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Instituto TecnológicoGeoMinero de España
EffnWLECnC=M DE K=DOIOGIA DEETEI WACION DEL TIIIM DE TRA flO DE
EN IA ZCi M SATQRADA CCMBASE PARA IA REALIZACI DE mw DE
VULIMERABrLIM
(Clave 264/1990)
MINISTERIO DE INDUSTRIA Y ENERGIA 3 ,7o09
SUPER PROYECTO AGUAS SUBTERRANEAS N! 9005
PROYECTO AGREGADO ESTUDIO DE CONTAMINACION ACUIFERO4 Ni 320
TITULO PROYECTO Establecimiento de metodologia de determinación de
tiempo de transito de contaminantes en la zona no saturada como
base para la realización de mapas de vulnerabilidad.
N" PLANIFICACION 264/90 N= DIVISION AGUAS, G.A.
FECHA EJECUCION INICIO 20.07.90 FINALIZACION 20.12.90
INFORME (Titulo):Establecimiento de metodologia de determinación de
tiempo de transito de contaminantes en la zona no saturada como
base para la realización de mapas de vulnerabilidad.
(MEMORIA)
CUENCA(S) HIDROGRAFICA(S)
COMUNIDAD(ES) AUTONOMAS
PROVINCIAS
EMPRESA CONSULTORAEPT1SA
n«>ICZ
TOMO I MEMORIA
1. IPTI'RODÜOCICTi
2. IOS ACEt TES Y 1CDOS DE OXNTA)D JCION
2.1. Los agentes de contaminación
2.1.1. contaminantes ideales/contaminantes reales
2.1.2. características, clasificación y persistencia de los
contaminantes más frecuentes
2.2. Los modos de la contaminación
2.2.1. La contaminación desde superficie
2.2.2. La contaminación desde la zona no saturada
2.2.3. La contaminación en la zona saturada
3. EL PAPEL DE IA ZOMA NO SATURADA EN IA PROTEOC.ION DEL AOfl}1
Sü81IItRAI
3.1. Definición de la Z.N.S. Límites
3.2. Características
3.3. Algunos parámetros para los materiales de la Z.N.S.
3.3.1. Definición de parámetros
3.3.2. Facilidad de cuantificación de los parámetros
3.3.3. Métodos e instrumentos necesarios para la
obtención de los parámetros
3.3.4. Tablas de los valores más usuales
3.4. La recarga de los acuíferos
3.4.1. Tipos de recarga
4. EL EPI!O DE VULIMABILIDAD
4.1. Definición . Limitaciones: agente , medio , paciente
4.2. Necesidad de valoración cuantificada
4.3. Parámetros de valoración
4.4. Determinación del tiempo de tránsito en la Z.N.B.
5. LA CZPMVGPJWrIA DE LA VULMERABILIDAD
5.1. Antecedentes
5.2. Definición y objetivos
5.3. Criterios de cuantificación. Propuesta.
5.4. Exigencias y limitaciones
5.5. Seleocion de fórmulas simplificadas
5.6. Los datos de bases: litología,, espesores, etc.
5.7. El grado de vulnerabilidad
5.7.1. Clasificaciones realizadas
5.7.2. Clasificación propuesta
5.8. situaciones especiales:
5.8.1. Zonas de bcdDeos
5.8.2. Zonas de recarga por ríos, lagos, riego, etc.
5.8.3. Zonas de recarga profunda: intrusión marina
5.8.4. Otras zonas especiales
5.9. Maqueta tipo : leyenda y simbología.
5.10. Operatividad y limitaciones en el uso de los mapas
5.11. La organización del programa de cálculo
6. APLICACICN A CASO TIPIFICADO
6.1. Descripción geológica de la zona de estudio
6.2. Descripción hidrogeológica de la zona de estudio
6.3. Aplicación del progr=a
6.4. Sensibilidad
6.5. Resultados: MM DE VULNERABILIDAD
7. COtLUSIONES
8. NUEVAS INVESTI( IONES
9. BIBLIOGRAFIA
TOMO II ANEJOS
- RESUMENES DE LAS PUBLICACIONES COT+16[TV DAS
T O M O III MANUAL D E U S U A R I O
- DFSCRIPCION DEL MA
- DISQUETE COSA IDOS ROCEDIldIII�TI'OB DEL PROGRN
DOCUMENTACION COMPLEMENTARIA
- ARTICULDS SELEOCICMO6 DE LA BIBLIOGPAFIA
- FICHAS DE OpJ32 ACION DE LAS CAPikCTERISTICAS DE LOS RESIDUOS TOICICOS
- Compuestos inorgánicos
- Compuestos orgánicos
1
1. IIJI�DDOI�1
En las circunstancias actuales puede resultar tópico insistir,, tanto
en la importancia del agua subterránea oc4tio fuente de atención a una de-
manda progresiva en todos los campos de actividad humana, cato en el
riesgo de deterioro de su calidad a que, como c�ia de dicha acti-
vidad, está sometido este recurso.
En la dinámica actual de agresión intensificada, resulta evidente la
imperiosa necesidad de proteger la calidad del agua subterránea, amenaza-
da por todas las formas posibles de contaminación, tanto puntual ccam
difusa.
Como solución eficaz se propugnan los denominados metodos preventi-
vos. Desgraciadamente estos métodos llegan a ser aplicados en muy conta-
das ocasiones por falta de una planificación adecuada, ponderada con cri-
terios de riesgo.
Prcbablemente, la primera medida realista de protección preventiva
del agua subterranea consiste en la determinación objetiva del grado de
exposición o susceptibilidad a la contaminación o, en términos más usua-
les, de la vulnerabilidad del agua subterránea, traducida a términos de
"tiempo de intervención" disponible ante una circunstancia probable de
contaminación.
En este campo trabaja actualmente toda la ccaiainidad internacional y
a él quiere incorporarse este proyecto, tratando de establecer métodos
sencillos y operativos de evaluación de este "tiempo de intervención",
2
relacionado directamente con el tiendo que un contaminante emplazado en
superficie tarda en llegar a la zona saturada o zona sensible del acuífe-
ro.
Sobre esta base se define el objetivo crlobal y primordial de este
proyecto: desarrollar un método o instrumento, sencillo y operativo , ca-
paz de medir el riesgo de inación del agua , causado por
sustancias dispuestas sobre o cerca de la superficie, mediante el cálculo
del tiempo de tránsito de dichas sustancias a través. de la zona no satu-
rada de forma que permitan una respuesta rápida frente a casos de conta-
minación inesperados o un asesoramiento objetivo en casos de planifica-
ción, sin necesidad de recurrir a herramientas sofisticadas que dilaten
las respuestas y las soluciones.
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2. LOS AGENTES Y )' COS DE LA CONT CIC21
Teniendo en cuenta el objetivo primordial de este trabaj o, se hace
indispensable dejar bien claros los conceptos básicos de partida. Por
ello, si se pretende cuantificar el riesgo a la contaminación del agua
subterránea, habrá que definir en primer lugar, los conceptos de agua
subterránea y contaminación, así como el de calidad íntimamente ligado al
de contaminación.
Según la Directiva del Consejo de 17-XII-1979, relativa a la protec-
ción de las aguas subterráneas contra la contaminación causada por sus-
tancias peligrosas (80/68/CEE), el agua subterránea es toda agua que se
encuentre bajo la superficie del suelo en la zona de saturación y en con-
tacto directo con el suelo o el subsuelo.
El término calidad del agua queda definido, según Bach-
mat y Collin (Israel Hydrological Service, 1987), como el "grupo de valo-
res de parámetros físicos, químicos y biológicos del agua subterránea
relativos a la elección de valores que definen una categoría de uso da-
da", o sea, para definir el uso al que puede ser destinada: consumo huma-
no, agrícola, industrial, etc.
El término contaminación , se define de muy diferentes formas. Por
ejemplo, según la Directiva del Consejo de 17-XII-1979, relativa a la
protección de las aguas subterráneas contra la contaminación causada por
sustancias peligrosas (80/68/CEE), se entiende por contaminación el ver-
tido de sustancias o de energía efectuada por el hombre, directa o indi-
rectamente, en las aguas subterráneas y que tenga consecuencias que pue-
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dan poner en peligro la salud humana o el abastecimiento de agua, dañar
los recursos vivos y el sistema ecológico acuático o perjudicar otros
usos legítimos de las aguas.
Según la Ley de Aguas, título III, Cap. 1°: Normas generales, de
1986; se entiende por contaminación la acción y el efecto de introducir
materias o formas de energía , o inducir condiciones en el agua que, de
modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su ca-
lidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica.
Otras definiciones menos específicas consideran que un agua está
contaminada cuando la ccgtsición o el estado de sus aguas son directa o
indirectamente modificadas por la actividad del hanbre, tal que su utili-
zación se ve restringida para todos o algunos de aquellos usos para los
que podría servir en su estado natural.
En este estudio es preferible optar por una definición amplia y cla-
ra, basada en la definición dada para calidad del agua; por ello se defi-
ne contaminación como la adición al agua de alguna sustancia con capaci-
dad de alterar una calidad de agua dada, con lo que disminuiría su valor
usual.
2.1. IIJS AGQTPFS DE IA CORMMUCIC
2.1.1. Contan+inantes ideales/contara * tes reales
De lo que se puede deducir de las definiciones anteriores, el número
de agentes o sustancias (contaminantes reales) capaces de contaminar son
innumerables; pero si además, a cada uno de ellos se le añaden variables
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cano concentración inicial, lugar de enlazamiento, etc... tendría que
realizarse un estudio de la protección del agua subterránea para cada
caso en concreto ya que la susceptibilidad a la contaminación será dife-
rentes en cada caso.
Como el principal objetivo es de orden práctico , se deberá limitar
al máximo el número de contaminantes y el de las restantes variables, a
fin de obtener órdenes de magnitud cuantificables con los parámetros más
fácilmente obtenibles.
Es lógico pensar que, según el contaminante de que se trate, el
tiempo de tránsito a través de la zona no saturada va a variar. Para cada
contaminante las características o parámetros principales que van a in-
fluir en el cálculo del tiempo de tránsito pueden resumirse en:
1.- Su concentración inicial
2.- Capacidad de degradarse (relacionada con su vida media)
3.- Capacidad para ser retenido
4.- Emplazamiento, en relación con la zona no saturada.
Los problemas que surgen en el cálculo del tiempo de tránsito son
fundamentalmente los siguientes:
No se tiene un conocimiento exacto de las características enumeradas
arriba para cada contaminante, y su estudio llevaría mucho tiempo.
Aún conociendo las características y parámetros enumerados arriba,
para cada contaminante, la elaboración de la fórmula para calcular
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el tiempo de tránsito tendría que contemplar todas esas variables,
por lo que se convertiría en una fórmula caiplicada y poco maneja-
ble, que se alejaría del objetivo primordial de este estudio.
La solución operativa , por tanto , pasa por limitar el número de con-
taminantes y parámetros a los casos más sencillos y generalizar dentro de
ellos a las condiciones más desfavorables.
Así se deberá optar por considerar un contaminante que por sus pro-
piedades , características, etc, proporcione un mayor riesgo de contamina-
ción del agua subterránea. Traduciendo este riesgo a tiempos , este conta-
minante será aquel que menos tiempo tarde en llegar al agua subterránea,
lo que representa un factor de seguridad en cuanto al tiempo de que se
dispone para operar, en caso de contaminación, puesto que cualquier otro
contaminante real tendrá un tiempo de tránsito mayor.
Las características y propiedades de un contaminante "ideal" , con-
servativo e inerte serían las siguientes:
Una capacidad de reducción muy pequeña o nula
Una capacidad de ser absorbido muy pequeña o nula
Una vida media muy larga
Una concentración inicial muy grande
Además, en cuanto al medio y las condiciones hidrodinámicas el em-
plazamiento debe ser cercano a la superficie del agua subterránea y tener
una velocidad de flujo muy alta.
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Aún conociendo las características de todos ellos sería muy difícil
determinar el contaminante ideal en cuestión , ya que además, cada día van
apareciendo nuevos contaminantes y más peligrosos . Por ello, esto se pue-
de simplificar aun más, sustituyendo la elección del contaminante por la
de un elemento que posea las características mencionadas anteriormente:
ideal, conservativo e inerte. A efectos de cálculo este elemento va a ser
un trazador ideal con las mismas características hidraúlicas que el AGUA
PURA.
Esto se justifica porque , además de poseer las características que
debe poseer un contaminante " ideal", su abundancia , distribución e impor-
tancia para la vida hacen que sea el elemento químico más y mejor conoci-
do de la tierra y, por tanto, se conocen todas sus propiedades físicas y
químicas, constitución, cciportamiento, etc. De esta forma, el estudio
del cálculo del tiempo de tránsito a través de la"zona no saturada, va a
ser más fiable que con cualquier otro contaminante "ideal". Así, por
ejemplo, si t=ardo como contaminante el agua la posibilidad de contami-
nación de un acuífero es baja, (en función del tiempo que se tarda en
alcanzar el nivel freático), sea cual sea en la práctica el contaminante
que actúe, la posibilidad de contaminación será todavía menor.
Otra de las ventajas de usar el agua pura como un contaminante
"ideal", reside en que, en muchos casos se podrán comparar los resultados
obtenidos por aplicación de la fórmula elegida, con otros diferentes,
tanto teóricos como empíricos, gracias a la existencia de tablas en las
que se estiman diversos parámetros o estudios de la velocidad del agua en
el suelo.
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Los aspectos principales que pueden variar de manera radical la in-
fluencia de un contaminante en el agua subterránea son la concentración
inicial y el emplazamiento.
En cuanto al papel de la concentración inicial , hay que aclarar en
primer lugar su concepto , que en este caso , es la concentración que
tiene un elemento en el momento en que entra en el terreno. Esta
concentración va a ir variando a medida que atraviesa el terreno, en
dirección a la capa de agua subterránea. Una vez atravesada la zona
no saturada es necesario que, ese elemento , posea una "capacidad
residual de afección o agresión" (CRA) suficiente en el instante
justo de llegar al límite inferior de la zona no saturada, para que
el agua se considere contaminada. La concentración que debe tener
tal elemento para que su C.R.A . sea suficiente vendrá dada , (optan-
do, al igual que antes, por el peor de los casos), por la mínima
concentración de dicho elemento que sea suficiente para que el agua
subterránea se considere contaminada , siempre que pueda llegar en un
tiempo razonablemente corto.
Por otra parte , el emplazamiento del elemento contaminante es indi-
cativo de la distancia que existe entre éste y la superficie del
agua subterránea . De este valor va a depender el tiempo de tránsito
o de residencia en la zona no saturada . De esta forma, el tiempo de
actuación será distinto frente a un foco de contaminación en la su-
perficie del terreno, que si éste se encuentra en la zona no satura-
da, o si está ya en la zona saturada, y singularmente del espesor de
la zona no saturada.
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El ritmo del tránsito del contaminante ideal se verá condicionado
por la presencia y cantidad de agua , puesto que ésta servirá de vehículo.
La cantidad de agua circulante en la zona no saturada estará condicionada
por la lluvia y por los riegos , como factores fundamentales de la infil-
tración.
2.1.2. Características, clasificación y persistencia de los-
-más frecuentes
- Características de las sustancias tóxicas
A pesar de que a efectos de cálculo se ha optado por un contaminante
ideal que posee las mismas características y propiedades hidraúlicas que
el agua, se ha incluido una guía-resumen que, mediante fichas individua-
les, recoge las características de los contaminantes más usuales, así
carro datos de su origen , efectos, concentraciones máximas permitidas,
niveles-guía, etc. (Fig.: 2.1 : Fichas de las características de las sus-
tancias tóxicas.)
En lo referente a concentraciones y niveles-guía, éstos están toma-
dos de la "REGIAN ENTACION TECNICO-SANITARIA (R.T.S.) (Real Decreto 1139/-
1990 de 14 de Septiembre)", relativa a la calidad de las aguas destinadas
al consumo humano.
Este decreto fue realizado para armonizar la legislación Española
con las de la Cartamidad Económica Europea (CEE) .
Fig.:2.1 :Fichas de las característicasde las sustancias tóxicas(Según M.O.P.U. Dirección general del medio ambiente, 1982)
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: ACETATO DE AMILO FORMULA: CH3 COO C5H11SINONIMO: U- amilacetato , I-pentanol acetato, ester amiloacético.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/ 14-9-90 ):0.2 Ag/1
DETECCION FISICA: Liquido incoloro , inflamable , olor a fruta
ORIGEN: Esencias de perfumes y frutas , perlas , seda , cuero artificial,lacas, industrias , textiles , fotografía , disolventes..
SOLUBILIDAD: 1800 mg/1 a 202C.
TOXICIDAD: Absorción por inhalación.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: ACETATO DE BUTILO FORMULA: CH3 COO (CH2 )3 CH3SINONIMO : Butiletanoato
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90):0.2 µg/l
DETECCION FISICA: Líquido incoloro.
ORIGEN: Disolventes , lacas, plásticos , vidrio de seguridad , fotografía,cuero artificial, sombreros de paja y cosméticos.
SOLUBILIDAD: 14.000 mg/ 1 a 20 2 C.
TOXICIDAD: Por inhalación.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE : FORMALDEHIDOSINONIMO: Formalin , oxometano y metanal.
FORMULA: HCHO
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/ 14-9-90 ):0.2 µg/1
DETECCION FISICA: Gas incoloro
ORIGEN: Desinfectante , grabado de vidrio, agricultura , textil, laca, tin-te,curtido , goma , plástico , elaboración de cerveza , papel y tinta.
1 II SOLUBILIDAD: Altamente soluble.
TOXICIDAD: Por inhalación e ingestión.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: DICLORURO DE ETILENO FORMULA : CH2 Cl CH2 ClSINONIMO: Eteno dicloruro , 1, 2-dicloretano.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90):0.1 µg/1
DETECCION FISICA: Líquido aceitoso, incoloro , olor a cloroformo.
ORIGEN: Síntesis orgánica , extintores de incendios , eliminadores de pintu-ras, limpieza en seco , fumigante , goma , disolvente e insecticida.
SOLUBILIDAD: 8.690 mg/ 1 a 20 2 C, 9.200 mg/1 a 02C.
TOXICIDAD: Por inhalación e ingestión.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE : CLORURO DE METILENO FORMULA: CH2 C12SINONIMO : Diclorometano y dicloruro de metileno.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/ 14-9-90 ):0.1 µg/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro , olor etéreo.
ORIGEN: Refrigerante , plásticos , eliminadores de pinturas , disolvente yanestésico.
SOLUBILIDAD : 20.000 mg/ 1 a 204C , 16.700 mg/1 a 259C.
TOXICIDAD: Por inhalación e ingestión.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: BENCENOSINONIMO : Benzol.
FORMULA: C6H6
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90):0.2 µg/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro, altamente refractivo, con olor típico.
ORIGEN: Manofactura de estireno y fenol detergentes , químicos , orgánicos,pesticidas , fuel para aviones, gasolina , químicos fotográficos.
SOLUBILIDAD: 1.780 mg/ 1 a 209C.
TOXICIDAD: Por inhalación , ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: CLOROFORMO FORMULA: CHC13SINONIMO: Triclorometano.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/ 14-9-90 ):0.1 µ/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro.
ORIGEN: Manufactura de anestésico y producto farmacológico , para fumigan-te, disolvente, extintores de circuitos electrónicos , insecticida.
SOLUBILIDAD: 8.000 mg/ 1 a 20 2 C, 9.300 mg/ 1 a 259C, 10.000 mg/1 a 159C.
TOXICIDAD: Por inhalación e ingestión.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: OXILENOSINONIMO : 1,2-dimetilbenceno.
FORMULA: ( CH3)2 C6 H4
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90):0.2 4g/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro, muy refractivo, inflamable , olor dulce
ORIGEN: Manufactura de ácido y anhídrido ftal ic*o, de ácido tereftalico pa-ra poliester , gasolina para avión , caucho , tintes , insecticidas.
SOLUBILIDAD: 175 mg/ 1 a 20 2 C.
TOXICIDAD: Por inhalación y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE : FURFUROL FORMULA: OH CCHCHC CHOSINONIMO: Furfurole, 2-furancarbonal , furfuraldehído y furole.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90):0.2 µg/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro a amarillo , olor a almendras.
ORIGEN: Síntesis orgánica , agente humectante , herbicida, goma , fungicida,disolventes y tintes.
SOLUBILIDAD: 83.000 mg/1 a 202C, 119.000 mg/ 1 a 90 2 C.
TOXICIDAD: Por inhalación.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: TRICLOROETILENOSINONIMO: Tricloruro de etileno.
FORMULA : C C12 = CH Cl
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90):0.1 µg/1
DETECCION FISICA: Gas incoloro, con olor a éter y cloroformo disolvente.
ORIGEN: Limpieza en seco, desengrasado de metales, purificación de gases,extracción por disolventes, refrigeración, cuero,industria textil.
SOLUBILIDAD: 1,100 mg/l.
TOXICIDAD: Por inhalación, ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: TOLUENOSINONIMO: ( Metilbenceno y fenilmetano).
FORMULA : ( C6 H5 CH3)
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90):0.2 µg/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro, olor desagradable a quemado o a agrio.
ORIGEN: Síntesis orgánica., explosivo , linóleo, barniz , laca, disolvente,combustible, goma, tinte, pintura, medicina,.para asfalto y nafta.
SOLUBILIDAD: 470 mg/1 a 16'C, 515 mg/1 a 209C.
TOXICIDAD: Por inhalación.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: ANILINASINONIMO: ( Aminobenceno y penilamina).
FORMULA: C6H5NH2
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA-POTABLE (RTS 1139/14-9-90):0.2 µg/1
DETECCION FISICA: Líquido aceitoso incoloro , se oscurece a pardo.
ORIGEN : Productos farmaceúticos , estabilizador químico, explosivos, solda-dura , tintes , plásticos , pinturas , barnices y goma.
SOLUBILIDAD: 34.000 mg/1.
TOXICIDAD: Por inhalación , ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: 1,1, 2-TRICLOROETANO FORMULA: CH2 Cl CHC12SINONIMO: (Cloruro de vinilo).
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90):0.1 µg/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro.
ORIGEN: Manufactura de 1,1-dicloetileno, disolventes de materia orgánica(sebos, aceites, resinas).
SOLUBILIDAD: 4.500 mg/1 a 202C.
TOXICIDAD: Por inhalación.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: TETRACLORURO DE CARBONO FORMULA: CC14SINONIMO: Tetraclorometano.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/ 14-9-90 ):0.1 4g/1
• DETECCION FISICA: Líquido incoloro.
ORIGEN : Extintor incendios, limpieza en seco, manufactura refrigerantes,aereosoles , disolventes , medicinas para veterinaria y fumigantes.
SOLUBILIDAD:• 1,160 mg/1 a•25°C, 800 mg/1 a 20QC.
TOXICIDAD: Por inhalación , ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: PERCLOROETILENOSINONIMO: (1,1,2,2-tetracloroetileno).
FORMULA: CC12 CC12
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/ 14-9-90 ):0.1 4g/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro.
ORIGEN : Limpieza en seco, disolventes para grasas , sebos, ceras, productosde limpieza , goma, disolventes de pinturas , y tinta para imprenta.
SOLUBILIDAD : 150 mg/1-
TOXICIDAD : Por inhalación e ingestión.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: PENTACLOROFENOL FORMULA : C6 C15 OHSINONIMO : No existe.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/14-9-90 ): 0.1 4g/1
DETECCION FISICA : Sólido cristalino blanco macoclinicro.
ORIGEN: Manufactura de insecticidas, algicida , herbicida , fungicida, pre-servación de la madera y manufactura de pentaclorofetano sódico.
SOLUBILIDAD: 5 mg/1 a 0°C, 14 mg/1 a 20 9 C, 35 mg/ 1 a 502C.
TOXICIDAD: Por inhalación y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: NITROBENCENOSINONIMO : Aceite de mirbana.
FORMULA: C6 H5 N02
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/ 14-9-90 ): 0.2 4g/1
DETECCION FISICA: Líquido amarillo.
ORIGEN: Manufactura de anilina y tinte , disolvente ,. productos de limpiezapefumes , químicos fotográficos , para productos de limpiar metales.
SOLUBILIDAD : 1.900 mg/ 1 a 202C, 8.000 mg/1 a 80°C.
TOXICIDAD : Por inhalación , ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: METIL ETILCETONA FORMULA: CH3 CO CH2 CH3SINONIMO : ( Mek, 2 -butanona y etilmetilcetona).
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90 ): 0.2 µg/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro.
ORIGEN : Intermediario en la manufactura de cetonas y aminas, extracción yproducción de ceras a partir de las fracciones del petróleo.
SOLUBILIDAD: 353 g/ 1 a 109C , 190 g/ 1 a 909C.
TOXICIDAD : Por inhalación.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: ACETALDEHIDO FORMULA : CH3 CHOSINONIMO : Etanol, etil aldehído , aldehído , aldehído acético.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/ 14-9-90 ): 0.2 µg/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro o gas de olor característico a fruta.
ORIGEN: Químicos orgánicos , manufactura de perfume , tinte de anilina,plás-ticos, el plateado de los espejos, fibras y productos de limpieza.
SOLUBILIDAD : Soluble en todas proporciones.
TOXICIDAD : Por inhalación e ingestión.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: ESTIRENO FORMULA : C6H5CHCH2SINONIMO : Vinilbenceno , feniletileno , etenilbenceno y cinamenol.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/ 14-9-90):0.2 4g/1
DETECCION FISICA: Incoloro , olor agradable . Usado , olor amargo,desagradable.
-ORIGEN : Manufactura de estireno , poliestireno ,. productos de limpieza,plás-ticos , resinas , aislantes y cajas protectoras.
SOLUBILIDAD : 280 mg/ 1 a 15QC, 300 mg/1 a 202C.
TOXICIDAD : Por inhalación:
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: ETILENOSINONIMO : Eteno , eterina y elailo.
FORMULA: C2H4
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/ 14-9-90 ):0.2 µg/1
DETECCION FISICA: Gas incoloro , olor desagradable a olefina.
ORIGEN : Síntesis orgánica , proceso de frutas y vegetales , soldadura yanestésico.
SOLUBILIDAD: 131 mg/ 1 a 20°C.
TOXICIDAD : Por inhalación.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: FENOL FORMULA: C6 H5 OHSINONIMO: (Acido carbólico hidroxibenceno, ácido fénico y ácido fenílico).
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90):0.2 Ag/1
DETECCION FISICA: Incoloro se oscurece a marrón-negro, olor a medicina.
ORIGEN: Ampliamente empleado.
SOLUBILIDAD : 82 g/1 a 159C.
TOXICIDAD : Por inhalación , ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: CLOROBENCENOSINONIMO : Fenil cloruro.
FORMULA: C6 H5 Cl
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/ 14-9-90 ):0.1 4g/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro , aromático a almendras amargas.
ORIGEN : Impresión de colores . Lacas, tintes , disolventes , manufactura deanilinas, insecticidas , fenal y cloronitrobenceno..
SOLUBILIDAD: 500 mg/ 1 a 202C, 448 mg/1 a 302C.
TOXICIDAD: Por inhalación , ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: ACRILONITRILO FORMULA: CH2=CH-C=NSINONIMO : Propenonitrilo y cianuro de vinilo.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/14-9-90 ):0.2 4g/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro de olor a ajo y cebolla.
ORIGEN : Goma sintética , plásticos, síntesis orgánica e insecticida.
SOLUBILIDAD : (50 g/1 a 204C).
TOXICIDAD: Por inhalación , ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: ETILBENCENO FORMULA : C6H5C2H5SINONIMO : Feniletano.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90):0.2 Mg/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro.
ORIGEN: Manufactura de estireno , acetofenosa , disolventes, constituyentede asfalto y de nafta.
SOLUBILIDAD : 140 mg/1 a 152C, 152 mg/1 a 20°C, 206 mg/1 a 152C.
TOXICIDAD: Por inhalación e ingestión.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: O-DICLOROBENCENO FORMULA: C6 H4 C12SINONIMO : 1-2 diclorobenceno.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90):0.1 4g/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro.
ORIGEN : Síntesis orgánica., agente transmisión de calor , pulido de metal,insecticida, disolvente , desodorante, fumigante , pinturas y lacas.
SOLUBILIDAD: 100 mg/ 1 a 20°C, 145 mg/1 a 252C.
TOXICIDAD: Por inhalación, ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO ORGANICO
NOMBRE: CLORURO DE ALILO FORMULA: CH2=CH-CH2 ClSINONIMO: 3-cloro-l-propeno , cloroalileno, 3-cloro-1-propileno.
CONCENTRACION MAXIMA PERMITIDA EN AGUA ' POTABLE ( RTS 1139/ 14-9-90 ):0.1 µg/1
DETECCION FISICA: Incoloro a amarillo pálido, olor a ajo.
ORIGEN: Síntesis química, perfumes sintéticos y resinas y plásticos.
SOLUBILIDAD : 100 M9/1-
TOXICIDAD: Por inhalación , ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO INORGANICO
NOMBRE: ARSENICO FORMULA: As
11 CONCENTRACION MAX.PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90): 0.05 mg/1
DETECCION FISICA: Líquido aceitoso.
11 ANALISIS : Absorción atómica. Espectrofotometría de absorción.
SOLUBILIDAD : 200 mg/ 1 para el hidruro de arsénico.
TOXICIDAD : Por inhalación , ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
1)COMPUESTO INORGANICO
iI NOMBRE: CADMIO FORMULA: Cd
CONCENTRACION MAX.PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90): 0.005mg/1
1 DETECCION FISICA: Metal blando plateado-blanco.
ANALISIS: Absorción atómica.
SOLUBILIDAD: Insoluble.
TOXICIDAD: Inhalación e ingestión por los recipientes de comidas y bebida
11 CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
11 COMPUESTO INORGANICO
NOMBRE: BERILIO FORMULA: Be
11 CONCENTRACION MAX.PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90): 2E-3 mg/1
DETECCION FISICA: Metal frágil, brillante, blanco plateado.
11 ANALISIS:
11SOLUBILIDAD: Virtualmente insoluble.
TOXICIDAD: Por inhalación y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
J COMPUESTO INORGANICO
NOMBRE: CIANUROS FORMULA: CN
ICONCENTRACION MAX.PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/ 14-9-90 ): 0.05 mg/1
DETECCION FISICA: Líquido incoloro, olor a almendras amargas.
ANALISIS : Espectometría de absorción . Absorción atómica.
SOLUBILIDAD: Altamente soluble
TOXICIDAD: Por inhalación , ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO INORGANICO
NOMBRE : CROMO FORMULA: Cr
CONCENTRACION MAX.PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/14-9-90): 0.05 mg/1
DETECCION FISICA: Metal duro gris plateado.
ANALISIS: Absorción atómica. Espectometría de absorción.
SOLUBILIDAD: Compuestos del cromo generalmente solubles.
TOXICIDAD: Por inhalación y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
If COMPUESTO INORGANICO
NOMBRE : MERCURIO FORMULA: Hg
CONCENTRACION MAX.PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/ 14-9-90 ): 0.001mg/1
DETECCION FISICA: Metal líquido a temperaturas normales plateado.
I ANALISIS : Absorción atómica.
