LA HIDROQUIMICA EN LOS ESTUDIOS DE INTRUSION MARINA ...

LA HIDROQUIMICA EN LOS ESTUDIOS DE INTRUSION MARINA EN LOS
ACUIFEROS ESPAÑOLES
Introducción
1ª Parte. Consideraciones generales
1. – Estudios de control y seguimiento
2. – Estudios específicos
Aspectos metodológicos
Técnicas de interpretación y representación de datos
hidroquímicos
2ª Parte. Caracterización hidrogeoquímica de la intrusión marina
Iones mayoritarios y minoritarios
Indices hidrogeoquímicos
Otras características físico-químicas. Isótopos
- Isótopos naturales
Agradecimientos
Dedicatoria
Referencias bibliográficas

TIAC'88. Tecnología de la Intrusión en Acuíferos Costeros
Almuñécar (Granada, España). 198
LA HIDROQUIMICA EN LOS ESTUDIOS DE IIITRUSIOI HARINA
EN LOS ACUIFEROS E S P W S
INTRODLJCCION.
Emilio CASTILLO PEREZ
Investigaciones Geológicas y Mineras, S.A.
Icjnacio MORELL EVANGELISTA
Colegio Universitario de Castellón
Si esta monografía contribuye a dar una visión general
de la importancia de la hidroquímica en los estudios de
intrusión marina en los acuíferos españoles, y si, además,
sirve de ayuda en la planificación del estudio de cualquier
acuífero costero o, simplemente, estimula a la utilización de
_1 a _ hidroquí mica. habremos cumplido satisfactoriamente
nuestros objetivos.
Hemos pretendido dar un repaso, con cierto matiz
metodológico, a las posibilidades que ofrece la hidroquímica,
apoyados en ejemplos concretos del litoral español.
Obviamente, no se han considerado todos los datos disponibles
por no hacer excesivamente tediosa esta exposición; por ello,
no debe sacarse la falsa impresión de que sólo lo aquí
mencionado es lo realizado; hay más y esperamos que se siga
profundizando en los estudios hidroquí micos, puesto que los
resultados pueden ser altamente satisfactorios.
19

De hecho, en la bibliografía consultada. se ha puesto
de manifiesto, en algunas ocasiones, por parte de los autores
que no se ha podido llegar a conclusiones definitivas sobre
el origen de la salinización por falta de un más complejo
tratamiento hidroquí mico
Dada por terminada la fase de detección de la
existencia de aguas salinas en los acuíferos costeros, y
además de dedicar esfuerzos a vigilar y controlar su
evolución, se hace necesario conocer los mecanismos
contaminantes con el mayor grado de precisión posible; sólo
así estaremos en las mejores condiciones para emprender
acciones encaminadas a atajar esta grave problemática.
11 PARTE. CONSIDERACIONES GENERALES.
Cuando un acuífero costero sufre un proceso de
intrusión marina, la primera manifestación es, qué duda cabe,
el aumento de la salinidad en los pozos de explotación.
Tenemos así una clara rel-ción causa-efecto.
El estudio hidroquímico se muestra entonces no sólo
como una herramienta más, en unión de otras, para determinar
los mecanismos y evolución de la penetración de agua salada,
sino que debe ser en sí un objetivo ineludible.
Dadas por conocidas con suficiente precisión las
características geológicas e hidrogeológicas de un
determinado acuífero, cualquier enfoque de estudio de la
intrusión marina debe basarse en el conocimiento previo de
las caracterí sticac f isico-quí micas del agua presente en el
mismo .
El agua dulce y el agua salada presentan
características ciertamente constantes en un área dada, salvo

en casos de diferentes mecanismos de recarga. o de
superposicion de otros mecanismos contaminantes.
El agua salina, resultado de la mezcla de las fases
dulce y salada, se muestra como un agua quimicamente muy
activa, siempre en busca del equilibrio iónico entre ella y
el propio acuífero. Esto se traduce en la existencia de
ciertos fenómenos f isico-químicos que modifican, a veces
sustancialmente, la composición química del agua de mezcla.
La intensidad y el sentido de estas reacciones son distintas
según las características litológicas de cada acuífero.
Entre los estudios hidroquímicos que se llevan a cabo
en España en relación con la intrusión marina se pueden
diferenciar dos tipos:
Son aquellos que tratan de poner de manifiesto el
fenómeno y en base a una red de vigilancia, diseñada con
criterios prácticos, obtener una idea de la evolución
temporal y espacial de la salinidad en base a muestreoc y
determinaciones periódicos.
Estos estudios se desarrollan por organismos de la
Administración y tienen un criterio eminentemente práctico,
donde la periodicidad de los muestreos varia en función de
las prioridades de actuación y las determinaciones analíticas
se restringen en muchos casos a los parametros más
significativos (conductividad e iSn cloruro).
Estos estudios tienen indudable utilidad ya que
ofrecen una visión general que permite abordar problemas o
aspectos concretos.
21

Cabe destacar en este sentida la labor realizada por
ei Instituto Geologico y Minero de España (IGME) con la
implanta8;ion y seguimiento de redes de control de la
intrisicn en la mayor parte de los acuíferos detríticos del
1 i t oral español.
Con aquellos en los que se pretende atacar un problema
conireto, profundizando en los aspectos f isico-quí micos de la
intrusion. Van más allá de la simple detección del fenómeno
(que es un paso previo); normalmente el estudio de la
evolucion temporal es un dato m ás, y el fondo de la cuestión
es conocer los mecanismos que rigen estas situaciones.
Estas estudios, en general escasos, son habitualmente
realizados por organismos cuya principal actividad es la
investigación. como es el caso de las universidades y, en
menor medida hasta la fecha, por otros organismos de la
Administración (IGME, C. A. P. O, etc) ~
Este tipo de estudios son los unicos capaces de
determinar peculiaridades y rasgos que podrian pasar
despercibidos en un estudio más general: diferenciación entre
intrusión marina actual o pretérita, presencia de aguas
fosilea, superposición de efectos contaminantes, etc.
La complejidad metodológica de un estudio hidroquí m ico
difiere en función del objetivo perseguido. Como norma
general, a medida que este objetivo sea más específico, la
metodología idebe ser más rigurosa, sin que esto signifique
que los estudios generales puedan llevarse a cabo con menor
met icill osidad.

