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l::r:cas geomatemáticas en Hidrogeología: aplicaciones en Cuba tn srigaciones hidrogeológicas en Cuba, pp: 2541 I.s D.M. Arellano, M.A. Gómez-Martír¡L Antigüedad.1997 TÉcNIcAs GEoMATEMÁTIcns EN HIDRoGEoLoGíA: APLIcAcIoNEs EN cUBA [-.F.Molerio León(r]; M.G. Guerra Oliva{1}; E. Flores Valdés(1}; E. Rocamora Alvarez(r}; M. Núñez Laffittee);Y. Portuondo López(r); J.C. Batista(r) gpntro de Hidrología y Calidad de las Aguas (CENHICA), lnstituto Nacionat de Recursos Hidráuticos " Empresa Nac¡onal de Perforación y Construcción, lnstituto Nacional de Recursos Hidráulicos RESUMEN Se presenta un resumen de ¡os resultados de la aplicación, en Cuba, de un conjunto de técnicas ;eomatemáticas como:Procesamiento Cartográfico y Digital de lmágenes Aeroespaciales y Mapas -opográficos (fotos aéreas, folosradar, fotos multiespectrales, mapas base); Análisis Estadístico Uni I Multivariado y Técnicas de Reconocimiento de Patrones; Teoríadel MandoAutomalizado en Sstemas Abiertos, con retroalimentación, sometidos a acciones aleatorias; Física (Iermod¡nám¡ca) :e losProcesos lrreversibles; Técnicas de la Teoría de la lnformación, de la Lógica Combinator¡a No =crmalizada (Booleana), de la Teoríade Errores y Evaluación de Incertidumbre, y de la Lógica Fol¡valente; Técn¡cas de Cartografía Automatizada con reducc¡ón de incertidumbre espacial en la r-,üerpolación-extrapolación (kriging, co-kriging y conjuntos fuzzy) y Matemática Fractal, :lemplificándose con un grupo de casos de estudio queilustran las potencialidades de talesrecursos ratemáticos en la prospección hidrogeológica. ABSTRACT -his paperresumes the main results of the application, ¡n Cuba, of a set of geomathemat¡cal :echniques like: cartographic and aerospatial imagery digital processing (aerial, radar, multispectral ,rnages andtopographical maps); uni and multivariate stat¡stical analysis; pattem recognition; theory ¡f the automatic commandof open feed-back systemsunder random inputs; non-equilibrium ]termodynamics; combinatory non-formalised (Boolean) logics; error and uncerta¡nty assessment ireory;automatic mapping withspatial uncertainty reduction (kriging, co-kriging andfuzzysets) and =¡-aclal mathematics. The useof those techniques is illustrated with several case studies. INTRODUCCIÓN La prospección hidrogeológica es una actividad costosa contra la cual las probabilidades de éxito deben ser cuidadosamente balanceadas. La búsqueda de aguas subtenáneas en =ntidad y calidad suficientes para satisfacer la demanda creciente de la población, industria, turismo, agricultura y recreación es la etapa previa que requiere :ualquier programa de desarrollo económico y social. Lasfuentes de aguaasí localizadas, rcnjuntamente con el acuífero o sistema hidrogeológico al que pertenecen, son luego nonitoreadas, sistemáticamente, paragarantizar el mantenimiento de la calidad, prever su deterioro y actuar paraevitar su agotamiento. Por ello, prospeccióny monitoreo de las aguas subterráneasson tareas ndisolublemente ligadas. El costo de ellas debe garantizar la máxima eficiencia en la nformación que se deriva de estos trabajos. Es decir, unatarea de la mayor importancia es nnejorar la relación costo-beneficio de la búsqueda, aprovechamiento y manejode los r;ecursos hidráulicos subterráneos.

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l::r:cas geomatemáticas en Hidrogeología: aplicaciones en Cubatn srigaciones hidrogeológicas en Cuba, pp: 2541I.s D.M. Arellano, M.A. Gómez-Martír¡ L Antigüedad. 1997

TÉcNIcAs GEoMATEMÁTIcns EN HIDRoGEoLoGíA: APLIcAcIoNEs EN cUBA

[-.F. Molerio León(r]; M.G. Guerra Oliva{1}; E. Flores Valdés(1}; E. Rocamora Alvarez(r};M. Núñez Laffittee); Y. Portuondo López(r); J.C. Batista(r)

gpntro de Hidrología y Calidad de las Aguas (CENHICA), lnstituto Nacionat de Recursos Hidráuticos" Empresa Nac¡onal de Perforación y Construcción, lnstituto Nacional de Recursos Hidráulicos

