sábado, 11 de mayo de 2013

La Intrusión marina en régimen natural en los acuiferos de la Comunidad Valenciana. Posibilidades de recarga.



LA INTRUSION MARINA EN REGIMEN NATURAL EN LOS ACUIFEROS COSTEROS DE LA COMUNIDAD VALENCIANA

ANTECEDENTES.

Mucho se ha venido hablando y ríos de tinta se han derramado, sobre la problemática de la intrusión marina en las zonas costeras del Mediterráneo. Últimamente parece que se empieza a considerar que quizás la intrusión de agua salada en los acuíferos costeros mediterránes, que tantos problemas ocasiona en el abastecimiento de agua para consumo humano y para los regadíos, no sea, como se ha venido pensando hasta la actualidad, un problema debido a la sobreexplotación de los recursos hídricos subterráneos, sino que sea un problema generado por el régimen natural de las aguas subterráneas en la zona.


Figura nº 1: Intrusión marina ocaionada por bombeo.

Algunos profesionales de las aguas subterráneas siempre hemos pensado que, salvó algunos casos, como por ejemplo la sobreexplotación ocasionada por los sondeos “Rambleta” en Vall de Uixó y otros similares, la presencia de aguas saladas en los acuíferos costeros del Mediterráneo se producía de manera natural por la misma dinámica de la interfase agua dulce – agua salada y por las características geológicas de los acuíferos que están en contacto con directo con el mar. Yo mismo había llegado a esta conclusión tras mis observaciones, estudios hidrogeológicos y perforaciones para la investigación y captación de aguas subterráneas, destinadas al abastecimiento de regadíos, en los Acuíferos de la Plana de Castellón y de la Sierra de Irta.

Para ayudar al estudio y a la correcta interpretación de la dinámica de la intrusión marina, voy a facilitar algunos de los resultados de mis observaciones y las conclusiones a las que mis experiencias me han llevado. Para ello detallare los resultados obtenidos en algunos de sondeos mecánicos de investigación y ensayo realizados en acuíferos costeros de las Provincias de Valencia y Castellón en épocas bien diferenciadas, para que los resultados sean temporalmente representativos.
Los primeros estudios hidrogeológicos para la captación de aguas subterráneas en España los realizó el extinto INSTITUTO NACIONAL DE COLONIZACION (INC), organismo dependiente del Ministerio de Agricultura, dentro de estos trabajos se incluye el primer estudio hidrogeológico realizado para localizar la interfase agua dulce – agua salada en un acuífero costero que lo realizo el INC en el Acuífero de la Plana de Sagunto, allá por el año 1.957. Ha llovido mucho desde entonces y la intrusión sigue en el mismo sitio.
SONDEOS DE INVESTIGACION HIDROGEOLOGICA EN LA PLANA DE SAGUNTO:

En la década de los años 1950 el INC inicio su labor de prospección y captación de aguas subterráneas mediante la realización de campañas geofísicas con sondeos geoeléctricos y de la perforación de sondeos mecánicos de investigación y ensayo. La investigación en el Acuífero de la Plana de Sagunto consistió en la perforación de un total de dos sondeos mecánicos sobre puntos investigados geofisicamente con anterioridad: los sondeos S 179/1, S 179/2.

Figura nº 2: Mapa geológico con la situación de los sondeos de la Plana de Sagunto.



Las perforaciones se realizaron en depósitos sedimentarios detríticos aluviales y fluviales del recubrimiento cuaternario de la Plana de Sagunto, tal como se puede ver en la columna que adjuntamos en la figura nº 3. En ambas perforaciones la interfase agua dulce – agua salada se localiza entre los 50 y los 60 metros de profundidad, siendo la separación entre ambas fases un nivel de arcillas impermeables.
Los resultados de las investigaciones nos llevan a la conclusión de que ya en esta época en que Sagunto todavía no había empezado su desarrollo urbanístico, industrial y turístico, las aguas del acuífero presentaban una intrusión marina muy marcada que impedía el aprovechamiento se sus recursos hídricos subterráneos.
Figura nº 3: Croquis del sondeo "Sagunto 2".

El sondeo “SAGUNTO 2 se ensayo en Marzo de 1958 utilizándose una bomba eléctrica sumergible KSB tipo BMM 444/2 situada a 40 metros de profundidad y un grupo electrógeno Pegaso de 90 HP. Los caudales se controlaron con válvula y los niveles se midieron con sonda eléctrica. 


