INFORME DE CAMPO

HIDROGEOLOGÍA

Javier de la Cruz Fernández

Diego Estrada Regueiro

HIDROGEOLOGÍA

4º GRADO CC. GEOLÓGICAS

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

-ENERO 2013-

La salida de campo realizada el día 30-11-2012 en la zona de Patones (Comunidad de Madrid)

tuvo como objetivo el estudio de los acuíferos de la zona, abarcando desde la localización, el

tipo de acuífero, los métodos de explotación y las litologías relacionadas con ellos.

Se realizaron varias paradas con el fin de obtener información que nos ayudara a estudiar y

clasificar los acuíferos.

1ª PARADA

Nos encontramos situados en la provincia de Guadalajara junto a la Ermita del pueblo de

Uceda en la orilla Este del río Jarama, se observa Patones de Abajo, el pueblo fue construido

sobre un abanico aluvial formado por fragmentos de calizas y pizarras que provienen de la

Sierra de Somosierra; se trata de un abanico permeable, el resto del material es cuaternario y

constituye la llanura aluvial del río. Por debajo de la llanura tenemos un paquete de yesos.

Respecto a las calizas estas tienen una dirección NW-SE y un buzamiento hacia el río. El

reconocimiento de ciertos puntos de agua sobre la llanura nos hace pensar que el material es

bueno para la existencia de un acuífero libre a escasos metros de profundidad. Estos puntos

son reconocibles por la presencia de pozos, pequeñas bolsas y campos de cultivo con

pequeñas construcciones rurales. La problemática de su explotación reside en que si se

produce una sobreexplotación de agua, el nivel freático del acuífero descendería

notablemente y a pesar de la proximidad al río, no sería suficiente.

Localizados en un escarpe encontramos materiales de tipo yesífero, arcillas en las zonas bajas

del escarpe. En la zona del escarpe la litología predominante es la pizarra.

Nos fijaremos en el acuífero formado por arenas, arcillas y yesos (Cuaternario). Los acuíferos

los clasificaremos como tipos C1 y C2 y están separados por un acuitardo de margas. Están

localizados en la zona distal de un abanico aluvial situado justo en el pueblo de Patones. Las

litologías de este abanico se corresponden con arenas y gravas con cantos poligénicos, limos

yesíferos.

El alto contenido en sulfatos del agua debido a los yesos hacen que este no fuera potable,

siendo necesario un tratamiento previo a su utilización para el consumo humano

Para localizar puntos de agua en el cuaternario buscaremos evidencias antrópicas (casas o

edificaciones) ya que probablemente existan pozos para el abastecimiento. También podemos

buscar campos de cultivo por el mismo motivo. Estos cultivos son más propicios de

encontrarlos en un medio “confinante” (materiales detríticos) por lo que es un gran indicador

de la existencia de un acuífero.

2ª PARADA Instalaciones en el Canal de Isabel II de Valdentales

Estamos en las instalaciones de Valdentales (Canal de Isabel II) encargado de la explotación y

control de pozos profundos y superficiales en el nivel freático (procedente de sedimentos

terciarios) para el abastecimiento de agua en la comunidad de Madrid durante periodos de

sequía y pre-sequia.

Comenzamos la parada con una explicación de los mecanismos de extracción y mantenimiento

de los pozos de la zona, haciendo hincapié en un mecanismo de renovación del nivel freático

debido al desgaste de estos por la explotación. Este mecanismo se denomina Azud.

El Azud de Valdentales es una pequeña presa cuyo objetivo es la derivación del caudal fluvial

destinado a la retención del agua proveniente del río y así, alimentar los Pozos Ranney cuando

el nivel era bajo debido a la sobreexplotación.

Figura 1. Sección del mapa geológico MAGNA (Valdepeñas de la Sierra) con la sección a estudiar delimitada (franja negra) y puntos de agua. Fuente: IGME .