RESUMENSe presenta un resumen de ¡os resultados de la aplicación, en Cuba, de un conjunto de técnicas;eomatemáticas como: Procesamiento Cartográfico y Digital de lmágenes Aeroespaciales y Mapas-opográficos (fotos aéreas, folos radar, fotos multiespectrales, mapas base); Análisis Estadístico UniI Multivariado y Técnicas de Reconocimiento de Patrones; Teoría del Mando Automalizado enSstemas Abiertos, con retroalimentación, sometidos a acciones aleatorias; Física (Iermod¡nám¡ca):e los Procesos lrreversibles; Técnicas de la Teoría de la lnformación, de la Lógica Combinator¡a No=crmalizada (Booleana), de la Teoría de Errores y Evaluación de Incertidumbre, y de la LógicaFol¡valente; Técn¡cas de Cartografía Automatizada con reducc¡ón de incertidumbre espacial en lar-,üerpolación-extrapolación (kriging, co-kriging y conjuntos fuzzy) y Matemática Fractal,:lemplificándose con un grupo de casos de estudio que ilustran las potencialidades de tales recursosratemáticos en la prospección hidrogeológica.

ABSTRACT-his paper resumes the main results of the application, ¡n Cuba, of a set of geomathemat¡cal:echniques like: cartographic and aerospatial imagery digital processing (aerial, radar, multispectral,rnages and topographical maps); uni and multivariate stat¡stical analysis; pattem recognition; theory¡f the automatic command of open feed-back systems under random inputs; non-equilibrium]termodynamics; combinatory non-formalised (Boolean) logics; error and uncerta¡nty assessmentireory; automatic mapping with spatial uncertainty reduction (kriging, co-kriging and fuzzy sets) and=¡-aclal mathematics. The use of those techniques is illustrated with several case studies.

INTRODUCCIÓN

La prospección hidrogeológica es una actividad costosa contra la cual las probabilidadesde éxito deben ser cuidadosamente balanceadas. La búsqueda de aguas subtenáneas en=ntidad y calidad suficientes para satisfacer la demanda creciente de la población,

industria, turismo, agricultura y recreación es la etapa previa que requiere:ualquier programa de desarrollo económico y social. Las fuentes de agua así localizadas,rcnjuntamente con el acuífero o sistema hidrogeológico al que pertenecen, son luegononitoreadas, sistemáticamente, para garantizar el mantenimiento de la calidad, prever sudeterioro y actuar para evitar su agotamiento.

Por ello, prospección y monitoreo de las aguas subterráneas son tareasndisolublemente ligadas. El costo de ellas debe garantizar la máxima eficiencia en lanformación que se deriva de estos trabajos. Es decir, una tarea de la mayor importancia esnnejorar la relación costo-beneficio de la búsqueda, aprovechamiento y manejo de losr;ecursos hidráulicos subterráneos.

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L.F. Molerio León; M.G. Guerra Oliva; E. Flores Valdés; E. Rocamora Alvarez; M. Núñez Laffitte; Y. Porh¡ondot J.C. Batista

En 1995, por ejemplo, Cuba ha invertido unos $250 000.00 en tareas de prospección,aproximadamente $ 4 000 000.00 en perforación de pozos y $ 1 000 000.00 en trabajos demonitoreo del régimen de las aguas subtenáneas. A 50 000.00 U$D ascienden lasinversiones en componentes y reactivos para garantizar estos trabajos.

La relación costo-beneficio en la actualidad está a favor de los costos. Tal situacióndeberá revertirse en el futuro inmediato mediante la optimización de las técnicas deprospección y monitoreo. Para ello, los autores han aplicado o desanollado un conjunto detécnicas de prospección geomatemática que, convenientemente ensayadas y mejoradassistemáticamente desde 1983, han contribuído a:

" Optimizar la red de monitoreo de niveles de las aguas subtenáneas en términos delmlnimo número de pozos de la red y mínima frecuencia de las observaciones ymediciones que garanticen la máxima informatividad.

* Reducir los costos de los trabajos de prospección hidrogeológica, mediante laidentificación de las áreas con mayores perspectivas para una determinada demanda decalidad y cantidad de agua.

