METODOLOGÍA DE CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA DE

METODOLOGÍA DE CARACTERIZACIÓN HIDROGEOLÓGICA DE
FORMACIONES ACUÍFERAS PROFUNDAS. APLICACIÓN AL ACUÍFERO
REGIONAL DEL MAESTRAZGO
M. Mejías (1), J.L. Plata(1), B. Ballesteros
(1)
, J. López
(1)
y M. Marina
(1)
(1) Instituto Geológico y Minero de España. Ríos Rosas, 23, 28003 Madrid, España
E-mail: [email protected]
RESUMEN
Se exponen la metodología diseñada, y parte de los primeros resultados, de un proyecto desarrollado por el IGME para la
caracterización hidrogeológica de formaciones acuíferas profundas y su aplicación al acuífero regional del Maestrazgo (Castellón),
constituido por formaciones carbonatadas de edad Cretácico Inferior - Jurásico. En una primera aproximación se pueden definir como
acuíferos profundos los situados a profundidades mayores de 300 m, como valor orientativo. La metodología para caracterizar
formaciones geológicas que respondan a esta definición, no difiere en exceso de los fundamentos teóricos empleados en los estudios
hidrogeológicos convencionales, aunque sí requiere la combinación de los resultados obtenidos en diversas especialidades de
Ciencias de la Tierra, y la aplicación de técnicas singulares que resuelvan las incertidumbres geológicas e hidrogeológicas surgidas
de la complejidad del medio físico a determinada profundidad.
Se describen las técnicas y metodología aplicadas para llevar a cabo la caracterización hidrogeológica, resolver los diferentes
aspectos relacionados con la determinación de la estructura geológica, características petrológicas, funcionamiento hidrodinámico y
características hidroquímicas, isotópicas y ambientales del acuífero regional del Maestrazgo. Los resultados hasta ahora obtenidos de
la aplicación metodológica permiten establecer algunas conclusiones relacionadas con la determinación de la superficie piezométrica
del acuífero mencionado, su balance hídrico, aspectos relativos a la procedencia, renovación y edad de las aguas subterráneas y la
definición del modelo conceptual de funcionamiento hidrogeológico. El objetivo final del estudio será la combinación de los
resultados de las diversas especialidades implicadas, de manera que permita obtener un modelo geológico que integre el modelo
hidrogeológico conceptual.
Palabras clave: Acuíferos profundos, Maestrazgo, metodología.
ABSTRACT
The methodology designed, and the first results, of a project developed by the Geological Survey of Spain (IGME) for the
characterization of deep aquifers and their application to the regional Maestrazgo aquifer Castellón, (Spain), made up of carbonated
formations of the lower Cretacic - Jurassic Period, it is presented. Deep aquifers can be defined as those located at the depth of more
than 300 m, as general approximation. The methodology to characterize geological formations with correspond to this definition do
not differ a great deal to fundamental theories used in conventional hydrogeological studies. However, this require the combination
of results obtained in various scientific specialities and the application of particular techniques that solve geological and
hydrogeological uncertainties due to the complexity of the physical domain at determined depth.
The techniques and methodology applied in order to define the hydrogeological characterization and solve the different aspects
related to the geological structure, petrological features, hydrodynamic behaviour and hydrochemical, isotopic and environmental
characteristics of the El Maestrazgo regional aquifer are developed. The results up to now obtained from the methodological
application enable us to establish some conclusions related to the determination of the piezometric surface of the mentioned aquifer,
its water balance, aspects relative to its origin, renewable and age of the groundwater and the definition of the conceptual
hydrogeological model behaviour. The ultimate aim of the study will be to integrate the results obtained from the specialities
concern, enable us to obtain a geological model that integrate the hydrogeological conceptual model.
Key words: Deep aquifers, Maestrazgo, methodology.
INTRODUCCIÓN
En una primera aproximación se podrían definir como acuíferos profundos los situados a profundidades mayores de 300 m, como
valor orientativo. De manera más precisa se pueden considerar como acuíferos profundos los acuíferos libres con el nivel freático a
una profundidad superior a 300 m; los acuíferos confinados cuyo techo se encuentre a mayor profundidad que la mencionada;
aquellos acuíferos que por sus características hidráulicas precisen de la realización de perforaciones de gran profundidad para su
aprovechamiento y de técnicas de estudio de acuíferos profundos. En un sentido más amplio, estas técnicas podrían aplicarse también
al estudio de las zonas más profundas de acuíferos de gran espesor, profundizando en aspectos tales como la morfología de la base
impermeable, la distribución del volumen de agua almacenada, la existencia de procesos de estratificación en la calidad del agua, el
estudio de sistemas de flujo profundo y, en general, de las posibilidades de aprovechamiento integral del sistema.
