Avances en la investigación de los recursos hídricos en islas y terrrenos [i.e. terrenos] volcánicos : reunión científica nacional sobre el estudio de los recursos hídricos en islas volcánicas

              Juan Carlos Santamarta Cerezal et al.
AVANCES EN LA INVESTIGACIÓN
DE LOS RECURSOS HÍDRICOS EN
ISLAS Y TERRENOS VOLCÁNICOS
AVANCES EN LA
INVESTIGACIÓN DE LOS
RECURSOS HÍDRICOS EN ISLAS
Y TERRRENOS VOLCÁNICOS
Reunión científica nacional sobre el estudio de los recursos
hídricos en islas volcánicas
dirección y Coordinación Editorial
Dr. Ing. Juan Carlos Santamarta Cerezal
Avances en la investigación de los recursos hídricos en islas y
terrenos volcánicos.
1; Estudio de los recursos hídricos subterráneos, 2; Estudio de las Obras hidráulicas y aprovechamientos
superficiales, 3; Nuevas tecnologías en la producción y aprovechamiento del recurso, 4; Gestión integral del
agua, hidrología forestal.
COMITÉ CIENTÍFICO
Selección de capítulos revisados por pares ciegos
DIRECCIÓN Y CORDINACIÓN EDITORIAL
Juan Carlos Santamarta Cerezal
jcsanta@ull.es
DISEÑO Y MAQUETACIÓN DE LA PORT ADA
Alba Fuentes Porto
albafuentesporto@hotmail.com
Edita:
Colegio de Ingenieros de Montes
Calle Cristóbal Bordiú, 19 28003 Madrid
915 34 60 05
Depósito Legal: TF 205-2013
ISBN: 978 -84 - 616 -3860 -4
272p. ; 29 cm.
Primera Edición: Junio 2013
© Los Autores, Tenerife, 2013
Como citar este libro;
Santamarta Cerezal, J.C. (ed.) et al. (2013). Avances en la investigación de los recursos hídri-cos
en islas y terrenos volcánicos. Reunión científica nacional sobre el estudio de los recursos
hídricos en islas volcánicas. Universidad de La laguna. Nov 2012.Tenerife. 272 pp.
Ninguna parte de este libro puede ser reproducida o transmitida en cualquier forma o por
cualquier medio, electrónico o mecánico, incluido fotografías, grabación o por cualquier sis-tema
de almacenar información sin el permiso escrito del autor y editores.
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Contenido
Prólogo 5
comité científico 7
Parte 1: Estudio de los recursos hídricos subterráneos 9
ESTUDIO DE LOS RECURSOS HÍDRICOS DE LA MACARONESIA. LA ISLA DE TERCEIRA EN
AZORES. Santamarta Cerezal, Juan Carlos; Goulart Fontes, José Carlos. Pág.11
LA INFILTRACIÓN EN LOS SUELOS DE LA ISLA DE TENERIFE. Neris Tomé, Jonay; Tejedor Salguero,
Marisa; Jiménez Mendoza, Carmen Concepción. Pág.27
LOS TRABAJOS DEL PROYECTO REDESAC EN EL NORTE DE GRAN CANARIA: ESTIMACIÓN
DE LA RECARGA NATURAL MEDIA MEDIANTE EL BALANCE DE CLORURO S ATMOSFÉRICOS.
Gema Naranjo,Tatiana Cruz-Fuentes, Annetty Benavides, María del Carmen Cabrera, Pilar Hernández-Quesada,
Esmeralda Estévez, Luis Fernando Martin, Emilio Custodio Gimena. Pág.37
AGUAS MINERALES NATURALES EN TERENOS VOLCÁNICOS DEL ARCHIPIÉLAGO CANARIO.
Skupien Balon, Elzbieta; Poncela Poncela, Roberto; Morales González-Moro, Ángel; Lario Báscones, Rafael. Pág.49
CARACTERIZACIÓN DEL HIDROTERMALISMO DE TENERIFE MEDIANTE EL MÉTODO
MAGNETOTELÚRICO. Brito del Castillo, Isora; Pous Fàbregas, Jaume. Pág.63
ANALISIS DE SENSIBILIDAD PARA EL USO DE GALERIAS DE AGUA COMO INDICADORES
DEL FLUJO GEOTERMICO EN LA ISLA DE TENERIFE. Eff-Darwich Peña, Antonio Manuel; García
Lorenzo , Begoña. Pág.79
Parte 2: Obras hidráulicas y aprovechamientos superficiales 93
EL AGUA EN LOS TERENOS VOLCÁNICOS; FUNDAMENTO Y TECNOLOGÍAS DE
APROVECHAMIENTO. Santamarta Cerezal, Juan Carlos.; Rodríguez Martín, Jesica. Pág.95
PLAN DE REGADÍOS DE CANARIAS. Rosa Vilar, Bernardo de la; Hernández Abreu, José Manuel; Rodrigo
López, Jesús; González Hernández, José Francisco; Pérez Carballo, Antonio. Pág.115
Metodología para determinar la posible existencia de aire en el suministro
de agua en las zonas atendidas por Teida gua S.A. Aplicaci ón de las mismas y
conclusiones. Carmelo Militello Militello; Sergio Rodríguez Buenafuente; Viana L. Guadalupe Suárez;
María Teresa Arencibia Pérez; Juan Carlos Guerra García. Pág.129
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
4
Parte 3: Nuevas tecnologías, Depuración y Calidad de aguas 141
CALIDAD DE LAS AGUAS DE RIEGO EN ZONAS VOLCÁNICAS PARA UN MANEJO INTEGRADO
DE LOS RECURSOS HÍDRICOS. José Manuel Hernández-Moreno; María del Pino Palacios-Díaz. Pág.143
NIVELES DE CONCENTRACIONES DE NITRATOS EN AGUAS DE CONSUMO HUMANO DE LA
ISLA DE GRAN CANARIA. Rodríguez Rodríguez, Inmaculada; Caballero Mesa, Jose M.; Gutiérrez Fernández,
Ángel; Rubio Armendáriz, Carmen; Hardisson De la Torre, Arturo. Pág.153
LOS HUMEDALES ARTIFICIALES COMO ALTERNATIVA ANTE LA DEPURACIÓN DE AGUAS
RESIDUALES A PEQUEÑA ESCALA. EL CASO DE SANTA LUCÍA - GRAN CANARIA. Vera, Luisa;
Martel, Gilberto; Márquez, Miguel. Pág.163
LOS TRABAJOS DEL PROGRAMA CONSOLIDER-TRAGUA EN GRAN CANARIA: ESTUDIO DE LA
AFECCIÓN AL MEDIO POR LA REUTILIZACIÓN DE AGUAS REGENERADAS EN LA CUENCA
DEL BARANCO DE LAS GOTERAS. Estévez, Esmeralda; Cabrera, Mª del Carmen; Palacios-Díaz, Mª del
Pino; Annetty Benavides; Cruz-Fuentes, Tatiana; Hernández-Quesada, Mª del Pilar; Mendoza-Grimón, Vanesa;
Fernández-Vera, Juan Ramón; Hernández-Moreno, José Manuel. Pág.179
Parte 4: Gestión integral del agua e hidrología forestal 197
ESTUDIO DE LA FRECUENCIA Y MAGNITUD DE AVENIDAS TORENCIALES EN EL P.N. DE LA
CALDERA DE TABURIENTE (LA PALMA) MEDIANTE TÉCNICAS DENDROGEOMORFOLÓGICAS.
Díez-Herrero, Andrés; Génova Fúster, Mar; Mayer Suárez, Pablo; Ballesteros Cánovas, Juan Antonio; Becerril
Carretero, Laura; Rubiales Jiménez, Juan Manuel; Gutiérrez Pérez, Ignacio; Hernández Ruiz, Mario; Saz Sánchez,
Miguel Ángel; Bodoque del Pozo, José María; Ruiz Villanueva, Virginia. Pág.199
GESTIÓN SOSTENIBLE DE LAS AGUAS REGENERADAS UTILIZANDO UN SISTEMA DE RIEGO
POR GOTEO SUBTERÁNEO: CASO DE ESTUDIO PARA LA PRODUCCIÓN DE FORAJE. Vanesa
Mendoza-Grimón; José Manuel Hernández-Moreno; Juan Ramón Fernández-Vera; María del Pino Palacios-Díaz
Pág.211
LA FRECUENCIA Y EVOLU CIÓN DEL MAR DE NUBES DURANTE EL VERANO EN LAS CUMBRES
DE TENERIFE Y LOS VALES DE LA OROT AVA Y DE GÜÍMAR. Marzol Jaén, María Victoria. Pág.223
ESTIMACIÓN DE LA ESCORENTÍA SUPERFICIAL EN EL PARQUE NACIONAL DE LA CALDERA
DE TABURIENTE. Mongil Manso, Jorge. Pág.239
ANÁLISIS CLIMÁTICO DEL INCENDIO FORESTAL DE TENERIFE COMARCAS DE ABONA E
ISORA: 15 A 21 DE JULIO DE 2012. Santana Pérez , Luis Manuel. Pág.247
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La islas volcánicas tienen una geología singular que condiciona enormemente la forma de
aprovechar los recursos hídricos, que en general es más compleja que en los territorios conti-nentales.
El agua en las islas volcánicas es un activo fundamental para el desarrollo económico
y vital de sus habitantes. Canarias es uno de los lugares del mundo donde más conocimiento
se tiene sobre sus aguas subterráneas y los recursos hídricos en general, pero obviamente hay
muchas cosas todavía por hacer e investigar. Los esfuerzos en investigación e ingeniería que
se han realizado en las islas Canarias para disponer de unos recursos hídricos en cantidad y
calidad suficientes, han sido muy importantes a lo largo de la historia. Esos avances tecnoló-gicos
pueden ser transferidos a otras regiones insulares con menor disponibilidad de recurso,
de ahí que Canarias tiene una oportunidad histórica de liderar a nivel mundial la gestión y
aprovechamiento de los recursos hídricos en terrenos volcánicos.
Una gestión integral del agua que contemple todos los actores participantes en el ciclo hidro-lógico,
se hace fundamental en sistemas aislados como los archipiélagos, donde debe primar
la eficiencia, por ello no sólo es necesario, captar el agua si no gestionarla de una manera
sostenible.
Prólogo
Juan C. Santamarta
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
6
Canarias se puede considerar como uno de los mejores laboratorios hidrogeológicos del
mundo. Por una parte, en la isla coexiste un amplísimo abanico de procesos volcánicos, desde
aquellos asociados a materiales muy básicos a otros asociados a materiales muy diferenciados,
todo ello en un área de apenas 2.000 km2, algo insólito en una región volcánicamente activa.
Por otro lado, las islas cuentan con una amplísima red de galerías subterráneas y pozos, que
permiten estudiar desde el subsuelo prácticamente cualquier fenómeno geológico presente
en la isla. Esta red de extracción de aguas subterráneas permite además acceder al acuífero
a distintas alturas, latitudes y longitudes, hecho que también es insólito a nivel mundial. Las
galerías y pozos constituyen el principal sistema de abastecimiento de agua para la población,
por lo que existe un claro vínculo social y económico con el agua subterránea.
Conscientes del reto que supone el futuro de los recursos hídricos en las islas, se presenta la
siguiente publicación, abierta a toda persona interesada en los procesos asociados al ciclo
del agua y su aprovechamiento, en una isla volcánica.
Canarias puede liderar la investigación y el conocimiento sobre el aprovechamiento y uso del
agua en las islas y terrenos volcánicos a nivel mundial.
Juan Carlos Santamarta Cerezal
Doctor Ingeniero Civil en Hidráulica y Energética por la UPM
Ingeniero de Montes (UPM) e Ingeniero Técnico de Minas (UPM)
jcsanta@ull.es
En San Cristóbal de La Laguna, Tenerife, Islas Canarias a 31 de enero de 2013
7
Dirección y coordinación editorial
Dr. Juan Carlos Santamarta Cerezal (UL)
Secretaría técnica
D. Luis E. Hernández Gutiérrez (Gobierno de Canarias)
Comité científico
Dra. Carmen Cabrera Santana (ULPGC)
Dr. Antonio Eff-Darwich (UL)
Dr. Federico Aguilera Klink (UL)
Dr. Albert Casas Ponsati (UB)
Dra. Josefina Tapias Pantebre (UB)
Dr. Juan Carlos Santamarta Cerezal (UL y Antonio de Nebrija)
Dr. Sebastián Delgado Díaz (UL)
Dra. Paz Arraiza Bermúdez-Cañete (UPM)
Dra. Inés Galindo (IGM)
Dra. Encarnación Rodríguez Hurtado (UPM)
D. Francisco J. Martín Castro (Consejo Insular de Aguas de La Palma)
Dr. Emilio Custodio Gimena (UPC)
Dr. Axel Ritter Rodríguez (UL)
Dr. Arturo Hardisson de la Torre (UL)
Dr.Jonay Neris Tomé (UL)
Dr. Ernesto Pereda De Pablo (UL)
Dr. José Antonio Rodríguez Losada (UL)
Dr. Nemesio Pérez Rodríguez (ITER-INVOL CAN)
D. Luis E. Hernández Gutiérrez (Gobierno de Canarias)
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
8
D. Rafael Juan Lario Bascones (Servicio de Minas. Gobierno de Canarias)
Dr. Alfonso Méndez Cecilia (Universidad de León)
D. Jaime J. González Gonzálvez (Intertécnica)
D. Humberto Gutiérrez García (Gobierno de Canarias)
Dra. Elzbieta Skupien (Profesional e Investigadora)
D. Roberto Poncela Poncela (Profesional e Investigador)
Dr. Florin Ioras (Bucks New University)
D. Luis Manuel Pérez Santana (Profesional e Investigador)
D. Carlos Suárez García (Consejo Insular de Aguas de La Gomera)
D. Luis Fernando Martín Rodríguez (ULPGC y Consejo Insular de Aguas de Gran Canaria)
Parte 1
Estudio de los recursos
hídricos subterráneos
11
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
ESTUDIO DE LOS RECURSOS HÍDRICOS DE LA
MACARONESIA. LA ISLA DE TERCEIRA EN AZORES
Santamarta Cerezal, Juan Carlos. ETS Ingeniería Civil e Industrial. Universidad de La Laguna.
jcsanta@ull.es
Goulart Fontes, José Carlos. Deptamento de Ciências Agrárias da Universidade dos Açores,
Angra do Heroísmo.
jfontes@uac.pt
Resumen: La región de la Macaronesia está formada por una serie de cinco archipiélagos (Azores,
Madeira, Islas Salvajes, Canarias y Cabo Verde) enclavados en el Atlántico Norte que, tienen en
común, una serie de factores climáticos, geológicos y ambientales, que las hacen poseer características
comunes a nivel de vegetación y recursos hídricos, principalmente, porque son de origen volcánico.
