ESTUDIO DE LA TOMA DE AGUA DE MAR MEDIANTE ... - …aguas.igme.es/igme/publica/tiac-01/Area VI-7.pdf · Cartagena,que se sitúa fuera de las superficies de riego abastecidas por el

RESUMENDecidida la ubicación de la planta de desalación

por O.I. del Campo de Cartagena en la desembocadurade la Rambla de Valdelentisco, se consideró necesarioconocer las posibilidades del acuífero carbonatadoAlpujárride para garantizar el abastecimiento de aguade mar a la planta. Para ello se realizó un estudio quecontenía cuatro aspectos principales: a) Hidrogeologíade la zona para definir la geometría del acuífero Alpu-járride y las posibles afecciones a otros pozos, b) Cons-trucción de sondeos de captación y piezómetros pararealización de un bombeo de ensayo de larga duración,c) Caracterización química de las aguas extraídas y suevolución temporal, y d) Simulación matemática delacuífero con objeto de estimar los descensos que seobtendrían con los fuertes caudales a extraer. El traba-jo realizado y los resultados obtenidos, francamentepositivos, son el objeto de esta comunicación.

Palabras clave: Desalación, intrusión marina,captación de agua de mar, hidrogeología, simulaciónmatemática.

ABSTRACTOnce the location of a desalination plant by Rever-

se Osmosis at the Valdelentisco’s river mouth (Campode Cartagena) was determined, it was considerednecessary to know the possibilities of the Alpujárride’s

carbonated aquifer, in order to guarantee sea watersupply to the plant. For that matter, a research contai-ning four key aspects was carried out: a) The area’shydrogeology in order to establish the Alpujárride aqui-fer’s geometry and possible effects in other wells, b)Building catchment boreholes and piezometers to carryout a long duration pumping test, c) Withdrawn water’schemical characterisation and temporary evolution,and, d) Aquifer’s mathematical simulation so as to getan estimation of the drawdrown to be obtained, takinginto account the high flow rates to be extracted. Thework done and the really positive results are this com-munication’s purpose.

Key words: Desalination, seawater intrusion, sea-water captation, hydrogeology, mathematical mode-lling.

INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOSLos agricultores de una amplia zona del Campo de

Cartagena, que se sitúa fuera de las superficies de riegoabastecidas por el Trasvase Tajo-Segura, padecen unfuerte déficit hídrico como consecuencia de la sobreex-plotación del acuífero del Triásico de Las Victorias. Estasituación provoca un continuado descenso de niveles yun aumento continuo de la salinización de sus aguas.

Al ver amenazados los regadíos de esta zona acorto y medio plazo, y ante un eventual aporte de recur-

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TECNOLOGÍA DE LA INTRUSIÓN DE AGUA DE MAR EN ACUÍFEROS COSTEROS: PAÍSES MEDITERRÁNEOS©IGME. MADRID 2003. ISBN. 84-7840-470-8

ESTUDIO DE LA TOMA DE AGUA DE MAR MEDIANTE POZOS PARA LA DESALADORA DE LA RAMBLA DE VALDELENTISCO, MAZARRÓN (MURCIA).

Melchor SenentDr. Ingeniero de Minas; Universidad de Murcia

David MartínezIngeniero Agrónomo; Universidad de Murcia

Juan José CarrascoIngeniero de Caminos; ACSEGURA, S.A.

José MéndezEspecialista en Sondeos; Perforaciones Méndez, S.L.

Juan Francisco GarcíaGeólogo: Universidad de Jaén

José Luis DóleraQuímico: Centro de Análisis de Aguas S.A.

sos externos procedentes de los trasvases previstos enel Plan Hidrológico Nacional, que se supone no llegarí-an antes de unos 10-15 años, se planteó como soluciónpuente la construcción de plantas desaladoras deósmosis inversa (O.I.) con agua de mar (cuya vidamedia es de unos 15 años) hasta la llegada de lasaguas procedentes del proyectado trasvase del Ebro. Laposible ruina económica de unas 10.000 hectáreas hizoque los agricultores se reuniesen en dos sociedades;Aguas Desaladas del Campo de Cartagena S.A. y Des-aladora de Murcia S.A., con objeto de conseguir laconstrucción de dos desaladoras de agua de mar de 30y 20 hm3/a respectivamente.

Dada la envergadura económica de estos proyectoslos agricultores tomaron contacto con el Ministerio deMedio Ambiente y su buena acogida hizo posible quese firmaran convenios de colaboración con la empresapública de Aguas de la Cuenca del Segura S.A. (ACSE-GURA), para llevar a cabo las obras correspondientes.

La puesta en manos de ACSEGURA de la gestión deambos proyectos puso en marcha, con fecha 14 dejunio de 2000, la realización de un “ESTUDIO DEALTERNATIVAS Y ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTALDE LAS DESALADORAS DE AGUA DE MAR, SECTORNORTE Y SECTOR SUR, DEL CAMPO DE CARTAGENA”que se adjudicó a INCOTEC consultores S.L. En esteestudio se obtuvo la conclusión de que la mejor alter-nativa de las estudiadas era la que situaba la planta enla desembocadura de la rambla de Valdelentisco (ACSE-GURA, 2000).

A partir de este momento era necesario conocercual era la toma de mar más adecuada para la planta,pozos o toma directa. Hay que recordar que el diseñode una planta de O.I. y los costes de instalación y deoperación vienen muy condicionados por las caracterís-ticas del agua bruta disponible.

De las dos formas posibles de efectuar la toma deagua de mar, es el pozo el sistema que suele procurarun agua de mejor calidad. Sin embargo, se plantea lanecesidad de saber con la mayor fiabilidad si la capta-ción de agua de mar mediante pozos permite la extrac-ción de los importantes caudales necesarios para cubrirlas necesidades de la planta, teniendo en cuenta la cali-dad exigida y el rendimiento de la planta, en este casodel 45%.

Con objeto de cubrir esta importante información,ACSEGURA convocó un concurso para la realización delcorrespondiente estudio bajo la denominación “CON-TRATO PARA LA EJECUCIÓN DE VARIOS POZOS PARAEL DISEÑO DE LA TOMA DE LA DESALADORA DE AGUADE MAR (SECTOR NORTE Y SECTOR SUR) DEL CAMPODE CARTAGENA”, que fue adjudicado a PERFORACIO-NES MÉNDEZ S.L. que contaba con la colaboración deun equipo de la Universidad de Murcia, dirigido por el

Dr. Ingeniero de Minas y Profesor de Hidrogeología,Melchor Senent Alonso.

METODOLOGÍADe acuerdo con el Pliego de Prescripciones Técnicas

del proyecto, los trabajos a desarrollar se han ordenadosegún cuatro grandes grupos:

• Estudio hidrogeológicoTiene por objeto conocer la hidrogeología delentorno de las captaciones previstas y determinarmás específicamente: a) las características del ode los acuíferos presentes (geometría, paráme-tros hidráulicos, etc.); b) posibles afecciones aotros pozos del mismo acuífero.

• Construcción de pozos y piezómetrosDada la práctica inexistencia de sondeos en lazona de la Rambla de Valdelentisco, salvo los rea-lizados anteriormente por Aguas Desaladas delCampo de Cartagena S.A. (Valdelentisco I y Val-delentisco II), fue necesaria la construcción de 4sondeos de investigación y 2 pozos de explota-ción que permitirían: a) reconocimiento de lasformaciones geológicas existentes en profundi-dad (litología, potencia, grado de permeabilidad,etc.); b) y sobre todo, disponer de la infraestruc-tura de pozos y piezómetros suficiente para larealización de un Bombeo de Ensayo de LargaDuración que determinara los accidentes geológi-cos (fallas) que pudiesen condicionar la futuraexplotación del acuífero.

• Caracterización química de las aguas bombeadasLa calidad del agua de mar, y del agua bombea-da y su evolución con el tiempo de bombeo es unaspecto importante a determinar. Para ello seconsideró necesario un registro continuo de sali-nidad, temperatura y pH, y la toma de muestras alo largo del tiempo de bombeo para realizar unanálisis físico-químico orientado a su caracteriza-ción para su uso en procesos de desalación porósmosis inversa (DQO, recuento de gérmenesaerobios a 37ºC, metales pesados, residuos deplaguicidas). Ver figuras 1 y 2.

• Bombeo de ensayo de larga duraciónLa falta de información hidrogeológica en elentorno próximo y la importancia de los caudalesque se preveía extraer para alimentar la plantahacían imprescindible la realización de una prue-ba de bombeo de larga duración que afectase azonas alejadas y nos permitiera conocer afeccio-

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ESTUDIO DE LA TOMA DE AGUA DE MAR MEDIANTE POZOS PARA LA DESALADORA DE LA RAMBLA DE VALDELENTISCO, MAZARRÓN (MURCIA)

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Melchor Senent, David Martínez, Juan José Carrasco, José Méndez, Juan Francisco García y José Luis Dólera

Figura 1. Gráfico de evolución de la conductividad en el bombeo de larga duración.

Figura 2. Gráficos de evolución de pH y temperatura en el bombeo de larga duración.

nes a terceros y situar límites o bordes hidrogeo-lógicos del acuífero.

• Modelización matemáticaEl objeto más importante de este trabajo es cono-cer la depresión que se produciría en el acuíferoValdelentisco en una hipotética extracción decaudales en los pozos de 100, 125 y 150 hm3/a.El modelo matemático es la herramienta necesa-ria para conocer cuales serían las depresionesque se producirían en los pozos de la toma. Paraello disponemos de un buen calibrado del mode-lo a partir de los datos aportados por el bombeode larga duración y de ahí la importancia queesta parte ostenta en este proyecto.

ESTUDIO HIDROGEOLÓGICOIntroducción

En este documento se estudian las principalescaracterísticas hidrogeológicas del futuro emplazamien-to de la toma de la desaladora de agua de mar (sectornorte y sector sur) del Campo de Cartagena, situada enla desembocadura de la Rambla de Valdelentisco(Mazarrón, Provincia de Murcia). El área de trabajocomprende el entorno más inmediato a los pozos de ladesaladora y se extiende a una zona más amplia queocupa la depresión postectónica costera oriental deMazarrón y sus bordes (área El Mojón-Llanos del Ala-millo).

El objetivo principal de este estudio es conocer lascaracterísticas del acuífero donde se ubican las capta-ciones de la desaladora y, especialmente, establecer siexiste conexión hidráulica de éste con los acuíferosvecinos (Los Molares-Lorente y Vértice-Horno, definidosen el Plan Hidrológico de la Cuenca del Segura).