Si bien la metodología empleada en estos casos no difiere en exceso de los fundamentos teóricos empleados en los estudios
hidrogeológicos convencionales, sí requiere de la combinación de los resultados obtenidos en diversas especialidades de Ciencias de
la Tierra, así como de la aplicación de técnicas singulares y del apoyo de una instrumentación específica que resuelvan las
incertidumbres geológicas e hidrogeológicas surgidas de la complejidad del medio físico a determinada profundidad. Así, con la
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finalidad de, por un lado, facilitar el desarrollo teórico de la metodología de caracterización de acuíferos profundos y, por otro, de
llevar a cabo la caracterización hidrogeológica de una zona de elevado interés, se ha seleccionado como área piloto de aplicación el
acuífero carbonatado regional de edad jurásica definido dentro de la Unidad Hidrogeológica 08.07, El Maestrazgo.
MARCO GEOLÓGICO
La zona estudiada, correspondiente a la Unidad Hidrogeológica 08.07, El Maestrazgo se sitúa en el sector oriental de la Rama
Aragonesa de la Cordillera Ibérica, en su zona de transición hacia las Cadenas Costeras Catalanas. Corresponde, de manera
aproximada, con las zonas Central Subtabular y Oriental Fallada definidas por Canerot (1974). Los materiales aflorantes abarcan
desde el Paleozoico hasta el Cenozoico, con litologías metamórficas, detríticas y carbonatadas, aunque predominan los afloramientos
carbonatados de la serie del Jurásico Superior – Cretácico Inferior que, a su vez, constituyen los principales acuíferos de la zona. Los
mayores espesores de la serie mesozoica se encuentran en el sector norte disminuyendo progresivamente hacia el sur, como
consecuencia de la presencia de un umbral o alto estructural (umbral del Maestrazgo). En general la sedimentación mesozoica está
relacionada con una tectónica distensiva que favorece la formación de bloques limitados por fallas lístricas, de dirección NO-SE, por
reactivación de fracturas del basamento paleozoico, que condicionan un dispositivo de grabens y semigrabens.
MODELO HIDROGEOLÓGICO CONCEPTUAL DEL ACUÍFERO REGIONAL DEL MAESTRAZGO
Definición geométrica del acuífero y aspectos litológicos
El acuífero Jurásico del Maestrazgo Central es el de mayor importancia del Subsistema del Maestrazgo, en el que se encuentra
integrado. Últimos trabajos regionales realizados (ITGE, 1989) indicaban una extensión de este acuífero de 1.934,53 km2, de los que
solamente el 30% son afloramientos permeables directamente relacionados con el acuífero. El resto pertenece a formaciones
impermeables o estructuras acuíferas suprayacentes con funcionamiento hidrogeológico independiente y superficies piezométricas
topográficamente más elevadas. Las formaciones acuíferas están constituidas por los materiales carbonatados del Jurásico y del
tránsito Jurásico-Cretácico que, con una potencia media del orden de 1.100 a 1.200 m, presentan una alta permeabilidad por
fisuración y karstificación, siendo los tramos de dolomías del Kimmeridgense superior-Portlandiense y de calizas y dolomías del
Lías-Dogger los de mejores características hidrodinámicas. La base impermeable del acuífero la conforman las arcillas y margas con
yesos de la facies Keuper del Triásico, que llegan a aflorar únicamente en la sierra Espaneguera.
