proyecto de Exploración de Recursos Energéticos, 2008; Alfaro, 2002; Ortiz, 2009) (Tablas 13 y 14).

En el sector Soatá-Güicán, además de Baja densidad (plancha 152), sólo existen estudios antiguos, no homogéneos, de media densidad (1/5.5 – 13.16 km2) orientados a la geología y con análisis semicuantitativos. Estos estudios se encuentran en los alrededores de la zona de investigación.

4.1.1 Anomalías geoquímicas reportadas En la interpretación de la información recolectada, descrita anteriormente, se han establecido anomalías para algunos elementos en las dos áreas de trabajo.

4.1.1.1 Sector Paipa-Iza Vargas et al. (2001), interpretan para la región de la Cordillera Oriental anomalías de de Al, As, Be, Cd, Mo, Ni, Sb, V, Zn - Ce, Cs, Rb, La, Nd, U siguiendo una tendencia estructural SW-NE. Están asociadas a las unidades del cretácico inferior y superior principalmente en los shales. También se reportan Valores bajos de Hf.

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Figura 15. Cubrimiento geoquímico sistemático de media - alta densidad del Departamento de Boyacá.

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Tabla 13. Estudios de levantamiento geoquímico del Departamento de Boyacá. Abreviaturas: B.D: baja densidad; A.D: alta densidad: N.A: No aplica.

Plancha o área de densidad de Tipo de Autor(es), Año Objeto del estudio área (km2) Escala estudio muestreo muestras

152, 169, 170, 171, Levantamiento sistemático. Celda aguas, Vargas et al. 2001 172, 189, 190, 191, piloto para implementación de 79.200 1/400 Km2 B.D sedimentos y 192, 210, 211, 229 metodologías geoquímicas. suelos

Levantamiento sistemático, aguas, Güiza & Espinosa. 171 geoestadístico para recursos y medio 2.400 1/25 Km2 B.D sedimentos y 2004 ambiente suelos

169, 170, 171, 172, Dunia Consultores. Levantamiento sistemático de la zona sedimentos 189, 190, 191, 192, 24.600 1/9 Km2 A.D 2006 y 2007 esmeraldífera y áreas adyacentes. activos 210, 211 y 229,

Muestreo orientado a las unidades 1/5.5 km2 no sedimentos Fabre. 1981 137 parcial 1050 N.A

geológicas homogéneo activos

Muestreo orientado a las unidades 1200 no No sedimentos Fabre. 1983 153 parcial N.A

geológicas completos homogéneo activos Regional 171-IV-D; 192-I-A Caracterización geoquímica de los Alfaro, 2002 N.A puntual A.D Aguas termales parcial manantiales termales Muestreo en rocas volcánicas de sedimentos Garzón. 2003 171-IV-D Paipa para evaluación del potencial de 49 1/1 Km2 A.D activos y rocas recursos minerales Muestreo de manantiales fríos y Ortiz, 2009 Área del polígono 576 1/1 Km2 aguas termales para análisis químico Muestreo sistemático en zona de 171-IV-D; 192-I-A Ortiz. 2009 afloramiento de las fuentes termales 24 + 8 1/1 Km2 A.D suelos parcial Paipa-Iza Proyecto de 2008-2010 Muestreo para localización de aguas, rocas, Exploración de 1/ ½ Km2 170-171-172-191- mineralizaciones de uranio orientado a N.D A.D sedimentos Recursos 1/50 m (suelos) 192 (parcial) unidades geológicas activos y suelos Energéticos

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Tabla 14. Técnicas analíticas y tratamiento de datos para los estudios geoquímicos del departamento de Boyacá. Relación de análisis de Li. Abreviaturas N.D= no disponible.

Plancha o área de Técnicas analíticas y número Autor(es), Año Tratamiento de datos Li estudio de elementos 152, 169, 170, 171, 172, Malla 100. Análisis por En agua (LD = 1 ppb) Vargas et al. 2001 189, 190, 191, 192, 210, activación neutrónica (INAA) y Análisis estadístico preliminar no se reporta

211, 229 plasma acoplado y análisis exploratorio de anomalía

inductivamente (ICP) para 48 datos. Correlaciones Se elimino por datos Güiza & Espinosa. elementos. Plasma acoplado bivariadas, geoestadística analíticos 171 2004 con masas (ICP-M) para aguas (grid-krigging) insuficientes. Regional 66 elementos. LD=1ppb 169, 170, 171, 172, 189, Dunia Consultores. 190, 191, 192, 210, 211 y N.D N.D En proceso 2006 y 2007 229, Malla 80. Espectrográfico

Fabre. 1981 137 parcial (semicuantitativo) para 33 Estadística Lepeltier No se analizó elementos

Fabre. 1983 153 parcial

Análisis químico 15 elementos: Absorción Atómica de llama, Distribución espacial por Alfaro, 2002 171-IV-D; 192-I-A parcial para F- ión selectivo, para B, LD= 0.1 mg/L Kriging, contornos. Local Azometina H, para S yodométrico. Malla 100. Análisis por Análisis estadístico preliminar activación neutrónica (INAA) y y análisis exploratorio de

Garzón. 2003 171-IV-D plasma acoplado datos. Correlaciones No se analizó inductivamente (ICP) para 48 bivariadas, geoestadística elementos. DRX y FRX (grid-krigging) Análisis químico: 12 elementos Absorción Atómica de llama,

Ortiz, 2009 171-IV-D; 192-I-A parcial para F- ión selectivo, para B, N.D LD= 0.1 mg/L Azometina H, para S yodométrico. Absorción atómica y Ortiz. 2009 171-IV-D; 192-I-A parcial En proceso LC= 1ppm Fluorescencia de Rayos X. Grupo de Uranio 170-171-172-191-192 Absorción átomica. N.D No se analizó 2008, 2009, 2010 (parcial)

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El análisis de datos para la plancha 171 (Guiza & Espinosa, 2004) evidencia alta concentración de elementos en la zona de Paipa-Tibasosa, caracterizada por la presencia de los cuerpos volcánicos y las fuentes termales (Tabla 15).

Tabla 15. Caracterización geoquímica de las regiones geológicas de la plancha 171. Fuente: Güiza & Espinosa, 2004.

Las Formaciones Tibasosa y Churuvita muestran un enriquecimiento en casi todos los elementos (con referencia Reimman et al, 1996). La Formación Une tiene valores elevados de Br, Mn cerca del Pantano de Vargas (Q. Caimán). (Güiza & Espinosa 2004).

Las rocas volcánicas del sur de Paipa presentan altos contenidos de Ba, K, Sr, Na, Mo, Mg, Ni, Rb y Th. Regionalmente se destacan en esta unidad altos contenidos relativos de Ba, Mn, Co, Ca, Be, Sr, Pb y Zn. (Garzón, 2003).

En contacto entre las rocas sedimentarias (Formaciones Une, Tibasosa, Labor y Tierna, y Plaeners) y las rocas volcánicas se caracteriza por altos contenidos de N, K, Al, Ba y Br (Güiza & Espinosa, 2004). Cerca del contacto as Formaciones Une y Tibasosa muestran altos contenidos de Al, Sc, Hf, Lu, Nd, Ti, Tb, Y, Yb (Garzón, 2003) y sus suelos asociados presentan elevadas concentraciones de Al, Sr, Na, Ca. En zonas de alteración hidrotermal asociadas a los afloramientos volcánicos (Q. Durazno) este contacto (con las Formaciones Labor y Tierna,

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Guaduas y Churuvita) contiene altos valores de Al, Fe, Mg, Mn, Na, Co, V, As y ERR.

Contenidos de metales preciosos entre 0.3 – 0.7 Ag ppm y 0-7 Au ppb en sedimentos activos, y 0.3– 1.0 Ag ppm y 0-5 Au ppb en suelos. La concentración más alta de oro, para toda la plancha, se encuentra en la Q. Carrizal en Paipa sobre la Formación Guaduas.

Los contenidos de metales preciosos para las celdas de interés se encuentran entre 0.3 – 0.7 Ag ppm y 0-7 Au ppb en sedimentos activos, y 0.3– 1.0 Ag ppm y 0-5 Au ppb en suelos. La concentración más alta de oro, para toda la plancha, se encuentra en la Q. Carrizal en Paipa sobre la formación Guaduas.