Parece deseable, en este sentido, que, en la inedida de
lo posible, se lleguen a establecer criterios mezoaoiógicos
de aplicacion universal y que, en todo caso, se dedique mayor
atención a la descripción de la metodología utilizada,
especialmente en lo referente a la Lomi de muestras,
almcenaje. conservacion y metodicas analíticas.
Sin animo de ser exhaüstivos, nos parece conveniente
hacF?r algunas precisiones sobre estos aspectos.
En lo referente al estrea es necesario indicar, en
priEer lugar, la importancia en la selección del punto en el
que se ha de tomar la muestra, pues en mucbas ocasiones suele
considerarse de igual forma una muestra tomada en un pozo de
escasa profundidad que otra relativamente próxlrna, tomada en
un sondeo de varias decenas de metras. En segundo lugar cabe
mencionar la forma de obtener la muestra.
En la myoria de los casos se lleva a cabo
aprovechando el equipo de extracción de la captación, con la
-**a Y-' se nbtiene una muestra que responde a la mezcla de aguas
de distintos niveles, lo que evidentemente puede inducir a
errores en la caracterización de la intrusión. En menor
mearda se emplean hídrocnptores para la nbtención de las
muestras, y cuando ésto se hace se aprovechan para ello
perforaciones no insxaiadds, Ueb;&rid~ss t~í~6i- las debidas
precauciones . Lo ideal seria la rom ae muestras cüii
hidrocaptores en piezometros diseñados a tal efecto, siendo
excep-i~~~i~ies :nq ~C~;

LRCILLAS AREUOW
GRAVAS V ARLNU.
*AROAS
IRAVAS V ARENAS
IARGAS
Fig8 1, - Piezometros realizados por el 16M en el Bajo Guadaihorre para control de ia
intrusidn Marina (redidas de nivel y toma de muestras a distintas profundi-
des).
En cualquier caso, se considera de gran importancia
conocer con exactitud las características del punto de
muestro tanto en lo referente a la columna litológica
atravesada, condicionamiento, posición del nivel piezométrlco
su evolución etc.
En muchos casos la realización previa al muestre0 de
logs de temperatura, oxígeno disuelto, etc, puede ser recomen
aabie de cara a conocer la posición de niveles acuíferos o
movimientos verticales del agua, que permitan definir con la
mynr preciciSr. posible 10s ijüntos 'J'---
muestras.
~uorieos para la toma de
Respecto a las condiciones de almacenamiento y
periodos de conservación de las muestras, en los manuales de
andllsls químicos de aguas (RODIER, APHA, etc) figuran
instrucciones particularizadas a cada parfdmetro. A menudo,
las tkcnicas de acidificación ü otras para la conservación de
24

mue=.tran menos resolutivos aunque aptos para un control
rutinario, si bien es cierto que la pericia del analítico
puede mejorar sensiblemente los resultados.
Otro aspecto a considerar es sin duda el problema de
las interferencias, que se agrava a medida que el agua tiene
mayor contenido salino, siendo usual que se empleen los
mismos métodos para el análisis de aguas dulces y inladas sin
tomar las debidas precauciones.
Esta ponencia aboga, por tanto, por la necesidad de
ser meticulosos y rigurosos en estos aspectos y no sólo
cuando el objetivo persesuido lo exija ineludiblemente, sino
en todos los casos. Sólo de esta manera datos dispersos
pueden ser recopilados y utilizados convenientemente.
TECHICAS DE IHTERPRETACLCIOE Y RBPRESEIITACCIOH DE DATCE HIDRCQUIIIICOG.
,uaiido 5e maneja gran cantidad de datos en un estudio
deTerminado es imprescindible recurrir a metodos de
re-resentacion graf icos que permitan visualizar con rápidez y
comodidad no solo la distribucion espacial o temporal de los
mismos sino también las relaciones existentes entre ellos
Tradicionalmente, se utilizan diásramas del tipo de
Piper, Schoeller-Berkaloff y Stiff, cuyos fundamentos e
interpretacion son de sobra conocidos. Si conviene decir que
en el ,:a50 concreto de acuiferos costeros el diagrama de
Piper se muestra de gran utilidad ya que permite conocer la
evolucion geoquímica en el proceso de mezclas de aguas de
diferente naturaleza (Fisura 2).
Los mapas de isocontenido son una herramienta
basica y no solo porque permiten determinar una distribución
e,sp;acial del par-ametro representadosino también porque el
26

A
Fig, 2.- Diayrara de Piper que explica el proceso de salinizacidn en la Herradura
fGranadal(BENAVEMiE Y GAL VAGHE, 1.98IA
estudio comparativo de dos mapas confeccionados para
distintas fechas puede ayudar a conocer la evolución
temporal. No obstante, es necesario considerar dos cuestiones
importantes: por una parte, puede faltar homogeneidad en la
procedencia de lo datos, especialmente en cuanto a la
profundidad de la muestra y, en segundo lugar, a menudo no es
facil representar anomalias puntuales, por lo que es
conveniente no "forzar" las líneas de isocontenidos para
conseguirlo, en beneficio de una mejor información de
carácter general.
27

Las correlaciones entre parámetros pueden aportar
datos de interés. A menudo no es facil determinar "a priori"
que fcorrelacciones pueden ser las m ás idóneas. Conocimientos
previos del propio acuí fero, experiencias anteriores y, a
veces, un cierto "olfato hidroquímico" pueden ser de gran
ayuda.
Pecde fecha relativamente reciente se vienen
utilizando, además, métodos estadísticos (Cluster) y
multivariantes (factorial) que facilitan el estudio de
relaciones entre los distintos componentes quimicos, la
depuracion de datos, la deteccion de anomalias y la
caracterizacion de variaciones espaciales y /o temporales.
2E. PARTE. CARACTERIZACION HIDROGEOQUIMICA DE
LA INTRUSION MARINA.
Sin animo de ser exhaustivos, repasaremos a
continuación las posibilidades que la hidroquimica ofrece y
las condiciones para su aplicabilidad, apoyados en alpnos
ejemplos extraidos de las publicaciones disponibles sobre
hidroquímica de acuí feros españoles.
Esta exposición se estructura en tres apartados:
a) Iones mayoritarios y minoritarios.
b) Indices hidrogeoquí micos.
c) Otras caracterí cticas f isico-quí micas. Isotopos.
IOBES HAYORITAXIOS Y XIBORITARIOS.
Entendemos por iones ?nayoritarios a aquellos aniones y
cationes que siempre están presentes en el agua tanto dulce
como salada, y en cantidades apreciables. Son los aniones
28

cloruro, sulfato, bicarbonato, carbonato y nitrato, y los
cationes sodio, calcio, magneslo y potasio.
En el agua salina, resultante de la mezcla de agua
dulce y agua de mar, en cualquier proporcion, éstos seran los
iones dr mavor abundancia relativa El contri.idc de cada uiii)
no solo depende de las concentraciones en las facies
originales, sslsda y dulce. sino también y a veces
decisivamente, de la intervencion de diversos procesos
fisico-quí micos que tienen lugar en la interaccion apa-roca,
en la búsqueda del equilibrio ionico.
Por consiguiente, para utilizar cualquiera de estos
iones en la caracterización de la intrusión marina será
necesario conocer, siquiera cualitativamente, en qué medida
dicho ión está involucrado en los diversos procesos físico-
qu í micos .
El ión cloruro es el que posee mayor estabilidad
química; no está sujeto a procesos de disolución,
---_ >-2J.--,:-.
~ I ~ L L ~ L L ~ ~ ~ ~ ~ ~ ,
etc, y dado, ademhs, que es e1 ion más
abundante en el agua salina, se convierte en el ión más
fiable y que mejor información proporciona. La facilidad de
su determinación analítica es un factor mas, nada desdeñable.
Posiblemente, el único factor negativo puede ser que
es excesivamente cómodo de manejar y, a menudo, es el único
lón considerado seriamente. Procesos de salinización no
conocidos y superpuestos al de la intrusión marina actual,
pueden pasar desapercibidos con el solo uso del ion cloruro.
Como más adelante veremos, la utilización de ciertos índices
hidrogeoquímicos puede ayudar a resolver estas situaciones.
De hecho, el ión cloruro es utilizado, sin excepción,
en todos los estudios regionales o específicos.