Si bien hay una mayor disponibilidad de agua, creciente de Sur a Norte, con una mayor cantidad de
precipitación, en las islas Azores (desde 3.000 mm/año) y menores lluvias en Cabo Verde (menos de
200 mm/año); también existe, en términos de precipitación, singularidades en cada una de las islas
de los archipiélagos, también influenciada por la orografía y morfología de las islas. Terceira es una de
la islas del archipiélago de Azores, en ella se pueden encontrar la mayor parte de las singularidades en
la hidrología de una isla volcánica.
1. INTRODUCCIÓN A LOS RECURSOS HÍDRICOS EN LA MACARONESIA
El problema fundamental relacionado con el agua, en esta región del planeta, se puede reducir
a las siguientes cuestiones; un territorio insular y volcánico, limitado en superficie y alejado
del continente que ha de abastecer a 3.100.000 habitantes, incluida su agricultura, servicios e
industria. Este reto, es una tarea muy difícil y complicada técnicamente. La ingeniería y la ge-ología
han tratado de ir estudiando su solución, a través de los años y el avance de la técnica,
con cierto éxito pero que en el próximo siglo la comunidad científica y los ingenieros se de-berán
a enfrentar a nuevos retos hidrológicos y de disponibilidad energética vinculados al agua.
Los recursos hídricos en la Macaronesia se obtienen principalmente del subsuelo; pozos,
sondeos, minas y galerías de agua dulce, que son los exponentes más interesantes de este
tipo de aprovechamiento, aunque no hay que obviar, que desde hace 50 años hay un auge
de la producción industrial de agua sobre todo en islas con menor posibilidad de recurrir al
recurso subterráneo y superficial. Los recursos hídricos superficiales, debido a la permeabi-lidad
habitual del terreno volcánico, no son tan abundantes, salvo los aprovechados por to-maderos
de barranco, con derivación a balsas impermeabilizadas de almacenamiento; aunque
no hay que olvidar, que en dos islas de Canarias (Gran Canaria y Gomera) existen más de 100
grandes presas, siendo este número, la mayor densidad de embalses del mundo como ya se
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
12
ha comentado en alguna ocasión a lo largo de este libro. En general el agua almacenada por
las presas, no se usa para abastecimiento urbano, sólo para agricultura. En el caso de Azores
y Madeira, existen lagos que son reservas estratégicas de agua, pero su valor actualmente es
ecológico y recreativo.
Tabla 1; Población en la Macaronesia. (Wikipedia, 2011)
Sistema archipiélago Habitantes
Azores 245.374
Madeira 247.399
Salvajes 2
Canarias 2.103.992
Cabo Verde 499.796
Total Macaronesia 3.095.729
Los problemas en relación al agua de la Macaronesia son muy similares. La mayor demanda
del recurso, en general, viene dada por la agricultura, salvo en Azores, cuya demanda urbana
es la mayor demandante de agua con un 56% del total disponible. Otro aspecto importante es
la fracturación del territorio lo que provoca que se esté hablando de territorios divididos, con
grandes diferencias en la disponibilidad del agua, por diferentes cantidades de precipitación
entre las islas, incluso dentro de los propios archipiélagos (La Palma; 700 mm, Fuerteventura;
150 mm). Hay que sumar también un aumento de la población, así como del turismo masivo
(Canarias, 9,6 millones de visitantes, Cabo Verde 382.000 turistas y en aumento progresivo).
En este sentido, se puede concluir que; los recursos hídricos pueden ser un factor limitante
a la hora de desarrollar el turismo y el desarrollo económico en la Macaronesia.
La calidad de las aguas extraídas del acuífero es otro factor importante, si las extracciones no
son sostenibles (extraer más agua que la recarga natural del acuífero), como es, en muchas
ocasiones, el caso de Canarias, el problema del flúor es muy destacado, así como el problema
de los nitratos que comparten también Canarias y las Azores, sobre todo donde la agricultura
y la ganadería es muy masiva (Azores, 100.000 cabezas de ganado vacuno). En el caso de
archipiélagos, cuyos recursos subterráneos han sido agotados o bien devaluados en cuanto
a la calidad del recurso hídrico, la demanda hidráulica ha sido suplida por plantas desalado-ras
donde en algunas ocasiones puede aparecer el problema de la presencia de boro en las
aguas producidas. En general, otro problema hidroquímico es el de los bicarbonatos, en el
sentido de que empeoran la calidad del agua y pueden llegar a colapsar las conducciones que
la transportan.
13
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
Tabla 2; Estimación del turismo anual en la Macaronesia. (Santamarta JC, 2011)
Sistema archipiélago Nº turistas estimados
Azores 300.000
Madeira 245.000
Salvajes 500
Canarias 9.600.000
Cabo Verde 385.000
Total Macaronesia 10.530.500
Otro problema en relación a los recursos hídricos, es la vinculación del agua con la energía,
en los archipiélagos del Sur de la Macaronesia (Canarias, Cabo Verde), es necesario desalar el
agua de mar (coste; 0.6 a 1.25 €/m3), debido a no poder satisfacer toda la demanda medi-ante
los recursos subterráneos y superficiales, en este sentido la economía de escala es muy
importante con respecto al coste del agua, a mayor dimensión (producción de m3) de la in-stalación,
menor coste del agua desalada de mar, esto es difícil de lograr en un sistema insular,
las plantas, en general son pequeñas.
Ilustración 1 ; Sistemas de transporte de agua en la islas de Tenerife, Canarias ( Santamarta JC, 2012)
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
14
En la mayoría de los pozos se bombea el agua, por lo tanto es necesario un suministro ener-gético
importante; en Canarias hay pozos de hasta 700 m de profundidad (por ejemplo en la
zona de Vilaflor en Tenerife). Aunque en general los centros de consumo están en la costa,
el agua hay que transportarla a través de una orografía abrupta y singular. Estos bombeos y
transportes de agua unidos a la producción industrial del recurso, provoca una importante
demanda energética, que en un archipiélago se hace más sensible que en un territorio conti-nental,
ya que las islas disponen de unos sistemas de generación eléctrica singulares.
Ilustración 2; Paisaje agrícola y ganadero típico de la isla de Terceira, Azores. (Santamarta JC, 2011)
Por lo general, la Macaronesia se abastece energéticamente mediante centrales eléctricas die-sel,
con un combustible tipo fuel oil, que es un combustible que siempre está en precios
elevados, por lo tanto, el coste de producir agua es directamente proporcional al coste del
petróleo; por otro lado aunque las energías renovables tienen cierta presencia en Canarias
suponen un ínfimo porcentaje, la desalación de agua de mar suplida mediante esta energía, se
recuerda que desalar agua de mar, por cada metro cúbico, la energía supone el 30% del total
de los costes. Las perspectivas, en la Macaronesia, en este sentido son una política dinami-zadora
sobre las energías renovables, por ejemplo la energía geotérmica (Azores-Madeira),
15
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
hidroeléctrica e hidroeléctrica reversible (Madeira-Canarias), solar y eólica (Canarias-Azores-
Cabo Verde) y buscar la eficiencia tanto energética como hidráulica.
En los costes asociados al agua en un sistema insular, como el de la Macaronesia, realmente, el
usuario no paga el coste efectivo de lo que vale extraer o desalar un metro cúbico de agua incluy-endo
su impacto en el medio ambiente, sino que paga un precio menor que no cubre costes; el
resto es asumido por los diferentes gobiernos insulares, por lo que el isleño no percibe realmente
el coste del agua, aunque a favor se puede afirmar; que los insulares consumen por lo general,
menos agua que los habitantes del continente, incluso en las Islas Canarias parte del agua desalada
es subvencionada por el Gobierno estatal ( año 2011, 9 millones de €, 2012, 4,6 millones de €).
Las islas de la Macaronesia son vulnerables a las precipitaciones excepcionales, por lo que
curiosamente, no solo la escasez de lluvias es problemática, sino que también la abundan-cia
de agua genera graves problemas. El régimen habitual de lluvias en estas latitudes es el
torrencial, (mucha precipitación en poco espacio de tiempo) esto hace que en las vías pref-erenciales
de drenaje, los barrancos, fluya el agua de manera violenta creando avenidas con
elevados caudales punta, deslizamientos en las laderas y taludes así como problemas en la
población que ocupa o vive cerca de los barrancos o laderas. Este problema se acentúa tras
incendios forestales, habituales en verano, en el caso de Canarias, por lo que a los materi-ales
habituales arrastrados por las avenidas, se les suma el de las cenizas. Con respecto a los
incendios recientes estudios afirman que incrementan la escorrentía y los caudales punta en
un 30% incluso reducen los tiempos de retorno en 5 años. Por último en zonas donde se ha
perdido la cobertera vegetal se inician procesos de erosión; otro gran problema de futuro
en esta región unido a los progresivos desmantelamientos de las islas por procesos erosivos.
Otro aspecto fundamental en relación a los recursos hídricos de la Macaronesia, es la precipi-tación
de niebla u horizontal. Esta lluvia que es potenciada y regulada por las masas forestales.
Hay criterios dispares sobre su cuantificación (desde 2,5 veces la precipitación normal hasta
1,25 depende del autor que se referencie). Lo que sí es una evidencia, es que complementan
el ciclo hidrológico en la Macaronesia, desde Azores hasta Cabo Verde, aunque su aprove-chamiento
directo es muy minoritario, limitado a casos muy particulares como; el abastec-imiento
de depósitos para incendios forestales, bebederos de fauna, abastecimientos de alta
montaña… Como aspecto positivo, es que este fenómeno ha sido profundamente estudiado
en varias islas de la Macaronesia como Madeira, Terceira, Tenerife, Gran Canaria, Hierro…
e incluso se han diseñado planes de surtir agua a beberos por procedimientos mecánicos
automatizados, como es el caso de la Reserva Integral de Inagua.
Por último, hay que dar importancia al turismo relacionado con el agua, casos interesantes
son los senderos vinculados al agua (rutas del agua, water walks…), como es el caso en
Madeira, La Palma o Tenerife (Canarias), son un recurso turístico interesante y atraen a un
turismo de calidad. Una posibilidad de futuro sería el hidrogeoturismo, vincular obras hidráu-licas
singulares al turismo, para su visita e interpretación, por ejemplo lo que se lleva a cabo
en la isla de Terceira, con la visita a tubos y cuevas volcánicas puede tener su representación
en visitas a minas de agua o galerías en Canarias o Madeira.
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
16
2. INTRODUCCIÓN A LA ESCORRENTÍA DE LAS ISLAS AZORES
El archipiélago de las Azores está formado por nueve islas que se sitúan en el Océano Atlán-tico
y cerca de 2.000 km de distancia de la costa occidental del continente europeo y a menos
de 3.000 km del extremo más occidental oriental de América del Norte. La isla de Terceira se
localiza entre los paralelos 38º 38’10’’ y 38º47’40’’ N y los meridianos 27º03´00’’ y 27º24’00’’
W. Posee una forma oval, con el eje principal orientado en la dirección E-W, con cerca de 29
km de anchura máxima y un largo máximo de 18 km, totalizando un área de 397 km2.
El archipiélago de las Azores se caracteriza por ser un ambiente volcánico de gran variabili-dad
geológica e hidrogeológica, donde en cada una de las islas es necesario un análisis detal-lado
y singular del efecto de la escala, siendo fundamental para un conocimiento profundo de
los sistemas hídricos de estas islas volcánicas de pequeña dimensión, con el fin de preservar
la cantidad y calidad del agua.
A pesar de su importancia hidrológica, el número de estudios referentes a la escorrentía su-perficial
en las islas Azores es escaso. Sólo destacan los trabajos desarrollados por Rodrigues
(1992, 1993a, 1993b e 1995) en la isla de San Miguel, Azevedo (1998) en la isla de Flores y
Azevedo et al. (2002) y Fontes (1999) en la isla de Terceira. Los estudios desarrollados por el
primer autor se refieren a cursos de agua encauzados en macizos con lagos, siendo enfatizado
el efecto retardante que estos cuerpos hídricos tienen en el refuerzo de los caudales específi-cos.
Las heterogeneidades del escurrimiento anual con también evidentes de estos trabajos,
especialmente las asociadas al ciclo de almacenamiento en los lagos y la impermeabilidad de
los terrenos.
En el trabajo desarrollado por Azevedo (1998) se intenta cuantifica el escurrimiento su-perficial
de los principales cursos de agua en la Isla de las Flores a partir de un conjunto de
mediciones puntuales basadas en el método de la sección y velocidad. Con el fin de superar la
gran escasez de datos referentes a la escorrentía en las islas volcánicas, Azevedo et al. (2002)
desarrollaron una metodología genérica de resolución mensual que procura estimar las com-ponentes
de escurrimiento basadas en el valor de superávit hídrico resultante del balance
hídrico climático, en la variación de la reserva de agua en el suelo y también, en la densidad
de drenaje como factor de ponderación.
El principal imput a considerar en el balance hídrico de las islas Azores es la precipitación.
Esta ocurre en su mayoría en forma de lluvia o, más raramente, como granizo o nieve. Su
principal fuente de masas de vapor formadas a partir del océano.
3. HIDROGRAFÍA
El escurrimiento superficial tiene gran importancia en el archipiélago de las Azores, siendo
determinada por las características climáticas, por la geomorfología, por la geología y por la
edafología además de por la cobertura vegetal y las actividades antrópicas. La cartográfica
17
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
hidrográfica de la isla de Terceira, producida a partir de los datos de la Secretaría Regional
de Ciencia, Tecnología y Equipamiento (SRCTE), permite identificar claramente el tipo de
escurrimiento superficial que existe en esta isla (Figura 1). La mayor capacidad de drenaje se
localiza en las vertientes inclinadas donde dominan los pastos permanentes, mientras que la
infiltración ocurre preferencialmente en las formaciones basálticas poco alteradas, revestidas
por estructuras arbustivas de la vegetación natural, constituyendo así áreas importantes de
para la recarga de los acuíferos.
Ilustración 3; Lago en Terceira. (Santamarta JC, 2011)
Las formas de relieve son responsables, en gran parte, de la forma asumida por las redes
hidrográficas, especialmente en este ambiente insular joven, donde la erosión todavía no ha
desempeñado un papel muy preponderante en el modelado del paisaje. A medida que el es-currimiento
superficial en la isla de Terceira es 509 mm por unidad de superficie, generando
un volumen de 205 x 106 m3/año(PRAA, 2001).
