SUMARIO

Hidrología Isotópica e Hidroquímica del acuífero cuaternario de la Vega de Granada   RESUMEN 1. INTRODUCCIÓN   2. CONSIDERACIONES HIDROGEOLÓGICAS     3. ANÁLISIS QUÍMICOS 3.1 Resultados obtenidos 4. ISÓTOPOS ESTABLES 4.1 Consideraciones teóricas 4.2 Resultados obtenidos e interpretación 5. TITRITIO DE ORIGEN TERMONUCLEAR 5.1 Generalidades 5.2 Resultados obtenidos 5.3 Concentraciones de tritio en las precipitaciones locales 5.4 Interpretación 5.5 Balance de titrio: estimación de la recarga CONCLUSIONES     REFERENCIAS

RESUMEN El origen, calidad y comportamiento dinámico de las aguas del acuífero cuaternario de la vega de Granada han sido estudiados a partir de las características químicas del agua de su composición isotópica (isótopos estables deuterio y oxígeno-18) y de la medida del tritio de origen termonuclear. La composición química del agua ha demostrado que las aguas subterráneas de este acuífero no son aptas para el consumo humano. Esta composición se encuentra altamente estabilizada durante las últimas décadas. Los isótopos estables han permitido demostrar que la mayor parte de la recarga procede de la infiltración de las aguas utilizadas para regadío, las cuales provienen de los ríos que nacen en Sierra Nevada. Las elevadas concentraciones de tritio encontradas indican una contribución mayoritaria a la recarga de aguas procedentes de las precipitaciones que tuvieron lugar durante el período 1960 a 1975. El balance del tritio acumulado en el acuífero ha permitido la estimación de la recarga reciente y de otros parámetros hidráulicos básicos del acuífero.

Isotope Hydrology and Hydrochemistry of the Quaternary Aquifer "Vega de Granada" (Spain) ABSTRACT The origin, quality and dynamics of the Quaternary aquifer "Vega de Granada" have been studied using hydrochemical data, stable isotope analyses (deuterium and oxygen-18) and thermonuclear tritium. The chemical composition indicates that the water from the aquifer is not appropriate for human consumption. This chemical composition has not changed significantly during the last decades. The stable isotope data have demonstrated that most of the aquifer recharge is provided by the infiltration of water used for irrigation purposes. The source of this water derives from the rivers coming from the Sierra Nevada. The high values of the tritium concentration indicate that most of the groundwater stored in the aquifer has its origin in the precipitacion from the period 1960 to 1975. The tritium balance of the aquifer has allowed the estimation of modern recharge, as well as other basic aquifer parameters.

Palabras clave: Granada, Genil, acuífero aluvial, isótopos estables, tritio.

1. INTRODUCCIÓN

El presente estudio fue realizado dentro del marco de un convenio suscrito entre la Dirección General de Obras Hidráulicas del anterior Ministerio de Obras Públicas, Transportes y Medio Ambiente (MOPTMA) y el CEDEX. El objetivo principal del estudio ha sido la obtención de información básica que pueda mejorar el conocimiento que se tiene sobre el comportamiento dinámico del acuífero cuaternario aluvial de la vega de Granada. El estudio se enmarca dentro de un programa de la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir para la evaluación de los recursos hídricos subterráneos en el curso alto del río Genil. Aparte de este acuífero, el estudio comprendió también las aguas subterráneas de los acuíferos carbonatados de Sierra Gorda, Sierra Tejeda y del acuífero aluvial de la cuenca endorréica de Zafarraya, así como los manantiales térmicos y salinos ubicados en los alrededores del acuífero de la vega de Granada.

Las técnicas utilizadas en el estudio han incluido la determinación de la composición química de las aguas, la medida de los isótopos estables del agua (deuterio y oxígeno-18), así como la medida del tritio ambiental procedente principalmente de los ensayos termonucleares realizados a partir del año 1952.

El acuífero cuaternario de la vega de Granada se encuentra formado, por una parte, por los materiales aluviales (arenas y gravas) depositados en la Depresión de Granada por el río Genil y sus afluentes y, por otra, por materiales detríticos de origen erosivo depositados en el Cuaternario Inferior y Medio. Estos últimos se localizan, principalmente, en los bordes septentrional y meridional de los materiales aluviales (figura 1) y están formados por secuencias de arcillas, arenas y gravas con una permeabilidad media o baja. El acuífero constituye un área de subsidencia de carácter casi endorréico: la única salida de la cuenca es la excavada por el río Genil en la zona de Láchar.