Funcionamiento hidrogeológico. Características hidrodinámicas
La gran extensión del acuífero y los pocos sondeos que logran captar las formaciones permeables hace que no sea fácil determinar
sus características hidrodinámicas, ya que hasta hace escasos años la casi totalidad de las captaciones se localizaban en la zona más
próxima al litoral, donde las condiciones de los materiales acuíferos son muy buenas, con transmisividades entre los 1.000 y 4.000
m2/día (ITGE, 1989), elevadas hasta los 9.000 y 15.000 m2/día por la modelación matemática llevada a cabo en otros estudios
(COPUT, 1990 y 1992). Esta circunstancia es coherente con lo observado en la realidad, ya que en este sector (sierra de Irta) el
acuífero se encuentra sometido a un alto grado de karstificación, puesto en evidencia por las surgencias costeras de Alcocebre,
Prat de Peñíscola y Badum, con caudales que con frecuencia alcanzan valores superiores al metro cúbico por segundo. En coherencia
con las características hidrodinámicas referidas, se constata un gradiente piezométrico extremadamente bajo en el área oriental del
acuífero, que está entre un 1 a un 2 ‰, lo que hace que, debido a la elevación topográfica que tiene lugar hacia el interior, el nivel de
agua se localice a gran profundidad en zonas algo alejadas del mar.
El análisis general de la superficie piezométrica (figura 1) apunta a un funcionamiento hidrodinámico diferenciado del acuífero
Jurásico en el que el flujo subterráneo se ordena según dos grandes sectores separados entre sí por una zona de umbral que parte
cerca de la localidad de Chiva de Morella y pasa junto a las poblaciones de Ares y Tírig, desde donde se orienta hacia el eje anticlinal
de la sierra de Irta. De esta forma, las líneas de flujo del sector nororiental convergerían hacia el manantial del Prat de Peñíscola y el
acuífero de la Plana de Vinaroz-Peñíscola, que drenarían las aguas de infiltración de dicha área, en la que se incluye el denominado
acuífero del Turmell, según el informe del ITGE de 1989. Por otro lado, el flujo subterráneo del sector suroccidental (Villores-rambla
de Celumbres hasta las proximidades de Cuevas de Vinromá), se orientaría hacia las surgencias de Alcocebre y hacia el acuífero de la
Plana de Oropesa-Torreblanca. En cuanto a las surgencias localizadas en las proximidades de la Torre de Badum, constituirían las
descargas subterráneas más inmediatas de la sierra de Irta. En coherencia con lo expuesto, y de forma resumida, se puede establecer
que el drenaje principal del acuífero se verifica a través de la mencionada sierra de Irta, y en especial por sus flancos norte y sur
(surgencias de Prat de Peñíscola y Alcocebre), así como, en menor medida, por alimentación lateral a los acuíferos detríticos
instalados en las planas costeras de Vinaroz-Peñíscola y Oropesa-Torreblanca, y también por debajo de éstas hacia el mar a través de
las formaciones mesozoicas infrayacentes.
Balance hídrico y origen de los recursos
Los recursos del acuífero Jurásico del Maestrazgo Central se generan principalmente de la infiltración directa del agua de lluvia sobre
los afloramientos permeables del sistema, pertenecientes al Jurásico y al tránsito Jurásico-Cretácico, concepto al que hay que sumarle
la escorrentía generada sobre las formaciones impermeables que se infiltran en el subsuelo al circular posteriormente sobre materiales
permeables. Debido a la particularidad de su estructura geológica, otro de los conceptos a considerar es la importancia que puede
tener la reinfiltración de aguas procedentes del drenaje de los acuíferos superiores o de tramos permeables de disposición subtabular
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Figura 1.- Isopiezas medias de la zona de estudio.
con altos coeficientes de infiltración (barras calizas del Gargasiense, Bedouliense y, especialmente, Barremiense superior) pero
incapaces de almacenar agua. Este hecho tiene como consecuencia un efecto de retardo en la respuesta del acuífero a las
precipitaciones, adquiriendo el sistema una mayor componente inercial. También puede contribuir a este fenómeno la existencia de
epikarst dentro de la propia serie Jurásico-Cretácica, posiblemente propiciado por los horizontes margosos del PortandienseValanginiense, como parece ser el caso del manantial del Molinar de Chert.