4.1.1.2 Anomalías de EPPs En la plancha 171 se encuentra enriquecimiento de varios elementos considerados EPPs:

Los elemento cuyos valores que superan la norma de calidad de agua colombiana (Decreto 475 de 1998) son Fe, Mn, Al, Ca, Pb, al sur de la Falla de Boyacá y de Río Chicamocha en las Formaciones Guaduas, Labor y Tierna, Plaeners y Tibasosa. En esta última y cerca de la población con el mismo nombre se encuentran las mayores concentraciones de Cd.

Para la quebrada el Durazno (Labor y Tierna, Guaduas y Churuvita) contiene altos valores de U- Be-Ni- Zn considerados tóxicos muy accesibles (USEPA, 1999). Además supera también las concentraciones permitidas para Al-Ca-Cr- Mn y K-Na-Mg en aguas, pH (ácido) y la conductividad, constituyendo uno de los puntos de agua más preocupantes ambientalmente.

El pH de los demás sitios de interés en la zona es ácido (Q. La Esperanza) débilmente ácido y débilmente básico (Q. Grande).

Para los sedimentos activos se encontraron valores no admisibles según Turekian & Wedephol (1961) de Cd, Zn, As, Ba, Mo, Fe. Para los suelos los valores altos según Vrom (1994, Kabata y Pendias (1992) y (Connor y Shackeltte, 1976) son de As, Ba, Ca, Co, Fe, Pb, Mn, Mo, Zn, Au.

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4.1.1.3 Sector Soatá - Güicán En la plancha 122, al norte de la zona de estudio (Salinas et al, 1982) (muestreo no homogéneo, 1 muestra/13.46 Km2) se encuentran valores anómalos de Cu, en rocas metamórficas y sedimentarias; empobrecimiento de Ni en general y enriquecimiento del mismo elemento en las unidades devónicas; Valores altos de Pb sobre rocas sedimentarias y metamórficas, posiblemente relacionado con mineralizaciones de galena; valores altos de Cd en shales; y concentración significativa de Mo sobre areniscas y calizas.

Fabre (1981), en el área de la plancha 137, resalta la dificultad de recolección de sedimentos muy finos por lo cual se analizaron arenas y limos en los cuales no se encontraron anomalías para ningún elemento, ni grupo de elementos.

Fabre (1983), en el área de la plancha 153, reporta anomalías puntuales de: Cu, Pb, Be, Ba, Zr, Ti, Sc, Y. Los valores para: Ag, Bi, Cd, Cu, Mo, Nb, Pd, Pt, Sb, Sn, W, Zn, por debajo del límite de detección del espectrógrafo.

Se encuentran en la base de datos geoquímica muestreo de una porción de la plancha 152 realizado en 1987 durante el mapa geológico; sin embargo, no se reporta el estudio geoquímico en la memoria correspondiente.

4.2 PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE LAS FUENTES TERMALES

La información analítica disponible para las fuentes termales se limita al sector de Paipa-Iza y algunos datos puntuales publicados en las memorias de las planchas.

Los manantiales termales del sistema geotérmico de Paipa se caracterizan como sulfatadas sódicas (Alfaro, 2002a) con alta salinidad y pH neutros (5-7). Estas aguas evidencian un proceso de mezcla de las aguas y gases, además de procesos de dilución con aportes de agua subterránea y ebullición incipiente (Alfaro, 2005c). Las dos fuentes principales son un depósito salino con altas concentraciones de las especies disueltas SO4, Na, K, Li, Cl, B, HCO3, Sr y el - fluido geotérmico profundo con altas concentraciones de Cl , HCO3, F, Si, B (Alfaro, 2002a), influenciadas en algunos casos por una fuente orgánica de kerógeno tipo IIII (generador de gas) ó una fuente radiogénica superficial (Alfaro, 2005b). Los parámetros fisicoquímicos para las fuentes termales y su composición química, se encuentran en el Anexo B.

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El depósito salino se ha definido como no marino evaporítico. Se encuentra en la zona noreste del sistema representado por la planta de SALPA (Sales de Paipa) que es alimentada por dos manantiales someros que alimentan la planta. Esta clase de depósitos se asocian a secuencias sedimentarias, a manantiales en rocas volcánicas o a la alteración de rocas ígneas continentales. (Ortiz, 2009).

El análisis mineralógico de dos costras de sal depositadas en afloramientos cerca de la planta da como minerales principales tenardita (Na2SO4) y miralbita (Na2SO4.10H2O), depositadas por el arrastre de los vapores de agua y gases, promovidos por las altas temperaturas, hacia los afloramientos. Alfaro (2002a) considera que estas sales muestreadas no representan el depósito salino debido a sus bajos contenidos de Cl/Fl, con referencia a los pozos de SALPA.

Los suelos asociados a las fuentes termales de este sector están compuestos principalmente por SiO2, Ba, Zr y Sr con cantidades menores de Fe2O3, Na2O, KO, TiO2, V y Zn. El Al, el Sr y el Ba son derivados de las rocas volcánicas del área. Elementos como Na-K-F-Si aumentan en el valle y el Zr se concentra en las partes altas. Se encuentra TiO asociado a la zona de mayor descarga del sistema geotérmico (ITP). (Ortiz, 2009).

Las fuentes termales de Iza tienen dos tipos de composición química, una dominada por cloruro de sodio con concentraciones relativamente altas de litio y boro y otra bicarbonatada sódica, con influencias magmática y superficial. Los suelos asociados a estos manantiales tienen contenidos predominantes de SiO2 y Sr, seguidos de Ba, Zr, V y Zn. El Al, Ca, Sr, Ba se concentran en los domos volcánicos. El Fe se encuentra relacionado con el valle del río Tota y Zr, SiO2 con las partes altas.

4.3 MODELO GEOTÉRMICO PRELIMINAR

Las zonas de fuentes termales de Paipa e Iza han sido estudiadas en detalle lo cual ha permitido alcanzar el conocimiento preliminar del sistema geotérmico.

El origen de estas fuentes termales está relacionado con el vulcanismo y las intrusiones magmáticas ocurridas durante el Neógeno, las cuales permitieron el desarrollo de sistemas de convección hidrotermal de alta temperatura. (Fabre, 1985 y Alfaro et al. 2003 en Güiza, 2006).

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En Paipa la zona de descarga, o el afloramiento de las fuentes termales, está controlada estructuralmente por el cruce de las fallas y zonas distensivas asociadas a la rotación de bloques transversales: El Hornito y El Bizcocho, en el sector ITP-Lanceros, Rancho Grande-El Batan, en el sector la Playa, y Buenavista-Cerro Plateado en el ventiladero. El pozo más cercano al flujo es el Ojo del Diablo de acuerdo a los gases Alfaro (2005c).

En Iza la zona de descarga se encuentra asociada a la Falla de Soapaga y zonas de cruce de fallas menores. (Rincón & Romero, 1990 en Alfaro, 2002a).

Los reservorios tienen temperaturas probables estimadas de 230 – 320ºC en Paipa y de 250º-290ºC en Iza.

4.4 LITIO EN COLOMBIA

En Colombia la ocurrencia del litio no ha sido estudiada con detalle; pero, existe información de la aparición de este elemento como asociado a otros minerales y elementos de interés como las esmeraldas, en Boyacá, y en mineralizaciones relacionadas con topacio, turmalina, litio en el cratón del oriente colombiano (INGEOMINAS, 2008).

4.4.1 Litio en la zona de fuentes termales de Paipa-Iza La concentración de litio asociada a los manantiales del sistema geotérmico de Paipa fue interpretada por Alfaro (2002a) y parece estar relacionada con el depósito salino. Un diagrama de concentración se muestra en la (Figura 16, Tabla 16). Este patrón de concentración se repite para los elementos: Sr, B, K, Na, HCO3, SO4 y Cl.

En el sistema geotérmico de Iza se encuentra litio concentrado en el Batan. Este manantial tiene mezcla de aguas superficiales.

Los valores más altos se están en los pozos del sector ITP y los menores (por debajo del límite de detección 1ppb) se presentan en Olitas y el hervidero. El valor más alto es de 22.9 mg/L en el Pozo de las Marismas y 23 mg/L en SALPA.