Los bordes impermeables del acuífero están formados, principalmente, por conglomerados plio-cuaternarios con alguna que otra intercalación arenosa. Exceptuando los pequeños afloramientos de calizas liásicas existentes entre Pinos Puente y Albolote y de aglomerados del Pleistoceno de la zona de La Zubia, el resto de las formaciones limítrofes pueden considerarse como acuitardos. El substrato del acuífero aluvial lo forman limos y arcillas del Mioceno Medio e Inferior. La superficie en planta del acuífero es de unos 200 km y su potencia alcanza valores próximos a 300 m. La figura 2 muestra las isopacas de los materiales aluviales (valores expresados en metros). Como puede verse, los mayores espesores de estos materiales se localizan a lo largo del cauce del río Genil.

La figura 1 muestra la piezometría del acuífero. Las isopiezas denotan una dirección general de flujo dirigida del Este al Oeste, es decir, similar a la de la escorrentía superficial. En el entorno del término municipal de Purchil, se distingue la presencia de una depresión piezométrica, que tiene un carácter transitorio y que fue originada por la explotación agrícola intensiva del acuífero en esa zona. También se aprecia una dirección de flujo dirigida de Norte a Sur en la parte de la vega alta, la cual se debe a los aportes de las formaciones semipermeables del borde septentrional del acuífero.

FIGURA 1. Mapa piezométrico y geoloógico

El volumen total saturado en la zona del período Cuaternario reciente, se ha estimado en 17.000 hm³ y la porosidad media en un 10 %, lo cual daría unas reservas hídricas de 1.700 hm³, de las que sólo unos 1.000 hm³ serían drenables. Los valores de la transmisividad de los materiales aluviales varían entre 900 y 9.000 m²/día, con un valor medio de 4.000 m²/día.

La recarga anual media total del acuífero ha sido valorada entre 100 y 280 hm³, dependiendo de la fuente consultada. Como demuestra el estudio presente, la mayor parte de la recarga ha procedido en el pasado de la infiltración del agua transportada por los ríos. Sin embargo, las obras recientes de captación de las aguas de escorrentía realizadas en las cabeceras de los ríos han hecho que, en los tiempos modernos, la mayor contribución a la recarga se deba a la infiltración de las aguas de regadío. La contribución de las precipitaciones locales es, relativamente, pequeña. La descarga se produce a través de numerosos manantiales situados a lo largo del cauce del río Genil en el extremo occidental del acuífero.

3. ANÁLISIS QUÍMICOS

3.1 Resultados obtenidos

Se analizaron cuarenta muestras de agua colectadas a lo largo de los años 1994 y 1995. Se analizaron todos los componentes mayoritarios del agua. Por razones de espacio, se omite la presentación completa de los resultados obtenidos. En su lugar, se presenta en la tabla 1 un análisis estadístico de estos resultados, donde se reflejan los valores mínimo, máximo y medio de los diferentes parámetros analizados. La tabla 2 muestra el diagrama de correlación entre los diferentes parámetros analizados. Se observa que solamente las relaciones entre la conductividad del agua y las concentraciones de los iones Ca⁺⁺, Na⁺, Cl^- y SO₄⁼ proporcionan coeficientes de correlación superiores a 0,9. Esto indica claramente que la salinidad del agua viene gobernada por la disolución de yeso y halita. Los bajos valores del coeficiente de correlación entre la conductividad y la concentración de ion CO₃H^- se explica por el hecho de que todas las muestras de agua analizadas menos una se encuentran saturadas en calcita. Por tanto, los incrementos de conductividad por encima de los valores de saturación de este componente mineralógico tienen que hacerse a expensas de la disolución de otros componentes distintos (yeso y halita). Los valores negativos de los coeficientes de correlación de la conductividad con el ion NO₃^- indican que, en términos generales, los niveles de contaminación con este ion de las aguas de mayor salinidad son menores que los de las aguas de menor salinidad. Estas últimas se localizan, preferentemente, en el acuífero aluvial, donde se ha desarrollado y se desarrolla una intensa actividad agrícola, mientras que las aguas más salinas proceden de las formaciones adyacentes, donde esta actividad es mucho menor.

   FIGURA 2. Isopacas del acuífero fluvial

Tabla 1. Parámetros estadísticos de los resultados obtenidos en los análisis químicos realizados. Las concentraciones vienen expresadas en mg/l.

Tabla 2. Diagrama de los coeficientes de correlación entre los diferentes parámetros.

La figura 3 muestra el diagrama de Piper elaborado con estos resultados.

