Caracterización hidrogeológica del acuífero de la Aldea (Gran Canaria)

Programa "Física, Matemáticas, Geología y Clima". Premio de investigación Viera y Clavijo (Ciencias Naturales) 2007

Modelo de flujo en un acuífero volcánico : el Acuífero de la Aldea (Gran Canaria)

RESUMEN. Se ha llevado a cabo un modelo de flujo de aguas subterráneas en la desembocadura del Barranco de La Aldea (Gran Canaria). El área fue discretizada tridimensionalmente en celdas de 50x50 m considerando 3 capas. La capa superior está constituida por materiales sedimentarios y volcánicos (aluvial, derrubios de ladera y basaltos alterados) y las capas intermedia e inferior por basaltos. Se ha realizado un modelo en régimen estacionario simulando el año hidrológico medio 1991/92 y transitorio para el período de 1991/92-1998/99. Los límites norte, sur y este se han definido como bordes impermeables, la línea de costa se ha definido como nivel constante y la cabecera del barranco se ha simulado mediante un tramo de caudal prefijado representando el aporte de la cuenca alta del barranco. Las entradas en la zona son: recarga por lluvia, retornos de riego, pérdidas en la red de abastecimiento, cabecera del barranco principal y desde la zona de intra-caldera. Las salidas son: bombeos y descarga al mar. El borde inferior se define por el flujo nulo en el contacto entre los basaltos alterados y sin alterar. En el cauce de los barrancos se ha impuesto una condición de dren y las extracciones se han localizado según los datos obtenidos de las captaciones de la zona. Los parámetros resultantes de la calibración del modelo, en particular, la transmisividad, son del mismo orden que los obtenidos en estudios previos modelo. Por otro lado, los niveles calculados y observados presentan un buen ajuste y el balance hídrico resulta consistente. ABSTRACT. A groundwater flow model in La Aldea ravine lower part (Gran Canaria) has been developed. The zone has been tridimensionally discretized as cells of 50 x 50 m considering 3 layers. The superficial layer is formed by sedimentary and volcanic materials (Alluvial, screes and altered basalts) and the intermediate and lower layers are basalts. The model has been developed in stationary state for the average hydrologic year 1991/92 and in transitory state for the period of 1991/92-1998/99. The North, South and East limits have been defined as null flow boundary conditions, the coast line has been defined as constant level and the ravine bed at the east has been defined as a constant flow, representing the contribution from the upper ravine basin. Recharge is a result of rainfall, irrigation returns, supply network leaks and inflow from the intra-caldera zone. Discharge takes place by pumping wells and flows towards the sea. The bottom surface is defined as a null flow condition in the limit between altered and unaltered basalts. A drain condition has been imposed in the ravine and the pumping wells extraction has been located. The simulation results indicate that the transmisivities obtained in previous works present the same order of magnitude than the obtained in the model and the calculated levels are in good agreement with the observed levels measurements.

Elaboración de un mapa de lixiviación de nitratos mediante una metodología de acople SIG-modelo de simulación : aplicación al acuífero de La Aldea (Gran Canaria)