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Figura 16. Interpretación espacial de la concentración de litio (mg/L) en los manantiales del sistema geotérmico de Paipa. Interpolación por el método Kriging con Surfer. Fuente: Alfaro, 2002.

Tabla 16. Valores de litio en algunas fuentes termales del departamento. Fuente: Alfaro, 2002; Fabre, 1983.

Manantial/Pozo Li (mg/L) Manantial/Pozo Li (mg/L)

Sistema Geotérmico Paipa Sistema Geotérmico Paipa

El Batan - Piscina La Playa 10,6 Motobomba Lanceros 18,1

Via Escuela La Playa 10 Pozo Las Marismas 22,9

Finca Elvira Ochoa <0,1 Pozo principal SALPA 18

Pozo Azul 18 Pozo Cascajera 0,2

Pozo Inundado 18 Pozo Escuela La Esperanza <0,1

Manantial Pozo Inundado 18 Manantial Finca La Puebla <0,1

Pozo H. Lanceros 18 Manantial Finca San Antonio <0,1

Ojo del Diablo 18,2 Sistema Geotérmico Iza

Pozo Blanco 20 Erika 1,3

Fondo piscina olímpica 3,4-10 El Batán - Iza 0,4

Piscina Olitas <0,1 Otros

El Hervidero <0,1 Los Baños - Güican 0,4

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4.5 HIDROLOGÍA MÉDICA O TERMALISMO

El termalismo en Paipa está orientado a la recreación y explotación económica del recurso termal. Su uso es empírico y asociado a una infraestructura básica. (Puerto, G. & Daza, J. 2009).

El interés histórico en las fuentes termales de Paipa radica en este uso y por esta razón los primeros estudios químicos realizados en los manantiales contaron con el apoyo de las autoridades municipales.

4.5.1 Peloides Ortiz (2009 en revisión) caracterizó los lodos asociados a las fuentes termales de Paipa, que se usan en los tratamientos estéticos, siguiendo las metodologías internacionales para clasificación de peloides (sociedad internacional de hidrología médica IMSH, 1949). Las características y aplicaciones de estos materiales se definen en éste informe. La composición química del peloide es el resultado de interacción de la litología local, las sustancias disueltas en la fracción líquida y la contaminación atmosférica.

Los peloides de Paipa se clasifican como fangos. Ortiz (2009) menciona según los análisis, que tienen volumen bajo, humedad apropiada para mascarillas, grano grueso en algunos casos, de composición predominantemente silícea y cumple con los requisitos microbiológicos. El autor resalta que estos materiales tienen contenidos altos de Bario y Estroncio, este ultimo perjudicial para la salud en exposiciones prolongadas, ya que puede pasar al torrente sanguíneo y acumularse en el sistema óseo.

Mineralógicamente son de composición arcillosa, cuarzo, dickita (caolinita), calcita y materia orgánica.

Como material terapéutico tienen propiedades favorables como la elaboración de cortisona, fuente de esteroides, antiinflamatorio, antioxidante, actividad vascular, antiséptica y refrescante por la caolinita (dickita)

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4.6 OTROS RECURSOS MINERALES

En la Tabla 17 se relacionan las ocurrencias minerales reportadas para el área de estudio, exceptuando fuentes termales y evaporitas.

Las mineralizaciones presentes pueden clasificarse de acuerdo a su origen en:

Mineralizaciones de origen sedimentario, relacionados con fases regresivas y transgresivas de la cuenca. (Fabre, 1985 en Güiza, 2006). Mineralizaciones de origen hidrotermal – sedimentario, Relacionados con la actividad magmática básica del cretácico inferior hasta el Cenomaniano (Fabre, 1985 en Güiza, 2006). Son Pb, Zn, Cu, Ba, F, Fe que se encuentran rellenando cavidades y fracturas. La mayoría de estas manifestaciones se han explotado artesanalmente pero debido a su baja calidad, poca continuidad o al no ser económicas la mayoría se han abandonado.

El depósito más importante de las zonas de estudio es el de roca fosfórica de Pesca es el más grande en Colombia, localizado en el sinclinal de La Conejera.

Se han estimado reservas de 11.5 Mton con 20% de P2O5. Otro depósito importante esta en Iza con 10.8 Mton explotables y 17.6% de P2O5 (Camacho, 2002).

Las evaporitas, a nivel regional se encuentran en la Cordillera Oriental salinas terrestres (NaCl), producidas durante el Cretácico (Turoniano – Coniaciano temprano), encajadas principalmente en rocas sedimentarias que aparecen de forma discontinua desde Girardot-Pandi (Cundinamarca) hasta Málaga-Guaca (Santander). (Camacho, 2002). El origen de estas sales es evaporítico marino (Mclaughlin y Arce, 1971 en Rodríguez & Solano, 2000) y en el Departamento solo la de Somondoco es explotable.

En el área de la plancha 153 Fabre (1983) describe fuentes saladas aflorando sobre la Formación Lutitas de Macanal, en la cuenca del Río Casanare.

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Tabla 17. Ocurrencias de minerales para el área de estudio. Adaptado de: Rodríguez & Solano, 2000; Vargas et al., 1981; Fabre, 1981; Fabre, 1983; Renzoni, 1981. Localización en el Mineralización Unidad Encajante Descripción área de estudio

Reemplazamientos Calcopirita, hidrotermales. Min. sec Fm. Rosablanca Duitama, Tunja y Paipa Calcosina (Cu) malaquita y azurita; ganga carbonatos, cuarzo y siderita.

Relleno de fracturas y Galena y Güicán, Soatá, cavidades, diseminaciones. Esfalerita (Pb, Fm. Capacho Tipacoque, Chiscas, la Con Calcopirita. Zn) Uvita Manifestaciones irregulares.

Fm. Socha Superior Capas Boavita, San Mateo Limonita y Hematita (FeO) Fm. Concentración y Manifestaciones. Contenidos Planchas 136, 137 y Fm. Aguardiente de P, Ti, Ca, Mg. 152 Fm. Tilatá, Bogotá, Arcillas para ladrillos y Arcillas Fm. Arcillas de artesanías Socha Venillas con yeso masivo y Yeso Fm. Guaduas Soata, Boavita selenita Travertino Fm Tibasosa Bancos de 2 a 4 m Firavitoba, Tibasosa Fm. Plaeners Pesca, Iza, Sogamoso Fosfatos Fm. Capachos y Planchas 136, 137 y Manifestaciones Fm. La Luna 152 Calizas Fm. Tibasosa Bancos de 8 a 10m Tibasosa Arenas de Fm. Arenisca Labor construcción/ y Tierna/ Fm. Sogamoso, Iza, Cuitiva Recebos Plaeners Brechas hidrotermales Depósitos Puzolana* calcoalcalinas con Paipa - Iza Volcánicos silicificación 6 mantos de hasta 3m de Fm. Guaduas Tunja-Paipa-Duitama espesor Carbón Mantos de 0,94 a 2,4 m de Fm. Socha Superior La Uvita-Boavita espesor Otros minerales Cuerpos volcánicos Bentonitas, Caolín, pumitas, Sur de Paipa industriales de Paipa óxidos de hierro De acuerdo a las Au-Ag Cuerpos volcánicos características geoquímicas Sur de Paipa (anómalos) de Paipa del cuerpo volcánico Asfaltitas Fm. Picacho Brotes de Asfalto Pesca

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5. METODOLOGÍA

La exploración geoquímica de las zonas de estudio tiene un carácter multipropósito (recursos minerales, monitoreo ambiental) por lo cual se realizó en varios medios geoquímicos (aguas, sedimentos activos, suelos y rocas) y contemplando el análisis de la mayor cantidad de elementos. La escala se definió con base en los antecedentes geoquímicos de cada zona de estudio.

5.1 DIAGNÓSTICO Y COMPILACIÓN DE INFORMACIÓN

La recopilación bibliográfica de información teórica y estudios anteriores en las áreas de interés se encuentra en el informe: “Diagnostico y Compilación de Información geológica, geoquímica, geotérmica y de termalismo de las zonas de fuentes termales en el departamento de Boyacá” (Neira et al., 2010 en revisión).