FIGURA 3. Diagrama de Piper de las 35 muestras de agua analizadas

Pueden hacerse las siguientes observaciones:

1. Los puntos 1 y 2, que se encuentran próximos al vértice correspondiente a las aguas bicarbonatadas cálcico-magnésicas (vértice izquierdo del rombo), pertenecen a pozos situados en los materiales calcáreos de la zona de La Zúbia y Huétor Vega. Esto justifica su posición en el diagrama.
2. Los puntos situados dentro de la región correspondiente a las aguas cloruradas y sulfatadas cálcico-magnésicas (vértice superior del rombo) corresponden a pozos de las formaciones detríticas situadas al Norte de la Depresión de Granada. La presencia de yesos es la causa de esta composición química (materiales del Plioceno y del Pleistoceno).
3. Las aguas del acuífero aluvial se encuentran en una posición intermedia entre los dos grupos anteriores, pero dentro del dominio de las aguas bicarbonatadas cálcico-magnésicas. Dentro de esta agua, se diferencian dos bloque, que han sido marcados con elipses. La diferencia entre los mismos afecta, principalmente, a la relación SO₄⁼/CO₃H^-. Sin embargo, los puntos correspondientes a estos dos bloque no se encuentran claramente separados en el espacio, sino que están entremezclados dentro del acuífero.
4. Las aguas que descargan en el río Genil (extremo occidental del acuífero) tienen una composición química similar a la que tienen las aguas del acuífero aluvial, como era de esperar.

FIGURA 4. Distribución de los valores de la conductividad expresados como mS/cm a 25 º C

FIGURA 5. Concentración de ión nitrato obtenidos durante la campaña de estudios. Valores expresados em mg/l.

Las figuras 4 y 5 muestran, respectivamente, la distribución de los valores de conductividad eléctrica del agua y de la concentración de ion NO₃^-. En la primera de estas figuras, se observa que la conductividad del agua dentro de la zona central del acuífero aumenta en líneas generales con la dirección del flujo subterráneo. Los pozos situados al Sur de Granada en los términos de Huétor Vega, La Zúbia, Ogíjares y Alhendín tienen aguas con una conductividad próxima a 500 m S/cm, las cuales se encuentran saturadas en calcita, pero, en cambio, contienen concentraciones bajas de los iones Cl^- y SO₄⁼. Las conductividades mayores de 600 m S/cm se deben a procesos de contaminación cuando se trata de pozos situados en la franja central del acuífero próxima al curso del río Genil y a la disolución de materiales evaporíticos en los pozos de los bordes Norte y Sur del acuífero aluvial. La comparación de estos valores con los obtenidos por A. Castillo en 1984 (véase referencia), indica que la conductividad del agua subterránea se ha mantenido, aproximadamente, constante durante el período comprendido entre este año y 1995.

Las concentraciones de ion nitrato (fig. 5) tampoco han experimentado cambios importantes con respecto a los valores obtenidos por A. Castillo en 1984, exceptuando las encontradas en la zona comprendida entre Fuente Vaqueros y Santa Fe, donde los valores medios se incrementaron en casi un 100% entre este año y 1995. Lógicamente, la presencia de elevadas concentraciones de ion NO₃^- se relaciona, principalmente, con el uso de abonos minerales con fines agrícolas. Esto determina que la distribución de este parámetro en el acuífero sea bastante irregular, ya que depende del uso particular del suelo en el entorno del pozo. Debe resaltarse el hecho de que la mayoría de los pozos analizados contenían concentraciones de ión nitrato superiores a las máximas permitidas por la Organización Mundial de la Salud (45 mg/l), así como por la normativa vigente en España (30 mg/l).

4. ISÓTOPOS ESTABLES

Como se sabe, los isótopos estables del agua deuterio (²H) y oxígeno-18 (¹⁸O), constituyen excelentes herramientas como trazadores naturales del agua, que proporcionan información, entre otras cosas, sobre el origen del agua y sobre las relaciones entre distintos tipos de aguas. Las moléculas de agua que llevan incorporados de forma natural los isótopos anteriores tienen un comportamiento algo diferente al que tienen las moléculas ligeras más abundantes formadas con ¹H y ¹⁶O en los diferentes procesos que tienen lugar durante el ciclo hidrológico. Ello se debe, principalmente, a la menor presión de vapor de aquéllas moléculas más pesadas. Estas diferencias de comportamiento dan lugar a lo que se llama fraccionamiento isotópico del agua, que indica que la composición isotópica del agua que interviene en un determinado proceso físico o químico es diferente de la del agua resultante.

