ERRORES HIDROGEOLÓGICOS "DE BULTO"

Antiguo campo de pozos cerca de Fortuna, Murcia

Hay acuíferos sobreexplotados, pero también, y no pocos, "campos de pozos sobreexplotados"; es decir, sectores de acuíferos donde el nivel del agua subterránea está anormalmente deprimido y profundo. No es lo mismo. En efecto, cuando en una zona se concentra un número importante de sondeos en explotación, allí se genera una especie de  "embudo" en la superficie piezométrica (superficie del agua subterránea) por la superposición o solape  de los respectivos conos de bombeo (o "embudos") de cada sondeo. Esta no es la situación general del acuífero, es algo localizado solamente en esa zona por la alta concentración de captaciones bombeando agua. Si tomamos esta excepción local por la norma de todo el embalse subterráneo, podemos caer en el error de decir que el "acuífero está sobreexplotado", lo que no es cierto. Esto es un corriente error hidrogeologico " de bulto", pero hay más.

Acuíferos kásticos y detríticos. Antes de seguir y poder llegar a donde queremos, conviene definir algunos conceptos. El subsuelo de la región de Murcia es como una gran esponja que absorbe el agua de lluvia. Hay dos tipos de acuíferos principalmente: calizo-dolomíticos (kásticos, ejemplo: chorros del río Mundo, Sinclinal de Calasparra) y detríticos (gravas y arenas alternando con estratos de arcillas y margas impermeables. Ejemplo: Vega Media y Baja del Segura, Murcia; valle del Guadalentín, Lorca). 

En el primer caso (calizo), el agua subterránea se encuentra ocupando fisuras, grietas y cuevas. Hay auténticos ríos subterráneos bajo tierra. En el segundo,  gravas y arenas, el agua se encuentra en los huecos que quedan entre los granos de grava. Como si fuera una caja con canicas cubierta de  agua. 

Acuífero libre y acuífero cautivo. Acuíferos libres: Si el agua en el acuífero, en cualquiera de los casos anteriores, se encuentra a la misma presión que la de la atmósfera, es decir, a la del aire que nos rodea, hablaremos de acuíferos libres. La experiencia demuestra que son una excepción. Acuíferos cautivos: Si el agua contenido en el interior de la tierra se encuentra a presión superior a la del aire, estamos en el caso de acuíferos cautivos. Tienen encima un estrato impermeable que los aísla de la superficie.

En el caso de los libres, podemos asimilarlos a un vaso de limón granizado. Al sorber por la pajita, desecamos una parte del vaso. El agua que cede el acuífero procede del vaciado de una zona del entorno del pozo. 

En cambio, en el caso de un pozo que bombea agua de un acuífero cautivo, no se produce desecación del entorno. Se produce una descompresión, o descenso de la presión de confinamiento del acuífero. El agua que entra en el sondeo por el funcionamiento del grupo de bombeo, simplemente produce una reducción de la  presión del agua subterránea en esa zona.En este caso, el acuífero sigue lleno de agua. A modo de ejemplo, el agua sale como sale el aire de una rueda de un coche cuando le bajamos ligeramente la presión de inflado y solamente durante apenas unos segundos, sin que de tiempo a que la rueda pierda su forma.

Hay un parámetro hidrogeológico que nos habla de cuanta agua cede un  acuífero por cada metro de descenso y es diferente en uno y otro caso. En los libres se denomina  porosidad eficaz,  (valor de 2-15%) y en los cautivos Coeficiente de Almacenamiento (Entre 2 y 5 /10.000).

En los acuíferos cautivos el cono de bombeo que genera cada sondeo en explotación es poco profundo en el propio punto de bombeo, pero se extiende, en forma de embudo muy achatado, hasta alcanzar varios kilómetros. Este es el radio de influencia de ese pozo. 

En un punto de observación, dentro de un campo de pozos, que están extrayendo agua subterránea, observaríamos variaciones del nivel del agua en ese punto (piezómetro). Esas oscilaciones son la suma de las interferencias que llegan allí de los respectivos conos de bombeo de todos los sondeos activos de la zona. Como las oscilaciones de nivel son variaciones de presión, la lámina del agua está en continuo movimiento. Podríamos decir que estos acuíferos cautivos respiran de día y de noche, y esa respiración la sentimos midiendo en continuo el nivel del agua en ese piezómetro.

Otro dato que hay que tener en cuenta es que el nivel del agua de partida en un sondeo antes de bombear un ciclo (por ejemplo de 12 horas), es más alto que el que hay después de haber estado esas mismas 12 horas en reposo. Este descenso diario acumulativo, que se da en las campañas de riego de primavera y verano, se llama descenso residual (página 253 y ss.) y va sumando diariamente. 

Simulación de descensos acumulados en un piezómetro por el bombeo cíclico de tres sondeos próximos. Caso de acuífero cautivo.
Elaboración propia.

A nuestro piezómetro de observación, dentro del campo de pozos, también le llega este efecto acumulado de descensos residuales que, diariamente, hace descender el "embudo piezométrico" de la zona. Podemos simular este efecto, y la gráfica resultante se puede ver arriba. En esta simulación de 10 días, a partir del día 7 ya no se bombea más. Se paran todos los pozos y se ve como lentamente el nivel piezométrico del acuífero se recupera y asciende en ese sector por el simple hecho de parar los bombeos.

