UNA NUEVA APLICACION PARA LOS SONDEOS: LA INFILTRACION Y RECARGA DE AGUA EN ACUIFEROS PROFUNDOS

RESUMEN.

Se da el caso de que, muchas veces, las balsas de abastecimiento de agua (para consumo urbano o para regadío) están construidas, o se van a construir, en lugares donde, en caso necesario, la evacuación de aguas almacenadas será muy difícil o simplemente imposible, bien por falta de drenajes superficiales o bien por la presencia de infraestructuras que lo impidan. Hasta el momento el problema se viene resolviendo mediante el sistema de construir los aliviaderos de las balsas y ponerle un cirio a San Cristóbal para que no pasase nada. El problema es que pasa, y más frecuentemente de lo que pensamos, hasta el momento la suerte ha propiciado que solo se hayan ocasionado daños materiales y no hay habido que lamentar victimas humanas.

A continuación expondremos la solución que se ha adoptado para el caso concreto de una balsa de riego situada en la ladera de una cuenca endorreica, sin drenaje natural y en la que cualquier desbordamiento hubiera supuesto la inundación de una zona intensamente cultivada. La solución adoptada se basa en la tecnología de recarga artificial de acuíferos mediante la inyección profunda de agua en pozos. 

ABSTRACT.

For that , many times, water rafts ( for urban consumption or irrigation) are constructed is given, or will be built in places where , if necessary , evacuation of stored water will be very difficult or simply impossible, either for lack of surface or by the presence of infrastructures that impede drainage. So far the problem has been solved by the system of spillways build rafts and put a candle to Saint Ceristobal to nothing happened. The problem is that it happens, and more often than we think, so far luck has meant that only have caused property damage and there been no human casualties.

Then we will discuss the solution that has been adopted for the case of irrigation pond located on the side of a closed basin with no natural drainage and that any overflow would have meant the flooding of an intensely cultivated area.

RECARGA DE ACUIFEROS.

Pese a que hay un sinfín de publicaciones sobre el tema y a que son muchos los equipos de investigación que en organismos estatales (IGME, Confederaciones,....) y Universidades que están trabajando sobre temas de recargas artificiales el estado del arte en España puede definirse como deplorable. La técnica se conoce pero las actuaciones de recarga artificial en acuíferos se pueden contar con los dedos de una mano. En el ámbito de la Cuenca Hidrográfica del Jucar solo se están realizando dos: la recarga del Acuífero del Algar en Alicante y la recarga del Acuífero  de Vall d'Uixó con agua del Río Belcaire, esta ultima solo de una manera testimonial ey con un funcionamiento intermitente. En el resto de España (Andalucia, Melilla, Albacete) la cosa no va mucho mejor. 

ANTECEDENTES:

Un problema de este tipo (evacuación de aguas) se le planteó a la Comunidad de Regantes de El Tarragó de Chulilla (Valencia). Esta CC.RR. riega un total de 1.906 Ha mediante un sistema de cuatro balsas conectadas entre si. El agua se toma directamente del Canal de Benageber en la Toma 6 (sifón de Hoya Gurrea). 

Figura nº 1: Canal de alimentación de la Balsa de
San Marcelino

Parte del agua va al Sifón de San Marcelino y a la balsa del mismo nombre (figura nº 1) y parte sigue por el Canal Secundario VI. Desde la Balsa de San Marcelino se abastece, por gravedad, a la Balsa de Cerro Gordo y mediante sbombeo a las balsas de Portichuelo y del Campo. 

El sistema de bombeo instalado en la Balsa de San Marcelino consta de 6 bombas de 169 l/sg cada una, por lo que se pueden bombear caudales de 1.000 litros/segundo.  

La Balsa del Campo es la última del sistema y la situada a cota más elevada. La balsa tiene una capacidad de 80.500 m³ ocupando una superficie cuadrangular de 1.400 ha. En caso de rotura o avería el agua embalsada o el caudal instantáneo que le llega a la balsa circularía, ladera abajo, por los campos adyacentes a la misma, hasta llegar al cauce de la Rambla de Caracierzo por donde se encauzaría hasta alcanzar el paraje de Torralba donde este cauce termina y donde se embalsaría, por falta de drenaje natural, inundando toda una zona intensamente cultivada y con algunas infraestructuras como el aerodromo de Chulilla (ver figura nº 2). 

 

Figura nº 2: Imagen en 3D (Google maps) de la cuenca endorreica de la Rambla Caracierzo.

ACTUACION PLANTEADA:

La Balsa del Campo, al situarse en una cuenca endorreica sin salida natural (Rambla de Caracierzo), tal como se puede apreciar en los mapas GIS de la figura nº 3, tiene nulas posibilidades de evacuación de las aguas embalsadas. Por esta causa se pensó que una posible solución seria proceder a  infiltrar las aguas aliviadas mediante la construcción de un pozo que permitiera alcanzar una profundidad donde fuera posible realizar la infiltración, pues directamente en superficie es irrealizable dada la naturaleza prácticamente impermeable de los terrenos y el grado de transformación y aprovechamiento de los mismos.