Son numerosos los ejemplos españoles en los que la
caracterización inicial de fenómenos de salinización se basa
en la determinación de este ión.
En los acuíferos costeros de la provincia de Cadiz,
particularmente en los de San Lucar-Rota-Chipiona y en los de
Puerto Real-Conill, contenidos en cloruros localmente
elevados se explican por fenómenos de intrusión marina,
aunque en el primer caso podrían tener en parte relación con
niveles evaporíticoc (BATLLE et al 1.988) o con aguas marinas
fósiles (MARTIN y GOLLOBET, 1.981) justificadas por la
presencia de un umbral impermeable que las aisla del mar
actual.
En el litoral catalán BATLLE et al (1.987), ponen de
manif iesto la existencia de sectores afectados por intrusión
marina en los acuíferos de L'Emporda (Gerona) en base al
contenido en cloruros, aunque en otros sectores este hecho se
interpreta por la presencia de aguas congénitas, ya que las
extracciones del acuífero son muy escasas.
Otros muchos ejemplos de este tipo podrían citarse a
lo largo del litoral mediterráneo español, como ponen de
manifiesto las redes de control de intrusión marina
establecidas por el IGME en la mayor parte de los acuíferos
costeros, con determinaciones fundamentalmente del i6n
cloruro y la conductividad.
Respecto al litoral cantábrico, existen escasas
referencias. Puntualmente 5e. han puesto de manifiesto
contenidos relativamente elevados de Cl', como en el caso de
la Depresión de Zarauz (Guipuzcoa) (HIDALGO Y CARRERAS,
1.979), aunque no existen evidencias claras de que respondan
al efecto de intrusión nrarina.
30

En base a los datos obtenidas se elaboran mapas de
isocontenidos, perfiles verticales, cortes hidroquímicos o
simples dihgramas de evolución temporal.
Estos últimos son muy ilustrativos, siempre que las
muestras hayan sido tomadas en las mismas condiciones (una
eventual reprofundización del POZO de muestre0 anularía el
valor del diagrare; aaalizridas por m$todc;s 1 ---.--. =y-" yu"L;b12.;.
4..^r
(Figura :3). Son utiles para conocer "grosso modo"e1 grado de
afección que soporta el ncuífero y su evolución temporal.
\
POZO NO6004
2 -1,. L
1973' 197. ' 1975 ' 1971 ' 1977 ' 1978 1979 ' 1980 ' 1981 1981 ' 1983 '
Fiy, 3. - EvoIucjiSn del contenjúii en rloruivs y del nivel prezo#Plriro en sondeos de la
Plaiia de Oropesa - Jor reblanca,
31

Los perfiles verticales pueden dar una idea de la
estratificación o zonación hidroquí mica. Tienen el
inconveniente de requerir un elevado número de muestras
tomadas a diferentes profundidades. Se pueden suplir, con
grandes ventajas, por el registro de conductividad, ya que el
ión cloruro es el que más contribuye al valor de la
canductividad . (Entre ambos parámetros suelen darse
coeficcientes de correíacion altus, del oi-den de 0’9:
(Figura 4).
Los cortes hidroquímicos se construyen a partir de
varios perfiles verticales. Es aplicable. también en este
caso, la sustitución de los valores de concentracion de ión
cloruro por los valores de conductividad. Esto,= cortes. si -,e
soportan en datos suficientes, pueden ilustrar bastente bien
sobre la posicion de la interfase agua dulce- agua salada.
(Fig. 5).
32

Fig, 5. - Oistribucidn en seccian vertical del ronteniúo en cloruros (meq/i,j en Sayunto
(caSriLio. i.~.'.
Finalmente los mapas de isocontenidos son, sin duda,
:a metodología más utilizada. Ejemplos existen muchos. El
principal problema que se plantea es la diferente calidad de
los datos utilizados ya que, a menudo, notables anomalias no
son inas que idiferencias en el nivel acuífero de procedencia
y, al contrario, fenómenos locales de ascensión de conos
salinos, por ejeinplo. pueden pasar desapercibidos por la
prcpia falta de homogeneidad en el muestreo.
En el caso del mapa de la Figura 6, correspondiente al
Estudio HidrogeoiogiGco de los acuíferos de L' Empordá) (IGME),
se determina

Norte del rio Muga; este hecho, unido a otras consideraciones
hidrogeológicas, apunta hacia la existencia de aguas
congénitas de ese sector y, tarnbien, a la influencia de la
salinización debida a penetración de agua salada por el
propio rio y al efecto de los vientos de tramontana (aerosol
marino).
A lo largo de esta ponencia se mencionan numerosos
ejemplos españoles con similar problemática.
F¿g# 6.- napa de irocloruros (Junio, IYW en 105 aruiferos rosteros de L'Lmpordd
(IME, IY87)
34

El ión sulfato es el segundo anión en abundancia en el
agua de mar y, por tanto, en el agua salina debida a su
mezcla con el agua dulce.
La geoquímiia del ión sulfato es algo más compleja,
sobre t.odo porque no necesariamente el agua de mar es su
principal origen. El agua dulce puede contener elevadas
roncentraciones de este ión, debido a la disolución de sales
sulfatadas (yesos esencialmente), que se puede superponer al
proceso de intrusión. Tal es el caso del cono de deyección de
la cuenca del Rio Llastres (Tarragona) y de diferentes
sectores del litoral castellonense y valenciano, como han
podido comprobar los autores de la ponencia.
TJn enriquecimiento en SOn también podría explicarse
por la influencia de las labores agrícolas y de los regadios
a partir de extracciones continuadas del agua del acuífero,
como ponen de manifiesto BENAVENTE Y CALVACHE (1.981), en
distintos acuiferos costeros detríticos de la provincia de
Granada.
Este tipo de situaciones se pueden de detectar con la
utilizacion del índice rSOd/rCl, con valores sensiblemnte
superiores a los esperados.
En ciertas condiciones se puede encontrar el caso
opuesto, esto es, concentraciones anormalmente bajas Ur iúii
sulfato T.ñ causa fundamental es la existencia de procesos de
reducción de sulfatos, en presencia de materia orghnica,
según la reacción:
SO'* + materia orgánica ++ SH- + HCO-3 + &O.
Esta reacción se cataliza por la acción de bacterias
sulfatoreductoras que precisan un medio anaerobio.
35

El sistema azufre-agua es complicado porque
intervienen no sólo equilibrios ácido-base sino tambien
equilibrios de oxidación-reducción. En la figura 7 se puede
ver el cuadro general de estos equilibrios en el sistema
potencial redox-pH. (BIANUCCI y RIBALDONE, 1985). En la parte
inferior del diagráma se observa que para bajos potenciales
la estabilidad de los compuestos H S, HS y S depende
fundamentalmente del pH.
Fiy, 7,- Risyrara potencial reúox-pH a 25' G del sistenra S-Hd,
__
un caso espectacular de reducción de sulíatos se
conoce en el área de Wancófar (Castellón) en donde se
encuentran concentraciones de ión sulfato del orden de 5-10
mg/l cuando serían de esperar concentraciones superiores a
250 mg/l. Valores muy altos de pH (8-9) y bajos contenidos en
oxígeno disuelto