Actualmente existen todavía importantes incógnitas que resolver sobre el funcionamiento de este acuífero. Por el momento, el
desarrollo temporal de los trabajos previstos en la zona no ha permitido establecer todavía un balance actualizado del mismo, por lo
que se asume como válido, y de manera inicial, el referido en el informe del ITGE de 1989. Según éste, la alimentación del acuífero
tiene lugar por infiltración del agua de lluvia sobre los afloramientos permeables, con un volumen medio 81 hm3/a; por alimentación
vertical y lateral de la unidad de Mosqueruela, dispuesta sobre el acuífero del Maestrazgo central, estimada en 60 hm3/a; por
alimentación vertical, unos 12 hm3/a, procedente de acuíferos suprayacentes de menor entidad y con niveles piezométricos de mayor
cota, y por alimentación procedente del sector acuífero del Turmell, estimada en unos 10 hm3/a. El total de todos estos conceptos
permiten cuantificar la recarga del acuífero en unos 163 hm3/a. La descarga, estimada en el mismo volumen que el asignado a la
alimentación, se establece de la siguiente forma: 80 hm3/a serían drenados al mar a través de los manantiales de la sierra de Irta (Prat
de Peñíscola, Alcocebre y Badum); 39 hm3/a serían aportados a la Plana de Vinaroz-Peñíscola, tanto al acuífero detrítico superior
como al inferior carbonatado; 4 hm3/a corresponderían a transferencias ocultas hacia el acuífero de la Plana de Oropesa-Torreblanca
y otros 22 hm3/a se drenarían a través de su borde suroriental y de las formaciones mesozoicas que constituyen el sustrato de la Plana
de Oropesa-Torreblanca. Finalmente, son extraídos por bombeos dispersos en las zonas interiores del acuífero unos 8 hm3/a, así
como 10 hm3/a más en sectores cercanos a las planas litorales.
METODOLOGÍA PARA LA CARACTERIZACIÓN DE FORMACIONES ACUÍFERAS PROFUNDAS. APLICACIÓN Y
RESULTADOS
El desarrollo de un trabajo para la caracterización hidrogeológica de una formación acuífera profunda a nivel regional, además de una
fase previa de recopilación y síntesis de la información existente de la zona de estudio, requiere llevar a cabo una combinación,
coordinación y vinculación entre las diferentes tareas a realizar en especialidades como: geología, estratigrafía, análisis estructural,
hidrogeología, hidroquímica, geofísica y teledetección que aporten la suficiente información para definir aspectos relativos a la
determinación de la estructura geológica, las características petrofísicas, el funcionamiento hidrodinámico, las características
hidroquímicas, isotópicas y ambientales y, finalmente, la definición del modelo geológico e hidrogeológico. A continuación se
relacionan, de manera muy resumida, las principales actividades a desarrollar en cada una de las especialidades implicadas y los
resultados obtenidos en algunos de estos trabajos aplicados, o actualmente en fase de aplicación, al acuífero regional carbonatado, de
edad Jurásico.
Geología, estratigrafía y análisis estructural
Desde el punto de vista de la cartografía geológica resulta conveniente elaborar un mapa geológico continuo a escala 1:50.000 del
área de estudio, prestando especial atención a la definición cartográfica de las unidades litoestratigráficas de mayor interés
hidrogeológico y la correlación estratigráfica entre las diferentes unidades. Resulta preciso establecer la estratigrafía de la zona, en
función de la litoestratigrafía regional, los afloramientos próximos y la revisión de las columnas de los sondeos existentes y definir,
en su caso, los cambios laterales de facies. Asimismo, se deberá abordar el análisis secuencial de las formaciones seleccionadas por
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su interés hidrogeológico, con la finalidad de disponer de un modelo de distribución de facies, y el control estratigráfico de los rasgos
petrofísicos que influyen en el comportamiento hidráulico de las formaciones. Paralelamente al análisis estratigráfico y secuencial se
realizará un estudio diagenético de las formaciones acuíferas, que consistirá en la caracterización petrológica de dichas formaciones y
de su historia diagenética. En el caso de formaciones carbonatadas existen tres aspectos clave para la caracterización del acuífero que
están relacionados con la diagénesis: los procesos de dolomitización y dedolomitazación, la karstificación y el sellado de fracturas.
Los trabajos de geología estructural deberán centrarse en dos objetivos: determinar el control de las macroestructuras sobre el
comportamiento del flujo regional y caracterizar las formaciones acuíferas desde un punto de vista microestructural, atendiendo a las
direcciones preferentes de fracturación que pueden actuar como controladoras de flujos preferenciales, así como definir posibles
relaciones entre fracturación y la secuencialidad de las series.