485

Nombre: VALDEPEÑAS DE LA SIERRA

Figura 1. Pequeña presa de retención Azud de Valdentales. Fuente propia.

Partiendo de la explicación de la presa Azud nos explicaron en que consistían los pozos

Ranney. Se trata de unos pozos que podemos encontrar en la confluencia del río Lozoya y el río

Jarama. Fueron propuestos por un ingeniero americano apellidado Ranney (1934), con el

objeto de poder sacar el máximo rendimiento al acuífero cuaternario. Estos son pozos poco

profundos 15-20m que retienen el agua del aluvial para su posterior extracción. De la base del

pozo parten varios conductos de cientos de metros en disposición radial, con el objetivo de

abarcar la mayor superficie posible del nivel freático alimentado este, por el aluvial. El agua se

hacía circular por unos filtros de graba para después llevarla al canal de la Parra. El problema

principal de estos pozos es que durante los periodos de abundantes lluvias, el agua, al

encontrarse saturada en finos podría colmatar los filtros del drenaje impidiendo así el

funcionamiento normal del pozo. El resultado fue el abandono de estos pozos.

Uno de los operarios también nos explicó el funcionamiento, mantenimiento y control de los

pozos profundos, describiéndonos las características de uno de ellos.

El pozo de aproximadamente 180 metros de profundidad se perforo mediante un cable de

trepano en cuyo extremo había un péndulo de gran dureza (acero) que mediante un

movimiento de vaivén iba destrozando la roca caliza. Cuando el martillo perdía pegada debido

a los detritos de la roca fracturada (por el propio proceso de perforación) se retiraba y se

recogían dichos detritos. Posteriormente se volvía a introducir el martillo para seguir

perforando. Es un mecanismo lento ya que la producción de detritos constante hacia que se

tuviera que retirar el cable múltiples veces para su extracción.

A continuación en el centro de control de las instalaciones nos explicaron el funcionamiento

de los pozos mediante un software informático, es decir, las diferentes opciones que permitía

Figura 3. Esquema de un pozo Ranney. Fuente:

http://platea.pntic.mec.es/~cmarti3/2000/campo/jarama/recorr5.htm

el software para el abastecimiento óptimo del agua (tipo de regulación, caudal, temperatura

del agua, modo de funcionamiento, presión, etc...).

3ª Parada Estación de aforos AR-16 del Rio Jarama (Valdepeñas)

Esta parada tiene como objeto el reconocimiento de las partes en una estación de aforo. Esta

estación presenta un canal de aguas bajas donde se concentra el flujo en épocas de poco

caudal y un escalón que corresponde al canal para las crecidas. Esta estación está provista de

una antena de transmisión conectada al Sistema Autonómico de Información Hidrológica

(SAIH) donde se reciben los datos de manera continúa.

Este nos da la medida del caudal en tiempo real para realizar posteriormente una curva de

gastos.

En este caso el nivel del rio marcaba aproximadamente 20 cm

La medida del caudal es una relación del ancho del canal, que en este caso era de 11 metros y

la altura del agua marcada por la escaleta por la velocidad del agua. La fórmula para calcular el

volumen del agua desplazada por unidad de tiempo quedaría así:

Q=11m x 0,2m x 1,25m/s = 2.68 m3/s

Para calcular la velocidad del agua y por consiguiente, el caudal, aplicamos los datos de altura

del agua y anchura del canal. Existen varios métodos de medida:

Figura 4: Escaleta, mide el nivel de agua actual. Fuente: Propia.

El aforo químico.

Consiste en el vertido al rio de una solución con colorante .se calcula la velocidad que tarda el

colorante en llegar de un punto a otro de la longitud del rio. Calculamos así la velocidad y

aplicamos la formula con los datos anteriormente citados (altura, anchura).

Molinete

Es un aparato con un molinete en un extremo que al introducirlo en el agua gira dándonos la

velocidad del flujo, marcándola en una pantalla digital. Hay que tener en consideración que la

velocidad del flujo es distinta a diferentes profundidades (no es igual la velocidad en la

superficie que en el fondo del rio) por lo que habrá que hacer una media en la velocidad de

varias medidas para aplicarla posteriormente a la fórmula.