Estudio y cartografía geológica

La realización de la cartografía geológica a escala1:5.000 del sector (García-Tortosa, et al, 2000) ha per-mitido una delimitación precisa de las diferentes unida-des tectónicas aflorantes, que unido al conocimiento dela estructura interna de los materiales que las compo-nen y su caracterización estratigráfica, han sido losobjetivos fundamentales del estudio geológico. Algunosaspectos geológicos preliminares han sido revisadostras la interpretación hidrogeológica.

En el área de trabajo sólo están presentes los com-plejos tectónicos Nevado-Filábride y Alpujárride. En elprimero de ellos se han reconocido dos unidades tectó-nicas superpuestas, y sólo una para el alpujárride conuna disposición estructural sobre las anteriores. Estoúltimo supone una diferencia respecto de lo que se indi-ca en la cartografía previa realizada por el Instituto

Geológico y Minero de España (Mapa Geológico Nacio-nal a escala 1:50.000, Hoja 976, Mazarrón), donde sehacía referencia a una segunda unidad alpujárride.

Además de los materiales constituyentes de las tresunidades mencionadas, en el área afloran sedimentosdel Terciario y Cuaternario, que cubren en buena medi-da a los anteriores. Entre ellos, cabe destacar los aflo-ramientos de conglomerados y brechas que junto conarenas y limos, de edad terciaria, son claramente dife-renciables de los derrubios cuaternarios.

• Materiales nevadofilábrides.De forma sintética, la sucesión de materiales

que se observa dentro de cada una unidad estácompuesta, de muro a techo, por esquistos detonos oscuros con granate, micaesquistos detonos claros, verdosos y plateados, que intercalanabundantes niveles de cuarcitas, calcoesquistoscon niveles de yesos y esquistos azulados degrano fino (figura 3). Sobre los anteriores se dis-pone la formación carbonatada donde aparecenmármoles fajeados y mármoles de color crema,que intercalan a su vez niveles de poca potenciaconstituidos por esquistos grano fino.

El espesor de ambas formaciones es muyvariable según la vertical donde se mida, debidoa la tectónica extensional de la región, que serádescrita más adelante. No obstante, dentro de losesquistos se pueden observar potencias máximassobre los 300 metros, siendo estas medidas muysuperiores en sectores cercanos. La potencia delos carbonatos, también es muy variable y oscilaentre su ausencia total y los 200 m.

• Materiales alpujárrides (Unidad de Peñas Blan-cas).

La unidad alpujárride presente en el área esconocida con el nombre de Peñas Blancas. Pre-senta un grado metamórfico bajo e inferior al delas dos unidades nevadofilábrides y está consti-tuida por una formación metapelítica y su corres-pondiente formación carbonatada a techo. Elcontacto entre ambas formaciones aparecemecanizado. Los diferentes tramos que la forman,representados en la columna estratigráficacorrespondiente de la figura 4, son, de muro atecho, los siguientes: filitas grises y violáceas, conintercalaciones de cuarcitas verdosas, amarillen-tas, etc.; hacia arriba las filitas adquieren tonosmás azulados, y apenas se observan cuarcitas; losniveles más altos de filitas tienen tonos violáceose intercalan en algunos puntos yesos; sobre laslitologías anteriores aparecen carbonatos, que sepueden dividir en dos conjuntos, uno inferior

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principalmente calizo y otro superior, que ademásde calizas presenta una alta proporción de dolo-mías, calcoesquistos y pelitas intercaladas.

De manera simplificada se puede decir que laestructura de la zona se caracteriza por una tectónicaextensional que ha adelgazado en gran medida las dife-rentes unidades. Esta tectónica es posterior a los plie-gues y cabalgamientos responsables de la superposi-ción original de unidades, cuyas características geomé-tricas se observan mejor en los sectores adyacentes. Asu vez, la tectónica extensional es anterior a la mayorparte de los sedimentos terciarios aflorantes, siendo engran medida la responsable de su formación, al menosde los más antiguos.

En los cortes A-A´, B-B´ y C-C´(figuras 5 y 6), sepuede observar con mayor detalle la estructura de lazona.

Las estructuras más importantes en relación con losobjetivos de este trabajo, son los diferentes juegos defallas observables, posteriores a los pliegues anterior-mente descritos. Tales juegos de falla se describen en elapartado siguiente.

Como se puede observar en la cartografía, existenvarios juegos de fracturas importantes que afectan a lasestructuras anteriores, a los sedimentos terciarios y alos materiales nevadofilábrides y alpujárrides: Fallas dedesgarre dextrorsas de dirección E-O y Juego de fractu-ras NNE-SSO.

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Figura 4. Columna sintética de sucesión de materiales dentrode la Unidad alpujárride de Peñas Blancas

Figura 3. Columna sintética de sucesión de materiales dentrodel complejo Nevado-Filábride

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Figura 5. Cartografía geológica.

Marco hidrogeológico

El Dominio del Bético de Murcia (o zonas internasbéticas) está caracterizado por la superposición de dife-rentes mantos de cabalgamiento y la posterior intrusiónde material volcánico, que, junto con la intensa fractu-ración, dan como resultado una compleja estructurageológica. Tal estructura consiste en gran cantidad debloques triásicos de naturaleza carbonatada y pequeñaextensión (acuíferos), aislados entre sí por los materia-les metapelíticos permotriásicos impermeables quecomponen la base de cada manto. Además de lo ante-rior, las intercalaciones de materiales metapelíticos en

las formaciones carbonatadas añaden nuevas compar-timentaciones.