Figura nº 4: Grafico descensos - caudales.
El nivel piezométrico inicial se localizó a 8 metros de profundidad y el sondeo se bombeo durante varios días con un caudal constante de 130 l/sg y un nivel dinámico de 13 metros. 
El día 20 de marzo se realizo una prueba por escalones con los resultados que se pueden ver en la  gráfica de la izquierda:







Figura nº  5 A: Boletin de análisis químico del INC

Tal como se puede apreciar, en el analisis quimico de la figura de al lado, el agua antes de iniciarse el bombeo tenia un bajo contenido en cloruro sódico: 0,15 gramos/litro, sin embargo a las 4 horas de iniciado el bombeo el cloruro ya había subido a 5,338 gramos/litros, tal como se puede ver en el analisis de la figura de abajo, es decir se estaba produciendo una rápida y fuerte intrusión marina.



Figura 5 B: Boletín de análisis químico del INC.

Además se realizo una testificación geofísica en el sondeo SAGUNTO Nº 1 (ver resultado en la siguiente figura), localizándose la interfase agua dulce – agua salada a los 60 metros de profundidad, a una profundidad muy similar que se localizo en el sondeo "Sagunto nº 2".
Figura nº 6: Perfil de testificacion geofísica del sondeo "SAGUNTO 1".


SONDEO “PARTIDA PARRETA” DE BENICASIM (CASTELLON):

Este sondeo se realizo en el año 1.966 por el INSTITUTO NACIONAL DE COLONIZACIÓN (I.N.C.), dentro de sus trabajos para la captación de aguas subterráneas en la zona de Levante.
Figura nº 7: Mapa geológico con la situacion del sondeo

El sondeo se localiza en el Termino Municipal de Benicasim (Castellón) en el paraje Partida Parreta en el punto de Coordenadas U.T.M.:

X =   758048
Y = 4436690
Z =  40 m.s.n.m


Las características técnicas del sondeo son las siguientes: (Ver croquis de la siguiente figura)
Figura nº 8: Croquis del sondeo

Profundidad: 70 metros.
Profundidad entubación: 50,50 metros.
Diámetro entubación: 450 mm.
Profundidad del N.P:: 42 metros

El sondeo comenzó a perforarse el día 06 de Diciembre de 1.966 y se termino la perforación del día 26 de Enero de 1.967. Se utilizó una máquina perforadora a percusión Walker Neer S 33 perteneciente al parque de maquinaria del I.N.C.
El sondeo se entubo con tubería chapa de hierro de 10 mm. de espesor de 450 mm. de diámetro interior cubriendo los primeros 52 metros y con una columna perdida de tubería de 400 y de 350 mm. de diámetro interior cubriendo desde los 50,50 metros de profundidad hasta el final de la perforación.
Geológicamente el sondeo se localiza en el glacis cuaternario que forman los sedimentos detríticos clásticos ocasionados por la abrasión de las sierras litorales, en este caso la Sierra del Desierto de Las Palmas.


RESULTADOS DEL SONDEO:
El sondeo se aforo entre los días 1 y 4 de Febrero de 1.967 utilizándose un equipo de ensayos de bombeo del I.N.C. compuesto por una bomba eléctrica sumergible IDEAL V6N3/4 con las aspiración situada a 55 metros de profundidad, movida con la energía facilitada por un grupo electrógeno marca Baucher 170. Para medir el caudal se utilizo una tubo Pitot con una pantalla de 6 pulgadas para una salida de 10 pulgadas y los niveles se midieron con sonda eléctrica por personal especializado del Instituto.
Para controlar la calidad del agua bombeada se fueron tomando muestra de las que se determino “in situ” el contenido en cloruros. En el siguiente cuadro se resumen los datos obtenidos durante este ensayo de bombeo:
ESCALON
TIEMPO
HORAS
N.D.
METROS
CAUDAL
L/SG
CLORUROS
MG/LITRO
OBSERVACIONES
0
0
42,00
0
1,742
Día 01/02/1967
1
21
43.31
25
4,3056
Agua limpia
2
40
43,61
50
3.9952
Agua salada
3
21
45,80
67
4,1164
Agua salada

En los siguientes gráficos se detallan los resultados de este ensayo:
Figura nº 9: Grafico descensos/cloruros - caudales

No se tomaron medidas de recuperación porque esta fue inmediata.
Se observa como el contenido en cloruros se dispara al poco tiempo de iniciado el bombeo síntoma claro de la existencia una intrusión marina ya localizada a más de dos kilómetros tierra adentro, en el año 1.966 cuando aún no había empezado en despegue económico del litoral norte de Castellón.


