Potencial y recwsos de aguas subterráneas en las zonas de montaña de CubaIwestigaciones hidrogeológicas en Cuba, pp: 2ll-223Eds. D.M Arellar¡q MA Gómez-N{artlq t Antigüedad" 1997

POTENCIAL Y RECURSOS DE AGUAS SUBTERRÁNEAS EN LAS ZONAS DE MONTAÑADE CUBA

L.F. Molerio León; A. Menéndez Gómez; E. Flores Valdés; M.G. Guerra Oliva; C.Bustamante Allen

Centro de Hidrologfa y Calidad de /as Aguas (CENHICA), lnúituto Nacional de Recursos Hidráulicos

RESUMENSe presentan los resultados de una evaluac¡ón de los recursos de explotación de las aguassubtenáneas de un conjunto de cuencas cársicas de montaña, de algunas de las cuales se ofrecentambién determinaciones de rendimiento seguro. Se discuten las condiciones de yacencia de lasaguas subtenáneas en este t¡po de acuíferos y se ofreoen precisiones sobre las técnicas másefectivas de captación, del mismo modo que se emiten algunas consideraciones sobre laprospección hidrogeológica en esite tipo de acuíferos.

Palabras clave: Montaña, aguas subtenáneas, recursos de explotación, prospección, carso.

ABSTRACTAn assessmenl of the groundwaler resources of a set of karstic mountain basins is presented. Ofsome of them, also safe yield figures are presented. Occunence condit¡ons of groundwaters ¡n th¡skind of aquifers are depicfed while some precision upon the most effect¡ve development techn¡quesare given. Recommendations on groundwater prospecting in tropical karst mountains are described.

Key words: mountains, groundwaters, groundwater resources, prospect¡ng, karst.

INTRODUCCIÓN

Las zonas de montaña han sido relativamente poco estud¡adas en nuestro país desde elpunto de vista hidrogeológico, e históricamente, no se han evaluado, con suficiente detalle,los recursos de explotacíón de las aguas subtenáneas en los acuíferos de estas zonas.Siendo este el objet¡vo central, se seleccionaron 17 cuencas en zonas cársicas de montañapara las cuales se disponía de información geológica, geomorfológica e hidrológicasuperficial y subtenánea (fig. 1). La cuenca del Toa fue la única evaluada que no esalimentada por acuíferos cársicos.

lld4n & lLfribuciÉn üe l¡¡ :i¡ca¡ c¡t¡lirda¡

Fig. 1. Mapa de distribución de las áreas estudiadas.

L.F. Molerio I¡ón; A. Menendez Gómezl E. Flores Valdes; M.G. Guerra Oüva; C. Bustamante Allen

Como dato básico para este anál¡sis se ut¡lizaron los registros de caudales mediosmensuales registrados por las 25 estaciones hidrométricas ubicadas en los ríos a los quese conectan las cuencas objeto de estudio. Estos datos primarios fueron procesadosaplicando el análisis de las curvas de recesión de caudales, definido como el mejor métodoindirecto para el estudio de las condiciones hidrodinámicas de los acuíferos cársicos (1). Sediseñó y puso a punto la primera versión de un programa que procesa los datos decaudales mensuales: MIRIAM (versión 1.94), acrónimo de Modelo Inteqral para laevaluación de Recursos de explotación e ldentificación de Acuíferos cársicos Múltiples (2)que permite evaluar e interpretar el comportramiento de acuíferos localizados en zonas depoca accesibilidad y elevada complejidad hidrogeológica, generalmente excluidos delbalance hídrico del país. Se apoya en el cálculo de las variables hidrodlnámicas quecaracterizan el campo de propiedades físicas y la capacidad de almacenamiento y drenajede los sistemas acuíferos cársicos. En esta versión se adoptó la ecuación general deMaiffet para caracterizat la tama descendente del hidrograma de caudal.

El período de recesión promedio evaluado fue de Noviembre a Febrero, es decir, deunos 120 días. Entre 1973-1988 algunos de los autores de esta contribución procesaron, apartir de datos de caudales diarios, 360 curvas de recesión en ocho cuencas del país,pertenecientes a las provincias de Pinar del Río, Habana, Matanzas y Guantánamo. Estosresultados se incluyen, resumidos, en esta contribución, fueron especialmente útiles paracaracterizar algunos índices hidrodinámicos y argumentar sobre el rendimiento seguro devarios de estos acuíferos, toda vez que ellos permitían evaluar el comportamiento de losdiferentes subregímenes de agotamiento y, por ello, identificar la contribución, al caudalbase total, de los diferentes espacios constitutivos del sistema cársico (cavemas, grietas yporos).

DTSCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

Problemas conceptuales del desarrollo de los sistemas acuíferos en las montañas

Los carsos de montaña de Cuba constituyen, en su mayor parte, importantes zonasacuíferas. Algunos años atrás, uno de los autores (4) expuso la problemáticahidrogeológica de estas áreas cársicas que, exceptuando estudios esporádicos,permanecen sin evaluar hidrogeológicamente. Como se expresó en una oportunidad, granparte de estos tenitorios no están siquiera explorados detalladamente, si se exceptúanalgunos trabajos espeleológicos y geomofológicos.