Dentro del marco general de la planificación hidro-lógica de la cuenca del Segura, los sondeos de la tomade la desaladora están emplazados, en una zona, sinacuíferos definidos oficialmente, que queda entre losacuíferos Los Molares-Lorente y Vértice-Horno de laUnidad Hidrogeológica 07.32 “Mazarrón” (CHS, 1997),y muy cerca del límite suroccidental del segundo citado.En la figura 7 se localizan los acuíferos estudiados y elárea donde se ha realizado cartografía geológica dedetalle.

El acuífero de los Molares-Lorente (18,5 km2) está compuestopor dolomías negras y calizas alpujá-rrides, y mármoles fajeados y calizo-dolomíticos nevadofilábrides. Lascorrespondientes formaciones meta-pelíticas (calcoesquistos alpujárridesy micaesquistos nevadofilábrides)actúan como sustrato y bordesimpermeables. En ocasiones, elcabalgamiento de los materialesAlpujárrides sobre los Nevado-Filá-brides, hace que se pongan en con-tacto las formaciones carbonatadasde ambos complejos. El sistema pre-senta en cartografía una forma alar-gada de dirección SW-NE.

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Figura 6. Cortes geológicos.

Figura 7. Localización de los acuíferosestudiados y área con cartografía geoló-gica.

El acuífero está limitado al NW por los diferentestramos impermeables Nevado-Filábrides. Al SE estáseparado del acuífero Vértice-Horno por los nivelesimpermeables basales alpujárrides, aunque en carto-grafía no se observa el contacto al estar cubierto por elCuaternario. Por el sur, el límite está trazado de formaaproximada, con apoyo de datos piezométricos e hidro-químicos que indican la desconexión del acuífero con elmar, sobre los materiales detríticos Terciarios y Cuater-narios post-orogénicos.

Los sondeos (perforaciones de pequeño diámetro -≅ 0,5 m – y gran profundidad) tienen el nivel estáticoentre 18 y 213 m, con cotas del agua comprendidasentre -153 m s.n.m y 203 m s.n.m.

Con los datos piezométricos históricos del IGME ylos tomados para este estudio, se han elaborado dosmapas de isopiezas de fechas abril de 1987 y abril de2002. En la figura 8 se observa que los descensos máxi-mos entre ambas fechas llegan a alcanzar los 50 m.

El descenso de los niveles entre los años 1980 y1988 varía sensiblemente de unos puntos de observa-ción a otros, y está comprendido entre 1,5 y 8 m/a. Apartir de 1988 sólo hay datos en el punto 263940020,donde parece que se estabilizan los niveles ligeramen-te por debajo de la cota –100 m s.n.m., si bien en esteúltimo año se ha observado un fuerte descenso.

La amortiguación progresiva en los últimos años(desde 1996) de las citadas oscilaciones se atribuye a ladisminución de las explotaciones, y no a una posibleentrada de agua del mar.

La recarga del acuífero Los Molares-Lorente seproduce exclusivamente por infiltración del agua de llu-via, evaluada en 0,25 hm3/a en el Plan Hidrológico dela Cuenca del Segura. La descarga del sistema se pro-

duce por bombeos en su totalidad con un valor de 4,86hm3/a (aunque en períodos anteriores existen referen-cias de que alcanzó los 8 hm3/a), no habiendo ningunasurgencia y no considerándose salidas submarinas. Conlos valores anteriores, el déficit de recursos existente esde 4,61 hm3/a, lo que se traduce en un progresivo des-censo de los niveles piezométricos y en una disminuciónde las reservas del acuífero.

El estudio hidroquímico se ha enfocado a la carac-terización de las aguas del acuífero de los Molares-Lorente, en el sentido de investigar el fenómeno deintrusión marina que se debería evidenciar, si el acuíferopresentase conexión hidráulica con el mar, teniendo encuenta el mantenimiento de los niveles piezométricosmuy por debajo de la cota cero a escasa distancia delmar. Para elaborar esta información se ha contado conlos datos históricos de calidad del IGME en el acuíferoLos Molares-Lorente y con los análisis de las cuatromuestras tomadas ex profeso en enero y abril de 2002.

Las facies hidroquímicas predominantes en elacuífero Los Molares-Lorente varían entre cloruradasbicarbonatadas sodico-cálcicas a bicarbonatadas cloru-radas calcico-sódicas, en sentido general. Las conducti-vidades oscilan entre 2000 y 5000 µS/cm. En las cuatromuestras tomadas en el estudio, dos de ellas han sidocloruradas sódicas y otras dos sulfatadas sódicas conconductividades entre 2780 y 8330 µS/cm.

El hecho de que los niveles piezométricos en elacuífero de Los Molares-Lorente hayan llegado a situar-se a cotas bajo el nivel del mar de hasta 120 m, y quesus aguas no presenten elevados índices de salinidad esya de por sí una razón importante para suponer la des-conexión con el mar de este acuífero. No obstante se haefectuado un estudio de las tendencias de la salinidad

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Figura 8. Evolución piezométrica en el acuífero Los Molares-Lorente.

y, especialmente, de las relaciones iónicas que mani-fiestan la no existencia de indicios de intrusión marina.