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
18
4. GEOLOGÍA
La isla de Terceira es un edificio volcánico que presenta, en relación a las otras islas de
Azores, una gran diversidad litológica y estructural. Como la mayoría de los edificios insu-lares
atlánticos, resulta de un conjunto de procesos volcano-tectónicos que incluyen dos fases
distintas: una proto insular, que engloba erupciones submarinas y emergentes y otra insular
resultante de la actividad eruptiva de carácter subaéreo.
Como criterio de organización espacio-temporal, se utilizó para la referencia los mismos
horizontes estratigráficos considerados por Self (1974, 1976) y Self y Gunn (1976), construi-dos
por los depósitos ignimbríticos de los Lagos y de Angra con 20.000 y 23.000 años B.P.,
respetivamente.
Figura 1; Mapa Hidrográfico de la isla de Terceira (Nunes, 2012)
19
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
En función de esos niveles, que en conjunto afloran en gran parte de la isla, las rocas y forma-ciones
de la isla de Terceira fueron agrupadas en dos unidades: (1) una inferior, construida por
las formaciones y estructuras mas antiguas de estos depósitos y (2) una superior que, además
de estos dos niveles de referencia, incluye los materiales y estructuras depositados después de
la emisión. Las discontinuidades litológicas y los horizontes soterrados ocurren con mucha
frecuencia, observándose, en estas situaciones, intensos flujos laterales. Las zonas de fractura
en una colada favorecen la infiltración del agua (PRAA, 2001).
5. GEOMORFOLOGIA
Las cuatro principales unidades geomorfológicas de la isla de Terceira, están constituidas por
los estratovolcanes de Cinco Picos, Guilherme Moniz y Santa Bárbara y también por una zona
deprimida, localizada entre estos dos últimos aparatos volcánicos, designada zona de transición.
El macizo de Cinco Picos está dominado por dos grandes depresiones: la Caldera de Cinco
Picos y el Graben das Lajes, intercaladas entre elevaciones alargadas que constituyen las Ser-ras
de Santiago, de Cume y de la Ribeirinha. La Formación Traquibasáltica emitida por este
volcán está constituída por coladas lávicas y depósitos piroclásticos de naturaleza traquibasál-tica
(Rodrigues, 2002). El macizo de Guilherme Moniz está dominado por la Caldera vul-canotéctonica
del mismo nombre, que presenta, en el sector norte, el centro volcánico de
Pico Alto. Asociada a la actividad de este volcán está el conjunto de lavas y depósitos piro-clásticos
de naturaleza traquítica. Al Centro Volcánico de Pico Alto están asociadas las For-maciones
Ignimbríticas (Self, 1974, 1976).
Ilustración 4; Fumarolas en la isla de Terceira. (Santamarta JC, 2011)
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
20
Localizado en la parte occidental de la isla, el macizo de Santa Bárbara exhibe una altitud máxi-ma
de 1.201 metros. Está constituido por un gran estratovolcán de morfología cónica, truncado
en su pico por una caldera de doble abatimiento. Incluye un conjunto de coladas lávicas y ma-teriales
de proyección de naturaleza basáltica (Rodriguez, 2002). Finalmente, el sistema fisural,
localizado entre los macizos de Guilherme Moniz y Santa Bárbara, corresponde a un área de
meseta fracturada, con coladas lávicas de naturaleza basáltica (Formación Basáltica Inferior)
recientes y una serie de alineamientos de conos de escoria.
El conjunto de cúmulo-domos y domo-coladas que se pueden observar en la zona centro de
la isla, están asociados a la actividad eruptiva de los volcanes de Guilherme Moniz e de Santa
Bárbara (constituyendo las Formaciones peralcalinas de Pico Algo y de Santa Bárbara).
6. SUELOS
Las características edafológicas de las cuencas, que gobiernan la retención de agua y el es-currimiento
subsuperficial, la infiltración y la cobertura vegetal, ejercen una gran influencia
sobre el escurrimiento subsuperficial (Fontes, 1999).
El origen volcánico de las islas de Azores, asociada a las característica del clima determina la
aparición a gran escala de una categoría de suelos, los Andosoles. En la fracción arcilla de es-tos
suelos existen materiales de débil ordenación estructural, especialmente alofana, imogo-lita,
sílice opalina, ferrhidrita (Pinheiro, 1990), que les confieren propiedades muy distintas de
las de otros suelos minerales, tales como una baja densidad aparente, elevada porosidad, difi-cultad
de dispersión, elevada capacidad de retención de agua, alteración irreversible después
del secado, gran poder de fijación de fosfatos, carga variable elevada asociada a elevados
valores de pH en NaF y bajo contenido en bases (Pinheiro, 1990). Según Pinheiro (1990), los
suelos de las Azores pueden subdividirse en tres tipos principales: Andisoles típicos (satura-dos
e insaturados), Andosoles ferruginosos y suelos pardos. Los Andosoles típicos, saturados
e insaturados, se distribuyen desde el nivel del mar hasta aproximadamente 500-600 m de
altitud, en el caso de la zona en estudio. Son suelos profundos, generalmente estratificados
como resultado de acumulaciones periódicas, con horizontes superficiales oscurecidos por
la materia orgánica y horizontes subsuperficiales pardo-amarillos a pardo-rojizos. Presentan
una textura predominantemente franca, en superficie la estructura es grumosa o granulosa,
atenuándose en profundidad pro la presencia de material poco alterado, en general de natu-raleza
ácida y más raramente basáltica (Pinheiro, 1990). En lo que respecta a sus principales
características físicas podemos destacar su elevada capacidad de retención de humedad a
1500 kPa y a capacidad de campo así como su baja densidad aparente (Fontes, 1999).
La clasificación de suelos de acuerdo con el Soil Conservation Service (1972) define cuatro
grupos hidrológicos de suelos, de acuerdo con su tasa de infiltración, denominados A, B, C
y D. Así, los mantos lávicos recientes pertenecen al grupo hidrológico de suelos A, los An-dosoles
insaturados al grupo B, los suelos pardos y Andosoles ferruginosos pertenecen al
grupo C y los Andosoles saturados al grupo hidrológico de suelos (SCS, 1972; Fontes, 1999).
21
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
7. HIDROLOGÍA DE LA ISLA DE TERCEIRA
Fontes (1999) cuantificó y simuló, con el modelo OPUS (Smith, 1992), el modelo de escur-rimiento
superficial originado por la precipitación en la isla de Terceira sobre diferentes prác-ticas
de uso y manejo del suelo, como base en los registros obtenidos en dos pequeñas cuencas
experimentales localizadas en el macizo volcánico de los Cinco Picos. Los resultados obte-nidos
evidencian escurrimientos superficiales anuales reducidos que rondan el 1% de la pre-cipitación
en zonas de pasto permanente, independientemente del declive del terreno. En el
caso de los periodos de renovación del pasto, caracterizados por la movilización del suelo y la
ausencia de vegetación, este autor refiere valores que corresponden a 17% de la precipitación.
Estas cantidades son compatibles con los escurrimientos observados en la mayor parte de las
cuencas hidrográficas dispuestas en el centro y sudoeste del macizo volcánico de los Cinco
Picos, donde los cursos de agua apenas funcionan en situaciones de precipitación extrema.
Ilustración 5 ; Desagüe al mar de dos riberas (Barrancos) en la isla de Terceira. (Santamarta JC, 2011)
7.1. Cuencas hidrográficas de la isla de Terceira
Se caracterizan sumariamente las cuencas hidrográficas de la isla de Terceira (Figura 2) con base a
la cartografía elaborada por Madruga et al. (1986). Fueron individualizadas en esta isla 78 unidades
hidrológicas de las cuales 44 corresponden a cuencas hidrográficas físicamente bien individualiza-das
y 34 a zonas agregadas a estas con escurrimiento mas estructurado. El primer grupo de estruc-turas
ocupa, en su conjunto, cerca de 62,6% de la superficie insular, comprendiendo 33 cuencas
exorreicas y 11 endorreicas. El valor medio de su superficie ronda los 5,88 km2, presentando las
dispuestas en el macizo de Santa Bárbara las dimensiones menores y las encontraras en la zona de
transición las mayores. Las cuencas endorreicas ocupan 1,76% del área plana de la isla, disponién-dose
la mayoría en el interior de las calderas de Guilherme Moniz y de Santa Bárbara.
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
22
Figura 2; Cuencas hidrográficas da ilha Terceira (adaptada de Rodrigues, 2002).
Cerca de 37,4% de la superficie insular es construida por zonas donde el escurrimiento su-perficial
no es estructurado, evidenciando infiltraciones elevadas en el terreno. En términos
de unidades geomorfológicas, la zona de transición es la que presenta un área mayor de este
tipo, correspondiente al 67% de su superficie.
Las cuencas hidrográficas con más de 10 km2 ocupan el 40 % del área plana de la isla, dis-poniéndose
mayoritariamente en los macizos de Guilherme Moniz e dos Cinco Picos. Las
que presentan dimensiones más reducidas, con áreas planas iguales o inferiores a 5 km2, son
las más comunes, alcanzando una mayor expresión en el macizo de Santa Bárbara.
7.2. Escorrentía superficial
Es de esperar que el escurrimiento superficial presente una variabilidad superior a la precipi-tación,
provocada por los efectos del retraso inherente a la hidrología, que hacen coincidir
las lluvias de fin de invierno con los valores de caudal significativos resultantes del drenaje de
acuíferos (PRAA, 2001).
7.3. Recarga del acuífero
En las Azores son generados de media anualmente 690 mm de escorrentía superficial y 150
mm de recarga de los acuíferos (PRAA, 2001). En la isla de Terceira, las tasas de recarga en
relación a la pluviometría varían entre 16 y 49% aproximadamente (PRAA, 2001). Aunque
se reconoce que la precipitación de las islas Azores son favorables a una recarga regular del
23
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
acuífero, el hecho es que, dada la exigüidad territorial y la estructura geológica general de las
islas, la recarga no puede ser entendida como reserva disponible (PRAA, 2001).
El rápido y permanente descenso de los niveles freáticos deriva de varios factores tales como
(PRAA, 2001):
• La descarga subterránea natural, relacionada con los caudales extraídos a través de pozos de
captación, verificándose frecuentemente fenómenos de sobreexplotación de acuíferos.
• Las descargas laterales de los acuíferos a través de discontinuidades típicas de ambien-tes
volcánicos, que no fueran contabilizadas en el cálculo de reserva de agua.
• Condiciones de cercanía con el mar, que comprometen tanto la cantidad como la cali-dad
del agua almacenada, particularmente, fenómenos de intrusión salina. La descarga
subterránea junto a la línea de costa o submarina no es igualmente muy considerada,
por la imposibilidad de ser estimada.
• Así, las reservas de agua dulce tienen un tiempo de residencia corto, comparado con la
generalidad de las condiciones continentales.
Figura 3; Mapa de cuencas hidrográficas de la isla de Terceira (Nunes)
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
24
Según el Plan Regional de Agua (PRAA, 2001), citado por la situación mencionada de falta o
ausencia de datos, la estimación de las reservas de agua de los acuíferos se encuentra sobres-timada,
estando asociada a una significativa margen de error. Paralelamente a esta cuestión,
existe el hecho de no conocer con rigor el volumen de agua presente en el subsuelo que
puede ser captada. En efecto, la localización y características geométricas e hidrodinámicas
pueden incluso desaconsejar su exploración. Parece por lo tanto, una necesidad distinguir
la disponibilidad de agua de entre la totalidad de reserva y, establecer con seguridad un in-tervalo
de valores que corresponda a una más correcta aproximación de la realidad. En este
contexto, se opta por considerar, para todos los acuíferos, un intervalo de entre 10 y 20% del
valor inicial estimado para las reservas acuíferas (PRAA, 2001). Este valor constituye la dis-ponibilidad
subterránea y , según el Plan hidrológico referido, deberá ser considerado como
límite máximo de agua disponible en el acuífero.
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Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
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27
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
LA INFILTRACIÓN EN LOS SUELOS DE LA ISLA DE
TENERIFE
Neris Tomé, Jonay. Dpto. de Edafología y Geología, Facultad de Biología, Universidad de La Laguna .
jneris@edu.ull.es
Tejedor Salguero, Marisa. Dpto. de Edafología y Geología, Facultad de Biología , Universidad de
La Laguna. España. martesa@ull.es
Jiménez Mendoza, Carmen Concepción. Dpto. de Edafología y Geología, Facultad de Biología ,
Universidad de La Laguna. España. cacojime@ull.es
Resumen: La tasa de infiltración del agua en el suelo es una propiedad fundamental que inter-viene
en aspectos tan variados como la disponibilidad de agua para las plantas, la recarga de los
acuíferos, los procesos de erosión hídrica, la ocurrencia de avenidas y el modelado del territorio. En
este sentido, se ven afectados por ella tanto elementos naturales del medio como otros de índole hu-mana
como son los relacionados con la agronomía o la ordenación del territorio. Los planeamientos
y elaboración de modelos hidrológicos integrales no pueden obviar la importancia del recurso suelo
como medio regulador de la infiltración. Los estudios realizados en la isla de Tenerife en los últimos
años corroboran este extremo y remarcan la gran dependencia de esta propiedad hacia la tipología y
propiedades del suelo, así como con su uso, manejo y vegetación.
1. INTRODUCCIÓN
En el archipiélago canario, el agua es un recurso de extraordinario valor y de difícil disponibi-lidad
en algunas islas, donde la sobreexplotación de los acuíferos y la reducción de su calidad
han llevado a la implantación de tecnologías y procesos de desalación y depuración. En la isla
de Tenerife el 89% del agua procede de fuentes convencionales, correspondiendo el 87% del
total extraída a recursos subterráneos (principalmente galerías y pozos) y el 2% a recursos
superficiales y manantiales (Consejo Insular de Aguas de Tenerife, 2004). Por este motivo, es
de gran interés profundizar en el conocimiento del ciclo hidrológico en general, y del proceso
de infiltración del agua en el suelo en particular.
La infiltración se define como la entrada del agua a través de la capa superficial de la corteza
terrestre, es decir del suelo. La relación entre el aporte de agua (lluvia, riego, etc.) y la infil-tración
determina la proporción de la primera que penetra y puede moverse hacia estratos
profundos, y la que queda en superficie disponible para la escorrentía. Propiedades edáficas
como la porosidad, estructura, textura, etc., son de especial relevancia en este proceso. La
naturaleza volcánica de las Islas Canarias contribuye, entre otros factores, a la formación de
algunos suelos con propiedades muy peculiares en cuanto a su mineralogía, que se traduce en
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
28
un comportamiento característico ante la infiltración. Su conocimiento es por tanto funda-mental
para la planificación de un recurso tan escaso en las islas como es el agua.
En este trabajo se presentan los resultados de la caracterización de la infiltración en los suelos
de la isla de Tenerife.
2. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA INFILTRACIÓN DEL AGUA EN EL SUELO
En el proceso de infiltración influyen tanto las características del suelo como de la lluvia,
además de otros factores externos capaces de modificarlas.
