La intrusión marina en los acuíferos del Mediterráneo

La intrusión marina
en los acuíferos del
Mediterráneo
Hidrología y Edafología
Ángeles Gómez
María Gonsalve
María Párraga
Concepción Parrado
ÍNDICE
Los acuíferos costeros ……………………………………………………………………………….……….. Pág 3
Los acuíferos detríticos costeros en España ………………………………………………………… Pág 4
La intrusión marina …………………………………………………………………………………………….. Pág 4
Ejemplo ………………………………………………………………………………………………………………. Pág 5
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LA INTRUSIÓN MARINA EN LOS
ACUÍFEROS DEL MEDITERRÁNEO
LOS ACUÍFEROS COSTEROS
La mayor parte de los acuíferos detríticos costeros corresponden a llanuras aluviales o
fluviales en las que se asientan poblaciones importantes y se desarrollan actividades agrícolas
intensivas. Con algunas excepciones, la mayor parte de la demanda se satisface con aguas
subterráneas lo que provoca situaciones de sobreexplotación que conducen a procesos de
intrusión marina en diferentes grados.
Otros procesos de salinización, tales como el retorno de aguas de riego, la movilización
de aguas salinas asociadas a materiales acuitardos o la existencia de flujos regionales de
elevada salinidad configuran escenarios de intensa degradación de la calidad de las aguas
subterráneas.
La apreciable heterogeneidad y anisotropía que presentan algunos acuíferos detríticos
costeros dificulta la caracterización hidrodinámica de los procesos de salinización. El estudio
hidrogeoquímico puede ayudar considerablemente a discriminar procesos y a evaluar su
progresión.
A diferencia de los acuíferos kársticos, la elevada inercia normalmente asociada a los
sistemas detríticos origina que los procesos contaminantes se manifiesten de manera lenta y
progresiva y que, asimismo, las alternativas de regeneración sean aparentemente poco re
solutivas.
LOS ACUÍFEROS DETRITICOS COSTEROS EN
ESPAÑA
Con la única excepción del acuífero de San Sebastián, los acuíferos detríticos costeros
españoles se localizan en el litoral mediterráneo peninsular e insular.
El grado de salinización de estos acuíferos es muy dispar pero, en general, elevado. En
la mayor parte de los casos, la salinización se asocia a un proceso simple de intrusión marina
normalmente acompañando a situaciones de depresión piezométrica aguda, pero es bien
conocido que en muchas ocasiones coexisten otros procesos de salinización que no pueden ser
reconocidos o distinguidos mediante los métodos tradicionales; solamente la investigación
hidrogeoquímica, en la que se incluyen algunos iones minoritarios e isótopos, es capaz de
revelar su existencia. Tal es el caso de la movilización de aguas congénitas, de la alimentación
lateral de flujos de origen regional o de los procesos de incremento salino ligado a la
recirculación de agua de riego.
En conclusión, los acuíferos detríticos costeros son normalmente homogéneos e
isótropos a muy pequeña escala. Sin embargo, con notable frecuencia se considera que la
distribución espacial de la conductividad hidráulica responde a pautas estadísticamente
homogéneas, lo que permite aplicar con cierto grado de éxito la teoría elemental del flujo en
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medios porosos. La hidrodinámica de la intrusión marina se asocia a modelos simples de
relación entre las variaciones piezométricas y el movimiento del agua salada, con mayor o
menor grado de desarrollo de la zona de mezcla.
En la casuística general de los procesos de salinización en los acuíferos detríticos
costeros, raramente se encuentran situaciones de tal simplicidad sino que con frecuencia
aparecen otros mecanismos que están relacionados con variaciones notables de la
conductividad hidráulica vertical y horizontal, que provocan alteraciones del equilibrio agua
dulce – agua salada.
Otros procesos de salinización suelen estar presentes que, en muchos casos, pueden
pasar desapercibidos si se aplican técnicas simples de estudio. En estos casos, la
hidrogeoquímica se manifiesta como una poderosa herramienta que permite discriminar
procesos de salinización y evaluar la intensidad con los que ocurren.