El comportamiento hidrodinámico de los c:rrsos de montaña presenta característicasparticulares específicas, sustancialmente distintas, físicamente, de cualquier otro relievecársico. Es por esto que no le son aplicables conceptos ni técnicas de exploración v delélculo de los índices del campo de propiedades físicas v de recursos v reservas que seaplican en las áreas de acuíferos cársicos de llanura. Según (4), las siguientesparticularidades caracterizan la hidrogeología de los carsos de montaña de Cuba:

1/ En el carso de montaña se presentan flujos importantes, tanto autóctonos comoalóctonos, organizados subtenáneamente, eventualmente individualizados, perocomúnmente vinculados, cuyas zonas de alimentación y conducción y, a veces, aún laspropias zonas de descarga no son perfectamente distinguibles;

2l A menudo se presenta una zona de acumulación subtenánea alimentadapredominantemente por caudales autóctonos que, al parecer, constituyen sus másimportantes reservas; sus mecanismos de drenaje no están claros y pueden ser tanto deescalonamiento vertical como de circulación lateral, y donde sus descargas puedenaparecer concentradas, o también difusas y relacionadas morfológicamente de modo

Potencial y recursos de aguas zubterráneas en las zonas de montaña de Cuba

diverso, generalmente controlados por la pos¡ción h¡psométrica de niveles de base locales.De igual modo, parece que las zonas de acumulación drenan, en ocasiones, por s¡stemasde grietas acuíferas cuya respuesta a los estímulos de recarga del depósito son muyvariables;

3/ Aunque en los c¿¡rsos de montaña se encuentra generalmente una vertienteabsorbente y otra emisiva, vinculada la primera con los c€¡uces fluviales superficiales queinciden en la senanía y la 'segunda con las emergencias de tales caudales, también seencuentran vertientes emisivas desvinculadas de zonas de absorción alóctona en el propiomacizo cársico, así como c¿¡uces superficiales instalados en el contacto entre el carso y laroca no carsificable que imprimen al relieve un fuerte carácter fluviocársico transicional parael que además, debe estipularse otro modelo hidrogeológico;

4/ Las variedades en la tipología hidrogeológica se establecen a partir de la ausencia deniveles acuíferos continuos, tratándose tanto de bolsones acuíferos como de grietasimpenetrables y canales transitables , saturados permanentemente o sólo de modotemporal, a diferentes niveles, que pueden encontrarse aislados o conectados a redesmayores, a veces alóctonas, que los caracterizan como un merokarst;

5/ Lo anterior presentia ciertas ventajas en cuanto a la investigación hidrogeológicaregional, que se manifiesta en la delimitación de las técnicas de estudio de este medio; así,los élculos de reservas pueden efectuarse a partir de registros s¡stemát¡cos de loscaudales de descarga y absorción del macizo y cada macizo montañoso puede serconsiderado como un s¡stema o un aparato cársico particular, de acuerdo con losresultados de la exploración e investigación geoespeleológica integral, y como tales,individualizados y evaluados con notable independencia del resto del carso de montañavecino:

6/ En cuanto a la acuosidad de las rocas fisuradas no cársicas que forman partegeneralmente de las áreas de carso de montaña, no existen pruebas que permitan siquierajuzgar sobre su eventual potencial. Constituidas por hiperbasitas muy fisuradas, cabe laposibilidad -por analogía- de que constituyan fuentes acuíferas, cuyo papel en ladistribución de la recarga natural del carso de montaña, no es conocida. Los depósitosaluviales o lacuno-palustres presentan una acuosidad muy variable. Los primeros sonaprovechados localmente, sin constitu¡r importantes horizontes acuíferos, en tanto lossegundos presentan posibilidades más limitadas de desanollo de captaciones dada la finagranulometría de los sedimentos.

Factores de control geológico y geomorfológico. Goncepto de analogía

Para obtener un criterio de analogía entre las cuencas y conocer los factores geológicosy geomorfológicos que controlan la organización y desanollo de los caudales subterráneos,se realizó un análisis lógico combinatorio booleano bivalente de los atributosconespondientes a los diferentes tipos de complejos tectonofaciales y tiposmorfoestructurales del relieve (5). Como resultado, se identificaron aquellos factores que,en alguna medida, controlan el potencial hídrico de los carsos de montaña de Cuba.

Para obtener un criterio de analogía entre las cuencas y conocer los factores geológicosy geomorfológicos de control, se realizó un análisis lógico combinatorio booleano bivalente,aplicado a las características areales de los tipos de complejos tectonofaciales y tiposmorfoestructurales del relieve (5). Como resultado de la matriz de incidencia o especialcalculada en modo R (variable), se obtuvo la siguiente matriz de control que muestra cadauno de los factores que en alguna medida, por ser areales, controlan el potencial hídrico delos carsos de montaña de Cuba. Estos factores son los que alcanzan la probabilidad más

L.F. Molerio León; A. Menéndez Górnez; E. Flores Valdés; M.G. Guerra Oliva; C. Bustamante Allen

alta de ocutrencia en el relieve cubano y presentan la mayor independencia, en términosde la máxima variabilidad entre los factores involucrados en la matriz.