La consulta bibliográfica se realizó en la biblioteca digital y el centro de documentación de INGEOMINAS, en los catálogos bibliográficos de las principales universidades colombianas, de la zona de estudio o relacionadas con la temática, y en bases de datos y publicaciones científicas online. También se conto con aportes de los proyectos de Exploración de Recursos Geotérmicos y Recursos Energéticos del Instituto.

5.2 MUESTREO GEOQUÍMICO

Los muestreos se ejecutaron siguiendo los protocolos establecidos en los manuales de campo de INGEOMINAS para el muestreo geoquímico, los cuales están de acuerdo con las normas y metodologías internacionales recomendadas por el Programa Internacional de Correlación Geológica (IGCP) proyectos 259/360, consignadas en el documento Base de datos geoquímica Global para manejo de recursos y medio ambiente (Darnley et al, 1995 en Vargas et al, 2000), y por el Foro de Servicios Geológicos Europeos (FOREGS) en su publicación “Geochemical Mapping Field Manual” (FOREGS, 2000 en

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Prieto & González, 2003); estas metodologías fueron estandarizadas y validadas para su uso en las condiciones y los medios de muestreo disponibles en Colombia. Las metodologías pueden consultarse en el sistema de documentación de INGEOMINAS: ISOLUCIÓN.

Durante los muestreos se tienen precauciones para evitar la contaminación como: el uso de equipos y herramientas plásticas o libres de metales, la limpieza de los implementos después de cada muestra, escoger sitios alejados de la actividad antrópica y vehículos, evitar el uso de joyas, empacar en doble bolsa de grueso calibre.

Todos los sitios fueron georeferenciados mediante un equipo Garmin GPS Map 60Cx, ajustado al sistema de coordenadas con origen Bogotá Observatory (Colombia este central, proyección Transverse de Mercator, elipsoide internacional 1909) y Datum Bogotá.

El muestreo empleado corresponde a un diseño aleatorio, balanceado, estratificado con patrón bidimensional, multimedio. Los muestreos fueron realizados por dos grupos de trabajo (c/u: 1 geólogo, un conductor, un auxiliar de campo).

La información de campo (descripción de las muestras y sitio de muestreo) se documentó en los formatos de captura de información geoquímica de INGEOMINAS. Esta información se consolidó en una plantilla para ser incorporada en la base de datos geoquímica de INGEOMINAS. Los formatos originales se presentan y digitalizados junto con la plantilla en el Anexo C y el registro fotográfico en el Anexo D. A continuación se describe la metodología adaptada a cada zona y medio de muestreo:

5.2.1 Muestreo de sedimentos activos de corriente Para el sector de Soatá – Güicán se llevo a cabo una campaña geoquímica regional de sedimentos activos con una alta densidad de muestreo durante el mes de abril del 2010. Para la campaña se eligió una densidad de 9 km2, la cual corresponde con la densidad de muestreo utilizada en el cubrimiento de la mayor parte de las planchas del departamento. (Figura 17).

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Figura 17. Mapa de muestreo de sedimentos activos en el sector Soatá-Güicán (Anexo A).

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Los sedimentos activos son el medio de muestreo más representativo en el regional y globalmente por lo cual es el más apropiado para el levantamiento geoquímico de esta zona sin estudios sistemáticos previos.

El diseño de muestreo se realizó sobre las planchas cartográficas escala 1:100.000 y 1:25.000, del IGAC, tomando como referencia una malla regular cuadrada con celdas de 9 km2. En cada celda se delimitaron cuencas de tercer y cuarto orden con áreas menores a 20 km2 y se ubicaron los sitios de muestreo en el ápice de cada cuenca.

Las condiciones de acceso así como la escasez de drenajes en algunas zonas determinaron, en algunos casos, la toma de muestras en cuencas de mayor tamaño pero que no superaron los 50 Km2.

En cada cuenca se recolectó una muestra compuesta de 2 a 3 kg de sedimentos finos, a través de 100 a 300 m del cauce. Las muestras fueron tamizadas en campo con un colador común de malla de nylon con apertura menor a 0.5 cm. Algunos cauces presentaban una gran cantidad de sedimentos en suspensión por lo cual las muestras se dejaron decantar y luego se elimino el agua sobrante. En los cauces que se encontraron secos se recogió la muestra en seco. En el 10% de las cuencas muestreadas se tomo un duplicado de muestra.

En cada sitio de muestreo se tomaron medidas de pH y temperatura con un equipo portátil marca ORION 230A y ORION 290A.

5.2.2 Muestreo de suelos Para el sector de Paipa-Iza se realizo una campaña de muestreo geoquímico orientada al reconocimiento local de suelos a través de una red con celdas de 4km2 y 1km2, durante el mes de mayo del año en curso.

El muestreo se diseño en el área del polígono de estudio trazando una malla cuadrada regular con celdas de 4km2 sobre las planchas escala 1:25.000 del IGAC. En la zona de afloramiento de las fuentes termales y las rocas volcánicas (8x3 Km2 en Paipa y 4x2Km2 en Iza) se complemento el muestreo de suelos realizado por Ortiz (2009), cubriendo el terreno más cercano a los manantiales con celdas de 1 Km2. (Figura 18).

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Figura 18. Mapa de muestreo de suelos, aguas, lodos, sales y roca en el sector Paipa-Iza (Anexo A).

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Se muestrearon suelos residuales en sitios representativos teniendo en cuenta el paisaje geomorfológico de la celda. En cada sitio se recolectaron muestras de los horizontes A (0-25 cm), C (profundo, últimos 25 cm) y B (si se presentaba) por medio de un muestreador de suelos de acero inoxidable, alcanzando una profundidad máxima de 2.5m (Figura 19). El reconocimiento de los horizontes se hizo a través de la reconstrucción del perfil del suelo sobre un tapete plástico.

Figura 19. Diagrama esquemático del patrón de suelo y muestras recolectadas. Adaptado de: Prieto & González, 2003.

En algunas celdas el paisaje es heterogéneo ó en el sitio elegido se encontró poco desarrollo del suelo por lo cual se selecciono un segundo sitio de muestreo como duplicado de celda. Adicionalmente en el 10% de los sitios de muestreo se tomaron duplicados de muestra.

5.2.3 Muestreo de sales y rocas Para el sector de Paipa-Iza se llevo a cabo una segunda campaña de muestreo durante el mes de julio para el reconocimiento geológico y el muestreo de sales, rocas, lodos termales y aguas termales. El muestreo fue aleatorio, en sitios puntuales como manantiales y afloramientos.

Se realizaron recorridos a través del área del polígono en búsqueda de afloramientos y sitios con eflorescencias salinas. En los sitios identificados se

Evaluación Geoquímica para geología médica de zonas asociadas a fuentes termales en el Departamento de Boyacá. Sectores Paipa-Iza y Soatá-Güicán 82 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS tomaron muestras compuestas de cristales de sal por medio de una pala plástica de jardín pequeña. En uno de los afloramientos se realizo un muestreo de roca asociadas a las sales con óxidos de hierro. También se visito la planta de Salinas de Paipa (SALPA) en donde se tomaron muestras de la pila de recolección y del borde de la piscina de evaporación.

5.2.4 Muestreo de aguas termales y lodos termales Durante las dos campañas anteriores, se visitaron los afloramientos presentes de fuentes termales inventariados por el Proyecto de Exploración de Recursos Geotérmicos, para el muestreo de aguas termales. Este muestreo fue aleatorio, en sitios puntuales.

De cada manantial se tomaron tres muestras de aguas termales preservándolas para análisis cationes (500ml), aniones (500ml, filtrada 0.45µm y acidificada con

HNO3 al 60%) y mercurio (100ml, filtrada 0.45µm y acidificada con K2CrO7) siguiendo el protocolo para muestreo de aguas superficiales. En campo se tomaron medidas de pH, conductividad y temperatura utilizando un pHmetro portátil marca ORION 250A y un conductivímetro portátil marca ORION 115A. Las muestras se refrigeraron para su transporte al laboratorio.

Asociados al afloramiento de algunas de las fuentes termales se encontraron acumulaciones de lodos que se muestrearon como un sedimento puntual, para su análisis como peloides.