Por tanto, la evolución gráfica que vemos arriba, no tiene nada que ver con un desecado del acuífero de 8 metros en 7 días, que podríamos atribuir, equivocadamente, a la sequía o al "descenso generalizado del nivel freático". Y que con las lluvias de otoño el acuífero se empieza a llenar otra vez. 

Caso práctico; entorno urbano de Murcia

Esquema litológico y constructivo de un piezómetro de la CHS de Murcia

(ver Anexo 5 del estudio "Nueva Aportación al conocimiento hidrogeológico...")

La foto de arriba corresponde a un piezómetro de la CHS ubicado en el barrio del Infante, cerca del parque de Bomberos municipal. Obsérvese que está cementado en sus primeros 21 m. Los primeros 20 m. del terreno son sedimentos arcilloso y limosos que funcionan como impermeable confinante de techo de un acuífero cautivo inferior que son las gravas que hay debajo (desde los 20 m. hasta al menos los 24 m). El agua de estas gravas está a presión superior a la atmosférica y cuando se perforan, ésta asciende por el interior del sondeo (en este caso,casi 10 m). Todos los pozos urbanos de Murcia captan las aguas cautivas y confinadas de ese primer nivel de gravas.

Ahora veamos lo que pasa en el área urbana de Murcia durante una sequía. En el gráfico de abajo se ve las evoluciones de 5 piezómetros desde 2006 hasta la actualidad (Auditorio, Atalayas, Santa Cruz, Corte Inglés y el anterior junto al parque de Bomberos). También otro ubicado fuera del casco urbano, ya en la huerta de Murcia, en la pedanía de Los Dolores (color azul).

PIEZOMETRÍA COMPARADA ENTRE EL  PRIMER NIVEL DE GRAVAS EN EL ENTORNO URBANO DE MURCIA Y EN LA HUERTA DE MURCIA (en la Ermita de San Antón,Los Dolores, color azul). En las afueras de Murcia (Los Dolores) y en la pasada sequía 2005-2009, las fluctuaciones del nivel del agua en los pozos entre verano e invierno no llegaron a los 2 m. Similar a lo que ocurrió en la anterior sequía 94-97. En cambio, en la zona urbana de Murcia y en el mismo periodo, las variaciones del nivel piezométrico del agua en los pozos que sacan el agua del  PRIMER NIVEL DE GRAVAS fueron de  7 m. 

Lo primero que llama la atención es la coincidencia de las evoluciones de los 5 piezómetros. Al ser un acuífero cautivo, las superposiciones de las interferencias de los bombeos urbanos abaten el nivel piezométrico, progresando más en verano, que es cuando más se riega. En otoño, se recupera en parte porque los pozos de riego de jardines se pasan meses sin funcionar. Otro dato importante es el de las oscilaciones máximas sufridas por el nivel piezométrico durante la pasada sequía 2005-2009, que ha sido de 8 m. Similar al registrado en la sequía de mediados de los años 90.

Por último, la gráfica azul oscura es la evolución de un piezómetro de fuera del entorno urbano de Murcia, en la pedanía de Los Dolores. Hay que resaltar que en el mismo periodo en el que en Murcia se producía está variación de 8 m. antes comentada, fuera ya de la ciudad, en la huerta, era de tan solo 2 m.

Esto confirma que debajo de la ciudad de Murcia se produce en verano, y especialmente en sequías, un embudo piezométrico local por el bombeo de agua subterránea fundamentalmente de pozos de riego de jardines en un acuífero cautivo. Y que este abatimiento piezométrico local, no puede extrapolarse al resto de la vega del Segura. 

A pesar de esos mínimos en 2008, donde se ve que la lámina del agua en los piezómetros bajó hasta la cota  27,5 m.s.n.m.,  el acuífero seguía cautivo y en carga con el agua a presión superior a la atmosférica. En el caso del parque de Bomberos, como la cota del suelo es 43,4 m.s.n.m , si le restamos esos 27,5 m.s.n.m. de descenso, quiere decir que el agua se encontraba a una profundidad de15,9 m. Y como las gravas están a partir de los 21 m. de profundidad, en el verano de 2008 todavía había 5 m. de altura de  lámina de agua por encima del techo de las gravas. Es decir, el agua del acuífero seguía a presión superior a la atmosférica y de 0,5 Kg/cm2. A igual presión debió estar en la anterior sequía de mediados de los 90 donde los mínimos fueron los mismos (CHS,2007). 

Por tanto, interpretar esas gráficas como un desecado generalizado de 8 m. en un acuífero libre, que se rellena de agua con las lluvias otoñales, es, en nuestra opinión, un error de bulto. Pues representa algo bien distinto. Es la variación de presión de confinamiento de un acuífero cautivo en un campo de pozos que bombean de forma cíclica. Cuando llegan las lluvias del otoño, ya no hace falta regar jardines ni huertos. Los descensos residuales acumulados durante el periodo de bombeo del verano desaparecen y la superficie piezométrica se relaja y recupera ascendiendo de forma sostenida y constante. Es todo  variación de presión del agua contenida en el interior de la tierra. Hoy, en algunos de esos pozos de la huerta de Murcia, esa presión de confinamiento hace que el agua salga sola, sin motores ni grupos de bombeo.