[ES] La contaminación difusa por nitrato constituye una de las mayores amenazas actuales para la calidad de las aguas subterráneas. De hecho, varias directivas europeas, nacionales y regionales se han legislado con el fin de minimizar el efecto de las prácticas agrarias en la contaminación de los acuíferos por nitratos. El acuífero de La Aldea (Gran Canaria, España) se ha declarado como vulnerable a la contaminación por nitrato según dichas normas. En este estudio se presenta una metodología para desarrollar el acople de un sistema de información geográfica-SIG con el modelo de simulación de nitrato GLEAMS. Esta herramienta permite calcular la cantidad de nitrato lixiviado procedente de los cultivos de tomate bajo invernadero y da la oportunidad de simular otros rangos de fertilización para minimizar el riesgo de contaminación de las aguas subterráneas. Se comprueba que la pérdida de nitrato por lixiviación en la zona a partir de dichos cultivos podía llegar a los 500 kg N/ha, casi un 62% del aportado como fertilizante mineral en un manejo tradicional. Por ello, se aconseja la aplicación de las recomendaciones de abonado incluidas en el código de buenas prácticas agrarias de Canarias o cualquier otro sistema de recomendación de abonado mineral para reducir estas pérdidas, minimizando de esta forma el riesgo de contaminación de las aguas subterráneas. ABSTRACT: Nitrate diffuse pollution is one of the main risks that affect the groundwater quality. Several european directives, national and regional guidelines have been enacted to protect the aquifers against the effect of the agricultural management practices. The “La Aldea” aquifer was declared nitrate vulnerable area following these laws. In this study a methodology was developed to link a Geographical Information System (GIS) with a nitrogen simulation model (GLEAMS) in this area. This tool allows to assess the amount of nitrate leaching that coming from the traditional nitrogen fertilization rates in greenhouses tomato crops, and gives the opportunity to simulate other fertilization rates to reduce the risk of groundwater pollution. The nitrate leaching reached to 500 kg N/ha in several zones of the study area, that represent the 62% of the nitrogen fertiliser apply in a traditional management. It was recommended the application of the Code of Good Management Practices or other recommendation system to decrease the nitrate leaching, in order to reduce the risk of groundwater pollution.

El acuífero costero del este de Gran Canaria: un ejemplo de salinización en un acuífero volcánico complejo

[ES] Las aguas subterráneas explotadas en la costa este de Gran Canaria (por debajo de la cota 300) muestran una notable salinización de origen múltiple y variable en el tiempo. Los estudios hidrogeológicos e hidrogeoquímicos llevados a cabo desde los años 1970 a la actualidad han permitido definir un sistema acuífero de gran complejidad geológica. Dicha complejidad es debida a las intercalaciones entre materiales sedimentarios y volcánicos de diversas edades y composiciones. En este sistema, la explotación ha dado lugar a amplias zonas con conos de descenso notables por debajo del nivel de mar, así como a una salinización progresiva de amplias zonas costeras debido a procesos de intrusión marina. Sin embargo, la salinización puede deberse también a procesos de aridificación de la recarga, retornos de riego y a aportes de CO2 endógeno. Todo ello configura un sistema muy complejo cuyo control debe ser exhaustivo antes de su posible declaración como zona sobreexplotada según la legislación vigente.

Modelado geomorfológico con técnicas SIG de erupciones volcánicas generadoras de plataformas costeras: el volcán de Montaña del Tesoro(El Hierro, Islas Canarias)

VIII Congreso geológico de España, Oviedo, 17-19 julio 2012

Cerro blanco (Argentina): la mayor supererupción de los últimos 5000 años en los Andes centrales

[ES] Numerosos depósitos de caída de cenizas volcánicas se presentan en las series del Cuaternario superior del noroeste de Argentina, relacionados con erupciones de múltiples volcanes de la Zona Volcánica Central (ZVC) de los Andes. Sin embargo, cuando se considera sólo el holoceno, destacan una serie de depósitos muy discontinuos pero de potencias decimétricas a métricas de naturaleza riolítica en regiones localizadas hasta más de 400 km de los posibles focos volcánicos ubicados en los Andes. La investigación en curso ha permitido verificar que estos depósitos corresponden a una gran erupción del Complejo Volcánico de Cerro Blanco (CVCB) que tuvo lugar hace unos 4200 años y cuyo índice de explosividad volcánica o VEI sería de 7 (en una escala de 0-8). Con un volumen de ~110 km3 de ceniza y un área afectada de ~440.000 km2, es la mayor erupción de los últimos cinco milenios en la ZVC de los Andes. Por otra parte, las implicaciones de los resultados que se están obteniendo van mucho más allá de disponer de un excelente marcador cronoestratigráfico para reconstruir la historia geológica holocena de una extensa área del Cono Sur. La interacción de las cenizas con el viento y el agua en las grandes cuencas hidrológicas afectadas debió movilizar enormes cantidades tanto de material particulado como de elementos químicos a la Llanura Chacopampeana. Cómo impactó esta erupción sobre los registros medioambientales, palinológicos, faunísticos y arqueológicos son aspectos que se están desarrollando en la actualidad. Esta investigación se realiza en el marco del Proyecto QUECA (MINECO CGL2011-23307).