El suelo es un sistema trifásico (fases sólida, líquida y gaseosa) en el que la fase sólida está
formada por partículas elementales que se agregan constituyendo una estructura porosa tri-dimensional
en la que pueden penetrar tanto el aire como el agua (Hillel D, 1980). El volu-men,
pero también la distribución y continuidad de los poros del suelo, determinan en última
instancia la capacidad de infiltración del mismo puesto que son el medio a través del cual se
mueve el agua. La conformación de la porosidad del suelo está dominada por propiedades
como la textura (el comportamiento del suelo resultante de la cantidad y actividad de sus
distintas fracciones granulométricas), el desarrollo de la estructura (la forma y fuerza con que
las partículas sólidas se ordenan) o la mineralogía del suelo. En general, las texturas finas fa-vorecen
la formación de estructuras más compactas y menos porosas, disminuyendo la con-ductividad
hidráulica y la velocidad de infiltración. Además, esta propiedad también tiene in-fluencia
sobre la estabilidad estructural del suelo. Desde el punto de vista de la estructura, los
suelos con menor estabilidad tienden a formar estructuras compactas que presentan menor
porosidad y, por lo tanto, menor velocidad de infiltración que los suelos de estructura más
estable. La mineralogía de las arcillas participa igualmente en la formación de la estructura
dado que determina su susceptibilidad a la ruptura de los agregados. Además, algunas arcil-las
presentan capacidad de hinchamiento al aumentar la humedad del suelo. Esto se traduce
en la disminución de su porosidad y, como consecuencia, en una reducción de la infiltración
(Ben-Hur M et al., 1998). Los productos de ordenación de corto alcance (POCA) típicos de
algunos suelos volcánicos (Andisoles) facilitan la formación y estabilización de la estructura
porosa (Nanzyo M, Shoji S, Dahlgren R, 1993). El mismo papel estabilizador de la estructura
del suelo ha sido atribuido tradicionalmente a la materia orgánica (Porta J, López-Acevedo
M, Roquero C, 2003), que se comporta como agente cementante entre las partículas del suelo
(Emerson WW, 1977). Otras propiedades edáficas como la repelencia al agua tienen especial
importancia en la resistencia del suelo al humedecimiento. Su presencia en los horizontes
superficiales del suelo puede por ello suponer una disminución de la infiltración (Doerr SH,
Shakesby RA, Walsh RPD, 2000).
Las características de la lluvia afectan también al proceso de infiltración. En este sentido
destacan la intensidad, el tamaño y la velocidad de las gotas de lluvia que determinan su en-ergía
cinética y su capacidad para destruir la estructura del suelo.
29
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
Por último, dentro de los factores ambientales que afectan a la infiltración es imprescindible
señalar: i) la pendiente, que mantiene una relación negativa con la infiltración, ii) la cobertura
vegetal, que tiene un efecto positivo sobre la infiltración o iii) el uso del suelo, que puede
afectar a muchas de las propiedades edáficas antes mencionadas y que están relacionadas con
la infiltración del agua en el suelo.
3. CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS DE LA ISLA DE TENERIFE
Se han descrito 6 órdenes de suelos en la isla Tenerife utilizando como sistema de clasifi-cación
la Soil Taxonomy (Soil Survey Staff, 1999).
Los Andisoles son los suelos más típicos de las regiones volcánicas. Su composición miner-alógica
es consecuencia de la naturaleza volcánica del material de origen. Son suelos ricos en
productos de ordenación de corto alcance (Andisoles alofánicos), complejos organominerales
(Andisoles no alofánicos) y vidrio volcánico (Andisoles vítricos). Los Andisoles alofánicos
más típicos están principalmente asociados a zonas húmedas, en la franja de condensación
del alisio y sus proximidades, sobre materiales recientes. Los Andisoles organominerales se
han identificado también en la zona más húmeda pero sobre materiales más antiguos. Los
Andisoles vítricos tienen una distribución amplia al estar asociados a materiales con mucha
menor alteración que los anteriores.
Los Vertisoles son suelos arcillosos con una mineralogía dominada por arcillas hinchables
capaces de expandirse y contraerse en función del contenido de humedad del suelo. Se locali-zan
en ambas vertientes de la isla sobre materiales antiguos y frecuentemente tienen carácter
coluvial.
Los Aridisoles son suelos asociados a condiciones áridas. Destaca la fragilidad de su super-ficie
consecuencia de la inestabilidad de sus agregados. Ocupan una importante superficie en
la vertiente meridional de la isla, alcanzado altitudes muy variadas dependiendo de la orien-tación.
En la vertiente norte su representación está muy limitada, con sólo algunos núcleos
en la franja costera.
Los Alfisoles son suelos que presentan un horizonte de acumulación de arcillas (horizonte
argílico). Se sitúan en la zona de medianías de la vertiente norte, en la cota superior a los
Vertisoles.
El orden Inceptisol es muy heterogéneo e incluye suelos muy variados. Sus propiedades
edáficas varían ampliamente de un suelo a otro dependiendo de la tipología a la que estén
cercanos (ándicos, vérticos, etc.). Se encuentran muy repartidos en diferentes niveles altitudi-nales,
a excepción de la franja costera.
El orden Entisol incluye suelos con escaso o ningún desarrollo de horizontes edáficos, pero
que permiten su colonización por ciertas especies vegetales. Su ubicación es variada, encon-
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
30
trándose bajo todas las condiciones de humedad, sobre materiales de diferente origen y edad
y en diferentes posiciones fisiográficas (laderas, barrancos, playas, materiales recientes, etc.).
En la ilustración 1 se presenta la distribución de los distintos órdenes de suelos para la isla,
indicando además la superficie ocupada por rocas y tejido urbano.
Ilustración 1; Distribución de los órdenes de suelos en Tenerife.
4. LA INFILTRACIÓN DE LOS SUELOS. ESTUDIO EN ZONAS LLANAS
La caracterización de la infiltración se realizó utilizando el método del doble anillo, uno de
los métodos más extendidos para su estudio en zonas llanas por su simplicidad y flexibilidad,
Hills RC (1970). Los resultados obtenidos hasta el momento muestran la gran dependencia
de este proceso con las propiedades edáficas y la tipología del suelo.
En algunos suelos de la isla, el desarrollo y estabilidad estructural son las propiedades con
mayor influencia en la conformación de su espacio poroso, como los Andisoles no vítricos
(alofánicos y organominerales). Estos Andisoles son los suelos que presentan los mayores
valores de infiltración (superan los 700 mmh-1), a la vez que muestran la mayor estructuración
y estabilidad de los agregados en condiciones naturales. Su elevado desarrollo estructural está
relacionado fundamentalmente con su alto contenido de materia orgánica y POCA (Nanzyo
M, Shoji S, Dahlgren R, 1993). Sin embargo, se observa una marcada dependencia de la esta-bilidad
estructural con el uso y manejo del mismo (ilustración 2). El cambio de condiciones
naturales a uso agrícola supone la disminución de su estabilidad estructural y de la tasa de
infiltración (de 700 mmh-1 hasta 70 mmh-1).
31
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
Ilustración 2; Relación entre infiltración y estabilidad estructural.
Los Aridisoles presentan un comportamiento totalmente opuesto por su gran inestabilidad
estructural y baja infiltración, con valores que en algunos casos no superan los 15 mmh-1. Su
escaso contenido en materia orgánica condiciona un bajo desarrollo estructural. Además, su
cercanía al mar puede contribuir también a su debilidad estructural por la dispersión de sus
constituyentes por efecto del sodio.
En los Andisoles vítricos y los Entisoles la textura marca la conformación del espacio po-roso
y por lo tanto la infiltración (ilustración 3). Estos suelos se caracterizan por un elevado
porcentaje de elementos gruesos y una granulometría dominada por la fracción arena lo que
supone la prevalencia de macroporos y, por ello, una gran cantidad de canales de flujo (Nan-zyo
M, Shoji S, Dahlgren R, 1993). Los suelos con texturas más gruesas muestran valores
de infiltración elevados que promedian los 400 mmh-1 y que en algunos casos alcanzan 600
mmh-1. En los suelos de granulometría media los valores decaen hasta ser cercanos a 120
mmh-1, mientras que en aquellos más finos sus valores apenas alcanzan los 60 mmh-1.
Ilustración 3; Relación entre infiltración y granulometría
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
32
Para los Vertisoles y los Alfisoles el contenido y la naturaleza de las arcillas toma especial im-portancia.
En los Vertisoles la abundancia de arcillas hinchables supone la conformación de
un espacio poroso dominado en húmedo por los microporos que dificultan el flujo de agua a
través del suelo. Su valor promedio es de 30 mmh-1, si bien en algunos casos no alcanzan los 10
mmh-1. En una situación similar se encuentran los Inceptisoles con características vérticas, que
presentan los valores de infiltración más bajos de todo este orden (70 mmh-1) y que se asemejan
en este aspecto a los suelos del orden Vertisol. En los Alfisoles son los fenómenos de lavado de
arcilla los que determinan principalmente su comportamiento hidrológico por la colmatación
total o parcial de sus poros. Por otro lado, los frecuentes rejuvenecimientos superficiales por
aporte de piroclastos que han sufrido estos suelos hacen variar sus propiedades y su proceder
ante la infiltración. Los Alfisoles que no han sufrido rejuvenecimientos presentan valores de
infiltración considerablemente menores (60 mmh-1) que los rejuvenecidos (160 mmh-1).
Por último, los Inceptisoles modales, Inceptisoles ándicos y los Alfisoles rejuvenecidos, presen-tan
un conjunto de características edáficas que podrían calificarse como equilibradas desde el
punto de vista de la infiltración. Comparten una infiltración que ronda entre 140 y 180 mmh-1.
4.1. Efecto de la pendiente en la infiltración del agua en el suelo
La influencia de la pendiente en la infiltración se analizó utilizando un simulador de lluvia.
Estos equipos usan un dispositivo que simula la formación de gotas de lluvia. Los simu-ladores
de lluvia son en la actualidad los dispositivos más utilizados y eficaces para el estudio
del proceso de infiltración y escorrentía en zonas naturales (Cerdà A, 1998; Pierson FB, Ro-bichaud
PR, Spaeth KE, 2001).
Estos estudios han desvelado no sólo la influencia de la pendiente del terreno en la infil-tración,
sino también la de otros factores como las características del mantillo o de la veg-etación
de la zona. En general la pendiente del terreno tiene una enorme influencia en la infil-tración
de estos suelos, especialmente a partir de una determinada inclinación. La infiltración
decrece considerablemente en los suelos al aumentar la pendiente, pudiendo llegar a ser hasta
diez veces menor en pendientes del 50 % frente a los suelos con una inclinación del 10%. Por
otro lado, como se aprecia en la ilustración 4, la magnitud del descenso de la infiltración no
es progresiva y lineal con el incremento de la pendiente, sino que muestra umbrales a partir
de los que los cambios son sustanciales.
Los resultados indican que este comportamiento está también relacionado con la vegetación. El
mantillo está formado principalmente por material vegetal en proceso de descomposición. Sus
propiedades están íntimamente relacionadas con la vegetación de la zona, por lo que su respuesta
ante la infiltración dependerá de este factor. Los estudios realizados muestran una gran diver-gencia
en cuanto a las propiedades del mantillo para las dos vegetaciones forestales presentes en
los Andisoles de Tenerife (monteverde y pinar). Esta diferencia está relacionada principalmente
con la consistencia de las partículas que lo componen y su repelencia al agua (ilustración 5).
Las partículas del mantillo se encuentran sueltas en el caso del monteverde y cementadas en el
pinar, donde son además considerablemente más repelentes al agua. En definitiva, en los suelos
33
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
con monteverde el mantillo no constituye un horizonte limitante al paso del agua dada su gran
porosidad y baja hidrofobicidad. Por el contrario, las características en pinar, con una menor po-rosidad
y una mayor repelencia al agua del horizonte, hacen que el mantillo pueda suponer un im-pedimento
al paso del agua y, por lo tanto, controlar el proceso de infiltración del agua de lluvia.
Ilustración 4; Infiltración en Andisoles en función de la pendiente y la vegetación
Ilustración 5; Características del mantillo en pinar (arriba) y monteverde (abajo)
Como consecuencia, en los Andisoles con monteverde el proceso de infiltración viene deter-minado
principalmente por el elevado desarrollo estructural que presentan los suelos, tal y
como sucedía en el estudio en las zonas llanas. En este caso, la infiltración ronda los 50 mmh-
1 para pendientes suaves (10%) y 45 mmh-1 para moderadas (30%), lo que indica el escaso
efecto que tiene la inclinación del terreno en estas condiciones. Únicamente en pendientes
elevadas (50%), los valores de este parámetro decrecen sensiblemente hasta llegar a los 10
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
34
mmh-1, indicando la prevalencia de la inclinación del terreno sobre la elevada porosidad del
suelo en estas condiciones. Este comportamiento muestra la presencia de un umbral de pen-diente
entre 30% y 50% a partir del cual la infiltración pasa de estar dominada por la elevada
porosidad del suelo a estar controlada por la pendiente y la gravedad.
Por otro lado, a pesar de que los suelos con pinar tienen un alto desarrollo estructural y po-rosidad,
el efecto limitante a la entrada de agua que muestra el mantillo hace que la influencia
de las propiedades del suelo sobre la infiltración se vea limitada. En esta vegetación, se apre-cian
valores bajos de infiltración para todas las pendientes estudiadas, no superan en ningún
caso los 20 mmh-1 y la diferencia entre las pendientes suaves (10%) y elevadas (50%) no es
superior a los 5 mmh-1. Estos resultados indican la escasa importancia de la porosidad del
suelo y la dominancia de la gravedad en el proceso, potenciada por la elevada repelencia al
agua del mantillo. Al contrario de lo que ocurría en el caso de los Andisoles con monteverde,
en esta vegetación la gravedad domina la infiltración ya para pendientes suaves (10%), por
lo que se puede estimar que el umbral a partir del que este factor controla el proceso se sitúa
por debajo de esta inclinación.
Estos resultados modifican sustancialmente el escenario hidrológico mostrado por los Andi-soles
naturales en zonas llanas, en el que no se apreciaban limitaciones de consideración en
el proceso de infiltración del agua de lluvia en el suelo. La singularidad de los resultados de
este estudio, tanto por el considerable descenso de los valores de infiltración en Andisoles
naturales con inclinación como por la ausencia de una relación lineal entre la infiltración y la
pendiente, es indicativa de la dificultad que entraña la estimación de esta propiedad a partir
de los datos de zonas llanas. En condiciones de pendiente, propiedades edáficas como la
repelencia al agua adquieren mayor relevancia que en las zonas llanas y ven potenciada su
influencia en el proceso de infiltración del agua en el suelo.