SONDEO CLOT DE MARCH:

En el año 1979 el IRYDA realizo el sondeo “CLOT DE MARCH” situado en el punto de coordenadas;
Figura nº 10: Mapa geológico con la situación del punto de perforación
(ver mapa geológico con la situación del punto de perforación)
X = 274460
Y = 4465610
Z = 50 m.s.n.m.
Este sondeo se emboquillo en el Jurasico de la Sierra de Irta (Kimmeridgiense) y alcanzo los 99 metros de profundidad. Con las características técnicas que se exponen en el perfil del pozo que aparece en el grafico de la figura nº 11.



Una vez finalizada la perforación y viendo que el agua era salada se procedio a colocar en los últimos 30 metros del pozo arcillas y un tapó de cemneto.El sondeo se aforo el día 10 de Mayo de 1.979 obteniéndose agua salada por lo que se decidió volver a colocar un relleno de arcillas y tapón cemento en los siguientes 10 últimos metros del sondeo y realizar un segundo aforo, que se llevo a cabo el día 21 de Mayo de 1.979 volviéndose a sacar agua salada, tal como se puede ver en el siguiente gráfico de aforo, por lo que se procedió a colocar rellenar con arcillas hasta los 50 metros y a colocar otro tapón de cemento. El sondeo quedo cegado con muy poco agua.
Figura nº 11: Croquis del sondeo"Clot de March"

Durante el ensayo de bombeo efectuado el 21 de Mayo se realizaron una serie de mediciones del contenido en cloruros del agua bombeada, con los resultados que se detallan en el siguiente cuadro.

TIEMPO INICIO DEL BOMBEO
NIVEL DINAMICO
CLORO (MG/L)
CLNA (MG/L)
1 HORA
56,20 METROS
3.002,30
4.528,3
2 HORA
3.398,80
5.126,4
3 HORA
3.469.60
5.233,2
4 HORA
3.498,0
5.275,9
5 HORA
3.434,0
5.190,4

Figura nº 12: Grafico descensos - tiempos (contenido en cloruros)

En este caso el sondeo se localiza a medio kilómetro del mar en unas calizas muy carstificadas y lo que se llega a captar en el sondeo es directamente la intrusión marina.

ANALISIS y CONSIDERACIONES. 

Tal como se puede deducir de los resultados de las investigaciones hidrogeológicas y de los sondeos de investigación y ensayo, ya en la década 1950 – 1960 y nada nos hace pensar que no anteriormente, había una intrusión marina muy acentuada en los acuíferos costeros de la Comunidad Valenciana y los sondeos realizados ya mostraban una elevada salinidad, pese a que en aquella época todavía no había empezado el enorme desarrollo urbanístico y agrícola experimentado por la zona. En estas circunstancias y con estos datos no tenemos más remedio que pensar que el agua salada del mar ya se había desplazado tierra adentro de una manera natural.
Si consideramos esta intrusión marina natural como un hecho demostrado, entonces podremos explicar una serie de acontecimientos naturales que se producen en los mismos acuíferos costeros de la Comunidad Valenciana y que son los siguientes:

1.- AIGUAMOLL:

Figura nº 13: Aiguamoll.
El Aiguamoll es un proceso que tiene lugar en los acuíferos costeros cuaternarios de las Planas de Castellón y Sagunto. El fenómeno viene caracterizado por la inundación de las zonas llanas, preferentemente de marjal, inundación ocasionada por el ascenso del nivel piezométrico del acuífero, hasta situarse por encima del nivel topográfico y tiene lugar en épocas de lluvias copiosas. 
Este fenómeno es muy peligroso, pues ocasiona enormes daños a los cultivos de estas zonas, debido a que el encharcamiento del suelo puede terminar con los cultivos hortícolas y además puede provocar la asfixia radicular de los árboles, preferentemente en los naranjos, causando grades daños. Además la humedad ocasiona una serie de enfermedades a los vegetales por la proliferación de hongos y otras plagas.