Así, con respecto a la geología y estratigrafía se está llevando a cabo la revisión y mejora de la cartografía geológica MAGNA entre
el anticlinal de Bobalar y la sierra de Irta, en la provincia de Castellón. Esta revisión está enfocada a la identificación de las unidades
cartográficas que han sido establecidas para el mapa geológico del estudio, el trazado de los contactos geológicos, la revisión de los
accidentes tectónicos cartografiados, el control de la geometría de los cuerpos dolomíticos y, finalmente, una incorporación
sistemática de buzamientos que permitan la realización de cortes estructurales. Desde el punto de vista estratigráfico se está llevando
a cabo la mejora del conocimiento del Jurásico y Cretácico Inferior pre-Barremiense. Los objetivos planteados son: conocer mejor su
estratigrafía, la geometría de la cuenca, su control estructural y las relaciones geométricas entre las diferentes unidades hacia los
bordes de cuenca, aspectos de gran interés hidrogeológico.
El estudio de fracturación se elabora fundamentalmente a partir de trabajo de campo apoyado por el análisis fotogeológico y
partiendo del conocimiento previo existente sobre fracturación en el área. Se trata de desentrañar el patrón estructural, que da lugar a
la existencia de saltos en los niveles piezométricos de los niveles acuíferos, la identificación y estudio de las fracturas con
importancia en el desarrollo diagenético (por ejemplo dolomitización) y en la interconexión entre niveles acuíferos y flujos en los
mismos. Los eventos principales a tener en cuenta en la evolución de la fracturación son: la extensión Mesozoica, especialmente en el
Cretácico inferior-medio, con formación de cuencas y posible circulación de fluidos hidrotermales; y la inversión de cuencas y
desarrollo de pliegues y cabalgamientos, así como de fracturación a distintas escalas y la extensión Neógena, ligada a la extensión del
margen Mediterráneo y apertura del Golfo de Valencia. Finalmente se obtendrá un modelo geométrico de desarrollo de la
fracturación, la relación entre secuencias deposicionales, el crecimiento diagenético de los carbonatos existentes en las fracturas, la
relación del desarrollo de la fracturación con la evolución diagenética del almacén, el control estructural de la dolomitización y una
cronología relativa y absoluta de las fracturas y de los sellos de las mismas.
Hidrogeología
Desde el punto de vista hidrogeológico existen una serie de actividades que se pueden considerar como básicas en cualquier estudio y
entre las que cabe citar: la determinación del marco hidrogeológico; la definición de las formaciones acuíferas existentes y la relación
entre ellas; la elaboración de una cartografía hidrogeológica regional que permita definir, entre otros objetivos, las áreas de recarga;
el inventario de puntos acuíferos, con especial énfasis en la determinación de los niveles acuíferos atravesados y controlados en cada
caso, de manera que se asegure la observación de los niveles en el acuífero profundo sin influencia de los posiblemente existentes a
cotas superiores; el establecimiento de redes de observación piezométrica, de calidad e intrusión, en su caso, definidas a partir del
análisis detallado del inventario de puntos acuíferos, y que permitan definir la morfología y evolución de la superficie piezométrica y
su relación con la información geológica obtenida. Otra tarea básica es la realización de un estudio hidroclimático que servirá como
punto de partida para el establecimiento del balance hídrico del acuífero, permitiendo evaluar las aportaciones hídricas y estimando la
recarga. Como técnicas novedosas de apoyo a la determinación del balance hídrico se puede plantear la utilización de imágenes
aéreas en infrarrojo térmico (IRT) con objeto de detectar y localizar con precisión las posibles salidas de agua subterránea al mar y el
análisis de las anomalías en la concentración de trazadores ambientales presentes en las mismas.
Otra información hidrogeológica complementaria es la obtención de los parámetros hidráulicos de las formaciones permeables
mediante le realización de ensayos de bombeo de larga duración y ensayos de interferencia. También puede resultar de interés
caracterizar hidráulicamente las formaciones que actúan como acuitardo y que, por tanto, suponen una cierta protección y/o
aislamiento del acuífero profundo con respecto a otros más superficiales.