El acuífero Vértice Horno está ubicado al sureste delsistema Los Molares-Lorente. Desde el punto de vistageográfico se distinguen los relieves del vértice Horno,del que toma el nombre, y el de Peñas Blancas. Presentauna superficie de 14,1 km2, que en su práctica totalidadcorresponde a afloramientos de materiales carbonata-dos de alta permeabilidad y a materiales detríticos ter-ciarios y cuaternarios de permeabilidad variable.

Los materiales carbonatados pertenecen a la uni-dad Peñas Blancas del Complejo Alpujárride que cabal-gan en la parte norte al Complejo Nevado-Filábride. Laserie estratigráfica de nevado-filábride consiste enmicaesquistos claros, cuarcíticos y albíticos, con tonali-dad gris plateada sobre los que se disponen mármolesfajeados cipolínicos y mármoles calizo-dolomíticos decolor crema, que son cabalgados por areniscas, pizarrasy cuarcitas, a veces con yesos, y calizas recristalizadascolor crema (Ud. Peñas Blancas). En algunos puntos doso los tres paquetes carbonatados están superpuestospor contacto mecánico.

En este acuífero, la mayor parte de los puntos deagua corresponden a pozos abiertos de profundidadinferior a 20 m, sin interés para los objetivos del estu-dio ya que captan materiales detríticos del Cuaternarioo Terciario presentando niveles estáticos entre 4 y 12 mde profundidad con cotas de 150 a 285 m s.n.m. En elúnico sondeo significativo con información, el nivel pie-zométrico se situaba, en el año 1990, a una profundi-dad de 42 m que proporciona una cota de 58 m s.n.m.representativa conjunto carbonatado del alpujárride. Seconsidera que la cota del agua debe estar, al menos, porencima del nivel del mar, en todo el sistema acuífero.

La recarga del sistema acuífero se produce exclusi-vamente por infiltración del agua de lluvia. Según losvalores tomados del Plan Hidrológico de la Cuenca delSegura, la entrada por lluvia útil es de 0,10 hm3/a y ladescarga se produce por bombeos (0,01 hm3/a) ymanantiales (0,09 hm3/a), lo que supone un total de0,10 hm3/a que conlleva a aceptar que el sistema estáen equilibrio. No se consideran salidas submarinas.

El acuífero VALDELENTISCO o de la desembocadu-ra de la rambla de Valdelentisco, captado por los son-deos de la posible toma de la desaladora, no tiene rela-ción con los acuíferos Los Molares-Lorente y VérticeHorno. Se trata de un pequeño compartimento de unos0,2 km2 de superficie, donde el tramo acuífero principalestá compuesto por dolomías con intercalaciones decalcoesquistos y filitas de la Unidad de Peñas Blancas(alpujárride) que afloran en los límites norte y este,fuera del compartimento. Sobre estos materiales se dis-ponen terrenos detríticos terciarios y cuaternarios depermeabilidad media a baja.

Los límites del sistema han sido deducidos porinterpretación conjunta del estudio geológico, datospiezométricos, geofísica y el ensayo de bombeo delarga duración.

El límite norte viene definido por una falla de direc-ción aproximada Este-Oeste que separa el pequeñoafloramiento de carbonatos alpujárrides situado alnorte del acuífero de Valdelentisco. El bloque sur esta-ría hundido con un espesor de unos 100 m de sedi-mentos detríticos terciarios bajo los que se encuentranlos materiales carbonatados, según se deduce del son-deo Valdelentisco A. Esta falla ha sido deducida a par-tir de la interpretación del bombeo de ensayo de largaduración. El límite sur es abierto por lo que el acuíferoestá en relación hidráulica con el mar a una distanciade 300 m según deducción del ensayo de bombeo. Porel sureste, el ensayo de bombeo de larga duración hadado una barrera que coincidiría con la prolongaciónhacia el sur de la falla que delimita el acuífero VérticeHorno en su extremo suroccidental y lo desconecta delacuífero de Valdelentisco. El límite oeste no ha podidoser definido con exactitud pero vendría dado por la con-tituidad hacia el sur de las fallas de dirección Norte-Surque se observan en la cartografía geológica.

En relación con la desconexión del acuífero de Val-delentisco respecto al de los Molares-Lorente cabeseñalar que además de la falla del límite norte ante-riormente deducida, la interpretación del SEV 5 pone demanifiesto la existencia de un bloque hundido en el queel espesor de materiales detríticos supera los 300 m.Por el sur este bloque estaría delimitado por una fallaque provoca la desconexión de los afloramientos car-bonatados ya que la potencia observada de éstos nosupera los 200 m (véase estudio geológico). Por el ladonorte, entre el SEV 5 y los sondeos 263940004-5-27que captan el acuífero Los Molares-Lorente, se deducede la misma manera que debe existir otro accidente tec-tónico ya que los carbonatos alpujárrides son captadosen tales sondeos a menor profundidad, unos 100 m. Endefinitiva, desde el punto de vista estructural no pareceposible la conexión hidráulica entre los materiales car-bonatados del acuífero Los Molares-Lorente y los delacuífero de Valdelentisco, lo que además se confirmapor piezometría e hidroquímica.

En condiciones no influenciadas, la piezometría delacuífero carbonatado debe suponerse a cota cero dadasu alta transmisividad, ausencia de recarga y cercanía alborde costero.

En el acuífero de Valdelentisco la recarga del tramocarbonatado alpujárride es nula ya que habría queadmitir que la lluvia útil, ya de por sí escasa, que segenera sobre los afloramientos poco permeables demateriales cuaternarios, pueda percolar a través de lasmargas miocenas subyacentes.