La general elevada inercia de los acuíferos detríticos costeros, en los que los procesos
de difusión pueden ser significativos, condiciona que los procesos de salinización en general y
de intrusión marina en particular operen de manera lenta, aunque la manifestación del
proceso pueda indicar lo contrario. Del mismo modo, y debido a las mismas causas, la
regeneración de estos acuíferos, basada en la disminución de la explotación y/o en aplicación
de técnicas de recarga artificial, se manifiesta posible y eficaz aunque, naturalmente, lenta y
costosa.
LA INTRUSIÓN MARINA
La intrusión marina se produce en los acuíferos costeros y es debida a los movimientos
temporales o permanentes del agua salada tierra adentro, lo que hace que desplace al agua
dulce. El proceso ocurre como consecuencia de la disminución del flujo de agua dulce hacia el
mar. Es un proceso contaminante, que deteriora grandes volúmenes de agua y que hace que
se incremente la salinidad.
La intrusión se produce cuando las excavaciones de agua subterránea hacen disminuir
el flujo de agua dulce y el agua salada invade el continente. Tiene lugar cuando los niveles
dinámicos y estáticos en el interior del continente se sitúan por debajo del nivel del mar.
Los acuíferos donde ocurren la intrusión marina vierten las aguas directamente al mar,
y por ello se crea un estado de equilibrio entre el flujo de agua dulce y salada, que son debidas
a cambios climáticos o movimientos de la tierra y el mar. Cuando se modifican las condiciones
naturales el equilibrio agua dulce-salada se desplaza en un sentido u otro.
La intrusión marina puede ser estudiada desde diferentes puntos de vista. Uno de ellos
es el punto de vista hidrogeológico que permite conocer las características hidráulicas del
acuífero y todos aquellos aspectos que ayuden al mejor conocimiento del acuífero. Para ello es
necesario tener una adecuada infraestructura de observación. Otro punto de vista es el
hidrogeoquímico, el cual complementa al anterior y analiza los componentes iónicos del agua.
Con los datos obtenidos se elaboran mapas de isocontenidos o diagramas temporales. Gracias
a ellos se puede determinar la existencia de ciertos procesos hidrogeoquímicos. Los isotopos
nos dan información sobre el área de recarga, el grado de mezcla… El último punto de vista
desde el que se puede estudiar la intrusión marina es el geofísico. Este punto de vista es
complementario a los anteriores. Gracias a él se realizan medidas en superficie, donde se ven
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involucrados todos los constituyentes del suelo: matriz rocosa, porosidad, naturaleza, salinidad
de la disolución.
La intrusión marina modifica las características físico-químicas del agua del acuífero
como consecuencia de los aportes iónicos del agua del mar y de los procesos químicos o
físicos-químicos que tienes lugar en la zona de contacto entre el agua dulce y salada
(interfase). El conocimiento de las características físico-química del agua permite obtener
información sobre el origen de la recarga, apoyar hipótesis hidrogeológicas, detectar procesos
contaminantes y conocer la calidad del agua para distintos usos. La intrusión marina se puede
estudiar es los aspectos anteriores mediante los métodos geoquímicos.
Desde el punto de vista hidroquímico, la intrusión marina implica el proceso de mezcla
entre el agua dulce y la salada y los fenómenos modificadores derivados de la interacción
agua-roca. El proceso de mezcla entre agua dulce y salada supone una serie de modificaciones
en la composición del agua que se traduce en un notable incremento de la mineralización
como consecuencia de los procesos de difusión y dispersión. Los fenómenos modificadores
derivados de la interacción agua-roca hacen referencia a que la mezcla de dos fases físicoquímicas diferentes origina un agua que está en desequilibrio y que debe encontrar un estado
de equilibrio con el acuífero, produciéndose reacciones entre la parte solida y el agua salina.
La intrusión marina conlleva un incremento en la concentración de determinados iones
en el agua. Los indicadores de intrusión marina son el boro, el bromuro, el estroncio, el litio y
el yoduro. Su estudio puede llegar a ayudar a determinar si la intrusión de agua de mar es
reciente o no.