II
SOLUBILIDAD: 20-30 ppm en 02, conteniendo agua.
TOXICIDAD: Por inhalación , ingestión y percutáneo.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO INORGANICO
NOMBRE: PLOMO FORMULA: Pb
CONCENTRACION MAX.PERMITIDA EN AGUA POTABLE (RTS 1139/14-9-90 ): 0.05 mg/1
DETECCION FISICA: Metal, pesado, ductil , blando,azul grisáceo.
ANALISIS : Absorción atómica.
SOLUBILIDAD : Virtualmente insoluble.
I I TOXICIDAD : Por inhalación e ingestión.
rCARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO INORGANICO
1J NOMBRE: ANTIMONIO FORMULA: Sb
CONCENTRACION MAX.PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/14-9-90 ): 0.01 mg/1
DETECCION FISICA: Metal plateado-blanco.
ANALISIS : Espectrofotometría de absorción.
I SOLUBILIDAD : Insoluble
TOXICIDAD : Por inhalación e ingestión.
CARACTERISTICAS DE LAS SUSTANCIAS TOXICAS DE LA R.T.S.
COMPUESTO INORGANICO
NOMBRE: SELENIO FORMULA: Se
CONCENTRACION MAX.PERMITIDA EN AGUA POTABLE ( RTS 1139/ 14-9-90 ): 0.01 mg/1
DETECCION FISICA : Roja cristalina , negra vidriosa, gris critalina metálico
ANALISIS : Absorción atómica.
SOLUBILIDAD : Virtualmente insoluble.
�I TOXICIDAD : Por inhalación , ingestión y percutáneo.
Tabla 2.2: CLASIFICACION DE LOS CONTAMINANTES SEGUN SU ORIGEN
(Según M.O.P.U. Dirección general de medio ambiente, 1982)
AGRICOLA :
ORIGEN
fertilizantes
CATIONES
NH4, Ca, K, Ha
ANIONES
Cl, P205 , SO4, NO3
ORGANICOS
Urea
Herbicidas 2,4D; 2,4,5T; Atracina
Pesticidas y fungicidas Cu, As Nitrocresoles , Organo-CL...
Excrementos de animales NH4, Cu, K, Zn. P205
AGUA DE LLUVIA : Drenaje de carreteras Cd, Pb, Ha, Zn... Cl. Aceites, Aromáticos polinucleares, Urea.
AEROPUERTOS : Descongelación NH4, Ha . Cl. Alcohol, Urea.
Limpieza de aviones . - N02 Alcohol , Aceite, Surfactantes.
ALMACENAMIENTO BATERIA : Niquel /Cadmio Cd, Ni. S04.
Plomo Pb. S04.
CARBONIZACION : Gas de hulla , de cocina NH4. CI, SO4, S03... Anilina, Cianida, fenoles, naftalina...
CUERO: Curtido y acabadoBeamhouse
Ca , Ha.Al, Cr .
Cl, S04.SO4, B03. Formaldehido , aceites sulfonados...
DISPOSICION DE BASURAS : Vertederos NH4, Fe. Cl, SO4, S03 . Acetato, Propanato.
ELECTRONICA : Fabricación del circuito impreso
Fabricación de transistores
Cu , Fe, Ha . Cl, Cr, CN.
F.
EXPLOSIVOS: Propulsores , explosiones controladas ... NH4 NO3, S04. Formaldehido, TNT, Componentes org. nitrogenados...
FARMACEUTICOS :
Detonadores .
Bases y sales , oxidación y reducción ...
Pb, Hg.
NH4, Ca , Mg, Ha . NO3, P205 , $04. Acetona , Acetato, Oxido mesitil.
FERNENTACION : Antibióticos Acetona, Antibioticos, Metil isobutilo , Quetona.
FIBRA DE VIDRIO : Insutación NN4. Formaldehido, Metanol , Fenoles, Resina.
Tabla 2.2: CLASIFICACION DE LOS CONTAMINANTES SEGUN SU ORIGEN (Continuac.)
ORIGEN CATIONES ANIONES ORGANICOS
FINALIZACION DEL METAL : Desgrasado Cu, Zn . CM, SO4, Si20 . Aminas, EDTA , Aceites, Surfactantes , Tricloroetano..
Conservación Cr,Cu,Fe,Mn , Na,Zn .. CI,Cr,CN , F,N03,S04 . EDTA , Gluconato , Heptonato, Surfactante.
Pulidor húmedo NH4. B03 , Cr, CH , S04... Jabón , Surfactante , Corrosión inhibitores...
Deposición de químicos y electroqufmicos.Cd,Cu,Pb , Ni,Ti,Zn.. Ct,Cr,CN , B03,F,P205 EDTA , Formaldehido , Hidracina , Aditivos varios.
Lustración , pulición, pasividad Cr, NO3, P205, 504. Anilina, Glicerina.
Baño caliente Cd, Cu, Zn. Cr, NO3, S04.
Coloración química, bronceado , azulado As,NH4,Ca,Cu , Pb,K.. CR , P205, S04.
Coloración anódica Al,NH4,Co,Fe , Ni,Mn . Cr, S04. Acetato, tintes , Oxalato.
Inoxidación Cr, P205. Nidrocarbonos , cetonas.
Pintura Pigmentos . Aceites, disolventes.
FOTOGRAFIA : Fabricación de películas Ag. N03 . Trazadores orgánicos.
Procesamiento Fe, Ha . B03, SO4. Agentes reductores orgánicos y otros químicos.
GENERACION DE ENERGIA : Tratamiento de agua Ha.
Transporte hidraúlico de PFA Trazador metálico.
GOMAS Y ADHESIVOS : Urea/ formaldehidoGoma y gelatina Ca.
Cl. Inhibitores.
Formaldehido, Metanol, Urea.Cl, P205, S04. S03. Gelatina, Pentactorofenol.
GOMAS : Latex (sintético) NH4.
Espumas Zn.
HIERRO Y ACERO: Conservación Fe, Mn.Lavado de gas(expLosión de horna de gas) NH4, Pb , Mg, Zn.
Escombreras (lixiviado por lluvias) Ca.
IMPRESION : Fotograbado, tito-offset...
INGENIERIA:
Si20.F.
Acrilonitrito , Antioxidante , Bactericidas...
CI, F, P205, S04. Inhibitores, Surfactantes.
Cr, CH, F, S03, S04 Naftalinas , Fenoles.
F, S, SO4, S03. Fenoles.
Cu, Fe, Pigmentos . Cl, Cr.
Lubric. y refriger . de instrum . cortantesEndurecimiento Ba, Sr, Na.Soldador NH4, Cu, Zn.
Aceites.
N02. Bactericidas , Hidrocarbonos , Aceites, Fenoles...Cianuros.
Cl.
JABONES Y DETERGENTES: Jabones Na. Cl . Acetato, Glicerol, OLeato, Palmitato...Surfactantes Na. SO4. Surfactantes.
Tabla 2.2:
ORIGEN
MADERAS: PreservaciónPreservación en seco
METALES NO FERROSOS : Fundición
MINERIA: Lavado del carbónAlmacenamientoMina de aguaEstañoPlomo/zincSales potásicas
PAPEL Y PULPA: CocinaDecoloranteFabricación del papel
PETROLEO: RefineríaDistribución
CLASIFICACION DE LOS CONTAMINANTES SEGUN SU ORIGEN (Continuac.)
PINTURAS Y PIGMENTOS : Dióxido de titanioVarios pigmentos inorgánicos
PLASTICOS Y SINTETICOS: Fenol / formaldehidoUrea y melaninaAcetato de celulosaAcrílicos
PROCESADOR DE ALIMENTOS : PurificadoresDescamación de lejías
PRODUCTOS CONSUMIDORES : DetergentesAnticonceptivos oralesCosméticos
ANIONES ORGANICOS
Fenoles.Pentaclorofenol.
Cd, Cu , Pb, Hg , Zn. F, S04.
SO4.Fe. SO4.Al,Ca,Fe,Mg,Mn ,Na. Cl, S04.As,Cd,Cu,Fe,Pb,Sn,ZnAl, Cu, Pb, K, Zn. Si20, SO4, S03.
Cl.
NH4, Ca , Mg, Ha . SO4, S03.Na. Cl, S04.Al. Cl, S04...
Ni, Na, Va. 504, S03.Pb, Zn.
Metil isobutilo, Oteato, Surfactantes...
Sulfuro orgánico , residuos de lignitos...EDTA, DTPA.Bactericidas , tintes, Retención polimérica.
Hidrocarbonos , Fenoles, Naftenatos...Etil clorato , Hidrocarbonos.
Fe. SO4. Policlorinatos bifenitos.As,Ba,Cd,Co,Cu,Fe.. CI,Cr,CN, FeCN ,SO4.. Acetatos.
NH4.
Mg. S04.
Ha.Na.
Na.
Zn.
Cresoles, Formaldehido.Formaldehido, Metamina, Urea.Acido acético.Monomero acrílico, Surfactantes.
C1,S04,P205 , Si20... Surfactantes catiónicos , lodoformos.
B03,Ct,S04,P205 , Si2O Surfactantes aniónicos , catiónicos y no iónicos , EDTA..Etinil oestradiol, Noretisterona , Norgestral y otros...Esteres.
Tabla 2.2: CLASIFICACION DE LOS CONTAMINANTES SEGUN SU ORIGEN ( Continuas.)
ORIGEN
QQ ORGANICOS PESADOS Y PETROQ4: Producción de cloruro vinílico
Q2INORG.Y FERTILIZADOR : Producción de ácido sulfúricoProducción de cloruroProducción de carbonato sódicoFabricación de fertilizantes.Producción de fósforo
TEXTILES: Limpiezas de lanas crudasLimpiezas de hilosLimpiezas de lanasPrueba de polillas ( algodón)Limpieza , decoloraciónTintes (sintéticos)Tintes
TINTES INTERMEDIARIOS : Químicos orgánicos finos
TRATAMIENTO DE AGUAS: Reblandecimiento y desmineralizaciónTratamiento de aguas residualesTratamiento de efluentes
CATIONES ANIONES
Hg.Hg, Ha. CI...Ca, Mg , Ha. Cl, S04.
ORGANICOS
1,2 dicloro etileno , Cloro vinílico...
Nexac1orobenceno.
NH4, Ca . F, N03, P205 , S04. Urea.P (pirita y catodo ) P (de ánodos)
Ha.
Ha. S04.
Lanolina , Fenol etoxilato...Fenol etoxilato, Aceites.Acetato , tintes, Surfactantes , Ablandantes catiónicos...Dietdrin...
Ha. Cl, P205, SO4, Si20. Surfactantes.Al, Cr. S03. Tintes.NH4, Cu, Ha. 2SO4, Cl, NO3, P205. Benzoato , Tintes dispersos, Fenoles, Oxalato...
Cl, N03, N02, S04 . Anilina, Morfolina , Nitrobenceno, Piridina.
Ca, Ha. Cl.NH4, Ha . CI,H03,N02,P205,S04.Ca. Cl, S04. .
VISCOSOS: Rayón y celofán, etc Ha, Zn . 504, S03. Carbono disulfato, Xantato.
10
- Clasificación contaminante según su origen
Debido al interés que alcanza el problema de la contaminación, se
considera necesario incluir una tabla con las industrias y/o sectores
industriales productores de contaminantes , al ser éstos los mayores res-
ponsables de los vertidos de productos tóxicos , debidos normalmente a un
uso indebido de productos , averías, accidentes, etc.
Esta tabla ( 2.2) presenta una relación de los contaminantes poten-
ciales inorgánicos (aniones y cationes ) y orgánicos clasificados en fun-
ción de su origen ( sector industrial).
- Vida media
Por último , se presentan unas tablas-resúmenes ( 2.3.a,b,c) de algu-
nas de las características de los contaminantes radioactivos ( isótopos)
inorgánicos , orgánicos y microbiológicos más abundantes en la naturaleza,
en las que se indican la vida media , el tiempo de vida y la concentración
máxima permitida en las aguas de algunos de ellos.
Tabla 2.3a: ELEMENTOS RADIOACTIVOS (vida media)(R.C.Weast , 1980. O.E.C.D ., 1982)
ISOTOPO VIDA MEDIA RADIACION � Cc- MAXIMA
1 (Días ) � PRINCIPAL IPERMITIDA(mg/1)j
3-H � 4.500 Beta(-)18-F 0.078 � Beta (+) � 2,2E-1024-Na 0.62 � Beta (-) � 9,1E-1132-P 14,3 Beta (-) 6,9E-1136-C1 1,6E+8 � Beta(-),(+) � 1,7E-245-Ca � 152 Beta(-) � 5,3E-1051-Cr � 26,5 Gamma 2,1E-855-Fe 1,06E+3 2,3E-756-Mn � 0,108 � Beta (-) � 1,4E-1157-Co � 267 Gamma59-Fe � 43,3 � Beta(-) � 2,1E-1060-Co � 1,9E+3 3,6E-864-Cu � 0,54 � Beta(-),(+) � 1,3E-1065-Zn � 250 � Beta(-), Gamma � 1,3E-889-Sr I 53 � Beta(-) I 2,5E-1190-Sr � 9,1E+3 � Beta (-) � 5,0E-10103-Ru � 40 � Beta (-), Gamma106-Ru � 385 � Beta(-), Gamma129-1 � 61,2E+7 � Beta(-), Gamma131-1 � 8 Beta (-) � 4,6E-11
137-Cs � 11023 � Beta(-), Gamma144-Ce � 285 � Beta (-), Gamma198-Au � 2,69 � Beta (-) ( 2,4E-10210-Pb � 9,1E+10 � Beta (-),Alfa � 2,9E-10226-Ra � 5913E+2 � Alfa,Gamma228-Ra � 255,5 � Beta(-)235-U � 2591,5E+8 ( Alfa,Gamma238-U � 1642,5E+9 ( Alfa,Gamma
238-Pu � 31536 � Alfa, Gamma239-Pu � 730E+4 � Alfa,Gamma240-Pu ( 240E+2 Alfa242-Pu 1 1387E+5 1 Alfa 1
Tabla 2.3b: PERSISTENCIA DE SUSTANCIAS ORGANICASEN SUELOS
(Según Matthes y otros, 1985)
------------------------------------------------------ORGANISMOS QUIMICOS VIDA MEDIA
Benzeno 1 añoTolueno 109.5 días
HIDROCARBONOS � Xyleno 109.5 díasEtilbenceno 109.5 díasC3 Benzeno 119 díasNaftaleno 119 días
----------- ----------------------------Diclorometano 10 años
HIDROCARBONOS 1 Triclorometano 2 añosHALOGENADOS x_1.1.1. Tricloroetano l 1 año
1 Diclorobenceno 1 1 año--------------- 1 -------------------- 1 ---------------
Clorodano 2-4 añosDDT 3-10 años
Dieldrino � 1-7 añosPESTICIDAS � Heptacloro 7-12 años
Toxafeno 10 añosDDVP � 17 días
Metil demeton S 26 díasThimet 1 2 días
------------------------------------------------------
Tabla 2.3c : TIEMPO DE VIDA DE ALGUNAS BACTERIASY VIRUS EN EL AGUA SUBTERRANEA(Según Matthes y otros, 1985)
1 BACTERIAS Y VIRUS TIEMPO DE VIDA
Coliforme bacteria 7-8 díasShigella sp. 10 - 35 días
¡ Salmonella faecalis 15-50 díasS. typhi 7-23 días
IVirus ( Polio,Hepat.) j 17-140 díasS. paratyphi j 50-70 días
S: typhimurium j 140-275 días--------------------1---------------
11
2.2. LOS 2+ e DE IA OCtYnUM 4CICE
2.2.1. La oontmminación desde la superficie
El emplazamiento del contaminante en la superficie del terreno es,
dentro de lo que cabe , el más favorable en cuanto a la protección de las
aguas subterráneas.
Las causas de contaminación desde la superficie son debidas a:
- Vertido incontrolado: esoanbros , vertidos líquidos, vertederos de
basura, abandono de animales muertos, cementerios de coches, etc.
contaminación orgánica y biológica producido por ganadería (sobre
todo en granjas).
Abuso de fertilizantes y abonos usados en agricultura...
Abandono de baterías y pilas. Pérdidas o vertidos de aceites usados
de los automóviles, etc....
Por último, y generalmente inevitables, son los accidentes tanto en
el transporte de productos contaminantes y peligrosos, cano los cau-
sados en fábricas e industrias, etc. así cato todos aquellos provo-
cados por causas ajenas al hombre, caro terremotos, inundaciones...
Dresde el punto de vista de su detección, la contaminación en
superficie presenta las siguientes, ventajas:
Visibilidad: se detectan en el manento, lo que permite actuar
irmiediatamente.
Mayor posibilidad de control, ya que es más fácil acceder a
ella, que si se produjera en el subsuelo (minas, galerías...)
12
Mayor tiempo de actuación relativa: pues en caso de contamina-
ción superficial , el espesor de la zona no saturada a atravesar
por el contaminante será mayor que en caso de contaminaciones
cuyo foco esté situado por debajo de la superficie.
En cuanto a las desventajas que posee una contaminación superficial,
frente a otra, subsuperficial, son:
Frecuencia : es, desgraciadamente , la más frecuente aunque po-
dría reducirse mucho, concienciando a la población de la nece-
sidad de protección de las aguas.
Además de la perturbación y contaminación de las aguas, supone
la aparición de problemas sanitarios, estéticos y medio ambien-
tales.
2.2.2. La contaminación desde la zona no saturada
Está referida a toda contaminación cuyo foco está emplazado por de-
bajo de la superficie del terreno y por encima de la superficie del agua
subterránea.
Las causas de esta contaminación son debidas principalmente a:
- Vertidos sólidos y líquidos incontrolados: basuras enterradas de
forma inadecuada, tanto en vertederos mal protegidos, como en esccan-
breras, vertidos industriales, ...
Contaminación a través de pozos abandonados o mal construidos.
13
Contaminación por actividades mineras por debajo de la superficie;
evacuaciones , lavaderos de minería , accidentes, ...
Contaminación por vertido incontrolado de aguas residuales cauro le-
trinas, fosas sépticas , fugas de la red de alcantarillado, etc.
Contaminación por aguas superficiales: cuando existen ríos contami-
nados que recargan a las aguas subterráneas a través de la Z.N.S.
Contaminación por intrusión marina , por movimiento permanente o tem-
poral del agua salada tierra adentro.
Al igual que en la contaminación en superficie , los casos más pro-
blemáticos son los debidos a contaminación por ríos y por intrusión, así
como todas aquellos producidos por accidentes.
Les inconvenientes de esta forma de contaminación van a ser:
La falta de visibilidad no permite actuar inmediatamente e incluso,
a veces, los efectos van a ser irreparables, por no ser detectables
antes de alcanzar el agua subterránea.
El tiempo del que se dispondrá para actuar será menor que en el caso
de contaminación ubicada en superficie , ya que el espacio que exista
entre el contaminante y el agua subterránea será inferior.
El acceso al emplazamiento del contaminante será más difícil, por lo
que la posibilidad de control disminuirá.
Aún así la contaminación en la zona no saturada puede tener algunas
ventajas relativas entre las que citamos las siguientes:
Son, en parte , menos frecuentes , sobre todo aquellas referidas a
14
,tederos , actividades industriales , vertidos , lavados, etc . suelen
ser realizados por expertos, para evitar , precisamente , cualquier
contaminación por fuga , lavado , etc. además de llevar un control
mediante inspecciones periódicas cano prevención a la contaminación.
Al contrario que los focos superficiales , los focos ubicados en la
zona no saturada, no añaden problemas de estética y, por su difícil
acceso se pueden descartar los problemas sanitarios por contacto di-
recto, etc.
2.2.3. La oonta=inación en la zona no saturada
Se conoce como tal a la que se produce directamente en el agua sub-
terránea por causas cam:
Intrusión marina directa en el acuífero .
Contaminación por recarga de aguas superficiales contaminadas (ríos,
lagunas... ), en contacto directo con las aguas subterráneas.
Contaminaciones directas a través de perforaciones mal construidas u
operadas.
Contaminaciones directas en la zona saturada pueden considerarse
también las que, aún situándose el foco en superficie o en la zona
no saturada , al encontrarse en terrenos karsticos o formaciones fi-
suradas y fracturadas , la contaminación del agua subterránea se hace
in ediata , gracias a las grietas , fracturas, etc.
Estos casos y otros parecidos son las más desfavorables en la pro-
tección de acuíferos, ya que se produce la contaminación sin tiempo sufi-
ciente para actuar.
15
3. EL PAPEL DE LA ZC ) ) SATURADA EN LA PRO'PECCICF'I DEL AGUA SUBTERRÁNEA
3.1. DF.FINICICK DE LA ZMA }Z) MUMUM (límites)
La c aposición litológica y extensión de la zona no saturada sobre
un acuífero , ceno zona a la cual los líquidos pueden percolar desde la
superficie del suelo al acuífero , tiene un papel importante en cuanto a
la protección del agua subterránea . Una supervisión apropiada de la zona
no saturada proporcionará un rápido aviso del movimiento del contaminante
hacia el acuífero y la posible acción remediadora para proteger los re-
cursos del agua ante el peligro del alcance de los contaminantes a la
zona saturada.
La zona no saturada se define como la zona que se encuentra por en-
cima de la superficie del agua subterránea o nivel piezcuiétrico y por
debajo del nivel del suelo propiamente dicho, es decir, que incluye el
suelo y la zona capilar situada inmediatamente encima de la superficie
piezométrica . En el caso de acuíferos confinados , la extensión de la zona
no saturada debe extenderse, tanto a la zona no saturada propiamente di-
cha, coito a cualquier otra zona saturada de agua y que se encuentre en la
parte superior del acuífero en cuestión.
En este proyecto solo se van a tratar las zonas no saturadas detrí-
ticas granulares, y no las carbonatadas y fracturadas, ya que éstas pre-
sentan permeabilidades de 50 a 500 veces superior al valor de la inter-
granular (Foster, 1975), y los procesos de infiltración difieren mucho de
los que se dan en las detríticas.
16
3.2 CARACTERIBTIC AS DE 1^ zcaa NO SATURADA
i,a zona no saturada ( incluyendo el perfil del suelo ) representa la
primera y más importante línea de defensa contra la contaminación de
acuíferos . Esto es debido a la 9exeralmente baja velocidad del agua en
esta zona, ya que el movimiento del agua está concentrado en los poros
más pequeños con superficies específicas grandes , y a sus condiciones
aeróbicas globales , además de sus propiedades de retención , filtración,
etc.
por tanto , la zona no saturada tiene un papel fundamental en la va-
loración de la vulnerabilidad de los acuíferos a la contaminación, por lo
que requiere una cuidadosa consideración.
La zona no saturada se caracteriza por ser "Una zona relativamente
superficial , cuyos poros no estan habitualmente saturados de agua. Una
buena parte de la infiltración no desciende hasta la zona saturada, sino
que se queda en la zona no saturada , de donde vuelve a la atmosfera por
evaporación , o de un modo cuantitativamente mucho más importante, por la
transpiración de las plantas.
El movimiento del agua a través de la zona no saturada, se caracte-
riza por su extraordinaria lentitud y. se debe fundamentalmente a la
acción gravitatoria . En el movimiento del agua, en la zona no saturada,
otras fuerzas , especialmente la tensión superficial , pueden jugar un im-
portante papel.
17
En cuanto a la distribución vertical del agua en la zona no saturada
pueden distinguirse tres subzonas : una subzona más superior sometida a
evapotranspiración, afectada por los extremos radiculares que descansan
sobre ella. El agua capilar aislada o suspendida que caracteriza esta
subzona, es la que emplean las plantas para sus funciones de nutrición y
transpiración. La subzona intermedia situada bajo la anterior, que no
está afectada por las raices de las plantas y por eso su mipacidad es
mayor, se caracteriza por contener agua de retención y agua capilar ais-
lada (después de haber perdido el agua gravífica). La subzona capilar es
la más inferior de esta zona no saturada, es la de transición a la zona
saturada propiamente dicha y alcanza un espesor que depende de las fuer-
zas capilares que hacen ascender al agua. Su limite con la subzona inter-
media puede estar muy definido o ser apenas perceptible, según el tipo
de materiales del suelo. Su limite con la zona saturada viene marcado por
el nivel freático.
3.3. ALAS PAPAHM S PARA IDO MATERIALES DE LA Z.N.S.
3.3.1. Definición de parámetros
Debido a que la Z . N. S . tiene un papel fundamental en la protección
del agua subterránea, es indispensable , además de conocer sus caracterís-
ticas, estudiar cada uno de los parámetros de esta zona , que servirán de
ayuda en la valoración de la vulnerabilidad del agua subterránea a la
contaminación.
18
El primer paso es conocer los tipos de rocas o materiales que pueden
formar parte de la Z.N.S. De entre ellos , se seleccionan solo los mate-
riales sedimentarios que, en principio , son los que interesan en este
proyecto. A efectos de tipificación litológica de la zona no saturada que
se utilizará más adelante (Capítulo 5.6) estos materiales se agrupan en
12 clases para evitar una interminable clasificación granulométrica:
1 - Suelo vegetal ( 5-10 % humus , 5-10 % arcilla)
2 - Arcilla y/o margas
3 - Limo arcilloso a limo
4 - Limo a arena limosa
5 - Arena fina a media
6 - Arena media a gruesa
7 - Arena gruesa
8 - Grava limosa
9 - Grava muy arenosa
10 - Grava fina a media
11 - Grava media a gruesa
12 - Guijarros
Una vez hecha la clasificación deberán definirse los parámetros que
van a caracterizar a cada uno de los materiales clasificados:
La distribución del tamaño del grano (de): o simplemente la granulo-
metría de un material , es la determinación del tamaño de las partí-
culas mediante el uso de tamices adecuados a cada tamaño, cuya an-
chura de malla se corresponde con una serie de grupos o categorías
previamente fijadas.
19
Profundidad del nivel del agua - espesor de la zona no saturada (H):
va a venir dado por la distancia en metros, desde la superficie del
terreno hasta la superficie del agua subterránea. El espesor de la
zona no saturada puede variar a lo largo del espacio (a lo largo del
perfil del suelo) y del tiempo. Es un factor muy importante ya que
determina el espesor de materiales que un contaminante tiene que
atravesar antes de alcanzar el acuífero .
Porosidad total ( P) es el volumen de poros del suelo dividido por el
volumen de masa del suelo. Expresado en %.
La porosidad efectiva _(o porosidad eficaz . o coeficiente de capaci-
dad específica) (n): es el volumen de agua que se puede extraer de la
roca por acción de la gravedad , por unidad de volumen del medio. Se
expresa en porcentaje (%).
La capacidad de retención específica (CRE): es el volumen de agua
que retiene el terreno después de que se ha desalojado el agua gra-
vífica por unidad de volumen del medio . Se expresa en porcentaje
( %). Es el ccatplemento de la capacidad específica.
La capacidad de campo (Sy) : es otro parámetro igual a la retención
específica, solo que expresado en peso, en vez de volumen. Es la
cantidad máxima de agua que el suelo puede retener en condiciones
tales que su drenaje esté asegurado libremente.
20
Conductividad hidráulica o pe~ilidad (K, t): es la capacidad de
los materiales para transmitir agua , a la vez que controla la velo-
cidad a la que el agua fluye bajo la acción de un gradiente hidráu-
lico. La conductividad hidráulica está controlada por las posibles
interconexiones existentes entre los materiales , es decir, que de-
pende de la porosidad . Al ser un parámetro con dimensiones de una
velocidad viene expresado generalmente en metros/día; aunque también
puede darse en cm/sg; y en darcy ( 1 darcy- 9.87*10-9 es).
Contenido de agua o humedad del suelo (0): es la cantidad total de
agua de un suelo dado que puede extraerse de una muestra en el labo-
ratorio y que será igual a la suma de los volúmenes de agua obteni-
dos de la muestra por procedimientos progresivamente enérgicos. Coan-
prende: el agua retenida por fuerzas no capilares (higroscópica y
pelicular), más el agua retenida por fuerzas capilares (agua capilar
continua y sostenida ) más el agua aravífica . El agua retenida por
fuerzas no capilares es el agua retenida por atracción eléctrica,
dado el carácter dipolar de la molécula del agua . El agua retenida
por fuerzas capilares es la debida a la tensión superficial de las
moléculas del agua con las del aire , además de la que queda retenida
por los finos canalícelos que existen en el suelo llenos del aire . Y
el agua gravífica : o agua no retenida por el suelo, es el agua que
se puede extraer de la roca por acción de la gravedad.
Densidad de masa (fb): es usada en la descripción del factor de re-
tardo en el transporte de contaminantes. Viene definida como la masa
de suelo seco (Ms) dividida por el volumen total (V) (rb = Ms/V) .
Está afectado por la estructura del suelo (grado de catpactación)
21
así caro de su humedad. Además hay una tendencia general a que
aumente con la profundidad.
Potencial gravitacional (0, y7,H)g: la energía potencial gravitacio-
nal es el potencial de trabajo que resulta de la actuación de la
fuerza de gravedad sobre una cantidad de agua pura, localizada en el
mismo punto en el espacio verticalmente diferente del punto referen-
cial. Depende de la intensidad de la fuerza gravitacional, de la
densidad del agua y de la elevación vertical del agua con respecto
al punto referencial. La energía potencial gravitacional será posi-
tiva si el volumen de agua del suelo está por encima del nivel re-
ferencial y negativa,'si está por debajo.
Energía Potencial de Presión (0, Sv,H)p : es la energía potencial de-
bido a la presión de los alrededores del fluido que actúa sobre és-
te. Este valor será el de la presión relativa. La presión potencial
dará un valor positivo bajo una superficie de agua libre (zona sa-
turada), será cero en la superficie del agua y será negativa en la
zona no saturada.
Gradiente hidráulico (I): está definido cato la relación existente
entre la diferencia de la carga hidráulica entre dos puntos de reco-
rrido y la longitud de ese recorrido.
Anisotrapía (x, y, z) : es una propiedad canín a los terrenos sedi-
mentarios debido a su propia génesis y a la presencia de intercala-
ciones de pequeñas lentejones y de materiales de pequeña permeabi-
lidad, por lo que sus propiedades van a depender de la orientación.
22
Histéris (O - " es el fenómeno que mlestra que la relación entre
la succión (presión negativa ) y el contenido de agua (o humedad del
terreno) no es biunívoca, es decir , que un misma terreno con la mis-
ma humedad puede presentar succiones diferentes en función de si
está en proceso de humedecimiento o de secado.
Curva característica de la humedad del suelo O (e) que representa
la redistribución de la humedad , es decir, la transmisión de agua
que tiene lugar en los suelos, una vez terminada la infiltración a
lo largo del perfil del suelo. Los resultados. muestran que cuanto
mayor sea el volumen infiltrado, más rápida será la redistribución.
Co=resibilidad del suelo (as): es la variación geométrica por de-
formación en sentido vertical que sufre el suelo al variar el volu-
men de agua que contiene , que hace que varíe la presión del misma.
Almacenamiento específico (Ss): es el volumen de agua que puede ce-
der un volumen unitario de acuífero.
Densidad de partícula del suelo (rs): es la masa de suelo sólido
(Ms), dividido por el volumen del suelo sólido (Vs). Se mide, por
tanto, en g/an3.