Características físico-químicas y aptitud agronómica de aguas subterráneas período 1997-2001 (Mendoza-Argentina)

El objetivo del presente estudio fue establecer las características físico-químicas y la aptitud agronómica de aguas subterráneas de la Provincia de Mendoza, correspondientes a perforaciones realizadas en el período 1997/ 2001. Se analizaron 206 muestras de aguas subterráneas provenientes de 15 departamentos de la provincia, para determinar -analíticamente o por cálculo- diversos parámetros fisicoquímicos y de aptitud agronómica. El 90 % de las aguas estudiadas resultó apto para el riego de todo tipo de cultivos y fue considerado de buena calidad de acuerdo con los criterios utilizados. En el Este de la provincia, debido a la contaminación de los acuíferos superficiales, se determinó que se requiere mayor profundidad para acceder a calidades aceptables. Los departamentos de Tupungato, Tunuyán y San Carlos, del Valle de Uco, poseen las aguas de mejor calidad, sobresaliendo Tunuyán. Excluida dicha zona, la mayor aptitud agronómica del agua se detectó en Maipú, mientras que la peor la detentan los departamentos de La Paz y General Alvear.

Calidad del 'sitio' en el oasis norte, Mendoza (Argentina)

La disminución del agua destinada al uso agrícola, la salinización de los acuíferos subterráneos y el advenimiento de la tecnología de Sistemas de Información Geográfica (SIG) han posibilitado conocer la calidad de los sitios, fundamentalmente los riesgos de salinización de los suelos del oasis del río Mendoza-Argentina. El presente trabajo se fundamenta en dos estudios anteriores: uno de relevantamiento de suelos y el otro de análisis de calidad de aguas subterráneas. En el primero se efectúo la actualización del relevantamiento de suelos del río Mendoza usando SIG. El muestreo de suelos y los análisis físicos (textura) y químicos (salinidad, conductividad eléctrica) se realizaron en 1974. Los lugares de muestreo y sus atributos, graficados como cobertura de puntos, se extrapolaron a sus zonas de influencia convirtiéndolos en polígonos y posteriormente se rasterizaron. El segundo trabajo fue la digitalización y georreferenciación, también al sistema de coordenadas Universal Transverse Mercator (UTM), de los mapas de las curvas de isosalinidad. La salinidad está medida por la conductividad eléctrica específica del agua subterránea de los tres niveles de explotación que existen en la cuenca norte de Mendoza. El monitoreo se realizó en el período 1990/1991. Las isolíneas, posteriormente, fueron rasterizadas. Con los procesos de superposición y tabulación cruzada de los SIG se integraron las diversas "capas" de datos de suelos y calidades de aguas subterráneas y se generaron mapas temáticos que expresan la clasificación y localización regional de calidades del sitio, basado fundamentalmente en los riesgos de salinización de los suelos.

Propiedades químicas de suelos desarrollados sobre distintos materiales originales bajo bosques de Austrocedrus chilensis

En este trabajo se caracterizaron las propiedades químicas del horizonte A de los suelos desarrollados a partir de distintos materiales originarios, sobre los cuales habitan bosques de Austrocedrus chilensis. Se seleccionaron cinco sitios, ubicados en el Valle 16 de Octubre y en el Parque Nacional Los Alerces de la Provincia del Chubut, Argentina. De cada sitio se tomaron muestras compuestas del horizonte A para la caracterización de las propiedades químicas. Todos los suelos analizados presentaron elevados contenidos de materia orgánica y nitrógeno. Los suelos originados a partir de materiales glaciarios presentaron los máximos valores de bases de intercambio, capacidad de intercambio catiónico y contenido de fósforo, diferenciándose significativamente de los suelos volcánicos. Dentro de los suelos volcánicos se detectaron diferencias en función de la granulometría del material: los suelos derivados de ceniza (< 2mm) tendieron a presentar mayores valores de capacidad de intercambio catiónico y bases de intercambio que los suelos de pumita (> 2mm).