* Incrementar la efectividad de la perforación de pozos para abasto en zonas pocoacuíferas (por lo común asociadas a zonas ganaderas del país), donde el riesgo deperforación no fértil y de demanda insatisfecha son tan altos como el 6070.

* Simular el desanollo de las redes de cavemas para la ubicación de fuentes de abastoen zonas de difícil acceso y elevada complejidad hidrogeológica, como ocure en las zonasde montañas cársicas del país.

TÉCNICAS EMPLEADAS

Para lograr estos objetivos se ha introducido y conjugado, en la práctica hidrogeológicanacional, un conjunto de técnicas de procesamiento matemático de la informacióndocumental existente (con la consiguiente reducción de los costos de adquisición denueva información). Estas técnicas tienen, en conjunto, las propiedades siguientes:

1. Resultan invariantes respecto a la escala temporal y espacial.2. Incrementan la informatividad sin necesario crecimiento del número, tipo y frecuenciade las mediciones.3. Reducen la subjetividad del investigador, al disponerse de métodos numéricos declasificación.4. Permiten discriminar adecuadamente las variables y objetos a investigar, con unamedida de información y, por ello, de certidumbre.5. Favorecen el descubrimiento de las regularidades en los procesos y, por ello,contribuyen al descubrimiento de las leyes que los rigen.

Las técnicas empleadas son del siguiente tipo:

1. Procesamiento Cartográfico y Digital de lmágenes Aeroespaciales y MapasTopográficos (fotos aéreas, fotos radar, fotos multiespectrales, mapas base).2. Análisis Estadístico Uni y Multivariado y Técnicas de Reconocimiento de Patrones.3. Teoría del Mando Automatizado en Sistemas Abiertos, con retroalimentación.sometidos a acciones aleatorias.4. Física (Termodinámica) de los Procesos lrreversibles.5. Técnicas de la Teoría de la Información, de la Lógica Combinatoria No Formalizada(Booleana), de la Teoría de Erores y Evaluación de Incertidumbre, y de la LógicaPolivalente.

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6. Técnicas de Cartografía Automatizada con reducción de incertidumbre espacial en lainterpolación - extrapolación (krig¡ng, co-kriging y conjuntos fuzzy).7. Matemática Fractal.

APLICACIONES DE LA METODOLOGíA

Hasta el presente, el autor y sus colaboradores han aplicado esta metodología a laresolución de los problemas y tareas siguientes:

Simulación del Desarrollo Espacial de Redes de cavernas en zonas de montaña:

al para bÚsqueda de aguas subterráneas de abasto a Pan de A¿úcar (pinardel Río, cuba).bl para búsqueda de aguas subterráneas de abasto a Valle Ancón (pinar del Río, Cubaj.cl para orientación de la exploración espeleológica del Sistema Cavemario Majaguas-Cantera (Pinar del Río, Cuóa).d/ para orientación de la exploración hidrogeológicaKarfúkovo (Bulgaria).

y espeleológica en la Meseta de

el para validar el modelo en zona inexplorada (Sistema del Trou-du-Glaz. Dent-de-Crolfes, Fnncia).il para orientar pruebas de trazadores fluorescentes (Gran Caverna de Santo Tomás,Pinar del Río, Cuba).gl para definir las fuentes de contaminación del manantial de Los portales (pinar delRío, Cuba).hl para búsqueda de aguas subtenáneas al poblado de Moncada (Pinar del Río, Cuba).

optimización de la Red de Monitoreo de Niveles de las Aguas subterráneas:

a/ cuenca de Vento (Ciudad de la Habana, Cuba).b/ cuenca Ariguanabo (La Habana, Cuba).c/ cuenca Jaruco (Habana, Cuba).d/ cuenca Aguacate-M 1 (Habana-Matanzas, Cuba\.e/ cuenca La Cana (Las Tunas, Cuba).

optimización de Ia Red de Monitoreo lsotópico de las Aguas subterráneas:

a/ cuenca Juraguá (Cienfuegos, Cuba).b/ cuenca Santa Cruz (Pinar del Río, Cuóa).

Caracterización de las Fuentes de Contaminación de las aguas subterráneas osuperficiales:

a/ del Manantial de los Portales (conjugado con el Modelo de Simulación de Cavernas,ya mencionado).b/ del río Santa Cruz del Norte (Habana, Cuba\.