Espesor del acuífero (b) es la dimensión vertical de la zona satu-
rada , es decir, la distancia desde la superficie del agua subterrá-
nea hasta la base del acuífero .
Otros parámetros que interesan definir, son la velocidad de circula-
ción y la velocidad real de las partículas de agua, que no son propieda-
23
des del suelo sino del agua, pero ambas muy útiles para evaluar la vul-
nerabilidad de los acuíferos a la contaminación.
La velocidad de circulación (Vc): es el avance que cada partícula
del agua , a través de un medio poroso con intersticios de tamaños
variables, realiza mediante un recorrido sinuoso lento. Esta veloci-
dad es, por tanto, función de la velocidad real y de la porosidad.
La velocidad real (Vr): es la velocidad media , en una dirección, a
la cual se mueve el agua , en un volumen de medio suficientemente
grande.
3.3.2. Facilidad de cuantificación de los parámetros
Como ya hemos visto, los parámetros que intervienen en la protección
de las aguas subterraneas son muchos y variados . Pero sí se hace un estu-
dio de todos ellos vemos que se pueden separar en dos grupos dependiendo
de su importancia relativa en la protección de los acuíferos.
Por un lado, se tienen los parámetros de baja importancia, que
agrupa a todos aquellos parámetros no esenciales en la protección, por lo
que se va a prescindir de ellos, debido además a que muchos de ellos son
muy difíciles de obtener dificultando el objetivo primordial de este es-
tudio. (tabla 3.3).
Por otra parte se tienen los parámetros de alta importancia, que
agrupa a todos aquellos esenciales en la protección de acuíferos. Estos,
además , pueden obtenerse más fácilmente, mediante variados métodos, e
incluso , se puede disponer de sus valores estimados en tablas.
Tabla 3.3: LA IMPORTANCIA RELATIVA DE LOSPARAMETROS COMO PROTECTORES DE ACUIFEROS
(Milis, W. B. y otros, 1985)
SIMBOLO PARAMETRO a) BAJA IMPORTANCIA b) ALTA IMPORTANCIA
Ss ALMACENAM . ESPECIFICO x
K, y, z ANISOTROPIA x
Sy CAPACIDAD DE CAMPO X
ds COMPRESIBIL . SUELO x
K, t CONDUCTIV . HIDRAULICA X
e CONT . AGUA-HUMED.SUEL X
191(gi) CURVA HUMEDAD-SUELO X
P b DENSIDAD DE MASA X
Ps DENSIDAD DEL SUELO X
de DISTRIB . TAMAÑO-PART. X
b, h ESPESOR DEL ACUIFERO X
I GRADIENTE HIDRAULICO X
9- lo HISTERESIS X
h NIVEL AGUA - PROF.. ZNS X
p POROSIDAD X
Og,fg , Hg POTENC . GRAVITACIONAL X
pp, 1f'p, Hp POTENCIAL DE PRESION X
CRE RETENCION ESPECIFICA X
Vc VELOCIDAD CIRCULACIO X
Vr VELOCIDAD REAL X
a) Parámetros no esenciales b) Parámetros esenciales.
en la protección de acuíferos Pueden obtenerse más fácilmente;
a la contaminación. estimaciones en tablas.
24
3.3.3 MétoBoe e instruneatos necesarios para la obtención de los
Una vez elegido los parámetros esenciales para la protección de los
acuíferos, es interesante ci los métodos o instrumentos necesarios
para su obtención.
El primero de ellos es la profundidad del nivel del agua subterrá-
nea, o lo que es lo mismo el espesor de la zona no saturada.
La única forma disponible para medir los niveles del agua o niveles
piezcemétrioos es mediante una perforación que permita un acceso directo
al mismo (excepto en el caso de acuíferos libres, en los que puede ser
determinado mediante métodos geofísicos).
Las perforaciones para medir los niveles piezanétricos son los pozos
existentes en la zona, excavaciones hasta el nivel de agua y los piezcáne-
tros. También se pueden usar los accesos al acuífero que ya existan, cceno
pozos, galerías, zonas pantanosas, fuentes, vías conectadas al acuífero.
En pozos y piezcanetros, el nivel del agua se mide en general con una
sonda, consistente en una cinta metálica y un dispositivo o artificio
para delatar el nivel del agua.
Para facilitar la tarea de medir los niveles piezcmétricos se va a
trabajar con la base de datos del TIGE que proporcionará la piezcametría
histórica de los más importantes acuíferos.
25
La capacidad de cal depende de la litología, (a la cual se puede
acceder gracias a las fichas de inventario del I'I E a través de los cor-
tes geológicos ). Este parámetro es típico para cada textura del suelo y
sus estimaciones las encontramos en tablas . C7cm ya se ha comentado, este
parámetro es similar al de retención específica que, además de poder ob-
tenerlo directamente en tablas , se puede conseguir indirectamente, me-
diante la porosidad eficaz y total, puesto que:
Retención específica = Porosidad total - Porosidad eficaz.
La porosidad total es igual al volumen de espacios o huecos que con-
tiene un material sólido respecto a su volumen total, y puede calcularse
mediante métodos gravimetricos , volumétricos , ópticos y nucleares ; además
su estimación media está disponible en tablas.
Por lo tanto, solo quedaría por conocer los métodos para obtener la
porosidad eficaz los cuales vienen reflejados en la tabla 3.3.1 y 3.3.2.
Otro de los parámetros esenciales es la conductividad hidráulica o
permeabilidad , que además de venir estimada en tablas puede obtenerse por
métodos e instrumentos específicos, tanto en laboratorio cano en campo.
Dichos métodos vienen descritos en las tablas 3.3.3 y 3.3.4.
El contenido en agua a humectad del suelo es otro de los parámetros
necesarios para la protección de acuíferos . Son mucho los métodos e ins-
trm-nentos que existen para medir la humedad del suelo ; estos vienen resu-
midos en la tabla 3.3.5.
Tabla 3.3.1: METODOS PARA MEDIR LA POROSIDAD EFICAZ O CAPACIDAD ESPECIFICA
L
A
B
O
R
A
T
O
R
I
O
TECNICAS VENTAJAS INCONVENIENTES REFERENCIAS
METODO DE Apropiado para materiales Complicado para mate-SATURACION Y DRENADO no coherentes. riales coherentes.
DE MUESTRASResultados pobres para
materiales finos, dependedel tiempo del ensayo.
-----------------------------------------------------------------------------------METODO DE Puede determinarse en Briggs y Shantz, 1912
CORRELACION tablas y ábacos. Johnson, 1967
GRANULOMETRICA Preuss y Todd, 1963Rápido y fácil.
-----------------------------------------------------------------------------------------------METODO DE Apropiado para materiales Precisa de algunas Briggs y Shantz, 1912DRENADO POR finos o con poros de correcciones. Johnson, 1967
CENTRIFUGACION tamaño reducido.Debe elegirse una tempe-
ratura de referenciapara el ensayo.
-----------------------------------------------------------------------------------------------METODO DE Rápido y barato. Poco fiable: errores enSATURACION el grado de saturación.
Reducción de arcillas enel secado, no recuperable
-----------------------------------------------------------------------------------------------METODOS DE Muy usado para materiales No sirve para materiales Mustak, 1937
EXPANSION DE GAS consolidados. no coherentes. Scheidegger, 1957
Caro y difícil.-----------------------------------------------------------------------------------------------
METODO DE Muy usado en tecnología Poco preciso.INYECCION DE del petróleo.
MERCURIO No puede repetirse sobrela misma muestra.
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Tabla 3.3.2: METODOS PARA MEDIR LA POROSIDAD EFICAZ O CAPACIDAD ESPECIFICA
E
N
E
L
C
A
M
P
O
TECNICAS VENTAJAS INCONVENIENTES REFERENCIAS------------------------------ ---
METODOS DE BOMBEO Coeficiente de almacena- Barreras,heterogeneidades Custodio y Llamas, 1976Y DE RECARGA miento muy próximo a po- drenajes diferidos, etc.,
rosidad eficaz. complican interpretacióny conducen a valores
Se precisa menos tiempo. erróneos.-----------------------------------------------------------------------------------------------
METODOS DE Valores obtenidos son de Balances no siempre Custodio y Llamas, 1976BALANCE gran interés práctico. satisfactorios.
Mapas piexzométricos Valores afectados por laayudan al estudio. velocidad de variación
de nivel.-----------------------------------------------------------------------------------------------
METODOS DE Se obtienen valores muy Requieren gran cantidad Custodio y Llamas, 1976TRAZADORES ajustados de la porosidad de muestras y que ésta
Unico método directo dis-sea recompuesta.
ponible, para acuíferos Técnica cara.cautivos.
Requiere un largo periodoUtil a cualquier acuífero de observación.
-----------------------------------------------------------------------------------------------METODOS DE Sencillo . Exige la determinación Custodio y Llamas, 1976
OBSERVACION DEL de la porosidad total.DESCENSO DEL NIVEL
FREATICO En materiales finos esfunción del tiempo.
-----------------------------------------------------------------------------------------------METODO DE Sencillo . Solo aplicable a terrenos Custodio y Llamas, 1976SATURACION Y no saturados.
DRENADONecesita determinar laporosidad total: errores.
-----------------------------------------------------------------------------------------------
Tabla 3.3.3: METODOS PARA MEDIR LA PERMEABILIDAD O CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA SATURADA
EN EL LABORATORIO
METODO TIPOS TECNICA Y APLICACION REFERENCIAS
DE CARGA FIJA Se aplica una diferencia Custodio yp de nivel de agua constan- Llamas, 1976
te y se determina el cau-E dal de agua que circula.
R
M
E
A
M
E
T
R
O
S
Adecuado a muestras rela-tivamente permeables.
--------------------------------------------------------------------------DE CARGA VARIABLE Se mide el descenso de Benitez, 1962
nivel de agua aplicadoa la muestra.
Método muy rápido, peromenos preciso. Adecuado amuestras poco permeables.
--------------------------------------------------------------------------DIFERENCIAL Modificación del anterior Custodio y
para aplicación de carga Llamas, 1976hidraúlica muy pequeña.Encerrado en otra carcasapara evitar evaporación.
Presiones equilibradas.
Ti conocida y constante.
Tabla 3.3 . 4: METODOS PARA MEDIR LA'PERMEABILIDAD O CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA SATURADA
EN EL CAMPO
METODO TECNICA VENTAJAS E INCONVENIENTES REFERENCIAS
ENSAYOS DE Mediante el cálculo de la*
Caros. Custodio y LLamas, 1976b)BOMBEO transmisividad ( T = K
y conociendo bien el A veces, difíciles deespesor del acuífero . realizar : sustituidos por
datos de caudal específ.
bti ll aenese oEn generapermeabilidad horizontal.
Valor similar al obtenidocon permeámetro y a veceslos únicos disponibles.
---------------------------------------------- -- -------------------------ENSAYOS DE Introducción o extrac- Para suelo poco coherente ---> Lefranc, 1944
idDESCENSO ENPIEZOMETROS
ción de agua en cant a-des peguenas y observandoPara rocas tenaces ---> Lugeon, 1933la variación de nivel en
el tiempo. Válido para suelo en gra- USBR, 1968vas gruesas difícil mantener los niveles de agua.
Hvorslev, 1951----------------------------------------------------------------------------------------------
METODOS DE Basado en la medición Sólo pueden ser seguidos Mercado y Halevy, 1966TRAZADORES directa de velocidad real a cortas distancias ya
del agua subterránea, me- que la velocidad del Borowczyk y otros, 1966diante colorantes , traza- agua es muy pequeñadores, isótopos... obteniéndose valores de Da Costa y Bennett, 1960
permeabilidad locales.
También en laboratorio.Proctor y Marine, 1970
----------------------------------------------------------------------------------------------METODOS DE Mediante dispositivo en Aplicables a medios Muntz,SUPERFICIE superficie en el que se granulares en general
introduce agua y se mide no saturados.el caudal aportado.
Interpretación de re-En una zanja o excavación sultados limitada . Porcheten terreno se vierte agua
------------con caudal. controlado . Valor obtenido representa--------- ----------------------------------------=-----------------------------
Tabla 3.3 . 5: METODOS PARA MEDIR LA HUMEDAD DEL SUELO
VENTAJAS INCONVENIENTES REFERENCIASMETODOS
GRAVIMETRICO Muestras fáciles de tomar Muestreo destructivo . Reyñóld ór1970.El á r Ciso de los mé- ProporciO a n valor Ashcavt, 1972.---------------shcro-,97oco cisponibles . -------
puntual----------------------------------------------
NEUTRON -eld ida e humedadd in situ Procundidad resolución: Gar en
DISPERSADO indepentlcnttmeUte de su des e 1 244Q cm hhasta_ Kirkham, 1152.
es a o isico . 1'fic�e c�l suelo. Van Bavel, y1961-62
Determi a la humeda n1973.funcion �e la profun icad un origen racióáctivó Asmusséñs
No destructivo . Vachaud y otros, 197
___D_e_tectacambiosrápidosde ___T--------------------------------__ -------
A NUACION Puede dete inar,huioedQLd S���ne ye la densidad Gurr, 1962.
RAYOS in situ e2uuránalan e a su o es conocí aF rqquson Y
GAMMA pro n 1 a. y constante . Garanér, 1962.
Fác 1 £a£a obte er Método ca O nstrumeenta-cam�io temporales . cionocgmE iba óareguiere
Nofziger, 1978.
deun ral
0.
MuYeso�úcibn2-31cm�.No destructivo.
Posible registro automático
RRE II STTiIV IIAADAAD Puede dggte in anua$l res TiemDO de retraso en Thomas, 1963.
oPNIAD afuncióñspprrofun1 ajenla respuesta. Selig y otros, 1975.
p.e.:b�TToopppp
yeso Algunos aparatosestrgparatospearsepueden
GEÓFISICOSAlta precisión . .
Put en medir presione de Sens1báe a laa a succio mayor ce salinidad el suelo.
800 cme H2O ) ----------------------..............
TECNICAS Fác le de Idear cons- Da una, iDed'd directa Kirkham, 1964.
TENSIOMETRICAS fruir e instalar. lau resippon óe DDcuaC?el S.J.Richards, 1965
RaO%o de medidas de ten- de Ya fiumesad de sueloRice, 1969.Ricentre: 0 - 800 cm
de agua. Los instrum ntos u denrompper tS e urant� ta TaY11 or Y
Operabl du ante largos lnsalaclon . Ashcrott, 1972.periocos e tiempo.
Al unos , decaimienos Williams, 1978.Ti?
cgñes
uctoresipida
tra uctorescce presión.
Ada tabl en ondlc' ones Sensible a c mbiosd� hielo y eshielo, e temperatura
Tabla 3.3.6 : METODOS PARA MEDIR LA VELOCIDAD DE FLUJO DEL AGUA SUBTERRANEA
TECNICAS VENTAJAS INCONVENIENTES REFERENCIAS
METODO BASADO EN Barato . Necesita medir por Freeze Cherryt
1979DARCY
Fácil de calcular .
Mide velocidades ho-rizontal y vertical.
separado la conducta-vedad hidraúlica.
er , 1986Fet
-------------------------- ----------------------------------------------- ----------------------METODO DEL En principio , sencillo . Caro. Knutson, 1966
TRAZADOR DIRECTO Brown y otros, 1972Sólo necesita ser medidoel tiempo de tránsito .
Debe ser ajustadopara la dispersión.
Gaspar y Oncescu, 1972
Debe conocerse direcciónflujo y velocidad aproxi.para diseñar programas demuestreo de pozos.
Necesitan de periodoslargos para obtener datos.
-------------------------------------------- -------------------------------------------------METODO DE Método de bombeo. Sólo puede medirse la Halevy y otros, 1967
DILUCION POTENCIAL velocidad horizontal . Drost y otros, 1968Necesita poco tiempo. Grisak y otros, 1977
Es necesaria la observa-ción sencilla de pozos.
Klotz y otros, 1978
-----------------------------------------------------------------------------------------------MEDIDOR DEL Un método de bombeo para Bajo desarrollo . Kerfoot, 1982
FLUJO medir directamente lavelocidad del flujo. Pueden, producirse inter-
ferencias importantes de-Rápido, método de bido a la protección de
tiempo real. pozos y empaques de grava-----------------------------------------------------------------------------------------------
26
La velocidad de circulación puede ser medida por varias técnicas
(Fig. 3.3.6.) De ella va a depender el tiempo de tránsito o residencia de
los contaminantes de la Zona No Saturada.
3.3.4. Tabla de los valores más usuales
Para ahorrar trabajo y sobre todo ganar tiempo en casos de contami-
nación inesperada, conviene tener a mano unas tablas que indiquen los
valores usuales de los parámetros esenciales para la protección de acuí-
feros.
Por ello se ha recopilado en una tabla (tabla 3.3.7.) las estima-
ciones de dichos parámetros para cada uno de los 12 materiales seleccio-
nados anteriormente.
Además de los parámetros decisivos, se incluyen también valores de
otros parámetros, caro el de la velocidad real de las partículas y la ve-
locidad de circulación, que serán útiles para ccmparar con los datos que
se obtengan mediante el método elegido.
Tabla 3.3. 7� ALGUNOS PARAMETROS PARA LAS ROCASDE L A ZONA NO SA TURADA
DIÁMETRO DE LOS GRANOS
(mm)
CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA o
PERMEAOLLUDAD (m/a9)
CAPACIDAD DE RETENCION
ESPECIFICA (%)
POROSIDAD EFICAZ o
CAPACIDAD ESPECIFICA (%)
DENSIDAD DE MASA
(9/cm3)
VELOCIDAD DE CIRCULACION
(m/d(a)
VELOCIDAD REAL PARTIC.
(m/d(a)
SUELO VEGETAL < 1.10-3 5.1.10-7 10.0 10 4.7.10-4 1.3.10-3
MARGAS y/o ARCYJAS 1.10-3 - 2.5.10-3 1.1.10-E 50.0 2 1,49 4.6.10-3 2.4.10-2
LIMO ARCIL. - LIMO 2.5.10-3 - 1.10-2 1.4.10-7 20.0 10 1 .35 1.6.10-3 5.4.10-2
LIMO - ARENA LIMOSA 1.10-2 - 6.10-2 5.5.10-7 27.0 16 1.46 4.7.10-2 0.16
ARENA FINA A MEDIA 6.10-2 - 0.25 5.S•10-6 3,0 21 1 .55 0.19 0.60
ARENA MEDIA A GRUESA 0.25 - 0.65 1.650 10-5 2.5 26 1,69 1 .14 3.75
ARENA GRUESA 0.65 - 2.25 2.75.10-5 2,3 27 1,73 1.70 6.00
GRAVA LIMOSA 5. 1.10-7 15,0 15 1,54 0.27 0.72
GRAVA ARENOSA 3.5•10-5 2.0 25 1.75 3.02 10.3
GRAVA FINA A MEDIA 2.25 - 7.75 1.6.10-3 2.0 23 1.65 4.75 14.9
GRAVA MEDIA A GRUESA 7.75 - 23. 0 1.1.10-3 1,5 22 1,93 11.9 60.0
GUIJARROS 23.0 - 89.0 2.5 1. 2 19 2.00 19 .3 375.0
4 extraido de Custodio y LLamas, 1976. 1, 6 y 7 extraido de R. Heras, 19765 extraido de Morris and Jonhson, 1967. 2 extraido de Freeze y Cherry, 19793 extraido de Rehse, 1977
27
3.4. LA REC~ DE LOB ACUIMM
3.4.1. Tipos de recarga
La principal fuente de recarga del agua subterranea es el agua de
lluvia. Los procesos de recarga soez muy xmplicados en función de las
capas a atravesar. Uno de los factores más importantes y que más intere-
san, es el tiempo que tarda el agua de lluvia desde que entra en el sue-
lo, hasta que se manifiesta como fuente de agua subterránea explotable.
En principio se distinguen los siguientes tipos de recarga natural:
- Recarga en corto tiempo: ocurre ocasionalmente después de una fuerte
lluvia, principalmente en regiones sin marcada humedad y estación
seca.
Recarga estacional: ocurre de forma regular al principio del periodo
frío en regiones templadas, o durante el periodo húmedo en regiones
húmedas y secas.
Recarga permanente : ocurre en regiones hímedas coas un flujo de agua
permanente.
Recarga histórica: ocurrió hace micho ti~ y contribuyó a los re-
cursos del agua subterránea actual. Este fenómeno está ligado al
llamado tiempo de residencia del agua subterránea, definido como el
tiempo que transcurre entre el momento en que se recarga un volumen
de agua y el momento en que alcanza el nivel de agua subterranea.
Este tiempo de residencia es la clave que se propone calcular en
28
este proyecto , ya que deperxi erido de éste , así será la posibilidad
de contaminación del agua subterranea, puesto que , el agua de recar-
ga, va a arrastrar en su camino contaminantes hacia la superficie
del agua subterránea.
3.4.2. Métodos e instrtztitOe necesarios para su obtención
La medida de la lluvia se realiza mediante los pluviómetros, los
cuales miden la cantidad de lluvia recibida en el intervalo de tiempo
~rendido, entre dos lecturas consecutivas . Este intervalo suele ser
generalmente de un día.
Gracias a una red de observación a escala nacional podemos acceder a
la serie histórica de datos pluvianétrioos de la península , Baleares y
canarias . Esta red está bajo control del Servicio Meteorológico Nacional.
la densidad de estaciones climatológicas deseable depende de la to-
pografía , ya que una zona suave permite un espaciamiento mayor de las es-
taciones pero la eoonanía juega también un importante papel. En particu-
lar para las redes pluvicmétricas la Organización Meteorológica Mundial
(CW) recomienda una densidad de un pluviómetro cada 250 Rn2 en terreno
suave , que deberá aumentar cuando sea más montañoso.
También hay que considerar aquí cano recarga el agua que , procedente
de riego, se infiltra a través del terreno y alcanza el nivel de agua
subterranea. Estos casos de recarga por riego , se estudiarán mas adelante
(cap. 5.8 ) cato caso especial , así caro aquellos procedentes de curso de
aguas superficiales y los procedentes de la intrusión marina.
29
4. EL OOr1MMM De
4. 1. DEFIIaCIC EB. LI[üR�CIONLB : ADÍE, MEDIO, PACTE!=
Para un buen desarrollo de un método que pueda predecir el riesgo de
contaminación de las aguas subterraneas es necesario extenderse en el
concepto de vulnerabilidad.
Hay muchos estudios sobre la vulnerabilidad a la contaminación, e
incluso mapas que indican el grado de vulnerabilidad a la contaminación
de los acuíferos, en los que no se da una definición clara y concisa del
termino vulnerabilidad por lo que su interpretación es siempre dudosa.
En otros casos, sí se da la definición de este término, aunque a
veces es confuso, por querer abarcar varios campos a un mismo tiempo, o
es poco específico. Por ello se va a tratar ahora este término y para
ello es necesario recopilar las distintas definiciones dadas en los estu-
dios consultados.
Según el Geological Survey of Denmark ( 1983 ), se define la vulnera-
bilidad del agua subterránea cato el riesgo de que las sustancias quími-
cas, usadas o dispuestas sobre o cerca de la superficie del terreno, in-
fluyan en la calidad del agua subterránea.
Según Stavební geologie , Prague Czechoslovakia ( 1987 ), por '�h ne-
rabilidad de un sistema hidrogeológico se entiende la capacidad de ese
sistema para enfrentarse al impacto externo , natural y antiopogénieo, el
cual influye en su estado y carácter en el tiendo y el espacio".
30
Según Custodio , IAEA , Vienna ( 1990), "la Vulnerabilidad del agua
subterránea a la contaminación puede ser definida cano la sensibilidad de
la calidad del agua subterránea a actividades antropogénicas que causan
contaminación . la vulnerabilidad es una propiedad intrínseca de un siste-
ma acuífero-suelo dado y ha de ser definido por el contaminante a la ac-
tividad que sea considerada".
Según Israel Hydrological Service ( 1987), "la Vulnerabilidad del
agua subterránea a la contaminación es la sensibilidad de su calidad a
actividades antropogénicas que causan contaminación".
Según la C.E.E. ( 1980), " la Vulnerabilidad de un acuífero es la ma-
yor o menor facilidad para que un contaminante químico situado en el sue-
lo alcance la zona saturada , es decir , es la evaluación del tiempo nece-
sario para que un contaminante conservativo dispuesto en la superficie
del suelo llegue a alcanzar la capa acuífera.
Antes de dar una definición clara de lo que se entenderá por vulne-
rabilidad a la contaminación en este proyecto, se debe hacer una revisión
de los conceptos o términos que engloba.
Queda claro que casi siempre que se produce un hecho como la conta-
minación deben coexistir 3 elementos: el'agente contaminador, el medio de
propagación del agente y el paciente.
En relación al Agente contaminador habrá que tener en cuenta dos
aspectos básicos:
31
1.- El tia= de tránsito o de residencia del agente contaminador en la
zona no saturada. El peligro de contaminación es inversamente pro-
porcional a éste,"(para tiempos de tránsitos cortos , riesgo de con-
taminación mayores).
2.- la capacidad de afección . Es necesario que haya una posibilidad de
afección para que exista contaminación . la condición necesaria para
ello es que el agente contaminador llegue a la superficie del agua
subterránea, es decir , entre en contacto con ella.
El medio a través del cual se va a mover el agente para alcanzar al
paciente . Este medio va a funcionar como una barrera con capacidad de
reducción del poder agresivo inicial del agente . Tal y corro hemos visto
anteriormente , el medio aquí considerado es la Zona No Saturada cuyas
características han sido ya mencionadas.
Este elemento ( el medio de propagación del agente) puede en algunos
casos ser tan reducido que su poder cano barrera contra la contaminación
va a ser casi nulo, de forma que la zona saturada estará en contacto di-
recto con el aire , a presión atmosférica (este es el caso de acuíferos
libres no confinados o freáticos ). En este caso , y al suponer de antemano
que existe un agente contaminante . en superficie , el agua subterránea se
considera desde ese manento contaminada , por lo que el riesgo a la conta-
minación será máximo . Este estudio va encaminado hacia aquellos casos en
que coexistan los 3 elementos y, por tanto , la vulnerabilidad en cuanto
al medio dependerá del mayor o menor espesor de éste.
32
El será aquel sobre el cual recae la acción de la contami-
nación , es decir, el agua subterránea contenida en el acuífero . Dos son
también los aspectos a tener en cuenta en cuanto al paciente:
1.- El agua subterránea : debe haber en el acuífero una cantidad sufi-
ciente de agua subterránea , caro para que su explotación sirva de
fuente de suministro.
2.- La calidad del agua subterránea: es decir, el agua debe poseer una
adecuada calidad natural, referida a los parámetros físicos, quími-
cos y biológicos relacionados con su uso. En el caso de consumo hu-
mano los límites vienen fijados por la Reglamentación mico Sani-
taria.
Tras estas consideraciones , se puede dar ya una definición bastante
-concisa y clara del contenido y extensión con que se utilizará el término
de Vulnerabilidad en este estudio.
"Vulnerabilidad" : posibilidad de que un "c ntalll?na*+te ideal", que
posea las propiedades dinámicas del agua pura, depositada o lazado en
la superficie del terreno , llegue a alcanzar, en función del tien~o, el
límite inferior de la zona no saturada, de un acuífero que contenga una
cantidad de agua eoonómicaerezite explotable y una calidad de agua acepta-
ble para su consumo himan�o.
Esto permite conocer con exactitud los factores que van a intervenir
en la determinación de la vulnerabilidad. Si se examina detenidamente la
definición dada, el primer término de la definición irniica y supone la
existencia de un contaminante ideal en la superficie.
33
Posteriormente , se menciona el hecho de que: "...llegue a alcanzar,
en función del tieso" ... esto indica'que ha de tenerse en cuenta el
tiempo que tardará el contamínanante ideal en alcanzar una zona determi-
nada , lo que dependerá del espacio a recorrer , o sea del espesor de la
zona no saturada . Esto requiere la determinación del tiempo de tránsito o
de residencia , en función del cual, se va a poder cuantificar el término
vulnerabilidad , mediante grados o intervalos de tiempo, que dan al con-
cepto de vulnerabilidad un caracter cuantitativo , de forma que consigan
la mayor objetividad en la determinación de la vulnerabilidad de los
acuíferos.
Más adelante se menciona el lugar al que debe de llegar el contami-
nante ideal: "...al limite inferior de la Z.N.S.", lo que dependerá de la
concentración inicial que exista del contaminante ideal y de la cantidad
de infiltración en la zona , que actuará de agente transportador del agen-
te contaminador.
Por último , se menciona la cantidad y la calidad del agua que con-
tiene el acuífero en cuestión . Esto estará en función del interés del
acuífero caro fuente de suministro y de la visión panorámica del estado
actual de la calidad del agua del acuífero, es decir, del factor de ries-
go actual . De esta forma , teniendo presente las propiedades dinámicas de
un contaminante ideal ( iguales a las del agua), se previene el riesgo de
contaminación ante un contaminante concreto que , debido a los parámetros
y factores que le caractericen (tipo de contaminante , concentración ini-
cial, biodegradabilidad , solubilidad , toxicidad , etc, ...), van a dismi-
nuir la capacidad residual de afección que dicho contaminante posee en el
instante de emplazarse en la superficie del terreno , siendo menor la po-
34
sibilidad de que éste entre en contacto can el agua subterranea que si se
tratase de un contaminante ideal.
4.2. N CESIM IZ VAIO I i ---
Como lo que se pretende en este proyecto es determinar o clasificar
los acuíferos en función de su grado de vulnerabilidad, es necesario ob-
jetivar los datos de forma que se consiga una cuantificación adecuada.
Hasta ahora y como veremos más adelante , el grado de vulnerabilidad
era estimado de forma cualitativa , ya que generalmente solo se tenían en
cuenta para su valoración, aspectos cualitivos , carro la litología de la
zona no saturada , el tamaño del grano , la existencia o no de una coberte-
ra sobre el acuífero, la localización del impacto , la magnitud de los
sistemas hidrogeológicos , etc, ... y pocas veces se incluían aspectos
cuantitativos , y si se tenían en cuenta , se realizaba una valoración cua-
litativa de ellos.
En definitiva , estos aspectos solo conseguían dar una valoración muy
poco objetiva del grado de vulnerabilidad , por lo que sólo se daba una
información muy superficial y subjetiva del riesgo de los acuíferos a la
contaminación ante una planificación regional ; de esta manera , en casos
de que ocurra una contaminación inesperada , esta valoración no será capaz
de facilitar información sobre el tiempo de qué se dispone para actuar,
"neutralizando" el contaminante, antes de que éste llegue a la superficie
del agua subterránea; y por tanto, no proporcionará criterio alguno para
tomar una decisión rápida.
35
De ahí la necesidad iiceriosa de cuantificar este termino. No se
deberá admitir una valoración en parámetros cualitativos, diciendo por
ejemplo , que la zona de cobertera es poco o muy permeable ; debido a la
subjetividad de los términos ocm: poco , muy, etc.
Es necesario basarse en parámetros cuantificables , y medibles, de
forma que se puedan establecer unos intervalos o grado de vulnerabilidad
con unos límites precisos , que no den lugar a suposiciones ni a subjeti-
vismos.