La composición isotópica del agua se expresa en la forma de desviaciones isotópicas con respecto a un patrón internacional, que representa el agua del mar, que se toma como cero de la escala, y que se conoce por las siglas V-SMOW (en inglés, "Vienna-Standard Mean Ocean Water"). Este patrón es utilizado por todos los laboratorios del mundo con el fin de homogeneizar los resultados de los análisis. Dichos resultados se expresan como desviación isotópica de la muestra con respecto a este patrón, la cual viene dada por la expresión siguiente:

donde R representa la relación entre el número de moléculas pesadas (moléculas del tipo DHO

o ¹H₂¹⁸O) y ligeras (¹H₂¹⁶O) existentes en la muestra.

El error analítico de las determinaciones de la desviación isotópica d ¹⁸O es, aproximadamente, del ±0,1‰ y, en el caso de la desviación d D, del ±1,5‰ (desviación estándar).

Uno de los factores más importantes que afectan a la composición isotópica del agua es el llamado efecto de altitud, el cual está relacionado con la temperatura atmosférica y hace que las precipitaciones que tienen lugar a cotas más altas tengan concentraciones menores de estas moléculas pesadas (aguas, isotópicamente, más ligeras y valores d más negativos). El efecto de altitud asciende, como valor promedio, a -0,25‰ por cada 100 metros de cambio de altitud para d ¹⁸O y a -2,4‰ por 100 m para d D.

Un segundo factor muy importante que determina, en muchos casos, la composición isotópica final del agua es la evaporación. Debido a la mayor presión de vapor de las moléculas ligeras, éstas escapan preferentemente a la atmósfera cuando el agua experimenta evaporación y el agua residual se concentra en los isótopos pesados, dando valores d menos negativos. En este caso, este proceso no juega un papel relevante, como se verá más adelante.

Las desviaciones isotópicas d D y d ¹⁸O varían en el agua de forma paralela por efecto de los cambios de estado y de otros procesos físico-químicos que producen fraccionamiento isotópico. Sin embargo, cuando el cambio de estado se refiere a la evaporación del agua y ésta se realiza en condiciones naturales, es decir, en contacto con la atmósfera, las moléculas DHO o H₂¹⁸O tienen un comportamiento cinético diferente. El fraccionamiento producido en estas condiciones es mayor para las moléculas H₂¹⁸O que para las moléculas DHO. El efecto cinético se debe a la diferencia de los coeficientes de difusión de ambos tipos de moléculas en el agua y al hecho de que la atmósfera tiene siempre un defecto de humedad relativa con respecto al valor de saturación. Este efecto se observa de forma clara cuando se representa un diagrama que relaciona a las desviaciones isotópicas d D y d ¹⁸O, de forma que las aguas sometidas a evaporación se disponen en un lugar diferente a las aguas que derivan directamente de la precipitación.

La mayor parte de las precipitaciones y aguas meteóricas del globo tienen valores d de estos dos isótopos que se ajustan razonablemente a una línea recta de ecuación d D = 8d ¹⁸O+10. El término 10 se denomina exceso de deuterio y se usa frecuentemente como índice de evaporación del agua. Su valor se calcula por la expresión D D = d D-8d ¹⁸O. Las aguas que han experimentado evaporación tienen valores del exceso de deuterio más bajos de 10, situándose a la derecha y por debajo de la denominada Línea Mundial de las Aguas Meteóricas. La composición isotópica típica de las precipitaciones que se producen en la mayor parte de la Península Ibérica se encuentra a la izquierda de la línea meteórica mundial, dando excesos de deuterio comprendidos entre 12‰ y 17‰. Por tanto, valores de este exceso de deuterio inferiores a 12‰ o negativos indican que el agua ha experimentado una evaporación importante.

De forma general, puede afirmarse que las aguas subterráneas de una zona determinada que tienen un origen diferente tienen también una composición isotópica distinta. Generalmente, lo inverso suele ser también válido, aunque no siempre. Es decir, aguas con parecida composición isotópica pueden tener un origen diferente, dependiendo de las condiciones locales. Un ejemplo de este tipo se pone de manifiesto en este estudio.

La figura 6 muestra la distribución de los valores de la desviación isotópica d ¹⁸O dentro de la zona del estudio. Se observa que los valores más negativos se localizan en la zona oriental del acuífero con valor medio de d ¹⁸O = -9,14‰. Esta zona coincide con el área recargada por el río Dílar, cuyas aguas proceden directamente de cotas elevadas de la Sierra Nevada. El agua de este río se infiltra totalmente en la zona indicada y sólo en el caso de avenidas excepcionales alcanza el cauce del río Genil.