Prospección Hidrogeológica:

a/ Abasto a Cárdenas (Matanzas, Cuba).b/ Valoración de fuentes de abasto en Las Galápagos (Ecuador, en apoyo a Ia EMp!-FAR).c/ Abasto a Cayo Saetía (Holguín, Cuba, en apoyo a la EMp!-FAR).

orientación de la Perforación de Pozos en Rocas de Baja permeabilidad:

a/ Vertientes (Camagüey, Cuba).b/ Vidot (Camagüey, Cuba).

Calibración de Modelos Matemáticos de Simulación:

a/ Modelo AQUIMPE para la cuenca de vento (ciudad de La Habana, cuba\.

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L.F. Molerio León; M.G. Guerra oliva; E. Flores Valdés; E. Rocamora Alva¡ez; M' Núñez Laflitte: Y Portuondo; J'c' Batista

Diagrama de fluio de operaciones para la apticacíÓn de la metodología

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DIAGRAMA DE FLUJO DE OPERACIONES PARA LA APLICACIÓN DE LAMETODOLOGíA

El diagrama de flujo presentado muestra, solamente, las operaciones fundamentales.Para cada uno de los casos anteriores, se ajusta en función del problema a resolver. Talajuste se efectúa en la fase de establecimiento de las funcionales de disciminación.

CASOS DE ESTUDIO

El desanollo de la base física y matemática del conjunto de técnicas empleadas escapade los objetivos del presente por razones obvias de espacio. Se ha preferido presentar,brevemente, algunos casos de estudio de aplicación de las mismas y discutir sus ventajas ylimitaciones.

Simulación del Desarrollo Espacial de Sistemas de Cavemas. Caso Valle Ancón, Pinardel Río, Cuba

Identifrcación del problema:

Esta aplicación fue una de las primeras del modelo. Fue realizada en 1982, con elobjetivo de satisfacer la demanda de 5 l/s al poblado de Valle Ancón, al norte de Viñales.Varias perforaciones y aforos de pozos fueron realizados infructuosamente al no poderseencontrar aguas con suficiente calidad y cantidad para el abastecimiento, pese a que lostrabajos de geofísica de superficie habían detectado posibilidades en elfondo delvalle.

Solución v Resultados:

Se aplicó el conjunto de técnicas de procesamiento de imágenes aeroespaciales,documentación de campo de la red de grietas, simulándose la distribución de conductosacuíferos más importantes, lo que permitió ubicar, aforar, muestrear y poner en operación,en un tiempo mucho más breve que con las técnicas tradiclonales, una fuente de abasto de35 /A en lazona (fig. 1).

Simulación del Desarrollo Espacial de Sistemas de Cavernas. Gaso SistemaGavemario Majaguas-Cantera, Pinar del Río, Cuba

I de ntifi caci ó n del p roble ma:

Se trata de identificar, sobre un sistema cavemario, parcialmente conocido (35 km degalerías), las perspectivas de la exploración espeleológica a fin de emprender nuevascampañas de investigación.

Solución v Resultados:

Se aplicó el correspondiente modelo para la simulación de cavemaS, validado sobre lainformación cartográfica del sector conocido del sistema. La conespondencia entre galeríassimuladas y reales, para tal.sector conocido, fue del 85% en términos de posición, longitudy orientación. La simulación dio como resultado, 45 km adicionales de galerías, 5 de loscuales ya han sido corroborados por la exploración directa del macizo. Las figs. 2 y 3muestran el sistema real y el simulado.

Simulación del Desarrollo Espacial de Sistemas de Cavernas. Caso Trou-du-Glaz,Dent de Crolles, Francia

I de ntificaci ó n del p rob lema:

Se trata de validar la parte de la metodología conespondiente al Modelo de Simulaciónde Cavernas sobre un s¡stema de cavernas desconocido para el autor, partiendo sólo de la

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información documental disponible, sin participación en exploración directa ni validaciónsobre el terreno.

Solución v Resultados:

La validación se real¡zó sobre la base cartográfica más reciente del sistema. Lacorrespondenc¡a entre galerías simuladas y reales fue del 82o/o en términos de posición,,longitud y orientación. La fig. 4 muestra los resultados de la simulación y el sistema real,respectivamente.

