miércoles, 30 de mayo de 2012

AFECCIONES ENTRE POZOS PRÓXIMOS


Una imagen vale más que mil palabras, y encontrar una animación gráfica de la hidrodinámica subterránea como ésta, que enlazamos de la web del BGR alemán, es una suerte que no tiene precio para el que intenta contar como funcionan de verdad los acuíferos. Esta simulación explica, por si sola, que si se quiere saber la situación de llenado de un embalse subterráneo, no es lo mismo medirla  en el "ojo del huracán" (dentro de ese "embudo" donde se succiona  la superficie del agua del acuífero por el bombeo de varios pozos próximos funcionando a la vez, color amarillo), que lejos de ella (color azul), donde "las aguas están más tranquilas". 

Veremos además, que si el acuífero es confinado, es decir, si tiene por encima centenares de metros de roca impermeable que lo aprisionan y lo aíslan de la superficie,  estas perturbaciones tiene un radio de acción mayor que si el acuífero fuera libre (en conexión directa con la superficie del terreno). Debemos evitar estos "tornados subterráneos" que producen las afecciones por bombeos próximos. ¿Cómo?: separando más los pozos unos de otros para relajar estas perturbaciones tan focalizadas de la superficie piezométrica. Así podremos ahorrar en energía eléctrica y en reparaciones de los grupos de bombeo. Y no debemos confundir lo particular con lo general a la hora de estudiar estos otros embalses de agua. No sea que digamos que hay un acuífero sobreexplotado donde lo que hay es un simple "agujero de agua".

Si observamos con un poco de detenimiento esta pedagógica animación gráfica de arriba, veremos que hay 4 palitos verticales de color rojo que simulan  4 pozos. Tres de ellos están  sacando agua (dos además se encuentran muy juntos). Un cuarto, no bombea y está fuera del radio de influencia de la perturbación que generan los otros tres, allí el agua está más alta (zona azul). Como deciamos, parece que ese color azul representa el nivel real de llenado del acuífero, sin influencias ni distorsiones puntuales. Pues bien, sería precisamente en ese pozo que no bombea, y alejado de esa depresión cónica, donde deberíamos observar el nivel del acuífero para saber cuanta agua tenemos embalsada realmente y como fluctúa ésta a lo largos de los meses y los años. Pero esto, por desgracia, no se hace así, al menos en la cuenca del Segura

En efecto, se tiende a medir en el interior de estas anomalías locales y extrapolar ese dato interpretándolo como la situación general del acuífero. Solo cuando éstas desaparecen a lo largo de los años, porque los pozos que las generaban se abandonan, es cuando nos damos cuenta del error. Ver las entradas Midiendo agujeros de agua en acuíferos llenos o Errores hidrogeológicos de bulto


Evolución del agua subterránea en un pozo cerca de Jumilla desde 1983 hasta 2011. Obsérvese el rápido y curioso ascenso del agua que se produce en  2007-2009, justo en un periodo de sequía decretado oficialmente por el Gobierno en la cuenca del Segura.


¿Y si esa depresión dinámica se acercara a una surgencia de agua que mana después de ascender por una falla desde el interior de la tierra?. Que, al ser “abducida” por el cono de bombeo de esos pozos próximos, el agua no tendría la presión suficiente para salir al exterior, y la fuente se secaría. Algo así pensamos que ocurrió con las Fuentes de Mula a mediados del año de 1994, cuando se secaron y así siguen hasta hoy. 

Pero veamos ahora gráficamente (aplicando la conocida formulación de Theis -1935- desarrollada en una aplicación de mi amigo G. T.)  hasta donde llega la influencia o afección de estos conos de bombeo cuando un único pozo extrae agua en los casos de un acuífero Kárstico: a) confinado o b) libre

Supongamos, por ejemplo, que un pozo bombea 12 horas diarias (seguidas de 12 de reposo) un caudal de100 litros por segundo durante 45 días. Supongamos también que estamos en un acuífero calizo de 30 metros de espesor fisurado. Veamos lo que pasa en un pozo de observación distante 1 Kilómetro de este pozo de bombeo. (donde K: 10-4 m/s; S:10-5 y Me:10-2. Valores tomados de Villanueva e Iglesias (1984).
Arriba simulación gráfica del supuesto de acuífero calizo confinado, como el actual de Ascoy Sopalmo (Jumilla, Murcia). A 1.000 metros de distancia del pozo de bombeo, la afección en el pozo de observación es de 2,7 metros. Obsérvese que rápido se recupera el nivel del agua en el pozo de observación al final, cuando se para el bombeo. Y nótese lo parecido que es en esto último este gráfico al gráfico real de más arriba de esta entrada (pozo en el acuífero Solsía).

