IMPLICACIONES HIDROGEOLÓGICAS DE LA UTILIZACIÓN DE LOS ACUÍFEROS POR LOS POZOS DE CLIMATIZACIÓN EL CASO DE LA CIUDAD DE ZARAGOZA

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1 IMPLICACIONES HIDROGEOLÓGICAS DE LA UTILIZACIÓN DE LOS ACUÍFEROS POR LOS POZOS DE CLIMATIZACIÓN EL CASO DE LA CIUDAD DE ZARAGOZA Eduardo A. Garrido Schneider 1 Celestino García de la Noceda 2 1 Área de Infraestructura Hidrogeológica 2 Área de Investigación en Recursos Minerales

2 Introducción Zaragoza: Punto de confluencia de 3 ríos Principal explotación del acuífero para satisfacer demanda industrial Reciente proliferación pozos de climatización. Motivos: - Salubridad e higiene: Prevención Legionella pneumofilla - Menor coste económico y mejor rendimiento - Fácil acceso a las aguas subterráneas Gran expectativa de crecimiento Demanda superior al 65% del total de agua subterránea en la ciudad 2

3 Características hidrogeológicas del acuífero urbano de Zaragoza Un solo acuífero pero 2 m.a.s. 5 niveles de terraza y glacis conectados con el río m sobre el cauce actual 10 km de anchura en la ciudad Sustrato acuífero y espesor irregulares: Umbrales: < 30 m Surcos: m Sustrato terciario impermeable (yesos, sales, margas y arcillas) Naturaleza soluble: genera morfologías kársticas de subsidencia y colapso Dinámica del agua subterránea asociada al río Ebro. Freático a m.s.n.m. Margen izquierda N-S Margen Derecha ESE-ONO Aguas duras y alto contenido en sales ( µs/cm) Explotación limitada prácticamente para usos industriales y riego (400 pozos) Espesor del acuífero cuaternario (Garrido et al. 2008) 3

4 Aprovechamiento de las aguas subterráneas para climatización Zaragoza, ciudad pionera en España en aprovechamiento de energía geotérmica de muy baja temperatura Pozos anteriores a 1990 Instalaciones: Industrias Comunidades de vecinos Locales de ocio Zonas comerciales Hoteles Centros hospitalarios Dependencias universitarias 90 pozos (captación e inyección) 80% solicitudes en 10 años Prevención Legionella Buena acogida. Efecto llamada Impulso lema Expo-08. Desarrollo sostenible Sistemas abiertos. Al menos 1 pozo captación y 1 inyección aguas abajo Captaciones antiguas: 1 único sondeo (restitución agua por caída libre) Nº de expedientes POZOS DE CLIMATIZACIÓN Año Expedientes de solicitud de explotación de aguas subterráneas (captación e inyección) para uso industrial (climatización). Fuente CHE 4

5 Aprovechamiento de las aguas subterráneas para climatización Volumen bombeado: Según datos de expedientes de explotación A.S. Caudal máximo autorizado (L/s) Total Inyección / sin datos Máximo volumen anual de explotación concedido (L/s) Necesidad de dotar contadores y controlar el régimen de funcionamiento y bombeo Demanda de agua urbana: Total: 20 hm3/año Consuntiva: 7-8 hm3/año No consuntiva: 13 hm3/año Recursos urbanos subterráneos renovables: 42 hm3/año Localización de captaciones de agua subterránea en Zaragoza. En rojo las destinadas a procesos de climatización. Fuente IGME-CHE. (dependientes de 2 m.a.s. de mayor entidad) 5

6 RIESGOS Contaminación T.R.L.A. (art. 93): introducción directa o indirecta en el agua de formas de energía DMA (art. 2): introducción de calor como consecuencia de la actividad humana Proliferación desordenada de pozos. Vacío legal Autointerferencia entre pozos de bombeo e inyección IMPACTOS Hidrogeoquímico: inyección aguas con características fisicoquímicas modificadas Hidrodinámico: incremento de bombeos, inyección de caudales, alteración red de flujo y posición nivel piezométrico Térmico: saltos térmicos entre 5-6 ºC y 15 ºC. Modificación características extrínsecas permeabilidad, equilibrio y solubilidad especies minerales, sostenibilidad captaciones y aprovechamientos de A.S. OTROS PROBLEMAS Similares a recarga artificial de acuíferos Colmatación pozos de inyección Inyección partículas y burbujas de aire Disminución porosidad efectiva Acortamiento vida útil del pozo Mantenimiento y limpieza de pozos Nuevas perforaciones Pozos deficientemente construidos Conexión entre niveles productivos de diferente calidad Parámetros hidráulicos del acuífero Control del impacto (piezómetros de control) Implicaciones hidrogeológicas: Riesgos e Impactos 6

7 Implicaciones hidrogeológicas: Riesgos e Impactos IMPACTOS en el acuífero de Zaragoza Modificación equilibrios minerales en procesos disolución-precipitación sales Precipitados e incrustaciones minerales: afección al rendimiento captaciones - Colmatación (pozos, conducciones) Reducción porosidad (acuífero) Disolución: oquedades, conductos, colapsos por subsidencia, dolinas Deterioro calidad química agua subterránea: - Total de sales disueltas Conductividad eléctrica ph Eh Oxígeno disuelto Materia orgánica Crecimiento bacteriano Movilización metales pesados en zona no saturada y de oscilación nivel piezométrico ó Superficie piezométrica y dirección del flujo subterráneo en relación a la ubicación de captaciones de A.S Afección térmica e hidrodinámica a terceros en sectores con gran densidad de captaciones 7

8 Implicaciones hidrogeológicas: Riesgos e Impactos IMPACTOS en el acuífero de Zaragoza ModificaciónDE equilibrios minerales en procesos PREVENCIÓN IMPACTOS, ORDENACIÓN DE disolución-precipitación sales DEL ACUÍFERO CAPTACIONES Y GESTIÓN URBANO Precipitados e incrustaciones minerales: afección al rendimiento captaciones - Conocer: Colmatación (pozos, conducciones) Reducción porosidad (acuífero) Geometría acuífero Disolución: oquedades, Piezometríaconductos, colapsos por subsidencia, dolinasdel flujo subterráneo Dirección Parámetros Deterioro calidad químicahidráulicos agua subterránea: Total de sales disueltas - Apoyo en modelos matemáticos: Conductividad eléctrica ph Flujo subterráneo Eh Transporte de calor Oxígeno disuelto Materia orgánica Crecimiento bacteriano Movilización metales pesados en zona no saturada y de oscilación nivel piezométrico ó Superficie piezométrica y dirección del flujo subterráneo en relación a la ubicación de captaciones de A.S Afección térmica e hidrodinámica a terceros en sectores con gran densidad de captaciones 8

9 Criterios de buenas prácticas para el aprovechamiento de los acuíferos. Normativas existentes La ausencia de criterios implica dificultad en planificación y gestión captaciones. Implica a la autoridad hidráulica Principales dificultades: Distancia entre sondeos Caudal extracción-inyección Salto térmico Tramitación solicitud autorización de vertido directo Otras: Profundidad y penetración pozos Ubicación pozos extracción-inyección (flujo, límite propiedad, otros abastecimientos) Requerimientos técnicos de captaciones (perforación, materiales según calidad del agua, equipo bombeo, abandono de pozos...) Limitación o criterios de potencia térmica utilizada. Uso reversible verano/invierno Temperatura max/min de inyección Exigencia de piezómetros de control (en propia instalación, en puntos de observación) Control de afecciones a fauna y flora en zonas húmedas y cursos fluviales conectados 9

10 Criterios de buenas prácticas para el aprovechamiento de los acuíferos. Normativas existentes Asimilación de criterios aplicados en sistemas parecidos (captadores geotérmicos verticales) Distancia entre sondeos: - A otros pozos: >20 m - Controles y estudios si existen otros pozos a menos de 100 m - Límite de propiedad: >10m - Caudales extracción-inyección: - No establecen criterios. Límite dependiente de la productividad del acuífero - Posibles problemas por precipitados dependiendo de calidad del agua - No se plantean problemas de disolución de materiales (mayor caudal y mayor temperatura incrementa la posibilidad de disolución) - Salto térmico y temperatura inyección: - Tª máxima inyección: 20 ºC (latitudes altas); 30 ºC (latitudes bajas) - Saltos térmicos (positivo o negativo) 6-11 ºC Requisitos y criterios de buenas prácticas. Aplicación en Zaragoza: - Inyección en propio acuífero, sondeos totalmente penetrantes - Distancias entre pozos 25 m ( m a terceros) - Salto térmico: 10 ºC y Tª máxima de inyección: 30 ºC - Caudal inyección por pozo: < 50 m 3 /h - Control periódico: Tª y nivel en pozos y piezómetros - Uso reversible con intercambio de funciones de los pozos 10

11 Conclusiones Zaragoza ciudad pionera en la explotación geotérmica de las A.S. Gran nº de pozos Concentración de captaciones Elevada explotación Gran expectativa crecimiento Clima extremo Prevención Legionella Fácil acceso a las aguas subterráneas en casi toda la ciudad Impactos previsibles Hidrodinámico (interferencias hidráulicas y térmicas), hidroquímico y térmico Incrementa el riesgo de subsidencia y colapso del terreno por solubilidad del sustrato y de los materiales del acuífero La ausencia de criterios de gestión de estas captaciones con los que prevenir posibles afecciones requiere Profundizar en el conocimiento del funcionamiento del acuífero urbano Utilizar herramientas de modelación geoquímica y modelación matemática del flujo y transporte de calor Establecer criterios de buenos usos o normativas 11

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