Ilustración 6; Erosión en Andisoles en función de la pendiente y la vegetación
35
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
En cuanto a los procesos erosivos (ilustración 6), aunque se aprecia una relación directa entre
la pendiente del terreno y la pérdida de suelo vinculada con la disminución de la infiltración,
los valores absolutos de erosión en estos suelos son considerablemente menores a los que se
presentan otras tipologías edáficas. Las singularidades mineralógicas de estos suelos, que se
traducen en una elevada estabilidad estructural, además del efecto protector del mantillo que
los cubre, parecen ser los responsables de su baja susceptibilidad a la erosión.
Referencias y bibliografía consultada
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37
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
LOS TRABAJOS DEL PROYECTO REDESAC EN EL NORTE
DE GRAN CANARIA: ESTIMACIÓN DE LA RECARGA
NATURAL MEDIA MEDIANTE EL BALANCE DE CLORUROS
ATMOSFÉRICOS
Gema Naranjo (gnaranjo@proyinves.ulpgc.es), Tatiana Cruz-Fuentes, Annetty Benavides,
María del Carmen Cabrera, Pilar Hernández-Quesada, Esmeralda Estévez.
Dpto. de Física. Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Campus de Tafira. 35017 Las Pal-mas
de Gran Canaria.
Luis Fernando Martin. Consejo Insular de Aguas de Gran Canaria / Dpto. de Ingeniería Civil.
Universidad de Las Palmas de Gran Canaria. Las Palmas de Gran Canaria.
Emilio Custodio Gimena. Dpto. de Ingeniería del Terreno / Fundación Centro Internac-ional
de Hidrología Subterránea. Universidad Politécnica de Cataluña (UPC). Jordi Girona,
1-3. 08034 Barcelona.
Resumen: El proyecto de investigación REDESAC del Plan Nacional de Investigación del Minis-terio
de Ciencia e Innovación está dedicado a la evaluación de la recarga a los acuíferos, con énfasis
en la evaluación de su notable incertidumbre. En Canarias el proyecto se ha focalizado en la zona
norte de Gran Canaria, donde se producen las mayores precipitaciones de la isla, influenciadas por los
vientos alisios y la morfología del relieve. Es en este área donde también se sitúan en superficie los
materiales más jóvenes y permeables de la isla, por lo que se considera la zona de mayor recarga del
acuífero insular. Con los primeros datos obtenidos en el Proyecto se ha llevado a cabo el cálculo de la
recarga natural mediante el método del balance del ión cloruro de origen atmosférico, considerando
su carácter conservativo. Los resultados preliminares revelan que la recarga media multianual estimada
supone aproximadamente un 24% de la precipitación y varía incrementándose al aumentar la altura. La
aplicación de esta metodología en la zona de estudio permite una mejora en las estimaciones previas
de los recursos hídricos subterráneos en este sector de la isla. Esto ayuda a mejorar los criterios de
planificación a incorporar al Plan Hidrológico Insular que se elabora en cumplimiento de lo que se
deriva de la transposición de la DMA a la legislación de aguas canarias, como subsidiaria de la española.
1. INTRODUCCIÓN
El conocimiento de la recarga a los acuíferos por la precipitación es esencial para la eval-uación
de las aguas subterráneas, para su conservación y gestión, y para mantener su papel
ambiental. La recarga es un fenómeno natural muy complejo que entraña una notable incer-tidumbre,
por lo que hay que abordar su evaluación a nivel regional mediante la utilización
de diversas técnicas simultáneas, lo más independientes posible entre sí. Paralelamente, la
descarga de los acuíferos a otros cuerpos de agua superficial es también difícilmente cuantifi-cable
debido a la dispersión que se produce, más aún si se realiza subacuáticamente.
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
38
La evaluación de la recarga y descarga de acuíferos en varias zonas es el objetivo del proyecto
de investigación REDESAC del Ministerio de Ciencia e Innovación titulado “Procesos de
recarga y descarga de acuíferos mediante trazadores naturales”. Se trata de un proyecto co-ordinado
entre tres grupos de investigación pertenecientes a la Universidad Politécnica de
Cataluña, la Universidad Politécnica de Cartagena y la Universidad de Las Palmas de Gran
Canaria, que tiene como objetivo concreto progresar en la investigación y desarrollo de las
técnicas hidrogeoquímicas e isotópicas ambientales de estimación de la recarga a los acuíferos
y de su descarga, incluyendo su funcionamiento, en áreas concretas con información previa.
En Gran Canaria, los trabajos del proyecto se están llevando a cabo en el norte de la isla.
Paralelamente a la caracterización hidrogeológica detallada de varias cuencas de la zona, se
pretende utilizar diversas técnicas para evaluar la recarga media anual procedente de la pre-cipitación.
El objetivo es afinar en la cuantificación de este parámetro y comparar los grados
de incertidumbre de los diversos métodos. La presente publicación presenta una primera
estimación de la recarga media multianual mediante el balance de cloruros de aportación
atmosférica en el área y recoge parte de los trabajos ya publicados en Cruz et al. (2012).
2. LA ZONA DE ESTUDIO
La isla de Gran Canaria (Islas Canarias, España) presenta una morfología cónica, cuya cota
máxima se localiza en el Pico de las Nieves, a 1.949 m s.n.m., y una orografía irregular
formada por una serie de profundos barrancos radiales que nacen en el centro de la isla y
desembocan en el mar. El área de estudio tiene una extensión de 312 km2 y se localiza en el
sector noreste de la isla, ocupando las zonas hidrogeológicas N3, N4 y parte de la N2 de la
zonificación hidrogeológica de Gran Canaria (PHGC 1999). Los límites norte y este están
definidos por el Océano Atlántico y los límites oeste y sur coinciden con las divisorias de las
cuencas hidrográficas que conforman dichas zonas (Figura 1). El clima de la zona es variable
debido al gradiente altitudinal y al efecto de los vientos alisios. Predominan las condiciones
climáticas características de la zona norte insular, húmeda y nubosa. La precipitación media
de la zona varía entre 820 mm/a en las zonas altas y 115 mm/a en la zona de costa, con una
precipitación media de 375 mm/a. Las lluvias se concentran principalmente entre los meses
de noviembre y abril y se producen en gran medida en las zonas de medianías (entre los 300
y 800 m s.n.m), donde es mayor la influencia de los vientos alisios y tiene lugar la formación
del característico mar de nubes. La temperatura media anual varía desde 12ºC en las zonas
altas a 22 ºC en la costa, con una temperatura media de 18ºC.
La geología de la isla tiene su origen en el vulcanismo intraplaca de punto caliente, definién-dose
tres etapas de evolución: juvenil (14,5-8,0 M.a.), inactividad volcánica (8,0-5,0 M.a) y
rejuvenecimiento (desde 5,0 M.a a la actualidad) (Pérez-Torrado 2008). En la zona de estudio
afloran fundamentalmente lavas e ignimbritas de los grupos Roque Nublo y Post Roque
Nublo, pertenecientes a la etapa de rejuvenecimiento y sedimentos de la Formación Detrítica
de Las Palmas, de la etapa de inactividad volcánica. La geología profunda revela que la may-
39
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
oría de los pozos de la zona toman el agua de los materiales del grupo Roque Nublo y los
materiales fonolíticos-traquíticos infrayacentes, pertenecientes a la etapa juvenil.
El funcionamiento hidrogeológico de Gran Canaria se caracteriza por la existencia de un acuífe-ro
único insular, con una superficie piezométrica en forma de domo que alcanza máximos en el
centro de la isla. La recarga natural se produce por infiltración de la lluvia en las zonas de cum-bre
y medianías, circulando preferentemente por los materiales volcánicos más recientes. La
descarga se produce al mar y por las extracciones de pozos y galerías, que han ido sustituyendo
a las descargas naturales intermedias por manantiales (nacientes) que existían donde afloran
materiales menos permeables o en valles profundos (SPA-15 1975; Custodio 1978; Custodio
y Cabrera 2008). La zona de estudio constituye la principal área de recarga de la isla, dado que
presenta la mayor pluviometría, menores temperaturas y condiciones edáficas favorables.
Figura 1. Localización de la zona de estudio. Se sitúan los colectores de agua de lluvia pertenecientes a
la red de control que coinciden con las estaciones pluviométricas de la red de pluviómetros del CIAGC.
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
40
3. METODOLOGÍA
3.1. Recogida de muestras
Las muestras de lluvia han sido obtenidas en 10 colectores colocados a distintas altitudes,
distribuidos a lo largo de las cuencas de los barrancos de Moya-Azuaje, y los barrancos
Guiniguada-Tenoya (Figura 1). Cada colector está situado junto a un pluviómetro que forma
parte de la red de control pluviométrica del Consejo Insular de Aguas de Gran Canaria, lo
que permite establecer una relación entre la muestra recogida y el dato de pluviometría reg-istrado
en dicho periodo de muestreo. Debido a las características climáticas de la zona de
estudio y con el fin de recoger la mayor cantidad de muestra en cada episodio lluvioso, se
utilizan a modo de colector recipientes de plástico de aproximadamente 30 L de capacidad y
de boca ancha. Para evitar la evaporación durante el muestreo se añade una lámina flotante
de vaselina líquida en los colectores y para evitar la destrucción de las muestras por parte de
animales se cubren con una malla de plástico (Figura 2).
Figura 2. Captador del agua de lluvia en uno de los puntos de muestreo.
Las muestras de lluvia se toman mensualmente en los meses lluviosos y de forma acumulada
hasta obtener el agua suficiente para su análisis en los meses menos lluviosos. Los análisis
químicos en laboratorio incluyen la determinación de los iones mayoritarios, más la sílice de
forma ocasional. A partir de los análisis del agua de lluvia (que integran la deposición atmos-
41
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
férica húmeda y seca) se ha estudiado la evolución espacial y la deposición atmosférica total
con su componente de aerosol marino y de polvo local y sahariano.
El muestreo comenzó en octubre de 2008 (tabla 1) en las cuencas de los barrancos de Moya
y Azuaje, con una red de control de agua de lluvia establecida como parte de la investigación
realizada en el marco de una tesis doctoral actualmente en desarrollo (Hernández-Quesada
et al. 2011) en el norte de Gran Canaria. Dicha red de control posteriormente fue ampliada
hacia el noreste de la isla en febrero de 2010, hacia las cuencas de los barrancos Guiniguada
y Tenoya. Actualmente, y debido a la sequía que ha caracterizado el año hidrológico 2011-
2012, se ha tomado la decisión de prolongarla hasta octubre de 2013, con el fin de obtener la
mayor información posible para una mejor estimación de la recarga.
Junto con las muestras recogidas para su análisis químico, también se toman muestras para
análisis isotópico de 18O y 2H, para una mejor caracterización del agua de lluvia y por tanto,
de la recarga.
Tabla 1.- Resumen de las estaciones muestreadas.
Cuenca Estación Nombre Fecha inicio
muestreo
Fecha fin
Muestreo
Número
muestreos**
Análisis
isotópi-cos***
AZUAJE-MOYA
036 Mondragones 06/11/2008 Activa 32 19
037 Fontanales 31/10/2008 Activa 35 22
055 Las Madres 30/10/2008 Activa 36 23
098* La Retamilla 31/08/2010 Activa 19 15
174* El Montañón 31/10/2008 01/07/2010 18 18
203 Sta. Cristina 31/10/2008 Activa 34 22
GUN IGUADA-TENOY
A
002 Hoya Gamonal 04/02/2010 Activa 20 17
088 El Toscón 04/02/2010 Activa 15 13
136 San Mateo 04/02/2010 Activa 19 17
199 Lomo S. Pedro 04/02/2010 Activa 16 14
213 Campo Golf 04/03/2010 Activa 14 12
* Las estaciones 174 y 098 se consideran la misma por su proximidad. **Número de campañas realizadas hasta
julio de 2012 (muestreos mensuales). ***Número de análisis isotópicos realizados hasta febrero de 2012.
3.2. Cálculo de la recarga
El método de balance de cloruro atmosférico para estimar la recarga media multianual se
basa en la comparación de la deposición atmosférica de cloruro (húmeda y seca) con respec-to
al contenido del mismo en la recarga al acuífero, suponiendo que no existe otro aporte de
cloruro (Custodio et al. 1997; Custodio 2010). Se parte de la hipótesis de que el ión cloruro
es conservativo en la recarga, no interacciona de forma significativa con el medio, es alta-mente
soluble, químicamente estable y, además, de fácil medición con precisión adecuada.
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
42
En régimen transitorio y en ausencia de aportes de cloruro diferentes del atmosférico, el agua
subterránea freática recibe un flujo másico que coincide con la aportación por la lluvia más
la deposición seca, descontando la salida o entrada producida por escorrentía directa (Alcalá
y Custodio 2007).
Para ello se requiere conocer la aportación como deposición atmosférica media de cloruro y
la salida como recarga y escorrentía. El balance medio plurianual es:
R * CR = Ap - E * CE
donde,
R es la recarga (mm·a-1) para una precipitación P
Ap es la deposición de cloruro atmosférico, expresada como flujo másico (g·m-2·a-1)
E es la escorrentía (mm·a-1)
CR y CE las respectivas concentraciones de cloruro de la recarga y la escorrentía (mg·L-1)
Los productos P·CP, R·CR y E·CE son los flujos másicos y se expresan como AP, AR y AE en
g·m-2·a-1 respectivamente para un periodo anual de control. En zonas donde el valor de AE
es muy reducido, la ecuación anterior del balance se simplifica a:
R * CR= Ap
La aportación Ap es obtenida del promedio de las acumulaciones de las aportaciones de cada
muestreo, de tal forma que, para un periodo de muestreo dado (i), la aportación viene dada por
AP = 1 / n Σ ClPi* Pi
siendo,
Clp, la concentración de cloruros en el periodo muestreado (mg·L-1)
P, la precipitación registrada en el periodo de muestreo (mm·a-1)
N, número de días de dicho periodo
Debido a la falta de datos de escorrentía, y a que ésta solo se produce de forma puntual asociada
a la existencia de temporales esporádicos que descargan el agua al mar o se retiene en las presas,
este término no se ha tenido en cuenta en esta primera aproximación, aunque ello conlleva una
sobrevaloración de la recarga en los años en que el agua corre por los barrancos. Una primera
estimación de la sensibilidad a la escorrentía se ha llevado a cabo a partir de los datos de escor-rentía
considerados en el SPA-15 (1975). En este proyecto, se estimó que los coeficientes de es-correntía
eran entre el 6-9% de la precipitación para la cuenca del barranco de Azuaje, en torno
43
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
al 18% en la cuenca del barranco de Tenoya y entre el 3-14% en la del barranco Guiniguada.