En el sector Soatá-Güicán no se muestrearon las aguas termales porque fueron recolectadas el mismo mes durante el inventario de manantiales termales realizado por el Proyecto de Exploración de Recursos Geotérmicos. Como complemento a estas muestras se tomo una muestra de sedimento puntual o de suelo (Güicán y el Espino)

5.3 TIPO Y NÚMERO DE MUESTRAS

La cantidad de muestras recolectadas por cada zona se encuentra en las Tablas 18 y 19.

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Tabla 18. Muestreo en el sector Soatá-Güicán.

Tipo Muestras Estaciones Muestras duplicadas Sedimento Activo (SA) 93 86 7 Suelos 3 2 0

Tabla 19. Muestreo en el sector Paipa-Iza.

Celdas Sitios Tipo Muestras Estaciones duplicadas duplicados (muestras) (muestras) Suelos (SU) 333 149 3(6) 7(16) Aguas (AG) 19 0 1(3) 7 Lodos termales (PL) 3 0 0 Sales (SAL) 6 0 0 4 Rocas (R 1 0 0

5.4 PREPARACIÓN DE MUESTRAS

Las muestras fueron transportadas a los laboratorios de INGEOMINAS Bogotá en donde se someten a una etapa de preparación estandarizada de acuerdo a la experiencia investigativa del Instituto (Vargas et al, 2001):

Los suelos y sedimentos son secados a temperatura ambiente, luego se desintegran manualmente si existe aglomeración, se tamizan con tamiz de nylon de malla #100 con abertura de 150 µm (serie Tyler, ASTM- 11-70). Luego se homogenizan, cuartean y se pesa la fracción fina que se envía a la división de análisis químicos. (Vargas et al, 2005).

5.5 ANÁLISIS QUÍMICOS

Los análisis se realizan en los laboratorios de aguas y gases, minerales y geoquímica de INGEOMINAS Bogotá. Debido al carácter multipropósito del estudio se busco la implementación de técnicas multielementales con límites

Evaluación Geoquímica para geología médica de zonas asociadas a fuentes termales en el Departamento de Boyacá. Sectores Paipa-Iza y Soatá-Güicán 84 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS de detección muy bajos. Las solicitudes y el ingreso de muestras al laboratorio se encuentran en el Anexo D.

El análisis de aguas se realizó mediante Espectrometría de masas por plasma acoplado inductivamente (ICP-Masas), para la determinación de 66 elementos, con muy bajos límites de detección (LD). Para el análisis específico de mercurio se uso el generador de hidruros.

Las muestras de suelo y sedimentos (en este caso lodos) se analizan por medio de Espectrometría de emisión por plasma acoplado inductivamente (ICP). Esta técnica requiere digestión ácida con HF, HNO3, HCl, HClO4. Adicionalmente a las muestras de lodos se les practica el análisis granulométrico vía seca por tamices.

Las muestras de sales y la de roca se analizaron con difracción de rayos X (DRX) y fluorescencia de rayos X (FRX). Para la muestra de roca se elaborará una sección delgada pulida para determinación de los óxidos de hierro.

Los límites de detección de las anteriores técnicas analíticas se presentan en las Tablas 20 y 21.

Tabla 20. Elementos analizados en aguas y límites de detección. Fuente: Vargas et al., 2005.

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Tabla 21. Elementos analizados en suelos, sedimentos y límites de detección. Fuente: Vargas et al., 2005.

Elementos analizados por FRX LC

SiO2 % 61,3 ppm K2O % 31,75 ppm Ba 46 ppm Li 1 ppm Zn 10 ppm Cs 2 ppm

Al2O3 % 28,2 ppm MnO % 33,6 ppm V 21 ppm Be 0,2 ppm Ga 1 ppm Ba 2 ppm

CaO % 41 ppm TiO2 % 36 ppm Zn 10 ppm V 1 ppm As 0,5 ppm Tl 0,2 ppm

MgO % 40,8 ppm P2O5 % 23 ppm Sr 35 ppm Cr 8 ppm Rb 10 ppm Pb 2 ppm

Fe2O3 % 37 ppm SO3 % 24 ppm Zr 16 ppm Mn 2 ppm Sr 2 ppm Bi 0,5 ppm

Na2O % 62,87ppm Cr2O3 % 22 ppm Co 0,2 ppm Ag 1 ppm U 0,2 ppm Ni 2 ppm Cd 1 ppm Hg 2 ppb

Cu 3 ppm In 1 ppm

5.6 ANÁLISIS DE DATOS

5.6.1 Valores de referencia de calidad ambiental para aguas, sedimentos y suelos

Para el análisis geoquímico ambiental se consideran valores de referencia y valores máximos admisibles (concentraciones máximas permisibles) en la normatividad internacional y nacional existente, para cada tipo de medio geoquímico. Las tablas con valores de referencia se presentan en el Anexo F. Para la evaluación de la calidad ambiental del agua potable se tienen en cuenta los valores de la USEPA (1999) y la Organización Mundial para la Salud (WHO, 1996). En Colombia los parámetros de calidad están regulados por el Decreto 475/98 y el Decreto 1594 /98 que trata sobre los usos y residuos líquidos.

La calidad ambiental de sedimentos se toma como referencia el trabajo de Turekian y Wedepohl (1961) en el cual aparecen las concentraciones normales de elementos en shales y sedimentos recientes.

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Para los suelos se tienen en cuenta los valores reportados por Kabata & Pendias (1992) así como los de Connor y Shacklette (1976).

5.6.2 Valores de referencia para aguas minerales En Estados Unidos y Gran Bretaña la evaluación de los contenidos químicos de las aguas minerales y su relación con la salud humana se incluye como parte de los estándares sobre el agua embotellada bajo autoridad de los organismos gubernamentales de alimentación (FDA, USA y FSA, UK).

El agua mineral se define como aquella caracterizada por su composición química y microbiológica diferente al agua de consumo.

En cuanto a la concentración de elementos potencialmente peligrosos la FSA (FSA, 2010) considera importante la determinación de contenidos de aniones y cationes que pueden ser peligrosos para la salud humana y establecen los límites máximos (naturales) por encima de los cuales el agua no puede certificarse (Tabla 22)

Tabla 22. Máximo nivel de constituyentes contaminantes en las aguas minerales para embotellar. Fuente: FSA (2010).

Constituyente Máximo limite (mg/L) Sb 0.005 As 0.01 Ba 1.0 Cd 0.03 Cr 0.05 Cu 1 CN 0.07 F 5 Pb 0.01 Hg 0.001 N 0.02 Nitrato (NO3) 50 Nitrito (NO2) 0.1 Se 0.01

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Para el presente informe se realizo una comparación de los valores de referencia para aguas minerales y aguas de consumo con los obtenidos para las fuentes termales del Proyecto de Exploración de Recursos Geotérmicos 2002 y 2009; y del actual.

5.6.3 Datos de salud Como complemento del diagnostico de información sobre salud se visitaron los principales hospitales y centros de salud de los municipios, con el propósito de obtener información disponible acerca de la ocurrencia de enfermedades relacionadas con el medio ambiente y elementos potencialmente peligrosos.

La visita se centro en la consulta sobre la existencia de estudios epidemiológicos, casos de intoxicación por metales pesados, reportes de enfermedades causadas por el uso de los manantiales termales, desordenes mentales, etc.; por medio de entrevistas a los funcionarios de los centros de salud involucrados con el manejo de esta información o designados para la atención del público.

Se conto con un tiempo corto para esta labor además en algunos centros no fue posible la consulta de la información y esta se limitó a la comunicación verbal del funcionario entrevistado. Por lo anterior los resultados presentados se consideran como orientativos y complementarios al diagnóstico de información de salud.

También se visitaron las divisiones ambientales de las alcaldías municipales en las cuales se consulto la existencia de estudios de salud pública, ambiental y el conocimiento de las fuentes termales, siguiendo el mismo método y con resultados similares.

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6. RESULTADOS

A continuación se presenta el avance en el desarrollo del proyecto a través del diagnostico de información, la información recolectada en campo y el análisis preliminar de la calidad ambiental de las aguas termales de acuerdo a los análisis recopilados y nuevos (Anexo B y Anexo G).