También podemos medir la altura del agua en la barra del molinete. Esta está marcada en

centímetros.

Flotador

El mecanismo del flotador también consiste en la obtención de la velocidad para determinar el

caudal por medio de la fórmula. La velocidad que mide es la de la superficie del agua.

4ª Parada: Inventario de Puntos de Agua

En esta parada se ha llevado una toma de medidas de diversos pozos y piezómetros respecto

al nivel de agua del acuífero para poder elaborar un mapa de isopiezas y un perfil.

En esta quinta parada se ha llevado a cabo un cálculo de la permeabilidad del lecho fluvial

según un ensayo de infiltración.

El ensayo de infiltración lo hacemos con el suelo alrededor de los pozos totalmente saturado.

Este proceso de saturación puede tardar muchas horas dependiendo del tipo de suelo. Una vez

hechos los pozos, comenzamos a agregarles agua. Al principio la tierra la absorbe muy rápido y

luego cada vez más lentamente.

Estudio de la permeabilidad del suelo

K=L/t-ln (ho/h)

Caso 1: ho = 70cm // h = 7cm // L = 5cm // t = 4 min

Caso 2: ho = 1m // h = 5cm // L = 10 cm // t = 5min

Valores de permeabilidad

Para el caso 1 K = 4,8x 10-4 Para el caso 2 K = 10x 10-4

Figura 5: Mapa topográfico con los puntos de agua. Fuente: Apuntes de Hidrogeología.

6ªParada: Abastecimiento de agua a Madrid El abastecimiento de agua a Madrid

Hasta mediados del siglo XIX se realizaba mediante los "Viajes del agua", que consistían en un

conjunto de galerías denominadas Qanats, palabra de origen árabe, subterráneas que recogían

el agua de los manantiales cercanos a la capital y era repartida por las numerosas fuentes que

poseía Madrid. A medida que la población aumentaba llegando esta a sobrepasar los 200000

habitantes, estos "viajes del agua" empezaron a resultar insuficientes y como medida en 1851

el Consejero de Ministros, encabezado por Juan Bravo Murillo, aprobó un real decreto que

consistía en hacer llegar a la ciudad el agua del río Lozoya por su buena calidad y pureza, por

vía rodada. Se comenzó a construir entonces los 77 Km de conductos que pasaría a llamarse

canal de Isabel II en honor a la soberana de la época, seguidos de una presa en el río Lozoya en

el cual se almacenaría ese agua transportada por los conductos. Esta presa denominada "El

Pontón de la Oliva" fue construida sobre las calizas de Torrelaguna provocando numerosas

filtraciones, este problema hizo que se tuviera que construir una nueva presa aguas arriba

donde la litología de la zona fuera adecuada para el almacenamiento de agua. El Pontón de la

Oliva es una presa hoy en día en desuso pero muy significativa de aquella época, porque fue

una obra pionera en ese momento.

Sin embargo, en la actualidad, gran parte de aquel "primer Canal de Isabel II" se sigue

utilizando para hacer llegar el agua que se almacena en los 14 embalses pertenecientes al

Canal, teniendo una capacidad de almacenamiento máxima de 946 millones de

El embalse más importante es el de El Atazar con 425 millones de , un 45% del agua

embalsada. Aunque el embalse de El Atazar sea capaz de suministrar una buena cantidad de

agua a Madrid, no siempre se utiliza, al igual que el resto de los embalses; el canal de Isabel II

también dispone de 77 instalaciones de captación de aguas subterráneas que se almacenan en

los acuíferos de la zona, utilizando para compensar en las épocas de sequía las necesidades de

la población y dejar que los embalses se recarguen hasta un nivel óptimo.

Figura 5: Mapa topográfico con el itinerario seguido marcado. Fuente: