INTRUSIÓNMARINA

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INTRUSIÓN SALINA La intrusión salina es el proceso por el cual los acuíferos costeros están conectados con el agua del mar . Esto supone que el agua salada (procedente del mar) fluye hacia el subsuelo continental mezclándose con las reservas de agua dulce. Este proceso se debe a la mayor densidad del agua del mar (debido a que contiene más solutos ) que el agua dulce . Esta diferencia de densidades provoca que la presión en el fondo de una columna de agua salada sea mayor que la de una columna de agua dulce de la misma altura. Si se conectaran ambas columnas por debajo, el agua salada fluiría hacia la columna de agua dulce. El proceso se detiene cuando la columna de agua dulce se hace mayor, la presión aumenta y consigue igualar a la intrusión de agua de mar. Si se extrae toda el agua dulce, el agua salada inunda el acuífero y resulta muy difícil de recuperar. EL FENÓMENO DE LA INTRUSIÓN MARINA En un acuífero costero, existe una relación de equilibrio natural entre el agua subterránea dulce del acuífero que descarga al mar y el agua salada de origen marino que pugna por penetrar tierra adentro (Custodio, 1995 y 2004), y que usualmente lo hace en forma de cuña apoyada en la base del acuífero dada su mayor densidad. La penetración de esta cuña dependerá de las características del acuífero: geometría, propiedades hidráulicas (permeabilidad, nivel piezométrico, etc.) y será función inversa del flujo de agua dulce que a lo largo de la costa descarga al mar. La intrusión marina es un proceso dinámico, donde el frente de agua salada avanza tierra adentro en los periodos de menor recarga del acuífero y retrocede hacia el mar cuando la recarga es mayor.

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INTRUSIN SALINALaintrusin salinaes el proceso por el cual losacuferos costerosestn conectados con elagua del mar. Esto supone que elagua salada(procedente del mar) fluye hacia elsubsuelocontinental mezclndose con las reservas de agua dulce. Este proceso se debe a la mayordensidaddelagua del mar (debido a que contiene mssolutos) que elagua dulce. Esta diferencia de densidades provoca que la presin en el fondo de una columna de agua salada sea mayor que la de una columna de agua dulce de la misma altura. Si se conectaran ambas columnas por debajo, el agua salada fluira hacia la columna de agua dulce. El proceso se detiene cuando la columna de agua dulce se hace mayor, la presin aumenta y consigue igualar a la intrusin de agua de mar. Si se extrae toda el agua dulce, el agua salada inunda el acufero y resulta muy difcil de recuperar.

EL FENMENO DE LA INTRUSIN MARINAEn un acufero costero, existe una relacin de equilibrio natural entre el agua subterrnea dulce del acufero que descarga al mar y el agua salada de origen marino que pugna por penetrar tierra adentro (Custodio, 1995 y 2004), y que usualmente lo hace en forma de cua apoyada en la base del acufero dada su mayor densidad. La penetracin de esta cua depender de las caractersticas del acufero: geometra, propiedades hidrulicas (permeabilidad, nivel piezomtrico, etc.) y ser funcin inversa del flujo de agua dulce que a lo largo de la costa descarga al mar. La intrusin marina es un proceso dinmico, donde el frente de agua salada avanza tierra adentro en los periodos de menor recarga del acufero y retrocede hacia el mar cuando la recarga es mayor.

Este equilibrio natural puede verse alterado por la accin humana al modificar la descarga de agua dulce al mar, fundamentalmente debido a extracciones por bombeos del acufero, provocando un descenso de la superficie piezomtrica y en consecuencia la penetracin de la cua de agua marina tierra adentro. Otras modificaciones del ciclo hidrogeolgico, que alteren las entradas en el acufero, como por ejemplo la construccin de presas en el cauce de un ro que alimente un acufero, pueden tambin alterar el equilibrio agua dulce - agua salada. Se puede definir por tanto, la intrusin marina, como el movimiento permanente o temporal del agua salada tierra adentro, desplazando al agua dulce, como consecuencia de una disminucin del flujo de agua dulce hacia el mar debido a la intervencin humana.

Esta intrusin provocar el aumento de la salinidad en las aguas subterrneas con la consiguiente contaminacin del acufero costero y la limitacin de su aprovechamiento para determinados usos. Pero esa invasin de agua marina puede producirse de diferentes formas, siendo las ms frecuentes: el avance horizontal de la interfase hacia el interior (general o zonal, segn Lpez-Geta, 1995), y el ascenso vertical en forma de cono (upconing) de la interfase a favor de pozos o sondeos en los que tiene lugar un bombeo intensivo (Morell, 1989).

Existen otros mecanismos de salinizacin diferentes de la intrusin marina, que pueden producirse individualmente o acompaar a la intrusin, como la disolucin de sales y lixiviado de minerales, evaporacin, mezcla con otras aguas salinizadas procedentes de pasados procesos de intrusin o presencia de aguas congnitas asociadas a los sedimentos de origen marino, vertidos industriales, etc.

ESTUDIO DE LA INTRUSIN MARINAEl estudio de la intrusin marina se puede abordar de forma simplificada, considerando al agua salada y al agua dulce como dos fluidos inmiscibles en contacto mediante una superficie de separacin neta o brusca entre las dos aguas. Esta superficie terica se denomina interfase. Esta simplificacin permite calcular la posicin terica del contacto agua dulce - agua salada de forma sencilla (Tood, 1960).

La forma ms realista de abordar este estudio es la de considerar el agua dulce y el agua salada como dos fluidos miscibles, de tal forma que el paso de un fluido a otro se produce a travs de una zona de mezcla o zona de transicin. Las caractersticas qumicas y fsicas de esta zona dependern del grado de mezcla en cada punto y los procesos qumicos que se produzcan con la matriz del acufero; la anchura de la zona de mezcla depender de las caractersticas hidrodinmicas del medio y de la difusividad y dispersividad del acufero, y en funcin del grado de explotacin se producir un mayor o menor avance de la interfase. Por tanto podemos considerar la posicin de la interfase como una variable de decisin a tener en cuenta a la hora de gestionar los recursos del acufero.

Fueron Ghyben (1889) y Herzberg (1901) los primeros que establecieron una frmula para estimar la profundidad de la interfase salina. Para ello consideraban al agua dulce y salada como dos fluidos de diferente densidad separados por una interfase neta. Para su clculo se consideran las siguientes simplificaciones: 1. Existencia de un equilibrio hidrosttico entre los fluidos; 2. La superficie de separacin entre el agua dulce-salada es plana; 3. No existen gradientes verticales de carga, y 4. No existen prdidas de carga del agua de mar en su avance tierra adentro. Con estos condicionantes, el equilibrio entre los dos fluidos se produce cuando:

Siendo:: densidad del agua dulce (=1000 gr/: densidad del agua salada (=1025 gr/H: altura del nivel piezomtrico sobre el nivel del mar.z: profundidad de la interfaz respecto al nivel del mar.Por tanto:

Es decir, por cada metro de agua dulce (representados por la superficie piezomtrica) sobre el nivel de mar en un determinado punto, la interfase se sita a una profundidad de 40 metros. Este valor es aproximado y vara entre 50 y 33 metros para densidades del agua de mar comprendidas entre 1,020 y 1,030. Esta ley de Ghyben-Herzberg se cumple de forma ms satisfactoria en las zonas alejadas de la costa. En las zonas cercanas a la costa se obtienen profundidades menores a las reales.

Posteriormente Hubbert (1940 y 1953) considera el fenmeno de intrusin desde el punto de vista dinmico. No considera al flujo horizontal como Ghyben-Herzberg, debido a que en las proximidades de la costa existe un estrechamiento de la descarga de agua dulce al mar (morfologa de cua), que produce un incremento de la velocidad y por tanto un gradiente en cota superior al deducido para el flujo horizontal.

En cuanto a la calidad del agua, la mezcla de agua dulce y agua de mar produce un incremento en la salinidad del agua subterrnea. Por otro lado, esta agua de mezcla reaccionar con la matriz del acufero.Estos procesos modificarn la composicin qumica del agua. Existen tambin otros procesos de salinizacin que pueden acompaar a la intrusin marina, siendo interesante discriminar en qu medida acta cada proceso.Por otra parte se pueden producir en los acuferos otros procesos de salinizacin diferentes a la intrusin marina. Aguas salinas de diferentes orgenes pueden mezclarse con el agua dulce. Estas aguas pueden ser salmueras provenientes de la evaporacin directa del agua del mar, aguas connatas o de formacin, aguas fsiles, aguas volcnicas y aguas termales con unas facies qumicas caractersticas, que tambin pueden aumentar la salinidad del acufero.

EFECTOS INDESEABLES DE LA INTRUSIN SALINAEntre los efectos indeseables se destacan: reas del acufero inutilizadas por elevada salinidad, abandono de captaciones, necesidad de buscar nuevas reas de explotacin, ascenso posterior de niveles freticos con problemas de inundacin de stanos de edificaciones cercanas a la lnea de costa, etc.En lo posible se debe evitar la ocurrencia de la intrusin salina, ya que la recuperacin de los acuferos puede ser muy costosa. No obstante, existen diversas metodologas para lograr la recuperacin de las reas afectadas. Entre estas metodologas se destacan la construccin de barreras fsicas en la lnea de costa; implementacin de barreras hidrulicas de inyeccin; recarga artificial, reduccin de los volmenes de explotacin de agua subterrnea; reubicacin de los pozos de explotacin y depresin de la cua salina por bombeo.

EVALUACIN DE LA VULNERABILIDAD DE ACUFEROS COSTEROSA diferencia de otros procesos de contaminacin, que se producen desde la superficie del terreno hasta el nivel fretico, la intrusin salina causada por el mar es un fenmeno de migracin lateral. Los mtodos actuales para evaluar la vulnerabilidad de acuferos slo toman en cuenta la migracin vertical de contaminantes. El mtodo GOD (Foster and Hirata, 1988) y el mtodo DRASTIC (Aller et al, 1987) han sido ampliamente usados en distintos escenarios del mundo para evaluar la vulnerabilidad de acuferos a los impactos antrpicos. Sin embargo, en su forma normal no son aplicables a la evaluacin de la vulnerabilidad de un acufero por intrusin marina. Bacanegra et al (2001), propuso 2 nuevos indicadores, el SEA-GIndex y el SEA-Dindex, que estn orientados a evaluar la intrusin salina lateral y no tienen en cuenta el movimiento vertical de contaminantes desde la superficie del terreno, por tanto, no incluyen las variables de suelo y zona no saturada. La implementacin de uno de estos indicadores se encuentra en el artculo "vulnerabilidad a la intrusin marina de acuferos costeros con ArcGis