Los elementos lineales que controlan el carácter morfoestructural local son la long¡tud delas fallas y de los esc¿lrpes, y sus efectos se reconocen en la conformación de los tipos derégimen de flujo que controlan el drenaje de estos sistemas cársicos de montaña.

Esto indica que el patrón de la carsificación es, en todos los casos, el agrietamiento delmacizo, lo que ya fue señalado en un trabajo anterior (6) y reconocido por (7) al analizar,por separado, las cuencas de los ríos Taco Taco, Santa Cruz y San Cristóbal.

La identificación de la analogía, se obtuvo de igual forma, pero calculando la matriz enmodo Q (objeto). El mejor resultado se obtuvo utilizando como función de similitud la demáxima semeianza, sobre una matriz cuyos objetos vienen definidos por los complejostectonofaciales que se presentan en la tabla 1.

Cluster I Gluster Il Cluster lll Gluster lV

Complejosectonofaciales

uarDonaraoo.VulcanógenoSedimentario.Terrfgeno.

CarbonatadoTerrígeno.Metamórfico.

uarDonaraoo.Vulcanógeno-Sedimentario.Metamórf¡co-Cartronatado

Terrígeno.Metamórf¡co.Metamórfico-Carbonatado.

Tabla 1. Atríbutos de semejanza (analogía) deñnidos por los comple¡os tectonofaciales.

La estructura intema de los clusters así obtenidos se presentan en la tabla 2.

Gluster I Cluster ll Cluster lll Cluster lVcuyaEuateie- Portales | | Yabú-Puente Amaro Bano-Santa Rosa Caracusev-CaracusevCuyaguateie- La Guira Camaiuanl-Paso lbarra Yateras-Palenouito Caracusev-Las LLanadascuyaguate¡e- V Aniverario Guaso-Caouairanes Caracusev-Gavilanes IPan de Azricar- ll ConoresoGuacamava- La LimaCaimib- El Centralsan Diéoo- Los GavilanesLos Palac¡o€- El Ro€arioBacunadua- Sanlo DominooTaoo Taco- El Jard¡nSanta CnP- Santa AnaSan Cristóbal- La CamDanaCaúillc La Fuente

Tabla 2. Composiciónde /os c/usfers agrupados sobre Ia base de Ia semejanza tectonofacial.

Cuatro estaciones no se agruparon en cluster alguno. Estas estaciones son las del Toa-Toro ll, Toa- Aguacate, Yateras-Yuraguana y Sagua la Chica-Pastor Varela. Este resultadomuestra, entonces, cuatro clusters e igual número de estaciones aisladas.

FACTORES TECTONOFACIALES

FACTORES GEOMORFOLOGICOS

FACTORES MORFOESTRUCTURALES

NIVELES FACTORIALES

Complejo CarbonatadoComplejo Vulcanógeno-SedimentarioComplejo Terrfgeno

Relieve de montañas bajas a mediasRelieve de articulación

S¡stemas de bloques y horst en mantos de sobrecorrim¡entosHorst y bloques en cadenas monoclinales carsificadas

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Potencial y recursos de agrus subterráneas en las zonas de mmtaña de Cuba

El agrupamiento obtenido usando los atributos geomorfológicos y morfoestructurales detipo areal, no d¡o resultados lógicos, por lo que no se consideraron parE¡ agrupar lascuencas. Se impone, en otn¡ oportunidad, aclafar la validez de los rasgos areales delrelieve en la obtención de medidas de similitud entre sistemas cársicos de montaña.

Potencial Hídrico y Recursos Aprovechables

El potencial hídrico de las cuencas de montaña fue calculado en términos de reseryasreguladoras y rendimiento seguro, expresados en Hm"/año, aplicando el método de lascurvas de recesión de caudal al hidrograma hiperanual registrado en cada una de lasestaciones hidrométricas.

Las reservas reguladoras fueron obtenidas a partir de datos mensuales de caudal. Elcálculo del rendimiento seguro se efectuó, a partir de datos diarios, en nueve de los 25cienes estudiados, para los que se disponía de registros diarios de caudal e informaciónadicional, derivada de trabajos de levantamiento hidrogeológico. Para estos nueve cienesse obtuvieron sus valores mínimos, medios y máximos. Los valores mínimo y máximo delrendimiento seguro representan los caudales base extremos de la serie cronológicaestudiada; los valores medios constituyen el promedio simple de toda la serie. Debedestacarse que este rendimiento seguro medio viene definido por los aportes, que seproducen al caudal base, del drenaje subtenáneo de las cavemas y una componente queoscila entre el 25 y el 60 % del escunimiento subtenáneo aportado por las grietas. Algunosde los resultados obtenidos se resumen en la tabla 3.