En lo que se refiere al ión bicarbonato, su geoquímica
es ciertamente compleja. De la revisión bibliográfica
efectuada parece deducirse que carece de fiabilidad para ser
utilizado como indicador de intrusión marina.
La roncentracion inedia de este ion en el agua de mar
es idel orden de 140 mg/l, normalmente inferior al contenido
medio en las aguas dulces.
El agua de mezcla a partir de dos fases saturadas en
e,ste ión suele ser subsaturada. Esto condiciona la existencia
de intensos procesos de disolución. En otras ocasiones se
pueden generar fenómenos de precipitación.
Factores como el pH, temperatura, fuerza iónica y
presión de CO. inciden en los equilibrios.
Logicamente, es en los acuíferos carbonntados donde
con mayor intensidad se registran estos fenómenos de
precipitación-disolución, pero no de manera exclusiva:
también en acuíferos detríticos tienen lugar y en función de
las cararteristicas litológicas, con mayor o menor
intensidad.
Existen algunos aspectos dignos de mención
relacionados con estos procesos: el carácter subsaturado con
la calcita del agua de mezcla conlleva un notable grado de
disolucion en la zona de mezcla provocando un incremento en
el grado de karstificación, potenciado por el carácter
dinámico de dicho zona. PASCUAL Pt al (1.986) tratan estos
aspectos en los acuíferos carbonatados de Garrsf y Vandellós,
y PASCUAL Y CUSTODIO (1.987) inciden en el primero de ellos,
37

en el que además obtienen conclusiones sobre procesos de
dolomitizacion en la zona de mezcla.
Si no se tienen en consideracion estos procesos
f isico-qui micos, la relacion rCl/rHCO puede perder validez
y debe ser mansjada con precaucion
El ión nitrato ha p-a.do a convertirse er: los últiios
afíos, en ión mayoritario de primer orden, sobre todo en los
acuíferos costeros no carbonatados. Este es debido a su
origen casi exclusivo de contaminación por actividades
agrícolas, que suelen ser particularmente intensas en los
acuíferos costeros. Por ello, es habitual encontrar la
superposición de este tipo de contaminación con el debido a
la intrusión marina, como ocurre en el Maresme, Plana de
Castellón, Sagunto, Plana de Gandia-Denia o Campo de Dalias
par poner algunos ejemplos elocuentes.
Realmente, el ión nitrato es extrafío a la intrusión
marina y su estudio poco o nada, al menos directamente, puede
aportar a su conocimiento.
En lo que se refiere a los cationes mayoritarios es,
sin duda, el ión sodio el dominante en acuíferos costeros
salinizados. El principal proceso fisico-quimico en el que se
encuentra implicado es el de intercambio iónico,
esencialmente con el cálcio.
Inicialmente, los iones en disolución se encuentran en
equilibrio químico con la fracción arcillosa del acuífero .
La invasión de aeua salina origina un agua de mezcla en
desequilibrio inicial con la fracción sólida del medio. Se
puede afirmar que el proceso de intercambio iónico es
consecuencia directa de In huiqued= del eqirilibri= y que, en
lineas -A---- O=iicrales, se iige pür las leyes del equiiibrio
químico.
38

La reacción que mejor puede ilustrar este fenómeno es:
Frac. arc. - Caz' + Ba' -+ Frac. arc. - Ba' + Ca2+
de manera que el ion cálcio queda disuelto en el agua
incrementando su concentración, en mayor o menor medida en
función de la intensidad con que ocurra el fenómeno, lo que
va a depender, esencialmente, de la importancia relativa de
la fracción arcillosa y de su naturaleza.
Este mecanismo ha sido puesto de manifiesto, por
ejemplo, en la Plana de Oropesa-Torreblanca, en donde el
contenido en ión cálcio llega a duplicar el que sería de
esperar en función del grado de mezcla. La constatación de
este fenómeno se puede llevar a cabo analizando la pérdida
relativa de ión sodio que debe ser, en meq/l, del mismo orden
que la ganancia de ión cálcio, si bien es necesario
considerar la posibilidad de que el ión cálcio esté implicado
en otros procesos físicos químicos, esencialmente en los de
FrecipitaCiSn-diSOlUCiÓn de carbonatos. En este caso, el
estudio del estado de saturación con la calcita debe ayudar a
conocer mejor el proceso geoquímico del ión cálcio.
Aún cuando existe una marcada similitud química entre
los iones cálcio y Hagnesio, este último difícilmente se
intercsmbia con 1-1 ion sodio ya que forman un tipo de
compuestos muy distintos y ocupan distintas posiciones en la
red. El maenesio se puede intercambiar más facilrnente con el
hierro, el aluminio, e incluso el litio, entrando a formar
parte de algunos silicatos laminares. De cualquier manera,
este proceso no suele ser muy significativo aunque, en
Oropesa-Torreblanca, se han puesto de manifiesto pérdidas
relativas del orden de 1 meq/l.
39

Respecto al ión potasio, es adsorbido por la fracción
arcillosa para compensar cargas negativas debidas a
sustituciones en la red.
Una consecuencia inmediata de estas rnodicaciones
sufridas por los cationes es su influencia sobre los valores
de aquellos indices hidrogeoquímicos en los que los cationes
estén involucrados. El de más amplia utilización el indice
rMg/rCa que es del orden de 5 en el agua de mar y entre i y
,
1’5 en las aguas dulces. En muchas ocasiones, el aumento del
valor de índice puede bastar para caracterizar un proceso de
intrusión pero, indudablemente, es necesario, también
considerar las posibles variaciones de cada uno de los iones,
y de esta forma llegar a una aproximación más cuantitativa.
De entre los iones minoritarios los de mayor interés
son aquéllos que presentan notables diferencias de
ccncentración entre el agua dulce y el agua de mar. Tal es el
caso de los iones bromuro y estroncio. Otros iones como son
yoduros, litio, manganeso, etc. tienen importancia también y
su elección debe hacerse en función de los objetivos
perseguidos y de las características geológicas e
hidrogeológicas del área de estudio.
El ión bromuro es poco utilizado quizás debido a las
dificultades analíticas que presenta. Una vez resueltas
estas, se muestra como un ión de gran interés.
Su contenido en el agua de mar es del orden de 70 q /l
mientras que en las aguas dulces raramente alcanza 0‘5 q/l.
La geoquímica es similar a la del ión cloruro y, en
condiciones normales, los contenidos de ión bromuro en el
agua salina responden muy ajustadamente al grado de mezcla.
Los coeficientes de correlación entre los iones cloruro y
bromuro suelen ser muy elevados (0’99 en Oropesa-Torreblanca,

