23 de septiembre de 2008

5. PROSPECCIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS

© Copyright JUAN GIL MONTES 2008


5.1. Métodos de prospección de aguas subterráneas.

Entendemos por prospección de aguas subterráneas el conjunto de trabajos de investigación que permiten la localización de acuíferos o embalses subterráneos de los que se puede obtener agua en cantidad y calidad adecuada para un determinado fin.


5.1.1. Métodos geológicos:

Antes del comienzo de los trabajos de campo, el hidrogeólogo debe consultar la cartografía geológica de la zona donde se indica la naturaleza litológica de los diferentes afloramientos rocosos así como sus características estratigráficas y estructurales.

La interpretación del mapa geológico se basará fundamentalmente en la identificación de las formaciones rocosas permeables y de las impermeables, sus límites, las principales unidades hidrogeológicas, fracturas principales, zonas de recarga y descarga hidrológica, etc…

La realización de perfiles y cortes geológicos son muy útiles para adquirir una visión adecuada de la geometría de los acuíferos, su espesor y situación del nivel piezométrico.

El estudio de las fotografías aéreas constituye también un excelente instrumento para la cartografía geológica porque pone de relieve aspectos difíciles de ver sobre el propio terreno: Grandes fracturas, zonas de drenaje, la red fluvial, etc.

5.1.2. Métodos geofísicos:

La aplicación de la prospección geofísica nos ayuda a conocer la distribución de los materiales en el subsuelo así como su naturaleza, analizando la variación de las propiedades físicas de las rocas con la profundidad. Los métodos de prospección geofísica que se aplican en hidrogeología servirán siempre de apoyo y colaboración a los estudios geológicos previos, para determinar la existencia y distribución aproximada del agua en los terrenos permeables.

Los métodos geofísicos más efectivos en la prospección de las aguas subterráneas son:

El método eléctrico, que mide la variación de la resistividad de las diferentes rocas con la profundidad. Cuando las rocas son muy resistivas carecen de poros o fisuras que puedan estar saturados en agua. Sin embargo, cuando existen aguas subterráneas acumuladas en los huecos de las rocas, la resistividad será mucho más baja, debido a que el agua, por la presencia de sales disueltas en ella, actúa como un conductor.

Es decir, a efectos hidrogeológicos, una baja o nula porosidad de las rocas se manifiesta por una elevada resistividad. Así mismo, si la roca se encuentra sobre el nivel freático, o no contiene agua, su resistividad será también elevada. Pero si la resistividad es muy baja, el agua almacenada tendrá un elevado contenido en sales, o las rocas son arcillosas e impermeables.

El método gravimétrico, estudia las anomalías de la gravedad en la superficie terrestre a fin de deducir zonas muy compactas e impermeables, con anomalías positivas, y zonas porosas o fracturadas permeables con anomalías negativas por defecto de masa.. Es útil para determinar la existencia de fallas importantes o de grandes cavidades kársticas saturadas de agua.

El método electromagnético, estudia la influencia del terreno sobre un campo electromagnético artificial. Puede aplicarse desde aviones y recientemente, comienza a utilizarse en estudios hidrogeológicos regionales. Es un método que tiene grandes posibilidades en un futuro no muy lejano, especialmente para prospecciones donde no es necesario llegar a profundidades superiores a los veinte metros.

5.2. Prospección de las aguas subterráneas en los distintos tipos de rocas de Extremadura.

La prospección de las aguas subterráneas debe comenzar con el reconocimiento geológico de la zona, ya que la ausencia o existencia de acuíferos subterráneos está fundamentalmente condicionada por la naturaleza de las rocas que constituyen el subsuelo.

Describimos a continuación las características hidrogeológicas de las rocas más comunes de la región extremeña, separándolas en unidades de diferente comportamiento hidrogeológico.

- Rocas metamórficas:

La mayor parte de la región extremeña (60%) está constituida por pizarras, grauvacas y cuarcitas pertenecientes al Precámbrico y al Paleozoico. Rocas que a diferencia de las magmáticas (granitos), se muestran normalmente muy fracturadas hasta grandes profundidades, por lo cual son consideradas como semipermeables y llegan a proporcionar caudales de hasta diez litros/segundo.

