SECCIÓN 2: TRABAJOS Y TÉCNICAS PREVIAS EN LA...

Trabajos Y Técnicas Previas en Hidrogeología: Trabajos Y Técnicas Previas

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SECCIÓN 2: TRABAJOS Y TÉCNICAS PREVIAS EN LA INVESTIGACIÓN HIDROGEOLÓGICA.

ANTECEDENTES Cuando se inicia un estudio hidrogeológico, por poco importante que sea, lo primero que

tendremos que hacer es documentarnos todo lo posible sobre la zona a estudiar. Para ello comenzaremos por examinar detenidamente la hoja topográfica 1/50.000 ó 1/25.000. De aquí, podremos deducir la existencia de pozos, de manantiales, la red hidrográfica su importancia. De este plano, podemos deducir hipotéticamente si el lugar de estudio tiene importancia hidrológica en cuanto a su posible explotación.

Inmediatamente después, pasaremos a establecer una relación con todos aquellos

organismos oficiales y empresas que hayan podido efectuar algún estudio o perforación que de alguna forma esté relacionado con nuestra zona. Solicitaremos a ser posible, los cortes de los sondeos o pozos que se hayan realizado, atendiendo especialmente al corte geológico que habrá que considerarle con relativa exactitud y especialmente los niveles de agua y pruebas para valoración del acuífero que se hayan podido efectuar.

No debemos de olvidar consultar toda la bibliografía existente sobre el particular como

artículos, revistas en general, publicaciones que toquen directa o indirectamente nuestra zona de estudio y su entorno.

Además, habremos buscado la cartografía geológica editada en el país y, de no existir, será

necesario su confección. Sobre la geología pasamos a continuación a exponer brevemente algunas ideas.

GEOLOGÍA La geología es la base fundamental en la que se apoya todo estudio hidrogeológico. Se supone que el lector está familiarizado con todos los conceptos básicos de la geología,

por lo tanto, nos limitaremos a un planteamiento a nivel de realización del estudio hidrogeológico.

Si la zona interesada en estudiar es grande, el plano geológico a la escala 1/500.000 nos da

idea genérica y aproximada de la estratigrafía y de su litología, sabremos si abunda tal tipo de material o no.

Es obvio indicar que a menor escala mayor exactitud, en cuanto nos sea posible, debemos

manejar la E : 1/50.000 ó 1/25.000, que son los mas usuales. Si no se dispone de ella y la importancia del estudio lo requiere, habrá que confeccionarla.

El manejo de la foto aérea existente de cualquier zona y en casi todos los países, permite

una mejor valoración e interpretación geológica y esencialmente, observar los rasgos


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geomorfológicos de la zona que estemos considerando. La geomorfología y la fotografía aérea, constituyen pues una herramienta importante.

Es interesante destacar que en hidrogeología, es necesario saber distinguir entre materiales

permeables e impermeables y su grado de porosidad. Dentro de los materiales permeables, será importante determinar la estructura geológica, el examen de las fallas que puedan constituir barreras hidrogeológicas, la existencia de anticlinales y sinclinales, al objeto de eliminar metros de acuíferos sin saturación. Son estos criterios tectónicos importantes, para la ubicación de los sondeos de reconocimiento con fines hidrogeológicos, y de las posibles captaciones.

De la cartografía geológica, pasaremos a la confección de los cortes hidrogeológicos

previos a los definitivos, de los que hacemos referencia más adelante, aun cuando no hayamos realizado ninguna perforación, con los datos recogidos tendremos un mejor conocimiento a priori de lo que nos vamos a encontrar.

INVENTARIO DE PUNTOS DE AGUA Consiste en una recopilación de todos o casi todos los datos existentes en el campo como:

manantiales, pozos, sondeos, y ubicarlos en nuestra cartografía de trabajo, generalmente en un plano 1/50.000 o 1/25.000 (fig.2.7). El criterio de selección es importante, no deben elegirse excesivos puntos que produzcan un apelmazamiento. A ser posible, y por cada octante de la hoja 1/50.000, es suficiente con 10 ó 12 puntos bien distribuidos. El dibujo de las líneas isopiezométricas, es más fácil.

Para controlar todos los datos obtenibles de cada punto inventariado, se utilizan fichas

(fig.2.6) normalizadas en las que se pueden registrar o anotar, los datos de: profundidad, nivel piezométrico, caudales, ensayos de bombeo y en general datos de interés hidrológico. El detalle de las fichas puede verse en la figura 2.6. En estas fichas se suelen anotar además, los análisis químicos, la representación en los distintos diagramas químicos, fecha de la toma, corte geológico del sondeo (si existe), diagramas interpretativos de los ensayos de bombeo, registros de rayos gamma, RS y PS, si los hay.

Las fichas se clasifican atendiendo a la hoja 1/50.000 ó 1/25.000 por tres números, el

primero corresponde a la hoja, el segundo al octante y el tercero al orden de entrada, dentro del octante (fig. 2.7).