FIGURA 6. Distribución de los valores de la desviación isotópica d¹⁸O

A medida que nos desplazamos hacia la zona de descarga del acuífero (extremo occidental), los valores de d ¹⁸O se hacen cada vez menos negativos, culminando en el valor de -7,45‰ obtenido para los afloramientos en el río Genil de la zona de Láchar. Dentro de esta zona, las aguas subterráneas proceden principalmente de los retornos de los riegos que se realizan con aguas superficiales de la cuenca del río Genil. La evaporación de esta agua explica los valores menos negativos del agua subterránea en esta zona.

Pero, lo más interesante de estos resultados surge cuando se compara la composición isotópica media del agua del acuífero aluvial con la que tienen las aguas subterráneas de los acuíferos que circundan a este último. Como puede verse en la figura 6, este agua tienen valores de d ¹⁸O bastante menos negativos que los del acuífero aluvial. Para los pozos situados en el borde Norte, se obtuvo un valor medio de –7,38‰, eliminando las muestras correspondientes a aguas altamente evaporadas.. Este valor es similar al que se obtuvo para las aguas subterráneas de la zona de Colomera, población situada algo más el Norte, así como para la zona de Frailes ya en la provincia de Jaén. Los valores medios obtenidos para esta agua fueron, respectivamente, -7,22‰ y –7,40‰. Por tanto puede afirmarse que la composición isotópica media de las precipitaciones de la zona de Granada corresponde a un valor de d ¹⁸O muy próximo a –7,4‰. En cambio, las aguas del acuífero aluvial tienen un valor medio próximo a -9‰. Esto demuestra que la mayor parte de la recarga de este acuífero procede de los caudales aportados por los ríos que descienden de Sierra Nevada, principalmente, de los ríos Genil y Dílar. Como en las últimas décadas el agua de ambos ríos ha sido captada en su mayor parte en la cabecera de los mismos, puede pensarse que la infiltración de las aguas de regadío es la mayor fuente de recarga. Los isótopos estables confirman esta conclusión, a la cual se había llegado con anterioridad a través de otros estudios no isotópicos (Castillo, 1986).

Esta modalidad de recarga, junto con el hecho de que la contribución a la recarga de las precipitaciones parece ser muy pequeña, puede tener una consecuencia muy negativa para el comportamiento futuro del acuífero en términos de calidad del recurso. Debido a la reducción de la actividad agrícola observada durante las últimas décadas, la recarga del acuífero está experimentando una disminución considerable, que se aprecia de forma clara en la actualidad. Este hecho puede desembocar en un régimen de sobreexplotación del acuífero que produzca su deterioro definitivo.

FIGURA 7. Diagrama que relaciona las desviaciones isotópicas dD y d¹⁸O

La figura 7 muestra el diagrama que relaciona los valores de las desviaciones isotópicas d D y d ¹⁸O. En esta figura se representan las líneas correspondientes a las aguas meteóricas mencionada en el apartado anterior, de ecuación d D = 8d ¹⁸O+10, así como las líneas correspondientes a las precipitaciones derivadas de frentes atlánticos y mediterráneos según un estudio realizado por A. Plata (1994). Se observa que la mayoría de los puntos se ajustan a la línea correspondiente a las precipitaciones de origen atlántico, que obedece a la ecuación d D = (7,09±0,24)d ¹⁸O+(4,58±4,89). Este es, por tanto, el origen del agua acumulada en la vertiente de la Sierra Nevada de donde proceden los ríos que llegan a la vega de Granada. Los puntos con valores d menos negativos corresponden a aguas subterráneas que han experimentado una fuerte evaporación antes de su infiltración.

5. TRITIO DE ORIGEN TERMONUCLEAR

Como se sabe, el tritio es isótopo del hidrógeno de número de masa 3, es decir, ³H. Pequeñas actividades de tritio, son producidas de forma natural en la alta atmósfera a partir de determinadas reacciones nucleares inducidas por los neutrones liberados en la misma por la radiación cósmica de origen extraterrestre. Este tritio natural se incorpora al agua de las precipitaciones en forma de agua tritiada (THO), produciendo concentraciones muy pequeñas, pero que son medibles perfectamente con las técnicas de medida de que se dispone en la actualidad.

Sin embargo, durante los últimos 45 años, las precipitaciones de todo el globo y, principalmente, las del Hemisferio Norte, han contenido concentraciones de tritio muy superiores a las producidas de forma natural, debido a los ensayos nucleares realizados en la atmósfera, principalmente, durante las décadas de los años 50 y 60 (ensayos termonucleares). Este tritio ha producido el marcado natural de todas las aguas meteóricas del globo y, por tanto, también de los acuíferos donde se produce una renovación rápida del agua.