Por eso , tampoco es aconsejable dotar a los parámetros cualitativos
de un valor numérico , en función de la importancia relativa que se le
considere, (ccam se ha hecho en otros estudios ) puesto que esa evaluación
seguirá siendo subjetiva , dependiendo de quien la haga y de las circuns-
tancias en que se encuentre.
En definitiva , solo se deben tener en cuenta parámetros medibles,
con los que se pueda operar, de forma que se obtenga una valoración de la
vulnerabilidad inequívoca.
Solo así, la valoración de la vulnerabilidad proporcionará las res-
puestas a las siguientes cuestiones , en términos cuantitativos:
¿Cual es la vulnerabilidad del agua subterránea a la contaminación
en el caso de existencia de un contaminante desde un foco superfi-
cial?.
¿Cual es el tiempo de tránsito de un contaminante situado en la su-
perficie , hasta que llega al agua subterránea?.
36
¿A qué profundidad deberá encontrarse la superficie del agua subte-
rránea para no ser contaminada por un contaminante situado en la
superficie?.
¿Cual debe ser la cantidad de contaminante situado en el terreno,
para que el agua subterránea no corra peligro de contaminación?.
4.3. PAP~MM S DE VAIrORACICE
Visto todo lo anterior, se puede realizar ya una selección de los
parámetros que va a influir en la valoración de la vulnerabilidad, depen-
diendo de los 3 elementos que intervienen en la contaminación, y que
prácticamente están ya definidos.
Por parte del agente contaminador (con las propiedades dinámicas del
agua) y del agente transportador (el agua), debemos tener en cuenta la
recarga por lluvia , es decir, el volumen de agua que se precipita en un
tiempo determinado . Además , cano caso especial, habrá que tener en cuenta
la recarga por riego , o sea, el volumen de agua de riego que recibe un
terreno en un tiempo determinado.
Tanto en el primer caso cano en el segundo, obtenemos un valor
cuantificable, con dimensiones (LT ) de velocidad. Tanto la recarga por
lluvia cano la recarga por riego, son fáciles de obtener, a partir de los
datos del Instituto Meteorológico Nacional los primeros y de otros orga-
nismos los de riego.
37
Por parte del Ibedio" (zona no saturada) varios son los parámetros
que hay que considerar para obtener el tiempo de tránsito o de residencia
a través de esta zona que es, en definitiva, el factor que va a permitir
cuantificar la vulnerabilidad.
Los parámetros que van a formar parte de la ecuación que determinará
el tiempo de tránsito van ha ser estudiados en el capítulo 4.4, de donde
saldrá la simplificación, unificación y/o selección de la fórmula más
conveniente por su sencillez, claridad y rápida aplicación.
En cualquier caso , conviene recordar que parámetros propios del me-
dio a atravesar , van a influir en la valoración de la vulnerabilidad: el
primero de ellos, sin lugar a duda, es el espesor de la zona que el agen-
te contaminador ha de atravesar. Este parámetro es perfectamente medible
y cuantificable , y además, sencillo de obtener.
En segundo lugar, es necesario seleccionar la fórmula que determine
el tiempo de tránsito, la cual deberá contemplar uno o varios parámetros
intrínsecos del medio, es decir, que caractericen la litología a atrave-
sar. Estos parámetros han de estar relacionados con el volumen de huecos,
espacios libres interconectados, ... a través de los cuales ha de pasar
el agua de recarga que transporta el contaminante. Por lo tanto, se se-
leccionarán parámetros como la porosidad eficaz , la capacidad de reten-
ción específica , la capacidad de can=, etc. ... Dicha elección se rea-
lizará, una vez elegida la fórmula simplificada y que será la que se
aplicará al caso concreto.
38
Por último y en cuanto al paciente (el acuífero con el agua subte-
rránea), se deben dejar claras varias cosas : en primer lugar, recordar
que en el momento en que el agente contaminador transportado por el agua
de recarga alcance la superficie piezcmétrica se considerará al acuífero
contaminado, lo cual indica que éste no va a interferir, en principio en
la ecuación del tiempo de tránsito, pues va actuar cano sujeto pasivo
(paciente). Sí habrá que tenerlo en cuenta, en casos especiales (como
trataremos en el capítulo 5.8), debido al problema que supone los bordes
del acuífero, que deberán ser tratados debidamente, -y las zonas de agua
libre, que cano ha se ha dicho, se tetarán caro zonas de vulnerabilidad
máxima.
Por lo demás, es labor del hidrogeólogo determinar cuales son los
acuíferos que, por la cantidad de agua que contienen, son económicamente
explotables y, por la calidad de sus aguas , interesantes en cuanto al
estudio del riesgo de contaminación.
4.4. DETF I CICei DEL TIEMPO EE 'r i iTO E2 IA z01A NO SATURAN
Cero se ha podido ir viendo hasta ahora, es necesario, para una co-
rrección, evaluación, protección, etc. de la calidad del agua subterrá-
nea, tener un conocimiento del tiempo de tránsito del contaminante ideal
desde que entra en el sistema hasta que alcanza la superficie del agua
subterránea o nivel freático.
Este tiempo de tránsito en la zona no saturada vendrá dado por el
tiempo empleado por el contaminante ideal, desde un instante dado, coin-
cidiendo con el mcanento en que éste, gracias al agente transportador (el
39
agua ) se introduce en la superficie del terreno , hasta el punto de obser-
vación , que en este estudio es la superficie del agua subterránea.
Son muchos los métodos erpleados para calcular el ti~ de tránsito
del agua , desde modelos matemáticos catplicados , a métodos sencillos y
fáciles de aplicar . Por ello, se resumen aquí los métodos más interesan-
tes en cuanto al cálculo de dicho tienpo , que van a ser útiles en este
estudio , puesto que el contaminante ideal posee las mismas propiedades
dinámicas que el agua.
Al final de este apartado, se presenta un cuadro resumen con una
selección de las características de los métodos más adecuados para este
estudio, que permitirá la elección de la ecuación que se aplicará para la
determinación de la vulnerabilidad. (Tabla 4.4).
40
métodos tradicionales : Modelos de diferencias finitas y elementos finitos
(M.Mehran , J. Noorishad , K.K.Tanji, 1982)
Ambos tipo de modelos describen el transporte del agua en medios
porosos no saturados.
Usando la ley de Darcy y el principio de conservación de masas, la
ecuación diferencial que describe el movimiento del agua en medios no
saturados puede escribirse como:
(Y ah a a8--- +c) _ (Ra ) -W (a, t)n at aa az
En la que se puede observar que, por estar la ecuación aplicada a la
zona vadosa (o ZNS), la componente horizontal del flujo se desprecia y
- sólo se tiene en cuenta el flujo vertical (z).
em = contenido en agua , n = porosidad
c = capacidad especifica del suelo h = presión
z = coordenada vertical t = tiempo
Kz = conductividad hidráulica vertical H =gradiente hidráulico
W (z,t) = extracción del agua por las plantas
A partir de este tipo de modelo de transporte se han desarrollado
modelos para el flujo del nitrogeno , del cloro, etc, ...
Sin embargo su aplicación práctica se hace muy difícil, debido a la
cantidad de parámetros que exige y a la dificultad de obtención de muchos
de ellos.
41
Método del modelo 1�PS (the movirg mean slcpe)
(P. Moldrup, D.E.Holston , J.AA.Hansen, 1989)
Es una solución numérica rápida, en comparación con los modelos tra-
dicionales, de la ecuación del flujo vertical del agua en terrenos no
saturados . Su nombre se debe a que usa los registros naturales de conduc-
tividad hidráulica (K) de las laderas en función de la curva humedad-sue-
lo (y-), cono parámetro dinámico . El modelo INS esta desarrollado para un
modelo de flujo harogeneo (sin dispersión) y para terrenos relativamente
húmedos, sin embargo también puede simular correctamente transportes de
flujo homogéneos y heterogéneos, dentro de unos rangos determinados del
contenido de la húm dad en el suelo.
En terrenos con texturas gruesas , el modelo mm proporciona aproxi-
madamente el mismo tiempo ccanputado en los modelos tradicionales (dife-
rencias finitas y elementos finitos). Para terrenos con texturas finas-
medias, el modelo ?IlN '.S da tiempos una o varias veces mas cortos que los
modelos numéricos tradicionales.
A pesar de todo , este método tampoco es válido en este estudio, de-
bido a la ccxnplejidad de la ecuación, que utiliza constantes obtenidas
matemáticamente ; por lo que no merece la pena extenderse aquí con las
ecuaciones , porque su desarrollo puede ser encontrado en la literatura,
indicada en la bibliografia.
42
Método del Tritio (y otros elementos Cl- y SO4)
(H.Gvirtzman y M.Margaritz, 1989)
Otro de los métodos para el estudio cuantitativo del mecanismo de
transporte en la Z.N.S., es el uso del Tritio ambiental (H2) como traza-
dor debido a su distribución temporal en la lluvia.
Consiste en datar las moléculas de agua a lo largo del sedimento a
estudiar de acuerdo con su contenido en Tritio . Como el Tritio es incor-
porado directamente en la molécula de agua y tiene una vida media de
12,43 años , puede medirse el tiempo de tránsito hasta una profundidad
dada durante decenas de años.
La ventaja de este método es que la presencia del Tritio atmosférico
en el agua de lluvia se debe a las pruebas termonucleares realizadas fun-
damentalmente entre 1950 y 1960 . De esta forma el agua de lluvia junto
con el Tritio atmosférico se infiltró en la superficie de la tierra, per-
colando hacia abajo y creando una secuencia de capas de agua a lo largo
de la columna sedimentaria , la cual sirve como registro de agua de lluvia
que van alternándose con el agua subterránea con bajos niveles de Tritio.
Las mediciones del contenido en Tritio son obtenidas por los análi-
sis del agua extraida en el campo.
Estas capas no se mezclan unas con otras , y así, la alternacia de
capas de alto contenido en Tritio de la lluvia y las de bajo contenido en
Tritio del agua de riego, correspondientes a las últimas decenas de años,
pueden ser reconocidas a profundidades de decenas de metros.
43
Fste método tiene algunas limitaciones, entre ellas la disminución
actual del Tritio en las aguas de lluvia, con lo que se hace mas dificil
la separación de ambas capas por medio del contenido en Tritio.
Sin embargo , es importante destacar el interés del método, que en
condiciones favorables sería un método sencillo para calcular el tiempo
de tránsito , ya que además permitiría calcular, sin ecuaciones car lica-
das, la velocidad aproximada del agua, en función de lo acusado que sean
los picos . Un ej emplo lo tenemos en Israel donde además se experimentó
con el SO4 (picos correlacionados con el invierno , cuando los fertili-
zantes son aplicados ) y con el Cl- (picos correlacionados con el verano,
cuando las aguas residuales usadas para riego son aplicados).
1
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5 i0 15 20 25 i0 15 20 <_ 0 20 YC 50
HUMEDAD (%) LITOLOGIA TRITIO (T.U.)
10 20 30 0
SOL (zneq 1-1)
lo
20
30
C1 (meq 1 �)
Fig. 3.4.1: Perfil de la Costa de Israel que muestra las distribuciones
de a: contenido de agua gravimétrica, b: del Tritio, c: del Sulfato,
d: del Cloro.
Se indican los años y estaciones (R lluvia de invierno y S infiltración
por riego de verano) de los picos y las velocidades.
44
Método o modelo del Flujo-pistón
(Y.Bacnnat y M.Collin . Servicio Hidrológico de Israel, 1987)
Pasando ya a métodos menos sofisticados y más adecuados al objetivo
que se persigue en este estudio, se llega a definir el tiempo de tránsito
en función del espesor de la( s) capa (s) que atraviesa el agua y de la
velocidad:
T=±(L-) i
i=1 V
Conociendo el espesor ( Li) de cada una de las capas (N), solo queda
estimar, la velocidad (Vi) del elemento en cada una de las capas que las
atraviesa . Para ello se emplean varios métodos, entre ellos el modelo del
fluj o-pistón . Este modelo supone que el contaminante se nueve a la velo-
cidad media del agua , por lo que calcula la velocidad del agua.
q L. elV= T=
sí q
q = descarga específica vertical del agua (no/año)
el = Contenido de humedad efectiva de la capa o lo que es lo mismo lacapacidad específica o la porosidad eficaz (%)
La descarga específica es función de la cantidad o porción de flujo
de agua vertical anual (p.ej: de lluvia) que alcanza el agua subterránea:
1 NT = el. Li
o(• R i=1
T = tiempo de tránsito (años) Li = espesor de la capa (m)
R = recarga anual por lluvia (nWaño) &i = Capacidad específica (%)
oc = porción de lluvia que llega al agua subterránea (%)
45
Método o modelo de absorción-dispersión
(Bear, 1979)
Método para calcular la velocidad a que se mueve el elemento a tra-
vés de la zona no saturada, lo que permite calcular el tiempo de tránsito
Este modelo supone que el contaminante es absorbido a la velocidad
media del agua y dispersado por causa de las fluctuaciones de las veloci-
dades de las partículas del agua.
De esta forma se puede demostrar que el tiempo de tránsito para un
contaminante es:
éiLT= - 16 al (
q
L1 +
8 al1)
T = tiempo de tránsito (años)
i = capacidad específica o porosidad eficaz de cada capa (o)
L = espesor de las capas (m)
al = dispersividad longitudinal del contaminante para el contenido de
humedad dado. (mfs)
q = recarga anual (ml/año)
Este método es muy parecido al del fluj o-pistón pero , a diferencia
de éste, introduce un parámetro en función del contaminante (al), con lo
que complica su solución , debido a la dificultad de obtener dicho paráme-
tro para cada tipo de contaminante . Por ello es descartado como solución
al estudio que se pretende lograr aquí.
46
Método o modelo "velocidad del contaminante específico"
(Gvirtzman y otros, 1986)
Es el 3 Q de los métodos desarrollado para el cálculo del tiempo de
tránsito.
Este modelo supone que el contaminante se nueve con velocidad propia
y, por tanto, a distinta velocidad del elemento que lo transporta (el
agua).
En este caso habrá que tener en cuenta la retención del contaminante
debido a'la interacción con los elementos de alrededor (absorción por las
raices, filtración , ...) acompañado posiblemente por la degradación debi-
da, a procesos físicos, químicos o radiactivos , en cuyo caso la descarga
específica , q,debe sustituirse por q/Rd, donde Rd es el factor de retar-
do. En este caso, los dos tipos más importantes de datos implicados son
las características de las capas del suelo y las concernientes al conta-
minante. Por ejemplo, en el caso de adsorción, el factor de retardo es:
bRd= 1+ Kd
e-
Kd = coeficiente de distribución entre la parte absorvida y la disueltadel contaminante
Pb = densidad de masa del absorvente
Con todo esto la ecuación se complica demasiado , por lo que se des-
carta para este estudio. Sin embargo, es interesante tenerla en cuenta en
caso de que exista ya un foco de contaminación, pudiéndose estimar el
tiempo de tránsito actual mediante el uso de datos históricos y de acuer-
do con la cantidad de agua y contaminante presente en la zona no saturada
47
Método del LPI
(Y.J.Meeks, Member, ASCE, y J.David Dean, 1989)
El método del LPI o del Indice de Lixiviado Potencial es usado para
indicar la susceptibilidad del agua subterránea a ser contaminada por el
lixiviado de productos químicos a través de las capas del suelo.
Uno de los 4 factores que componen el LPI es la velocidad del agua
en el suelo, de ahí el interés en este método, pues calculando la veloci-
dad podemos conocer el tiempo de tránsito para un espesor conocido; y
sobre todo porque este factor es derivado, gracias al método del LPI, a
través de procesos sencillos.
Según este método la velocidad de agua en el suelo (V) es la veloci-
dad media de la recarga de agua, que se mueve verticalmente a través de
la zona no saturada hasta el agua subterránea. Este valor puede ser cal-
culado si la capacidad de campo del suelo y la recarga por precipitación,
riego y otras fuentes son conocidas.
La recarga por precipitación (Rp) puede ser estimada cauro el exceso
de precipitación (P) sobre la evaporación (E) y la escorrentía (Esc).
Rp = Precipitación - Escorrentia - Evaporación.
La recarga por riego (Rr) puede ser estimada cano la diferencia en-
tre la proporción de agua aplicada al cultivo (R) y la proporción de
transpiración del cultivo (t).
Rr=R-t
48
La velocidad será el total de recarga dividido por el volumen de
superficie , a través del cual puede moverse el agua, esto es , el oocxteni-
do del agua en el suelo (0). Cazo & varia con el tiempo y en generas no
se conoce , esta se sustituye por la capacidad de campo del corxtenido en
humedad (í!c), el cual puede ser estimado para cada tipo de suelo en tan-
tos por cientos
v=Rp+Rr
6fci
1 N LiT
c
Rp + Rr iii1 A ci
Se obtiene así el tiempo de tránsito del agua para atravesar la zona
no saturada de una forma sencilla y rápida, puesto que todos los paráme-
tros pueden ser obtenidos facilmente , ya sea en tablas o en bases de da-
tos. Por tanto será otra de las fórmulas a tener en cuenta en el estudio
presente.
49
Método directo cara un flujo no-d'
(S.S.D.Fcster, 1985)
Este método supone que bajo condiciones de infiltración natural de
lluvia, el tiempo de tránsito o de residencia (para un espesor de la zona
no saturada dado) es función del rango de infiltración anual y el conte-
nido medio de humedad, próximo a la retención específica. Como esta últi-
ma varía poco , a lo largo del suelo y de los tipos de roca , ccmparada con
las variaciones climáticas , el tiempo de tránsito de la Z.N.S. bajo estas
condiciones va a estar controlado esencialmente por el régimen de infil-
tración y por tanto por el tipo de clima:
t = tiempo de tránsito (años)
t = 1000 . L (Sr/I) L = espesor Z.N.S. (m)
Sr = retención específica (%)
I = infiltración anual (nao/año)
Por otro lado , bajo condiciones de sobrecarga hidráulica, el tie po
de tránsito de la Z.N.S., puede ser obtenido suponiendo a éste función de
la porosidad efectiva y de la actividad hidráulica vertical saturada,
mediante la ecuación:
f6 = porosidad efectiva (%)L
t = ----- (O/Rv) t = tiempo de transito (años)365
L = espesor de la Z.N.S. (m)
Kv = conductividad hidráulica
vertical saturada (nS/día)
Ambas fórmulas son sencillas y de aplicación rápida , por lo que tam-
bién habrá que tenerlas en cuenta en el este estudio.
50
Método del Fluio-Pistón Danés
(A.Villum sen, O.S.Jacobsen y C.Sonderskov, 1983)
Este método supone que el flujo se da bajo condiciones saturadas, y
que el interflujo o movimiento del agua no vertical, no está presente.
Así el tiempo de tránsito está calculado en función de: la capacidad
de retención específica (SCR) (%) que es específica para cada litología y
se obtiene como la diferencia entre la porosidad y la capacidad de campo.
También es función de la recarcra anual (R) y del espesor (Z) de las capas
que atraviesa.
De esta forma se cálcala el tiempo de percolación hidráulica (Rt),
por integración de las capas que cubren el acuífero.
n Z'Rt = (SCRi/R) . dz
n = nº de capas
Zi = espesor de la capa i(m)
Se obtiene así un tiempo en años. Y este tiempo de percolación hi-
dráulica (Rt) va a indicar la rapidez con que un contaminante conservati-
vo (con las características hidraúlicas del agua), alcanza la superficie
del agua subterránea después de su introducción en la superficie del te-
rreno.
Es éste por tanto, otro método favorable al presente estudio segun
el objetivo principal marcado, por lo que habrá que tenerlo también en
cuenta, más adelante.
51
Método de la C.E.E.
(Jean J. Fried, 1980)
Método usado por la C.E.E. para obtener los tiempos de transferencia
con una gran precisión, mediante la utilización de fórmulas sencillas y
teniendo en cuenta las características geológicas y litológicas de la
zona no saturada y las características piezcmétricas de la capa acuífera
estudiada.
Este método se basa en 3 hipótesis:
a - Cuando el acuífero está cubierto por una cobertera importante, bajo
condiciones de flujo, no saturada; y por tanto la velocidad de infiltra-
ción es igual a la intensidad de lluvia. En estos casos, se supone un
flujo pistón y estacionario , es decir, todas las partículas se mueven a
igual velocidad e independientes del tiempo:
ew' Lt = ---------
I
ew, = cantidad de agua de la Z.N.S.(%)
L = espesor de la Z.N.S.(m)
I = infiltración media anual, supuesta igual a la lluvia eficaz (Precipi-
tación - escorrentía) (nml/año)
b - Cuando el acuífero está semicautivo, cubieto por una zona saturada,
es decir, un acuitando y además la infiltración es gobernada esencialmen-
te por la lluvia, es decir igual a la infiltración media anual:
52
n . Lt=
I
n = porosidad del acuitando (%)
L = espesor del acuitardo (m)
I = infiltración media anual, lluvia eficaz(nsq/año)
c - Cuando el acuífero está semicautivo , cubierto por un acuitando pero
la infiltración depende sobre todo, de las condiciones impuestas por el
hombre y por tanto no existe ninguna relación simple entre la lluvia y la
recarga. En estos casos la velocidad de infiltración vendrá dada por:
Kv = permeabilidad vertical (m/s)
dh Ah = incremento de la recarga (m)v=Rv
n•L n = porosidad del acuitarlo (%)
L = espesor del acuitardo (m)
El tiempo de transferencia será:
L L2 • nt= --- =
V KvaAh
De estas 3 hipótesis solo las dos primeras son válidas para este
estudio , ya que tanto los valores de eW cano los de n, pueden encontrarse
en tablas (cano en la 3.3.7). Sin embargo, la tercera hipótesis , implica
un mayor trabajo y estudio experimental para el cálculo de Kv y Ah, lo
que es incompatible con el objetivo primordial de este estudio. (Esta
fórmula fue usada en los Paises Bajos donde Kv es conocida).
4 CUADRO RESUMEN DE LOS METODOS QUE DETERMINAN EL TIEMPO DE TRANSITO EN LA Z.N.S..bla 4T a
TIEMPOS
DE 1
TRANSFERENCIA
MET0OO 1 FORMULA DESCRIPCION DE LOS PARAMETROS FUNDAMENTO �
------------It = tiempo de transferencia Capas de recu -I
FLUJO- 1 8 .L 1% = contenido en agua en la Z.N.S.Ibrimiento no
-PISTON 1 t = ------I
IL = espesor de la Z . N.S. saturadas.II=infiltr. media anual :lluvia eficaz
------ ---------------- 1 -----------------------------------1--------------1I t = tiempo de transferencia (Capas de recu -I
FLUJO- 1 n.L IL = espesor del acuitardo abrimiento sa-
-PISTON 1 t = ----- II=infiltr.media anual : lluvia eficaz i turadas =1 In = porosidad del acuitardo 1= ACUITARDO
-----------1----------------------1-----------------------------------1--------------(C.E.E.) 1 1 4 h Iv = velocidad de infiltración (Cobertera =
SOBRECARGA v = Kv ----- ¡Kv= permeabilidad vertical. JACUITARDO. In-1
1 n.L ¡Ah= incremento de la recarga filtración de
IHIDRAULICA 1 n.L2 In = porosidad del acuitardo (pende condiciol
--------------- ----------- 1---------------------- 1 ----------------------------------- 1--------------I t = tiempo Recarga solo
INDICE DE ¡ t = L / V IL = espesor de la zona no saturada vertical a 1
VELOCIDAD I V = velocidad del flujo través de la
LIXIVIADO � Rp + Rr Rp = Precip.- Escorr.- Evapor . Iz.n.s. V =
DEL AGUA V = ---------- Recarga por lluvia ( m/año ) total recarga 1
POTENCIAL � efc I Rr = Riego - Transpiración dividido por
EN EL SUELO 1 1 1 Recarga por riego ( m/año ) del volumen
(L.P.I.) Je'fc = capacidad de campo (%) ¡de los poros 1---------------¡----------------------------------1-----------------------------------1--------------
q Li I Li = espesor de la capa i (m) J El contaminan- ¡V = --- => T = ---- I e5 = capacidad de campo de capa i %¡te se mueve a
• TIEMPO
DE
TRANSITO
t = -------- L = espesor del acuitardo fines impuestas
1 1 Kv. h I t = tiempo de transferencia por el hombre.(
FLUJO
&i q Iq=descarga espec. vertical del aguada velocidad �IV = velocidad media hacia abajo (media delI T = tiempo de tránsito ¡agua.
PISTON 1 1 N I N = número de capas de la z . n.s. 1T = 2:6M*Li IR = intensidad anual principal de
d*R'1 influjo de agua (p.e. lluvia)
�a = fracción que alcanza el A.Subt.1----------------------1-----------------------------------1--------------1---------------1-----------1
TIEMPO
DE
I T = tiempo de tránsito ¡Contaminante
l el=capacidad espec. o poros . eficazies adsorvido �+--- -1)IL = espesor de las capas la la velocidad18a` ¡a1 = dispersividad longit. contamin.I media de agua 1
TRANSITO 1 1 q = recarga anual l y dispersado.
---------------1----------- � ---------------------- 1 ----------------------------------- 1--------------t = tiempo de tránsito Bajo condicio 1
I L = espesor de la Z . N.S. fines de infil-
TIEMPOS FLUJO t = 1000 L ( Sr / 1) ¡ Sr= capacidad retención específica I tración natu-
DE
JADSORCION- 1 91LI T=--- -16a.(
IDISPERSION 1 q
NO1 11 = infiltración anual ( mm/año) pral de lluvia
-----------------------------------------' l t = tiempo de tránsito ¡ Bajo condicio-l
TRANSITO IDISPERSIVO 1 L IL = espesor de la Z . N.S. fines de sobre-
t = --- (9'/ Kv ) 19'= porosidad efectiva ¡carga hidraú-365 l Kv=conduct . hidraút.vert . satur. ( m/d)Ilica.
----------- 1 ---------------------- 1 ----------------------------------- 1--------------TIEMPO DE �
FLUJORETENCION � PISTON
DANES
1 I RT = tiempo de retención ( años ) ¡El tiempo de
� n Zi IN = número de capas de la z.n.s. (tránsito cal-
RT 1S ( SRC / R )*dz I z = profundidad de la z . n.s. (m) aculado se es-� 1 0 (SRC = capacid . retenc. especff. (%) ¡ timará como
HIDRAULICA IR = recarga por lluvia,riego, m/añolel tiempo más¡bajo obtenido
--------------- � ----------- - ----------------------1-----------------------------------1--------------
53.
5. LA CriR1OGRAFIA De LA WLZ iBILIDAD
Desde principio de los años 60 se vienen realizando trabajos muy
especializados sobre la vulnerabilidad del agua subterránea. En un prin-
cipio, el estudio estaba basado en la determinación de la vulnerabilidad
sólo sobre información geológica (litológica), para pasar más tarde a una
combinación de información geológica, hidrogeológica e hidroquimica. Las
experiencias han ido demostrando que la solución a los problemas de con-
taminación requieren de unos mapas de protección de aguas subterraneas,
así como mapas de vulnerabilidad o de contaminación potencial de acuífe-
ros.
La idea de describir por medio de mapas la vulnerabilidad del agua
subterránea a los contaminantes se está desarrollando actualmente en mu-
chos paises europeos , en un esfuerzo por crear una conciencia general.
Además de asegurar la conservación de la calidad del agua subterránea, el
interés se centra en mostrar que la "protección natural" varía de acuerdo
con la localización y la identificación de áreas donde las medidas de
protección son más necesarias . Estos mapas se basan en aquellos paráme-
tros dinámicos y estáticos que describen generalmente los mapas hidrogeo-
lógicos, como: la profundidad media del nivel del agua libre, la permea-
bilidad de la zona no saturada, la conexión entre el acuífero y la super-
ficie del agua, la velocidad media del flujo del agua subterránea, etc.
Las causas de contaminación consideradas se encuentran principal-
mente en superficie, de manera constante o accidental, localizadas o di-
54.
fusas. Así, la interpretación de vulnerabilidad es cualitativa e intui-
tiva, por lo que sólo dan indicaciones y órdenes de magnitud.
En Francia, (J.Margat, M.F.Suais-Parscandolla, 1987), se han reali-
zado mapas de vulnerabilidad primero a escala 1:1.000.000 y después a
1:250.000 y 1:200.000, con las mismas características. El paso a unos
mapas de mayor escala ( 1:50.000 y 1:25.000 ) en las mismas regiones, supo-
nían una gran ambición. A la descripción detallada de los factores funda-
mentales en vulnerabilidad, eran añadidas las causas de contaminación y
las zonas que requerían mayor protección.
Estos mapas consistían en la superposición de 3 mapas que permitían
la lectura simultánea de factores de distinto origen y naturaleza. Sin
embargo, el alcance de estos mapas, basados en los factores arriba indi-
cados, era limitado , primeramente porque la vulnerabilidad no depende so-
lamente de factores estables y/o relativamente inestables, como los men-
cionados, sino también de los estados variables del suelo y del agua sub-
terránea y, especialmente, porque está relacionada con el origen, natura-
leza, extensión y duración de la acción de los contaminantes.
SIDVP~ ha sido otro de los países que con mayor énfasis se
ha dedicado al desarrollo de métodos de evaluación de la vulnerabilidad.
En 1.968 realizó un mapa sinóptico a escala 1:500.000, cato suple-
mento al mapa nacional de regulaciones de protección del agua subterrá-
nea. Los colores representan la posibilidad de contaminación del agua
subterránea, determinada por la litología, tectónica y propiedades
estructurales y geológicas del acuífero. El territorio se dividía en 4
categorías, donde la posibilidad de contaminación del agua subterránea
55.
era definida caro: a) alta y fácil, b) moderada y variable, c) limitada y
difícil y d) desconocida por información insuficiente.
El método propuesto de protección de aguas subterráneas se repre-
senta por diferentes esquemas , destacando 5 categorías:
1. Con protección total indispensable
2. Con protección total reccanendada
3. Con medidas de protección no esenciales
4. Con medidas de protección local necesarias
5. Sin medidas de protección.
Además llevan datos suplementarios mediante colores y sombreados,
símbolos con índices numéricos, etc., junto con texto explicativo con
índice, sobre el mapa.
El 1.974 se realizó el mapa de protección del agua subterránea de
la República Socialista Checoslovaca a escala 1:200.000 con 18 hojas, de-
rivado del anterior . En él se definían 6 categorías para la posible con-
taminación de acuíferos , incluyendo uno para acuíferos protegidos por una
cobertera protectora de capas inpexmeables. Se recomiendan 4 métodos de
protección regional . Además , están incluidos : símbolos suplementarios
para la zona de captación de aguas subterráneas , direcciones de flujo del
agua subterránea, superficies y división del agua subterránea, etc.
En 1.976 se establecieron unos métodos de protección de acuíferos
para satisfacer las necesidades de la calidad del agua, incluyendo la
protección de la superficie del agua, la atmósfera y el paisaje. Los ma-
pas, a escala 1:25.000 y 1:50.000 se realizaron para todas las zonas con
56.
importantes reservas de aguas subterráneas y para regiones con un alto
potencial de contaminación.