0'96 en el Campo de Dalias). Desviaciones de este ranga de
dependencia pueden alertar sobre la existencia de otras
origenes de salinidad, como puede ser contaminación salina
industrial o aguas retenidas en áreas de escasa circulación
en las que se puede encontrar enriquecimiento del ión
bromuro.
ut i 1 idad.
La relación r-BrírC.1 puede en estos casos, ser de gran
El ión estroncio también presenta notables diferencias
de contenido en el agua de mar (24 mg/l) y aguas dulces (0'2-
1 mg/l).
Es necesario considerar, ademAs del aporte debido a la
mezcla con el agua de mar, la existencia de un fonda
Eeoquímico ya existente en el agua dulce. Este fondo puede
ser considerado como una variable regionalizada ya que dentro
de un mismo acuífero costero puede variar en función de la
naturaleza del (los) acuífero

el valor medible no sea suficientemente preciso y que la
relación rNa/rLi no ofrezca elementos interpretables.
(GASPARINI et al. 1987).
En algunas surgencias costeras y aguas subterráneas de
la Feninsula Salentina (Italia meridional), BRONDI, et al
(1983) utilizan el ion lítio, relacionandolo con los iones
cloruro y boro, y TULIPANO y FIDELIBUS

.* =- eo 400- o
-
* i -
6%
/'
A' : ' 'A/
A .A
e
FI~, Y,- fleiscibn entre 11 y Sr en la peninsula Saleniins rllalisi
El ión Yoduro tiene una geoquimica muy peculiar. Se
presenta en muy bajos contenidos (50 mg/l en agua de mar y
entre 0-100 en aguas dulces). La influencia de los aportes
por el agua de lluvia, que varian con la distancia a la
costi, así como de los aportes por lixiviado de materiales
salinos pueden dificultar la interpretacion de este ión. De
cualquier manera, puede ser un buen indicador de tiempo de
residencia en el acuí fero, diferenciando así intrusión marina
actual de otras antiguas, pero siempre con el apoyo de otras
técnicas, como pueden ser las dataciones isotópicas.
LLOYD et al. (1982), estudian, por ejemplo, la
relación cloruros-yoduros en el Golfo Arábigo, cerca de
Qatar, pudiendo diferenciar entre aguas salinas de acuí feros
poco profundos asociadas a intrusión marina moderna y aguas
salinas más antiguas de otros acuíferos profundos.
43

__
LOS indices hidrogeoquí micos no son simples relaciones

es necesario considerar los posibles fenómenos f isico-
químicos que pueden alterar o afectar el valor de los
indices, o lo que es lo mismo, valores anómalos de estos
indices pueden ayudar, precisamente, a detectar la existencia
de dichos fenómenos modificadores.
San numerosos los indices que en ocasiones pueden ser
de interés. Ya se han mencionado algunos de ellos (rMg/rCa,
rS04/rC1, rCl/rHC0.3, rBr/rCl) etc, pero creemos interesante
incidir en algunos aspectos concretos de estos y de otros no
mencionados hasta ahora.
Así, por ejemplo, el indice rIaIrC1 ha sido utilizado
por IRIBAR et al (1.986) para caracterizar la pérdida
relativa de Ba en el acuífero profundo del Delta del
Llobregat, constituido por gravas limpias y arenas fluviales,
poniendo de manifiesto la existencia de fenámenos de cambio
iónico en el caso de un acuífero detrítico afectado por
intrusión marina, el agua de mezcla cede sodio al terreno,
incorporando cálcio a cambio. En este caso, el valor del
indice disminuye respecto al valor teórico de la mezcla agua '
dulce- agua de mar.
En sentido opuesto, MANZANO Y CUSTODIO (1.987)
utilizan el indice rNa/rCl en el estudio del nivel intermedio
de lfmos (acuitardo) del mismo delta: con el que ponen de
manifiesto un incremento relativo del ión sodio en
profundidad, invocando fenómenos de intercambio iónico en el
sentido de que el agua dulce cede calcio al terreno a cambio
de sodio, en un proceso de ablandamiento del agua.
En consecuencia, es indudable la utilidad del indice
riiaa/rCl, para caracterizar procesos de intercambio iónico, ya
que es el único proceso que puede afectar de manera
significativa al ión sodio, y ya sabemos que el ión cloruro
es bastante estable geoqui micamente, pero también parece

aconsejable constatar las pérdidas o ganancias relativas de
los demás iones implicados en el fenómeno, como es el caso
de: ion cálcio.
TambiCn se podria determinar la variación de Na
respecto a los valores teoricos (MORELL et al, 1 988), lo que
conduce a un mismo significado pero con una información más
,-iianti tativa
El ion cálcio, que es el que se opone fundamentalmente
al sodio en este proceso, está involucrado, además, en otros
procesos como el de disolución-precipitación de carbonatos,
que comentaremos más adelante. La cuantificación de la
variación de sodio puede ayudar a diferenciar en que
intensidad afecta al cálcio cada uno de los procesos
mencionados. En otras palabras para conocer las variaciones
de calcio debidas a procesos de disolución-precipitación de
calcita habra que "descontar" las debidas al intercambio
iónico.
La importancia relativa de cada proceso depende
íuridamentalmente del medio; así pues, los acuí feros de
caiizas o dolomías puras tienen capacidad nula de cambio
iónico y será la fracción arcillosa la que determine esa
posibilidad; en el caso contrario, los acuíferos detrí ticos
con abundante fracción arcillosa tendrán elevada capacidad de
cambio, mientras que el proceso de disolución-precipitación
dependerá fundñmpntnlmente de la naturaleza y disposición de
la fracción carbonatada.
Otros factores que influyen son las condiciones
hidrodinámicas el aculfero, la existencia o no de aguas
iongénitas salinas, las condiciones de recarga o la
superposicion de otros fennmennr cnnfiminintes

En ciertas ocasiones, se utiliza el denominado indice
de cambio de bases C1.c.b) definido como
icb= r C l - r m )
rC1.
Este indice es, en alguna medida, indicativo del
sentido y la intensidad en que se producen fenómenos de
intercambio iónico. Es necesario destacar que tiene mayor
7 INDICE
u MIOCENO
CENOYANIENSE
APTIENSE
JURASIC0
DE cAmam DE BASES
FECHA
Septiembre 1383
Fiy, I I. - 1, c. b! en Oropesa-Torreblanca íCasell6nl
47

importancia la evolucijn espacial del indice que su propia
valor absoluto, por lo que se muestra de utilidad para
conocer comportamientos regionales.
Así, por ejemplo, en el acuífero de Oropesa-
Torreblanca (Castellón) la existencia de una l~nea de
inflexión en la tendencia del valor del i.c.b. (Figura 11)
puedz interpreturse como un3 pri~ere apr-oximacion a la
posición de la interfase agua dulce-agua salada (MORELL et al
1.986) si bien la irregular distribución de la fraccion
arcillosa en el acuífero puede modificar esta interpretación
Algo parecido fub establecido por BAONZA et al.
(1.984) en el Parque Nacional de Doñana, en donde observan la
existencia de una línea de transición correspondiente a la
isolínea de i.c.b=0'3 que coincide, de forma aproximada, con
la interfase agua dulce-agua salada, entendida aquí como el
contacto, aunque difuso, entre el agua dulce de recarga y el
agua salina congénita de origen anterior a la deposición de
los materiales arcillosos que dieron lugar a la marisma
actual.
BENAVENTE et al 1.983 también lo utilizan en el
acuífero de los Llanos de Carchuna para evidenciar el proceso
de "extrusión" en base al endurecimiento del agua desde el
borde del acuífero hacia el mar.
En los acuíferos con porosidad intergranular del
litoral catalán CUSTODIO et al (19 ) deducen que en general
el i, c. b. , (entendido como la relación rCl-rNa/rNa), puede
ser negativo y que cuando se producen entradas de aguas
saladas de origen marino o las aguas marinas se desplazan
hücia el iiiteiior del c=ntir?ente se Frsduce un dbficit de Na
y un exceso de Ca y Mg iendurecimientoj, que se traduce en

una elevación del indice i. c. b. , que con frecuencia supera el
valor que corresponde al agua marina