Debido al origen reciente del tritio termonuclear y al corto período de semidesintegración de este isótopo (12,34 años), el tritio se utiliza en Hidrología para identificar aguas modernas, es decir, aguas infiltradas en el subsuelo a partir del año 1952, fecha en que se iniciaron los ensayos termonucleares. Las aguas de precipitaciones anteriores a este año tendrían en la actualidad concentraciones difícilmente detectables.

Los resultados de los análisis de tritio realizados se muestran en la figura 7 expresados, como es usual, en unidades de tritio (UT). Como se sabe, la unidad de tritio equivale a una relación T/H igual a 10^-18 en número de átomos. Las equivalencias con otras unidades de radiactividad son:

Los errores analíticos representados por la desviación estándar varían entre 0,26 y 0,50 UT. Debido a las bajas concentraciones de tritio que se encuentran en las aguas naturales, su medida sólo es posible mediante un proceso de concentración, que se realiza por vía electrolítica.

FIGURA 8. Distribución de la concentración de tritio en el acuífero aluvial y formaciones adyacentes. Valores en unidades de tritio (UT)

5.3. Concentraciones de tritio en las precipitaciones locales

Para poder interpretar de forma correcta los valores de concentración de tritio obtenidos, es necesario conocer las concentraciones de las precipitaciones de la zona del estudio durante los últimos 45 años, es decir, desde la fecha en que se iniciaron los ensayos termonucleares a cielo abierto. Estas concentraciones son conocidas gracias a las medidas directas realizadas por el CEDEX desde el año 1970 en las precipitaciones medias de diferentes zonas de la Península Ibérica sobre la base de muestras medias mensuales. Dichas medidas demuestran que las concentraciones sólo han experimentado variaciones pequeñas dentro de la Península. Los resultados obtenidos se muestran en la columna 3 de la tabla 3. Los datos para el período anterior al año 1970 se determinan haciendo uso del modelo general de distribución del tritio en las precipitaciones, que, para el Hemisferio Norte, es un modelo único, ya que esta distribución ha sido determinada, de forma general, por la intensidad y frecuencia de los ensayos nucleares realizados desde 1952 y estas han sido las mismas para todo el globo. La columna 2 de la tabla 3 muestra uno de estos modelos elaborado por A. Plata con datos de más de 40 estaciones pertenecientes a la red de control OIEA-OMM.

La columna 4 de la tabla muestra el modelo general de tritio válido para Madrid y, por tanto, para la zona del estudio. Corresponde a valores sin corregir por desintegración radiactiva. Los valores corregidos para el año 1995 se muestran en la columna 5 de la misma tabla. Estos valores representan, por tanto, las concentraciones de tritio que habrían tenido en este año las precipitaciones medias de los años pasados a partir de 1952.

5.4. Interpretación

Los datos de la columna 5 de la tabla 3 indican que las concentraciones de tritio en las precipitaciones de la zona del estudio ocurridas a partir de 1956 han tenido valores medios superiores a 6 UT. Entre 1982 y 1994 la concentración corregida tuvo un valor casi constante alrededor de un valor medio de 7,4 UT.

Obviamente, los datos de la tabla 3 indican que una concentración nula de tritio refleja la ausencia de recarga procedente de precipitaciones posteriores al año 1953. Esto ocurre en dos pozos surgentes situados en el término municipal de Romilla la Nueva, que contienen aguas muy antiguas de las calizas tortonienses profundas. Estas aguas tampoco contenían carbono-14, indicando que se trata de aguas extremadamente antiguas.

Tabla 3. Modelo de concentración de tritio válido para las precipitaciones medias anuales de la zona del estudio. La segunda columna muestra un modelo general válido para el Hemisferio Norte elaborado por A. Plata a partir de los datos publicados por la red de control OIEA-OMM. Concentraciones expresadas en unidades de tritio.

Una concentración comprendida entre 7 y 8 UT indica que se trata de agua procedente de las precipitaciones de los últimos 10 ó 15 años. Aguas con esta concentración sólo se encontraron en tres pozos situados en los bordes del acuífero aluvial.

Una concentración comprendida entre 0 y 7 UT indica que una parte del agua procede de precipitaciones anteriores al año 1956. Esto ocurre en diversos pozos de del borde Norte del acuífero (zona de Atarfe, Albolote y Pinos Puente) y en un manantial próximo a Fuente Vaqueros.