Por ejemplo: 560.4.2 Hoja: 1/50.000 núm. 560, octante núm. 4 y el segundo punto

inventariado en el octante mencionado. Las fichas son conservadas para realizar mediciones periódicas de niveles durante el año

o posteriores años, dato importante para conocer la variación interanual de los niveles piezométricos.


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fig. 2.6


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Se suele utilizar un convenio para la representación de estos puntos en las hojas topográficas, el que figura en la tabla 2.3 Los datos más importantes de cada punto se representa en rectángulos, como puede verse en la figura 2.8.

fig. 2.7 Inventario de puntos de agua


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Tabla 2.3

Puntos de agua

Condiciones hidrogeológicas de los puntos de agua en el inventario para su representación gráfica


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fig.2.8.- Modalidad de un inventario de puntos de agua; se indica la naturaleza del punto y sus caudales En el informe hidrogeológico que se redacte, las fichas con el contenido de cada una de

ellas, suele constituir uno de los anejos. Otra colección suele quedar sin encuadernación para la observación posterior de los niveles de agua en los puntos inventariados. Es frecuente adjuntar en el inicio del anejo que referimos, un cuadro resumen de las características de todos los puntos.

CORTES HIDROGEOLÓGICOS Un corte hidrogeológico no es más que un corte geológico con la escala vertical muy

exagerada, donde se han representado todos los sondeos y pozos que entren en el trazado de dicho corte y se han representado los niveles de agua de todos estos puntos.

Con la geología obtenida, sondeos facilitados por los distintos organismos y el inventario

de puntos de agua realizado, contamos con los suficientes datos para confeccionar todos los cortes necesarios y poder tener un esquema del funcionamiento del acuífero o acuíferos. Es obvio indicar que el criterio para trazarlos, vendrá en función del mayor numero de puntos que pueda representarse y de la investigación hidrogeológica que haya de resolverse.

Los sondeos se representarán con una columna lito-estratigráfica y niveles piezométricos

correspondientes. Los pozos se representarán con los niveles obtenidos, con objeto de establecer la línea piezométrica del acuífero. En la parte superior de cada punto vendrá representado el análisis químico, frecuentemente se utiliza el diagrama de Stiff, y si se ha realizado algún ensayo de bombeo, se indicarán los parámetros obtenidos: transmisividad y coeficiente de almacenamiento.

Respecto a las escalas se suele utilizar la vertical muy exagerada, son frecuentes la 1/500,

1/1.000 y 1/1.500. Como consecuencia de este cambio en la verticalidad nos vemos forzados a utilizar escalas horizontales como 1/10.000, 1/15.000 y 1/ 25.000( fig. 2.9).

PLANOS DE ISOPIEZAS Isopieza es una palabra abreviada que procede de isopiezometría. Las líneas

isopiezométricas o isopiezas resultan de unir o interpolar todos los puntos que tengan igual nivel piezométrico.

Se dibuja posteriormente a la realización del inventario de puntos de agua, ya que en la

parte posterior de la ficha , en el apartado de hidrología, viene anotada la medida relativa del nivel. Ahora bien, nosotros necesitamos representar en la hoja topográfica que estamos utilizando 1/50.000 ó 1/25.000, el nivel absoluto de cada punto. El nivel absoluto se obtiene restando a la cota del terreno, el valor obtenido en la medición del nivel del punto (fig. 2.6).

¿cómo se obtiene la cota?, dependerá de si el estudio que estamos realizando se encuentra

situado en la costa o en el interior.


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fig. 2.9 Detalles de de un corte hidrogeológico

Obsérvese los niveles de agua en los sondeos, plano de referencia, datos de transmisividad y calidad química del agua


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fig. 2.10 Si es en la costa, convendría que la nivelación que hagamos sea con taquímetro o nivel. Si

es en el interior, no es necesario emplear instrumentos de precisión, será suficiente un altímetro que ajuste hasta el metro.

Imaginemos que tenemos situados todos los puntos inventariados con su nivel absoluto,

para dibujar las isopiezas procederemos tal como en las figuras 2.10 y 2.11.

fig. 2.11

Como se observará, se establece entre punto y punto una proporcionalidad, la división de los segmentos no es necesario realizarla con el escalímetro, es suficiente con dividirla aproximadamente.


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¿Qué separación debe existir entre las isopiezas? Es función de la escala que estemos utilizando, si es la hoja 1/ 50.000 en la costa, por los problemas de intrusión marina que puedan existir es conveniente que las líneas se tracen de metro en metro como mínimo. En el interior, con que se dibujen a intervalos de 5 m es suficiente (fig. 2.12). Si la escala fuera 1/200.000 ó 1/100.000, serían suficientes separaciones de 10 y 15 metros.