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BOMBEO DE ENSAYO DE LARGA DURACIÓNEl diseño de la toma de agua de mar de la desala-

dora y el conocimiento hidrogeológico de la zona plan-teaban la necesidad de realizar un bombeo de largaduración que permitiera conocer las posibilidades deunas extracciones futuras de unos 100 hm3/a querequería la puesta en marcha de la desaladora.

El programa de bombeo previsto fue: caudal debombeo de 250 l/s durante 20 días y el dispositivo deobservación constituido por el pozo de bombeo (VAL-DELENTISCO III) y como piezómetros los sondeos: VAL-DELENTISCO IV, VALDELENTISCO I, VALDELENTISCO A,VALDELENTISCO B, VALDELENTISCO C y VALDELENTIS-CO D.

Las conclusiones que resultaron de la interpreta-ción del bombeo se pueden resumir en:

• Determinación de las características hidráulicasdel acuífero.Los valores calculados de T en los descensos del

pozo de bombeo y de los piezómetros dan cifrasque oscilan entre 154 y 1186 m2/h, y en la recu-peración entre 261 y 822 m2/h. En nuestra opi-nión, esta diferencia de valores debe justificarsepor la variación de espesores del acuífero. Latransmisividad media y también más frecuentedebe considerarse como la de 500 m2/h. Estevalor vendría también refrendado por los datosde recuperación que, como se sabe, son más fia-bles que los del descenso.La permeabilidad (K) media para el conjunto delacuífero puede considerarse como de 4 m/h,sobretodo si consideramos que el espesor mediodel acuífero es de 150 m y su transmisividadmedia de 500 m2/h.

• Delimitación del acuífero.Los radios de influencia calculados mediante elbombeo de ensayo permitieron estimar algunosde los límites hidrogeológicos del acuífero de larambla de Valdelentisco.

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Figura 9. Interpretación hidrogeológica.

MODELO MATEMÁTICO.En el caso que nos ocupa, el medio subterráneo

está constituido por acuífero profundo, objeto principalde estudio, compuesto por materiales dolomíticos alpu-járrides muy karstificados con intercalaciones de calco-esquistos y filitas. Este acuífero está confinado bajo unpotente recubrimiento impermeable de sedimentosmargosos terciarios y un acuífero superior cuaternariode permebilidad media. Se ha propuesto, por tanto, unmodelo hidrogeológico compuesto por tres capas:acuífero profundo carbonatado, sedimentos terciariosconfinantes y acuífero superficial Cuaternario.

Los límites norte y este del acuífero carbonatadocorresponden a fallas que se han puesto de manifiestoen el estudio geológico y, especialmente, en el ensayode bombeo de larga duración. El límite oeste es impre-ciso y ha sido trazado de forma aproximada represen-tando igualmente la existencia de una probable fallaque hundiría el bloque occidental. El límite sur es abier-to presentando conexión hidráulica con el mar.

El acuífero carbonatado está confinado bajo los

materiales terciarios de muy baja permeabilidad por loque la alimentación que recibe a través de éstos puedeconsiderarse despreciable. Asímismo, con los datos dis-ponibles, se descarta la conexión hidráulica con los acu-íferos Los Molares-Lorente y Vértice Horno. La piezome-tría real del acuífero carbonatado en condiciones noinfluenciadas debe situarse a cota prácticamente cero,condicionada por su relación con el mar.

El acuífero Cuaternario, formado por materialesdetríticos (limos, arenas y gravas fundamentalmente),está asociado a los depósitos aluviales de la rambla deValdelentisco. El espesor de los depósitos es variableestimándose su aumento en la vertical de la rambla. Lossondeos realizados han detectado reducidos espesoresde sedimentos cuaternarios (inferiores a 10 m). Se tratade un acuífero de escasa productividad por lo que lamodelización matemática, que no es objetivo principalde este estudio, podría obviarse si, además, se tiene queno tiene relación hidráulica con el acuífero carbonata-do. La única recarga considerada es la que se producea partir de la infiltración de la precipitación, unos 15

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Figura 10. Plano de isopiezas a los 16320 minutos de bombeo.

mm/a. Es despreciable la posible entrada por infiltraciónde los caudales que puedan circular por la rambla deValdelentisco. Las isopiezas trazadas con anterioridad alensayo de bombeo indican la existencia de un flujohacia el mar.

Desde el punto de vista geométrico, los datos dis-ponibles dentro del dominio del modelo correspondena las ocho perforaciones realizadas (I, II, III, IV, A, B, C,D) que indican espesores de sedimentos detríticos ter-ciarios y cuaternario entre 97 y 176 m. Los espesoresdel acuífero kárstico están comprendidos en 38 y 70 m,tratándose de valores mínimos ya que los sondeos noson totalmente penetrantes. En este sentido cabe resal-tar que, según el estudio geológico, la potencia máximaobservada en superficie de la formación carbonatadaalpujárride, variable según la vertical donde se mida,puede llegar a alcanzar los 200 m.

Desde el punto de vista hidráulico, el esquemahidrogeológico conceptual en condiciones naturalesqueda propuesto en la figura 1. El flujo de agua dulcedel acuífero confinado es pequeño y no puede produ-cirse escape; la interfaz es en realidad una zona demezcla espesa y prácticamente horizontal por ser el sis-tema estático y muy transmisivo; el acuífero está lleno yla posible recarga sería rechazada; la piezometría esta-ría prácticamente a cota cero. En el acuífero Cuaterna-rio, de naturaleza libre, la interfase estaría más vertica-lizada.