Los principios del mapa consistían en la representación coloreada
de las propiedades del canportamiento del agua en los principales acuífe-
ros y su peligro de contaminación. Teniendo esto en cuenta, los acuíferos
eran clasificados en 7 categorías. En el caso de acuíferos superpuestos
se representaban mediante scznbreado y su conexión hidráulica por flechas.
la importancia del suministro del agua de los acuíferos era enfatizada
por indicadores de transmisividad mediante la gradación de los respecti-
vos colores, definiéndose así 4 categorías para cada color. Los datos bá-
sicos fueron tarados de mapas pedológicos y geológicos, con alguna sim-
plificación. Generalmente, bastaba con agrupar las rocas en 3 categorías:
permeables, semipermeables e impermeables. Además, se acompañaban de una
serie de puntos o símbolos que representaban los orígenes de la contami-
nación potencial, la hidrogeología de la zona, zonas recarga y protec-
ción, áreas regadas, etc. (Tabla 5.1.A-B)
Cacto se irá ocnprubando , a lo largo de este apartado, con la mayo-
ría de los mapas de vulnerabilidad realizados hasta nuestros días, el
mayor problema se presenta en la clasificación de los grados de vulnera-
bilidad basada en parámetros no cuantifícables, por lo que solo dan una
valoración subjetiva del grado de vulnerabilidad del agua subterránea.
57.
Tabla 5.1.A
cLUIPI eic DE ACUIF~ . PMPIEDA= De AGM
Y PELIGRO DE
(Según M.Vrána, 1977)
Pr:�pj edades del cats�ortamiento del agua Peligro de contaminación
r Acuí feros en rocas carbonatadas ..... Extremadamente alta
Acuífero en sed. no consolidados conconexión hidráulica con la superficiedel agua ............................ Muy alta
Acuíferos en sedimentos no consoloda-`c dos sin conexión hidráulica ......... Alta
Acuíferos en sedimentos no consolida-dos con baja permeabilidad a travésde poros y fisuras :
a
a
Predominio de permeabilidad por poros Moderada
Predcminio de permeabilidad por fisu-ra .................................. Variable
Acuíferos en zonas fracturadas y fi-sucas de rocas ígneas ............... Baja
a
a
Acuíferos en zonas fracturadas y fi-suradas de rocas metamórficas....... Muy baja
Superposición de 2 acuíferos (la an-chura de la franj a indica la impor-tancia del acuífero).
Conexión hidráulica mutua entre acuí-feros.
Transmisividad de acuíferos
10-100 100 (m2a)
58.
Tabla 5.1.B: LEYENDA
(Según M.Vrána, 1977)
ORIGEN DE LA CONM~ION PCrrE1 CIAL VARIOS
(Símbolos en rojo) (Símbolos en negro)
Industria Recarga artificial de Agua superficialEa
O Agrícola Recarga artificial de Agua subterránearo
Radioactivo
Reservorios de petróleo Zonas protección de Agua subterránea
() Depósitos residuales
J!J Otros Areas regadas '
o Exalaciones industriales Por agua superficial
Q Limpieza aguas de desecho Por agua subterránea
Boca de agua de riego Por agua residual
Boca de agua residual Areas drenadas
�-1- Túnel de Agua residual Cementerios ID
O Recarga pozo por Agua desecho Canteras de piedra, arena, grava .. a. n�(explotación y abandono) v Y v
HIDROGEOLOGIAPozo minero A 0
(símbolos en azul)
Q Pozo agrícola e industrialGalerías mineras
Dirección del viento9 Pozos para aguas potables
o
(Símbolos en naranja)Parámetros hidrogeológicos deprotección agua subterránea Conducto de gas
Tratamiento plantas por A.Superf. Conducto de petróleo
0 Tratamiento plantas por A.Subter. Otros conductos
P§►Dirección del flujo Reservorios de líquidos
Agua residual de (Símbolos en otro color)Agua Superficial
Drenaje hacia Extensión contaminación agua sub-terránea mostrando índice y tipo. --
C•iP•7 /119
59.
Otro de los países que, desde 1.984, ha conocido una aceleración
importante con respecto a la protección de las aguas subterráneas es BEL-
GICK. El Ministerio del Aslua y del Medio Ambiente decidió elaborar un
mapa de vulnerabilidad del agua subterránea a escala 1:100.000. Debido a
su urgente necesidad, los mapas de 3 provincias fueron terminados en un
año. Cci consecuencia de este espacio de tiempo tan limitado, en la rea-
lización de los mapas no se tuvieron en cuenta los factores dinámicos;
sólo se contó con una serie de valores estáticos cam el tamaño y conVo-
sición de los acuíferos, la formación de cobertera (Z.N.S.) y sus prcpie-
Jades hidráulicas (principalmente la conductividad). En este aspecto, se
asemejan a los mapas de vulnerabilidad del B . R.G.M., de los que hablare-
mos más adelante.
El método de trabajo para la realización del mapa está esquemati-
zado en la Fig. 5.2. Toda la información concerniente a los 3 índices
(acuífero, cobertera y zona no saturada) ha sido resumida y evaluada.
El acuífero
(A) Calizas, areniscas , mármoles;
(B) gravas;
(C) arenas;
( D) arenas margosas y arcillosas.
La formación de cobertera
La formación de cobertera debe tener un espesor de al menos 5 m.
Por otra parte el acuífero se supone que está descubierto. Una capa de
arenas nunca se considera cano una formación de cobertera.
Las formaciones de coberteras estan divididas de acuerdo con la
canposición, espesor y resistencia hidraúlica.
Fig. 5.2 : Hoja de trabajo para el mapa de vulnerabilidad del agua subterránea de Bélgica.
(Según Smedt , P.D. y otros, 1987)
DATOS ESTATICOS DATOS BASICOS
--------------------Mapa topográfico
1:25.0001-------------------- Mapa de la extensión
del acuffero super--------------------------------------Determinación acuffero sup . ( G > 4 m/h)----------------------------------------
Publicaciones
[IIIIIIIiIIIiIIIIMapas
Datos geológicose hidrogeológicos
DATOS DEDUCIDOS
Mapa de datos litolóI..Jgicos (1:25.000)--------------------
jDeterminación de lacapa de cobertera----------------------------------------
1 LJMapa de la extensión) Ide la cepa coberterar
--------------------
INDICE
Acuffero(A, B, C, D)
Cobertera(a, b, c)
------------------Determinación espe - f Zona no saturadasor zona no saturada (1, 2, -)
--------------------Datos dinámicos
Datos hidroqufmicos
----------------------------------------Mapa piezométrico
(1:25.000)--------------------
INDICE DEVULNERABILIDAD
60.
(a) Formación sin cobertera;
(b) Formación margosa;
(c) Formación arcillosa.
La zona no saturada
En ausencia de una formación de cobertera , la zona no saturada, si
tiene suficiente espesor , puede actuar como barrera protectora contra la
contaminación del agua subterránea.
( 1) Espesor de menos de 10 m.
(2) Espesor de más de 10 m.
De acuerdo con esos tres factores se elabora el mapa de vulnerabi-
lidad del agua subterránea de la provincia de Flanders (Bélgica), que
muestra 5 grados de riesgo de contaminación del agua subterránea de los
acuíferos superiores, por los contaminantes. que se infiltran desde la
superficie (tabla 5, fig 5.3). Dicho mapa proporciona una visión c pren-
siva para la planificación a escala regional.
Debido a que sólo un limitado número de factores fueron tomados en
cuenta, el mapa debe ser usado con sumo cuidado, ya que sólo proporciona
una visión estática.
Tabla 5 (Según Smedt , P.D. y otros, 1987
Grado Indica Acuífero Cobertera Z.N.S.
EXTREMADAMENTE AalVULNERABLE
caliza, arenisca,y marga < 5m o arenas < l0 m
Bal gravas < 5m o arenas < l0 m
MUY VULNERABLE Aa2 caliza , areniscay marga < 5m o arenas > 10 m
Ba2 gravas < 5m o arenas > 10 m
Cal arenas < 5m o arenas < 10 m
VULNERABLE Ab
Bb
Cal
caliza , areniscay marga
gravas
arenas
Margosa
Margosa
< 5m o arenas 10 m
MODERADAMENTE AcVULNERABLE
De
Cb
Dal
caliza, areniscay marga
gravas
arenas
arenas margosaso arcillosas
-Arcillosa
Arcillosa
Margosa
< 5m o arenas 10 m
Da2 arenas margosaso arcillosas < 5m o arenas > 10 m
POCOVULNERABLE Co
Db
De
arenas
arenas margosaso arcillosas
arenas margosaso arcillosas
Arcillosa
Margosa
Arcillosa
Fig.5.3 ( Según P . D.Smedt y otros, 1987)
(a
(b)
(d)
Extreaad . vutnerabte Muy vulnerable Vulnerable Moderad. Vulnerable Menos vu lnerable
0 �o o
_ a, Aa� A
á. a. a°a
aof� JO a ] J1' J
oa a ° a ,e. aal .a' :
L
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O: °•�Ó.' °Op°Oe0O 4.o-00D,
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Op aaap Ja a a�-o°. e'e.. a a'óp i�.b°a apapaoa
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° ° °p °° °
a paoo oa poo op
ep°
' oo._ . y.? .oo oooo] aa aoo l
�3ai 9o2I 8b 3c0 .� 0 0
Cal Ca2 Cc
O 0 i
'S afj{�.- v a rv. -S
4o s t a' r * '1 át�
t s. :.es.. _.....,Db-Cc
LEYENDA
Cobertera margosa
Cobertera arcillosa
Calizas, areniscas
Gravas
Arenas
Arenas margosas
Saturado
En
loco
0
61.
Existe otro proyecto de vulnerabilidad realizado en DII RCa en
1982-83 . Este estudio denaninado : "Cartografía de la vulnerabilidad de
los depósitos del agua subterránea con respecto a la contaminación super-
ficial" incluye los siguiente parámetros básicos:
- El espesor total de los depósitos geológicos sobre el acuífero,
es decir , el espesor de la Z.N.S., cuyos datos han servido para
producir los mapas de isopacas.
la permeabilidad de los depósitos que constituyen la Z.N.S. para
evaluar la resistencia global contra la recarga, calculándose un
índice de permeabilidad, dado por:
nPi = 1 Zi/Ei
i=1
Pi = permeabilidad capa i
Zi = espesor (m) de la capa i
Kpi = coefic. de permeab. (m/s) de capa i
n = nQ de capas de la Z.N.S.
- La piezc netría: para la producción de mapas piezcu étric os para
cada acuífero seleccionado.
- El tiempo de percolación hidráulica a través de la Z.N.S. supo-
niendo un flujo-pistón; el tiempo de retención hidráulica es
calculado por la integración de las capas que cubren el acuífe-
ro:
62.
n Z'Rt = (SRCi/R) dz
i=1
Rt = ti~ de retención hidráulica (años)
n = nQ capas de la Z.N.S.
Zi = espesor de la capa i (m)
SRCi = capacidad de retención específica de cada capa i ($)
R = recarga o precipitación media anual (mq/año)
dz = diferencial del espesor de la Z. N.S. (m)
La capacidad de reducción y de adsorción de la zona no saturada:
Debido a la cantidad de reacciones químicas que pueden tener
lugar en la Z . N.S., sólo se eligieron algunos procesos principa-
les relacionados con la capacidad de reducción y con la capaci-
dad de adsorción . Así, a cada litología le ha sido dado un valor
relativo de capacidad de reducción y de adsorción . Adei s se
supone que amas capacidades de reacción son proporcionales al
tiempo de retención hidráulica de cada el~nto litológico. Los
índices de reacción química vienen dados por:
Tn
SA = Z Rtl * cii=1
nRA = Rti * ROXi
i=1
SA = capacidad de adsorción relativa
RA = capacidad de reducción relativa
Rti = tiempo de retención hidráulica
n = n° capas de Z.N.S.
63.
CDCi = capacidad de adsorción relativa de la capa i
I Xi = capacidad de reducción relativa de la capa i
La capacidad de transferencia de agua subsuperficial: referida a
la infiltración a un acuífero, que no sea el más superior, lo
cual va a depender, entre otras cosas , de la diferencia piezas-
trica en donde la transferencia de agua tiene lugar.
Esta transferencia sólo tendrá lugar cuando el gradiente sea
positivo, es decir, cuando la piezametría en el acuífero supe-
rior sea más alta que en el acuífero inferior.
- El indice de interflujo: que indica la posibilidad de movimiento
no vertical durante la infiltración. El cálculo de este índice
de interflujo es estimado para cada pozo y acuífero y viene dado
por:
nI = lg 1 j - lg irpi+l sierre que Fpi > irpi+l
i=1
I = índice de interflujo
Kp = coeficiente de permeabilidad
Esta fórmula está basada en la. suposición de que, el flujo de
agua, a través de un medio poroso con alta permeabilidad, que
recarga a un medio con baja permeabilidad, tiende a variar la
velocidad y la dirección del flujo. Mientras que la situación
contraria no induce a tales cambios.
64.
Mal de vulnerabilidad
Para la realización de los mapas de vulnerabilidad se taran 4 pará-
metros: ART, I, SA y RA. Tanto el índice de interflujo (I), como la capa-
cidad de adsorción y de reducción son convertidos a valores de 0 a 4 por
reducción proporcional, mientras que el parametro piezanétrico ART sufre
la siguiente conversión:
Si ART = 0 - 5 metros - ART' = 3,5
Si ART = 5 - 15 metros - ART' = 2,5
Si ART = 15 - 30 metros - ART' = 1,5
ART' = 0 5Si ART 30 metros ,
Los valores de estos 4 parámetros se añadieron en función de la
importancia relativa que adquieren frente a la vulnerabilidad. El índice
de vulnerabilidad es calculado gamo:
Vul = media (ART'E ' SA', RA' , I')
El apóstrofe indica el parámetro convertido.
Ejemplo para proceder al cálculo de la vulnerabilidad de las capas
arenosas (DS + S) de 35 m por debajo de la superficie del suelo, en el
que se muestran los pasos normales en el procedimiento así como algunos
de los valores predefinidos de kp , SRC, CEC y ROX para las capas geológi-
cas dadas:
65.
G©OL GXA Pti F. kp Ltq kp I SRC RT CEC 8A IáJX RA
(m) (1115) (nVs) (%) años
DI 2 5.10-5 -4.3 0.2 2 1 2 1 272 .
DL 4.3 1.10-7 -7 0.45 5.17 4 20.7 1 5.17
0 10.8 1.10-4 -4 0.16 5.2 2 10.4 1 5.23
DL 20 1.10-7 -7 0.45 20.7 4 82.8 1 20.7
N.P. i 0 27.3 1.10-4 -4 0.16 5.84 2 11.6 1 5.827.07 0,3x7.93 j DI 35 5.10-5 -4.3 0.2 7.7 1 7.7 1 7.7
0 46.7 1.10-4 -4 0.16 2 15760UPS I 62 1.10-4 -4 0.16 3 2
► ARr=7 .,93 RT-46.6 SA=135.2 RPr=46.6
I'=4-(I/4.3)
ART'=2.5 I'=2.60
SA'=4-(SA/300) RA'=4-(RA/250)
SA'=3.55 RA'=3.81
WIZZRABILtE D = (ART'+I'+8A'+PA') /4 = 3.12
SINIDOLA6
DS = Arenas húmedas
DI = Limos húmedos
DL = Arcillas htm edas
S = Arenas
Filtro = entre 57-60 m
NP = piezcaetría superficial
kp = coefic. permeabilidad
I = índice interflujo
SRC = retención específica
RT = tiempo de retención hidráulica
CEC = capacidad de adsorción relativa
SA = adsorción relativa
RQX = capacidad de reducción relativa
RA = reducción relativa
El resultado de este método es una clasificación de la vulnerabili-
dad basada en una valoración subjetiva, ya que alguno de los procesos son
estimados mediante valores relativos.
66.
Por su parte la TIIO800 junto con la I.A.H. (International Associa-
tion of Hyc~logists), viene publicando desde los años 60 una colec-
ción de libros, con estudios y reportajes de hidrogeología. En 1.969 pu-
blicó 2 tamos titulados "Water in the insaturated zone". fas estudios que
éstos incluían estaban enfocados, en su mayor parte, a cariprobar la res-
puesta de las capas de la zona no saturada, al ser atravesadas por conta-
minantes dispuestos sobre o cerca de la superficie.
Para ello desarrolla unos modelos matemáticos , para calcular el
tiempo que tardaría el agua (tratada cano un "contaminante ideal") en
atravesar la zona no saturada desde la superficie terrestre hasta el ni-
vel de agua subterránea. Una vez calculado este tiempo, lo aplica a un
contaminante concreto, mediante la introducción, en el modelo matemático,
de parámetros cato el grado de degradación del contaminante, la vida me-
dia, solubilidad, etc.
Ins inconvenientes de estos modelos matemáticos son, por un lado,
la ccmplej idad de las fórmulas utilizadas para calcular el tiempo de
tránsito, y por otro, el excesivo número de parámetros que se necesita
conocer, así cano la dificultad de obtenerlos. Todo esto hace que una
aplicación inmediata frente a casos de contaminación inesperada, sea to-
talmente imposible.
En lo referente a la realización de mapas de vulnerabilidad de las
aguas subterráneas a la contaminación, la UNESCO no ha elaborado mapa al-
guno, si bien ha sido el patrocinador de la unificación y desarrollo de
los mapas hidrogeológicos.
67.
En 1.985 la IAH/UNESCO publicaron un estudio sobre la estrategia
para la valoración del riesgo de contaminación y la protección . Este es-
tudio fija su atención en la zona no saturada cano la más importante lí-
nea de defensa en la protección de acuíferos . Es por esto que elabora una
fórmula para calcular el tiempo de tránsito o de residencia en función de
la infiltración anual, el contenido en humedad y la retención específica
(por S.S.D . Foster, 1985 ; comentada en el capítulo 4.4)
Sin embargo, este estudio no va enfocado a la realización de un
mapa de vulnerabilidad, sino a elaborar un plan de protección policial de
los acuíferos contra la contaminación.
La C.E .E., durante varios años ha publicado numerosos artículos re-
ferentes a la vulnerabilidad de las aguas subterraneas a la contamina-
ción, además de dictar numerosas Directivas referentes a la calidad exi-
gida a las aguas subterráneas, ya fuese para consuif público, riego, etc.
Sin embargo, no llevó a cabo la elaboración de mapas de vulnerabilidad de
las aguas subterráneas; sólo se ha limitado a la financiación de estos
mapas desarrollados por alguno de sus países miembros, cata es el caso de
Dinamarca que, en 1.983, desarrolló un mapa prel iminar de vulnerabilidad
del agua subterránea, el cual puede ser usado para la planificación del
agua y de las tierras de uso.
En 1975-76 los Estados Miembros de la C.E.E. llevan a cabo un estu-
dio conjunto, concerniente a los recursos del agua subterránea, destinado
tanto a las reservas Europeas como a la calidad de las aguas destinadas a
consumo humano. Este estudio constaba de dos fases:
68.
La fase I, finalizada en 1980, daba una imagen ocenpleta, a escala
cc*minitaria (1:500.000) de la repartición de las aguas, de su explotación
y su disponibilidad; además incluía: inventario de las formaciones acuí-
feras, situación geográfica, características geométricas, geológía, lito-
logía, hidrogeología de formaciones acuíferas, inventario de explotación
según la densidad o mallado de regionalización, estaciones de bcanbeo y
manantiales.
La fase II, (fase que más interesa en este estudio), aporta los
elementos necesarios para una evaluación de la vulnerabilidad de las ca-
pas geológicas inventariadas en la fase I, una estimación de la calidad
actual y las causas potenciales de la contaminación, en dos temas base:
- La vulnerabilidad de los acuíferos
- La calidad de las aguas subterráneas
El estudio de la vulnerabilidad de los acuíferos, consiste en la
evaluación del tiempo necesario para que un contaminante conservativo
dispuesto en la superficie del suelo alcance el manto acuífero. Esta in-
formación, completada con la estimación de tiempos de permanencia de los
contaminantes en las capas que atraviesa, obtenidos gracias a las explo-
raciones hechas durante la fase I, y en función de la persistencia de los
contaminantes estudiados, daban acceso a una imagen de la vulnerabilidad
de la capa en cuestión. Este estudio se ilustró con un mapa a escala
1:500.000 del soporte Nhuxdial 1404 utilizado por la fase I.
En cuanto a la calidad de las aguas subterráneas, se llevó un estu-
dio de todas las características, tipos de agua e indicaciones referidas
a la elección de sustancias encontradas, según los límites de concentra-
69.
ción admisibles (cloro, nitratos, sulfatos, sustancias de las listas I y
II de la directiva de las Aguas subterráneas del 12/79). Este tema fue
ilustrado por dos mapas por cada acuífero inventariado en la fase I, pre-
sentados en blanco y negro con formatos A3 y M.
El estudio de esta fase II, estaba basado en los 3 principios o
cuestiones principales, que aparecen cada vez que una actividad produce
una contaminación:
- ¿ cuáles son los contaminantes ?
- ¿ Cuándo llegarán a la zona concertada ?
- ¿ En qué cantidad llegarán ?
Para contestar a estas cuestiones fuá necesario calcular el tiempo
de transferencia entre la superficie del suelo y la capa acuífera. Para
ello se basaron en las siguientes suposiciones:
- El contaminante es una sustancia química soluble en el agua y
conservativa, por tanto, no adsorvible ni biodegradable.
- El contaminante se ca porta ccnm un "trazador ideal", es decir,
que tendrá las mismas características hidraúlicas que el agua pura.
- La circulación es generalmente vertical, sin dispersión.
-La infiltración del contaminante se obtiene bajo condiciones na-
turales de carga hidraúlica.
70.
para obtener los tiempos de residencia con gran precisión y con
fórmulas sencillas , se propusieron varias hipótesis:
A - En caso de que el acuífero esté cubierto por una zona de cobertera
importante, bajo condiciones de flujo, es decir, suponiendo que
toda la lluvia se infiltre ; la velocidad de infiltración es enton-
ces igual a la intensidad de lluvia.
En este caso se aplicó la hipótesis del pistón flujo estaciona-
rio, que supone que todas las partículas del agua se muevan a igual
velocidad e independientes del tiempo. Los tiempos de residencias
(t) en la Z.N.S. fueron dados por la fórmula:
eW = cantidad de agua de la ZNS,ev•L independiente del tiempo (%)
I L = espesor de la Z.N.S. (m)
I = infiltración media anual,supuesta igual a la lluviaeficaz (precipitación - eva-potranspiración ) (mn/año).
t = tiempo de residencia.
B - Para casos de acuíferos semicautivos cubiertos por una zona saturada
(ACUITAREO), se presentaron dos soluciones:
B.1 - Cuando la infiltración es gobernada esencialmente por la llu-
via, la velocidad de infiltración es igual a la infiltración, y
el tiempo de residencia a través del acuitando viene dado por la
fórmula:
n• Lt =
I
n = porosidad del acuitando (%)
L = espesor del acuitarlo (m)
I = Infiltración media anual (mm,/año)
71.
B. 2 - Mando la infiltración depende sobre todo de condiciones im-
puestas por el hambre, y por lo tanto , no existe ninguna rela-
ción single entre lluvia y recarga ; la velocidad de infiltración
viene dada por la relación:
Kv = permeabilidad vertical (m/s)Oh
V = KV ----- Ah = invento de la recarga an • L través del acuitardo (m)
n = porosidad del acuitando (%)
L = espesor del acuirtardo (m)
De esta forma se obtiene que el ti~ de tránsito es:
L L n • L2
V Kv (ph/nL) Kv-Ah
Esta fórmula sólo pudo ser empleada en los Paises Bajos, donde
Kv era conocida.
Com la determinación de Kv y h ¡replicaban un mayor estudio expe-
rimental , incompatibles con los objetivos del estudio , se utilizaba gene-
ralmente una única fórmula de tipo:
n•Lt=
I
Donde n designa bien el contenido da a~ si las capas de recubri-
miento no están saturadas, o bien, la porosidad eficaz si éstas están
saturadas. Además se ccanpletaba la evaluación mediante la consulta de las
condiciones locales no cuantificables, como la litología y la geología de
las capas atravesadas por el contaminante, sobre todo bajo las condicio-
nes más desfavorables, en vez de adoptar los parámetros medios.
72.
La evaluación del tiempo de residencia es, en principio, conserva-
tiva, es decir, que opta por los valores más pequeños. Así, habrá que
tener en cuenta los efectos de drenaje o de descarga de los acuíferos
hacia los cursos de agua superficiales, lo que se traduce en una disminu-
ción de la cantidad de agua que puede infiltrarse verticalmente, disminu-
ción que debe ser tomada al menos en un 50 % de la infiltración original,
ya que desestimar este efecto supondría una sobrestimación de la valora-
ción de la vulnerabilidad.
Por último, la C.E.E. ha enpezado a realizar un 29 estudio de esta
fase , y cuyos principales objetivos son la verificación de estos mapas
prel iminares de vulnerabilidad, ca parándolos con los mapas químicas, así
cano el estudio de las investigaciones hidráulicas y químicas detalladas
de la zona no saturada.
El B.R. G.M. (Bureau de Recherches Géologiques- et Miniéres) realizó,
en 1.975, varios mapas a escala 1:250.000 de la vulnerabilidad a la cán-
taminación del agua subterránea. Estos mapas reflejan la gravedad del
riesgo a una contaminación eventual de las aguas subterraneas, teniendo
en cuenta las características siguientes: porosidad e inVermeaabilidad del
acuífero y de los terrenos que lo cubren.
Posteriormente, durante los 80, ha ido publicando una colección de
mapas de vulnerabilidad de las aguas subterráneas a la contaminación, a
escala 1:50.000, con el fin de proveer los elementos necesarios para una
protección eficaz de la calidad, y cauro consecuencia de ello, la cantidad
explotable. En estos mapas se tiene en cuenta por una parte el grado de
riesgo de contaminación y por otro seleccionan los medios para limitar, e
incluso el iminar , los peligros y consecuencias de una contaminación.
73.
Los riesgos de contaminación del agua subterránea están ligados a
la naturaleza de los terreras s y c' y al régimen de
explotación . Cada uno se presenta en forma de 3 mapas supeYponibles: el
primero, en color (y el único publicado), señala las aptitudes del terre-
no a dejarse penetrar o atravesar por la contaminación; éste se apoya en
la geología , distinguiéndose del mapa geológico clásico en que pone mayor
énfasis en las facies constituyentes del acuífero que en la estratigra-
fía.
El segundo mapa representa los recursos dados, su perímetro de pro-
tección, los recursos explotables, la hidrodinámica de los acuíferos (ve-
locidad vertical y horizontal del flujo del agua, isocronas , ...) el re-
parto de núcleos de población , la calidad química del agua, etc.
El tercer mapa señala los regímenes de explotación, los ejes de
carreteras , los almacenamientos , las zonas industriales , las descargas,
las estaciones depuradoras, etc.
Tanto el segundo cca o el tercer mapa se representan en un soporte
transparente , superponible al primero; ambos son perfectamente actualiza-
bles y perfeocionables en función de los conocimientos y los datos nue-
vos.
En cuanto al primer mapa, sólo representa el acuífero principal y
más importante . Este es seleccionado de entre los cuatro o cinco primeros
terrenos encontrados a partir de la superficie, en función de sus recur-
sos potenciales , de la calidad química y de la transmisividad . Esta se-
lección se hace , principalmente , para salvaguardar y proteger el acuífero.
74.
Una vez delimitado el acuífero o reservorio , interesan:
- Primeramente, su aptitud a dej arse atravesar (ligada a la per-
meabilidad horizontal ( Ñ) y a su fracturación).
- En segundo lugar, su aptitud a dejarse alcanzar ( ligada a la
permeabilidad vertical (Kv) y a la fracturación de los terrenos
que lo recubren.
Las formaciones cristalinas y metamórficas, que no son tonadas caro
verdaderos reservorios , son clasificadas con una leyenda oan;m para sim-
plificar la lectura de la misma.
Las formaciones principales son representadas por colores llenos, y
los terrenos que las recubren por bandas que utilizan el mismo código de
colores, ligado a la permeabilidad, según la clasificación siguiente:
A. AQJIF (Transferencia horizontal)
A.1. AQJIFEF JS EXPLOTABLES
A.1.1. Acuíferos potencialmente muy productivos a productivos
Muy Permeables (}i >10-3 iD/ s): Aluviones , Cantos, etc.
99 transmisivos: Calizas fisuradas con Yarst muy desarrollado.
75.
A. 1.2. Acuíferos potencialmente productivos a poco productivos
Permeables (10-5 /s<Eh < 10- 3 nvs) : arenas , areniscas , calizas
fisuradas no karstificadas
39
A.2. EDICIONES FOCO ACUI F ERAS - POCO O NADA EM=ABLES
A.2.1. Acuíferos Poco a nada productivos
aPoca permeabilidad (IQz< 10-5 m/s) : margas, arcillas, conglome-
radas
B. TERRENOS DE QOBERIURA (transferencia vertical)
B.1. RECUERIMIENDO FRdIECIOR: TERRENOS NO PRODUCTIVOS
Poco a muy poco permeables : limos, loes, arcillas superficiales
B. 2. REPRESEMCION GRAF 'ICA DE LA SUPERPOSICION DE TERRETiOS QUE CU-
ERAN EL ACUIF ERO
Exa ainanio los terrenos desde el resetvorio hasta la superficie, el
primer terreno encontrado con permeabilidad baja es representado por ban-
das horizontales . Si éste a su vez se encuentra recubierto por otro te-
rreno de baja permeabilidad , éste será representado por bandas vertica-
les, traduciéndose esto ccm la proteoción del acuífero.
76.
Si no se encuentran capas con carácter protector, se definirán de
la misma manera los niveles con permeabilidad elevada , lo que indicará un
carácter agravante.
III
M
Ejemplo de representación.
Acuífero muy productivo , de fuerte permeabilidad , cubierto por
un terreno poco o muy poco permeable.
(Por tanto, poco vulnerable a ser contaminado)
Acuífero medianamente productivo , de mediana permeabilidad, cu-
bierto por un terreno de poca permeabilidad que, a su vez, está
recubierto por otro terreno de muy poca permeabilidad.
(Por tanto, maiy poco vulnerable a ser contaminado)
Acuífero Kárstico poco desarrollado , tiansmisivo, cubierto por
una formación muy permeable , pero no acuífera.
(Por tanto, muy vulnerable a ser contaminado)
El resultado de este método es, oc=mo en el resto de los casos, un
mapa de vulnerabilidad basado principalmente en parámetros cualitativos,
cato la litología de la zona de cobertera, por lo que solo representa la
tendencia general de la posibilidad de contaminación en los acuíferos.
En ES también se han desarrollado investigaciones para la rea-
lización de mapas de vulnerabilidad de las aguas subterráneas a la conta-
minación.
77.
Por un lado, el Ice realizó en 1.972 un mapa de vulnerabilidad a
la contaminación de los mantos acuíferos de la España peninsular, Balea-
res y canarias a escala 1:1.000. 000, contribuyendo así al decenio hidro-
lógico internacional. Los principios por los que se ha regido para la
realización del mapa scn:
19 la representación , en principio, de la vulnerabilidad del acuí-
fero superior , ya que considera a los acuíferos inferiores como
poco o nada vulnerables frente a los contaminantes externos.
29 Los afloramientos de las formaciones permeables son tomados cano
zonas por donde cal mayor facilidad pueden infiltrarse los ele-
mento) contaminantes. Por otro lado, los acuíferos cautivos poco
profundos ( espesor de la capa protectora impermeable pequeño),
se indican con el grado de vulnerabilidad de la totalidad de la
formación acuífera.
