APLICACION DE LOS METODOS GEOFISICOS AL ESTUDIO DE LA INTRUSION EN ACUIFEROS COSTEROS. EXPERIENCIA ESPAÑOLA Sondeos Eléctricos Verticales Sondeos Eléctricos de Polarización Inducida Perfiles electromagnéticos en el dominio de frecuencias Sondeos Electromagnéticos en el Dominio de Tiempos Registros en sondeos

TIAC'88. Tecnología de la Intrusión Salina en Acuiferos Costeros Alinuñécar (Granada, España). 1988. APLICACION DE LOS METODOS GEOFISICOS AL ESTUDIO DE LA INTRUSION EN ACUIFEROS COSTEROS. EXPERIENCIA ESPAÑOLA

Angel GRANDA SANZ Compañia General de Sondeos, S.A. Madrid Habitualmente se asocia el papel de la Geofísica aplicada a la Hidrogeologia a la resolución de aspectos relativos a la geometria de las formaciones rocosas del subsuelo. Determinar el espesor y posición en profundidad de niveles rocosos con influencia en el ccnportamiento hidro-geológico de una aeterminada zona es un objetivo típico de los metodos - geofísicos. Se trata de unos objetivos de carácter cudncitativo que parcialmente se complementan a veces con aspectos cuali¿z:ivos indicativos de posibles variaciones en la composición litológica de determinadas forma ciones. Para la resolución de estos objetivos de tipo general cabe - aplicar un amplio abanico de técnicas: gravimetria, métodos de resis.tivi-dad por cc (SEV), electromagnéticos, etc. Desde el punto de vista teórico, y práctico en ciertos casos; es preciso a veces aplicar más de un método si se pretende reducir las indeterminaciones que conlleva la interpretación de los datos. De modo general es frecuente que puedan existir varias posi bilidades capaces de justificar los datos obtenidos por la aplicación ck un determinado método geofísico. Desde esta perspectiva general la aplicación de técnicas geofísicas para estudio de la intrusión marina se define como un ámbito per-fectamente delimitado por rasgos específicos. Existe un parámetro geofisico representativo ie la? caracte-rísticas del subsuelo que es inversamente dependendiente de la salinidad del agua que rellena el espacio poral de ia5 furmdLiuiieb rücüsas. E s t e parámetro es la resistividad eléctrica. Observando cualquiera de los ábacos que relacionan resistividad con salinidad (por ejemplo el GEN-9 de Schlumberger) destacada la acusada dependencia entre ai-nbos parametros. La resistividad de una disolución disminuye drásticamente con el aumento de la salinidad llegando a valores extremadamente bajos. Consecuentemente las medidas de resistividad realizadas me-diante técnicas de superficie constituyen a priori un método directo para detección de zonas salinizadas. Sin embrrgo en la ejecucian de 13.- medidas en superficie in-fluyen una serie de factores tales como naturaleza litológica de las rocas, porosidad, condiciones superficiales, etc. que pueden enmascarar parcial-mente el efecto de los cambios de salinidad del agua. En algunos de los - ejemplos que se presentan puede apreciarse este hecho. Dicho en otros tér minos, aunque el comportamiento de las disoluciones puede ser conocido - 111

con precisión, los otros factores introducen un cierto nivel de incertidumbre en las medidas y en su interpretación. De cualquier modo el fenómeno que afecta a la mayoría de los métodos eléctricos aplicados en Hidrogeologia es la conducción iónica que se realiza mayoritariamente a través de las disoluciones que saturan las rocas y a través del agua de constitución de las mismas. Consecuentemente en cualquier medida va a predominar el efecto de la mayor o menos sali nidad de los fluidos del subsuelo. De aquí nace la gran utilidad de los métodos de resistividad en cualquiera de sus variantes para el caso que nos ocupa.

El segundo aspecto especifico de las técnicas geofisicas aplL cadas al estudio de la intrusión es su carácter marcadamente cualitativo. En la mayor parte de las aplicaciones se pretende detectar contrastes de resistividad dentro de un rango de valores generalmente bajos o cJnocer su evolución en el tiempo, más aue determinar los valores concretos de la resistividad característica de un rango de profundidad. Partiendo pues de la potencial utilidad de los métodos de resistividad en el estudio de la intrusión marina en acuiferos costeros, cabe analizar en que medida se han aplicado estas técnicas en España, qué variantes prospectivas se han utilizado, qué posibilidades futuras de em-pleo cabe preveer, etc. En cierto modo puede ser arriesgado tratar de cubrir los obje tivos enumerados sin caer en cierto grado de excesiva simplificación y decualquier forma soy consciente de que puede queder sin reseñar algún traba jo significativo en el ámbito que nos ocupa. Por consiguiente entendiéndose esta exposición como un muestre0 del estado de la cuestión más que como una relación detallada de trabajos y resultados. Tomando como principal fuente de información los proyectos de sarrollados por y para el Instituto Geológico y Minero de España en los úT timos años la muestra obtenida cumple perfectamente los objetivos de reprg sentatividad que cabe pedir a este trabajo. Pretendiendo que el enfoque del mismo sea eminentemente práctico omitiremos los aspectos teórico-descriptivos de cada uno de los méto dos a que se haga referencia. Desde esta idea del enfoque práctico del pro blema considero importante; este Simposio es una buena oportunidad al resz pecto; no pasar por alto las limitaciones o condicionantcs de cada método sino ponerlas de manifiesto. Es cierto que la presentación exclusiva de resultados concluyentes, plenamente concordantes con lo que el hidrogeólogo espera en un ca so determinado es la forma más agradable y aparentemente la más fácil para potenciar la utilización futura de las técnicas geofisicas. Sin embargo en mi opinión la actitud del geofisico ha de ser más imparcial entendiendo c z mo tal la necesidad de poner de relieve no Únicamente la potencial capa-cidad resolutiva de las técnicas geofisicas sino los factores limitativos de tal capacidad. Cada caso merece un análisis particular al respecto.