No obstante, dentro de las rocas pizarrosas existen tipos muy variados y no todos presentan iguales características hidrogeológicas. Las pizarras arcillosas, cuyas fracturas se encuentran taponadas por productos arcillosos, resultan acuíferos pobres con poca o nula permeabilidad mientras que las pizarras areniscosas, las cuarcitas y las grauvacas, presentan fracturas limpias que pueden proporcionar caudales de medio litro a dos litros por segundo cada una. Por tanto,

el éxito de una perforación en estas rocas, está condicionado al número de fracturas abiertas que puedan cortarse y a las conexiones de éstas con otras fracturas extendidas en una amplia zona de recarga. Se abastecen de estas aguas las poblaciones de los municipios de Plasenzuela, Botija, Monroy, Torrequemada, Torreorgaz, etc, en la penillanura trujillano-cacereña.

Las captaciones deben realizarse con máquina perforadora que trabaje a rotopercusión neumática y con circulación directa de lodos, entubando con PVC de siete atmósferas y engravillando con gravas tipo “garbancillo”. En algunas fuentes de ladera pueden realizarse captaciones superficiales mediante zanjas colectoras tipo “pata gallina”, rellenándolas con gravas gruesas que faciliten el drenaje hacia un punto determinado.

- Rocas graníticas:

Aproximadamente una quinta parte de los terrenos extremeños están formados por rocas cristalinas: granitos, granodioritas, dioritas, gabros, etc. En su conjunto estas rocas son muy impermeables y no tienen capacidad para almacenar aguas subterráneas porque carecen de porosidad primaria.

Sin embargo, algunas captaciones construidas en estas rocas suministran caudales medios reducidos (0,5 l/seg.). El agua procede principalmente de las zonas superficiales arenizadas (jabre), o bien de fracturas más profundas. Tanto la meteorización como la densidad de fracturación son más intensas cerca de la superficie y decrecen progresivamente al aumentar la profundidad, con lo cual no por mucho profundizar en estas rocas obtendremos más agua.

En casos excepcionales se han cortado grandes fallas con amplias zonas de rocas trituradas que suministran un caudal elevado, pero con el transcurso del tiempo el acuífero puede sufrir un brusco descenso cuando se agotan sus reservas acumuladas a lo largo del plano de fractura. Es decir, estas rocas sólo desarrollan acuíferos de poca entidad en las zonas superficiales alteradas (3-10 m.) y acuíferos de mayor envergadura en las zonas de grandes fracturas.

Las captaciones en zonas arenizadas se construirán en vaguadas, mediante zanjas colectoras de unos 2-4 m. de profundidad, realizadas con máquinas retroexcavadoras y rellenas de gravas. Las captaciones en zonas fracturadas se realizan mediante perforaciones profundas con máquinas que trabajan a rotopercusión neumática y circulación directa de lodos.

Lógicamente los puntos más adecuados para las perforaciones serán los situados en la confluencia de varias fracturas, donde se suelen obtener caudales extraordinarios de hasta 5 l/seg. Es el caso de los pueblos de Ruanes, Santa Ana, Montanchez, Conquista de la Sierra, Santa Cruz de la Sierra, Berrocalejo...etc.

- Rocas filonianas:

Son muy comunes en Extremadura, sus yacimientos se presentan de forma alargada y con poco espesor, formando diques o filones emplazados dentro de las rocas graníticas y pizarrosas de nuestra región. Los tipos más frecuentes son los filones de cuarzo, lamprófidos y diabasas, los cuales actúan, si están muy fracturados, como capas drenantes respecto a las rocas encajantes de menor permeabilidad; otros no fracturados son impermeables y actúan de “presa hidrogeológica” reteniendo las aguas subterráneas.

Pueden suministrar caudales elevados, de uno a cinco litros/segundo, proporcionales a la anchura, extensión y grado de fracturación que presenten.

Las captaciones deben realizarse con máquina perforadora de rotopercusión neumática y circulación directa, sondeando sobre el recorrido del dique o bien en sus laterales si éste fuera impermeable y actuara de presa hidrogeológica. De este modo se han abastecido las poblaciones cacereñas de Villa del Rey, Ruanes y Torrejoncillo en diques de diabasas.