3º los acuíferos en contacto directo caz el mar son considerados
ceo doblemente vulnerables ( aunque la leyenda explicativa no lo
indica).
49 Las formaciones acuíferas muy permeables y con grandes superfi-
cies de afloramiento son consideradas cano las más expuestas a
la contaminación.
59 Los grupos de formaciones son diferenciados también , de acuerdo
coas la velocidad de propagación del agua (ya que guarda una re-
lación directa con la propagación del agente contaminante).
78.
62 La eliminación del agente contaminante en un tipo de acuífero u
otro y dependiendo del tipo de contaminante que sea , no se ha
tenido casi en cuenta a la hora de realizar el mapa.
La leyenda adoptada para este mapa es:
1 - TERR S DOPIDE LOS ACUIFER06 SON MUY VUIZ~BLES A LA COZJI
CICH . ZCMS DCNDE ES PIDCESARIO R LAS MEDIDAS PIW=VAS
Q Formaciones aluviales. Acuíferos libres
Formaciones muy fisuradas
Formaciones fisuradas
2 - TERRENOS D=IDE LOS AQTIFER06 SE ENCUEN N PROTEGIDOS,
BIEN DE LA F1IPRADA DE LOS AGENI= , O BI EN DE SU PRO -
PAQ4CION , POR CIEIMS aRRACTERISTICAS ESPECIF'IC'AS
Acuíferos aluviales cautivos poco profundos
Acuíferos en arenas o areniscas
3 - TERRE1= DCMZ LA C N DE IDO ACUIFF O PUEDE REVESTIR
CULWTERISTICAS MUY VARIABI ES, FOR SER AQUELMO GERMUMM= POCO
EXTENSOS Y DE MUY DIVERSOS TIPOS
la - Formaciones de permeabilidad variable (series multi-
capa, alternancia de materiales muy poco o nada per-
meables, zonas muy catipartimentadas tectónicamente;
formaciones no hamogéneos, con cambios laterales de
facies)
79.
4 - ZMM EN LAS QUE, FLOR UD MUSM PRACPIMMEKIB Apler4ucmaw DE
FIGIC��S PE[MBIFS , LA C = C s AFECTARA CASI iV1-
MENTE A LAS AGUAS DE SUPERFICIE
i - Formaciones sedimentarias impermeables
Terrenos antiguos , plegados y metaaorfizados
Terrenos graníticos y ultrametamárficos
con este mapa se pretende exponer el grado de vulnerabilidad de los
acuíferos frente a los posibles contaminantes, suministrando criterios
que contribuyan a una mejor planificación.
Sin embargo , el resultado fuá un mapa de carácter cualitativo, que
no llega a alcanzar el objetivo principal . En primer lugar, no da una
definición clara y concisa del concepto vulnerabilidad , por lo que su
cartografía se hace ya difícil. Por otra parte, se basa en conceptos li-
tológicos , dando una vulnerabilidad de carácter cualitativo , y no un gra-
do de vulnerabilidad cuantitativo , cauro dice en un principio que pretende
conseguir . Otro inconveniente es que evalúa la vulnerabilidad basándose
en varios criterios a la vez, vagos , relativos y diferentes . Por último,
la cartografía del mapa a escala 1 : 1.000.000 es demasiado pequeña para
alcanzar un nivel de detalle apropiado para predecir el peligro de conta-
minación , la protección del agua subterránea, las respuestas rápidas a
contaminaciones inesperadas, etc.
A pesar de todos estos inconvenientes, tiene a su favor el figurar
corro el primer intento de mapa de vulnerabilidad realizado en España.
Además , en estos últimos años , el ITGE está realizando una serie de in-
vestigaciones regionales, con objeto de evaluar la vulnerabilidad de los
acuíferos frente a los vertidos de residuos industriales, así carro estu-
80.
dios que permi tan calcular con mayor precisión los peligros de c ntamina-
cián por inyección profunda, etc...
Por otra parte, en el "Estudio hidroquimico del acuífero de la Vega
de Granada", tesis realizada por Antonio Castillo Martín en 1.986, dedi-
ca un capítulo a la vulnerabilidad a la contaminación de las aguas, cuyo
principal paso es dotarlo de una cartografía adecuada al respecto, como
ayuda en la protección de aquellas zonas que se nuestren más vulnerables.
Para la caracterización de la vulnerabilidad se hace uso de la siguiente
información y material:
a) Mapa piezamétrico
b) Mapa de isoespesor no saturado
c) Mapa de isoespesor saturado
d) Mapa de permeabilidad (horizontal)
e) Valoración de la distribución de permeabilidades verticales
f) Mapa hidra-litológico
Los criterios de definición de la vulnerabilidad a la contaminación
son cuatro, para los que se realizaron los mapas de distribución corres-
pondiente:
1. Afectabilidad : impacto que tendría una contaminación en un caso
ideal y extietm, aguas abajo del punto de vertido. (Baja 33%,
media 33-66%, alta 66%)
2. Poder de autodepuración y tiempo de llegada del contaminante a
la frania saturada : ambos parámetros se consideran directamente
proporcionales a la potencia del espesor no saturado y al con-
tenido medio en minerales de arcilla (1-Alto, 2-Medio, 3-Bajo).
81.
3. V ción ea ..•,, 1_�!��!a-!ser= difícil
establecer en qué sentido crea su peligrosidad . Se considera que
el ccntaminante se nieve a la misma velocidad que el agua. Cuan-
do se trata de contaminantes poco tóxicos , el efecto de propaga-
ción y dispersión sería depurador, al rebajar las concentracio-
nes por debajo de límites inconvenientes , en este caso la escala
se invertiría . ( 1. Baja , 2. Media , 3. Alta ; Puede invertirse)
4. Posibilidad de descontaminación : o vulnerabilidad a la contami-
nación , que dependerá de la posibilidad de una actuación descon-
taminante , a la que puede recurrirse en casos extremos . (1. Al-
ta, 2. Media , 3. Baja)
La caracterización global de la vulnerabilidad se caracteriza por
la suma del valor cualitativo asignado a cada uno de los cuatro criterios
de evaluación, resultando:
VALARACIGI
Vulnerabilidad o peligrosidad
de 4 a 6
de 7 a 9
de 10 a 12
CARACI'ERZZACION
ALTA
NAJY ALTA
EX7RWDAMENTE ALTA
El resultado muestra, cono bién dice su autor, un grado de vulnera-
bilidad basado íntegramente en criterios cualitativos, dando únicamente
una aproximación o valoración relativa de la caracterización global de la
vulnerabilidad.
Actualmente, el ITGE está trabajando en la elaboración de un modelo
de evaluación a la contaminación por pesticidas, mediante el modelo CRIP-
TAS. Los parámetros que controlan la vulnerabilidad de los acuíferos son
82.
elegidos después de una valoración completa de las características de los
datos influyentes; estos parámetros son:
C --- Conductividad hidráulica del acuífero
R --- Recarga neta del acuífero
I --- Impacto de la zona no saturada
P --- Profundidad del nivel del agua
T --- Topografía (pendiente)
A -- Acuífero (tipo de roca)
5 --- Suelo (tipo)
A cada uno de estos factores se les valora cuantitativamente. El
sistema de evaluación consta de 3 partes:
a) Pesos : evalúa la importancia relativa de cada factor respecto a los
otros. Este peso relativo va de 2 (para el menos significati-
vo) a 5 (para el más significativo).
b) Rangos : cada factor se divide en rangos o tipos medios significativos
que tienen un impacto en la contaminación potencial de los
acuíferos.
c) Valores : cada rango se evalúa con respecto a los otros para determinar
la importancia relativa de cada uno respecto a la contamina-
ción potencial. Estos valores oscilan entre 1 y 10.
La ecuación para determinar el índice CRIPTAS es:
Contaminación potencial = (ai . Pi)
sierdo al = los valores dentro de cada uno de los rangos de cada factor y
Pi = los pesos relativos de cada factor.
83.
Una vez calculado el índice, es posible identificar áreas que son
más susceptibles a la contaminación por pesticidas (aquellas con mayor
índice), de otras menos susceptibles (con índices menores).
El sistema de evaluación CRIPTAS es un sistema normalizado que per-
mite valorar la vulnerabilidad de los acuíferos de una forma homogénea.El
índice CRIPTAS sólo proporciona una herramienta de evaluación relativa, y
no está diseñado para proporcionar respuestas absolutas.
Sin embargo, es un método basado en datos fácilmente obtenibles y
accesibles, que se puede obtener en poco tiempo y con un coste mínimo.
Además, los pesos asignados a los factores significativos pueden variar
dependiendo del uso que se le dé al suelo, en función de las prácticas
agrícolas, uso mayor o menor de pesticidas, etc.
Después de todo lo visto hasta aquí, se deduce que los mapas de
vulnerabilidad del agua subterránea se llevan realizando desde hace ya
algún tiempo. Sin embargo, la metodología para la confección de estos
mapas, designación de símbolos, colores, etc. no han sido todavía inter-
nacionalmente coordinados o estandarizados. Incluso dentro de un mismo
país los mapas de vulnerabilidad de aguas subterráneas son confeccionados
usando métodos diferentes.
Los mapas no son arables a escala mundial y su entendimiento
internacional es bajo. Sería muy interesante hacer un esfuerzo coordinado
para estandarizar los principios metodológicos, realización y clasifica-
ción de los mapas de vulnerabilidad de aguas subterráneas a la contamina-
ción.
84.
S. 2. INICIc1 Y CWRIVCB A C 3BRIR
La cartografía de la vulnerabilidad representa la técnica de valo-
ración y presentación de la vulnerabilidad del agua subterránea, caro
función del espacio y el tiempo.
El motivo por el que se elige esta técnica, se debe a que el método
cartográfico es uno de los instrumentosu básicos más ccm�pleto para la re-
presentación de la vulnerabilidad de las aguas subterraneas.
Por otra parte se pretende mejorar las anteriores cartografías de
la vulnerabilidad realizadas hasta ahora, puesto que está basada en: un
concepto claro, ya definido, del término vulnerabilidad, traducido a
tiempos de tránsito; una selección de un reducido numero de parámetros
cuantificables, en donde se han eliminado criterios subjetivos; un mayor
nivel de detalle,, reflejado en la escala que debe emplearse en este tipo
de mapas (1:100000, 1:50000, 1:25000).
Esta cartografía de la vulnerabilidad ayudará a proporcionar la
información preliminar y los criterios para tarar decisiones que cubran
objetivos cano:
- Designación del uso de las tierras y asignación de los recursos
del agua dentro de la planificación regional, relacionada con el
control de la calidad del agua subterránea.
- Legislación, en cuanto a la alteración y prácticas del suelo por
uso de la tierra, en relación con la protección de la calidad
del agua.
85.
- Asentamiento y facilidades de actuación en la ubicación, reci-
claje y tratamiento de residuos.
- Selección y control de las actividades de reducción de la conta-
minación.
- Distribución y control de la red de supervisión de la calidad
del agua subterránea.
- Distribución de presupuestos relacionados Con la contaminación
del agua subterránea.
5.3. CRITERI08 DE CUAN=CA=CE
Para que la cuantificación o valoración de —la vulnerabilidad sea
efectiva, ésta debe basarse en determinados criterios, que sigan las li-
neas establecidas en los estudios de vulnerabilidad que se lleven a cabo
por el resto de los paises de la C.E.E., y que son:
- Que tenga relevancia en los procesos para tomar decisiones, es
decir, que la información obtenida en la cuantificación de la
vulnerabilidad tenga utilidad.
- Que la información utilizada posea una exactitud o un nivel de
confianza bueno.
86.
Que la información que se ofrece en la cuantificación de la vul-
nerabilidad sea presentada de forma clara, simple y apropiada, y
que englobe los parámetros esenciales mínimos para confirmar su
validez.
Que se lleve a cabo la actualización de la información, propor-
cionada por la cuantificación de la vulnerabilidad en el control
de la calidad del agua subterránea, para asegurar las decisiones
tcaiadas por las autoridades y demás entidades coapetentes.
Que presente una gran adaptabilidad, es decir, que los datos
necesarios para la cuantificación se presenten mediante una co-
rrecta organización, a la que puedan acceder varios usuarios,
así como la facilidad para extrapolar la información de un lugar
a otro dentro del sistema, y para su actualización a lo largo
del tiempo.
�1 � H yl M I• � � V • M •' 15�:
Para la realización de los mapas de vulnerabilidad de las aguas
subterráneas la mayor o menor cantidad de los datos disponibles en cada
área de estudio, van a imponer determinadas limitaciones a los mapas.
La primera limitación será que estos mapas de vulnerabilidad sólo
podrán ser elaborados para aquellas regiones y zonas en las que se hayan
definido sistemas acuíferos y sean conocidos tanto su gecaretría y límites
naturales o artificiales, corro su =portamiento hidráulico. Esto se so-
lucionará en parte si se realizan los mapas de vulnerabilidad sobre una
87.
base hidrogeológica , es decir, basados en mapas hidrogeológicos, siempre
que éstos estén confeccionados.
En cuanto a los parámetros relativos a la zona no saturada, se exi-
ge conocer la litología y los espesores . Tanto los datos de una cano los
del otro se van a poder obtener de los pozos y sondeos de agua subterrá-
nea.
El espesor de esta Z . N. S . , factor fundamental en la fórmula para
calcular el tiempo de tránsito , está disponible en los ficheros compute-
rizados de las bases de datos de inventarios , etc., ya que se toma ca
zona no saturada la zona comprendida desde la superficie del terreno has-
ta la superficie del agua subterránea . Esta distancia entre estas super-
ficies se cuantifica por la cota piezanétrica de cada punto acuífero .
Estas medidas han de estar acompañadas por: fecha de la medida , numero de
la muestra , profundidad del pozo y número de identificación del punto.
Surge aquí la primera limitación , ya que la distribución de puntos acuí-
feros es muy irregular, por lo que habrá zonas en las que la densidad de
información sea muy grande y zonas donde ésta casi no exista . Esto obli-
gará a extrapolar los datos de piezanetría a aquellas zonas donde no se
tengan datos.
En cuanto a las litologías , la limitación principal igual que ocu-
rría con el nivel freático, se debe a la existencia de zonas con muy baja
densidad de información, por lo que habrá que recurrir de nuevo a la ex-
trapolación de los datos litológicos, En segundo lugar, será necesario
definir unos "tramos-litológicos-tipo", en función de las litologías que
integran el conjunto del espesor no saturado, en los puntos acuíferos,
88.
para así poder asignarles los parámetros hidráulicos obtenidos en la bi-
bliografía, a los diferentes tramos definidos en la columna-tipo.
otra de las limitaciones va a venir dada por la recaxua , es decir,
la precipitación media anual máxima; esta variable deberá también venir
acompañada de la fecha y la identificación geográfica del punto donde se
tatuó la medida, es decir, la situación geográfica de la estación pluvio-
métrica. Al igual que en los casos anteriores, la densidad de información
va a ser irregular y además la situación de dichos pluvial tros no va a
coincidir con la de los puntos acuíferos. fl definitiva, habrá que recu-
rrir de nuevo, a la extrapolación de datos.
La última limitación va a venir dada por la existencia de un "fac-
tor actual" de contaminación, causado por la existencia actual de una
contaminación ya detectada, puesto que en este estudio se considera a los
acuíferos en estado virgen. Sin embargo, muchos de-ellos están, en algún
grado, afectados por la contaminación.
Esta situación, así cetro otras circunstancias especiales , como los
casos de influencia de río, riego , bambeo , intrusión marina ... recibi-
rán, más adelante (capítulo 5.8), un tratamiento especial.
89.
S. S. SEt C IC« DE LAS rWeamAS 8D(PLIPIC7DAS
la vulnerabilidad de un acuífero se va a determinar en función del
tiempo de tránsito de un contaminante ideal, con las características hi-
draúlicas del agua pura , a través de la zona no saturada . Este cálculo se
llevará a cabo en cada uno de los diferentes puntos acuíferos en los que
se disponga de información , cauro espesor de la zona no saturada , litolo-
gia de la columna, etc.
El tiempo de tránsito en cada punto se encuadrará dentro de un gra-
do o intervalo de vulnerabilidad, que será definido más adelante (capítu-
lo 5.7).
Como se ha podido observar anteriormente en la tabla 3.5, son va-
rias las fórmulas seleccionadas para calcular el tiempo de tránsito, y
todas ellas son sencillas y muy similares. Por ello, la elección de una
única ecuación para calcular la vulnerabilidad de los acuíferos es una
tarea un tanto subjetiva. La mejor forma de solucionarlo sería elegir va-
rias de ellas, que permitan la ccxparación de los resultados y la validez
del método, o elaborar una nueva fórmula a partir de las ya existentes.
Para ello se deben elegir aquéllas con operaciones más sencillas,
en las que difieran alguno de los parámetros que van a caracterizar a los
materiales que van a ccattponer la zona no. saturada. Sin embargo, solo son
dos las fórmulas que difieren en cuanto a los parámetros que usan. La
primera de ellas, es la más general, y es en la que estan basados la ma-
yoría de los estudios realizados hasta ahora; la segunda, presenta unas
diferencias palpables respecto al resto, sin embargo, es cierto que tam-
90.
bién se han supuesto bajo unas condiciones distintas a las demás, por lo
que se va a ~robar también su validez como fórmala a cottparar.
Fórmalas prepuestas
La primera fórmala propuesta para calcular el tiempo de tránsito,
está desarrollada a partir de las ecuaciones utilizadas por la C.E.E. y
el servicio Hidrológico de Israel (Y.Bachman y M.Collin), está basada en
un modelo de flujo-pistón, bajo condiciones naturales de carga hidraúli-
ca, que considera que el contaminante posee las mismas características
hidraúlicas que el agua pura, sin sufrir reacciones químicas y cuya cir-
culación es esencialmente vertical, sin dispersión.
NT 1 ni . Li
oC• R 1=1
donde: T = tiempo de tránsito (años)
R = precipitación media anual máxima de la serie histórica (mnVa)
N = numero de capas de la zona no saturada
ni = capacidad de retención específica de la capa i (s±), si se
trata de una zona no saturada o porosidad eficaz
zona de cobertera está saturada (acuitando) (%).
Li = espesor de la capa i (mn
O(= fracción que va a alcanzar el agua subterránea (%)
(mi) , si la
Este valor de 0( está referido al coeficiente de infiltración, lo
que equivale a la precipitación menos la escorrentía superficial y la
evapotranspiración real.
91.
Existe un método para calcular la escorrentía superficial, realiza-
do por el mopu, Dirección General de carreteras y caminos vecinales (Nor-
ma 5.1 - IC, 1965). Este método utiliza cuatro parámetros, caro la pen-
diente del terreno, la permeabilidad del suelo, la vegetación y la capa-
cidad de almacenamiento . A cada uno de éstos se le asigna un índice K. La
suma de los indices de estos cuatro parámetros dará un numero que se co-
rresponde con un coeficiente de escorrentía C.
En cuanto a la evapotranspiración real, ésta puede ser calculada
mediante varios métodos (Peroran , Thornthwaite, Blaney-Criddle, Makking,
Turc ...) en función de las precipitaciones y las te eratuias ; fáciles de
obtener gracias a los Institutos Meteorológicos y otros servicios públi-
cos encargados de su consecución. Dichos métodos pueden consultarse en
cualquier bibliografía sobre el tema.
Todo este estudio de la escorrentía superficial y de la evapotrans-
piración llevaría bastante tiempo y ccinplicaría el cálculo de k*(R).
Por otra parte, el método que se pretende llevar a cabo en este
proyecto, tanto por si mismo cano por su objetivo preventivo, debe consi-
derarse caro un método de valores de vulnerabilidad maximos, es decir,
que mantenga un factor de seguridad ante un caso concreto.
Normalmente, los valores obtenidos por medidas directas en las es-
taciones de aforo dan valores considerablemente mas pequeños para la es-
correntía (entre el 20 y el 50% incorporando también la aportación subte-
rránea). Estos valores difícilmente son sobrepasados por la lluvia útil
sobre terrenos detrític os .
92.
Teniendo en cuenta que se pretende obtener valores de vulnerabili-
dad para los casos más desfavorables , se consideran los valores de o( que
se reflejan en la tabla siguiente, tcanando oC ocio el 50% de la lluvia
útil obtenida.
PENDIENTE 30% 10 - 30% 5 - 10% 5%
POROSIDAD 1% 1 - 10% 10 - 20% 20%
VEGMCION 1% 1 - 10% 10 - 50% 50 - 90%
IWVIA ITI'IL 25% 50% 75% 100%
o< 12,5% 25% 37,5% 50%
Por ejemplo: supongamos que realizamos el estudio en el aluvial de
un río, en el que se han diferenciado varios niveles de terrazas planas,
(pendiente = 5%), con vegetación abundante, (50-90 %) y porosidad media-
alta, (10-20 %); por tanto o( = 45 % . Este aluvial queda limitado en sus
bordes por depósitos margosos, con pendientes suaves (10-15 %), con vege-
tación escasa (1-10 %) y porosidad media (1-10); y por tanto 4..= 25 % .
El nivel piezométrico se sitúa entre 4 y 6 metros, manteniendo un parale-
lismo con la superficie del terreno. La precipitación media anual máxima
es de 600 muVaño. la descripción litológica de los tres puntos acuíferos
situados en la terraza inferior, la terraza media y el mioceno, así como
sus parámetros físicos son:
Espesor Z.N.S. LitologíaCapacidad Ret. Esp.
Oi
Ter. inf. 4,5 m Suelo 10%
Suelo (5 m) 10%Ter. med. 5,1 m
Gravas limosas 15%(0,1 m)
5 m 1 Margas azules 1 15%
93.
Los tienVos de tránsito en estos 3 puntos, a través de una zona no
saturada (no acuitando) y según la fórmula propuesta de flujo-pistón,
serán:
NT = 1 >- Li • Oi
R i=1
TTer.inf = 1 ( 4.500 x . 10%) = 1,6 años45% . 600 ~año
TTer.med = 1 ((5.000 m. 10%) + ( 100 nan.15% )) = 1,9 años45% . 600 nnii/año
TMioc. = 1 (5.000 m . 25%) = 8,3 años25% . 600 Mm/año
La segunda fórmula que se podría utilizar para calcular el tiempo
de tránsito, que difiere de la anterior en la elección de los parámetros
y así poder comparar los resultados con la anterior, es la desarrollada
por la UNESCO/IAH de S.S.D.Foster, sin embargo, ésta es específica para
regímenes de sobrecarga hidráulica y, por tanto, no tiene en cuenta el
tipo de clima ni la precipitación media anual.
Este método supone que el tiempo de tránsito es función únicamente
de la litología, por lo que se basa en la porosidad eficaz, la conducti-
vidad hidráulica y el espesor de ' la zona no saturada , por lo que va a
manifestar una gran susceptibilidad a la contaminación.
NT = 1 >- Li (m/Kv)
365 i=1
94.
donde : T = tiempo de tránsito (años)
Li = espesor de la capa i en la zona no saturada (m)
m = porosidad eficaz (%)
Kv = conductividad hidráulica saturada (n;/día)
N = número de capas de la zona no saturada
Tanto los valores de porosidad como los de conductividad hidráulica
vienen reflejados en la tabla 3.3.7.
En la práctica, este caso raramente se alcanzará bajo condiciones
de campo. La aplicación de esta ecuación en la práctica manifiesta una
gran susceptibilidad, reflejada en la reducción radical del tiempo de
tránsito, cato se puede ~robar si aplicamos esta fórmula al ejemplo
anterior.
Ejemplo: Supongamos el ejemplo anterior . Los valores de los paráme-
tros que la fórmula de la I.A.H. necesita son:
Espesor (m) Litología (n /día) Porosidad %
Ter. inf. 4,50 Suelo 4,3 . 10-2 10%
Suelo (5 m) 4,3 . 10-2 10%Ter.media 5,10
Gravas limosas(0,1 m) 4,7 . 10-1 15%
Mioceno 5,00 Margas azules 9,5 . 10-3 5%
Según la fórmula propuesta por la I.A.H., los tiempos de tránsitoserán:
T = 1365
N
� Li ( m)i=1 Rr
95.
TT.j = 1 . 4,5 m ( 0 ) = 0,0287 años (=10,4 días)65 4,3 . 10-
TT.med = 1 í(5 m ( 4 , 3 . 10 ) + 0,1 m(4,7
0,1510-
)) 011,0319 añosdías)
TMioc. = 1 . 5 m ( 05x) = 0,072 años (=26,3 días)765
9,5 .10-
Ccmo demuestran los resultados, este método no puede aplicarse en
casos de infiltración natural, sino, únicamente en casos de régimen de
lluvias permanentes, inundaciones, etc., lo que produciría una reducción
radical del tiendo de tránsito, tal como ocurre en el ejemplo.
Por tanto, solo se aplicará la fórmula definitiva elegida al prin-
cipio, la cual permite elegir una de las dos opciones que refleja el pa-
rámetro ni' (capacidad de retención específica y porosidad eficaz ), cuyos
valores se encuentran reflejados en la tabla 3.3.7. La elección de ni,
será labor del hidrogeólogo, en función de las características de la zona
que se esté estudiando.
NT 1 2: ni . Li
oC • R i=1
Esto va a impedir la curación de métodos de evaluación de la
vulnerabilidad, mediante fórmulas distintas, debido a que, en las condi-
ciones establecidas para este estudio, todas las ecuaciones son práctica-
mente iguales.
96.
5.6. IQ8 D~ IZ BASE
Una vez seleccionada la zona o área donde se va a aplicar la fórmu-
la elegida para calcular el tiempo de tránsito, se pasa a la obtención de
todos los datos de base que se van a necesitar.
La principal ayuda se va a obtener de las bases de datos de los
inventarios de puntos de agua o en su defecto de las propias hojas de
inventario de campo.
De estas bases de datos u hojas de inventario se seleccionará la
información necesaria para poder aplicar el método. Esta información va a
ser:
- la posición espacial, que viene dada por las coordenadas del
punto (Lambert, LYIM, geográficas)
- El número de identificación del punto. Este manero consta de 9
dígitos, de la siguiente forma:
1 3 3 9 - 3 -T- T
0071-
Hoja geológica Octante NQ de muestra
1:50.000 (de 1 a 8) (1 - 9999)
- El nivel piezanétrico máximo que va a equivaler al espesor de la
zona no saturada (m)
- La fecha en que se tomo la medida máxima.
97.
La profundidad del pozo o de la obra en cuestión (m); lo que
permitirá la aplicación de la fórmula a un solo nivel acuífero
así si se selecciona un acuifero profundo situado a.ni ¡y
una profundidad de 30 m., todos los pozos con menor profundidad
serán rechazados , puesto que no darán información sobre ese
acuífero .
La columna o corte geológico en el espesor de la zona no satura-
da. A cada tramo litológico de la zona no saturada representado
en el corte geológico , se le hará corresponder con uno de los
tramos-tipo que se han definido en la tabla 3.3.7. A cada tramo
definido se asignan los valores de los parámetros correspondien-
tes a cada tramo-tipo , obtenidos de la literatura consultada.
Esta definición de litologías y asignación de parámetros al con-
junto del espesor no saturado en los puntos acuíferos, es labor
del hidrogeólogo.
El otro grupo de datos de base , necesarios para la aplicación de
este método, se podrán obtener de los Institutos Meteorológicos y demás
organismos públicos encargados de su consecución . Estos datos van a ser:
- La situación geográfica de la estación pluviométrica: para ex-
trapolar sus datos al punto acuífero más Cercano.
- Las precipitaciones medias anuales de toda la serie histórica,
de las que se elegirá mediante programa la máxima anual.
- El año correspondiente a la precipitación máxima elegida.
98.
S. 7. EL G~ DE
5.7.1. Clasificaciones realizadas
la cuantificación del término vulnerabilidad mediante los tiempos
de tránsito, lleva a definir los grados de vulnerabilidad mediante inter-
valos o espacios de un tiempo a otro.
Antes de determinar estos intervalos de vulnerabilidad, conviene
dar un repaso a las clasificaciones que se han desarrollado en anteriores
estudios.
Cada una de ellas se basa en un número distinto de parámetros, los
cuales suelen ser valorados de forma cualitativa, por lo que su clasifi-
cación resulta muy subjetiva.
Ninguna de ellas servirá de modelo para el estudio que aquí se rea-
liza, ya que la mayoría no tiene en cuenta el tiempo de tránsito, y aque-
llos que se basan en el tiempo lo hacen en función de un contaminante en
concreto, lo que implicaría además una cartografía por cada contaminante
en cuestión. No obstante se presentan estas clasificaciones coso referen-
cia y ayuda a la clasificacion propuesta para este proyecto.
A - Según Tbcmas Haertlé, 1983:
Basa la valoración de la vulnerabilidad en dos parámetros:
- el espesor de la zona no saturada
- la composición litológica de ésta
99.
De esta manera se obtienen tres grados de vulnerabilidad:
AIDA MEDIA
Z 0 N A N O S A T U R A D A------------
BAJAPERMEABILID.ARCILLA-LIMO
PERMEABLE : ARENA Y GRAVA
GRANO FINO GRANO GRUESO '
0 - 1 mDISTANCIA ------------
> 1 - 5 m ALTAAL NIVEL ------------
> 5 - 10 mPIEZO METRICO ------------ ----- ---
> 10 m B A J A �ai------------------------------------------
En el caso de que la zona no saturada esté formada por varias capas
de distintas cztposición, la clasificación será:
PARA ZONAS MULTICAPAS
ZONA NO SATURADA, GRANO FINO-------------------0-5 m 1 >5-10 MI> 10 m
ZONA NOSATURADA
BAJAPERMEABILIDAD
B
0-1 m KtA
>1-5 m BATA
- Se Ún P. De Ñ edt , W. De Breuck , W. Loy, T. Van Autenboer y E. Van
Dijck, 1987.
Basan la clasificación para el cálculo del grado de vulnerabilidad,
en tres parámetros :
- Caxposición litológica del acuífero
- Tipo de cobertera
- Espesor de la zona no saturada
100.
Así, relacionando los tres parámetros entre sí, se consiguen cinco
intervalos de vulnerabilidad:
Grado Indio Acuífero Cobertera Z.N.S.
COLMEMEy yE
Aal caliza, areniscay marga z 5 in o arenas 410 m
MUY VULIZERABLE
Bal
Aa2
Ba2
cal
Gravas
Caliza, areniscay marga
Gravas
Arenas
Z5mo arenas
L 5 m o arenas
* 5 m o arenas
L 5 m o arenas
!lOm
>1O m
>1O m
t 10 m
VUL.RABLE
DERADAMENTEVUIZERABLE
Ab
Bb
Cal
Ac
caliza , areniscay ' marga
Gravas
Arenas
caliza , areniscay marga
Margosa
Margosa
5 m o arenas
Arcillosa
lO m
Bc
Cb
Dal
Gravas
Arenas
Arenas margosaso arcillosas
Arcillosa
Margosa
5 m o arenas 10 m
Da2 Arenas margosaso arcillosas 5 m o arenas > 10 m
FOa) VUINa ABLE Cc
Db
Dc
Arenas
Arenas margosaso arcillosas
Arenas margosaso arcillosas
Arcillosa
Margosa
Arcillosa
101.