Tabla 3. Potencial hlúico y recursos aprovechables de los acuÍferos cársicos de montaña.

Provincia Cuenca C¡eneAreaKrrf

PelodoEr¡aluado

Resenrs ReguladorasHrflaño

Rendimienlo SeguroHíflañoMfnimo

P¡nar del RfoCuyaguateje

Pan deAálrErGuacarnqECa¡mitoSan DiegoLos PalaciosBacunaguaTaco TacoSanta Cnzsan Cristóbal

ronates tlGuiraV Aniversariol¡ CongresoLa UmaEl CentralLo€ GavilanesEl RosarioSto DomingoEljardfnSanta AnaLa Campana

9rJ¿

28114570384

1578053%30

1(x)

19G69'1969- 88196& 901981- 86198S91f96& 90f962- 901963 76196+ 791966- 87f96& 901942-79

16.t2s.515.¿As.702.672.@3.691.733.212.031.824.80

55.55

2.210.030.38

0.473.78o.470.95

V¡lla Clara Sagua laGrandeSagua la ChicaCama¡uanf

Puente AmaroPastor VarelaPaso lbarra

443X5154

196+ 69rgan- 681967- 90

4.UO

4.433.87

r 12..36Sanct¡Splrih¡s Manatl

Cancuseylas LhnadasGavilanes I

11858%

1987- 90198& 891984 90

6.79s.882.24

16.91Granma Cauto La Fuente 92 tge|. 88 , 2.14

GuantánaírGua6o

Yateras

Toa

Santa RosaCaguairanesPalenquitoYuraguanaAguacateElToro ll

16u144787t?

326

r96& 891967- 881960" 891961- 891965- 691960- 88

8.210.685.687.É

37.8010.40

t 7O.O2

2.40.60

215

L.F. Molerio León; A. Menendez G,6mez:,8. Flores Valdes; M.G. Guerra Oliv4 C. Bustamante Allen

Régimen de Flujo

En el carso, el régimen de flujo está determinado por la presencia de tres pares deespacios físicos que caracterizan el medio geométrico por el que circula el aguasubterránea. Estos espacios son, según (8), el par matríz sólida-poros, porosgrietas, ygrietas-cavemas, los que están estrictamente jerarquizados. Como estos espacios tienenuna longitud y diámetro característicos, es posible determinar el régimen de flujo de lasaguas subtenáneas mediante el análisis de las curvas de agotamiento de caudal de cadauno de los sistemas de drenaje en estudio.

La frecuencia mensual con que se han elaborado las curvas de recesión en este trabajo,sólo permite reconocer una rama de agotamiento de manera que las componentes del flujoidentificadas en este caso son la concentnda lineal, concentrcda no lineal y difusa lineal.En sentido general, la componente de flujo más frecuente en la conducción y descarga delas cuencas estudiadas es la concentrada lineal, que representa la circulación de las aguassubtenáneas netamente a través del espacio de las grietas. Sin embargo, la identificaciónde un sólo subrégimen impide precisar la contribución del espacio de las cavemas alvolumen drenado. A los efectos de este análisis preliminar, se ha considerado que elvaciado de las cavemas está enmascarado por la fuerte componente del agotamiento através de las grietas. El tipo de flujo concentrado lineal representa más del 600/o entérminos de predominio de este espacio en el drenaje del carso de montaña de Cuba.

Análisis correlatorio, espectral y de las medidas de dispersión

Las técnicas de análisis correlatorio y espectral se aplicaron a las series mensuales decaudal para caracterizar los sistemas acuíferos en correspondencia con la forma en que elcampo de propiedades físicas modula la señal de entrada, es decir, la lluvia. Elconelograma simple representa la dependencia, en tiempos crecientes, entre los caudalessucesivos. Cuando el autoconelograma üende rápidamente a cero, caracteriza unasucesión de eventos independientes entre sí, por lo que el fenómeno analizados, ennuestro caso, la distribución de los caudales, puede considerarse como uno de tipocuasialeatorio, altamente dependiente del comportamiento de la lluvia. El autoconelogramaque decrece lentamente indica un fenómeno muy estructurado, donde los eventosparciales presentan una fuerte dependencia entre sí. Un criterio común para distinguir elcomportamiento del autocorrelograma es el Límite de Andersen, tomado como el intervalode tiempo en que la autoconelación de la serie alc.anza el valor 0,2. Tal intervalo sedesigna como Efecto de Memoria"o lnercia"del sistema y es un indicador indirecto de laimportancia de los volúmenes de agua drenados por tal sistema.

