ACUÍFEROS: GRÁFICAS QUE NO SON LO QUE PARECEN

Hay muchas cosas que no son lo que parecen, siempre me acuerdo de los espejos convexos y cóncavos en los que me miraba de niño en las ferias. Veía mi figura deformada, o muy gruesa y rechoncha o alargada y flaca.Generalmente, cuando vemos una gráfica de un parámetro físico medido en un punto concreto, lo extrapolamos al conjunto de un territorio. Por ejemplo, si un pluviómetro recoge el equivalente a 10 litros por metro cuadrado de lluvia en 24 horas, entendemos que en una amplia zona (comarca, municipio) ha llovido lo mismo. Es una aproximación muy válida a la realidad siempre y cuando dicho pluviómetro no esté debajo de un árbol, por ejemplo, o en lo alto de una torre azotado por el viento.

Es decir, los puntos donde se toman las medidas no pueden representarse solo a sí mismos, pues tienen que poder caracterizar un área mucho mayor donde el fenómeno observado ha ocurrido de la misma forma. Si las medidas obtenidas responden a una anomalía puntual, a un error del método o a un fallo del equipo, carecen de valor para interpretar lo que pasa en el conjunto. 

Pues bien, es muy frecuente, mucho más de lo deseable, comprobar cómo profesionales que opinan sobre Hidrogeología interpretan erróneamente, en mi opinión, gráficas descendentes del nivel del agua en un pozo como vaciado del acuífero o embalse subterráneo. Y ahondando en ese error, extrapolan ese descenso observado del nivel piezométrico en dicho pozo con los años, al conjunto de la masa de agua subterránea. Lo que los lleva a cuantificar qué volumen de agua ya no está en el acuífero porque ha sido sobreexplotado. 

En efecto, interpretan, a modo de ejemplo, que si en 10.000 hectáreas de acuífero, el nivel del agua ha descendido 10 metros, como en el pozo de observación, el vaciado será de 100 hm3, suponiendo una porosidad eficaz del 10% pongamos por caso (10.000 ha x 0,1 hm x 0,1).

Consideran así, erróneamente a mi juicio, que hidrodinámicamente un embalse subterráneo se comporta como un embalse superficial. Ver Gráfico 1.

Gráfico1:    En un embalse superficial el bombeo de agua en un punto central (punto 10) afecta por igual a la superficie del mismo y ésta desciende horizontalmente conforme se vacía

Por tanto, en ese esquema conceptual, el gráfico siguiente (Gráfico 2) no tiene otra posible interpretación. Se aprecia una recta de pendiente negativa que relaciona los descensos del nivel del agua en un pozo con los años transcurridos. Consideran, en consecuencia, que ese punto de medida de la variable “nivel piezométrico” es “representativo” del conjunto del acuífero. 

En definitiva, interpretan que un acuífero confinado se comporta como un embalse superficial, donde la extracción de agua en un punto de éste se trasmite inmediatamente al conjunto de la masa de agua almacenada, haciendo descender la superficie del agua horizontalmente y por igual.

Gráfico 2:    Representación gráfica del descenso del nivel del agua en el punto 10 del Gráfico 1 en función del tiempo

Pero sí hay otra interpretación del mismo gráfico. Que las medidas se hayan tomado en un pozo que bombea no en un embalse superficial sino en un acuífero confinado y de forma constante o muy frecuentemente a lo largo del año. Por ejemplo, el pozo de abastecimiento de un municipio o el pozo de un regadío intensivo de una finca con varias cosechas de hortalizas. O si no es un pozo de bombeo, que el punto de observación sea un pozo que se encuentre muy cerca de dichos pozos de bombeo.

Para ello, tenemos que recordar que los pozos que extraen agua de acuíferos confinados, generan embudos piezométricos en su entorno. Es decir, deprimen puntualmente la superficie piezométrica a su alrededor formando un cono invertido de presión. Dicho cono se profundiza más a lo largo de la temporada de riego a medida que aumentan las horas y los días de bombeo.

Incluso cuando los pozos bombean en ciclos diarios, los descensos residuales acumulados de los sucesivos ciclos de bombeo, hacen descender el nivel del agua en el propio pozo de bombeo de forma sostenida y en menor medida en el entorno del mismo. Ver figuras 1, 2 y 3.