El modelo numérico aplicado ha sido Modflow queresuelve la ecuación de flujo subterráneo mediantediferencias finitas para lo que se discretiza el medio físi-

co en bloques y los datos requeridos por el modelo seasignan al centro de éstos.

El acuífero ha sido discretizado en una mallahomogénea de celdas cuadradas de 20 m de lado (29columnas, 38 filas), y tres capas.

La superficie topográfica del modelo ha sido elabo-rada a partir del Mapa Topográfico de la Región deMurcia a escala 1:5.000. El espesor del acuífero cuater-nario ha sido considerado constante, situando el murodel acuífero a 10 m por debajo de la topografía. El murode las margas impermeables equivalente al techo delacuífero carbonatado se ha tomado a cotas entre–90 m s.n.m en la zona norte (dato del piezómetro A) y–175 m s.n.m. (sondeos III y IV). El espesor del acuíferocarbonatado se ha considerado con un valor constantede 150 m que sitúa las cotas del muro entre –240 y–325 m s.n.m.

Las permeabilidades de los acuíferos superficial yprofundo se han ido variando durante el proceso decalibración dentro del rango de valores coherentes conla litología y datos experimentales de ensayos de bom-beo.

El mejor ajuste de permeabilidad para el acuíferoCuaternario se ha obtenido en la simulación con unvalor de 0,5 m/día. La permeabilidad final consideradapara los materiales carbonatados ha sido de 120 m/díaequivalente, aproximadamente, a la que corresponderíade tomar una transmisividad media, obtenida en larecuperación del ensayo de bombeo de larga duración,de unos 500 m2/h, con un espesor constante de 150 m.

En los límites norte, este y oeste se han introducido

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Figura 11. Modelo hidrogeológico conceptual esquemático.

condiciones de contorno de flujo nulo por tratarse debordes impermeables. En el límite sur del acuífero cua-ternario se ha impuesto el nivel a cota cero (borde cos-tero). Para el acuífero carbonatado, la imposición denivel a cota cero se ha introducido más al sur, coinci-diendo, aproximadamente con la barrera de flujo cons-tante deducida del ensayo de bombeo de larga dura-ción tras la interpretación del bombeo en ValdelentiscoIII utilizando como piezómetro el sondeo I. El únicovalor de recarga introducido ha sido de 15 mm/a en elacuífero cuaternario.

Simulación en régimen naturalDe acuerdo con las condiciones descritas anterior-

mente se ha efectuado una simulación en régimen per-manente en la que las únicas condiciones de contornoestablecidas han sido la imposición de los límites a flujonulo y de nivel constante (borde costero), y la recargaen el acuífero cuartenario. Tales condiciones reflejan unrégimen de acuífero no influenciado por bombeos.

Simulación en las condiciones del ensayo debombeo de larga duración

La simulación del bombeo de ensayo se ha realiza-do en régimen permanente con objeto de evaluar elefecto de una extracción puntual de 252 l/s mantenidaindefinidamente.

Simulación de alternativas de bombeo• Diseño espacial de los pozos.

El diseño inicial de la toma de la desaladora se harealizado mediante la simulación de dos posiblesalternativas de implantación de una batería de 20sondeos con un caudal nominal de 13770 m3/día(=159 l/s =5 hm3/a) que captarían un total de100 hm3/a.La distribución más favorable es la implantación

de la batería de sondeos con una disposiciónparalela a la costa, es decir, a la condición de con-torno de nivel constante.La distribución menos favorable simulada es ladisposición de la batería de sondeos siguiendo latraza de la rambla de Valdelentisco, es decir, deforma aproximadamente perpendicular a lacosta.Los resultados para esta simulación (figuras 12 y13) demuestran que, a pesar de que los descen-sos máximos que se obtienen son los mismos queen la hipótesis anterior, unos 10 m, la forma delas isopiezas presenta una distribución menosadecuada al estar desplazadas hacia tierra aden-tro. El valor máximo de la velocidad de flujo sub-terráneo es de 75 m/día.

• Alternativas de caudales de explotación.Se han planteado cuatro hipótesis de diseño de latoma de la desaladora para obtener volúmenesanuales de agua producto de 46, 50, 57 y 64hm3, suponiendo un recobro del 45% sobre elagua de alimentación. El caudal extraido en cadapozo es de 7,9 hm3/a (250 l/s).Estas hipótesis se han incorporado al modelo deflujo con objeto de estudiar los descensos máxi-mos esperables del nivel piezométrico en funciónde los caudales bombeados. Las simulaciones sehan realizado teniendo en cuenta únicamenteuna disposición de la batería de sondeos parale-la al borde costero. En la tabla 1 se muestran losresultados de los descensos máximos obtenidosen la simulación con caudales de 102, 110, 126y 142 h3/a. A título de ejemplo se presenta lafigura 14 que muestra las líneas de isopiezas ylíneas de flujo para el caso de la hipótesis debombeo de 142 hm3/a.

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Tabla 1. Descensos máximos obtenidos para cada caso de simulación.

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Figura 12. Resultados de la simulación de la batería paralela a la costa. Acuífero carbonatado. Planta.

Figura 13. Resultados de la simulación de la batería perpendicular a la costa. Acuífero carbonatado. Planta.