Como actividad básica, se ha efectuado una cartografía hidrogeológica, a escala 1:100.000 que sirve de base para el conocimiento
hidrogeológico. Así mismo, se ha realizado un inventario de puntos acuíferos profundos y una recopilación de infraestructura
hidrogeológica que ha dado lugar a una base de datos con 68 sondeos profundos (Antón-Pacheco et al., 2005). Esta información ha
permitido establecer un primer modelo hidrogeológico conceptual y definir las redes de observación. Desde noviembre de 2003,
fecha de inicio del estudio, se han llevado a cabo 5 campañas de piezometría y toma de muestras.
Hidroquímica e isótopos
La caracterización hidroquímica de las aguas de un sistema hidrogeológico profundo contribuye de forma decisiva al conocimiento y
a la definición del modelo de circulación del flujo subterráneo y aporta información sobre la presencia de fenómenos de mezcla y
flujos inducidos, de los procesos de interacción agua-roca y de la influencia de la zona no saturada (muy extensa en este tipo de
acuíferos) en las características del agua. Para ello se realizan análisis detallados de su composición en elementos mayoritarios,
minoritarios y traza, así como de sus características físico-químicas. La aplicación de estas técnicas permite establecer en una primera
aproximación su clasificación y diferenciación en grupos homogéneos, útil, entre otras cosas, para su representación cartográfica.
Además, el análisis de las relaciones iónicas e índices geoquímicos, tanto en las muestras aisladas como en muestras
convenientemente distribuidas espacialmente, hace posible determinar el origen más probable del agua y la evolución que ha seguido
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en su contacto con los materiales que conforman el acuífero y la posible influencia de la actividad antrópica. Los datos obtenidos
aportan también información sobre la existencia de zonificación y estratificación de las aguas en el sistema y su tiempo de residencia.
El estudio de algunos iones minoritarios tales como bromo, iodo, litio, boro y estroncio, así como ciertos índices geoquímicos
relacionados con ellos, pueden ayudar igualmente a la identificación y diferenciación de procesos de mezcla de aguas salinas.
Con respecto a la caracterización isotópica de las aguas subterráneas de acuíferos profundos (básicamente isótopos estables, tritio y
carbono-14) permite investigar el origen y la dinámica de las aguas presentes en los diferentes sistemas acuíferos, aporta información
tanto de la estratificación como de la edad de las aguas, su procedencia (zonas, mecanismos y épocas de recarga, etc.) y las posibles
relaciones o interconexiones entre ellas. La distribución de los contenidos de tritio permite poner de manifiesto la distribución
espacial y profundidad alcanzada por las aguas infiltradas en las últimas décadas. Estos resultados también informan sobre el grado
de aislamiento de las aguas profundas respecto a las situadas en niveles más someros. La datación de estas aguas se completa con la
medida de carbono-14 en muestras seleccionadas, lo que indicará la presencia o no de paleoaguas en los niveles carbonatados
profundos, y su posible origen. También puede resultar de interés el estudio de los isótopos del boro como indicador para la
identificación de fuentes de contaminación.
Los resultados obtenidos del análisis hidroquímico e isotópico, a partir de cinco campañas de muestreo llevadas a cabo en los
manantiales y sondeos definidos en la red de calidad, con un total de 91 análisis químicos, 88 de isótopos estables y 32 de tritio,
permiten establecer las conclusiones siguientes: existe una rápida renovación del agua subterránea en el acuífero carbonatado
Jurásico del Maestrazgo y, por tanto, una elevada importancia de la infiltración directa del agua de lluvia y la magnitud de los flujos a
través de la zona no saturada. La presencia en concentraciones importantes del ión nitrato, la presencia de tritio en concentraciones
próximas a los valores de la precipitación reciente y la variabilidad en los contenidos de oxígeno-18 entre campañas próximas en el
tiempo en sectores del acuífero cuyo nivel piezométrico supera los 300 m de profundidad, indica la mencionada rápida renovación de
las aguas y, al mismo tiempo, la vulnerabilidad del sistema a fuentes de contaminación superficiales.