- Rocas calcáreas:

Se trata de calizas y dolomías que son relativamente abundantes en la provincia de Badajoz (1,6 %), mientras que en la de Cáceres sólo existen pequeños afloramientos. Estas rocas tienen una alta permeabilidad y constituyen excelentes acuíferos ya que son rocas solubles que presentan en profundidad grandes conductos de disolución, canales y cavernas, que actúan como embalses subterráneos y que llegan a proporcionar caudales muy elevados, superiores a los diez litros/segundo. Es el caso del acuífero kárstico de El Calerizo (Cáceres) donde se obtienen caudales de hasta 90 l/seg. y el de Casas de Reina, que abastecía la antigua ciudad romana de Regina, Los Santos de Maimona, Fuente del Maestre, Alconera, Valverde de Leganés y Fregenal de la Sierra entre otros.

Son aconsejables las captaciones realizadas a percusión, con martillo en fondo, en las zonas más carstificadas donde pueden existir pérdidas de aire cuando se utiliza la rotopercusión neumática. Este último método es también bastante eficaz en zonas compactas y poco carstificadas.

- Rocas sedimentarias consolidadas:

Son todas aquellas rocas detríticas de origen continental, sedimentos de las era terciaria de facies lacustre, que rellenan en nuestra región las depresiones y fosas tectónicas originadas sobre el basamento granítico-pizarroso: Fosa del Tajo- Tietar, cuenca del Guadiana, fosa del Alagón...etc.

Se trata de formaciones horizontales muy heterogéneas (“acuíferos multicapas”) que resultan permeables por porosidad primaria. Por tanto, los caudales que suministran, generalmente elevados, son proporcionales al volumen de los orificios saturados de agua que contengan y al tamaño de los estratos permeables.

Los materiales de relleno de la fosa del Tajo-Tietar y del Alagón son predominantemente arenosos, se trata de sedimentos arcósicos procedentes de la erosión de los granitos de Gredos. Sin embargo, los del Guadiana son eminentemente arcillosos, producto de la meteorización de los relieves pizarrosos circundantes.

En consecuencia, los materiales arenosos de las cuencas del Tajo y del Alagón constituyen buenos acuíferos, obteniéndose caudales medios de 15 l/sg. a profundidades de unos 200 m., como ocurre en los municipios de Casillas de Coria, Carcaboso, Alagón, Morcillo, Galisteo y Peraleda de la Mata. Todas estas captaciones se han realizado de manera eficaz con máquinas perforadoras que trabajan a rotación con circulación inversa de lodos y entubando los pozos con tubos de hierro y filtros “de puentecillo” para evitar la entrada de finos.

Los materiales terciarios de la cuenca del Guadiana no alcanzan grandes espesores (inferiores a los 80 m.) y existen varios niveles acuíferos entre arcillas, formados por intercalaciones de capas de arenas y gravas, con caudales de pequeña envergadura inferiores a los 3 l/sg. En la zona superior de estos materiales se encuentran “caleños” de origen lacustre que pueden llegar hasta los 15 m. de espesor, desarrollando acuíferos cársticos cuyas captaciones propor- cionan caudales del orden de los 3 l/seg., son los casos de Torremegía y Ahillones entre otros.

- Rocas sedimentarias no consolidadas:

Las gravas y arenas sin compactar que se encuentran a lo largo y ancho de las vegas de inundación de los ríos extremeños, son sedimentos muy permeables y su sistema hidrológico está íntimamente relacionado con el del cauce fluvial que los origina. Casi sin excepción, será posible obtener caudales del orden de cinco a diez litros/segundo en casi todos los aluviones de los ríos permanentes extremeños, con una zona saturada de agua de uno a diez metros de profundidad.

Algunas poblaciones próximas a ellos se abastecen de estos acuíferos, mediante pozos de drenes radiales, “tipo Fehlmann,” que pueden proporcionar caudales de hasta cien litros/segundo. Es el caso de Navalmoral de la Mata y Mérida, que se abastecen de los aluviones de los ríos Tietar y Guadiana respectivamente, aunque la calidad de sus aguas es muy deficiente debido a su conexión directa con las contaminadas aguas superficiales de estos dos ríos.

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