El “aiguamoll” es un fenómeno que se localiza en zonas que además tienen problemas de intrusión marina. Es lógico pensar que, al estar el acuífero costero intruído por el agua del mar, la sobrerecarga producida por la infiltración del agua de las intensas lluvias que regularmente se producen en la zona (el fenómeno de “la gota fría”), agua menos densa que la qe esta en el acuífero, no sea capaz de percolar y deba de fluir subsuperficialmente hasta que al alcanzar las zonas de marjal con una cota topográfica muy baja, donde estas aguas llegan a aflorar en gran cantidad provocando la inundación de las mismas y de las zonas adyacentes. 
Figura nº 14: Mapa de situción de la Marjal de Nules
En la siguiente figura se puede ver la situación y extensión de la Marjal de Nules – Burriana, en épocas de “aiguamoll” la extensión de la zona inundada se multiplica varias veces y esta marjal puede llegar a unirse con la Marjal de Almenara – Moncofar, pudiendo llegar a tener la zona inundada una longitud de más de 20 kilómetros a lo largo de la costa sur de Castellón.






2.- MANANTIALES COSTEROS SALINOS:
En la zona de Alcoceber (Sierra de Irta) se produce otro fenómeno singular: en la línea de costa surgen una serie de manantiales de agua salobre, no dulce como seria de esperar. En este caso el origen de estas surgencias son aguas de interfase de una intrusión marina, pero en este caso el acuífero intruido no es un acuífero detrítico sino un acuífero kárstico.
Figura nº 15: Mapa de situación de sondeos y manantiales salobres
 Tambienen este caso el INSTITUTO NACIONAL DE COLONIZACION (I.N.C.) realizo varios sondeos en este acuífero (los sondeos Estación 1, Estación 2 y Castillo de Chivert en Alcalá de Chivert y los sondeos Clot de March y Peñiscolas 1, 2 y 3 en Peñiscola) que encontraron agua salada, demostrando que el agua salada se intruia de forma natural, pues en la zona no hay ninguna explotación de agua subterránea importante, ni el acuífero esta sobreexplotado.




El autor de esta comunicación comprobó, durante la realización de una campaña de piezometría en la Plana de Peñiscola – Vinaroz, que en los sondeos “Peñiscolas” y en los sondeos de la batería “Villarroyos”, puede observarse la influencia de la oscilación de las mareas en el Mediterráneo en el nivel piezométrico del acuífero, con variaciones de 20 centímetros. Esto nos indica que la intrusión marina esta desplaza profundamente hacia el interior continental, pues estos sondeos están a más de 4 kilómetros de la línea de costa.

Al igual que algunas otras sierras costeras mediterráneas (Tarragona, Alicante,…), la Sierra de Irta esta intruida naturalmente por el agua salada y sus escasos recursos hídricos, procedentes casi exclusivamente de la infiltración de agua de lluvia, mezclados con el agua salada de origen marino, son drenadas por manantiales costeros salobres.

EFICACIA DE LA LUCHA CONTRA LA INTRUSION MARINA MEDIANTE RECARGA ARTIFICIAL.

Desde hace muchos años se viene planteando la recarga artificial como forma de combatir la intrusión marina en los acuíferos costeros mediterráneos. La justificación técnica es de libro, y se puede ver en la siguiente figura: si la intrusión marina esta producida por una sobreexplotación por bombeo de los acuíferos costeros, la inyección de aguas dulces de procedencia superficial en estas zonas eliminaría las causas de la intrusión y haría retroceder la interfase agua dulce – agua salada, hacia el mar.
Figura nº 16: Esquema de la recarga artificial