El espectro de varianza conesponde a una descomposición de la varianza de la seriepara diferentes frecuencias; además de permitir detectar las diversas tendencias (de tiposecular, estacional y aleatorias) suministra información adicional sobre los mecanismos detransferencia de caudal entre los diferentes espacios acuíferos. Particularmenteimportantes son, en este sentido, la identificación de los tiempos de filtrado y de regulación.El primero, porque representa el período en que el sistema asimila y transforma totalmentelas componentes secular, estacional y aleatoria, definido por el ancho de la bandaespectral, y el segundo define la duración de la influencia de una lluvia unitaria efectivasobre el sistema. De esta manera, a un efecto de memoria elevado conespondería unelevado potencial hídrico y, en consecuencia, largos tiempos de regulación y bandasespectrales estrechas, es decir, tiempos cortos de filtrado.

Para el análisis se tomó, como valor de truncamiento, la mitad de la longitud de la serie.El paso de tiempo mensual limita poder establecer algunas generalizaciones acerca deltiempo de regulación del sistema. En los sistemas cársicos los valores de efecto de

Potencial y recrusos de aguas subteráneas en las zonas de monkñ¿ de Cuba

memoria y los derivados del análisis espectral se interpretan en términos de la organizacióndel drenaje subterráneo. Así, largos t¡empos de inercia y de regulación, en bandasespectft¡les estrechas, indican una fuerte integración de los conductos acuíferos donde lascomponentes de drenaje subtenáneo predominantes vienen de la contribución del flujo através de grietas y poros, aquí la descarga es mucho más lenta que en aquellos bienintegrados, circulando a través de cavemas, en los que la inercia es mucho menor, lasbandas espectrales son muy anchas y los tiempos de regulación son muy cortos. Estos sonlos ffamados sistemas "bien dtenados" en contraposición a los primeros, denominadossistemas 'mal drcnados" en la literatura clásica. Es importante destacar que las reservasde aoua subtenánea, en otras condiciones de vacencia, son más importantes en los maldrenados que en los bien drenados oero. de modo inverso. en la montaña. éstos son losque meiores posibilidades de captación ofrecen. En general, el efecto de memoria, tomadoal Límite de Andersen, no es muy elevado, comúnmente del orden de los 45 días y, enalgunos casos, como en los sistemas drenados por el Cuyaguateje hasta la estación VAniversario y Yateras hasta Yuraguana son, incluso inferiores a 30 días. Las bajas inerciasson indicadoras de reservas no muy grandes de aguas subtenáneas.

Las bandas espectrales se mueven entre las frecuencias medias (0,2-0,3) y altas (t 0,4),que representan, respectivamente, nueve y siete casos. Cinco sistemas se encuentran enlas altas frecuencias (0,3-0,4) en tanto sólo dos, en las bajas (hasta 0,1). Excepto en esteúltimo, ello es un indicador de la elevada dependencia de los estímulos aleatorios sobre elcomportamiento del sistema, con capacidades muy pequeñas de autoregulación, por logeneral del orden de los 2-3 meses y, a veces menores. En consecuencia, las eventualescaptaciones requieren de frecuencias de recarga natural no inferiores a ese orden paramantener caudales adecuados de explotación, toda vez que esto indica bajas propiedadesde almacenamiento. Ello es particularmente relevante en la zona de las altas frecuencias,donde la componente aleatoria es la más importante en la distribución de los caudales.

Los ciclos anuales se reconocen en todos los sistemas, así como los estacionales pero,en este último caso, no son necesariamente semestrales. Estos se reconocen, netamente,en Cautillo-La Fuente, Guaso-Caguairanes, y en las dos estaciones de Yateras. Pero esmás común encontrar ciclos de ocho meses y menores de seis, incluso de dos, tres ycuatro meses.

Gondiciones de yacencia y descarga

Sobre la base de las clases obtenidas según los complejos tectonofaciales, seanalizaron las respuestas de los sistemas de acuerdo con los tipos de régimen de flujoexistentes y a su frecuencia.

El primer orupo está formado por las cuencas de Pinar del Río y Granma (cierre LaFuente) y en ellas están presentes los complejos vulcanógeno-sedimentario, carbonatado ytenígeno. En cuanto a movimiento de fluído se refiere, la componente de flujopredominante en estos acuíferos es la concentrada lineal en el espacio de las grietas sindejar de mencionar que, en algunos períodos de recesión, la conducción y descarga serealizan también según el espacio de las grietas, pero drenando con flujo difuso. Estosignifica que el drenaje con flujo concentrado indica que la circulación del agua siguepatrones lineales que condicionan las direcciones preferenciales del escurrimientosubterráneo. Cuando se manifiesta flujo difuso, la pendiente de la curva de agotamiento decaudales es más suave. La circulación del agua subterránea se hace más lenta,evidenciándose en los tiempos de residencia del agua en el sistema. Este comportamientoes característico de los sistemas acuíferos del Taco Taco, Santa Cruz y San Cristóbal. Enel caso particular del Santa Cruz, existen tres años de flujo difuso en los períodos derecesión del73-76, y para cada período la recesión empieza con caudales más bajos, esto

L.F. Molerio Leon; A. Menéndez Gómez; E. Flores Valdés; M.G. Guerra Oliva; C. Bustamante Allen

es debido a que no ha habido la alimentación suficiente como para que se reacüven otrosespacios del carso y aumenten los caudales.