Optimización de la Red de Monitoreo de Niveles de las Aguas Subterráneas yCalibración de Modelo de Simulación del Acuífero. Caso de la cuenca de Vento(Habana, Cuba)

I de ntifi caci ó n del p ro blema:

La cuenca de Vento es una de las fuentes fundamentales de abastecimiento de agua ala Ciudad de La Habana. La Red Informativa de Monitoreo de Niveles, que es la que seemplea para el s¡stema de control de la cuenca (a partir del Gráfico de Control de Balancede las Aguas Subtenáneas), está compuesta por doce pozos con frecuencia mensual demuestreo, un grupo complementario de pozos no informativos con la misma frecuencia, yotros con frecuencia semestral. En total, la cuenca, de 428 km' de superficie esmonitoreada por 25 pozos, con un costo anual de adquisición y procesamiento del dato de$ 126.48/año. El objetivo central es identificar el mínimo número de pozos, que graranticenpor su posición en el sistema igual o mayor informatividad, con la menor frecuencia demuestreo y, por tanto, con el menor costo de adquisición y procesamiento del dato.

Fig. 1. Mapa general de ubicación de Valle Ancón, Viñales, Pinar del Río.

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Tecnicas geomatanaticas en Hidrogeología: aplicaciones en Cuba

Fig. 2 Red de cavemam¡ento simulada de la Siena de San Carlog Sr.sferna Cavemar¡o Majaguas-Cantera, Pinar del Río, Cuba.

Fig. 3. Red de galerías subtenáneas del Sisfema Cavemario Majaguas-Cantera, Pinar del Río,Cuba.

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Fig. 4. Red real y simulada de conduc'tos subtenáneos del Trou du Glaz, Derú de Crolles, Franc¡a

Solución v Resultados:

Se identificaron f/es zonas d¡fercnfes, de manera que la cuenca no puede sercaracferizada, parE¡ su manejo, por un solo Gtáfrco de Control de Balance, s¡no por trcs. Elnúmero de pozos de la Red Informativa anterior se redujo de '12 a 10, requiriéndose otrosdos en sitios diferentes y cuyos parámetros de diseño y posición fueron identificadosmediante evaluación de incertidumbre, clasificación numérica y cartografía automatizada.La frecuencia de muestreo se amplió a ciclos mensuales y aún semestrales, con laconsiguiente reducción de los costos de adquisición del dato básico (combustible yequipos), de manera que el equivalente, con un incremento de la informatividad a un 94,5oloes, ahora, de $ 30.08/año, unas cuatro veces y media menos Un ahorro considerable detiempo y fondos fue logrado, también, insertando la información de salida del modelogeomatemático, como dato de entnda de las variables regionalizadas de la estructura delc¿¡mpo de propiedades físicas del acuífero en la calibración del modelo AQUIMPE. La fig. 5muestra los resultados.

Prospección Hidrogeológica. Gaso de Abasto con Agua Subterránea a la ciudad deCárdenas

Identifrcación del problema:

Se trata de precisar la zona perspectiva para incrementar, en unos 250 l/s, el actualabastecimiento a la Ciudad de Cárdenas. Una posibilidad es definir si la cueva que sirve deacueducto actual tiene posibilidades de suministrar un caudal mayor, otra sería identificarfuentes próximas con caudal y calidad adecuados para abasto a población y, la tercera,evaluar un tenitorio más extenso, pero más cercano a la ciudad de Cárdenas que^_aullf¡gg

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üene solución definitiva de acueducto. no puede acometerse. en la actualidad. por razoneseconómicas, dado la distancia v el elevado costo de construcción.

Solución v Resultados

El procesamiento de la información documental de archivo, unido al de la foto radar deltenitorio, permitió identificar las características de la zona y de las estructuras tectónicasmás favorables. De este modo, se definieron:

- Las grietas más acuíferas (que garantizaban caudales iguales o superiores a los 50lps), que resultaron ser las orientadas 90-270, 115(295)-135(315)' y 5(185)-10(190)",estas últimas bajando la potencialidad a 30 l/s.

- El ancho de la zona de agrietamiento más perspectiva, que resultó ser aquella cuyoancho oscilase entre los 150-200 m.

- La distancia óptima a la costa para minimizar los efectos de ¡ncremento demineralización y de cloruros en las aguas subtenáneas, estimándose la menor en 3 km y lamayor alrededor de los 7-8 km.

- La superficie topográfica (superficie de erosión) más adecuada para la prospección,que se encuentra entre las cotas 15 y 25 m s.n.m.

La fig. 6 muestra, sobre la foto radar del tenitorio a escala 1:500 000, el procesamiento -en ef recuadro- de toda la red de agrietamiento del sistema. La iig.7, en la parte superior,muestra un detalle de la interacción de la red de agrietamiento en escala aproximada 1:62500 y, en la parte inferior, la posición de las estructuras favorables para la prospección.