¿Cuantos planos de isopiezas deben dibujarse? Si es posible, serían conveniente dibujar

uno en época de estiaje y otra en época de lluvias. En estudios regionales de larga duración es interesante dibujar dos por cada año, con objeto de observar la variación de niveles. Este criterio tiene especial interés cuando los estudios están localizados en las zonas costeras como hemos referido anteriormente(fig. 2.13 ).

Deducciones del plano de isopiezas. Las principales son: - La dirección del flujo

La dirección del flujo se obtiene trazando la perpendicular a las isopiezas dibujadas. Es interesante su determinación, especialmente cuando la forma de las líneas nos produce un drenaje subterráneo que tiende a confluir en un punto. Por el contrario, puede ser una advertencia negativa en el caso de dispersión ( figs. 2.4,2.5,2.6,2.7 y 2.8)..

- El gradiente hidráulico y por tanto la mayor o menor permeabilidad del acuífero.

Si consideramos dos puntos situados en una recta de máxima pendiente en el sentido del flujo, se puede determinar el gradiente hidráulico. En el caso de la figura 2.4.

- En zonas costeras puede determinarse la importancia que pueda tener la intrusión marina

y deducir los flujos de entrada más importantes.

Ejemplo 2 Si la distancia medida entre dos puntos es 450 m y la diferencia de nivel entre dos puntos

es 1 m, el gradiente hidráulico será:

% 0,22 0,0022450

1 I ===

Podemos deducir de los planos de isopiezas valores de la permeabilidad de una forma

cualitativa, así por ejemplo, si observamos un apretamiento de líneas isopiezas se traducirá en una disminución de la permeabilidad, ya que el gradiente hidráulico habrá aumentado y por tanto, K habrá disminuido, por el contrario, líneas isopiezas muy separadas se traduce en una permeabilidad alta.

fig. 2.12

Plano de isopiezas indicando el sentido del flujo (gentileza del Dr. F. Corchón)


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fig. 2.13


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En la figura 2.13. Obsérvese los conos de depresión producidos por fuerte bombeos, deducidos del plano de isopiezas. Realizado por el autor.

PLANOS DE ISOPACAS Las isopacas son líneas que unen puntos de igual espesor. No siempre puede

confeccionarse un plano de isopacas, para ello se necesita un cierto número de sondeos mecánicos que sirvan de apoyo geofísico para correlacionarlos.

En la figura 2.14 se representa un plano de isopacas deducido de un inventario de

puntos realizado en una terraza de reducido espesor, apoyados en una serie de sondeos de pequeña profundidad.

fig. 2. 14

Plano de isopacas de la terraza del Torrejón de Ardoz, realizado por el autor. En la figura 2.15 se recoge el detalle del espesor del cretácico en un relieve en cuestas

existente al norte de Madrid. La construcción de un plano de este tipo es costosa económicamente, pero puede, junto

con el plano de isopiezas, darnos conclusiones importantes sobre la zona de estudio, especialmente en lo que respecta a la ubicación de sondeos.


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fig. 2.15


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CRITERIOS PARA LA UBICACIÓN DE SONDEOS MECÁNICOS DE RECONOCIMIENTO En la mayoría de los casos, la realización de sondeos mecánicos en hidrogeología, es

necesaria por razones: - Económicas La realización de un sondeo es mucho más económica que la de un pozo, conviene

asegurarse en la medida de lo posible, que la construcción de la captación va estar asegurada. - Geológicas Nos sirve para comprobar las hipótesis geológicas que se habían establecido, por lo tanto

obtendremos del testigo extraído del sondeo, la serie estratigráfica necesaria para completar nuestros cortes o determinar los cambios imprevistos.

- Hidrológicas Durante la realización del sondeo podemos efectuar una serie de pruebas, que aseguren

que el punto considerado es positivo o no, para realizar una captación, la ubicación de un sondeo implica una cierta responsabilidad, que conviene estudiar antes de su realización.

De la geología, el inventario de puntos de agua, plano de isopiezas y plano de isopacas,

auxiliados con los cortes hidrogeológicos, podemos decidir la situación del sondeo o sondeos mecánicos, comenzando a resolver y eliminar los interrogantes planteados.

El criterio fundamental que debe regir en todo hidrogeológo es buscar zonas de máxima

saturación dentro de las zonas de mayor espesor litológico permeables. Dos planos que nos proporcionan estos datos, son el plano de isopacas y el de isopiezas. Del uno disponemos del espesor, del otro conocemos la dirección del flujo. Así, si encontramos un caso de convergencia de isopiezas y máximo espesor con saturación, no dudaríamos en instalar el sondeo.

De no disponer de planos de isopacas, nos supeditaríamos a los cortes geológicos,

inventario de puntos de agua e isopiezas. Evidentemente, de lo que no debemos prescindir es de un inventario de puntos de agua, porque caso de que la zona fuera muy pobre en información, habríamos de ubicar sondeos para que nos suministraran los datos que no disponemos, también es cierto, que estos mismos puntos se convertirían, en parte del inventario.

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