Infiltración y erosión

Esta monografía se enmarca en el manejo de los recursos hídricos en grandes redes de riego. En ella se describe el caso del río Mendoza, en la provincia homónima, el que fuera regulado en el año 2002. Este río nace en la Cordillera de los Andes, y presenta un importante arrastre de sólidos en suspensión, los que actualmente son retenidos en gran medida por el embalse Potrerillos. Las “aguas claras" que se erogan del embalse producen problemas erosivos, los que a su vez estarían ocasionando una mayor infiltración en los canales, y con ello un incremento en la recarga de acuíferos en ciertas zonas, así como problemas derivados del ascenso de la freática en otras. Se citan procesos ocurridos en otros distritos de riego frente a la regulación de los ríos, para concluir que el del río Mendoza es un caso susceptible de sufrir ciertos per-juicios, ya señalados en la Manifestación General de Impacto Ambiental del embalse Potrerillos, los que actualmente se están presentando en la red de riego. A partir de los estudios de sedimentología en el río Mendoza, se hace un análisis técnico de los fenómenos asociados al cambio de las características físicas del agua. Luego se describen los procesos erosivos, de acuerdo con la hidráulica clásica. Se define la Eficiencia de conducción (Ec), la infiltración en canales y su importancia en distintos distritos de riego, para luego mencionar los estudios realizados en el área del río Mendoza. Se analiza el desarrollo espacial que ha tenido el oasis, la escasa programación que tuvo su traza y la antigüedad de la misma. La descripción de los suelos permite concluir acerca de la importancia de su estructura y del papel que juegan las porciones finas, aún en minoría, que integran las distintas clases texturales con respecto a la Ec. Se describen los criterios con que se distribuye el agua en Mendoza, analizándose los caudales distribuidos actualmente, para relacionarlos con los niveles freáticos. Se mencionan además distintas acciones encaradas por la provincia para mitigar los efectos de las aguas claras. El análisis de los métodos utilizados para medir la Ec, permite apreciar el estado de la ciencia al respecto. Un análisis de las ventajas y de las desventajas de los distintos métodos, y de los resultados que con ellos se obtienen, permite concluir que el método de entradas y salidas es el que mejor se adapta en Mendoza, incluyendo además aspectos metodológicos de la medición. También se concluye en que la Ec. está insuficientemente evaluada; las fracciones finas de los suelos en muchos casos gravitan más que la textura frente a la Ec; por ello, se considera que el estudio de la Ec en las distintas áreas de manejo es necesario para entender los procesos de revenición y recarga de acuíferos, y que las pérdidas administrativas pueden gravitar más que la Ec. Se recomienda continuar con los trabajos de evaluación de Ec, al ser necesarios para todas las actividades en la cuenca; se desaconseja en este río el ajuste de modelos de predicción de Ec; las características de los suelos obligan a interpretar y aplicar con criterio la bibliografía internacional, pero aún así no se pueden hacer generalizaciones acerca de de la Ec en Mendoza.

Uso de agua en las bodegas de Mendoza

El objetivo de este trabajo es conocer, a nivel de cuenca, el volumen de agua utilizado por las bodegas de Mendoza, el que se obtiene principalmente desde acuíferos. Dicha información puede ser utilizada para el cálculo del balance hídrico en el contexto del uso industrial del agua. Para realizar las estimaciones se utilizaron datos de elaboración de vino del Instituto Nacional de Vitivinicultura. A la producción de vino por cuenca se le aplicaron coeficientes de litros de agua utilizada por litros de vino elaborado, obtenidos de las entrevistas a informantes calificados y a partir de bibliografía local e internacional. Dichos coeficientes varían entre 1,5 y 6 litros de agua/litro de vino, los que no incluyen el uso de agua para riego en fincas. Para analizar el impacto en la eficiencia del uso del agua, los resultados se sensibilizaron para tres valores de coeficiente. Se estima que las bodegas de Mendoza utilizan entre 1,66 y 6,66 hm3/año, según sea la eficiencia del uso del agua. Del total de agua que utilizan, el 85,2% proviene de la cuenca norte, la que comprende el río Mendoza y el Tramo Inferior del Río Tunuyan.