Estimando una escorrentía media para la zona entre el 5% y el 10% de la precipitación, la so-brevaloración
de la estimación de la recarga puede estar entre el 10 al 25%, con respecto a la
estimada considerando un flujo másico de escorrentía (E•CE) nulo o despreciable.
4. CARACTERÍZACIÓN DEL AGUA DE LLUVIA Y DEL AGUA DE RECARGA
El agua de lluvia es de tipo clorurada-sódica, según reflejan los diagramas de Stiff modificados
(Figura 3). La concentración de las sales disminuye con la altura, lo que es característico de zo-nas
costeras con gran relieve y una importante componente ventosa. La concentración también
varía según que la ubicación de los colectores esté en fondo de barranco o en divisoria, o en
la zona de sotavento o barlovento. De forma generalizada, las mayores concentraciones son
observadas en las muestras localizadas a menores cotas y tomadas durante los meses de marzo
y octubre, que coinciden con los meses de menor pluviometría. Los diagramas de Stiff modi-ficados
del agua de lluvia para agosto y septiembre de 2010 (secos) y enero de 2011 (húmedos)
ponen de manifiesto la diferencia de concentraciones de los iones mayoritarios en la lluvia en
los meses de verano e invierno y su variación según la localización del colector.
Figura 3. Diagramas de Stiff modificados del agua de lluvia para los muestreos de octubre de 2010
(mes seco) y de enero de 2011 (mes húmedo). Se muestra la distribución de las isoyetas medias
(mm/a) para el periodo 1970-2006.
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
44
En la Tabla 2 se muestran los resultados de la aportación media atmosférica de cloruro en
cada colector para un periodo de muestreo de octubre de 2008 hasta noviembre de 2010.
Esta aportación varía desde 3,1 g·m-2·a-1 a cota 1365 m hasta 13,5 g·m-2·a-1 a cota 443 m.
Tabla 2. Cálculo de la aportación de cloruro del agua de lluvia y resultados obtenidos en la estimación
de la recarga media por el método del balance del ión cloruro en cada colector. AP= aportación media
de cloruro atmosférico en el periodo estudiado. ClP = concentración media de cloruros de la precipi-tación
en el periodo estudiado.
Zona
Esta-ción
Cota
(m.s.n.m.)
n
Nº días
Precipita-ción
P, mm/a
ClP
mg/L
=1 AP ΣClPi*Pi n
g·m-2·año-1
ClR
mg/L
Recarga
R,
mm/a
R/P
N2
036 375 727 298 40,9 6,23 200 31 0,10
199 443 301 431 48,4 13,48 100 135 0,31
055 577 761 614 18,9 8,05 40 201 0,33
203 645 761 490 28,1 8,57 80 107 0,22
037 990 761 637 17,3 5,85 25 234 0,37
098-174 1400 780 844 12,6 4,98 20 249 0,29
N3
088 315 272 342 36,2 4,57 200 23 0,07
136 841 302 525 29,9 5,54 50 111 0,21
002 1365 302 854 10,2 3,12 15 208 0,24
N4 213 485 780 315 71,8 12,66 400 32 0,10
El contenido en cloruro del agua de recarga ha sido estimado en función de los análisis
químicos de las aguas subterráneas del lugar, que se supone que representan la recarga local.
Esto puede suponer un cierto sesgo, con efectos que pueden crecer cuanto menor es la cota
a causa de contribuciones de agua de procedencia más alta (Custodio 2010), pero este efecto
se considera poco significativo para los pozos “canarios”, que son poco penetrantes. La sali-nidad
de las aguas subterráneas aumenta de cumbre a costa (SPA-15 1975), lo que se refleja
en el mapa de isocloruros de las aguas subterráneas (Figura 4). Este mapa se ha elaborado
con las medianas de los análisis de 177 muestras correspondientes al año 1997 existentes en
la Base de Datos del Consejo Insular de Aguas de Gran Canaria, eliminando los pozos con
alta concentración de nitratos para evitar la influencia del aporte de cloruros no atmosféricos
procedentes de los retornos de riego.
5. BALANCE DE CLORURO. ESTIMACIÓN DE LA RECARGA NATURAL
Para el cálculo de la recarga, la concentración de cloruro del agua recargada en el área de
cada colector ha sido obtenido a partir del mapa de isocloruros en las aguas subterráneas
(Figura 4). Los resultados de la estimación de la recarga se muestran en las Tablas 2 y 3. Los
45
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
porcentajes de recarga estimados para cada colector oscilan entre un 7% y un 37% de la pre-cipitación
media y dependen de la altitud y la cuenca donde éstos se localizan.
Estos cálculos permiten estimar una recarga media total en la zona de 131 mm/a (31,5
hm3/a) para una superficie de 312 km2, lo que supone un promedio del 24% de la precipi-tación
media.
En la estimación de la recarga los términos son inciertos, lo que hace que la recarga estimada
también lo sea. La variabilidad natural de la recarga se puede expresar en términos absolutos
a través de su desviación estándar, σR, o en términos relativos a través de su coeficiente de
variación, R
CVR
R
=σ (Alcalá y Custodio 2007).
Figura 4. Mapa de isocloruros (mg/L) de las aguas subterráneas, elaborado con datos del inventar-io
de puntos de agua realizado por el Consejo Insular de Aguas de Gran Canaria en 1997.
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
46
Tabla 3. Precipitación media anual y recarga media anual estimada (mm/a y hm3/a) (2009-2010)
para la zona norte de Gran Canaria. El área baja se localiza por debajo de la isoyeta de 400 mm/a, el
área media desde la isoyeta de 400 mm/a hasta la isoyeta de 600 mm/a y el área alta por encima de la
isoyeta de 600 mm/a. Las cifras indicadas son significativas en sus dos primeras cifras.
Zona Área
Su-perfi-cie
km2
Precipita-ción
P Recarga R
R/P %
% Recar-ga
en el
mm/a hm3/a mm/a hm3/a área
N2
Baja 57,7 233 13,5 32 1,9 1,4 12
Media 31,7 552 17,6 187 6,0 4,5 40
Alta 25,8 775 19,0 299 7,3 5,5 48
Total 115,2 520 50,1 173 15,1 100
N3
Baja 69,3 247 17,8 17 1,2 0,9 8
Media 41,7 525 21,9 158 6,6 5,0 45
Alta 33,4 854 28,5 208 6,9 5,3 47
Total 144,4 542 68,2 128 14,7 100
N4
Baja 43,4 238 11,1 24 1,1 0,9 69
Media 3,2 525 1,7 158 0,5 0,4 31
Total 46,6 382 12,8 91 1,6 100
TOTAL 481,2 131,1 131 31,5 24,0
Para variables Xi normalmente distribuidas y caracterizadas por su valor medio i X y su
desviación tipo Xi S , la regla de propagación de errores para una función es X=f(Xi)
2 ( ( ) / )2 2X i i Xi S =Σ ∂f X ∂X S
Considerando que la escorrentía superficial sea despreciable, R = A / C ( R == rAec/aCrga me-dRia=;
A /=C aportación media de cloruro atmosRfé=ricAo;/ C = concentración media de cloruro
en la recarga local), y midiendo el error por el coeficiente de variación, se obtiene que
2 2 2
R A C CV = CV + CV .
En el área de estudio los valores de la desviación (S) son aún poco conocidos, pero con la
experiencia local existente (cierta estabilidad por la deposición seca) y la comparación con
estaciones de varios años de la Península Ibérica se puede establecer una primera aproxi-mación,
aunque hay variaciones de un lugar a otro aún por definir: CVC = 0,2 con CVC CV
(coeficiente de variación de CVC ) = 0,3; CVA = 0,20 con CVA CV = 0,5. Así resulta CVR =
0,28 (28%) con una incertidumbre CVR CV = 0,58 (58%).
47
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
6. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
El agua de lluvia en la zona de estudio es de composición clorurada-sódica, lo que es carac-terístico
de zonas costeras con alta influencia marina. Se observa una marcada variación esta-cional
en la concentración, siendo mayor durante los meses de verano debido a la disminución
de las precipitaciones y el aumento de la deposición seca, ya que son los meses con mayor
predominio de los vientos alisios, de procedencia marina directa y de mayor evaporación.
Los valores de aporte de cloruro a los colectores están muy influenciados por la distancia
de estos al mar y su ubicación. En general, los valores más altos corresponden a las mues-tras
tomadas en los colectores situados a cotas más bajas (Figura 1), los cuales presentan
una concentración elevada de cloruro debido a la gran deposición seca, de la que una parte
importante es aerosol marino (Cruz 2008). Estos valores están en consonancia con los ob-tenidos
en otros estudios en Gran Canaria, que oscilan entre 4 y 5 g·m-2·a-1en las cumbres y
20 g·m-2·a-1 en las áreas de costa (Gasparini et al. 1990; Custodio 1993; Muñoz 2005). Así, el
aporte atmosférico de cloruro y de otros elementos químicos juega un papel importante en
la salinización de las aguas subterráneas.
Según los resultados obtenidos, que coinciden con los esperables, la recarga producida en la
parte media-alta de la zona de estudio es la principal entrada de agua al acuífero. Existen no-tables
incertidumbres en la concentración de cloruros en la deposición dado el corto período
de observación en el momento actual y la variabilidad del agua subterránea inherente a las
características de los pozos y nacientes. Por ello, el volumen de recarga media total estimado
asciende aproximadamente a 31,5 hm3/a (131 mm/a), lo que constituye el 24% de la precipi-tación
media. Estos resultados deben considerarse como una primera aproximación, que hay
que revisar y validar con series más largas de muestreo y con la aplicación de otros métodos
hidrogeológicos, hidrogeoquímicos e isotópicos, teniendo en cuenta la escala temporal y es-pacial
que les afecte. En este sentido, los trabajos del proyecto continúan, teniendo en cuenta
además que el periodo de muestreo va a incluir un año hidrológico 2011-12 especialmente
seco.
La primera evaluación presentada en este trabajo, independiente de los métodos de balance
de agua en el suelo e hidrodinámicos, sirve para contrastar los resultados de la Planificación
Hidrológica, donde se estima la recarga en un 19% de la pluviometría (PHGC 1999). Esta
planificación tiene que ser revisada cada 6 años según lo establecido en la Directiva Marco
del Agua Europea (DMA) y que se recoge en el actual Texto Refundido de La Ley de Aguas.
A la autoridad del agua (Consejo Insular de Aguas) le corresponde mantener la red de obser-vación
necesaria y las condiciones para una aplicación del método que contribuya a reducir
las incertidumbres.
AGRADECIMIENTOS
El presente trabajo se enmarca en el proyecto REDESAC (CGL2009-12910-C03-02) y el Programa
CONSOLIDER-TRAGUA (CSD2006-00044) del Ministerio de Ciencia e Innovación.
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
48
Referencias y bibliografía consultada
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Obras Públicas - Dirección General Obras Hidráulicas/ UNESCO-PNUD.
49
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
AGUAS MINERALES NATURALES EN TERRENOS
VOLCÁNICOS DEL ARCHIPIÉLAGO CANARIO
Skupien Balon, Elzbieta. Dra. Ingeniera de Minas, Ejercicio Libre de la Profesión.
elzsku2006@yahoo.es
Poncela Poncela, Roberto. Eurogeólogo. Ejercicio Libre de la Profesión.
rponcela_geo@yahoo.es
Morales González-Moro, Ángel. Ingeniero de Minas, Consejería de Empleo, Industria y
Comercio. Gobierno de Canarias.
anmorgon@gobiernodecanarias.org
Lario Báscones, Rafael. Ingeniero de Minas, Consejería de Empleo, Industria y Comercio.
Gobierno de Canarias.
rlarbas@gobiernodecanarias.org
Resumen: El Archipiélago Canario ocupa el séptimo lugar a nivel autonómico en la producción de
agua mineral natural (AMN). Para poder diseñar futuros programas de dinamización de la industria
relacionada con el agua mineral natural es necesario conocer y analizar la composición química de las
aguas subterráneas existentes y catalogadas como mineral natural. En el presente estudio se actual-izan
conocimientos sobre las características hidrogeológicas de 16 captaciones de aguas subterráneas
dispersas por diferentes terrenos volcánicos del Archipiélago Canario, y que están catalogadas o en
fase de catalogación como AMN. La información ha sido recopilada y actualizada de los estudios que
acompañan a las solicitudes de reconocimiento de condición de AMN. Las características analizadas
son la distribución geográfica, parámetros generales (pH, temperatura y conductividad eléctrica del
agua, residuo seco, componentes mayoritarios, sílice, parámetros hidrogeológicos disponibles para
macizos del entorno de las captaciones de AMN (T y S) y, finalmente los perímetros de protección
de las mismas. Se presenta la aplicación “Aguas Minerales” que gestiona toda la información en
soporte SIG. Se establecen diferentes clasificaciones hidroquímicas de las AMN existentes en los
terrenos volcánicos y comparaciones en base a la mediana de los parámetros y concentraciones de
componentes mayoritarios de AMN en Canarias y las envasadas a nivel nacional, respectivamente.
Finalmente se realiza una valoración de pautas para los futuros estudios hidrogeológicos relaciona-dos
con el AMN.
1. INTRODUCCIÓN
Las Aguas Minerales Naturales (AMN) se distinguen según la legislación española (RD
1798/2010, de 30 de octubre) de las otras aguas de bebida ordinarias por su:
• Naturaleza, caracterizada por su contenido en minerales, oligoelementos y otros com-ponentes
y, en ocasiones, por determinados efectos.
• Constancia química.
• Pureza original.
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
50
Esto hace necesario realizar estudios tendentes a caracterizar cualidades de constancia, cali-dad
y características hidrogeológicas para mejorar el conocimiento de dichas aguas.
La alarma social generada sobre la calidad de algunas aguas de abasto en Canarias (exceso
de flúor, sodio, etc.) ha hecho dispararse el consumo de aguas envasadas en el Archipiélago
Canario, y confirma el creciente interés de ejecución de nuevas obras para la captación de
Aguas Minerales Naturales para su embotellamiento, que revierten en seguridad durante sit-uaciones
excepcionales (vertidos accidentales en canales, aumento de concentración de iones
indeseados, etc.).
Los conocimientos hidroquímicos e hidrogeológicos sobre AMN de Canarias se basan fun-damentalmente
en la información aportada por los titulares de las captaciones, como req-uerimiento
previo a la declaración de la condición de agua mineral natural. La legislación de
Minas vigente clasifica las aguas minerales, en sus dos denominaciones como “Agua Mineral
Natural” y “Agua de Manantial” como un Recurso Minero de la Sección B, y para su aprove-chamiento
en el Archipiélago es necesario obtener autorización del Servicio de Minas de la
Dirección General de Industria de la Consejería de Empleo, Industria y Comercio del Gobi-erno
de Canarias.