Fiq, 13, -h%laridn entre rUg/rCa y Ci
en el ricizo de Garraf
. 13 3
Fig, id, -,i%lici'iii i;iigírta-Cioruror a
distintas profundidades en
un piezbmefra de Garraf
En el sector sur del Kacizo
carbonatado de Garraf (Tarragona)
se ha observado (PASCUAL et al,
1.968) , que existe una cierta
relación directa entre el índice
rMg/rCa y el contenido en ión
cloruro (Figura 13)para los
puntos en que este contenido es
superior a 1 gr/l. y que cuando
este contenido es superior a 1'6
mg/l (45 meq/l), la relación
rMg/rCa es mayor que 1, que
corresponde a porcentajes de agua
marina en la mezcla del orden del
7%. Esta es una situación
potencialmente favorable para que
se produzcan procesos
dolomi t ización.
Fiy, ¡5# - indires ue saturaridn en dOlQMita
50
en el nisao piezoanetro
1
de

PASCIJAL Y CUSTODIO (1.987) estudian con más detalle
este fenómeno, poniendo de manifiesto que, para elevadas
salinidades, el índice r Mg/ rCa alcanza valores cercanos a 2
(Figura 14) y que aunque se alcance la subsaturación respecto
a la dolomita siempre se mantiene el déficit de
dolomita disuelta (FiEura 15), lo cual estaría de acuerdo con
una pérdida de magnesio debida a la dolomitización de la
cal iza.
En resúmen, desde el punto de vista termodinámico, es
posible la dolomitización por reemplazamiento cuando la
mezcla esté cobresaturada con la dolomita. Lógicamente, será
necesario considerar la incidencia de factores tales como
presión parcial de CO. pH y temperatura.
Aunque de pasada, se ha hecho mención a los procesos
de disolución-precipitación de carbonatos. Este fenómeno
f í sico-qui mico, intenso en acuí feros carbonatados, pero
presente en la casi totalidad de los acuíferos costeros,
modifica sustancialmente la composición del agua de mezcla y,
por tanto, incide en la utilización de diversos indices
hidrogeoquí micos.
En general, un agua será agresiva, es decir, capaz de
disolver una determinada sustancia, cuando se encuentre
subsaturada en dicha sustancia; y, por el contrario, un agua
sobresaturada tenderá a precipitarla., En este equilibrio
parece que el proceso de disolución es mAs fácil que el de
precipitación, ya que una disolución sobresaturada puede
mantenerse en equilibrio metaestable.
El grado de saturación de un agua respecto a una
determinada sustancia se puede conocer en términos de indice
de saturación calculado mediante la fórmula de Debye-Hückel
(logñritmo de la presión parcial de COY y fuerza iónica del
agua). El indice de saturación respecto a un determinado
51

mineral se define como el logaritmo de La relazión entre el
producto de la actividad iónica y la constante de equilibrio
(producto de solubilidad). En el s^aw de la calcita será
IS,:=logacl++acol/Kc, que corresponden a la ec.uación
Ca CCh ++ tiZ* + (33-3. Si el IS es igual a O, el agua está en
equilibrio con la calcita, si es inferior a O,
subsaturada y si es superior e,stá sobresaturada.
Fig. 16, -('uva de salutiilidad de la r~lcita en funridn de ¡a sslrnidaú
esta
Así por ejemplo, PASCUAL Y ClJSTODIO (1. 987) utilizan
el programa WATEQ F para calcular el IS respecto a la calcita
y la dolomita . MORELL et al (1.988) lo (calculaii según la
z:--. 1 . I^ ^-^^
LVIIUULaii LCI.MUJ~= Crikr - riatjír Car, donde rCar son los
meq/l de cálcio determinado:% analiticamente (cálcio real) Y
rCat son los meq/l de calcio de equilibrio calculados a
partir de la actividad ióriiia del ión carbonato en función de
1 as si gu i entes ecu ac i one:s :
EL

En la Figura 16 se puede observar la curva de
solubilidad de la calcita en función de la saiiniaaa,
delimitando los campos de sobresaturación y subsaturación
respecto a la calcita. (CUSTODIO, 1986).
La mezcla de dos aguas sobresaturadas (D y E) pueden
producir un agua subsaturadas (F) , y también la mezcla de
dos aguas subsaturadas puede producir un agua
sobresaturada (C)
.
Así pues, un agua dulce saturada respecto a la
,calcita, y el agua de mar, sobresaturada, pueden proporcionar
aguas de mezcla subsaturadas, en diferente grado según la
presión parcial de CO.., . (Figura 17)
En estas condiciones, se puede pensar que en la zona
de mezcla agua dulce-agua salada se pueden dar activamente
fenómenos de disolución que pueden intensificar el grado de
Karstificación, tal como estudian PASCUAL et al, (1.986) y
FASCUAL Y CUSTODIO, (1.987) en el caso especial de acuíferos
carbonatados costeros y, en concreto, el tipo denominado
"abiertos costeros", dentro dril grupo "acui Ieros intermedios
mixtos fisurados y karstificados", como .son el existente en
el sector meridional del Macizo de Garraf y el de Vandellós
(Tarragona), en los que existe una franja paralela a la
costa, de elevada permeabilidad, afectada par procesos de
contaminación marina. La intensa karstificación puede
explicarse por procesos de transferencia de masa desde la
fase sólida (roca) a la líquida (agua) que tienen lugar en la
zona de mezcla agua dulce-agua salada, como hemos visto
subsaturada respecto a la calcita y de carácter dinámico .
Este efecto de desarrollo de la porosidad y permeabilidad
secundarias por karstificación puede estar potenciado,
además, según afirman los autores, por fluctuaciones de la
zona de mezcla en respuesta a cambios globales del nivel del
mar.

Dtro índice habituaimente utilizado en estudios
hidroquímicos de acuí feroc costeros es la relaciSn rS04/rC1
La utilidad de este indice radica en la posibilidad de
caracterizar aportes suplementarios de ión sulfato, ajenos al
aporte marino, o de detectar procesos de reducción de
s.;:. fatus.