En las cuencas donde se evidencia la componente de flujo concentrado no lineal, en nopocos períodos de recesión , se debe a que la conducción y descarga de los sistemas serealiza fundamentalmente a través de cavemas, debido a estímulos que provocan que secolmaten todos los espacios colectores-conductores. Los tiempos de residencia de lasaguas son mucho menores comparándolos con otros períodos donde la componente deflujo es lineal. Las cuenc€¡s del Cuyaguateje (La Guira) y Bacunagua (Santo Domingo),manifiestan este flujo turbulento y, precisamente, ellas drenan los sistemas cavemarios deMajaguas-Cantera, Fuentes y Los Perdidos (figs.2-4). Un comportamiento similar seaprecia en las cuenc€¡s de los ríos Pan de Azúcar y Guacamaya, aunque las series dedatos tan cortas (seis años) no permiten llegar a interpretaciones concluyentes.

El seeundo qrupo lo conforman las cuencas de los ríos Yabú y Camajuaní en laprovincia de Villa Clara. En estas cuencas están presentes los complejos vulcanógeno-sedimentario, carbonatado, tenígeno y metamórfico cumpliéndose en ellos lascaracterísticas deltipo de régimen de flujo concentrado lineal. La Cuenca del río Yabú, conuna serie de solo cinco años, refleja régimen de flujo concentrado lineal, no sucede así enel río Camajuaní, donde también ocuren drenajes en régimen concentrado no lineal ydifuso lineal en este orden de importancia.

El tercer arupo está formado por las cuencas del río Bano, Yateras (Palenquito) yGuaso (Caguairanes). En ellas están presentes los complejos tectonofaciales vulcanógeno-sedimentario, carbonatado y carbonatado-tenígeno. En las cuencas de los ríos Bano yYateras predomina el régimen de flujo concentrado lineal, sin dejar de mencionar que, en elYateras se manifiesta, además, el drenaje de tipo difuso lineal. En el caso particular delGuaso el flujo predominante es el concentrado no lineal, lo que se refleja por grandessistemas de cavernas directamente conectadas desde el sumidero hasta la cueva delCampanario y los manantiales que drenan el sistema en la base de la cuenca. Con unaimportancia secundaria se observan drenajes en régimen concentrado lineal y difuso lineal,indicadores de un complicado sistema de agrietamiento en el acuífero.

En el gto y último grupo se presentan los complejos tectonofaciales terrígeno,metamórfico y metamórfico-carbonatado conformando la cuenca del río Manatí. Lainformación de que se dispone es muy corta (de tres a siete años) y nos refleja unpredominio del régimen concentrado lineal en el curso inferior y medio de la cuenca. En elcurso superior de la cuenca se manifiestan los regímenes concentrado lineal y difuso lineal,lo que indica un predominío de funcionamiento del espacio de las grietas en todo el sistemaacuífero.

Para caracterizar las condiciones de vacencia v descarqa de los sistemas acuíferos deq@¡[g, nos basamos en (12,13). Se agruparon los cierres por regiones cársicas concondiciones hidrológicas y morfoestructurales comunes que definen las condiciones dealimentación, conducción y descarga de las cuencas estudiadas.

Cuencas de Ia Sierra de los Orqanos: La dirección del flujo subterráneo se producecomo consecuencia de la transfluencia y transcunencia de la red fluvial superficial,parcialmente subteránea, y también como resultado de la descarga de bolsones de caudalautóctono que constituyen una modalidad particular del drenaje. La alimentación,movimiento y descarga de las aguas se efectúa a través de formas cársicas muchas vecesenlazadas en circuitos unidos (fig. 2). Las formas de conducción más importantes laintegran cavidades directas de caudal alóctono y autóctono y las formas de emisión laintegran fuentes de caudal auctóctono que generalmente descargan concentrados sobre

Potencial y recursos de aguas subtemíneas en las zonas de monta¡ia de Cuba

los valles fluviales, como es el caso de los manantiales de El Resolladero, Mal Paso y LaPimienta.

Cuencas de la Sierra del Rosarío,' En las cuencas ubicadas en la Siena del Rosa¡io.tales como San Diego, Los Palacios, Bacunagua, Taco Taco, Santa Cruz y San Cristóbd,la descarga de los caudales autóctonos se efectúa hacia las redes fluviales colectoraslabradas sobre las superficies no carsificables. La alimentación, movimiento y descarga noestán bien definidas geomorfológicamente, por lo que su localización no está clara, aunqueexiste una importante componente de alimentación a través de simas verticales osubverticales que contactan con la red subtenánea principalmente desarrollada al nivel delos valles superficiales. De igual modo las relaciones de alimentación alóctona y autóctonason complejas, ya que en general puede considerarse un carso suspendido. Sin embargo.la red cársica funciona como recarga a la zona de drenaje superficial (fig. 3). La redsuperficial localmente está bien desarollada.