2. OBJETIVOS
Se trata de realizar un análisis de las principales características hidroquímicas de las aguas
catalogadas o en fase de denominación como AMN, en base a los parámetros generales y
componentes mayoritarios, estableciendo clasificaciones de dichas aguas.
3. MATERIALES Y MÉTODOS
Los datos analíticos correspondientes a los parámetros generales y componentes
mayoritarios fueron recopilados y actualizados a partir de la información contenida
en los correspondientes expedientes administrativos en las dependencias del Servi-cio
de Minas, en sus sedes respectivas de Santa Cruz de Tenerife y de Las Palmas de
Gran Canaria (DGI, 2008; Skupien, Morales y Poncela, 2008).
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. Distribución geográfica de las AMN
Se ha constatado que actualmente existen 16 aprovechamientos de aguas minerales natu-rales
que se pueden considerar activos, o en fase de estudios y proyectos previos, y que se
encuentran dispersos por la geografía canaria: 4 en la provincia de Santa Cruz de Tenerife (2
51
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
en Tenerife y 2 en La Palma) y 12 en la provincia de Las Palmas (12 en Gran Canaria); ver
Figura 1 y Tabla 1.
De los 16 aprovechamientos activos, 8 están incluidos en las listas consolidadas de las aguas
minerales naturales reconocidas por los Estados Miembros de Europa, de acuerdo con el
Diario Oficial de la Unión Europea (DOUE 2012/C 83/01).
Figura 1: Distribución de las captaciones de AMN en Canarias (Base cartográfica: SITCAN (Gobi-erno
de Canarias).
Tabla 1.- Correspondencia nombre de captación con denominación/marca de las aguas de natu-raleza
Mineral Natural.
Isla Municipio Nombre del ma-nantial
Denominación
comercial Tipo
Lista
UE
TFE La Orotava Fonteide (El Mundo) Fonteide Galería SÍ
TFE Tacoronte Krystal Krystal Sondeo NO
LP Santa Cruz de La
Palma
Barbuzano Aguas de La Palma Galería SÍ
LP San Andrés y Sauces Naciente de Marcos Naciente de Marcos Naciente NO
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
52
Isla Municipio Nombre del ma-nantial
Denominación
comercial Tipo
Lista
UE
GC Telde Cortijo de Jacón Cortijo de Jacón Pozo-
Galería
NO
GC Tejeda Molinillo (El) Por determinar Naciente NO
GC Tejeda Mina de Tejeda (La) Por determinar Naciente NO
GC Teror Culata (La) La Culata Galería NO
GC Valleseco Gambuesilla Agua de Firgas Pozo NO
GC Valsequillo Higueras (Las) Fuente Niguana Pozo SÍ
GC Gáldar Fuentebruma
(Hoya de Juan Mar-tin)
Fuentebruma Sondeo SÍ
GC Teror Fuenteror
(Hoya de la Palma)
Fuenteror Pozo SÍ
GC Agüimes Milano (El) Milano Pozo NO
GC Moya Morisco Morisco Galería NO
GC Moya Pinillo Pinillo Pozo NO
GC Valleseco
La Ideal II (El Rapa-dor)
La Ideal II
Agua
de
Firgas
Pozo SÍ
La Ideal I La Ideal I Pozo SÍ
San Antón II San Antón II Pozo SÍ
Los aprovechamientos existentes sitúan al Archipiélago Canario en el octavo lugar a nivel
de Comunidades Autónomas en la producción de aguas minerales (Figura 2). Teniendo en
cuenta la distribución geográfica de las captaciones de AMN, se observa que Gran Canaria es
la isla con el mayor número de captaciones y marcas, seguida de la isla de Tenerife y La Palma.
Se destaca que actualmente en las restantes islas no existen captaciones de AMN.
Figura 2: Producción de agua mineral por Comunidades Autónomas (Fuente IGME, 2009).
53
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
4.2. Marco geológico de las AMN
El territorio de la Comunidad Autónoma de Canarias es fundamentalmente de naturaleza
volcánica. Las rocas volcánicas habituales en Canarias son basaltos, traquibasaltos y traquitas
(o fonolitas) y depósitos piroclásticos tanto básicos como ácidos. La diferencia esencial (no
siendo única) entre ellas es el contenido en sílice, que es el componente más abundante en
los magmas. En las islas coexisten zonas geológicamente antiguas (de edad miocena y post-miocena)
con otras cubiertas con materiales de volcanismo reciente (de edades holocena y
pleistocena, e histórico), dando lugar a una morfología compleja, propia de cada isla.
En la Figura 3 se presenta la distribución de los principales Edificios Volcánicos de cada isla,
contrastada con la ubicación de las captaciones de aguas mineral natural.
Figura 3: Encuadre geológico de las captaciones de AMN de Canarias. Fuente: SITCAN. Elaboración propia.
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
54
4.3. Caracterización hidroquímica en base a parámetros generales y componentes mayoritarios
Para poder diseñar futuros programas de dinamización de la industria relacionada con el agua
mineral natural es necesario conocer y analizar la composición química de las aguas subter-ráneas
existentes y catalogadas como mineral natural, para interpretar los datos aportados
por las mismas y clasificar estas aguas según sus propiedades.
Las aguas subterráneas con la condición de agua mineral natural en terrenos volcánicos ca-narios
presentan generalmente una baja salinidad, con conductividades eléctricas que oscilan
entre 86 y 824 μS/cm (Fig. 4). Los valores de temperatura del agua captada medidos “in
situ” están por debajo de 20ºC, hecho que las cataloga como “aguas fías”, mientras que los
valores de pH varían entre neutros a ligeramente básicos y están comprendidos entre 6,9 y
8,3, respectivamente.
Figura 4: Comparación de los valores de la conductividad eléctrica de las AMN de Canarias.
Según el residuo seco (RS), las AMN del Archipiélago Canario se clasifican como:
• Oligometálica /mineralización débil (50-500 mg/L): 15 captaciones (11 GC, 2 TF y 2LP).
• Mineralización media (500-1.500 mg/L): 1 captación (1 GC).
De acuerdo con la clasificación geohidroquímica de Schoeller (Custodio y Llamas, 1983), las
AMN de Canarias se clasifican como:
• Aguas bicarbonatadas:
55
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
a) Aguas bicarbonatadas sódicas: B.- El Mundo (TF), C.- Barbuzano (LP), E.- Cortijo de
Jacón (GC), F.- Culata (GC), L.-Morisco (GC), El Molinillo (GC) y La Mina de Tejeda (GC).
b) Aguas bicarbonatadas cálcico magnésicas: A.- Krystal (TF), D.- N.Marcos (LP),
G- Gambuesilla (GC), I.- Hoya de Juan Martín (GC), J.- Hoya de La Palma (GC),
K.- Milano (GC), M.- Pinillo (GC) y N.- Rapador (GC).
• Aguas cloruradas:
c) Aguas cloruradas sódicas: H.- Higuerilla (GC).
La representación gráfica de las diversas tipologías de las aguas subterráneas catalogadas
como agua mineral natural del Archipiélago Canario se plasma en la Figura 5.
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
56
Figura 5: Diagramas hidroquímicos de Piper, Chadha y Collins de las AMN de Canarias (infor-mación
disponible referente a 14 captaciones).
Los diagramas de Piper y Chadha indican que la mayoría de las AMN de Canarias son bicar-bonatadas
cálcico-magnésicas (50,00 %), seguida de las bicarbonatadas sódicas (43,75 %) y
de las cloruradas sódicas (6,25 %).
Se ha comparado también las medianas de distintos parámetros y los iones mayoritarios de
las AMN de Canarias con las medianas de AMN a nivel nacional (Tabla 2).
Tabla 2; Comparación de los valores de las medianas de la concentraciones de los iones mayoritarios
y principales parámetros de AMN de Canarias con los valores a nivel nacional. Fuente: datos de Ca-narias
(consulta de los expedientes en el Servicio de Minas, CAC); datos a nivel nacional (Gutiérrez
et al., 2012). Elaboración propia.
HCO3
-
mg/L
SO4
=
mg/L
Cl-mg/
L
NO3
-
mg/L
Na+
mg/L
K+
mg/L
Ca++
mg/L
Mg++
mg/L
SiO2
mg/L
C.E.
μS/cm
RS
mg/L pH
Canarias 100,9 6,9 20,5 15,0 27,1 5,3 12,5 7,0 61,2 261,5 187,0 7,81
Nacio-nal
226,0 18,2 14,0 3,4 11,5 1,3 55,7 12,6 9,3 355,0 249,0 7,98
Como se observa, en general las medianas de los valores de concentración de las AMN de
Canarias presentan valores más bajos en comparación con los valores a nivel nacional. Es de
destacar el caso de la sílice, casi siete veces superior en el primer caso, motivado por la pres-encia
de abundantes especies silicatadas en la roca. La marca climática en la recarga (aridifi-cación)
en Canarias también aparece en cuanto a la concentración de ión cloruro, superior al
valor nacional.
57
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
4.4. Análisis de los parámetros hidrogeológicos relacionados con las captaciones de las AMN
La estimación de parámetros hidrogeológicos para los macizos del entorno de las capta-ciones
de las AMN se ha realizado a partir de la recopilación de los estudios que acompañan
a las solicitudes de reconocimiento de agua mineral natural, que a su vez han sido recopilados
a partir de ensayos de bombeo realizados durante el SPA-15 (1975) y otra información com-plementaria
derivada de documentación específica (ITGE, 1992; DGIE, 2003; IGME, 2003;
Skupien y Poncela, 2011), no existiendo suficientes datos de contraste.
Existen escasos valores fiables característicos de la transmisividad y del coeficiente de alma-cenamiento
de los acuíferos volcánicos canarios relacionados con las AMN. Los más cara-cterísticos
se presentan en la Tabla 3, donde se aprecia una amplia dispersión (T entre 15 y
200 m2/día y S entre 1,5 a 7%).
Tabla 3.- Parámetros hidrogeológicos recopilados.
Captación T (m2/día) S (%)
Pozo Gambuesilla (GC) 50-200 2-5
Galería Morisco (GC) 50-200 3-5
Pozo Hoya de La Palma
(GC) 50-200 2-5
Pozo Las Higueras (GC) 25-50 1,5-3,5
Naciente Marcos (LP) 15-50 2-7
Se desprende de la situación hidrogeológica de los aprovechamientos la existencia de al
menos dos tipos de sistemas de flujo subterráneo relacionados con la existencia de aguas
tipo mineral natural en la Comunidad Canaria:
• Sistema de flujos subsuperficiales, básicamente asimilables a acuíferos colgados, carac-terizados
por la existencia de sistemas de rápida circulación y renovación, de interac-ción
rápida con el terreno por el que han circulado y baja mineralización.
• Sistema de flujos regionales, caracterizado por la existencia de sistemas de circulación
profunda y lenta, y largo periodo de interacción agua-roca que dan lugar a aguas más o
menos mineralizadas.
4.5. Análisis de los perímetros de protección de las captaciones AMN de Canarias
De acuerdo con la legislación vigente en la Comunidad Autónoma de Canarias, en la de-claración
de un agua mineral natural debe definirse un perímetro de protección para evitar
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
58
la contaminación del acuífero. En la situación actual, para el perímetro de protección se han
aplicado criterios o métodos diferentes en función del autor del proyecto.
Las aguas AMN de Canarias tienen hasta 7 tipos diferentes de perímetros de protección:
cualitativo, cuantitativo, calidad y cantidad, restricciones absolutas, restricciones máximas
(bocamina), restricciones máximas (cata) y restricciones moderadas. En algunos casos, se
han establecido en función de lo que se denomina tiempo de tránsito, que se define como el
tiempo que transcurre entre la entrada de una sustancia en el seno del acuífero y su extracción
por la captación.
En otros casos los perímetros son considerados como cuadricula minera o establecidos de
acuerdo con la definición propuesta por los respectivos Consejos Insulares de Aguas. En la
Figura 6 se presentan algunos ejemplos de perímetros de protección de AMN en Canarias.
Figura 6: Perímetros de protección de algunas AMN de Canarias. (Base cartográfica: aplicación
MAPA, Gobierno de Canarias).
59
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
5. BASE DE DATOS E INFORMATIZACIÓN
Para gestionar la información tanto administrativa como técnica, la Consejería de Empleo,
Industria y Comercio del Gobierno de Canarias, a través del Servicio de Minas de la Direc-ción
General de Industria, dispone de una aplicación con soporte Microsoft Access 2003®,
compatible con otras bases disponibles, e integrada en la aplicación MAPA-SITCAN (Sistema
Territorial de Información Geográfica de Canarias desarrollado por la empresa GRAFCAN).
Además de las aguas minerales naturales, la base permite gestionar también las minerome-dicinales
y termales, todo ello mediante las correspondientes autorizaciones administrativas.
La organización de la información en dicha base de datos permite que sean visibles los datos
generales de la captación en cada momento de la consulta: número de expediente, nombre y
tipo de captación y denominación de la captación. El resto de la información está catalogada
dentro de siete pestañas, cuya descripción se realiza seguidamente (Fig. 7):
• Localización: isla, municipio, lugar, coordenadas UTM del punto de captación (boca-mina
de la galería/brocal del pozo, coordenadas UTM (frente) como información a
rellenar en el caso de galerías).
• Situación Administrativa: estado de la autorización de cada uno de los expedientes.
• Geohidrología: descripción geohidrológica del entorno del punto y, en su caso, detalla-da
de los materiales atravesados.
• Perímetros de protección: información detallada del perímetro de protección de cada
captación (tipo, coordenadas UTM, método de cálculo, etc.).
• Hidroquímica: datos hidroquímicos básicos acerca de las aguas minerales naturales.
• Fotografía: se deja preparado este campo para dejar abierta la posibilidad de incorporar
un reportaje fotográfico.
• Planos de situación: contiene planos a escala 1:5.000 de cada captación.
Una vez alimentada la base de datos AGUAS MINERALES con todos los registros corre-spondientes,
se puede acceder a diferentes opciones:
• “Ir a”: con un desplegable que permite de forma cómoda acceder a un determinado
expediente.
• “Nuevo, Eliminar, Buscar”: opciones que facilitan la gestión de la base de datos.
• “lmprimir Ficha”: donde de forma homogénea se presenta la información de cada
captación analizada.
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
60
Figura 7: Aspecto de la interfaz.
6. CONCLUSIONES
El Archipiélago Canario representa aproximadamente el 6% de las marcas españolas de las
AMN, siendo la séptima Comunidad en toda España. Las características de las AMN analiza-das
a partir de 16 aprovechamientos dispersos por terrenos volcánicos de la geografía canaria
confirman su excelente calidad y presencia de elementos diferenciadores, como el contenido
de silice, en comparación con las AMN nacionales.