C - Según Milan Vrána, 1977:
Se utilizan varios parámetros para el cálculo del grado de vulnera-
bilidad, de forma arbitraria , es decir , mediante una serie de caracterís-
ticas o paró metros de las rocas que forman el acuífero, como la canposi-
ción litológica del acuífero, conexión hidráulica, permeabilidad ...
Así, relacionando uno, dos y/o tres parámetros entre sí, consigue 7
grados de vulnerabilidad:
- Acuíferos en rocas carbonatadas te alta
- Acuífero en sed . no consolidados cm co-
nexión hidráulica con el agua superficial Muy alta
- Acuíferos en sedimentos no consolidados
sin conexión hidráulica Alta
Acuíferos en sed. no
consolidado con baja
permeabilidad a tra-
vés de poros y fisuras
Predominio depermeabilidadpor poros moderada
Predominio depermeabilidadpor fisura Variable
- Acuíferos en zona fracturada y fisuras
de rocas ígneas Baja
- Acuíferos en zona fracturada y fisurada
de roca metamórfica Muy baja
102.
D - Según G. B. Eagelen, 1985:
Utiliza un modelo que se basa en tres Parámetros Para el cálculo
del grado de vulnerabilidad:
- Litología de los sistemas de agua subterránea
Magnitud de los sistemas hidrogeológicos
- Localización del impacto
Así, obtiene una matriz de vulnerabilidad en varias escalas, para
aquellas partes del sistema acuífero con litologías diferentes, para es-
pacios de tiendo de corto a intermedio, (de horas a siglos).
Relacionando los tres parámetros entre sí consigue expresar la vul-
nerabilidad como escala relativa, con 6 rangos distintos, que van de 0
(no vulnerable para la escala de tiendo dada ) a 5 (altamente vulnerable).
SISTEMAS DE AGUAS SUBTERRANEAS EN SEDIMENTOS NO CONSOLIDADOS
GRAVAS Y ARENAS LODOS Y ARCILLAS TURBA
Local, 1Subregionat 1 Regf
1 superfic . )intermedio prooral,fundo
1 Local, ISubregi~tl Regional , Local, ISubregionatl
1 superfic . )intermedio 1 profundo 1 superfic. ¡Intermedio 1
Regional,
profundo
1 Zona de entrada , 1¡transporte vertical y ¡¡hacia abajo en ares 1 5
1
C
1
1 3 1 411 3
11
2
1
1 3 2 ¡ 1¡ superficial grerde . 1 1
1 11
1Zona de tránsito , 1 1 1 1 1 1
)transporte (sub•)horil 1 1 1 1 1 1lzontat en arcas super ¡ 1 1 1 1 1 1Ificfales restringidas ) 3 1 0 1 2 1 0 0 1 2 1 0 1 0(principalmente . 1 1 1 1 1 1 1
Zona de salida, 1 1 1 1¡transporte vertical 1 1 1 1 1 1¡hacia arriba en arcas ( 1 1 1 1¡superficiales peque - 2 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0¡ñas e intermedias . 1 1 1 1 1 1 1 1
1
Matriz de vulnerabilidad en varias escalas , para las partes del sistema de agua subterránea en litologlaa diferentes,
para espacios de tiempo de corto a intermedio , ( de horas a siglos).
103.
E - Segúl Yehuda Baclmlan y Martín Collin ; Servicio Hidrológico de Is-
rael, 1987:
utilizan 4 parámetros para el cálculo del grado de vulnerabilidad:
- T = tiendo de tránsito de la Z.N.S.
- t = tiempo desde la aplicación del ccntaminante en la superfi-
cie del suelo
- Bn = volumen de mezcla del A. Subt. por unidad de área
- F/Js = degradación del contaminante
Mediante el producto de los valores de los cuatro parámetros, en
términos medios (o parámetros de distribución), sobre celdas de superfi-
cies que posean hcanogeneidad hidrogeológica y administrativa, se obtienen
los valores cuantitativos de vulnerabilidad.
El producto final de la cartografía de la vulnerabilidad será, por
tanto, una presentación de•las cantidades mencionadas arriba para cada
contaminante, que pueda tener un impacto sobre alguna de las categodas
relevantes del uso del agua.
F - Según A. Villtm seo, O.S.Jacobsen y C.Sonderskov, 1983:
Utilizan 4 parámetros para el cálculo del grado de vulnerabilidad:
- ART'= capacidad de transferencia del agua
- I' = índice de interfluj o
- SA' = adsorción relativa
- RA' = reducción relativa
104.
Relacionando estos 4 parámetros obtenernos un índice de vuinerabili-
dad mediante la fórmula:
(ARTA + I' + SA' + ART')/4
F,-te índice variará de 0 (poco o nada vulnerable) a 4 (altamente
vulnerable).
G - Según Y.J.Meeks , Metnber, ASCE y J.D.Deaa (método del L.P.I.), 1989:
Se utilizan otros cuatro parámetros para el cálculo del grado de
vulnerabilidad:
- V = velocidad del agua en el suelo
- R = coeficiente de retardo
- z = profundidad del agua subterránea
- h = radio de degradación del contaminante
Relacionando estos 4 parámetros mediante la fórmula:
LPI = 1.000 * V/R * z * A
se obtiene el valor del LPI, que es el índice de lixiviado potencial, el
cual es proporcional de la susceptibilidad del agua subterránea a ser
contaminada, por tanto indica su vulnerabilidad. la vulnerabilidad se
expresa mediante 5 intervalos:
MUY AMPO: 90
AIM : 75 - 89
MODERADO: 50 - 74
BATO : 25 - 44
MUY BAJO: 24
105.
H - Según R.Btornzková , J.Vrba, Stavební geologie , Cheooslovaquia,1983:
Uno de los últimos modelo de clasificación, se obtiene de la utili-
zación de cuatro parámetros para calcular la vulnerabilidad, dándole a
cada uno de ellos una serie de puntos o índices, de forma que al sumarlos
dan un valor, que va a caracterizar el intervalo de vulnerabilidad.
Paráme _ Valores Puntuación
- Permeabilidad: > 2.3E-05 15
2,3.10-5 - 5,7.10-6 10
< 5,7.10-6 5
- Espesor Z.N.S.: 0 - 5 m 15
5-20m 10
20 m 5
- Transmisividad: > 1.10-3 15
1.10-03 - 1.10-4 10
< 1.10-4 5
- Fluctuación N.P.: ) 4 m 14
2 - 4 m 10
0 - 2 m 5
- VUINERABILI ALTA 60 - 50
MEDIA 45 - 35
BAJA 30 - 20
106.
I - según Rorst Aust , UOSM - IAE. Federal Republic of Gel, 1983
Esta última clasificación de la vulnerabilidad del agua subterránea
en relación con la protección a la contaminación desde la superficie,
está realizada en base a tres parametros:
TIPO DE TIPO DE ROCAAGUIFERO NO SATURADA
Carbonatosy yesos
AC Acuífero otras rocasU durasI libre
E Arenas yR gravas0
PR ROCAO CONFINADA,DUC Limos yT max asI AcuíferoV Arcilla,turbaO confinado y pizarras
PROFUNDIDAD VULNERABILIDADDE LA Z.N.S.
Sin límite
< 2 metros
2 -20 metros
> 20 metros
< 2 metros
2 - 10 metros
> 10 metros
ESPESOR CAPASCONFINADAS
< 2 metros
> 2 metros
<2 metros
> 2 metros
A=-MEDIA
ATA- BATA
BATA
Profundidad del MUY24 acuífero bajo > 100 metros BAJAel acuífero libre
107.
5.7.2. Clasificación propuesta
La clasificación de la vulnerabilidad en este estudio se basa úni-
camente en el tiempo de tránsito, es decir, a cada intervalo de tieso le
corresponderá un grado de vulnerabilidad.
El criterio que se deberá adoptar para establecer estos intervalos
de tiempo y sus equivalentes en grados de vulnerabilidad, será definido
en relación a la persistencia, permanencia, vida media, etc. de los con-
taminantes químicos orgánicos, inorgánicos, radioactivos y microbiológi-
cos que la Reglamentación técnico-sanitaria dispone para el control de
calidad de las aguas potables. Este criterio se establece por el mero
hecho de que conociendo ese tiempo de permanencia o el tiendo de vida
media, se puede saber el tiempo que tardarán dichos contaminantes en de-
saparecer y con ellos, el peligro de contaminación.
De esta forma la clasificación del grado de vulnerabilidad de los
acuíféros por cada contaminante, con su correspondiente mapa, puede ser
salvada mediante un procedimiento objetivo, que consiste en establecer
los intervalos de vulnerabilidad en función de una media aproximada de
los tiempos de la vida media de los contaminantes químicos y biológicos
más frecuentes y que, por lo tanto, serán los más abundantes y usuales en
las aguas subterráneas.
Estos valores pueden ser obtenidos de la tabla resumen 2.2a y 2.2b
y 2.2c, en la que se incluyen la vida media de los elementos inorgánicos,
orgánicos (hidrocarbonos, pesticidas, ...) y microbiológicos más abundan-
tes y conocidos.
108.
De esta forma, se estima la media de tiempo de persistencia o vida
media de los siguientes grupos:
Media aproxim. Límites aproxi.
Microbiológicos (virus y bacterias) ..... 25 días 1 - 50 días
Orgánicos: Hidrocarbonos ................ 0,5 años 0,3 - 1 año
Hidrocarbonos halogenados .... 3,5 años 1 - 10 años
Pesticidas ................... 5,75 años 3,25-8, 25 años
Inorgánicos ............................. 25 años 6 - 1.000 años
Teniendo en cuenta la persistencia de los contaminantes ccno base
para la calificación de los grados de vulnerabilidad, se obtiene:
Intervalo Calificación criterio
0 días
50 días
50 días - 1 año
1 - 5 años
5 - 10 años
10 - 25 años
VUDETMILIDADABSOLUTA
El o
Contaminación irmxadiata(no existe la Z.N.S.)
Persistencia de conta-minantes micrcbiolog.
MDY M a ALZA
ALTA a MODERADA
VUIiVERABIMADMODE~ a BADA
Persistencia de conta-
minantes químicos, or-
gánicos e inorgánicos
BAJA a MUY BAJA
VUI ABILIDAD Ti~ de tránsito25 años BAJA a I<nmd 1 ------► emo
109.
Cano se ha venido cementando, no siempre va a ser posible la apli-
cación inmediata y directa de la formula seleccionada para valorar la
vulnerabilidad de los acuíferos a la contaminación. En la mayoría de los
casos se van a presentar situaciones especiales , en las que van a influir
uno o varios factores, además de los que abarca la ecuación. Por ello,
estos casos deberán recibir un tratamiento especial más que la simple
aplicación de la fórmala.
No se pretende resolver aquí el problema que conllevan estas situa-
ciones, ya que cada una de ellas requiere un estudio profundo y detallado
de todos sus parámetros y factores que van a influir en su grado de vul-
nerabilidad. Por ello simplemente se pueden dar unas ideas de por donde
enfocar el problema, que en algunos casos es bastante sencillo y en otros
se ~licor extremadamente.
En resumen , estas situaciones especiales pueden agruparse en:
5.8.1. bcisteancia de zonas de baobeo
El efecto primario del bcenbeo es producir un descenso del nivel del
agua subterránea a fin de establecer un gradiente hidraúlico que ponga en
movimiento el agua hacia la captación, (Custodio y Llamas, 1976). Por lo
tanto, al definir el limite inferior de la zona no saturada corno el nivel
de agua subterránea o nivel piezanétrico, si el nivel desciende se produ-
cirá un aumento del espesor de la zona no saturada.
110.
Según la fórmula de flujo-pistón propuesta para calcular el tiempo
de tránsito , éste es directamente proporcional al espesor de la zona no
saturada , por lo que cualquier aumento del espesor de esta zona va a su-
poner un aumento del tiempo de tránsito , lo que se traducirá cano una
disminución del grado de vulnerabilidad . Por tanto , estas situaciones van
a suponer una disminución del riesgo de contaminación de las aguas subte-
rráneas que se reflejará en la disminución del grado de vulnerabilidad.
Esto implica que, en aquellos casos , en que se conozcan los cauda-
les extraídos por bambeos y se puedan calcular los descensos en el agua
smbterránea, se podrá aplicar fácilmente la fórmala del flujo-pistón y
calcular el aumento del tiempo de tránsito que provocan estos descensos.
Para el resto de los casos en que se desconozcan los volúmenes ex-
traidos, el resultado de la fórmula para calcular el tiempo de tránsito
se hará con sumo cuidado. Estos casos especiales-deberán ser contemplados
de alguna manera en la fórmula, por ello, (y hasta un mejor replantea-
miento de estos casos), se les asignará un código clave de caso especial,
consistente en una simple letra, que habrá de ser escrita o tecleada en
el programa de cálculo (capítulo 5.11), y que se interpretará en el mapa
de vulnerabilidad como zona poco conocida, representada por limites dis-
continuos.
5.8.2. istencia de zonas con recargas_ erticiales adicionales
(ríos, riego, ...)
La recarga origina una elevación del nivel del agua y después de la
misma, el agua aportada se extiende hacia los lugares de descarga, dando
111.
origen a un descenso de niveles, que se mantiene hasta el siguiente pe-
riodo de recarga , (Custodio y Llamas, 1976).
cuando por medio del riego , se suministra más agua que la que es
capaz de retener la zona no saturada o capacidad de campo, se produce la
percolación , razón por la que los efectos del riego tienen cierta simili-
tud a los de la precipitación (CU~o y Llamas , 1976).
La infiltración que se produce en las áreas regadas es variable en
función de factores no constantes , cano el tipo. de vegetación y de pen-
diente cetro consecuencia del arado o el microrelieve . En definitiva, en
las zonas en que el agua permanezca más ti~ en contacto con la tierra
y las que más rato permanezcan inundadas , se producirá una mayor tasa de
infiltración.
Por tanto, cuando mayor es la dosificación del agua de riego, mayor
es la cantidad que llega al acuífero, lo que va a provocar elevaciones en
el nivel del agua subterránea, con la consiguiente disminución de]. espe-
sor no saturado.
Una vez conocidos los valores de estas recargas (nWaño), se debe-
rán sumar a las recargas por precipitación , para poder aplicar la ecua-
ción del tiendo de tránsito . Como éste es inversamente proporci~ a la
recarga, cualquier aumento de la recarga producirá una disminución del
tieso de tránsito y, por tanto, un aumento del grado de vulnerabilidad.
En cualquiera de los casos , estas recargas pueden ser conocidas
gracias a la información obtenida en las estaciones de aforo (en caso de
ríos que recargan al acuífero) ; las ccatauzidades de regantes (en caso de
112.
recarga por riego), las escalas y/o linmígrafos (en caso de balsas, la-
gunas, etc.).
En caso de desconocerse estas recargas , se deberá actuar casto en el
caso anterior, es decir, asignándole un código de caso especial que indi-
que que la zona en cuestión es poco conocida , representando sus límites
mediante lineas discontinuas.
5.8.3. Existencia de zonas afectadas por intrusión marina
Estas situaciones, muy canunes en acuíferos costeros, van a canpli-
car la valoración del grado de vulnerabilidad, ya que ade-
más de recarga adicional, constituyen un foco de contaminación constante
(salinización) del acuífero. Además, este foco no es superficial, cato se
ha considerado en este estudio, sino que provoca una contaminación late-
ral directamente sobre la zona saturada. Ello se traduce en una estabili-
zación del espesor de la zona no saturada pese a los bombeos, e incluso
un ascenso de la superficie piezcanétrica en el caso de que se apliquen
técnicas de recarga cano barreras frente a la intrusión.
A todo esto habrá que añadir además otro factor a tener en cuenta
en la valoración del grado de vulnerabilidad, y es el "factor actual", es
decir, el grado de contaminación (por salinización) que en dicho manento
mantiene el acuífero, puesto que éste puede estar ya totalmente contami-
nado, o presentar una contaminación míni ma o estacionaría.
En caso de no conocerse la situación exacta de la interfase agua
dulce/salada, o el grado de contaminación que presenta ya el acuífero,
estos casos necesitarán de un tratamiento especial . Cono en los casos
113.
anteriores, y en principio, se contemplaran mediante el código de caso
especial , hasta un replanteamiento más profundo de estos casos.
5.S.4. Otras Zonas especiales
otros casos especiales se presentarán en áreas en que existan ma-
nantiales y zonas de rezume que constituyen puntos o zonas de la superfi-
cie del terreno en las que , de modo natural, el agua subterránea proce-
dente de un acuífero , fluye a la superficie , es decir, el sentido del
agua es inverso , va de dentro de la superficie del terreno hacia fuera,
por lo que no se produce infiltración de ningún tipo y , por tanto, la
vulnerabilidad a la contaminación en dichos puntos va a tomar un valor
mínimo, es decir, poco o nada vulnerable.
Sin embargo, costo en las proximidades a dichos puntos el espesor
•de la zona no saturada va a ser, en muchos casos, muy pequeño (ya que el
nivel del agua subterránea va a estar muy cerca de la superficie), en
esas áreas la, vulnerabilidad va a ser máxima , o sea, el acuífero en ese
punto será extremadamente vulnerable . En definitiva , se van a presentar
áreas en las que la vulnerabilidad va a cambiar radicalmente en muy pocos
metros ; por tanto , deberán tratarse estos casos con sumo cuidado, depen-
diendo de la situación presentada y asignardole un código de caso espe-
cial para su representación cartográfica.
Por último se debe comentar la posible existencia de zonas donde
concurran simultaneamente varios casos especiales , en las que se van a
camplicar más las soluciones al problema del cálculo de la vulnerabili-
dad, por lo que se deberán tomar mayores precauciones y realizar estudios
e investigaciones más detallados.
114.
5.9. MA~ TIPO
Una vez valorada la vulnerabilidad de cada punto acuífero, mediante
la ecuación del tiempo de tránsito, (capítulo 5.5, pág .: 90), se ha de
pasar a la representación cartográfica de los resultados en un mapa de
vulnerabilidad.
Estos mapas se realizarán sobre una base geológica , en la que apa-
rezca solamente el contacto entre litologías distintas , ( en negro).
E cuanto a la hidrogeología solo se representaran los pintos de
agua inventariados con su numero correspondiente , ( en negro).
Por último, se representarán los distintos grados de vulnerabilidad
mediante la gama de colores que se indica abajo:
Li
Li
VULNERABILIDAD
Absoluta .......................
Extrema o máxi ma ...............
Muy alta - alta ................
Alta - moderada ................
Moderada - baja ................
Baja - muy baja ...... ..........
Muy baja o mínima ....... .......
Tiempo de tránsito
0 días
< 50 días
50 días - 1 año
1 - 5 años
5 - 10 años
10 - 25 años
> 25 años
En aquellas zonas, en las que por escasez de puntos de agua, insu-
ficiente información, o en caso de situaciones especiales , los límites
entre unidades de distinto grado de vulnerabilidad no se puedan definir
claramente, éstas se representarán mediante un trazo discontinuo.
115.
5.10. PPC8MM Y LD CIOM EN EL USO DE MM
Una vez realizada la cartografía de la vulnerabilidad y concluído
el mapa, éste deberá usarse con sumo cuidado, debido a una serie de limi-
taciones que se han ido imponiendo a estos mapas y que van a resumirse
seguidamente
Los mapas no estan aplicados a contaminantes reales, sino a conta-
minantes ideales, por lo que los grados de vulnerabilidad conteimplarán
siempre un factor de seguridad , es decir, que supondrán siempre un tiempo
de tránsito menor que en caso de un contaminante real.
Estos mapas no son válidos para aquellos casos en que el foco de
contaminación esté situado por debajo de la superficie del terreno, pues-
to que este estudio se ha realizado para focos de contaminación situados
sobre la superficie del terreno.
En cuanto a los factores que intervienen en el cálculo del tiempo
de tránsito que, ccam la recarga, son estimados a partir de las medidas
efectuadas in sito a lo largo de los años, presentan otras limitaciones
inherentes a problemas de errores tanto humanos como mecánicos cometidos
en la toma de datos, lo que conducirá a valores de recarga, en determina-
das ocasiones, poco fiables.
Con respecto a los datos obtenidos de los inventarios de los puntos
de agua, varios van a ser los problemas: muchos registros de pozos son
poco explícitos y no proporcionan información sobre las formaciones su-
perficiales, es decir, de las Z.N.S., que son, en definitiva, las que
actúan coro cubiertas de protección y, por tanto, más interesa conocer.
116.
La información sobre creas con pocos datos ha de completarse con
los métodos de estivación adecuados , debido a la dificultad que supone
realizar perforaciones adicionales , por falta de tiempo , por escasez de
medios económicos, etc.
La ausencia de registros de pozos adecuados en muchas zonas impide
el conocimiento exacto del tiempo de tránsito y por tanto , la cartografía
de su vulnerabilidad , sobre todo en caso de situaciones especiales, por
lo que los límites que definen estas zonas seran dudosos.
En general los datos de piezanetría así com los mapas piezcn-étri-
cos detallados sólo están disponibles para una pequeña parte de las su-
perficies cartografiadas , por lo que el espesor de la zona no saturada no
podrá ser siempre determinado con la misma precisión.
Si además a todo esto se le añade otra limitación dada por la pre-
sencia del " factor actual" referido al grado de contaminación que actual-
mente presentan la mayoría,de los acuíferos , la realización de estos ma-
pas será muchas veces ineficaz.
En resumen , la operatividad y limitaciones de estos mapas, van a
venir dadas por el grado de detalle de los mismos , relacionados con la
densidad y verificación de la información disponible , lo que va a suponer
una limitación tanto general cmio específica.
La figura 5.10 muestra un organigrama que resume , a través de los
pasos más importantes, el método de trabajo seguido en este proyecto.
.METODO DE TRABAJO
CONSULTABIBLIOGRAFICA
2
SELECCIONDEL METODO
2DETERMINACIONFORMULA DEL
TIEMPO TRANSITO
BASE DE DATOS:AGUAS SUBTER.,CLIMATICA...
RECOGIDADE DATOS
CALCULO DELTIEMPO TRANSITO
ASIGNACION GRADOS
DE VULNERABILIDAD
2
MAPA DE
VULNERABILIDAD
PUBLICACIONES
MAPAS : TOPOGR.,
HIDROGEOLOG..
Figr.:5.i0
117.
5.11. LA O ZACI(LI DEL PROGRNÍmI DE ( UCUID
El programa realizado para el cálculo del tiempo de tránsito está
intlementado sobre un paquete de Software , comercializado con el nambre
de DBBASE IIlplus.
la información está ordenada en ficheros con formato DBF. Existe un
fichero maestro en el que están contenidos los siguientes datos de cada
punto acuífero :
Número de identificación
Coordenada X
Coordenada Y
Coordenada Z
Profundidad del pozo u obra
Sistema acuífero o unidad hidrogeológica
Espesor no saturado o nivel piezométrico
Infiltración
Este último campo contiene la infiltración calculada para cada pun-
to acuífero, en función de la recarga , ya sea por lluvia , riego, etc.
Partiendo de este fichero, el programa tiene las posibilidades de:
1 - Dar de alta en fichero maestro
2 - Crear un fichero proyecto
3 - Dar de alta a un punto en el fichero proyecto
4 - Acceder a un punto del fichero proyecto
5 - Acceder a los ficheros auxiliares
118.
6 - Listar el fichero proyecto
7 - Calcular el ti~ de tránsito y el grado de vulnerabilidad
8 - Reindexar
9 - Borrar el fichero proyecto
maestro1- Dar de alta en el fichero
Es posible dar de alta puntos en el fichero maestro, sobre el cual
partirá el programa para la creación del fichero proyecto.
proyecto2- Creación del fichero
Para la creación de un fichero proyecto se pueden limitar alguno de
los datos del fichero maestro, como por ejemplo:
- Por la profundidad de los pozos
- Por la situación espacial: coordenadas X,Y
- Por sistema acuífero o unidad hidrogeológica
Este fichero proyecto se creará con el Hambre que seleccione el
usuario.
proyecto3-.Dar de alta a un punto en el fichero
Se puede dar de alta puntos en cualquier fichero proyecto que esté
creado. Hay que tener muy en cuenta que los datos no se actualizan en el
fichero maestro.
119.
proyecto4- Acceder a un punto del fichero
El usuario tiene la posibilidad de consultar, modificar, o borrar
puntos de cualquier fichero proyecto creado. Al igual que en el apartado
anterior, cualquier modificación del fichero proyecto no afectará al fi-
chero maestro.
5- Acceder a ficheros auxiliares
El usuario tendrá la posibilidad de cambiar los parámetros de los
ficheros auxiliares. Estos contienen:
- Fichero litologías : estos contienen las distintas clases de
litologías o materiales de cada punto acuí-
fero, y su correspondiente espesor.
- Fichero de trames : contiene los parámetros de capacidad de re-
tención específica y porosidad eficaz de
cada uno de los 12 materiales selecciona-
dos, así como los valores de infiltración.
- Fichero de grados : contiene los distintos grados de vulnerabi-
lidad definidos y su intervalo de tiempo en
días.
Fichero de piezcmetros :contiene las distintas medidas de los ni-
veles piezamétricos de un mismo punto acuí-
fero. El valor maximo de estos niveles será
el que se tome como espesor de la zona no
saturada.
120.
6- Listado de fichero pr yeCto
El programa lista por impresora los puntos de un fichero proyecto
creado. Este listado contiene los siguientes datos:
- NiSnero de identificación del punto
- situación espacial: coordenadas X e Y
- Espesor no saturado o nivel piezcmetrico máximo
- Cod.igo de caso especial
- Tramos litológica de cada punto y su espesor
7- Cálculo de la vulnerabilidad
El procedimiento de cálculo parte del fichero proyecto que se de-
see. Este, aplica la fórmula del cálculo de tiempo de tránsito.
T = 1o¿. R
Nni.Lj
i=1
donde: T = tiempo de tránsito (años)
R = precipitación media anual máxima de la serie histórica (nWa)
N = manero de capas de la zona no saturada
ni = capacidad de retención específica de la capa i, si se trata
de una zona no saturada o porosidad eficaz , si la zona de
cobertera está saturada-(acuitardo) (%).
Li = espesor de la capa i (m)
o( = fracción que va a alcanzar el agua subterránea (%)
121.
El resultado es el tiempo en días, que tarda un contaminante ideal
situado en la superficie del terreno en llegar al límite inferior de la
zona no saturada o al nivel piezanétrico . De esta forma se obtiene el
grado de vulnerabilidad de cada punto.
El resultado final del procedimiento es la creación de un fichero
con los siguientes datos:
- Número de identificación del punto
- Situación espacial: coordenadas X e y
- Ti~ de tránsito (en días)
- Grado de vulnerabilidad
Este fichero se pasa a ARLO-IIM para la ejecución del mapa de vul-
nerabilidad.
8- Reindexar
Permite la regeneración de ficheros índices a partir de los fiche-
ros auxiliares.
provecto9-,Borrar un fichero
Esta opción borra cualquier fichero proyecto que se desee.
La utilización de este programa viene explicada detalladamente en
el manual de usuario que acapara a la memoria.
En la figura 5.11 se presenta el organigrama que muestra las dis-
tintas opciones a las que el programa tiene acceso.
Estructura del programa
MiDar de alta en
Fichero Maestro.
M2Crear Fichero
proyecto.
93Altas a Fichero
proyecto.
M7
Calculo
de Vulnerabilidad
M4
Acceso a
Fichero Proyecto
u principa
w6Listado de
Fichero Proyecto
me
Reindexar
Borrar
M5
Consulta de
Ficheros Aux.
Fig. 5,ii
122
6. APLICACION A CASO TIPIFI(�1DO
6.1. DESCRIPCION GEOGRAFZCA Y GEOIDGICA DE LA Z A DE ESTUDIO
La metodología de cuantificación de la vulnerabilidad de los acuí-
feros a la contaminación será aplicada en el acuífero aluvial del Bajo
Guadalquivir, en el Sector comprendido entre Brenes y Alcolea del Río,
aproximadamente; estando sus limites marcados por el río Guadalquivir y
por los canales del Valle inferior del Guadalquivir (fig: 6.1).
SITUACION GEOGRÁFICA DE LA ZONA DE ESTUDIO
En los mapas de vulnerabilidad realizados hasta ahora, prácticamen-
te todos los aluviales cuaternarios vienen representados como acuíferos
productivos, muy permeables y muy vulnerables a la contaminación, en los
que el aluvial queda totalmente integrado bajo un mismo grado de vulnera-
bilidad. Por ello, se ha elejido esta zona, para poder calcular mediante
la fórmula del cálculo del tiempo de tránsito, los diferentes grados de
vulnerabilidad que pueden presentarse dentro de un aluvial.
123
Por otra parte, en la zona elegida se ha realizado un estudio hi-
drogeológico (EPrISA, 1990), con objeto de conocer detalladamente la geo-
metría del acuífero y de la superficie piezanétrica, así cano las carac-
terísticas y funcionamiento de éste y la calidad química del agua, además
se ha estudiado la viabilidad de recarga artificial en el acuífero
la principal actividad econáanica de esta zona es la agricultura,
que ha alcanzado un importante desarrollo y para lo cual se ha ido cons-
truyendo la necesaria infraestructura de canales y acequias
Geológicamente la zona se enmarca en la cuenca del Guadalquivir, en
el límite septentrional de la llanura neógena . Esta unidad estructural se
extiende caro una larga banda entre la Zona Subbética, que la limita al
Sur, la Prebética, que lo hace por el Este, y el Macizo Hercínico al que
remonta, por el Norte.
La llanura neógena se cc*npone fundamentalmente de sedimentos mari-
nos, cabalgados por el Subbético a lo largo de su límite meridional y
recubiertos por aluviones recientes y otros sedimentos cuaternarios.
La zona muestra un paisaje de suave relieve, debido a la naturaleza
de los sedimentos, a la meteorización, que ha producido espesos suelos y,
sobre todo, a la acción del río que ha aterrazado una amplia zona, dando
lugar a terrazas planas, alargadas paralelamente al río, y escalonadas
d te hacia el Norte, que constituyen el acuífero. Al Sur de
esta zona aparecen unas margas azules del Mioceno que constituyen el sus-
trato impermeable.
124
las características de los diferentes materiales representados son:
Mioeeno Superior : constituido fundamentalmente por margas azul-
grisáceas, las cuales se hacen arenosas hacia la base y presen-
tan una estratificación difusa y localmente laminación paralela.
A menudo aparecen yesos e impregnaciones de óxidos de hierro.
Sobre ellas se sitúan los oorrespo�xiientes depósitos cuaterna-
rios del Río Guadalquivir.
Cuaternario : constituido por terrazas fluviales del Guadalquivir
y depósitos aluviales actuales . Estos materiales se encuentran,
en parte, cubiertos por suelos potentes , coluviones, arrastres,
etc.
Se han distinguido 5 terrazas fluviales del aluvial actual:
TEI AZA SUPERIOR (Qrl): terraza más antigua, desarrollada a
cotas de 45 - 50 m. Presenta escaso espesor , que va disminu-
yendo hacia el Sur, llegando a constituir una raña de escaso
interés. Está =puesta por cantos cuarcíticos y arenas gro-
seras y, hacia la base , por limos rojos.