La reducción de área de búsqueda es notable, del orden del 50o/o y con una ceñidumbredel 97/o. La validación de campo, realizada en fres días (excluyendo otros dos deprocesamiento de la información documentaf tuvo una efectividad del 85/o oan laacuosidad v del 90%o pan la minenlización pronosticadas.

Orientación de la PeÉoración de Pozos en Rocas de Baja Permeabilidad

I dentificaci ón del p roble ma :

Esfa es una de /as fareas más impoftanfes que ha desanollado nuestro equipo detrabajo, toda vez que la búsqueda de aguas en zonas de baja permeabilidad es unproblema acuciante y de carácter universal. El problema se explica porque las rocas debaja permeabilidad (RBP) ocupan casi el 4Oo/o de las tienas emergidas del planeta y, enparticular, una parte importante de la población del Tercer Mundo vive en esos tenitorios.En las RBP, las aguas subtenáneas se encuentran en grietas o en la corteza demeteorización de las rocas (alteritas) y las limitaciones de la prospección son las siguientes:

1. No todas las grietas del mismo episodio tectónico poseen la misma acuosidadpotencial.

2. Grietas de la misma o distinta generación, con idéntica evolución geológica ogeomorfológica, no presentan acuosidades comparables.

3. Obras de captación (pozos o trincheras) próximas, no necesariamente intersectan elmismo número de grietas acuíferas.

Ello ha limitado tanto la efectividad de los pozos perforados para abasto de agua entales regiones, que a escala mundial. el índice de efectividad. es decir. Ia relación entrepozos perfondos/pozos efectivos con caudales mavorcs a cero litros por seoundo. es del45%.

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REoolsuzAm{ l€nffi rffi reEg.GcA[según M. Guerral

l',UE¡flo¡¡ MATEIfiTCA E!6 illrEES DE ltSAGtt\SSt EIERR¡rüAS[según J.C. Batista y M. Pinl

RE}Cf,Ni[{DEÍUFMTDFÉ DE ¡ÁS¡SUASSUSIEFRATGAS[según Y. Portuondol

Fig. 5. Coherencia espac¡al de los resultados de la regional¡zación mortohidrogeológica,modelac¡ón matemát¡ca y opt¡mizac¡ón de la red de monitoreo de niveles en Ia cuenca de Vento.

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Fig. 6. lmagen radar y procesamiento digital de la red de agrietam¡ento para Ia zona Varadero-Cárdenas.

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Fig.7. Detalle de Ia recl de agrietamiento (parte superior) procesada digitalmente y mapa de laszonas perspect¡vas para la prospecc¡ón de aguas subtenáneas en Varadero-Cárdenas.

En Cuba, las RBP ocupan cas¡ un 30% del tenitorio nacional, pero se asoc¡an,fundamentalmente, a zonas de desarrollo ganadero de la Cuenca Central (Villa Clara,Ciego de Avifa, sobre todo Camagüey, Tunas y Holguín). El índice de efeclividad pan elperíodo 1984-1991 está alrcdedor del 60/o pero. en Camaqüev baia al 4096. lo quercprcsenta. en términos de demanda no satisfecha no sólo un problema social o económicohl reouerioe altemativas de abastecimiento que no siemprc pueden acometese con aquasuoerficiaD. sino un costo estimado de perfonción infructuosa. a escala nacional. del ordende los 32 000 000.00 U$D.

Por tal razón, se aplicó esta metodología para la identificación de áreas perspectivas enlas zonas de Vertientes y Vidot, provincia de Camagüey.

Solución v Resultados:

La metodología permitió identificar:

1. Los factores de diseño (construcción) de los pozos que influyen en la mayor o menorefectividad de los pozos de abasto de agua, en particular, la profundidad total, laprofundidad de aparición del nivel de las aguas subtenáneas, la distancia a las estructurastectónicas más acuíferas y el abatimiento óptimo para caudales determinados.

2. Los factores geológicos y estructurales (tectónicos) que controlan la acuosidad delas tecton¡tas (RBP) de estas zonas, en términos de identificar el tipo y geometría (longitudmínima y máxima, zona de influencia, distancia al eje de las grietas, orientación de lasgrietas) de las estructuras más favorables y los caudales que deben esperarse de ellas.