Cuenca de la Sierra Guamuhava-Trinidad: En cuanto a la cuenca del río Manatí,ubicada en la región cársica Sierra de Guamuhaya-Trinidad, las relaciones hidrodinámicasno están claras. La alimentación ocune completamente a part¡r de caudales autóctonos, dedrenaje subtenáneo, así como aportes superficiales a través de formas cársicas locales. Laconducción no está organizada en redes preferenciales; sino que ocure por un patrón deagrietamiento, aunque se han observado cavemas activas de poco desarrollo lineal. Ladescarga ocurre localmente mediante surgencias que pueden constituir cavemas emisivasdrenando generalmente sistemas locales de drenaje, asi como se observan sistemaslocales de grietas que cumplen igual funcionam¡ento.

Cuencas de Ia Serranía Fomento-Cahaísuán: La alimentación de estos sistemas eshíbrida, tanto autóctona proveniente de las precipitaciones a través de formas de absorcióndel tipo de campos de lapiez indirecto y depresiones cársicas parcialmente colmatadas,como alóctona, esencialmente de las partes no cársicas de las cuencas, a partir delescunimiento superficial. La conducción ocune mediante cavemas transfluentes, lo quedetermina un flujo subtenáneo bien organizado. La descarga se produce indistintamente através de cavemas emisivas así como por manantiales de flujo difuso, en el contacto entrelas rocas cársicas y no cársicas. Morfológicamente se representan estos acuíferosmediante bloques calcáreos colgados, lo que individualiza aparatos cársicos bien definidos.Esto determina que las zonas de alimentación, conducción y descarga estén biendelimitadas.

Cuenca de la Sierra de Guisa-Los Nesros (Calizas de Bairel: La cuenca del ríoCautillo se ubica en la región Sierra de Baire, particular región cársica del país. Suscondiciones de alimentación, movimiento y descarga no están claras. La primera ocufre enla mayoría del tenitorio directamente sobre el macizo carsificado, a través de formas deabsorción abundantes en la región. La conducción de las aguas subtenáneas se efectuapor medio de redes bien organizadas. La emisión está directamente vinculada a esta redde conductos érsicos mediante un patrón de agrietamiento bien interconectado, aunqueno pueden descartarse descargas locales de sistemas individualizados.

Estas cuencas se presentan como sistemascársicos de la cársica Meseta del Guaso. En estos sistemas. las formas deabsorción indican claramente las variaciones locales del flujo concentrado y ,con menosimportancia, alimentación híbrida fundamentalmente en valles fluvioc'ársicos. Laalimentación de los ríos Guaso y Yateras ocufre a partir de fuentes de flujo concentradocon elevados aportes de caudal autóctono del macizo, no ocunÍendo así con el rÍo Banoque nace a partir de flujo difuso. La conducción üene lugar a través de numerosoconductos, y las formas de absorción también son abundantes del üpo periférico que

L-F. Molerio Leon; A. Menéndez Gómeq E. Flores Valdes; M.G. Guerra Oliva; C. Bustamante Allen

limitan a la región cársica. Se conocen, además, numerosos manantialeslocalmente en las depresiones cársicas y hacia los rios principales.

que drenan

F¡9. 2. Red subtenánea de los anoyos Majagua y Cantera, generadores del sistema cavemar¡o.

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Fig 3. Red de galerías del Sisfema Cavernario Los Perdidos. Reconido subtenáneo del río Bacunagua.

Particularidades de la captación de agua subterránea en la montaña

Por lo común, /as aguas subtenáneas en Ia montaña rcpresentan un potencial limitado alos efecfos de emprcnder su captación a gnn escala. Ello se debe a que los acuíferos demontaña son reducidos y de limitado espesor, no forman grandes sistemas interconectadosy son sumamente dependientes de las variaciones en la recarga natural. La contribucióndel drenaje subtenáneo al escunimiento total calculada para los territorios aquí estudiadoses la sumatoria de la contribución de nurnerosos aparatos qársicos, a veces aislados, queconstituyen, por ello, s¡stemas de flujo locales. En consecuencia. el desanollo decaptaciones en estas reoiones debe atender. ante todo. esta oarticular característica.

Las formas de captación más comunes de agua subtenánea en las zonas de montañascársicas de Cuba son: aprovechamiento de manantiales (con o sin regulación artificial);aprovechamiento directo de los caudales fluviales (tomas en los ríos); aprovechamiento delos lagos subtenáneos en cavemas y, pozos criollos, habida cuenta de que, históricamente,los aprovechamientos de agua subterránea han resultado casi totalmente artesanales ydestinados a la satisfacción de una demanda mín¡ma, por lo común, no más allá de las

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Potencial y recursos de aguas subternirieas en las zonas de montaña de Cuba

necesidades domésticas. Casos excepcionales, por ejemplo, lo constituye la Meseta delGuaso, donde la descarga subterránea de la cueva del Campanario ha sido ut¡lizada,desde principios de este siglo, con el propósito básico de generación de energía eléctrica.