Figura nº 3: Mapa de elevaciones de la zona de la Rambla Caracierzo.

Para ver si esta infiltración era viable se realizo el correspondiente Estudio Hidrogeológico, estudio que determino que había posibilidades de alcanzar niveles permeables no saturados a una profundidad razonable (+-100 metros), proyectándose la perforación de un sondeo de gran diámetro que permitiera la evacuación mediante infiltración por gravedad de una gran cantidad de agua (+-1.000 l/sg).

GEOLOGIA E HIDROGEOLOGIA DE LA ZONA:

El sondeo tenia que situarse necesariamente sobre la base de la Balsa del Campo, por lo que su situación y las condiciones hidrogeológicas están condicionadas a esa posición que viene reflejada en el siguiente mapa geologico correspondiente a la Hoja del MAGNA de Chulilla.

Figura nº 4: Mapa geológico de la zona (Hoja nº 695 del MAGNA)

 

Figura nº 5: Columna litoestratigráfica

El sondeo, como veremos con mas detalle posteriormenteo, esta emboquillado sobre la terrenos de edad Kimmeridgiense-Portlandiense (Js²₃₂) (Jurásico Superior) de la Formación Villar del Arzobispo y durante los 203 metros de la perforación no ha alcanzado el muro de la misma, por lo que en su totalidad discurre a través de esta formación, que esta constituida fundamentalmente por calizas, areniscas y margas (ver figura nº 4 y 5) en facies Purbeck, sin llegar a alcanzar las calizas blancas masivas de la Formación Calizas de Oncolitos de Higueruelas del Kimmeridgiense medio con mejores características acuíferas (+ permeabilidad y transmisividad). En la figura de la izquierda se puede ver la columna litoestragrafica de la  zona según el IGME. 

Descripción Geológica.

En la siguiente figura se puede ver la situación del sondeo de infiltración en el Mapa Geológico del IGME. La zona se estructura en un suave sinclinal cuyo núcleo corresponde a sedimentos detrítico-carbonatados del transito Jurásico Cretácico que se sitúan sobre sedimentos carbonatados del Jurásico.    

Figura nº6: Situación del pozo en el Mapa geológico digital del IGME.

En la zona de Losa – Chulilla el acuífero se desarrolla en formaciones carbonatadas del tránsito Jurásico – Cretácico. Tal como se puede ver en la siguiente figura:

Figura nº 7: Unidades litoestratigráficas del transito Jurásico-Cretácico. 

De techo a muro tenemos:

Formación Calizas con oncolitos de Higueruelas 

La Formación está compuesta por un conjunto de calizas en bancos gruesos o masivos que con mucha frecuencia contienen oolitos y oncolitos. Suelen ser de color gris claro, pero con tonalidades ocres, amarillentas o rojizas, a veces micríticas y oolíticas. Casi siempre ocasionan un fuerte resalte topográfico, como se puede apreciar en la fotografía siguiente tomada en la Caídas del Turia en Chulilla.

Figura nº 8: Las Calizas políticas masivas en el Rio Turia (Chulilla). 

En algunas zonas pasa lateralmente hacia calizas arcillosas con escasa fauna fósil. Su contenido fósil es abundante siendo frecuentes los gasterópodos, algas, corales, bivalvos y radiolas de equinodermos, también aparece una gran cantidad de microfauna (foraminíferos). Su edad es Kimmeridgiense Medio. 

Su espesor máximo es de 101 metros en la Rambla Vallesa (02º46 ́50”-39º30 ́35”) donde se puede observar perfectamente y el mínimo de 10 metros en el Cerro de la Noria. En la Loma Nevera tiene 20 m y en la Sierra Martés 0 metros. Su espesor disminuye de Norte a Sur 

Álvaro García (1977) define a esta Formación como Unidad “J3” (Kimmeridgiense Medio) y la describe compuesta por calizas grises y beige de tonos claros en bancos gruesos mal definidos con oolitos y oncolitos con intercalaciones locales de calizas en estratos más finos, calizas bioclásticas o arenosas. Contienen foraminíferos, fragmentos de crinoides, equínidos, gasterópodos y pelecípodos.

Lateralmente la Unidad pasa a presentar unas facies de calizas arcillosas grises y beige en estratos mal definidos con escaso contenido paleontológico. Esta Unidad se presenta concordante con las unidades infra y suprayacentes, aunque en algunos puntos pueden aparecer un hiato o laguna estratigráfica. 

En la cartografía geológica del MAGNA esta formación viene definida como Kimmeridgiense (J2332) y se le atribuye una potencia de 90 metros en la Hoja de Chelva. 