CONCLUSIONESLos sondeos realizados en el área inicialmente por

la sociedad Aguas Desaladas del Campo de CartagenaS.A. y después para este estudio por ACSEGURA S.A.,captan un acuífero carbonatado correspondiente almanto alpujárride. Este acuífero se sitúa bajo un recu-brimiento impermeable de edad mioceno-cuaternariade 150-200 metros de espesor, que determina su con-finamiento. Se trata de una fosa tectónica que seextiende desde la Rambla de Valdelentisco hasta elPuerto de Mazarrón, muy afectada por fallas de direc-ción E-O y NNE-SSO, lo que determina una tectónica enbloques que condiciona la hidrogeología y tambiénconsecuentemente la extensión de las posibles unida-des hidrogeológicas existentes bajo el citado relleno. Laprospección geofísica ha puesto de manifiesto el impor-tante espesor de materiales detríticos terciarios y lacomplejidad estructural de la zona, definiendo bloqueshundidos dentro del conjunto detrítico.

El acuífero alpujárride está constituido por unpaquete calizo-dolomítico de unos 150 metros de espe-sor con intercalaciones de filitas y esquistos que oca-sionalmente puede estar laminado tectónica y/o estra-tigráficamente.

Las fallas citadas anteriormente han condicionadolos límites del acuífero captado por los sondeos y pozosrealizados hasta el momento, que en este informe

denominamos de forma genérica Acuífero Valdelentis-co. La existencia de estas fallas que compartimentan elacuífero se ha comprobado tanto en superficie, en algu-nos casos, como en profundidad a través del bombeode ensayo de larga duración realizado en el pozo Val-delentisco III.

El estudio hidrogeológico y el bombeo de ensayohan permitido definir los límites del acuífero Valdelen-tisco, de tal manera que por el Norte existe una falla dedirección E-O ligada al pequeño afloramiento delmanto alpujárride que se ha podido comprobar tam-bién por el bombeo de ensayo; por el Este se limita poruna falla que se puede seguir en superficie, que tam-bién ha sido confirmada por el bombeo de ensayo; porel Sur, el bombeo de ensayo ha determinado una falladentro del mar que podemos considerar como límite enesta dirección; y por el Oeste, se ha supuesto un límiteparalelo a una falla importante de dirección NNE-SSOdado que no se ha podido comprobar por el bombeodebido a la mala calidad del piezómetro C existente enesa dirección.

Los resultados de la prueba de bombeo de largaduración pueden resumirse en: a) la transmisividadmedia de la formación acuífera es de 500 m2/h y el coe-ficiente de almacenamiento más probable del 0’08, b)los límites hidrogeológicos del acuífero pudieron deter-minarse por asimilación con barreras de transmisividad

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Figura 14. Hipótesis de simulación con volumen extraído 142 hm3/a. 18 pozos.

que se reflejaron claramente en las evoluciones de losniveles piezométricos, y c) el descenso máximo produci-do en el pozo de bombeo fue de 2,88 m al cabo de16320 minutos en los que se produjo la estabilizacióndel nivel, lo que nos supone un descenso neto de 1metro si consideramos que las pérdidas de carga en elpozo fueron de 1,90 m.

Con los datos aportados por el estudio hidrogeoló-gico y el B.E. se definió el modelo conceptual delacuífero Valdelentisco y se preparó un modelo matemá-tico del mismo con el programa Visual MODFLOW. Unavez calibrado el modelo con los datos aportados por elB.E. de larga duración se sometió a una serie de alter-nativas de explotación del acuífero, como son 102, 110,126 y 142 hm3/a. El modelo ofreció como resultados losdescensos máximos de 10.9, 11.8, 13.4 y 15.1 metros,que parecen muy aceptables dado el bajo coste deextracción de estos caudales de abastecimiento a laplanta desaladora.

Las incertidumbres que en relación con la posibleafección a pozos de terceros, pueden disiparse total-mente, dado que el acuífero Valdelentisco no tiene rela-ción con otros acuíferos próximos, como son Los Mola-res-Lorente y Vértice Hornos. El acuífero captado por lospozos de la toma de la desaladora constituye un peque-

ño compartimento desconectado de los acuíferos LosMolares-Lorente y Vértice Horno donde la explotaciónque se realice no va a afectar a tales acuíferos. Las úni-cas captaciones existentes en este nuevo acuífero sonlas efectuadas para la desaladora. La delimitación delacuífero de la desembocadura de la rambla de Valde-lentisco ha quedado establecida con criterios estructu-rales y a partir de la interpretación del ensayo de bom-beo de larga duración.

REFERENCIASACSEGURA 2000. “Estudio de alternativas y estudio de impac-

to ambiental de las desaladoras de agua mar, sector nortey sector sur del Campo de Cartagena”.

CHS 1997. Plan Hidrológico de la cuenca del Segura. Confe-deración Hidrográfica del Segura. Secretaría de Estado deAguas y Costas. Dirección General de Obras Hidráulicas yCalidad de las Aguas. Ministerio de Medio Ambiente,Madrid.

García-Tortosa, F.J., López-Garrido A.C. y Sanz de Galdeano, C.2000. Las unidades de Cabo Tiñoso y Peñas Blancas: Revi-sión y caracterización estratigráfica de las unidades alpu-járrides del sector entre Mazarrón y Cartagena (Murcia,España). Estudios Geológicos, 56, pp. 31-40.

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