6.1 DIAGNÓSTICO DE INFORMACIÓN

6.1.1 Origen de EPPs De acuerdo al diagnostico las fuentes de elementos potencialmente peligrosos y otros contaminantes se encuentra en la Tabla 23. La caracterización de los residuos antropogénicos es importante para determinar la fuente de elementos potencialmente peligrosos hacia el medio ambiente.

Tabla 23. Posibles fuentes de EPPs y otros contaminantes en el área de estudio. Antropogénico Geogénico (elementos según teoría Reimman et al, 1998) Fuentes termales: F, Hg, Li, otros Residuos urbanos: Cd, Ni, P, Zn Mineralizaciones relacionadas con los Residuos hospitalarios emplazamientos volcánicos y procesos Residuos de la Termoeléctrica hidrotermales posteriores: Ba, Mo, Ni, Th, (Combustión de carbón): As, Be, Cd, Mo, Co, Be, Pb, Zn Pb, S, Sb, Se, Te, Th, U, V Pesticidas y fertilizantes : As, Br, Ca, Cd, Posibles mineralizaciones del cretácico Cu, K, Mg,Mn, Mo, Na, P, (Se, U) superior: Pb-Cu-Zn Residuos de las caleras Residuos mineros Formaciones con enriquecimientos: Tibasosa, Churuvita.

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6.2 INFORMACIÓN DE CAMPO

La información de campo completa recolectada durante las campañas de muestreo se puede consultar en el los Anexos C y D. A continuación se presentan algunos aspectos relevantes para dar una idea del muestreo efectuado.

6.2.1 Sector Paipa – Iza

6.2.1.1 Fuentes Termales Los parámetros fisicoquímicos medidos en campo para las fuentes termales muestreadas durante la visita a la zona de estudio se encuentran en la Tabla 24.

Tabla 24. Parámetros fisicoquímicos de las fuentes termales medidos en campo.

Estación de Fuente termal pH T (ºC) Conductividad T (ºC) muestreo 171IVD-M001 Manantial Pozo Azul 6,8 51,8 39000 µS/cm 51,8

171IVD-M002 manantial Pozo Inundado 7,1 42,3 42700 µS/cm 42,3

171IVD-M006 Manantial Pozo Escondido 7,1 45,3 42700 µS/cm 45,3

171IVD-M007 Manantial Ojo del Diablo 7,9 35,9 42900 µS/cm 35,9

171IVD-M015 Manantial El Delfín 1 7,3 35,6 48400 µS/cm 35,6 171IVD-M017 Manantial La Playa 7,3 30,4 22940 µS/cm 30,4 171IVD-M018 Manantial Olitas 7,3 30,4 22940 µS/cm 30,4 192IC-M015 El Batan 5,9 19,6 164,7 µS/cm 19,6

171IVB-AG-01 Pozo termal 7,5 26,5 1781 µS/cm 26,5

171IVD-AG-01 El Delfín 2 7,3 50,2 34300 µS/cm 50

171IVD-AG-02 El Hervidero 4,1 19,9 87,3 mS/cm 20,2

192IA-AG-01 Erika 5,2 49,8 2620 µS/cm 49,4 192IA-AG-02 El Batán 6,3 56,2 553 µS/cm 56,2

6.2.1.2 Suelos Las características observadas para los suelos del área de estudio han sido citadas anteriormente. También se notaron algunas de las alteraciones de los suelos provocadas por las actividades humanas que son:

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Se encuentran canteras para la extracción de areniscas y “puzolanas” en las que es evidente la pérdida del suelo. Los principales sectores con esta condición son el sur de Paipa, la zona de afloramiento de los domos volcánicos de Iza.

Contaminación del horizonte profundo, en la zona del valle de Sogamoso y Duitama cerca de los canales del Distrito de Riego del Alto Chicamocha. Se observó un horizonte oscuro impregnado posiblemente con residuos agroquímicos.

Los agroquímicos más usados son Desarrollo, 500, Pasto 5, 151515, nitrol, Gallinaza, Abono blanco, Fosfórico, Nutrimol.

Contaminación superficial por cenizas de las caleras en el sector Nobsa- Duitama.

6.2.1.3 Lodos termales Las principales características de los lodos encontrados en las fuentes termales se encuentran en la Tabla 25.

6.2.1.4 Acumulaciones de sales El muestreo de sales se seleccionó afloramientos de interés por la presencia de eflorescencias salinas o acumulaciones salinas. Algunas de estas acumulaciones pueden estar asociadas a zonas con altos contenidos de Litio por lo que se constituyen en un material de especial interés para la prospección de este elemento.

Se muestrearon cuatro localidades: un afloramiento cerca de la vía Paipa- Duitama, después del 3 km; el borde de la Laguna cerca del Hotel Estelar y el campo de Tiro al sur de Paipa; un afloramiento de la Fm. Plaeners frente al afloramiento de la fuente termal de la piscina la Playa; y, el borde de la laguna de evaporación en la planta de explotación de SALPA, en donde se reportan los mayores contenidos de Litio. Las características de estos sitios de muestreo y las muestras se resumen en la Tabla 26.

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Tabla 25. Algunos datos de campo de las muestras de lodos termales en el sector Paipa-Iza.

Tamaño Fuente Litología en la T Muestra pH Color de Composición Observaciones asociada cuenca (ºC) partícula

Se observa constante burbujeo en el manantial. En anteriores visitas se Cuarzo, estableció alta concentración de gases. 171IVD-PL- Manantial termal Sedimentaria e café 3,5 20,2 Lodo Materia El sitio de muestreo se encuentra a 01 el Hervidero Ígnea Efusiva negruzco orgánica menos de 10m del carreteable y sobre un sendero. Se muestreo agua para análisis completo.

Se muestreo en zona de lodos y aguas termales del instituto de turismo de 171IVD-PL- Manantial termal café Materia Sedimentaria 6,8 53 Lodo Paipa. Estos lodos son usados con 02 ITP oscuro orgánica propósitos cosméticos. Fueron analizados con detalle por Ortiz, 2009.

Domo de Holcim- Cantera abandonada. En el fondo del Riolitas e pozo muestreado se observan algas de ignimbritas, con Manantial termal Café Materia color blanco lechoso (zonas de 192IA-PL-01 silicificación y 5,15 49,8 Lodo Erika publico negruzco orgánica corriente) y color anaranjado rojizo alteración (zonas de menor energía). Se muestreo hidrotermal agua para análisis completos. avanzada

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Tabla 26. Datos de campo de las evaporitas recolectadas en el sector Paipa-Iza.

Muestra Tipo de muestra Color Composición Descripción del afloramiento Observaciones

Alto diaclasamiento con óxidos de hierro en costras. La Afloramiento de areniscas con avanzada cuarzo, base del afloramiento es fosilífera, con bivalvos y Fragmentos de roca alteración hidrotermal? y supergénica. Se arcillas, reemplazo de conchas por óxidos de hierro. En todo el 171IVB-R-01 aleatorios con óxidos café rojizo observan niveles más arcillosos hacia el óxidos de afloramiento se observan láminas de minerales arcillosos de hierro y sales tope y más arenosos hacia la base. hierro, sales y óxidos de hierro, en la porción arcillosa (tope) Eflorescencias salinas y costras de óxidos concéntricas y en la arenosa plana. Las sales se de hierro en todo el afloramiento. presentan en planos de fractura y en el contacto roca- Agregados cristalinos crema Estratificación 230/10 171IVB-SAL-01 sales suelo. de sales blancuzco crema 171IVD-SAL- Agregados cristalinos amarillento sales 01A de sales y café rojizo Laguna frente al Hotel Estelar- Campo de Tiro. En el Costras y capas de momento del muestreo se encuentra todo el terreno Calizas bioclásticas con capas de carbonatos lavado por intensas lluvias durante la semana. Se secundarios, amorfos carbonatos y sales. Acumulación de carbonatos, reporta que en época seca hay mayor acumulación de macroscópicamente. crema cristales de sal en la zona de inundación. 171IVD-SAL- otras sales y sales. Se tomaron dos muestras de sal. Se midió en el Otra muestra de sales amarillento Estratificación 240/4 01B óxidos de agua de la laguna pH 6,33 (18,2 ºC), Conductividad: encontradas en las y café rojizo hierro 0,502 (20,6 ºC) paredes meteorizadas de las rocas muestreadas Agregados cristalinos de sales. Se recolecto 171IVD-SAL- crema Se realizo el muestreo en zona de explotación de en el borde de una sales 02A blancuzco salmueras de la empresa SALPA. Cerca del sitio de piscina de evaporación Camino al sitio de muestreo se muestreo se encuentra una pista de aviación. La muestra con aguas rojizas encuentran areniscas cuarzosas con se encuentra en la celda No. 2 del muestreo de suelos eflorescencias salinas Agregados cristalinos de mayo y cerca de un manantial termal que ya ha sido 171IVD-SAL- de sales. Muestra de blanca - muestreado por el grupo de geotermia. sales 02B las pilas de sal incolora recolectada. Agregados cristalinos Areniscas muy finas compactas de color de sales. Se tomo una crema gris claro con láminas delgadas de color Se tomo la muestra en corte de carretera, al frente se 171IVD-SAL-03 sales muestra menos diluida blancuzco blanco. Presencia de radiolarios y encuentra el balneario de La Playa. en bolsa adjunta foraminíferos silicificados