Las diversas tipologías de las aguas subterráneas del Archipiélago Canario, catalogadas como
agua mineral natural, son generalmente de mineralización débil y se clasifican en los sigu-ientes
grupos: bicarbonatadas cálcico magnésicas (50,00 %), bicarbonatadas sódicas (43,75
%) y cloruradas sódicas (6,25 %).
La información de los parámetros hidrogeológicos de los macizos del entorno de las cap-taciones
de las AMN es escasa. Los valores promedio recopilados de transmisividad varían
entre 15 y 200 m2/día, y entre 1,5 y 7% para el coeficiente de almacenamiento.
61
Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
Por ello, es absolutamente necesaria la realización de estudios hidrogeológicos de detalle
específicos para obtener un mejor conocimiento de los sistemas acuíferos asociados a las
captaciones de las AMN. Para ello, deberían realizarse las siguientes actuaciones:
• Revisión de los perímetros de protección y características técnicas de las captaciones ya
existentes y en funcionamiento.
• Definición/mejora del conocimiento de los sistemas de flujo en las captaciones de las
AMN a través de diferentes herramientas hidrogeológicos de uso común (aplicación de
técnicas isotópicas ambientales, parametrización hidrogeológica, etc.).
• Seguimiento y control detallado de los aprovechamientos, con datos de caudal, de ca-lidad
química, de niveles piezométricos, en su caso, todo ello orientado a evitar la so-breexplotación
y hacer sostenible la captación y aprovechamiento del recurso.
• Realización de campañas sistemáticas de muestro.
• Investigación hidrogeológica para incluir nuevas captaciones en el censo de la Comu-nidad
Autónoma de Canarias con potencial mineral natural de sus aguas.
• Se recomienda la realización de seminarios, jornadas y cursos de divulgación.
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cuatro décadas después del proyecto SPA-15”. Homenaje póstumo al Dr. Ingeniero D. José Sáenz
de Oiza, 87-92. ISBN: 978-84-938-46-0-2.
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Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
CARACTERIZACIÓN DEL HIDROTERMALISMO DE
TENERIFE MEDIANTE EL MÉTODO MAGNETOTELÚRICO
Brito del Castillo, Isora. Departament de Geodinàmica y Geofísica, Universitat de Barcelona.
isora.brito@gmail.com
Pous Fàbregas, Jaume. Departament de Geodinàmica y Geofísica, Universitat de Barcelona.
jpous@ub.edu
Resumen: El estudio integrado de datos geológicos, hidrogeológicos y geofísicos y la hidrodinámica
del acuífero de Las Cañadas ha permitido poner en evidencia la estructura interna de la Caldera de
Las Cañadas del Teide y deducir la posición de su acuífero en el área de estudio. Dentro del marco
del proyecto de Caracterización de los edificios volcánicos recientes en Tenerife mediante sondeos
magnetotelúricos, se ha llevado a cabo una campaña de campo en la isla de Tenerife en la que se han
adquirido datos de magnetotelúrica a lo largo de un perfil NO-SE en el sector oriental de la Caldera
de Las Cañadas. El modelo de resistividades eléctricas obtenido muestra una serie de cuerpos con-ductores
sub-superficiales emplazados dentro de lo que se ha interpretado como el acuífero de Las
Cañadas. El nivel freático del acuífero se ha trazado según los datos de galerías cercanas y el contacto
entre el cambio de resistividades superficiales. Los cuerpos conductores se han asociado a zonas
alteradas hidrotermalmente en la base del acuífero y posiblemente localizados cerca de fracturas
radiales, las cuales han actuado de vías de conexión de fluidos calientes y/o gases endógenos. En la
base del acuífero se ha identificado un cuerpo resistivo interpretado como el zócalo impermeable
del acuífero junto con un cuerpo conductor. Dicho cuerpo se ha interpretado como una posible
intrusión ígnea de pequeñas dimensiones y de escala local, añadiendo la posibilidad de una conexión
con los cuerpos conductores suprayacentes aunque no detectada con el método.
1. INTRODUCCIÓN
La presencia de anomalías térmicas que producen hidrotermalismo en las aguas subterráneas
de la isla de Tenerife, en concreto en el acuífero de Las Cañadas, son consecuencia directa de
la existencia de una fuente de calor en profundidad que ha evolucionado en el tiempo. Dado
el contraste de resistividades que produce este proceso unido a la presencia de un acuífero
con una dinámica muy compleja y una geología poco conocida en profundidad, el uso de
métodos geoeléctricos es idóneo para este medio.
Estudios geofísicos previos realizados en la Caldera de Las Cañadas, revelan una serie de
anomalías en los diferentes métodos empleados. Así pues, los trabajos de gravimetría y mag-netismo
(Mc Farlane y Ridley 1968; Camacho, Vieira y De Toro 1991; Araña et al. 2000;
Ablay y Kearey 2000; Gottsmann et al. 2008) muestran anomalías cercanas a los bordes de
la caldera, asociadas a fonolitas que rellenan un valle enterrado o una caldera de colapso.
Sin embargo, una fuerte anomalía en el interior del Complejo Teide-Pico Viejo, interpretada
como el producto de la combinación de materiales eruptivos evolucionados con una signifi-
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
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cativa alteración hidrotermal es identificada también por García Yeguas (2010) en su estudio
con tomografía sísmica, con una amplia extensión en profundidad.
En cuanto a los métodos eléctricos y electromagnéticos empleados en la Caldera de Las
Cañadas, se han llevado a cabo varios estudios de magnetotelúrica y audiomagnetotelúrica
(García et al. 1989; Pous et al. 2002; Coppo et al. 2008a; Coppo et al. 2008b) donde revelan
la existencia de 2 depresiones atribuidas a Ucanca, en el sector O y a Guajara en el sector
central. Ambas representarían dos acuíferos separados por los Roques de García, que actu-arían
de barrera hidrogeológica. En cambio, en el sector E (Diego Hernández) muestra una
inclinación suave hacia el NE identificada anteriormente con perfiles geoeléctricos de auto-potencial
(Aubert y Kieffer 1998).
La presencia de fluidos hidrotermales calientes o sus alteraciones en el sustrato rocoso como
explicación para las diferentes anomalías mencionadas, además de la existencia de fumarolas
y aguas calientes drenadas en galerías cercanas a la caldera, sugieren la existencia de un sis-tema
geotérmico en esta área.
2. MARCO GEOLÓGICO
La isla de Tenerife se sitúa en la parte central del Archipiélago de Canarias, siendo la más
grande del conjunto y formando la tercera estructura volcánica intraplaca más alta del planeta,
después de los volcanes Mauna Loa y Mauna Kea en Hawái.
La zona central de la isla, constituida por la Caldera de Las Cañadas del Teide se comenzó
a formar hace 3.3 Ma (Edgar et al. 2005), tras concluir la etapa en escudo. La fase de vol-canismo
central dio lugar a sucesivos y gigantes estratovolcanes, diferenciados en: Edificio
Cañadas y Complejo Teide-Pico Viejo (Fig. 1).
La actividad del Edificio Cañadas va desde los 3.3 Ma hasta los 0.196 Ma (Edgar et al. 2005),
representa el primer volcanismo central de Tenerife y el más importante ya que sus produc-tos
aparecen intercalados en gran parte de la isla (Fig. 1). El edificio se constituyó a partir de
varios ciclos de creación-destrucción, dando lugar a 3 formaciones sucesivas en el tiempo:
Formación Ucanca (1.59 – 1.18 Ma), Formación Guajara (0.85 – 0.65) y Formación Diego
Hernández (0.37 – 0.17 Ma) (Martí, Mitjavila y Araña 1994). El carácter de estas formaciones
viene relacionado con eventos de construcción de grandes edificios volcánicos en el centro
de la isla y su posterior colapso vertical debido al vaciado de las cámaras magmáticas de los
edificios y a la inestabilidad de estos para aguantar su propio peso (Fúster et al. 1968; Martí,
Mitjavila y Araña 1994; Ablay y Kearey 2000; Martí y Gudmundsson 2000). Esta serie de
colapsos verticales dieron lugar a la actual configuración de la Caldera de las Cañadas (Fig.
2), además de un deslizamiento lateral propiciado por la inestabilidad de la pared norte de
la caldera como es el deslizamiento del Valle Icod-La Guancha hace 0.2 Ma (Ablay y Martí,
2000), quedando el Macizo de Tigaiga como relicto de esta antigua pared.
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Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
Tras el deslizamiento, debido a la descompresión sufrida por el colapso del Edificio Cañadas
y por nuevos aportes de magmas profundos, se produce la reactivación de la cámara mag-mática
en la parte central de la isla (Ablay y Martí 2000). Esto da lugar a la formación del
Complejo Teide-Pico Viejo, donde sus emisiones rellenan parcialmente la caldera del Edificio
Cañadas (Fig. 1), con una cada vez mayor diferenciación de sus magmas (traquibasaltos y
posteriormente fonolitas).
Ya durante el Holoceno, el crecimiento del complejo y varias causas como el menor aporte de
magmas o el aumento de la presión litostática, propició la migración del volcanismo a través
de las fracturas radiales de las base del Complejo Teide-Pico Viejo.
El origen del valle de Icod-La Guancha ha sido el evento más estudiado ya que se encuentra
directamente relacionado con la formación de la caldera de Las Cañadas. Pese a que la génesis
del origen de la caldera es motivo de numerosas discusiones científicas debido a las difer-entes
hipótesis existentes sobre ella, la formación del valle de Icod-La Guancha mediante un
deslizamiento lateral es respaldada por la comunidad científica. Dicho deslizamiento tendría
como origen la inestabilidad de la pared norte del Edificio Cañadas, formándose en la base
del deslizamiento una brecha caótica de matriz limo-arcillosa denominada localmente como
“mortalón”, observable en varias galerías y pozos del valle (Custodio 1978; Coello y Bravo
1981; Navarro 1995).
Figura 1: Mapa geológico de Tenerife. El recuadro negro indica el área de estudio del presente tra-bajo
(modificado de GRAFCAN, 2003).
Avances en la investigación de los recursos hídricos en Islas y terrenos volcánicos
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2.1. Hidrogeología
La isla de Tenerife se caracteriza por una extraordinaria heterogeneidad, responsable directa
de la irregular distribución del agua subterránea insular (PHI 1996). El medio acuífero de
Las Cañadas está albergado en los materiales del Edificio Pre-Caldera (Edificio Cañadas) que
constituyen la base de la cubeta, rellenada por los materiales del Complejo Teide-Pico Viejo.
El comportamiento hidrogeológico de ambas formaciones es diferente ya que la elevada
permeabilidad de los materiales de relleno contrasta de manera significativa con la que, en
general, ofrece el edificio pre-caldera, muy compactados, alterados y de permeabilidad redu-cida
(Navarro 1995; Farrujia et al. 2004).
La elevada porosidad y permeabilidad primaria de los materiales del Complejo Teide-Pico
Viejo, unido a la topografía casi plana del área de Las Cañadas y a la inexistencia de grandes
capas horizontales impermeables, favorece la rápida recarga y acumulación de elevados
volúmenes de reserva de agua en esta zona (Farrujia et al. 2004). Además, en el caso de que
exista un sistema volcánico-hidrotermal somero bajo el Complejo Teide-Pico Viejo, los pro-cesos
de arcillificación y la deposición de minerales secundarios en poros y fisuras unidos a
la contínua intrusión de diques bajo el mismo, harían que éste fuera prácticamente imperme-able
desde el punto de vista hidrogeológico (Navarro 1995).
La superficie freática ha sido estimada mediante los sondeos profundos ejecutados en el inte-rior
de la caldera por el CIATFE (1992-1995) y por el proyecto SPA-15 (MOPU-UNESCO
1970-1975), además de las medida de presiones piezométricas realizadas en galerías situadas
dentro de la zona III (Navarro 1995; PHI 1996). Dicha superficie en el ámbito de la caldera
de Las Cañadas se encuentra a una cota absoluta de 1700-1800 m (Navarro 1995), es decir,
unos 300-400 m bajo la superficie del terreno. Desde ahí, desciende con fuerte pendiente por
el valle de salida de Icod-La Guancha hasta coincidir con el nivel del mar en la línea de costa.
El espesor del acuífero es mayor en el anfiteatro, donde se han registrado potencias mínimas
de 100 m, que en el valle de salida, donde la lámina de agua apenas se alza por encima del
mortalón, que actuaría de zócalo impermeable en el valle (Navarro 1995). La circulación de
agua dentro de Las Cañadas se produce en dirección cumbre – mar, es decir, se dirige hacia
el Valle de Icod –La Guancha. Este paso de agua se encuentra obstaculizado por una pantalla
múltiple de diques que sobreeleva la superficie freática y convierte a Las Cañadas en un gran
reservorio.
3. ESTUDIO DE MAGNETOTELÚRICA
3.1. Método magnetotelúrico
El método magnetotelúrico (MT) es una técnica de exploración geofísica perteneciente al
campo del electromagnetismo que permite obtener información de las propiedades geoeléc-tricas
del subsuelo mediante las fluctuaciones temporales del campo electromagnético gen-eradas
en la ionosfera.
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Parte 1. Estudio de los recursos hídricos subterráneos
Cuando esta energía llega a la superficie, conocida como campo primario, penetra en la
Tierra. Cagniard (1953) enunció la hipótesis de que el campo electromagnético llega a la su-perficie
terrestre en forma de onda plana con incidencia vertical. De esta manera, al penetrar,
la Tierra actúa de conductor, induciendo un campo eléctrico o corriente telúrica y un campo
magnético secundarios.
Las componentes del campo eléctrico y magnético (EX,EY) se relacionan a través del tensor
de impedancia (Z) de la siguiente manera:
X XX XY · X
Y YX YY Y
E Z Z H
E Z Z H
     
  =    
     
Las componentes del tensor de impedancias permiten calcular 2 magnitudes, la resistividad
aparente y la fase, mediante las siguientes ecuaciones:
( ) 2
0
1
aij ij ρ Z ω
ωμ
=
( ) ( )
( )
ij
ij
ij
ImZ
arctg
ReZ
ω
φ ω
ω
 
=  
 
Donde μ (henrys/metro) es la permeabilidad magnética e i, j denotan las componentes hori-zontales.
Además, la función de transferencia geomagnética o tipper se define como la relación lineal
entre la componente vertical y las componentes horizontales del campo magnético:
( ) X
Z X Y
Y
H
H T T
H
 
=  
 
Donde TX y TY son magnitudes complejas.
Los datos de magnetotelúrica adquiridos en Tenerife consisten en 7 sites (Fig. 2) de entre 66
estaciones con una rango de períod