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El análisis de la documentación consultada y los contactos mantenidos al respecto con otros técnicos permite hacer una relación de los métodos geofisicos aplicados en España al estudio de la intrusión marina. Se enumeran a continuación:

- Sondeos Eléctricos Verticales (SEV) - Sondeos de Polarización Inducida (SPI)

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Sondeos Electromagnéticos en el Dominio de Tiempos (SEDT)

- Perfiles electromagnéticos en el dominio de frecuencias - Registros y medidas en sondeos

Sondeos Elktricos Verticales

Es el método que más ampliamente se ha empleado. Podemos citar estudios en Aguadulce y Balanegra (Almeria), Mazarrón (Murcia), Maspa lomas (Gran Canaria). El Ampurdán (Gerona) Lepe-Ayamonte (Huelva) Almonte Marismas (Sevilla) as7 como diversos puntos del litoral levantino en Va-lencia, Castellón, etc. Cabría considerar que si este método ha sido utilizado de forma casi exclusiva hasta 1984-1985 es porque sus resultados y caracte-rísticas le hacen más fiable que otros métodos similares. También puede explicarse este hecho por la inexistencia de técnicos o instrumentación adecuada para la aplicación de otros métodos. En gran medida el SEV ha constituido el "ungüento amarillo" de la Geofisi ca, remedio que sirve para todo y casi nunca cura. De modo general el método de SEV presenta a priori una carac terística destacable para su empleo en el estudio de la intrusión marina, Se trata de su capacidad para detectar variaciones verticales de resistividad, a nivel puntual; o laterales cuando se comparan resultados de SEV próximos. Es preciso insistir una vez más en el aspecto cualitativo de tales determinaciones. La interpretación convencional de las curvas de SEV asume un mr,delo de capas planas, con contraste efectivo de resisti vidad entre ellas. Evidentemente estas condiciones no se dan normalmenteen una zona afectada por intrusión. Pueden darse a nivel litológico pero la intrusión representa un cambio gradual de salinidad que es tanto como decir una transición continua en la distribución de resistividades. Por ello cuando los resultados se presentan en forma de perfiles geoeléctricos clásicos es preciso explicar con claridad el significado de las "capas" que intuitivamente tienden a verse con sentido litoló gico. Los contactos entreellas, en zona de intrusión, han de valorarse -muy relativamente, pese a que la interpretación pueda realizarse con programas especiales que consideren variaciones continuas de resistividad pa ra algunas capas.

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La presentación de resultados en forma de seudosecciones o pla nos de isovalores de resistividad aparente es en mi opinión la via de prez sentación más acorde con la naturaleza fisica del problema de la intrusión. Sin embargo el modelo geológico de la zona de trabajo es un elemento determinante de la representatividad de los datos en cualquier c a so. Cuando existen cambios litológicos significativos en el ámbito del d i S positivo de medida o cuando las condiciones superficiales son muy diferen-= tes de unos a otros puntos las medidas de resistividad aparente puedan estar afectadas por un nivel de ruido que llegue a enmascarar la señal Útil, el efecto que vamos buscando. Este hecho pone de manifiesto un aspecto fundamental en la -aplicación de los métodos geofísicos en general y concretamente en el campo de la intrusión: la necesidad de que el hidrogeólogo; usuario inmediato de los resultados geofisicos; plantee con el mayor detalle los rasgos hidro geológicos dela zona de estudio. Por ello la mejor pogramación en cada caso se realiza cuando el hidrogeólogo ha vivido la problemática de la zonay plantea con claridad el problema a resolver. En los casos en que existe homogeneidad litológica de las for maciones y tambien en las condiciones superficiales; cuando las variacio-= nes de resistividad son asignables exclusivamente a los cambios de salinidad en los acuíferos;los SEV permiten obtener resultados de gran calidad y muy representativos, siempre que el rango de profundidad se limite a algún centenar de metros como máximo. Tal es el caso del ejemplo siguiente correspondiente a un estudio realizado en el acuifero Almonte-Marismas en 1983. Es un acuifero in tegrado en la Depresión del Guadalquivir, constituido por sedimentos marinos del Neógeno y fluvio-marinos del Cuaternario. Su disposición es prácti camente horizontal y su sustrato impermeable 10 constituyen las margas aru les del Mioceno superior-Plioceno inferior. El acuifero princial lo formaun tramo de arenas basales del Pliocuaternario con potencias de hasta 10-30 m. Los niveles superiores son arcillosos con intercalaciones de lentejones arenosos salinizados.

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En la zona indicada en la fig. 1 se midieron 25 SEV aparte de otra serie de SEV existentes de otra campaña de 1969 y que también se em-plearon en este trabajo. Los SEV se dispusieron en perfiles perpendiculares a la direc ción principal de las líneas que reflejaban los isocontenidos en cloruro