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6.2.2 Sector Soatá - Güicán 6.2.2.1 Sedimentos activos En la Tabla 27 se presentan los datos fisicoquímicos para las muestras:

Tabla 27. Parámetros fisicoquímicos medidos en campo para las muestras de sedimento activo en el sector Soatá-Güicán.

Muestra pH TºC Muestra pH TºC Muestra pH TºC 136IVC-SA-05A 8,22 25 137IIIB-SA-13 7,8 25 152IIA-SA-02 Seco Seco 136IVC-SA-05A-DC 8,22 25 137IIIB-SA-14 6,952 16 152IIA-SA-03 8,469 20,7 136IVC-SA-05B 8,06 24 137IIIB-SA-15 7,031 16,8 152IIA-SA-05A 8,073 20,3 136IVC-SA-06A 7,81 22 137IIID-SA-01 7,76 22,4 152IIA-SA-05B 7,18 25 136IVC-SA-06B 6,6 20 137IIID-SA-02 (FT) 6,02 17,9 152IIA-SA-06 Seco Seco 136IVC-SA-06C 8,47 21 137IIID-SA-03 7,388 21,6 152IIA-SA-07 7,435 23 136IVC-SA-09 (FT) 6,44 44,4 137IIID-SA-04 6,386 19,9 152IIA-SA-08 7,48 15 136IVC-SA-10 Seco Seco 137IIID-SA-05 6,05 18,37 152IIA-SA-09 7,81 16 136IVC-SA-12 Seco Seco 137IIID-SA-05 6,05 18,37 152IIA-SA-12 8,32 20 136IVC-SA-13 Seco 24,7 137IIID-SA-07A 7,460 19,0 152IIA-SA-12 8,32 20 136IVC-SA-15 8,192 20,6 137IIID-SA-07B 6,318 18,7 152IIA-SA-14 6,69 10 136IVC-SA-16A 7,809 18,8 137IIID-SA-09 4,72 26 152IIA-SA-16 7,64 16 136IVC-SA-16B 7,859 21,8 137IIID-SA-10 7,27 19,9 153IB-SA-02 Seco Seco 136IVC-SA-17A Seco Seco 137IIID-SA-12 6,484 16,9 153IB-SA-03A 7,03 16 136IVC-SA-17B Seco Seco 137IIID-SA-13 5,888 18,4 153IB-SA-03B 7,45 12,2 136IVC-SA-18 7,832 23,3 137IIID-SA-14 Seco Seco 153IB-SA-04 4,8 13,4 136IVC-SA-20 7,487 20,8 137IIID-SA-15 7,64 18,1 153IB-SA-05 7,2 14,19 137IIIB-SA-01 6,802 16,3 137IIID-SA-18 5,584 15,9 153IB-SA-06 6,8 25 137IIIB-SA-03A 7,65 23 137IVA-SA-01 N.R 10,7 153IB-SA-07A 6,7 15 137IIIB-SA-03B 7,017 15,7 137IVA-SA-06 4,51 12,9 153IB-SA-07B 5,77 15 137IIIB-SA-04 7,856 16,4 137IVC-SA-01 5,99 13,2 153IB-SA-09 4,22 13,6 137IIIB-SA-05A 4,7 13,5 137IVC-SA-02A 6,06 11,3 153IB-SA-10 5,09 13,7 137IIIB-SA-05B 5,22 12,2 137IVC-SA-02B 6,149 13,5 153IB-SA-11 8,09 12 137IIIB-SA-06 6,916 16,4 137IVC-SA-08 5,09 16,2 153IB-SA-12 8,06 10 137IIIB-SA-08 7,248 16,9 137IVC-SA-10B 7,271 37 153IB-SA-16 6,975 11,5 137IIIB-SA-09 7,969 19,1 137IVC-SA-13A 7,49 12,7 153IIA-SA-01 6,42 13,8 137IIIB-SA-10 7,47 12,3 137IVC-SA-13B 6,43 13,3 153IIA-SA-02 6,15 16,2 137IIIB-SA-12A 8,476 21,2 137IVC-SA-14 5,52 11,7 153II-A-SA-03 5,86 16,4 137IIIB-SA-12B 7,46 19,9 152IIA-SA-01 7,359 27,5 153IIA-SA-06 7,759 13,1 153IIA-SA-10 7,007 12,1

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6.3 INFORMACIÓN DE SALUD PÚBLICA

La información suministrada por los Hospitales de la zona de estudio se limitó, en general, a la reseña de los casos de consulta más frecuentes por parte de la población de las provincias de Sugamuxi y Tundama.

6.3.1 Sector Paipa-Iza En el Hospital de Sogamoso (Provincia de Sugamuxi) se realizó la consulta de los casos provocados por intoxicaciones con metales pesados a través de Clasificación de Intervalos de Enfermedades (CIER10). Se obtuvo que son poco frecuentes y que casi la totalidad está relacionada con el mal manejo de fertilizantes y pesticidas.

Las intoxicaciones por metales y otros elementos de origen natural reportadas en los diagnósticos son raras, aunque algunas veces pueden estar a nivel de sospecha clínica lo cual no es almacenado en el sistema de información del Hospital.

En este centro de salud, y en general en Boyacá, no se realizan análisis de metales en la sangre debido a la falta de esta tecnología en el laboratorio.

El Litio se conoce por su uso como medicamento en el tratamiento de enfermedades mentales y se desconoce su relación con la aparición de estas enfermedades en la región, que son escasas y se han determinado como de origen genético. No existen en el sistema de información diagnósticos con Litio y las intoxicaciones por este elemento y otros presentes en medicamentos se consideran como última sospecha clínica.

Desde el año 2006 se contemplan como sugerencia científica el estudio de enfermedades relacionadas con cuevas y las intoxicaciones por metales pesados pero no se llevan a cabo.

El centro de atención mental de influencia para la zona de estudio es el Centro de Rehabilitación Interna de Boyacá en la Ciudad de Tunja (ESE CRIB). No se realizó la visita a esta institución.

En el Hospital de Duitama (Provincia de Tundama) solo se reseñaron casos de intoxicación por compuestos organo-fosforados. La ocurrencia de otros casos relacionados con metales en el ambiente, Litio y el uso de las fuentes termales

Evaluación Geoquímica para geología médica de zonas asociadas a fuentes termales en el Departamento de Boyacá. Sectores Paipa-Iza y Soatá-Güicán 95 INSTITUTO COLOMBIANO DE GEOLOGÍA Y MINERÍA INGEOMINAS son descartados dada su baja frecuencia por los administrativos del centro de salud.

En el Centro de Salud de Paipa las únicas enfermedades atribuidas a factores ambientales son las enfermedades respiratorias y gastrointestinales. También se descartan enfermedades relacionadas con el uso de las fuentes termales ya que no existen casos frecuentes.

6.3.2 Sector Soatá - Güicán En el Hospital San José del Cocuy indicó que no existen reportes de patologías originadas por metales en el medio ambiente o de origen hídrico. Se conoce la fuente termal de Guicán como un sitio de recreación tradicional y no se pueden relacionar enfermedades debidas a su uso.

En el Hospital Andrés Girardot de Güicán no se reportan estudios epidemiológicos. Esta institución es de primer nivel y no atiende casos de este tipo.