Caso de acuífero calizo libre.  A 1.000 metros de distancia del pozo de bombeo la afección en el pozo de observación es poco más de medio metro. Obsérvese como, en este caso,  se recupera más lentamente el nivel del agua en el pozo de observación al final, cuando se para el bombeo.
Imaginemos ahora, si a esa afección del primer caso, de casi 3 metros producida en el punto de observación por un único pozo de bombeo, se le suma la originada por una decena más de pozos sacando agua en ese entorno de 1 km cuadrado. Y en vez de 45 días de campaña de bombeo, son varios los meses o incluso los años en los que se extrae agua subterránea en el mismo entorno y muchas horas al día (bombeos cíclicos contínuos).  

Pues bien, acabamos de describir un cono de bombeo similar al que se ve en la animación gráfica del principio de esta entrada y que es lo que ocurre en muchos acuíferos de Murcia: pozos relativamente juntos que interfieren entre si y abaten la superficie piezométrica local varias decenas de metros (color amarillo) con respecto al entorno del acuífero no afectado, la zona azul de la simulación del BGR.


Pare evitar esto, para ahorrar costes energéticos y otros, como decíamos antes, y además poder optimizar la gestión del acuífero, debemos pensar ya como lo hacemos con respecto a los embalses superficiales. En una gestión pública total: el Estado los mantiene y garantiza el agua a los regantes. En este caso, el Estado construye pozos separados en diferentes zonas del acuífero y los embalses de regulación asociados y distribuye el agua a los legítimos usuarios comprometiéndose a suministrarla en la cantidad concedida y en el momento requerido. Éstos deberán pagar un canon para recuperar los costes, como obliga la Directiva Marco del Agua 2000/60.

Este nuevo modelo de gestión de un acuífero confinado es menos conflictivo socialmente, más sostenible, pues necesita menos pozos (que estarán necesariamente más separados) y, por tanto,  precisa de menos coste energético. Además, aporta mayor  eficiencia, ya que, al subir los niveles piezométricos, por la reducción de la afección,  se puede disponer de más agua subterránea más barata. ¿Por qué no?

5 comentarios:

  1. En la relación con los gráficos: K, es la permeablidad. S: es el coeficiente de almacenamiento (para el acuífero confinado) y Me: la porosidad eficaz para el acuífero libre.

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  2. En el siguiente enlace de la Confederación Hidrográfica del Segura a la evolución piezométrica de la cuenca del Segura (abril 2012) se puede ver más ejemplos de gráficas de "embudos piezométricos" generados por afecciones entre pozos e interpretadas, erróneamente en nuestra opinión, como vaciados y llenados generales de los acuíferos. https://www.chsegura.es/static/piezometria/web_anexo_piezo_201204.pdf

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    1. Ese esquema se lo enseñaba yo a mas de uno. Hace unos meses han construido 2 pozos para bombear 100 l/s cada uno aquí en Hellín. Estos pozos han tenido una afección directa sobre nuestra querida fuente que nos está dando un caudal medio de 50 l/s, que son la descarga natural del acuífero Tobarra-Tedera-Pinilla, siendo mas exactos del sector Tobarra (Sierra de Los Montesinos, etc). Pude ver en nuestra televisión local a un señor de Murcia que se hacía llamar hidrogeólogo, como hablaba unas barbaridades que cualquier geólogo como yo, además especializado en aguas subterráneas, con el curso de aguas subterráneas de Barcelona. La cosa es que desde mi pueblo me han pedido ayuda para que les explique a los regantes como les han mentido.
      Lo que me parece también sorprendente es que no hagas ningún comentario al respecto en tu blog. No se si estarás al tanto de la situación.
      Un saludo, y espero noticias
      Javi.

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  3. Estimado Francisco, tambien yo aquí en Uruguay donde hay acuíferos confinados inexplotados casi pienso que esa forma de gestión inicialmente municipal para luego darla a los regantes sería la más eficaz. Muy bueno el blog, las fotos, la experiencia, viví en Chile y allá hay mucha pelea por el agua porque es un país árido en su mayoría. Aquí en Uruguay llueve abundante pero muy irregular (1400 mm) y sería para paliar sequías y riego complementario para mejorar los rindes agrícolas pero la energía nos sale muy muy cara y nadie gasta mucho en riego. Hay pocos acuíferos potentes, ya avanzaremos en esa dirección.

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  4. ejemplo de vórtice en un lago por la filtración del agua al acuífero inferior

    El sumidero "Cripple" http://sinkholereport.com/cripple-crawfish-sinkhole-south-austin-texas

    El cangrejo Sumidero Cripple es un pozo muy interesante, ya que es en el fondo de un arroyo. El tornado como vórtice es una indicación de la velocidad de circulación del agua en el acuífero Edwards. El acuífero tiene varias grandes cavernas y cenotes que están interconectados.


    http://sinkholereport.com/sites/default/files/styles/larger/public/sinkholes/texas_austin_cripplecrawfish_sinkhole_USGS.jpg

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