al Aorovechamiento de manantiales: La efectividad de la captación depende del tipode manantial. Algunos fracasos notables de aprovechamíentos subtenáneos se deben aconfundir surgencias con estavelas o con "tanques" en las vertientes absorbentes de lasmontañas. En este sentido, las formas más apropiadas resultan las fuentes vauclusianasde nivel de base, las surgencias de caudal autóctono de nivel de base y los lagos de los"trop-pleins" vinculados a sistemas mal drenados, caracterizados por su elevada inercia eimportantes volúmenes almacenados. Las construcciones del tipo de "cajas de agua", muycomunes, deben prever, en el caso de las fuentes vauclusianas, las descargas violentas einstantáneas promovidas por aguaceros tonenciales de respuesta rápida.

bl Aprovechamiento directo de los caudales fluviales (tomas en los ríod; Estascaptaciones son comunes en los valles de fondo plano, generalmente con coberturaarcillosa. En tales casos, las capacidades de extracción son mayores y se destinan al riegode pequeñas parcelas y, parcialmente al abastecimiento domésüco. Estas tomaspresentan, como inconven¡ente, que no siempre pueden asegurar una adecuada calidadde las aguas, debida a fenómenos de turbidez y contaminación bacteriológica. Por locomún, estas aguas presentan baja mineralización y, cuando predomina la alimentaciónalóctona desde zonas tenígenas, presentan bajo contenido de calcio y magnesio.

cl Aprovechamiento de los laoos subterráneos en cavernas.' En cavemas de fácilacceso, es común que parte del abastecimiento doméstico se realice a partir de la colectamanual de aguas de percolación almacenadas en los lagos subterráneos, tanto del tipo de"gours" (o represas naturales) como de depósitos remanentes de avenidas o deafloramientos locales del nivel de las aguas subtenáneas. La primera y la última suelen seraguas de excelente calidad físico-química y bacteriológica, no así las segundas, sobre todocuando están vinculadas a avenidas.

dl Captaciones mediante pozos criollos.' Esta práctica es común en valles de fondoplano, en algunos fondos de poljes o uvalas y en la corteza de intemperismo de losdepósitos de acaneo o derivados de las rocas no carbonatadas. Sus caudales suelen serexiguos, c€¡paces de satisfacer pequeñas demandas domésticas. Los pozos son pocoprofundos, de no más de 5 metros y de gran diámetro. Aprovechan aguas de infiltración y,localmente aguas de acuíferos subálveos o colgados de muy poca potencia. Su calidad esmuy variable, aunque por lo general son aguas de muy baja mineralización, suscepübles decontaminarse rápidamente. Las captaciones mediante pozos tubulares son exitosas sólocuando logran aprovechar los acuíferos calcáreos de fondo de valles que no hayanatravesado fases lacustres durante su evolución hidrológica. En este caso, los materialesfinos de la sedimentación lacunar suelen sellar los conductos cársicos convirtiendo eldesanollo de los pozos en una tarea muy poco efectiva.

NOTA FINAL

Las captaciones en relieves cársicos de montaña deben realizarse directamente sobre elnivel de descarga en los sistemas de flujo, tanto locales como regionales. Estas fuentespresentan el caudal base o de estiaje esencialmente autóctono de los acuíferos cársicos.Es particularmente ¡mportante conocer el área de alimentación y los recursosaprovechables de la fuente que va a ser explotada. Como premisa debe conocerse larelación hidráulica del manantial con el acuífero, ya que bolsones colgados o redesdesvinculadas, ocasionalmente activas, no son portadoras de caudales permanentes ypueden no drenar en los períodos de seca.

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L.F. Molerio león; A. Menendez Gómez; E. Flores Valdes: M.G. Guerra Oliv4 C. Bustamante Allen

Para las superficies de contacto o fluviocársicas se deben tener en cuenta las relacioneshidráulicas de la red fluvial superficial, alimentada por el acuífero; la acuosidad potencial delos sedimentos, prácticamente impermeables en relación al carso que rellenan los valles encontacto; así como el eventual estancamiento o acumulación de agua superficial o deÉpida infiltración en cavemas de sapeamiento lateral, colgadas o desvinculadas de losacuíferos; que pueden dar falsas obsewaciones del régimen de flujo en los carsos demontañas.

Las vertientes absorbentes de los valles fluviocársicos, al ser las zonas de alimentaciónde estos sistemas acuíferos, no constituyen zonas de captación del agua subtenánea Unaspecto especialmente importante a tomar en consideración es que la captación de lasaguas subtenáneas en los acuíferos cársicos de montaña reduce -o puede reducir- el qastoque. en la actualidad. se caota en las estaciones hidrométricas de la red de control vmonitoreo del escunimiento líquido superficial de los ríos que drenan estos acuíferos o esalmacenado o derivado oor obras hidrotécnicas (presas. canales. hidroeléctricas)localizadas aquas abaio. Por tal motivo el volumen total drenado por el acuífero, tiene queser separado del volumen superficial con precisión suficiente para evitar resultadosindeseables.

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