Para prevenir y controlar la intrusión marina se utiliza la disminución de bombeos, la
reubicación de captaciones, las barreras de inyección, las barreras de dispersión, la recarga
artificial, la utilización de la reserva de una vez y los colectores costeros. Mediante la recarga
artificial se aumenta la disponibilidad de agua subterránea con la calidad apropiada a los usos
a los que se destina, mediante una intervención consciente, directa o indirecta, en el ciclo
natural del agua. Los métodos de recarga se pueden dar en superficie, cuando el acuífero a
recargar sea libre y sin niveles poco permeables próximos a la superficie, o en profundidad,
cuando un nivel semipermeable o impermeable separa el acuífero de la superficie del terreno.
EJEMPLO
Contaminación en los acuíferos de Dalias (Almería)
Almería, debido a sus características climáticas, goza de una importante demanda
tanto en el sector agrícola como en el urbano, a pesar de ser una de las zonas más áridas de
España, abastecidos ambos esencialmente por aguas subterráneas en cantidades superiores a
los recursos medios anuales es por ello que se produce un descenso continuado de los niveles
a la par que de la calidad del agua.
La zona del campo de las Dalias está dedicada en su mayoría al sector agrícola por lo
que la explotación de los acuíferos es notable, del mismo modo que las fuentes de
contaminación. Las principales fuentes de contaminación son: actividad agrícola, intrusión
marina, residuos sólidos urbanos (RSU) y vertedero de RSU. Nosotros nos centraremos en la
intrusión marina, debida a la mala gestión del acuífero.
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Debido al excesivo bombeo se originan conoides en los que el nivel piezométrico
durante la época estival que se sitúa bajo el nivel del mar, provoca la intrusión. Hemos de
recalcar antes que nada, la importancia de la estructura hidrogeológica de la zona.
El campo de las Dalias se divide en 3 sectores hidrogeológicos: Aguadulce (acuífero del
sector Noroeste), Balanegra (acuífero del Occidental) y Balerma-Las Marinas (acuífero del
sector Superior Central). Los materiales para el acuífero son carbonáticos que descansan sobre
filitas y cuarcitas y que proceden del manto de Gádor y en menor proporción del manto de
Félix, ambos se encuentran delimitados por tramos metapelíticos impermeables en su base,
son materiales preorogénicos. Los terrenos pliocuaternarios, margas arenosas que pasan
gradualmente a calcarenitas, que se encuentran ampliamente representados en la zona, son
de tipo postorogénicos.
En el acuífero de Balanegra la concentración salina es mayor en el área costera, relacionada
con materiales pliocenos, y no se extiende hacia el interior debido a las metapelitas
alpujárrides.
En el acuífero de Aguadulce los valores altos de B, Li y Sr se dan cerca de las zonas de mayor
extracción por lo que la intrusión debe ser reciente, aunque no se descarta que una dosis de
dichos iones proceda de los materiales pliocenos. Dichos pozos han sido abandonados y las
extracción se han desplazados a zonas más alejadas de la costa, haciendo así que la cuña salina
penetre más aún. La conexión hidráulica entre el acuífero y el mar es clara.
Los anteriores acuíferos se encuentran formados por calizas y dolomías alpujarrides del manto
de Gádor cubiertos por materiales detríticos en zonas del interior del campo formando conos
de deyección. Poseen una franja no saturada de más de 100m de espesor.
En el acuífero de Balerma- Las Marinas, constituido por calcarenitas pliocenas y cuyo espesor
de la franja no saturada no está muy desarrollado, los valores máximos de los iones ya
mencionados se encuentran en Balerma y en áreas concretas ligadas a fracturas localizadas en
el interior del acuífero, por lo que el origen puede que esté en el lixiviado de los sedimentos
pliocenos, a aguas congénitas salinas, o a flujos profundos relacionados con la fractura. La
conexión hidráulica entre en el acuífero y el mar depende de la zona, en el sector oriental no
existe conexión entre las calcarenitas pliocenas y el mar, mientras que en el sector occidental
existe un gran conoide con niveles piezométricos bajo el nivel del mar y sin embargo no se ha
detectado intrusión marina alguna. Las calcarenitas de amontonan en el borde marino,
dejando a las margas arenosas y a las pliocenas en la línea de costa bajo materiales modernos.
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