El problema viene cuando la intrusión marina no esta causada por una sobreexplotación del acuífero, sino que esta ocasionada por el régimen natural del mismo. En este caso al realizar una recarga artificial del acuífero sucedería lo mismo que con el “aiguamoll” o con las aguas de lluvia infiltradas en las sierras costeras: las aguas dulces, recargadas artificialmente, al ser menos densas que las aguas saladas que de una manera natural están en el acuífero, no podrán percolar en profundidad y discurrirán subsuperficialmente hasta alcanzar la línea de costa donde serian drenadas por manantiales costeros salobres o por las marjales.
Actualmente la Administración, a través del IGME, esta realizando una serie de estudios y ensayos sobre este tema de la intrusión marina y de la recarga artificial. 
Mi propuesta es que con los datos del Instituto y con la realización de una campaña de prospección geofísica determinando, principalmente, la conductividad y la temperatura a lo largo de la columna de agua, en una serie de sondeos a lo largo de la costa mediterránea, se podría localizar y referenciar la situación de la interfase agua dulce – agua salada de la intrusión marina.
Con estos datos y otros de estudios ya realizados se podra comprobar que, salvo en algunos lugares muy localizados, donde puntualmente se localice una intrusión por sobreexplotación de los recursos hídricos subterráneos, luchar contra la intrusión en las zonas costeras mediterráneas mediante técnicas de recarga de acuíferos no parece que sea una media indicada.
















4 comentarios:

  1. Muy interesante aportación. Existe una tendencia en la actualidad a atribuir a la acción humana fenómenos que no están relacionados con ella. Éste es un buen ejemplo y, además, muy bien justificado con datos. Se están realizando importantes inversiones que, como dices, no sólo no resuelvan e problema sino que quizá lo agraven. Conozco el proyecto de recarga del Belcaire, en Castellón. Estas inversiones pueden dedicarse a actuaciones más apropiadas. Hace años trabajé el proyecto de reutilización del agua de la EDAR de Benidorm. Se construyó una planta de ultrafiltración + ósmosis inversa para tratar el efluente salobre para su uso en agricultura. En aquella zona, los regantes ceden el agua del Algar a Benidorm para su uso en abastecimiento a cambio de recibir el agua tratada de la EDAR. La salinidad del agua en aquel caso se debe a la infiltración en los colectores de agua del freático.

    Enhorabuena por el artículo. Me ha gustado mucho.

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    1. Gracias Oscar. He considerado interesante compartir estos datos. La infiltracion en el Belcaire todavia tiene algo de sentido por la sobrexplotacion en los sondeos Rambleta de vall d'Uixo, lo que pasa es que ya veremos como termina la experiencia cuando se acabe el dinero que aporta una multinacional. Las recargas artificiales tiene que diseñarse de manera que sean actuaciones muy baratas (pero que muy) y que no cueste un duro su mantenimiento, sino todas se van a la eme.De la zona de Benidorm no conozco nada, bueno si la Playa de Levante.

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    2. Bruno J. Ballesteros16 de mayo de 2013, 1:42

      José María, muy interesante tu artículo sobre la intrusión marina por causas naturales. Tanto es así que en el IGME ya hemos avanzado sobre este tema,y estamos realizando precisamente lo que tu propones. Mira estos dos artículos:

      * B. J. Ballesteros Navarro, J. A. Domínguez Sánchez, O. García Menéndez, E. Díaz-Losada y S. Rosado Piqueras (2012). Comportamiento de la interfase salina en un acuífero kárstico litoral en régimen natural. El Maestrazgo (Castellón-España). Nuevas aportaciones al conocimiento de los acuíferos costeros. Volumen 1. Serie Hidrogeología y Aguas subterráneas nº29. Publicaciones del Instituto Geológico y Minero de España. pp. 213-226. Madrid

      * Domínguez-Sánchez J.A. y Ballesteros B.J. (2008). Análisis hidrogeológico de manantiales salinos asociados al acuífero carbonatado de Albuerca-Gallinera-Mustalla en el entorno de la zona húmeda de Pego-Oliva (Valencia-Alicante). IX Simposio de Hidrogeología. A.E.H. Hidrogeología y Recursos Hidráulicos. Vol. XXVIII. Publicaciones del Instituto Geológico y Minero de España, pp. 209-222.Madrid.

      Las conclusiones de estos artículos confirman en estos casos vuestras hipótesis.

      Ya hablaremos de Vall de Uxó.

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  2. Muy interesante vuestra comunicación sobre esta intrusión marina. Hace unos años me pidieron datos de Evren o de TEYGESA para un estudio muy completo con geofísica, sondeos, etc... Sobre el Acuífero de la Sierra de Irta que hizo la COPUT, supongo que el estudio estará apolillandose en cualquier archivo de estudios no aprovechados.
    De todas maneras estudiare vuestra propuesta a la luz de mis datos, ya te contare.

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