Evaluación biofísica de funciones ecosistémicas en la cuenca del Río Tunuyán superior, Mendoza

El conocimiento de las funciones ecosistémicas y su distribución es de importancia para la evaluación de la provisión de los servicios ecosistémicos y constituye una herramienta para el ordenamiento territorial del suelo. El objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad funcional de ecosistemas de la Cuenca del Río Tunuyán Superior a través del protocolo ECOSER. Se analizaron las funciones de Protección de Acuíferos por Cobertura e Infiltración y Escurrimiento Superficial, proponiendo para este último diferentes situaciones de precipitación. Se obtuvo una gran variabilidad espacial de las capacidades funcionales sobre toda la extensión de la cuenca. En cuanto a la Protección de Acuíferos, la mayor vulnerabilidad se encontró sobre la zona alta de la misma, sin embargo el factor determinante de la mayor o menor capacidad funcional fue el uso del suelo. Por otra parte, frente a las situaciones de precipitación propuestas para la evaluación de Infiltración y Escurrimiento Superficial, el factor que mayor influencia presentó sobre las escorrentías para los casos de promedios anuales y el mes de marzo, fueron las máximas y mínimas precipitaciones, siendo el uso del suelo poco significativo. Mientras que para la tercera situación de un evento de 50 mm de precipitación, fue el uso Agrícola el que se destacó por sus altos valores de infiltración. Se considera oportuno aprovechar estos resultados para la determinación de los servicios ecosistémicos generados en la cuenca.

Dimensión política y de gestión de la Huella Hídrica

El ciclo hidrológico proporciona anualmente 110,000 Km3 en forma de precipitaciones de lluvia y nieve (L'Vovich et al., 1990). Globalmente, el 37% de esas precipitaciones se destina a alimentar ríos, acuíferos, lagos y otros sistemas acuáticos, mientras que el 63% restante, se almacena en la reserva de agua del suelo y contribuye a mantener la productividad primaria de los sistemas agrícolas y forestales. Según las distintas estimaciones, el volumen de agua que actualmente se extrae de los sistemas acuáticos para uso humano a escala global varía entre 3100 y 4400 Km3 (Postel et al., 1996; Rosegrant et al., 2002; Falkenmark y Rockström, 2004; Oki y Kanae 2006; Gleick et al., 2008). Teniendo en cuenta que la cantidad de agua que puede ser captada de forma sostenible de estos sistemas es de aproximadamente 10.200 Km3 (Postel et al., 1996), la apropiación actual de este recurso representa en torno al 31 y 44%.

Influencia de la adición de zeolita en las propiedades micro y macroestructurales en pastas y morteros.

Las adiciones activas en los hormigones son cada día más usuales, no solo debido a razones económicas, sino porque los efectos que se desarrollan son beneficiosos para las prestaciones del hormigón, léase durabilidad y resistencias mecánicas. En Cuba ha sido frenada al no existir fuentes como las tradicionalmente conocidas y comercializadas como es cenizas volantes y las micro sílices (silica fume o fly ash). El desarrollo de estudios de algunos minerales industriales nacionales de génesis ígnea como los vidrios volcánicos, tobas vítreas o zeolitas han demostrado su actividad puzolánica. Es conocido que la zeolita tiene actividad puzolánica desde la época romana, y actualmente se utilizan en el mundo para la producción de cementos mezclados, sin embargo la experiencia cubana es el precedente de su uso como adición activa a hormigones. Se han realizado investigaciones a diferentes escalas del uso de adiciones de zeolita en tecnologías de prefabricado, premezclado y pretensado que han demostrado las mejoras en las prestaciones. El presente trabajo explica el aumento de las prestaciones antes demostradas mediante el estudio de los cambios microestructurales, tanto de composición química como en la morfología de los productos de hidratación formados, a partir de análisis por microscopia electrónica de barrido y microanálisis por espectroscopia de dispersión de energía de rayos X en pasta de cemento y cemento + zeolita comparativamente.