Se ha establecido la relación entre la altitud de los puntos de agua y la desviación isotópica en las muestras de agua tomadas en cada
pozo y manantial, definiendo, de forma aproximada, una línea que muestra el gradiente isotópico de la precipitación en la zona norte
del Maestrazgo. Este gradiente es muy similar al que se encuentra en numerosos estudios bajo diferentes condiciones climáticas, y es
de -0,23 ‰ por 100 m para el δ18O (Antón-Pacheco et al., 2005). De estos puntos, cabe destacar la zona de manantiales de Las
Fuentes de Alcocebre, que presenta una composición mucho más negativa a la esperada si su zona de recarga principal se situase
relativamente próxima a la cota sobre el nivel del mar. Esta diferencia refleja que su zona de recarga se debe situar a una altitud
mucho más elevada, del orden de 800 m s.n.m., si el gradiente obtenido con el resto de manantiales es válido para toda la zona de
estudio. Con el objetivo de validar esta hipótesis se han llevado a cabo otros muestreos que permitan validar la relación encontrada
entre la altitud de la zona de recarga y la composición isotópica de las aguas subterráneas y corroborar la hipótesis con un mayor
número de datos.
La toma de muestras, a partir de los sistemas de bombeo operativos en la zona, parece que sólo permite caracterizar las aguas de la
parte más somera del acuífero, dando la impresión de que todas las aguas subterráneas del sistema presentan un corto tiempo de
tránsito. Para valorar esta posibilidad se ha llevado a cabo un muestreo selectivo a diferentes profundidades (335 m, 505 m, 715 m y
940 m) en un sondeo de 1004 m de profundidad situado en las proximidades del núcleo urbano de Cabanes (Castellón) y cuyos
resultados se encuentran pendientes en el momento de elaborar este artículo.
Geofísica
La utilización de las técnicas geofísicas de superficie es imprescindible en los estudios de hidrogeología profunda, siendo la única
metodología no destructiva que permite obtener información del subsuelo para tratar de resolver las incertidumbres geológicas e
hidrogeológicas que se plantean. La estrategia metodológica geofísica diseñada consiste en la realización de las siguientes
actividades: recopilación bibliográfica de exploraciones geofísicas de acuíferos profundos; recopilación y análisis de la información
geofísica existente sobre la zona del acuífero del Maestrazgo; la reinterpretación de estas campañas geofísicas que así lo requieran, ya
que la mayor parte de los trabajos fueron originalmente hechos con un objetivo diferente al actual; y el planteamiento de las nuevas
mediciones que sean necesarias en función de la cobertura de datos preexistentes, incluyendo la utilización de nuevos métodos que
permitan abordar los objetivos que se vayan planteando. El desarrollo de estas actividades permitirá obtener información relativa a la
geometría, extensión y una primera estimación de la reserva hídrica de los acuíferos profundos, colaborando, con ciertas limitaciones,
a efectuar estimaciones sobre el tipo y calidad de las aguas. Esta estrategia está ampliamente contrastada en la bibliografía, siendo los
principales métodos de investigación geofísica aplicados al estudio de acuíferos profundos los geoeléctricos, tanto los de corriente
continua (Dodds and Ivic, 1990) como los de alterna (Goldman, 2000) , seguidos de los métodos magnetotelúricos (Krivochieva and
Chouteau, 2003) y de los métodos sísmicos (Rubio et. al., 2000), fundamentalmente la sísmica de reflexión. También es frecuente la
utilización de los métodos de campos potenciales, siendo más empleada la gravimetría (Roselli et. al., 1998) que la magnetometría
(Plata, 2000).
En el Maestrazgo existen numerosas campañas de Sondeos Eléctricos Verticales (SEV), efectuadas todas ellas en valles con relleno
cuaternario o terciario. Se han localizado igualmente varias campañas de Gravimetría, efectuadas en los años 60 para prospección de
hidrocarburos, y que cubren gran parte del sector oriental del acuífero del Maestrazgo. Los contrastes de densidad entre las
formaciones geológicas se manifiestan como anomalías de gravedad, y son de gran utilidad para la investigación de la geometría de
las estructuras hasta profundidades de varios miles de metros, encontrándose no obstante bastante limitada su precisión cuando
existen grandes accidentes topográficos, como es el caso de parte de la morfología del Maestrazgo. La parte occidental del acuífero
está también cubierta por un vuelo de magnetometría, del que se espera que pueda aportar información sobre la profundidad del
basamento, único horizonte con susceptibilidad magnética existente en la zona. Puede por lo tanto servir de base para la preparación
de modelos a interpretar con gravimetría, planteando una inversión conjunta de datos gravimétricos y magnéticos.