Como ejemplo dei primero iie ios procesos, CURDlfPdA Y
CiTSTCIDiIi (1.981) ponen de manifiesto en la Comarca del
Raresnie que el crecimiento del ion sulfato es paralelo al &el
ión nitrato, mientras que la relación con el Indice rSOn/rCl
e,sra p s : ~ ,definida. El ion eulfato parece corresponder por
tanto, a un contaminante s, procedente de Pos PertPlizantes
y correctores del suelo (yeso), mientras que el origen del
ión #cloruro es, claramente, de contaminación marina.
Iiespoc-to al proceso de seduccion de sulfatos existen
ezca~a', referencics 5~ acza Pasas espB;o?es. BALXZA, et al
(1 984) en el Parque Racional
~eiecion rSO,r/rCl E O ~ K B ~ T Efnfiariar S ~ ~ ~ a O 1 QX 10s USOS
de Marismas y en el acuifero confinado, mientras to
valores del orden de O 2 en el acuáfero libre y en los
materiales dunares Esto podria justificarse a travks de la
posible red.~cci~;n cmcteriana de s~~idf~~toc; en los dos primeros
tipos de muestras que, de hecho, se encuentran en un medio
fuertemente reductor Jl anaerabio.
Valores del orden de 0'007, c5n casi total ausencia de
inn swifsntra, se han encontrado

Fiy# 18, - Reircidn fstruncio-Cluroros en aruíferus detrítrros del iitoral valenciaiio
El índice rSr/rCl debe ser manejado con precaución
debido a que el aporte de ión estroncio no sólo se debe al
agua de mar, sino también y de manera significativa, al agua
dulce de recarga, y esta ultima aporta distintas
concentraciones en función, esencialmente, de su litologia y
como se pone de manifiesto en la Figura 18 (MORELL et al.
1988) en la que, sistemáticamente se encuentran
concentraciones mayores de ión estroncio que las que sería se
esperar si solo proviniese del agua de mar y. además, las
envolventes dibujadas para cada acui fero ilustran sobre
distintos niveles de aportes
El índice rI/rC1 ha sido escasamente utilizado y, por
ejemplo, en la Figura 19, de HOWARD and LLOYD (1978). se
pueden ver los resultados obtenido.; en el zsuifero de
Lincolnshrire Chalk, con el estudio de la relacion entre este
índice y el ión C1, diferenciandose entre aguas salinas
56

nmderna,s y antiguas, con el apoyo de un estudio isotópico
(HOWARD and LLOYD, 1983).
Fiy. 19. - D:fei*enciacidn de aguas suhtrrrd~eas salinas en base a la reiaciln entre el
inúirr ri/rCI y rl l-onttvido e!? rlcruros en Linialnshisr Chalk.
OTRAS CAHGCTERISTICAS FISICQ-QUIMICCiS.
1 SOTOPOS,
Comentarenios brevemente algunos ejemplos de
util Lzat:icn de parámetros tales como conductividad, pH,
tem?erat,ura y oxigeno disuelto
Sin iduda. la conductivldad es un parámetro bien
:ur~~i:i~lo y utilizado prof ucamente, especialmente en estudios
57

de control o al abordar acuíferos extensos. En las aguas
salinas su relación de dependencia con el ión cloruro es muy
elevada, y, al margen de modificaciones como las que hemos
descrito, hay que pensar que la conductividad es un excelente
indicador del grado de intrusión .
Cuando se propone una campaña de toma de muestras es
necesario que las medidas de conductividad se tomen "in
situ", para evitar posibles variaciones, si bien es cierto
que estas, para aguas muy salinas, tendrán escasa
significación hidrogeoqui mica. En las redes de control y
observación es ilustrativo contar con piezometros específicos
para la medida de conductividad, a cotas diferentes en la
vertical. De gran utilidad seria contar con sensores que
permitan el !control remoto.
Los registros verticales de conductividad proporcionan
una val i nila i nf üi-iiiü~ 1 01-I ilübr~ la re t i-at i f i C'YC i P n hidi-üqLt i mica y, en aquellos casos en que el piezometro atraviese el agua
dulce hasta alcanzar la zona de mezcla e, incluso, el
substrato salado, medidas periódicas de este tipo dan a
conocer las oscilaciones de los límites superior e inferior
de la zona de mezcla, si es que esta aparece bien definida.
Tal es el caso de la Figura 20 correspondiente a un pozo de
la Plana de Oropesa-Torreblanca.
A partir de estas medidas realizadas entre septiembre
de 1.985 y Febrero de 1.986 se pudo comprobar el efecto sobre
el equilibrio dulce-salino de la recarga por infiltración del
agua de lluvia sobre el propio acuífero y el efecto diferido
de la recarga lateral desde los acuiferos de borde (MORELL Y
PULIDO , 1.986) . Este control se sigue llevando a cabo en
este pozo y en otros del mismo acuífero y de acuíferos
cercanos.
58

-
- ,
E
5
10.
O FRESHWATER
Fig, Ai, -Evolucidn de la iirtert'ase en un poza de la Plana de üropesa-Torreblanca ilastellon)
La conductividad parece reflejar mejor, por otra
parte, el contenido salino que el propio residuo seco, al
menos para altas concentraciones, quizás debido a que la
desecacijn en estufa no sea suficiente en estos casos.
La temperatura es un parámetro capaz de proporcionar
excelente información y que parece poco utilizado. Es
habitual realizar "ln situ" medidas de temperatura de las
muestras recnsid.8.s que es básico para realizar
lucsu i;;ia serie ¿jl.=ul.zs, sobre *EA=. si ndez%u zc hp_=
medido "in situ" otros parámetros como los contenidos en HCO....
-#. .. ¿O .,; dureza etc,.
Pero ademhs, 106 registros de temperatura en la.
vertical se muestran muy eficaces, no sólo como parámetro
f isico-quí mico, sino también como herramienta hidrogeológlca.
La temperatura del agua en un pozo depende de varios
factores cuya incidencia particular es difícil determinar.

En primer lugar, los pozos poco prnfundos y la parte
superior de los más profundos están sujetos a las variaciones
térmicas anuales atmosféricas, en la denominada zona de
aireación o de heterotermia estacional (COTECCHIA et al
1.977). Se puede establecer como límite inferior de la zona
de heterotermia estaciona1 aquella profundidad a la cual la
temperatura es constante a lo largo del año , si bien deben
existir influencias notables derivadas de la recarga
diferencial de aguas invernales, del tiempo de residencia del
agua en el acuífero, de la difusividad térmica del terreno
suprayacente y de la profundidad del nivel piezometrico.
Esta influencia puede suponer variaciones del orden de
1-2'C en el nivel más superficial de la zona saturada.
El gradiente geotérmico tiene decisiva influencia, ya
que se puede estimar en 3'C/100 metros. Más dificil es
implicar el flujo térmico desde el agua de mar hacia el
acuífero debido a la mayor temperatura del aquella. COTECCHIA
et al. (1977) estiman que este aporte adicional puede suponer
en la Peninsula Salentina (Italia meridional) hasta 1'C/lOO
metros a 400 metros de distancia de la línea de coste, y de
0'3'C/100 metros a 1400 metros, y que su influencia sólo
afecta hasta unos 20-25 metros de profundidad, en función de
la difusividad térmica del acuífero.
En la Figura 21 de TADOLINI et al. (.1982> , se puede
comprobar que existe una clara relación espacial entre la
distribución del contenido salino y de la temperatura en el
acuífero kárstico de la vertiente jónica de la Peninsula
Salent i na .
En general, 5e pueden encontrar tres diferentes tipos
de gradientes térmicos en un pozo:
60

- Pozos con gradiente térmico positivo, especialmente
debido al gradiente geotermico.
r
21,- klrri4n rntrr rl rontrnido srlino drl rgud y Ir fnprrrlurr rn Ir PrninsuIr
Srlrnt inr iI irlir ,
61