Formación Calizas, areniscas y arcillas de Villar del Arzobispo: 

Aparece concordante sobre las calizas oncolíticas y está compuesta por margas blanco- amarillentas, arenas y areniscas marrones-amarillentas, calizas bioclásticas a veces pisolíticas y calcarenitas amarillas con unas facies como las de la siguiente fotografía tomada en Chulilla. 

Figura nº 9: Aspecto de la Facies Purbeck en Chulilla (Valencia)

Hacia el techo esta serie va pasando hacia facies wealdenses atribuibles al Cretácico inferior. Su potencia máxima alcanza los 550 m en Villar del Arzobispo, pero en la zona de Las Serranías aparece normalmente conservada a favor de pequeñas fosas de origen tectónico. 

Su edad, aunque está en discusión, se considera en el límite entre el Jurásico Terminal – Cretácico Inferior (Kimmeridgiense Superior – Berriasiense). 

Álvaro García (1977) define a esta formación como Unidad “J4” (Kimmeridgiense Superior – Portlandiense) describiéndola como una alternancia irregular de calizas ocres que pueden ser oncolíticas, oolíticas, bioclásticas o arenosas con corales, en estratos mal definidos. con margas y arcillas de colores claros y areniscas grises u ocres con cemento calcáreo. El contenido paleontológico es escaso salvo en los 

tramos calcáreos donde aparecen foraminíferos, gasterópodos, pelecípodos y corales. 

El espesor de la Unidad es muy variable desde los 220 metros en la Rambla Vallesa donde se localiza su mejor punto de observación. En Chelva presenta potencias próximas a los 200 metros que van disminuyendo hacia el Sur, siendo de 50 metros en Siete Aguas tendiendo a desaparecer. Su contacto es siempre concordante con la Unidad infrayacente (J3), pero con marcado por un importante hard ground ferruginoso, y por medio de un hiato con la Unidad suprayacente. 

En sondeos realizados por el I.N.C. y el IRYDA en la zona de Villar del Arzobispo – Chulilla se han encontrado grandes potencias, de acuerdo con lo expresado por algunos investigadores que definen un depocentro de esta formación en Villar el Arzobispo con espesores de 500 metros. 

En la cartografía geológica del MAGNA esta formación viene definida como Portlandiense (J33) y se le asigna una potencia de 100 metros en la Hoja de Chelva, mientras que en la zona de Buñol se le asignan 50 metros. 

Formación Arcillas y areniscas de Aldea Cortes. 

Unidad constituida por arcillas y limos rojizos con intercalaciones de areniscas arcósicas micáceas de grano fino con estratificación cruzada con muy pocos restos fósiles. Aparece en contacto neto y erosivo sobre la Formación Calizas, areniscas y arcillas de Villar del Arzobispo y solo en la zona que nos ocupa. Su edad seria Valanginiense – Hauteriviense. J. Ramón Mas denomina a esta unidad Arcillas y Areniscas de Cortes y le atribuye la misma edad. 

Su mayor espesor (250 m) se da en la zona de Villar de Tejas, acunándose rápidamente y llegando a desaparecer.

Formación Calizas de La Huerguina. 

Se trata de biomicritas generalmente oncolíticas que pueden llevar calcarenitas, margas y arcillas. Se extiende según una franja de dirección NW-SW y su máximo espesor se encuentra en Chulilla (500 m). 

Se corresponde con la Unidad “K12” (Hauteriviense – Barremiense) constituida por calizas grises con algas que pueden ser arcillosas o arenosas con estratificación cruzada, con oogonios de caráceas y ostrácodos. Su espesor medio es de 10 metros, aunque en la columna de El Matutano tiene 110 metros y en otros lugares puede desaparecer. Suele aparecen concordantemente con las unidades infra y suprayacentes. Su mejor exposición está en el Cerro Carpinteros (02º46’10”-39º31 ́30”) en la Hoja de Chulilla. 

Formación Arenas y arcillas del Collado 

Está formada por arenas arcósicas con estratificación cruzada en surco, a veces conglomeráticas, y arcillas con intercalaciones de arenas micáceas finas. Esta formación se sitúa discordantemente sobre formaciones anteriores pudiendo llegar hasta el Dogger y se desarrolla, lo mismo que la formación anterior, en un surco de dirección NW- SE. Son frecuentes los niveles con fósiles vegetales de edad Barremiense Inferior. 

Esta formación se corresponde con la Unidad K 11 descrita por Álvaro García (1977), como arenas arcósicas de color blanco con cantos de cuarzo y estratificación cruzada, presenta intercalaciones de arcillas y margas abigarradas. Es una unidad azoica con un espesor máximo de 15 metros en el Cerro Carpinteros (02º46 ́10”- 39º31 ́30”); su contacto con la unidad infrayacente es por hiato y con la superior concordante o por cambio lateral de facies. 