Por último, las concentraciones mayores de 7 UT indican una contribución significativa de las precipitaciones que tuvieron lugar durante el período 1958 a 1980. Este es el caso de todos los pozos situados en la zona central del acuífero aluvial, donde se encontró una concentración media de tritio igual a 13,3 UT. Las mayores concentraciones del extremo oriental del acuífero indican una mayor contribución de las aguas procedentes de las precipitaciones del período anterior.

5.5. Balance de tritio: estimación de la recarga

Las concentraciones de tritio medidas en el acuífero aluvial pueden interpretarse en términos semicuantitativos para obtener información sobre algunos parámetros hidráulicos del mismo. El procedimiento se basa en la determinación de las condiciones de recarga que son necesarias para justificar la actividad de tritio presente en el acuífero. Esta actividad puede determinarse multiplicando el volumen de agua contenida en el acuífero por la concentración media de tritio, dado que ésta varía poco de unos pozos a otros. El volumen de agua ha sido determinado a partir de las isopacas mostradas en la figura 2 obtenidas de la publicación Castillo, 1986. Para ello se ha determinado la sección media saturada en ocho planos perpendiculares al río Genil. El volumen de la formación saturada obtenido asciende a 1,63x10¹⁰ m³. Aceptando para el coeficiente de almacenamiento el valor del 8% indicado en Castillo, 1986, se obtiene un volumen de agua de 1300 Hm³. Multiplicando este volumen por la concentración media de tritio, se llega a una actividad de este radioisótopo igual a 54 curios. Estos valores difieren ligeramente de los indicados en el apartado 2.

La actividad anterior de tritio tiene que justificarse a partir de la recarga producida durante el período 1953 a 1994, ambos inclusive. Lógicamente, habrá que descontar el tritio evacuado del acuífero durante este período a través de la descarga y de la extracción de agua por bombeo. Para ello se ha supuesto que el tritio ingresado en el acuífero cada año se mezcla de forma instantánea con el agua existente en el mismo, produciendo una determinada concentración, que se aplica a los caudales descargados durante el año siguiente. En realidad, el método no precisa que se produzca este mezclado de forma totalmente eficiente, porque las aguas extraídas por bombeo proceden de los diferentes estratos permeables atravesados por el pozo de forma proporcional a sus transmisividades respectivas.

El método utilizado ha consistido en ajustar las condiciones de recarga y descarga de forma que al final del período 1953-1994 se tenga en el acuífero una actividad de tritio igual a 54 curios. Los resultados obtenidos se presentan en la tabla 4. La última columna de esta tabla refleja la variación de la actividad de tritio presente en el acuífero a partir del año 1953. Para calcular esta actividad se han supuesto las siguientes condiciones de recarga y descarga basadas en los valores publicados para los parámetros involucrados (Castillo, 1986):

Tabla 4. Balance de tritio en el acuífero aluvial durante el período 1953 a 1994.

1. Se considera que hasta el año 1970 el acuífero se encontraba en equilibrio, es decir, que la descarga era igual a la recarga. A partir de este año, la descarga fue aumentando con respecto a la recarga de acuerdo con los factores estimados que se indican en la columna sexta de la tabla 4. Este aumento relativo de la descarga es necesario para justificar el descenso de niveles observado en el acuífero a partir de 1970.
2. De acuerdo con los datos publicados, la extracción de agua por bombeo fue aumentando desde un valor próximo a 5 Hm³/año en 1953 a unos 32 Hm³/año en 1980. A partir de este año, la extracción se ha mantenido constante.
3. La descarga del acuífero en los ríos Genil y Cubillas se mantuvo, aproximadamente, constante entre 1953 y 1970, cuando el acuífero se encontraba en equilibrio. A partir de este año se inició un descenso de la descarga debido al rebajamiento de los niveles freáticos. El valor de 16,4 Hm³/año indicado para el año 1993 ha sido calculado por los autores de este trabajo a partir de diversos aforos realizados en 1994 en el río Genil a la altura de Huétor Tájar. Los isótopos estables permitieron estimar la fracción de agua en este punto del río que procedía del acuífero aluvial que estamos considerando.
4. La descarga producida a través de los manantiales fue evaluada (Castillo, 1986) en unos 56 Hm³/año durante el período en que el acuífero se encontraba en equilibrio. Después de este período, la descarga fue disminuyendo progresivamente debido al rebajamiento de los niveles piezométricos, llegando a un valor cero en 1993 (todos los manantiales se habían secado).