Figura 1:Geometría del cono de descensos en el entorno de un pozo bombeando en un acuífero confinado. Tomado de www.monografias.com

Figura 2: Progresión del cono de influencia a lo largo del tiempo (t) y del Radio de Influencia (R). Fuente: Espert y otros 2000.

Figura 3: Descensos residuales de cada ciclo diario de bombeo que se van acumulando al descenso total. Fuente: Iglesias y Villanueva 1984

En el gráfico siguiente 3 vemos la evolución en el tiempo (t1, t2..) del cono de bombeo generado en el propio pozo (punto 10) y en los puntos del entorno.

Gráfico 3:    Simulación de la evolución de los conos de descensos en el pozo de bombeo (punto 10) a lo largo del tiempo (t1, t2, t3 hasta t11)

Si representamos ahora la evolución del nivel del agua en el pozo (punto 10) frente al tiempo, vemos que es el mismo gráfico del caso anterior que vimos en el Gráfico 1 (Gráfico 4).

Gráfico 4: La representación gráfica del descenso del nivel piezométrico en el pozo de bombeo en un acuífero confinado (punto 10) del Gráfico 3 es la misma que en un embalse superficial (Gráfico 2)

Pero lo que estamos midiendo ahora es la progresión del cono de descensos en el propio pozo de bombeo. En cambio, si nos alejamos de él, dicho descenso piezométrico tarda mucho tiempo en apreciarse. Ver Gráfico 5.

Gráfico 5: Descensos en el tiempo en un pozo de observación alejado del pozo de bombeo. Concretamente en el punto 16 del Gráfico 3. Vemos cómo hasta que no pasa el tiempo t7 no se aprecian descensos en el pozo de observación

Además, al alejarnos mucho del foco de bombeo (punto 10), al punto 0 o 20 del Gráfico 3, comprobamos que el cono de descensos no ha llegado hasta allí en todo el tiempo trascurrido (t11). Es decir, estamos más allá del Radio de Influencia del pozo. Ver Gráfico 6.

Gráfico 6: Vemos cómo en el punto 20, al encontrarse muy alejado del pozo de bombeo (punto 10), el cono de descensos no llega hasta él y no se produce descenso piezométrico alguno

En consecuencia: en el pozo 10, lo que estamos midiendo no es el estado cuantitativo del acuífero, sino una anomalía puntual generada por la propia extracción continua de agua, y por tanto no en un punto representativo de la situación general.

Si quisiéramos medir la evolución real en el tiempo del volumen contenido en la masa de agua subterránea (acuífero), mediríamos en pozos ubicados lejos de los focos de bombeo. En este caso, en el entorno del punto 0 o 20. Es decir, en "puntos representativos".

Esto no es un capricho del autor de este artículo. Es una exigencia del Anexo V de la Directiva Marco del Agua, D 2000/60/CE, que obliga a los Estados miembros de la Unión Europea a construir redes piezométricas de control del estado cuantitativo de las masas de agua subterráneas en base a puntos representativos de la situación real de las mismas.

El no hacerlo así, el seguir midiendo el nivel del agua en pozos de bombeo, dando la apariencia de lo que no es, podría ser motivo de nulidad de dichas medidas y, por tanto, de las conclusiones erróneas que se deriven de ellas sobre el "mal estado cuantitativo" de dichas masas.

¿Qué pasa cuando el pozo de bombeo continuo durante años deja de funcionar, por ejemplo el del gráfico de la portada de este artículo, antiguo pozo de abastecimiento de la pedanía murciana de Cañada del Trigo, Jumilla?

Que la presión del acuífero se recupera hasta su situación inicial de 1986 y el nivel del agua en el pozo sube hasta alcanzar el punto máximo de la serie. Ver Gráfico 7 siguiente.

Vemos ahora la continuación del gráfico de la portada. Cuando el pozo dejó de funcionar en 2006, la presión del agua en el acuífero confinado empezó a ascender en el cono de bombeo originado. Y con los años el nivel del agua en el pozo ha subido hasta la profundidad inicial que tenía en 1986

Vemos claramente el ejemplo de un pozo que estuvo sobreexplotado durante años (que luego dejó de estarlo) ubicado en un acuífero confinado que siempre estuvo en buen estado cuantitativo y en equilibrio hidrodinámico. Si hubiéramos medido en un punto alejado de dicho pozo de bombeo, esto lo hubiéramos sabido durante más de 30 años.