3. Los índices del campo de propiedades físicas más importantes para caracterizar laacuosidad de las RBP y, en particular, la definición -como resultado complementario- deuna metodología sencilla para que el perforador identifique la profundidad óptima del pozodurante el proceso de perforación.

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El resultado, validado sobre el teneno, mediante inspección y soluc¡ón del problemainverso, tuvo una efectividad del 85%. Actualmente, la metodología se encuentra enproceso de generalización, por la Empresa Nacional de Perforación y Construcción dellnstituto Nacional de Recursos Hidráulicos, en las provincias de Las Tunas y Ciego de Avila

CONCLUS¡ONES

La aplicación de este grupo de avanzadas de técnicas matemáticas y físicas en unametodología única para la prospección y el manejo de los recursos de agua subtenánea,aún cuando necesita perfeccionarse en el futuro inmediato, ha mostrado su validez en unamplio rango de aplicación, al tratar problemas tan diferentes como la orientación de laperforación de pozos de agua en rocas de baja permeabilidad, la prospecciónhidrogeológica, la optimización de la red de monitoreo de niveles de aguas subtenáneas ola calibración de modelos matemáticos de acuíferos.

Entre las_[¡q!!4!gq más importantes deben destacarse las siguientes:* La inaplicabilidad de la lógica matemática formal a la descripción e identificación de las

roc¡s, que aún cuando se trata de un problema no resuelto intemacionalmente, no por elloes menos importante y, en nuestra metodología es tratado -y resuelto con ciertaaproximación- por asociación.

* Un problema similar se confronta con algunos principios de la Termodinámica de losProcesos lneversibles, en particular, en cuanto concieme a la aplicación de las RelacionesRecíprocas de Onsager a los procesos del macromundo, a los mecanismos de "triggering"en flujo saturado en zonas cársicas y a las relaciones entre fuezas y flujos hidrodinámicos.

En el futuro inmediato, algunas de las salidas individuales de la metodología, como ladestinada a la orientación de la perforación en rocas de baja permeabilidad, debeelaborarse como un cuerpo metodológico independiente. Otro tanto debe decirse respectoa la simulación de redes de cavemas y a la optimización de la red de monitoreo.

Lametodo|ogíaestáen@,entodoe|país,para|aso|ucióndelos problemas siguientes:

* Orientación de la perforación en rocas de baja permeabilidad: Camagüey, Las Tunas yCiego de Avila.

* Optimización de la Red de Monitoreo de Niveles: Pinar del Río, Ciudad de La Habana,Habana, Matanzas, Las Tunas.

* Prospección hidrogeológica: Matanzas.

Reconocimientos

Nuestro colectivo ha recibido la valiosa contribución y el apoyo entusiasta de numerosaspersonas en la aplicación y mejoramiento de estas técnicas. Especialmente, deseanmanifestar su reconocimiento a Mercedes Arellano, Directora del CENHICA-INRH y a JoséM. Morejón, Director de la Empresa Nacional de Perforación y Construcción del INRH, porel apoyo sostenido que le han brindado a nuestro trabajo.

A los espeleólogos que, mediante técnicas de exploración directa han validado nuestrosresultados, en especial a: Vladimir Otero, Lázaro Fiallo, Roberto Gutiénez, Gabriel García,Hermógenes Rodríguez, Carlos Aldana, Enrique Dalmau y Roberto Sánchez.

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L.F. Molerio I¡ón; M.G. Guerra Oliva; E. Flores Valdés; E. RocamoraAlvare;M. Ntlñez Laffitte; Y. Pottuondo; J.C. Batista

A sus compañeros del CENHICA y de la ENPC: Joaquín Gutiérrez, Osvaldo Banos,Yamilé Bustamante, José F. Santiago, Juan C. Batista, Ambar Menéndez, lbrahím Plaza,Emesto Varela y Jorge L. Gelabert. A los compañeros def Centro de Perforación deCamagüey por su constante apoyo.

A los especialistas del Centro de Proyectos e Investigaciones del INRH en Matanzas yde la Delegación Provincial: Katia del Rosario, Angel Chon Li y Alberto Cuéllar.

De la Empresa Militar de Proyectos e Investigaciones al Tte.Cor. Pedro J. Astraín y aCarlos M. Guilarte.

En especial, el autor principal desea manifestar su reconocimiento a su compañera, AnaM. Sardiñas, por su apoyo continuado y sostenido.

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