TERRAZA M®IA (Qr2 ): se desarrolla a cotas topográficas de 30
- 40 m, con mayor desarrollo vertical que la anterior. Está
constituida por unos niveles superiores de arenas y limos, a
veces , con nódulos calcáreos y un nivel inferior de congiate-
rados y gravas , depositados directamente sobre los materiales
miocenos (margas-azules).
125
TERRAZA DIFERIOR (Qr3): sobre la que se encaja el actual cau-
ce del río Guadalquivir, a cotas topográficas de 20 - 30 m.
Se can~ fundamentalmexTte de arcillas rojas y marrones y
zonas de acumulación de gravas.
TERRAZAS LOCALES (Qr4) : de escaso desarrollo vertical y late-
ral. Formada por materiales fluviales recientes depositados
en la parte cóncava de los meandros y situadas a unos 5 me-
tros sobre el cauce actual del río.
6.2. DESCRIPCION mil OIDC�ICA DE LA ZCM DE ESTUDIO
El espesor medio saturado del acuífero oscila entre.10 y 15 m.
La alimentación del acuífero se produce principalmente por infil-
tración del agua de lluvia y de los excedentes de riego, bastante impor-
tante en esta zona , al tratarse de un área intensamente cultivada, donde
la mayor parte del riego se realiza con agua de escorrentía superficial
del río Guadalquivir.
La descarga del acuífero se produce principalmente al río Guadal-
quivir, a lo largo de su cauce . Existe además , una importante descarga
del acuífero por bonbeos , a partir de los pozos y sondeos existentes y
que son empleados , en su mayoría , para regadío y en menor proporción para
abastecimiento a cortijos , casas de cano, granjas e industrias.
126
La mayor parte de la información necesaria para el estudio y apli-
cación del método del cálculo de vulnerabilidad , se va a obtener a partir
de los puntos de agua existentes en el mismo y, por tanto , del inventario
realizado por el TICE.
Además de el ya existente , se ha realizado un nuevo inventario que
contiene un total de 156 puntos , de los cuales sólo 80 están situados en
la zona de estudio , entre Srenes y Alcolea del Río.
Lw datos obtenidos de este inventario se reflejan en la tabla 6.1,
donde se nuestra un resuenen con los datos necesarios para la aplicación
del método . En el mapa hidrogeológico (plano 1) se han representado todos
esos puntos, así cceeeo la geología de la zona , a escala 1:50.000.
Dadas las características topográficas de la zona , en terrazas muy
planas , con desniveles entre ellas de 2 a 4 m, y la geometría del acuífe-
ro de espesor muy variable , es muy importante conocer con cierta exacti-
tud las cotas de los puntos de agua . Por ello se ha realizado la nivela-
ción topográfica de todos los puntos inventariados , lo cual ha permitido
elaborar con cierta precisión el mapa de piezanetría.
Esta nivelación se realizó con un altímetro de precisión (± 0.5 m),
mediante circuitos cortos, en espacio y en tiempo , que partían de un vér-
tice geodésico conocido y se cerraban sobre el mismo, después de haber
nivelado una serie de puntos.
Tabla 6.1 : RESUMEN DEL INVENTARIO DE PUNTOS DE AGUA REALIZADO
NUMERO COOR . X COOR .Y PROFUNDIDAD NIVEL LITOLOG .y ESPESOR INFILTRACIONHoja- oct-NLa Geograf . Geograf . POZO PIEZONETRICO DE CADA TRAMO PUNTO
123940126 247460 4163620 9 . 90 5.50 SUELO 4.00ARELIM 1.50
9 . 62*10-9
80074 246050 4161220 8.30 6.60 SUELO 5.00GRAMED 1.60
9 .10*10-9
0075 246680 4158430 14.50 8 . 00 SUELO 8 . 00 6.13*10-9
0076 246790 4157960 7. 75 2.70 SUELO 2.70 6.13*10-9
0125 247050 4162300 11.10 6.90 SUELO 4.00ARELIM 2.00GRAMED 0.90
6.39*10-9
133910056 255190 4166160 11.90 2.90 SUELO 1.50ARELIM 1.00GRAMED 0.40
9 . 56*10-9
20001 258480 4163570 9 . 70 3.28 SUELO 1 . 20AREFIN 0.80ARELIM 1.28
6.07*10-9
0002 ' 258580 4163650 8.60 3 . 13 SUELO 1.20AREFIN 1.00ARELIM 0.93
6 . 07*10-9
0018 261290 4164250 9. 78 4.92 SUELO 1.30AREFIN 1.00ARELIM 1.80GRAMED 0.82
7.54*10-9
0019 261520 4164120 9. 90 6.00 SUELO 1.50AREFIN 1•.50ARELIM 1.80GRAMED 1.20
8.29*10-9
0020 260880 4165790 11.90 7. 40 SUELO 2 .50GRAARE 2.50GRAMED 2.40
7.54*10-9
0021 260340 4166350 11.52 6 . 78 SUELO 3 .00GRAARE 3.00GRAMED 0.78
7.52*10-9
0022 259920 4165920 12.00 5 . 00 SUELO 3 .00GRAARE 2.00
7.52*10-9
0023 259830 4166340 9. 50 4.50 SUELO 3.00GRAARE 0.50GRAMED 1.00
7.52*10-9
0024 255760 4166050 12.00 6 . 50 SUELO 2 .50AREFIN 2.50GRAARE 1.50
7.39*10-9
0025 260250 4163250 13.80 3 . 12 SUELO 2.00AREFIN 0.50ARELIM 0.50GRAMED 0.12
5.84*10-9
0026 260280 4163680 7.20 3. 48 SUELO 2 . 00AREFIN 1.00GRAARE 0.48
5.84*10-9
Tabla 6.1 : RESUMEN DEL INVENTARIO DE PUNTOS DE AGUA REALIZADO(Continuación)
NUMERO COOR .X COOR.Y PROFUNDIDAD NIVEL LITOLOG.y ESPESOR INFILTRACIONHoja-oct-*» Geográf. Geográf. POZO PIEZOMETRICO DE CADA TRAMO PUNTO
0027 262600 4165730 10.62 4.65 SUELO 1.00GRAMED 3.65
8.72*10.9
0034 256340 4165400 8.75 4.55 SUELO 1.50AREFIN 1.00ARELIM 0.50GRAMED 1.55
6.07*10-9
0035 256290 4165590 9.10 5.00 SUELO 1.50AREFIN 1.00ARELIM 1.00GRAMED 1.50
7.67*10-9
0036 257380 4166010 7.60 3.58 SUELO 2.00AREFIN 0.50GRAMED 1.08
7.67*10-9
0037 257140 4165960 7.10 3.55 SUELO 2.00AREFIN 0.50GRAMED 1.05
7.67*10-9
133920038 257600 4166090 7.90 4.28 SUELO 1.50AREFIN 1.00GRAMED 1.78
7.67*10-9
0039 259580 4168390 15.00 4.50 SUELO 4.50 5.23*10-9
0040 261560 4165640 12.80 2 .70 SUELO 1.30ARELIM 1.40
7.54*10'9
0041 261930 4165170 12.90 3.70 SUELO 3.00GRAMED 0.70
7.54*10-9
0057 257070 4163800 6.57 3.52 SUELO 0.50AREFIN 1.50ARELIM 1.52
6.07*10-9
0129 260250 4164300 10.90 4.50 SUELO 4.50 5.84*10-9
0130 260120 4164860 13.00 6.00 SUELO 6.00 5.84*10-9
0131 259800 4165050 10.20 4.10 SUELO 6.00 9.62*10-9
30028 263950 4165200 14.00 5.30 SUELO 4.00GRAARE 1.30
8.71*10-9
0029 263640 4164550 13.50 5.40 SUELO 3.00GRAARE 2.40
8.71*10-9
0030 263730 4164770 13.40 7.90 SUELO 3.00GRAARE 2.50GRAMED 2.40
8.71*10-9
0031 263780 4165540 13.20 7.20 SUELO 3.50GRAARE 3.50GRAFIN 0.20
8.71*10-9
0032 264600 4164560 14.62 9.20 SUELO 6.00 9.56*10-9GRAARE 2.00GRALIM 1.20
Tabla 6.1 RESUMEN DEL INVENTARIO DE PUNTOS DE AGUA REALIZADO(Continuación)
NUMERO COOR . X COOR . Y PROFUiDIDAD NIVEL LITOLOG . y ESPESOR INFILTRACION
Noja-oct-NW Geográf . Geográf . POZO PIEZOIETRICD DE CADA TRAMO PUNTO
0033 266150 4165800 14.00 6.00 SUELO 4.00GRAARE 1.50GRANEO 0.50
9.46*10'9
0042 263340 4166810 15.00 5 .00 SUELO 3.00GRAARE 2.00
9.56*10-9
0043 263550 4166280 15.00 5.00 SUELO 3.00GRAARE 2.00
8.71*10"9
0070 266300 4165550 15.40 9.50 SUELO 6.00GRAARE 3.00GRANEO 0.50
9.46*10-9
0071 265940 4164970 15.00 9.00 SUELO 6.00GRAARE 3.00
9.56*10-9
0072 266520 4165050 22.00 5.00 SUELO 6.00GRAARE 6.00AREFIN 3.00
9.46*10'9
50011 255140 4162450 7460 1.57 SUELO 1.00ARELIM 0.57
6.07*10-9
0012 254790 4162400 10.00 4.30 SUELO 2.50GRAARE 1.80
6.07*10'9
0054 255340 4163000 8. 50 2.20 SUELO 1.00GRALIM 1.20
6.07*10-9
0055 252480 4161000 12.10 7.20 SUELO 7.20 3.27*10-9
0066 249600 4161530 7.40 2.70 SUELO 1.10GRALIM 1.60
6.05*10-9
0067 250060 4160450 11.00 5.10 SUELO 5.00GRAMED 0.10
2.53*10-9
0136 248840 4161080 10.20 4.10 SUELO 2.00GRAMED 2.10
9.62*10-9
0137 248900 4160970 10.80 4.10 SUELO 2.00GRAMED 2.10
9.62*10-9
0149 247920 4158850 9.80 4.50 SUELO 3.00ARELIM 1.50
2.86*10-9
0150 255240 4162130 16.00 7.00 SUELO 1.10AREFIN 3.90GRANEO 2.00
5.84*10-9
133950151 252670 4160830 12.00 8.50 SUELO 0.80ARELIM 1.00AREFIN 6.70
3.27*10-9
0155 250320 4159950 7.80 4.00 SUELO 2.10AREFIN 1.90
2.53*10-9
0160 254800 4160900 8.10 7.00 SUELO 2.00 1.09*10-9ARELIM 5.00
Tabla 6.1 : RESUMEN DEL INVENTARIO DE PUNTOS DE AGUA REALIZADO(Continuación)
NUMERO COOR.X COOR . Y PROFUNDIDAD NIVEL LITOLOG . y ESPESOR INFILTRACIONHoja- oct-MW Geográf . Geográf . POZO PIEZOIETRICO DE CADA TRAMO PUNTO
60003 259670 4163220 9.60 4.20 SUELO 1.00AREMED 2.00GRAARE 1.00GRAMED 0.20
5.84*10-9
0004 256930 4163160 11.70 5.72 SUELO 1.20AREFIN 2.00AREMED 1.50GRAMED 1.02
6.07*10-9
0005 256650 4162990 12.00 6.00 SUELO 2.00AREFIN 1.00GRAARE 3.00
6.07*10-9
0006 258040 4163020 12.00 6.30 SUELO 2.00AREFIN 0.30GRAARE 4.00
6.07*10-9
0007 257850 4163040 16.00 6.90 SUELO 1.80AREFIN 2.00ARELIM 0.90GRAARE 1.50GRAMED 0.70
6.07*10-9
0008 257030 4163100 9.50 4.00 SUELO 1.50AREFIN 2.50
6.07*10-9
0009 256150 4162920 9.90 4.18 SUELO 1.50AREFIN 1.80ARELIM 0.88
5.84*10'9
0010 255980 4163000 10.50 6.00 SUELO 4.00AREFIN 1•.00ARELIN 1.00
5.84*10"9
0013 255370 4161600 18.00 8.00 SUELO 2.50ARELIM 3.00GRAARE 2.50
5.84*10-9
0014 256540 4162460 12.80 3.85 SUELO 1.00GRAARE 2.00GRAMED 0.85
5.84*10-9
0015 257620 4163020 12.70 6.25 SUELO 1.50AREFIN 1.50ARELIM 0.90GRAARE 1.00GRANEO 1.35
6.07*10-9
0016 258570 4162620 13.30 6.00 SUELO 2.80AREFIN 1.50GRAARE 1.70
4.92*10-9
0017 258150 4162380 9.60 3.45 SUELO 1.50GRAARE 1.95
4.92*10-9
0048 256270 4162120 15.00 6.00 SUELO 1.00AREFIN 3.00GRAARE 2.00
5.84*10-9
0049 257220 4162670 13.90 5.80 SUELO 5.00 6 .07*10'9AREFIN 0.80
Tabla 6.1 : RESUMEN DEL INVENTARIO DE PUNTOS DE AGUA REALIZADO(Continuación)
NUMERO COOR.X COOR .Y PROFUNDIDAD NIVEL LITOLOG . y ESPESOR IMFILTRACIOMHoja-oct-Mw Geográf . Geográf . POZO PIEZOMETRICO DE CADA TRAMO PUNTO
0050 256950 4162850 10.00 4. 50 SUELO 1.50AREFIN 3.00
6.07*10-9
0051 257690 4162370 12.58 4.58 SUELO 1.50AREFIN 1.50ARELIN 1.58
4.92*10-9
0052 258650 4162310 15.90 4.98 SUELO 4.98 4.92*10-9
0053 257030 4162220 14.00 4.80 SUELO 1.50AREFIN 1.50ARELIM 1.80
5.84*10-9
133960157 260650 4162850 10.00 8 . 00 SUELO 1.00AREFIN 1.30LIMARC 2.00ARELIM 3.70
6.07*10-9
0158 256260 4161600 9.50 4.00 SUELO 1.00AREFIN 1.00ARELIM 2.00
5.84*10-9
0159 259100 4162120 8.00 5 . 40 SUELO 3 .00ARELIM 2.40
4.92*10-9
0165 262900 4162460 8.00 6.00 SUELO 1.00ARELIM 2.60AREFIN 2.40
4.06*10-9
70166 263950 4161930 12.00 6.10 SUELO 2.50MARARC 3.60
4.06*10-9
0167 265110 4162000 11.50 7.50 SUELO 3.00MARARC 4.50
1.74*10-9
0168 266100 4162800 11.70 7.90 SUELO 2.90MARARC 5.00
1.22*10-9
127
En cuanto a la geanetría de los depósitos aluviales que constituyen
el acuífero , en corresporx encia con su génesis , es la de terrazas planas,
escalonadas descendentawxite hacia el Norte y alargadas paralelamente al
río, que se encuentran rellenando el paleorelieve de las margas azules,
excavado por el propio río y que constituyen el sustrato impermeable del
acuífero.
Por otro lado , los mayores espesores de los niveles que constituyen
el acuífero se encuentran en la terraza media (Qt2), con espesores entre
9 y más de 12 m, en la franja de terreno de la margen derecha de los ca-
nales del Bajo Guadalquivir. y el Valle Inferior . En el resto de la terra-
za media, estos espesores oscilan entre 6 y 10 m, entre el }m► 47 del Ca-
nal del Bajo Guadalquivir y el Sur de Brenes y en el resto de la zona
ocupada por la terraza media entre 3 y 7 m.
En la terraza baja (QI3) los espesores oscilan entre 5 y 10 m, en
áreas entre Tocina y Alcolea, mientras que en el sector de Brenes varían
de 3 a 9 m.
A partir de los datos de piezc oetría se ha elaborado un mapa de
isopiezas , del que se deduce que el flujo de agua subterránea se produce,
entre Brenes y los Rosales , en dirección Norte y Oeste , hacia el río Gua-
dalquivir , que drena al acuífero a lo largo de su recorrido por el mismo,
y entre los Rosales y Alcolea, en dirección Norte y Este.
Los niveles piezométricos están ccaprendidos entre los 10 y 15
m.s.n.m. a lo largo de la margen izquierda del río, y los 30 m.s.n.m. en
128
las init iiacicnes de los Rosales ; esta elevación coincide con la zona de
mayor desarrollo de la terraza media (QT2), además de ser la zona que más
recarga, por retorno de riego, recibe ya que es el sector que más se rie-
ga con agua procedente del canal y no con agua subterránea.
Tanto la geología, los puntos acuíferos, coalas isopiezas, se han
representado en el mapa hidrogeológico a escala 1:50.000 (Plano 1).
A partir de las pluvianetrías mensuales se ha obtenido la media
anual de las estaciones pluvianétricas de Carmona, Rinconada, Alcalá de
Guadaira y Sevilla.
De toda esa información se obtiene que la precipitación media anual
para la zona de estudio varía entre 600 y 800 non.
I,os balances realizados en la zona señalan que la recarga por in-
filtración de agua de lluvia varía según las terrazas , de la siguiente
forma:
Infiltración
Terrazas bajas: 5,23 x 10-9 m/s
Terraza superior y media: 1,74 x 10-9 m/s
129
La distribución de los excesos de regadío también se han tenido en
cuenta, suponiéndose que todo el exceso se infiltra.
Por último , se han considerado las extracciones realizadas en los
pozos , las cuales en esta zona , nunca son superiores a las recargas, por
lo que el balance es siempre positivo.
De esta forma se obtiene el balance para cada nudo de la zona, en
el que intervienen : recarga por precipitación, recarga por riegos y bom-
beos.
Gracias a todo este estudio realizado en el aluvial del Guadalqui-
vir, se han obtenido unos datos totalmente fiables de la recarga o infil-
tración , lo que equivale , en la ecuación para la valoración de la vulne-
rabilidad, al término o(.R; y cuyo valor, por cada malla, se ha. reflejado
en el mapa hidrogeológico (Plano 1). Además , los valores de la infiltra-
ción («.R), por cada punto acuífero vienen dados en la tabla 6.1, junto
con el resto de los datos necesarios para la aplicación de la fórmula.
130
6.3. APLIC7PTON DEL PF4GI WA
los resultados de la aplicación del programa para calcular el tiem-
po de tránsito en el aluvial del Guadalquivir, quedan reflejados en el
gráfico 6.3.
VULNERABILIDAD - NIVELES LITOLOGICOSINVENTARIO DE PUNTOS ACUIFEROS
ALUVIAL DEL GUADALQUIVIR
Frecuencia
Niveles litológicos
Alta - muy altaModerada - alta
Baja - moderadaMuy baja - baja
Mínima - muy baja
Fig.. 6.3
Tal y cateo se refleja en el gráfico, la mayoría de los puntos acuí-
feros (el 70%) presentan un grado de vulnerabilidad alto a moderado, lo
que equivale a un tiempo de tránsito de l a 5 años. Estos puntos se en-
cuentran situados en su mayoría en las terrazas 2 y 3 (media e inferior)
y en las terrazas 1 y 4 (superior y local); esta última presenta el mismo
grado de vulnerabilidad en todos sus puntos (4 en total).
131
Aproximdamente el 16% de los puntos acuíferos presentan un grado
de vulnerabilidad muy alto a alto , es decir, con un tiempo de tránsito de
50 días a un año. Este grado de vulnerabilidad solo se da en las terrazas
media e inferior.
Casi el 9% de los puntos acuíferos presentan un grado de vulnerabi-
lidad bajo a muy bajo , lo que indica un tiempo de tránsito entre 5 y 10
años. Solo los puntos acuíferos situados en las terrazas media y superior
presentan este grado de vulnerabilidad.
Por último y con la misma proporción de puntos acuíferos (un 2.5%),
se presentan los grados de vulnerabilidad bajo a muy bajo y muy bajo a
mínimo , que traducidos a tiempos de tránsito equivalen a 10-20 años y a
más de 25 años respectivamente. Aquel, se da en puntos acuíferos de la
terraza superior y del Mioceno; y este último se da solamente en puntos
del Mioceno.
De todo esto se puede deducir que existe un cierto paralelisim en-
tre los grados de vulnerabilidad y la situación geológica de los puntos
acuíferos, ya que generalmente a medida que se pasa de una terraza a
otra más superior, el grado de vulnerabilidad va disminuyendo, es decir,
el riesgo de contaminación es menor.
En resumen, se observa que en la zona estudiada, no hay puntos
acuíferos que presenten un grado de vulnerabilidad extremo (menos de 50
días), pero hay 9 puntos con vulnerabilidad muy alta, por lo que necesi-
tarán mayor protección que el resto. la mayoría de los puntos presentan
132
vulnerabilidad alta a moderada , por lo que , en general la zona de estudio
presenta un riesgo importante a la contaminación , tal y como suele venir
reflejado en los mapas de vulnerabilidad realizados hasta el momento. Los
valores más bajos se dan en las terrazas superiores y en los materiales
más impermeables , como las margas azules del Mioceno.
Después de estos resultados se puede decir que la fórmula utilizada
se ajusta bastante a la realidad, teniendo en cuenta que los datos han
sido tomados para el peor de los casos, es decir para unas recargas máxi-
mas y unos niveles piezométricos altos.
6.4. SEMIBILIDAD
La sensibilidad del programa se puede comprobar alterando uno de
los parámetros utilizados en la fórmula para el cálculo del tiempo de
tránsito, y viendo si los resultados varían mucho.
Para determinar cual de los parámetros que integran la fórmula hay
que alterar, se elige aquel que tenga mayor posibilidad de cambiar, por
ser menos fiables o por que se hayan obtenido por tablas y no directamen-
te sobre el terreno. Ccano los niveles piezometricos se obtiene directa-
mente y los valores de la infiltración se han obtenido mediante un estu-
dio que tiene en cuenta precipitaciones, riegos y bombeos; la modifica-
ción se ha llevado a cabo en la capacidad de retención específica, ya que
sus valores han sido estimados en tablas, que dan valores medios aproxi-
mados, lo que los hace menos fiables.
133
Para comprobar la sensibilidad del programa en la zona de estudio,
se ha cambiado el valor de la capacidad de retención específica en el
suelo, de forma que pasa de un valor de un 10 % (estimado en tablas) a
tener un valor supuesto de un 25 %, manteniendo los valores del resto de
los materiales sin cambios.
r. s resultados de esta variación se muestran en la tabla 6.4, en la
que solo solo se han seleccionado 10 puntos acuíferos.
Tabla 6.4: Timepoe de tránsito (días) y grados de vulnerabilidad
NQ identificación n=10% n = 25 %
1239.4.0126 969 Alta-moderada 1690 Alta-moderada
1239.8.0074 666 1629
1239.8.0075 1510 m 3776 Baja-muy baja
1239.8.0076 510 m 1274 Alta-moderada
1239.8.0125 1727 m 2814 Moderadabaja
1339.1.0056 516 m 788 Alta-moderada
1339.2.0001 888 m 1231 m
1339.2.0002 708 m 1051 EL
1339.2.0018 964 m 1264 m
n = capacidad de retención específica en el suelo
Como se observa en la tabla de arriba los resultados varían enorme-
mente , los tiempos de tránsitos se disparan bastante de forma que incluso
varia el grado de vulnerabilidad . Por lo tanto se puede decir que el pro-
grama de cálculo es muy sensible.
134
6.5. RESOIIiRMO . M^ ffi VULNEMBILIDAD
A partir de un fichero ASCII que contiene las coordenadas de los
puntos acuíferos y sus tienpos de tránsito se ha generado una cobertura y
una base de datos donde figuran dichos t%rnpos c n el fin de representar-
los en el sistema de información geográfica AM ^
Para ello se genera una triangulación teniendo en cuenta la situa-
ción espacial y el tiempo de tránsito de cada uno de los puntos . A partir
de dicha triangulación , se dibuja un mapa de isolineas , (que en este caso
serán lineas de igual tieso de tránsito), reseleccionando aquellas que
definen las separación entre un grado y otro de vulnerabilidad , es decir,
las lineas de tiempo correspondientes a: 50, 365 , 1825, 3650 y 9125 días.
El resto de la información que presenta el mapa ha sido digitaliza-
do a partir del mapa hidrogeológico del aluvial del Guadalquivir a escala
1:50.000, (plano 1). Dicha digitalización contiene los siguientes datos:
- Poblaciones más importantes
- Ríos y canales
- Geología : contactos entre las distintas terrazas y litologías
la salida gráfica de toda está información conjunta se ha realizado
con un plotter electrostático CA=P, resultando un mapa de vulnerabili-
dad cuya leyenda ha sido trenada de la maqueta tipo comentada en el capí-
tulo 5.9, (plano 2).
135
Una vez aplicado el programa para calcular los tiempos de tránsito
y habiendo realizado el mapa de vulnerabilidad mediante el sistema AM/-
nw, se ha llegado a varias conclusiones:
Por parte de la formula para el calculo de tiesos de tránsito se
deduce que:
La vulnerabilidad de un acuífero disminuye coas la profundidad de su
nivel de agua subterránea.
La vulnerabilidad de un acuífero aumenta a medida que aumenta la
recarga de éste.
El riesgo de moción de un acuífero- dismimiye al disminuir la
permeabilidad. de los materiales que lo cubren.
El riesgo de contaminación es siempre más bajo para acuíferos con-
finados que para acuíferos libres, ya que aquellos presentan en su
parte superior una capa de un material de muy baja permeabilidad,
que solo permite una infiltración del agua muy lenta.
En cuanto al mapa de vulnerabilidad realizado cabe destacar que
cumple bien los objetivos marcados puesto que es capaz de diferenciar, en
un acuífero relativamente hamogeneó , diversos grados de vulnerabilidad:
Los grados de vulnerabilidad más altos se dan en aneas de los alu-
viales próximas a la red de canales y acequias más densa; ello puede ser
debido a que coincide cm las áreas más intensamente regadas , por lo que
los niveles piezométrieos cercanos a estos canales deben estar muy altos
y por tanto el espesor de la zona no saturada será pequeño.
136
El h~ de que toda la zona que bordea al río Guadalquivir presen-
te una vulnerabilidad moderada , puede ser debido a que el acuífero des-
carga sus aguas al río Guadalquivir, a lo largo de todo su cauce, lo que
se traduce en un descenso de los niveles piezamétricos en esa zona, au-
mentando relativamente el espesor de la zona no saturada y evitando un
ai.ut nto del grado de la vulnerabilidad.
Los grados de vulnerabilidad más bajos se dan en las terrazas supe-
riores y en los materiales miocenos , presentando un cierto paralelismo
con éstos , es decir , que a medida que se avanza a terrazas más modernas,
va aumentando el grado de vulnerabilidad . Esto se explica fácilmente ya
que las terrazas superiores estan formadas por unos materiales menos per-
meables , con espesores mayores y con los niveles piezcznétricos más pro-
fundos.
Las zonas de vulnerabilidad mínima se presentan en las margas mio-
cenas, lo cual es lógico debido a la muy baja permeabilidad de estos ma-
teriales.
Por último y c conclusiones generales con respecto a la realiza-
ción de los mapas de vulnerabilidad, se pueden extraer las conclusiones
siguientes:
No es posible la estandarización de mapas de vulnerabilidad tal y
ccero pueden serlo los mapas geológicos , hidrogeológicos , etc. No hay nin-
gún tipo de algoritmo universal capaz de producir mapas que se ajusten a
este propósito.
137
La cartografía de la vulnerabilidad debe ser una tarea hace a me-
dida, más que confeccionada de forma standard . Para cada mapa se tendrá
que evaluar el problema y realizar el mapa adecuado , seleccionando, eva-
luando y presentando cuidadosamente los datos relevantes . Por ello, es
importante desarrollar y mantener bases de datos accesibles , que incluyan
las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo y del agua sub-
terránea, así cremo de los volúmenes de agua infiltrados , y el grado de
contaminación actual de los acuíferos en cada momento , por lo que deberán
estar continuamente actualizadas , lo que se consegue si se conectan las
bases de datos can algún sistema de información geográfica (GIS).
Los mapas de vulnerabilidad no van a servir para resolver, por sí
solos, todas las cuestiones detalladas, relacionadas con la protección
del agua subterránea , pero si contribuirán efizcamente a la terna de deci-
siones rápidas.
Por lo tanto, estos mapas deben ser preparados con sumo cuidado
para evitar una mala interpretación o algún abuso , hecho que no es espe-
cífico únicamente para los mapas de vulnerabilidad , si no para cualquier
trabajo científico; y, por tanto, el temor expresado no debe ser motivo
para no realizarlos, pero sí para hacerlos mejor.
En definitiva , estos mapas de vulnerabilidad son un nuevo y prome-
tedor instrumento para la dirección futura de la protección del agua sub-
terránea , para estudios de impacto , seguridad , contribución a la zonación
de tierras de uso, para legislación y designación de zonas de protección,
etc. y para la planificación , por medio de la cual pueda ser estimada la
necesidad de nuevas investigaciones , en casos específicos.
138
8. NUEVAS INVESTIGACIONES
Al término de este estudio de investigación se ha conseguido alcan-
zar el objetivo propuesto en un principio . Estos resultados del proyecto
de vulnerabilidad deberán ser evaluados críticamente para, en próximas
investigaciones , mejorar la base de estos mapas.
En cuanto a la zona no saturada convendría incrementar el acceso a
todos los datos de los procesos y parámetros químicos e hidráulicos deta-
llados de esta zona y así poder aumentar la precisión de los valores de
los parámetros de los distintos materiales que van a constituir la zona
no saturada.
Otras investigaciones deberían ir encama das a la recopilación
del estudio de todos los contaminantes así cono de todas las caracterís-
ticas que vayan a influir en la valoración de la vulnerabilidad. Toda
esta información debería informatizarse mediante programas sencillos que
faciliten el acceso a todos los usuarios, así como su continua actualiza-
ción. De esta forma se podrían realizar simulaciones con programas que
contemplen la existencia de contaminantes reales.
A medida que se vayan realizando estos mapas , irán surgiendo pro-
blemas especiales , que necesitan investigaciones adecuadas para cada ca-
so, en función de las características , funcionamiento hidráulico , geome-
tría y calidad del agua del acuífero en cuestión.
139
Todas estas nuevas investigaciones irán encaminadas a mejorar el
grado de fiabilidad de estos mapas , además de aumentar el grado de in-
formación a la hora de temar decisiones ante contaminaciones inesperadas.
Otras lineas de investigación podrían ser las siguientes:
Conocer las causas de la contaminación.
Evaluar las pérdidas econcmicas causadas por un contaminante real
en el agua subterránea.
Automatizar la recogida y actualización de datos, mediante redes de
vigilancia , así como la publicación periódica de los mapas de vul-
nerabilidad , ( sobre todo de aquellas zonas que presentan mayores
riesgos), y la difusión de la información nueva.
Por último , como investigación más interesante para la mejora de
estos mapas , puede mencionarse la inclusión en ellos de información
sobre cursos de contaminación , emisiones , focos de contaminación,
probabilidad de contaminación , objetivos a proteger, propiedades
ambientales necesarias , etc. y, en consecuencia, la nueva metodolo-
gía de definición o, en su caso , las precisiones adecuadas.
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3
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VULNERABLIDAD TIE1PO DE TRANS ITO
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VULNERABILIDAD TIEMPO DE TRANSITO
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