Identificación de propiedades hidrogeológicas mediante el uso conjunto de microgravimetría y análisis de datos de ensayos de bombeo

Abstract

Los acuíferos subterráneos se han visto sometidos a grandes presiones de origen antrópico que han puesto en peligro tanto su condición de reservas de agua dulce aptas para el consumo humano y/o uso agrícola, como su elevado valor ecológico. Otros factores como el cambio climático, el aumento de la población y las actividades industriales hacen que en un futuro no muy lejano estas amenazas se vean acentuadas. Se hace por ello necesario profundizar en un mayor conocimiento de las masas de agua subterránea con el fin de evitar las posibles afecciones a las que puedan verse sometidos, o, en caso de producirse, lograr la mayor eficacia en su recuperación. El coste de la obtención de datos del subsuelo en los estudios hidrogeológicos es, en la mayoría de los casos, elevado y la cantidad disponible para la posterior interpretación es escasa. Están además sujetos a una elevada incertidumbre en cuanto a su valor y representatividad. El acceso directo al acuífero sólo puede ser alcanzado de manera natural en afloramientos de roca y manantiales u otras manifestaciones superficiales de la presencia de aguas subterráneas. De manera artificial, la construcción de pozos ha sido la vía tradicional de obtención de información directa del acuífero (muestras de agua o roca, medición de niveles, detección de contaminantes, etc.). Los pozos cuentan con el inconveniente de ser caros y destructivos, su ubicación debe seleccionarse cuidadosamente y debe tenerse precaución en su construcción ante una posible influencia en la dinámica natural del sistema acuífero (por ejemplo comunicación de dos acuíferos o contaminación). Además, y aun cuando es conocida la alta variabilidad espacial de los parámetros hidrogeológicos de un acuífero, estos accesos directos son escasos y dispersos. En los últimos años ha aumentado el interés por utilizar técnicas geofísicas para proporcionar un mayor número de datos, tanto espaciales como temporales, que permitan reducir la incertidumbre. La geofísica ha sido tradicionalmente utilizada para proporcionar información indirecta de tipo cualitativo, como la delimitación geométrica del acuífero o la estructura geológica del mismo. En la actualidad se busca extraer más información de los métodos geofísicos, aprovechando al máximo sus mejoradas capacidades técnicas. Ya no es suficiente con que proporcionen una información meramente cualitativa o contextual, sino que se persigue la obtención de datos cuantitativos de los procesos hidrogeológicos y de los parámetros involucrados en el movimiento de flujo y contaminantes en el subsuelo. Este campo ha sido bautizado como Hidrogeofísica. Entre los métodos geofísicos uno de los mejor conocidos y más utilizados es la gravimetría. El método gravimétrico es sensible a variaciones de masa en el subsuelo y está directamente relacionado tanto con su magnitud total como con su distribución espacial (y temporal). Si consideramos las aguas subterráneas de un acuífero como la masa objeto de estudio, su adición (p.ej. precipitaciones) o extracción (p.ej. un bombeo) del sistema, así como su movilización, dará lugar a una variación en la distribución de masa en el subsuelo. La presente Tesis tiene como objetivo realizar un estudio integrado de la utilidad de la gravimetría durante ensayos de bombeo en acuíferos libres en la estimación de parámetros y propiedades hidrogeológicas. La integración se realiza numéricamente a través del desarrollo de una metodología de simulación acoplada que permite estudiar el problema de una manera flexible y estudiar la implicación de diferentes modelos conceptuales hidrogeológicos en la señal gravimétrica y la inclusión de características texturales como anisotropías y heterogeneidades. La herramienta cuenta además con una gran utilidad para el diseño de una campaña de campo.