Figura nº 10: Estudiando las arcillas y arenas caoliníferas en Villar del Arzobispo. 

La Balsa del Campo se encuentra situada sobre uno de los acuíferos más importantes de la Provincia de Valencia: El Acuífero de las Serranías.

MAS SUB 080.132 (Las Serranías). 

El área delimitada para este acuífero es de 925 km de superficie y la facies hidroquímica dominante en el mismo es bicarbonatada cálcica-sulfatada cálcica. Tanto el estado cuantitativo como de calidad química del agua es considerado bueno. Por tanto, el estado global de esta masa de agua es considerado bueno en el nuevo ciclo de planificación hidrológica de cuenca 2015-2021 (CHJ, 2015). En la figura de la derecha se puede ver el mapa esquemático de esta Masa  de agua Subterránea con la situacion de los embalses superficiales que en ella se localizas: Benagener, Loriguilla y Buseo. El Acuífero esta recorrido de NW a SE por el Rio Turia y en el se encuentran las poblaciones de Benageber, Chelva, Calles, Chulilla, Villar del Arzobispo, Losa del Obispo. Chera y Sot de Chera.  

En el cuadro siguiente se puede el balance hídrico del acuífero que presenta un indice de explotación bajísimo (0,1) y unos recursos renovables de 108,3 Hm3/año. Se trata de un acuífero excedentario.

Las aguas subterráneas circulan en dirección NW-SE siguiendo la dirección estructural dominante (Ibérica), la cota más alta del nivel piezométrico se sitúa en el extremo noroccidental del Acuífero (Sinarcas) donde se localiza a 700 msnm y la más baja en el extremo suroriental (Gestalgar) en el contacto con los impermeables de Bugarra donde se sitúa en torno a los 200 m.s.n.m. En la siguiente figura se puede ver el mapa de Isopiezas levantado por el IGME en 2008:

Una Masa de Agua subterránea tan extensa superficialmente y geológicamente tan compleja como la de las Serranías, está compuesta por  un total de cinco acuíferos que son: 

·  Anticlinal de Chelva: acuífero desarrollado en terrenos del Muschelkalk (Triásico) compuesto por dos tramos carbonatados productivos integrados por calizas y dolomías, separados por un nivel de baja permeabilidad que puede alcanzar una potencia de unos 30 m. Sin embargo, la potencia total de los dos tramos acuíferos es variable, aunque estimada entre los 75 y los 125 mts. 

·  Medio Turia: compuesto por tres tramos de materiales carbonatados saturados del Lías, Dogger y Kimmeridgiense medio (de Jurásico Inferior al Superior), separados por dos niveles de baja permeabilidad. El espesor permeable del acuífero se encuentra próximo a los 340 m. 

- Sierra de Enmedio: superpuesto al anterior, aunque separado de este por los materiales de baja permeabilidad del Kimmeridgiense superior (Jurásico Superior) y del Cenomaniense (Cretácico Inferior). Este acuífero se compone de calizas y dolomías del Cenomaniense-Santoniense (Cretácico Superior). El espesor medio del acuífero es de unos 350 m, aunque variable entre los 200 y los 400 m. Sierra de Enmedio queda separado de Medio Turia por formaciones margoso-arenosas Kimmeridgiense superior y del Neocomiense (Jurásico Superior y Cretácico Inferior respectivamente) con espesores conjuntos variables entre 100 y 350 m, pero con valores medios de 200 m. A pesar de todo, a través de estos materiales existe conexión hidráulica entre ambos acuíferos. 

·  Fosa de Villar: integrado tanto por rocas carbonatadas como sedimentos granulares (arenas, areniscas y conglomerados) dispuestos en diversos niveles separados por arcillas de baja permeabilidad y, en conjunto, pertenecientes a edades comprendidas entre el Kimmeridgiense medio (Jurásico Superior) y el Albiense (Cretácico Inferior). El espesor conjunto máximo que puede alcanzar esta alternancia de materiales permeables y de baja permeabilidad es de 455 m. 

·  Contienda de Chiva: integrado por materiales carbonatados del Cenomaniense- Santoniense (Cretácico Superior) que presentan gran interés hidrogeológico. El espesor de este acuífero puede superar los 400 m. 

En estas condiciones la C.H.J ha dividido la masa en tres mas pequeñas: 

-Anticlinal de Chelva (MASA 270): constituida por los materiales triásicos del Anticlinal de Chelva, aunque parte de sus recursos hídricos alimenten al acuífero Medio Turia.

 

-Medio Turia (MASA 275): integrada por los acuíferos mesozoicos de Medio Turia, Sierra de Enmedio y Fosa de Villar con un mayor número de conexiones hidráulicas entre ellos, especialmente hacia el acuífero Medio Turia. 