Los aportes anuales de tritio al acuífero se calculan multiplicando la concentración reflejada en la columna quinta de la tabla 3 por el valor de la recarga anual dada, a su vez, por el cociente entre la descarga total (columna quita de la tabla 4) y el factor de la columna sexta de esta tabla.

En definitiva, los valores de descarga y recarga mostrados en la tabla 4 permiten justificar la actividad de tritio encontrada en el acuífero en 1994. Lógicamente, esta actividad sería diferente si se toma un valor del coeficiente de almacenamiento distinto del 8%. En este caso, habría que hacer un ajuste diferente de los parámetros de descarga y recarga para alcanzar el nuevo valor de la actividad de tritio. Los resultados obtenidos confirman que los valores de recarga y descarga utilizados en el pasado y los existentes en el momento presente son coherentes con las estimaciones realizadas a partir del tritio natural del agua.

CONCLUSIONES

La composición química de las aguas del acuífero aluvial alimentado por los ríos Genil, Dílar y Monachil es bastante uniforme y corresponde a aguas bicarbonatadas cálcicas y magnésicas sobresaturadas en calcita y dolomita. La salinidad aumenta en el sentido del flujo subterráneo, siendo el anión cloruro y el catión sodio los que más cambian. La composición química de las aguas subterráneas del borde Norte de la depresión de Granada, es muy diferente de la del acuífero aluvial mencionado, teniendo un alto contenido en sulfato cálcico proveniente de la disolución de yesos en esa zona. Las concentraciones de ion nitrato encontradas en la mayoría de sondeos superan los valores permitidos por la OMS (Organización Mundial de la Salud) y por diversos países, incluído España, para su aprovechamiento como aguas potables, cosa que se viene haciendo con riesgos sanitarios para la población local. Por otra parte, la comparación de los análisis químicos realizados en el presente estudio con los obtenidos en estudios anteriores indica que la composición química del agua se encuentra altamente estabilizada, sin que se aprecien cambios significativos durante los últimos 15 a 20 años.

La composición isotópica del agua subterránea pone de manifiesto que la mayor parte de la recarga del acuífero ha tenido lugar, durante las últimas décadas por infiltración de las aguas utilizadas para riego, procedente principalmente de los ríos Genil y Dílar. Por contraste, en el borde septentrional del acuífero (zonas de los términos municipales de Albolote, Atarfe, Pinos Puente y Valderrubio), la recarga procede de las precipitaciones locales a través de los materiales pliocuaternarios de baja permeabilidad. La recarga procedente del río Dílar corresponde a aguas de cotas más altas de la Sierra Nevada que la recarga derivada del agua del río Genil.

Las altas concentraciones de tritio encontradas en las aguas del acuífero aluvial indican esta agua proceden, casi en su totalidad, de las precipitaciones ocurridas entre 1952 y el momento presente. Se observa una importante contribución del período comprendido entre 1960 y 1975. Esto no ocurre en los materiales detríticos del borde septentrional de la depresión de Granada, donde hay una proporción significativa de aguas procedentes de precipitaciones anteriores al año 1953. En los materiales que forman el borde meridional existen aguas de edades muy elevadas (centenares o miles de años), que provienen, posiblemente, de la recarga producida en las Sierras Gorda y Tejeda.

El balance del tritio acumulado en el acuífero durante los últimos años puede explicarse aceptando los siguientes parámetros del mismo: a) volumen saturado del acuífero igual a unos 1,63x10¹⁰ m³; b) coeficiente de almacenamiento igual al 8%; c) descarga a través de manantiales igual a 56 Hm³/año durante el período 1953 a 1970 y decreciendo linealmente hasta un valor cero para el año 1994; d) descarga en los ríos Genil y Cubillas igual a 69 Hm³/año entre 1953 y 1970 y decreciendo linealmente hasta un valor de 16,4 Hm³/año para 1994; e) extracción de agua por bombeo creciendo entre 5,0 y 32 Hm³/año durante el período comprendido entre 1953 y 1980, manteniéndose en este último valor hasta el momento presente, y f) relación descarga/recarga igual a 1 (acuífero en equilibrio) entre 1953 y 1970 y aumentando de forma lineal hasta 1,15 para el año 1993. El aumento de esta última relación es responsable del descenso de niveles observado durante los últimos 30 años.

REFERENCIAS

A. Plata Bedmar (1994). Composición isotópica de las precipitaciones y aguas subterráneas de la península Ibérica. CEDEX, Monografía ISSN 0221-8203; M-39, Madrid.

(**) Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Centro de Estudios de Técnicas Aplicadas del CEDEX. (Ministerio de Fomento).

	SUMARIO