También se visitaron los centros de salud urbanos de los municipios de Chiscas y El Espino. En Chiscas se encuentran análisis de la calidad del agua de consumo. En el Espino se presentan casos de trastornos mentales de 1 a 3 pacientes anuales que para una población de aproximadamente 2500 se considera como una cifra alta, la Enfermera jefe del centro de salud, en el área urbana del municipio, indica que los se presume que estos trastornos son de origen genético.

6.4 ELEMENTOS POTENCIALMENTE PELIGROSOS EN LAS FUENTES TERMALES

Las concentraciones de elementos de las aguas termales no pueden compararse con los valores de referencia o normas para el agua de consumo o agua potable, pues no se usan con este fin. Sin embargo la comparación de los valores puede considerarse como orientativa ya que estos elementos pueden movilizarse hacia otros medios geoquímicos.

Los análisis obtenidos para las aguas termales (recopilados y nuevos) contemplan: Li, Al, Hg, Mg, Fe, Mn, Ca, Cl, K, Na y F. Varios de los elementos potencialmente tóxicos no fueron incluidos en los análisis anteriores ni actuales debido a la disponibilidad del laboratorio.

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Los elementos potencialmente peligrosos que se encuentran en valores elevados en las fuentes termales son (Anexo F).

El mercurio presenta valores por encima de la norma ambiental colombiana en los manantiales: pozo azul, pozo inundado, pozo escondido, ojo del diablo, el Delfín 1, La playa, vereda Romita. Los anteriores, excepto Romita, también se encuentran por encima del límite para aguas minerales.

El hierro supera todas las referencias en los manantiales de Salpa, vereda Romita y El Hervidero. En la vereda Romita puede estar relacionado con la alteración supergénica de la zona.

El manganeso presenta valores por encima de todas las referencias para aguas de consumo y minerales en los manantiales: Pozo azul, Pozo inundado, Salpa, Erika, Ojo del Diablo; y los Pozos Lanceros, Blanco, Las Marismas y La Cascajera.

El Flúor supera las concentraciones máximas admisibles para el agua segura (Decreto 475/98) en los manantiales: pozo azul. Pozo inundado, Salpa, Ojo del Diablo, El Delfín 1, El Delfín 2, la Playa, Olitas y Erika; y en Pozos Lanceros, Blanco, Las Marismas y La Cascajera.

El Litio se encuentra por encima de los valores sugeridos por The australian capital territory environment protection regulation (2.5 mg/L) y la lista de Maximum allowable concentrations de Rusia (0.03 mg/L) (Tabla 5) en los manantiales: pozo azul, pozo inundado, Pozo escondido, Ojo del Diablo, El Batán vía a la Playa, El Delfín 1, El Delfín 2, El Hervidero, SALPA. Esta concentración natural no se ha comprobado como un problema para la salud y tampoco es muy baja para considerarse como de valor económico; aunque puede ser la fuente de una zona de acumulación con valores mayores de litio.

La revisión preliminar de los resultados recopilados para la zona de estudio, muestra que el valor más alto de Litio se encuentra en el sector del Durazno (Güiza & Espinosa, 2004), una zona de alteración hidrotermal hacia el Este de Paipa, enriquecida con varios elementos.

La salinización de los suelos cercanos a las fuentes termales constituye puede afectar a las vegetación primaria y cultivos, incrementando la toxicidad de determinados iones (Cl, Na, B) y alterando su crecimiento.

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7. PROYECCIONES Y RECOMENDACIONES

El estudio continuará con el análisis estadístico y espacial de los resultados de laboratorio, de acuerdo a los protocolos de INGEOMINAS. El procesamiento de los datos de suelos y aguas se integrará para evaluar la dispersión de los elementos a través de los distintos medios geoquímicos.

Se recomienda llevar a cabo el análisis preliminar de los datos geoquímicos existentes para diferentes medios en la Base de datos geoquímica de INGEOMINAS. Para el sector de Paipa-Iza los datos de sedimentos activos presentes en la base de datos geoquímica, algunos de los cuales se recopilaron durante el presente trabajo, sirven para establecer la línea base geoquímica para este medio en el sector ya que no se analizó.

Los análisis de aguas termales obtenidos contemplan pocos elementos tóxicos limitando la interpretación de las fuentes termales como origen de EPPs. La información del medio acuoso para la zona de Paipa-Iza debe complementarse con los datos obtenidos por el Proyecto de Exploración de Recursos Geotérmicos durante el inventario hidrogeoquímico de 2009.

Se recomienda el muestreo de salmueras para el análisis de Litio en la zona Paipa-Iza, ya que la concentración de este elemento se puede encontrar principalmente en la fase acuosa del depósito salino. Como complemento de esta información y para establecer si existe algún valor en la acumulación de litio en la zona se recomienda obtener los análisis geoeléctricos, conducidos por INGEOMINAS durante el 2010 para conocer la estructura y dimensión de las acumulaciones salinas.

También se recomienda realizar el reconocimiento de la zona del Durazno, la cual presenta una anomalía en varios EPPs y Litio. Estudios detallados fueron conducidos por el Proyecto de Exploración de Recursos Energéticos para la prospección de Uranio.

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Para el sector Soatá-Güicán es importante adquirir la información del informe del Inventario de manantiales termales del Proyecto de Exploración de Recursos Geotérmicos que finalizará en el presente año.

Una de las fuentes potenciales de EPPs es la combustión de carbón por lo cual se recomienda obtener los análisis del recurso utilizado en la planta termoeléctrica de Paipa.

En el marco geoquímico y geológico-económico el litio se asocia a las fuentes termales y ambientes volcánicos ácidos, lo cual coincide con las condiciones del área de estudio. No se reportan fuentes antrópicas de este metal en el departamento, aunque debe indagarse acerca de las características de los desechos provenientes de centros médicos en Tunja, ya que la mayor fuente de este tipo puede tener relación con los fármacos.

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8. CONCLUSIONES

La zona de Paipa-Iza presenta un alto grado de contaminación antrópica derivada de las actividades agrícolas (pesticidas fertilizantes, otros) e industriales (quema de combustibles, residuos líquidos y gaseosos). Estas fuentes de contaminación aportan metales al medio ambiente por lo cual debe tenerse en cuenta la caracterización de los desechos durante la interpretación de la información obtenida en la presente investigación. La minería puede aportar sedimentos a las cuencas pero carece de metales.

Los mayores valores de litio, de acuerdo a estudios anteriores, no se encuentran relacionados con el ambiente termal, aunque si existen elevados valores en las aguas termales pero que son naturales a este tipo de ambientes y no se pueden considerar anómalos. El valor más alto se encuentra en la quebrada El Durazno, hacia el suroeste de Paipa, en el cual se ha reportado una fuerte alteración hidrotermal.

No se descarta que en el pasado hayan existido las condiciones climáticas para que, junto al aporte de litio proveniente de las aguas termales, se originara un depósito salino rico en este metal. Sin embargo, las condiciones actuales, a pesar de que domina el clima seco, no son óptimas para la formación o conservación de un yacimiento de este elemento.

Las fuentes termales pueden ser fuente de concentraciones elevadas de F, Hg, Fe, Mn hacia otros medios geoquímicos.

Como fondos litogeoquímicos puede realizarse una diferenciación preliminar de las unidades litoestratigráficas en las zonas de trabajo. Se diferencian de acuerdo a sus características geológicas generales: El basamento, la secuencia cretácica inferior, la secuencia cretácica superior, la secuencia paleocena, la secuencia neógena y cuaternaria, los cuerpos volcánicos, los cuerpos intrusivos y la zona de afloramiento de las fuentes termales. Las posibles fuentes de EPPs son las fuentes termales, algunas formaciones cretácicas (Fm. Tibasosa y Churuvita), los depósitos volcánicos y las zonas de alteración hidrotermal.

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¿Cuál es el origen de las evaporitas?

¿Están el Litio y los EPPs relacionados con las fuentes termales?

En la zona norte los cauces drenan formaciones sedimentarias de las que se esperan bajos contenidos de metales – litogeoquímica? – mineralizaciones?

En la zona central se ha establecido que las formaciones sedimentarias (churuvita y Tibasosa) tienen altos contenidos de EPPs naturales ¿por qué?

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