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Asimismo, existe una cierta cantidad de secciones sísmicas de reflexión, también procedentes de trabajos de prospección de
hidrocarburos, acompañadas de la realización de algunos sondeos profundos de apoyo. El objetivo de estas prospecciones era más
profundo que el actual, ya que estaba centrado en formaciones del Triásico. La sísmica de reflexión es un método idóneo para la
investigación del subsuelo, dada la continuidad de sus datos y la menor ambigüedad que suele presentar su interpretación, siempre
que los objetivos de interés presenten el suficiente contraste de velocidad para poder actuar como reflectores de la energía. En las
zonas donde no existe suficiente información del subsuelo es recomendable la utilización de métodos geoeléctricos de gran
penetración, en especial el método Magnetotelúrico y los Sondeos Electromagnéticos en el dominio del tiempo, siendo
imprescindible antes de abordar la extensión del acuífero en su totalidad.
Las campañas de Sondeos Eléctricos Verticales existentes en la zona de estudio están siendo utilizadas para determinar la potencia de
los materiales detríticos hasta las formaciones acuíferas profundas, e inclusive para diferenciar entre rocas Cretácicas y Jurásicas, en
determinados casos. Por otra parte, estas campañas han permitido obtener una tabla de rangos de variación de las resistividades de los
materiales investigados, de utilidad como orientación a la planificación e interpretación de campañas de prospección geoeléctricas de
mayor poder penetrativo, como son los Sondeos Electromagnéticos en el Dominio del Tiempo (SEDT) (Goldman et. al., 1991) y el
método Magnetotelúrico (MT).
Respecto de las campañas gravimétricas preexistentes se está procediendo a confeccionar modelos gravimétricos que permitan
determinar el muro de la formación acuífera, así como los grandes accidentes del zócalo, utilizando el apoyo de las líneas sísmicas,
allí donde confluyen ambos métodos exploratorios. Se han contemplado dos aspectos metodológicos en relación con la información
sísmica procedente de la prospección de hidrocarburos: por un lado, el análisis de los sondeos profundos, para la identificación de los
horizontes sísmicos representativos y en relación con los acuíferos de interés; y, por otro lado, la reinterpretación de los perfiles
sísmicos que pueden calarse sobre los sondeos profundos, para hacer un seguimiento de las formaciones acuíferas y de sus límites
impermeables. Se han recopilado las secciones de sísmica de reflexión existentes, fundamentalmente en torno de los sondeos
Bobalar-Mirambel-Maestrazgo-2 y Maestrazgo-1-Salsadella. Se va a proceder a estudiar la posibilidad de identificación de
reflectores en las formaciones acuíferas, fundamentalmente los reflectores del techo y de la base del Jurásico, utilizando para ello la
información de los sondeos. Caso de existir dichos reflectores, la testificación geofísica permitirá el “calado” de los datos de
profundidad de los sondeos con los datos en tiempo de los perfiles sísmicos, el seguimiento regional de las formaciones acuíferas, y
el posterior cálculo de los mapas de profundidades (isobatas) a partir de los mapas resultantes de la interpretación sísmica en
isócronas, permitiendo determinar la geometría del acuífero: potencia, extensión, conexión y evolución lateral en las áreas cubiertas
por dichas secciones sísmicas, así como caracterizar el modelo hidrogeológico regional o local.
Otra de las actuaciones que se está llevando a cabo, para obtener información “in situ” sobre la fracturación y permeabilidad relativa
de las formaciones calizas del Cretácico y Jurásico, es la nueva testificación geofísica del sondeo anteriormente mencionado, situado
en las proximidades de Cabanes (Castellón), perforado por FACSA (Fomento Agrícola Castellonense), que ha atravesado la serie
carbonatada cretácica y jurásica completas. Además de la testificación facilitada por FACSA, de gamma natural, resistividad de la
formación a varias penetraciones, temperatura y conductividad del fluido, el IGME ha efectuado la medición de los siguientes nuevos
parámetros: imágenes por televiewer acústico, sónico de onda completa y muestreo selectivo de agua subterránea a diferentes
profundidades, que están actualmente siendo procesadas e interpretadas.
REFERENCIAS BIBLBIOGRÁFICAS
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