- Pozos con pendiente termica nula, asociada a mezcla de
3gLias debidas a corrientes verticales ascendentes o
descendente5 (efecto-pozo).
- Poros con escalón de temperatura que, unido a
variaciones de otras características fisico-quí micas, se
puede deber a la existencia de niveles bien diferenciados
iie ayua Ue distinta 'saiiniaaa.
E
U 40
c
o 50
!i
I""'"
I-OCT. 1188
Temparaiura I OC I
62
t

En la Figura 22 .se pueden ver ejemplos de estos tipos
de gradientes, correspondientes a distintos pozos de los
acuí fero:z de Oropesa-Torreblanca y Moncofár (MORELL et al,
1.987). A partir de estos registros se pueden obtener datos
relevantes sobre el regimen hidrodinámico del acuífero.
Otro parametro de gran interés es la determinación del
contenido en oxígeno disuelto, y no sólo en muestras sino
tambien en registros verticales a lo largo de un pozo.
Considerando el contenido en O.D. como una medida de la
intensidad del flujo, estos registros pueden indicar la
existencia de niveles preferenciales del mismo y sus
variaciones en función de la recarga, así como la
sensibilidad de los diferentes niveles, tal como se aprecia
en la Figura 23 MORELL et al (1987).
AGUA DULCE -ZONA DE ....__ sU.STRATO
TRANSICION SALADO
SEP OCT NOV DIC ENE FED 'AüO'óEP '' IENE 'FEO 'UAñ ' AüR YAV ' JUN ' JUL '
1985 1986 1987
Fig, 23 - Evoluridn del contenido en oxido disuelto en un pozo de Oropesa-Terrreblanra
Ikstelldn)
Por otra parte, bajos contenidos en oxígeno disuelto
pueden alertar sobre la posibilidad de existencia de
condiciones anaerobias favorables para la reducción de
su lf atos.
63

La medida del pH, naturalmente "in situ", es de
primordial importancia, especialmente en acuí feros
carbonatados en los que se pretende estudiar los equilibrios
del sistema HCO--a - CO-3 - COd.
Pueden aportar datos de gran interés en el aneilisis de
procesos de acuíferos salinizados, sobre todo en aquellos
casos en los que existe duda sobre si la salinización de los
acuíferos es debida a procesos de intrusión marina, o a la
existencia de aguas saladas congénitas. Ello es debido a la
diferente composición isotópica que presentan el agua marina
y el agua dulce (CUSTODIO, Y LLAXAS. 1.983).
De cualquier forma, el estudio isotópico debe ir
acompañado de un estudio hidroquímico general puesto que este
último es el que permitirá una completa interpretación de los
resultados obtenidos.
Para el eetudio de mezclas los isótopos de mayor
interés son el deuterio y el oxígeno-18.
BAONZA, et al. (1.984) utilizan el análisis de los
isótopos estables deuteriq y oxígeno-18 con vistas al estudio
de las relaciones entre aguas de distinta procedencia, en el
Parque Nacional de Doñana.
Para el acuífero confinado, en un sector del mismo se
observa un aumento de la concentración de oxígeno-18, que se
explica por mezcla del agua infiltrada en la zona de recarga
con aguas congénitas de elevada salinidad, de origen marino,
atrapadas durante la deposición de los materiales que forman
el acuífero.
En aguas de origen marino el valor de sería
próximo a O y la mezcla de ésta con agua dulce de recarga,
04

con 6 ,,.,= -5'2 por mil, daria lugar a los valores medios
observados.
Por otra parte estos autores estudian la relacion de
las desviaciones 6 r> y 6 , (Figura 24) observandose como
todos los puntos se agrupan alred%lor de ia lliiea
correspondiente a aguas meteóricas 6 ,>. = 8 6 , +10
En dicha figura la dispersión de los puntos es
explicable, entre otras causas, por mezcla de aguas de
diferentes procedencias.
Los puntos con valor m ás positivo al definido por los
valores de 6 I.(= -5 2 por mil y 6 I>= -31'6 por mil y que se
ajustan bien a la línea de aguas meteoricas solo pueden
explicarse por la mezcla de agua dulce con dichos valores con
otras aguas con valores más positivos, que podrian ser de
origen marino.
Y / í ; ; ; +
1 2 3 4 5
Fig# 24, - Diayrdfia ¿o-¿re para diversas rucrstras de agua del Farque Nacional de Ootiana.
65
40

Las concentraciones en deuterio aumentan en general
cuando la hace la contribución de agua salada, con un valor
de &,., mAs positivo, en una zona de mezcla.
Según CUSTODIO Y LLAMAS (1.983) si el estudio del
deuterio indica la posibilidad de mezcla pero no el Oxígeno-
18 y este está en menor cantidad que la mezcla teórica, puede
pensarse eii un intercambio con ei terreno, io que sugiere la
posibilidad de aguas marinas antiguas o congénitas como
fuente de contaminación.
Por otra parte, aguas salobres o salinas de
composición isotópica muy próxima a la de las aguas
subterráneas dulces pueden provenir de disolución de sales.
BENAVENTE Y LOPEZ VERA (1986) hacen un estudio del
contenido en oxígeno-18 tanto de aguas de recarga como de las
subterrdneas en loa scuí feros detrí ticos del litoral
granadino y sólo en uno de los puntos muestreados (situado
en la Herradura) la discrepancia entre la altura media de la
zona de recarga que corresponderia por su contenido isotópico
y la real podrían explicarse por la influencia de intrusión
marina, caracterizada por valores menos negativos de 6 iei .
MANZANO Y CUSTODIO (1987) estudian el contenido
isotópico del agua intersticial del acuitardo intermedio del
delta del Llobregat. En una serie de muestras tomadas en un
sondea analirdri uxigerir~-iR y deuterio y observan como con la
profundidad las aguas se hacen m ás ligeras isotopicamente en
respuesta a que aumenta la proporción en agua dulce del
acuifero inferior del delta, más ligera que el agua salada
congenita de los limos. Existe por tanto una mezcla entre
aguas de distinta salinidad como sugiere la recta de la
0,-.-- o=
Alaula &d. Ee cualquier forma los contenidos Isotopicos no
66

Fig
Fig. 25, -Reiaridn oxigeno 18-deuterio en el aroitrrdo del delta dr Llobregat
1
o
1
-7
-1
6“o lu
-b
-5
6
-1
-8
7 b 6 ü 10 12 Ib 16 18 20 7) pIi CI-
?& -Relaribn salinidad/rontenido en ‘V en PI rruitardrr del delta del Llobrrgat
67

corresponden exactamente a un agua de mezcla, sino que
parecen estar influenciados por otros procesos como indica la
comparación entre los contenidos de C1- y lc300. (Figura 26)
Los estudios realizados por GASPARINI et al (1.987) en
el Xacizo fonolítico de Amurga (Gran Canaria) ponen de
manifiesto que la composición isotopica de las aguas
subterráneas no indica mezcla aparente con agua marina, y la
nndifkación por efecto de una posible mezcla cop agua de mar
sería inferior a O’ 5’% en O.
Por Último cabe indicaf que intrusiones marinas
modernas se pueden caracterizar mediante el contenido en
tritio y radiocarbono.
Los autores agradecen al Dr. Emilio Custodio Jimena
la revisión del texto y las sugerencias realizadas.
DEDICATORIA
A la memoria de Jorge Porras Martfn.

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