-La Contienda de Chiva (MASA 280): integrada por el acuífero de La Contienda de Chiva, el cual está desconectado del resto de los acuíferos comentados y con un comportamiento hidrodinámico totalmente independiente de ellos. 

No se disponen, al no estar publicados, de los datos hídricos de la Masa de Agua del Medio Turia.

HIDROGEOLOGIA DE LA ZONA DONDE SE SITUA LA BALSA:

Según los resultados de la investigación realizada, en el año 2.006, con la perforación del sondeo de testigo continuo “Arnachos 2” (ver croquis del sondeo en la figura nº 8), el Portlandiense presenta un espesor de 190 metros y esta compuesto por margas grises y negras, areniscas y calizas arenosas/ calcarenitas y calizas fosilíferas.

 

Figura nº 14: Composición fotográfica con distintos afloramientos de margas, areniscas y calizas en facies Purberck (Jurásico Superior) 

 El Kimmeridgiense Superior presenta un espesor de 130 metros de calizas micríticas beis y blancas con margas calcáreas a techo y de edad Kimmeridgiense Medio se han atravesado 180 metros de calizas micríticas grises con margas calcáreas a techo. En la siguiente figura se pueden ver una selección de testigos representativos de las distintas litologías atravesadas durante la perforación del sondeo:

Figura nº 15: Testigos del sondeo de investigación "Arnachos 2"

En este sondeo de investigación el nivel piezométrico de localizo a 93 metros de profundidad con una cota de 287 m.s.n.m.

Figura nº 16: Croquis del sondeo de investigación "Arnachos 2"

Con anterioridad (1.976) en la misma parcela se había realizado, por el IRYDA, el sondeo “Arnachos 1 con los resultados que se detallan en el siguiente croquis:

Figura nº 17: Croquis del sondeo "Arnachos 1"

Figura nº 18: Ensayo de bombeo del pozo
"Arnachos 1"

 Este sondeo fue aforado durante la campaña de sequía de 1995 (ver grafico de la figura nº 10) con un nivel piezométrico situado a 60 metros de profundidad (320 m.s.n.m.). 

Durante el bombeo nunca llego a estabilizar (ver siguiente figura) y la recuperación fue buena pero sin llegar al origen por lo que se desestimo su instalación al considerarse que se trataba de un acuífero limitado, sin reservas. 

Las características hidrogeológicas del acuífero resultaron muy buenas con una transmisividad de 1.350 m²/día, siendo el agua de facies mixta cloruradas o sulfatadas / cálcicas o magnésicas (ver figuras nºs 14 y 15).

Como parte del Estudio Hidrogeológico de la zona se realizo un inventario de puntos de agua existentes en la zona y que se resumen en la siguiente tabla y en el mapa geográfico de la figura nº 11 y en la composición fotográfica de la figura nº 12: 
 

SONDEO	X	Y	Z	ORGANISMO	DESTINO
Arnachos 1	685455	4391972	380	IRYDA	Investigación
Arnachos 2	685445	4392002	380	CAPA	Riego
Villar 3	689683	4391694	340	IRYDA	Pozo de Sequía
Cerro Gordo	688360	4392620	370	Diputación	Abastecimiento

Figura nº 19: Mapa de situación de los sondeos inventariados.

En la siguiente figura se pueden ver las parcelas donde se encuentran los sondeos "Cerro Gordo", "Arnachos 2" y "Villar 3:

Figura nº 20: Composición fotográfica de los sondeos existentes en la zona

Tanto los sondeos inventariados como el nuevo sondeo de infiltración, están ubicados en la masa de agua subterránea 080.132 (LAS SERRANIAS) según la denominación de la C.H.J. o en la Unidad Hidrogeológica 08.18 (LAS SERRANIAS) según la nomenclatura del IGME, tal como se puede ver en el mapa hidrogeológico del SIAS en la figura nº 13.

Figura nº 21: Mapa Hidrogeológico según SIAS.

 El acuífero captado en los sondeos Arnachos se localiza en niveles permeables por fisuración y/o carstificación desarrollados en tramos carbonatados y/o areniscosos del Portlandiense (Formación Villar del Arzobispo) y el nivel piezometrico esta situado a una cota de 285/300 m.s.n.m., por lo tanto colgado sobre el nivel piezométrico regional del Acuífero de Las Serranías que esta situado en la zona sobre los 200 m.s.n.m. tal como se puede comprobar en, los mas profundos,  sondeos “Cerro Gordo” y “Villar 3” que captan niveles permeables desarrollados en las calizas del Kimmeridgiense - Dogger en las que se desarrolla el acuífero regional.

Las características químicas de las aguas de los sondeos que captan el Portlandiense son muy diferentes de las aguas que captan los sondeos del Kimmeridgiense – Dogger, tal como se puede apreciar en el siguiente cuadro y en los gráficos de Pipper y de Stiff de la siguiente pagina.

SONDEO	C.E.	Cl-	SO4=	CO3H-	Na+	Ca++	Mg++	K+
Arnachos	2.021,93	360,9	425,3	677,3	200,4	148,3	182.4	8,7
Villar 3	1.644,91	609.7	117.1	352.7	93,5	341,5	72,5	3,2

Diagrama de Piper  con la situación de las aguas del los sondeo "Villar 3" y "Arnachos 1"

Figura nº 22: Diagrama de Pipper  con las muestras de agua de los dos acuíferos.

Diagrama de Stiff con las muestras de los mismos sondeos:

Figura nº 23: Diagrama de Stiff de las mismas muestras.

CARACTERISTICAS DEL SONDEO DE INFILTRACION:

Figura Nº 24: Ortofoto con la situación
 del sondeo

 Con estos datos se considero factible la perforación de un sondeo de infiltración para el drenaje de la Balsa del Campo. La perforación se realizo en la parte más baja de la parcela donde se sitúa la balsa (ver figura nº 16), en el punto de coordenadas UTM ETRS89:

X = 685744

Y = 4391256

Z = 430 m.s.n.m

Con el fin de realizar un pozo con el mayor diámetro posible se empleo el sistema de perforación de percusión a cable, lo que permitió ejecutar un pozo de 660 mm. de diámetro y con ello facilitar la infiltración de las aguas al aumentar la capacidad del mismo.

CARACTERISTICAS TECNICAS:

El sondeo se emboquillo sobre los mismos materiales del Portlandiense en facies Purbeck descritos anteriormente (Formación Villar del Arzobispo). Sus características técnicas se pueden ver en el croquis de la siguiente figura, en la que se detalla la columna litológica atravesada: básicamente se trata de calizas y calizas arenosas de tonos gris oscuro con niveles de margas grises o rojas. Se han atravesado varias zonas donde el agua de la perforación se ha perdido completamente, es decir se trata de zonas de alta permeabilidad y probablemente bastante fracturadas y fisuradas similares a las encontradas en el sondeo “Arnachos 1”. Estos niveles se han localizado en los metros 25, 65 y 107 de profundidad.

Figura nº 25: Croquis del sondeo de infiltración "Balsa del Campo"

ENSAYOS DE infiltración.

Una vez terminado el sondeo se ha procedido a la realización de unos ensayos de infiltración con el que poder estimar los parámetros de permeabilidad, transmisividad etc. del acuífero y de la formación que atraviesa el sondeo, y sobre la que se va a inyectar el agua de la balsa.

Figura nº 26: Conexión del aliviadero de la balsa con el sondeo de infiltración.

El ensayo de infiltración realizado se denomina “Ensayo de Lefranc”, en su modalidad de carga variable. Los fundamentos del método se basan en la introducción de un caudal conocido en el sondeo y la observación del comportamiento del nivel piezométrico en el tiempo.

Se han realizado dos ensayos consecutivos dirigidos por el geólogo Don Eduardo Ruiz-Dorizzi:

Ensayo nº 1:

El nivel piezométrico antes del ensayo se situaba a 128,33 metros de profundidad y tras inyectar, por gravedad, un volumen de 10.000 litros de agua en 4 minutos y 10 segundo (Q = 40 l/sg) el nivel del agua se sitúo a 106,59 metros de profundidad. Debido a que no se ha conseguido llevar el agua hasta la boca del sondeo, lo que constituiría el modelo para el estudio realizado, solo se ha considerado como tramo estudiado los 45 metros que se han saturado.

Los valores de permeabilidad calculados en este ensayo se han estimado en dos tramos diferenciados.

1.      La permeabilidad en el 1º tramo del ensayo, cuando el descenso en los niveles es mayor (es grande la carga), es de 2,57x10^-1 m/día. Este valor no es muy fiable ya que el método se debe aplicar cuando el régimen es laminar y en este caso la inyección de agua provoca un régimen turbulento. Aunque se utilizará para conseguir un valor medio de la permeabilidad.

2.      En el 2º tramo, en la curva se observa una línea recta, que supone un régimen laminar y por tanto el método es de mayor fiabilidad. En este caso la permeabilidad obtenida es 1,63x10^-1 m/día.

La permeabilidad media en este ensayo es de 0,21 m/día (2,1x10^-1).

Ensayo Nº 2:

El nivel piezométrico antes del ensayo se situaba a 128,33 metros de profundidad y tras inyectar, por gravedad, un volumen de agua de 12.500 litros en 6 minutos y 25 segundos (Q = 32.40 l/sg) el nivel se localizó a 104,88 metros de profundidad.A partir de este punto se comienza a medir el descenso producido en este nivel, teniendo la última medida a los 12.620 segundos y situándose el nivel a los 127,23 metros de profundidad 

Los valores de permeabilidad calculados en este ensayo se han estimado en dos tramos diferenciados.

1.      La permeabilidad en el 1º tramo del ensayo, cuando el descenso en los niveles es mayor, es de 2,0 x10^-1 m/día. 

2.      En el 2º tramo del ensayo la permeabilidad obtenida es 5,19 x10^-2 m/día.

La permeabilidad media en este ensayo es de 0.192 m/día (1.92x10^-1).

Por tanto para la permeabilidad de este tramo de sondeo, se ha considerado la media de los dos ensayos:

Permeabilidad (K) = 0,201 m/día

 

El tramo ensayado de la formación atravesada en el sondeo, según esta escala tiene una media o baja permeabilidad. Por tanto, supondría un acuífero pobre y tiene un drenaje relativamente bajo y funcionaria como impermeable de base de los tramos permeables superiores.

Cabe reseñar que en este ensayo de infiltración no se ha conseguido llevar el nivel piezométrico hasta la cota superficial, por lo que no se ha podido ensayar toda la longitud del sondeo. Como se ha mencionado anteriormente, durante la perforación se observaron dos tramos permeables, a los 25, 65 metros y 107 metros de profundidad, que sin duda aumentarían la permeabilidad calculada.

Figura n º 27: Aspecto del pozo de recarga desde la parte superior de la balsa. Se puede apreciar
la diferencia de cotas desde la balsa al pozo que permite la inyección por gravedad del agua.
Se puede observar que en caso de rotura o desbordamiento de la balsa el agua no tiene una
salida natural salvo inundar los campos situados más abajo.  

CALCULOS DEDUCTIVOS DEL ENSAYO.

Con los datos aportados por el Ensayo de Lefranc, se puede calcular por tanto, el ascenso del nivel piezométrico para un caudal determinado. Siendo este el objetivo del ensayo, es decir saber si el sondeo puede soportar un caudal de inyección de 1.000 l/s. 

Para ello se necesita conocer:

§    La Transmisividad: se deduce de la permeabilidad y el espesor del tramo saturado ensayado. T (transmisividad) = K x b (espesor saturado). La Transmisividad seria de 9 m²/día. 

§   El Coeficiente de almacenamiento (S): es un valor adimensional y a este tipo de formaciones se le adjudica una valor aproximado de 0,2.

Los cálculos se realizan mediante la Formula de Jacob, aunque este método se aplica para los ensayos de bombeo, está admitido que el caudal que se puede inyectar en un sondeo es igual e incluso mayor al de bombeo. Así los descensos (D) serán del mismo orden que los ascensos, e incluso menores debido a la propia carga hidráulica introducida. 

Con los datos obtenidos anteriormente y considerando un caudal de evacuación de la balsa de 1.000 l/s (caudal de entrada a la misma en caso extremo), el tiempo que tardaría en desbordarse el sondeo, y por tanto el tiempo que soportaría el sondeo ese caudal de evacuación es de aproximadamente 77 segundos.

Figura nº 28: Terrenos sin transformar a regadío (campo de algarrobos).

CONSIDERACIONES DEL ESTUDIO.

Con estos cálculos realizados, se comprueba que el tiempo de funcionamiento del sondeo es mínimo, aunque este valor se puede ver incrementado o disminuido sensiblemente, por los siguientes factores que no se han considerado o que no se han podido calcular.

Factores que aumentan la eficacia del sondeo:

1.   La carga hidráulica introducida en el sondeo provoca una mayor infiltración en el acuífero, por lo que aumentaría el valor de la permeabilidad. Este valor no se puede cuantificar ya que el método solo permite realizar los cálculos cuando el régimen en el sondeo es laminar, y con una alta carga hidráulica (como al principio del ensayo) el régimen producido es turbulento.

2.   El ensayo realizado ha dado como resultado que el nivel piezométrico observado en el momento inicial (al introducir el volumen de la cuba), en ambas ocasiones se ha mantenido en una cota parecida, alrededor de los 106 metros. Esta cota coincide con uno de los puntos en los que durante la perforación se perdió el lodo del sondeo, por tanto corresponde con una zona de fracturación y karstificación y por lo tanto de mayor permeabilidad. Al no superar el nivel esta cota, no se considera como ensayado ese tramo, aunque se deduce que aumentaría la eficacia del sondeo. 

3.   Igualmente ocurriría con los tramos en los que se perdió el lodo del sondeo, localizados aproximadamente a los 25 metros y a los 65 metros de profundidad. 

Factores que reducen la eficacia del sondeo:

1.      La propia tubería de revestimiento del sondeo (entre los 0 y los 100 metros) disminuye la permeabilidad. No se puede cuantificar porque no se ha ensayado ese tramo de sondeo, pero al encontrarse rajados gran parte de ellos, la perdida de infiltración no sería muy alta. 

2. Otro factor que disminuye la eficacia del sondeo es el aire que se introduce conjuntamente con el agua y que reduce en cierta medida la carga hidráulica de esta agua y por tanto la infiltración.

3.      Otro de los factores a tener en cuenta es la colmatación del sondeo por la introducción de finos. Aunque puede minimizarse si el caudal pasa anteriormente por la balsa donde se decantarían.

Permeabilidad del tramo superior:

Si observamos el croquis del sondeo en el tramo comprendido entre los 0 a 115 metros, notamos que ha habido perdidas totales de lodos y muestras lo que es indicativo de un importante desarrollo de la fisuración y/o carstificación del terreno. Si a este tramo le atribuimos unas características hidrogeológicas similares a la del cercano sondeo “Arnachos 1” con una transmisividad de 1.350 m²/día, y tenemos en cuenta que para desbordar el sondeo necesitaríamos elevar el nivel piezométrico 106 metros. Con la mencionada transmisividad necesitaríamos inyectar más de 1.000 l/sg para poder hacer llegar el agua a la superficie del terreno, a la razón de 100 l/sg por cada 10 metros de elevación del nivel piezometrico.

Figura nº 29: Aliviadero en la parte superior de la balsa. Este aliviadero es capaz de evacuar todas las entradas procedentes de la Balsa de San Marcelino y canalizarlas a la tubería que lo conecta con el pozo de infiltración.
     

RESULTADOS DE LA INFILTRACION:

Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto se decidió acondicionar el sondeo para su utilización como drenaje de la balsa. Para ello se procedió a realizar una buena cimentación del emboquille del sondeo y a conectarlo con el aliviadero de la balsa mediante una tubería de chapa de acero de gran diámetro. En las siguientes figuras se puede apreciar esta instalación.

Figura nº 30: Instalación de inyección en el pozo de recarga. Una Tubería de gran diámetro conduce el agua desde el aliviadlo situado en la coronación de la Balsa hasta la boca del pozo de Infiltración 

La infiltración se realiza directamente por gravedad, pues el nivel piezométrico esta lo suficientemente bajo como para poder realizarlo ya que en el tramo no saturado del sondeo cabe un volumen de 175 m³, sin contar la permeabilidad del terreno.

Figura nº 31: Boca del pozo de infiltración con
la tubería de chapa de acero del emboquille- 

El agua inyectada es la que circula por el Canal de Benageber de excelente calidad y completamente limpia con una C.E de 1.100 nS, un TSD de 550 ppm y un pH de 8,03 siendo de mejor calidad que el agua del acuífero que es un agua de facies clorurada – sulfatada.

Desde su acondicionamiento como sondeo de infiltración el sondeo de la Balsa del Campo ha tenido que utilizarse varias veces. La primera vez que entro en funcionamiento fue debido a una avería en el equipo de bombeo situado en la Balsa de San Marcelino, en esta ocasión las bombas estuvieron en funcionamiento toda la noche, sin que el personal de la Comunidad de Regantes llegase a darse cuenta de la avería. El sondeo de infiltración se trago los 1.000 l/sg que le alivio la balsa durante toda la noche sin llegar a desbordarse.

La última ocasión de inyección controlada fue en el mes de Septiembre en que se estuvo infiltrando un caudal de 676 l/sg procedente del funcionamiento de 4 de las bombas de la Balsa San Marcelino. Se infiltro un volumen de agua de 7.300 m³ (3 horas de bombeo continuo) que el sondeo no tuvo ningún problema para tragarse.    

Figura nº 32: Detalle del cabezal de inyección con la tubería del aliviadero y la del pozo. 

CONCLUSIONES:

El sondeo de infiltración de la Balsa del Campo (Chulilla) funciona correctamente permitiendo desaguar un caudal instantáneo de 1.000 l/sg y evitando inundaciones accidentales en los cultivos e infraestructuras de la zona.

El agua evacuada de la balsa, limpia y de calidad, se infiltra en una zona no saturada de un acuífero desarrollado en niveles de gran permeabilidad de la Formación Villar del Arzobispo y separado del Acuífero del Medio Turia  por niveles de margas y arcillas impermeables tal como se puede ver en los resultados de los ensayos de infiltración realizados.

El sistema de drenaje mediante sondeos de infiltración se ha revelado como muy útil y económico y no es difícil imaginar el amplio espectro de aplicaciones que puede tener, aplicaciones de las que el sondeo de infiltración de la Balsa del Campo es tan solo una muestra.

Fdo: José María Montes Villa.

Figura nº 33: Los resultados de este pozo de infiltración se han expuesto en el Seminario sobre
recarga de acuíferos celebrado en la Universidad Politécnica de Valencia (Noviembre 2022)