Geotecnia de Calidad

lunes, 20 de junio de 2011

OSCILACIONES FREÁTICAS

Habitualmente el estudio geotécnico determina la posición del nivel freático, pero todavía son pocos los informes que ofrecen información sobre las posibles oscilaciones del nivel del agua subterránea. Ello es en parte debido a que sin un seguimiento de los piezómetros de la zona, o de los colocados en la propia obra, no es factible establecer una previsión correcta. Sin embargo, cada vez hay más información disponible sobre la hidrogeología regional, que puede ayudarnos a resolver el problema.

El caso que ahora expongo corresponde a una serie de 7 edificios, situados en el margen occidental del delta del Llobregat, en una franja de más de 1.0 Km de longitud paralela a la autopista del Garraf, en los municipios de Gavà y  Viladecans.

Todos estos edificios (centros comerciales, viviendas, uso industrial, etc), tienen en común que disponen de 2 sótanos (o uno sólo pero de altura importante), que fueron construidos hace 3-12 años, excavándose con el terreno seco, tal como predecía su estudio geotécnico, pero que a partir del otoño de 2.010 pasaron a tener el sótano más profundo inundado, o con graves problemas de filtraciones, que obligan a costosas reparaciones de impermeabilización.

Una vez conocedor del tema, y descartadas posibles fugas de la red de distribución (el fenómeno abarca una extensa àrea), fue evidente que la causa era la elevación del nivel freático, que había ascendido unos 2.0-3.0 m respecto de la posición prevista en los geotécnicos.

La piezometría del acuífero, es decir la posición de la cota del nivel freático, no es una superficie estable a lo largo del tiempo.

En condiciones absolutamente naturales, sin ninguna actividad humana de extracción o recarga de agua subterránea, la cota del freático estaría, en este contexto, ligeramente por encima del nivel del mar (+1.5 a +2.5 m probablemente), existiendo por lo tanto un gradiente y un flujo del agua subterránea en dirección al mar. Los períodos secos o lluviosos podrían lógicamente afectar esta posición.

Estas condiciones “naturales” hace casi 75 años que no se producen, ya que durante todo el siglo XX, hasta la actualidad, han existido uns serie de agentes antrópicos que las han modificado.

La mayor parte de estas modificaciones son los importantísimos bombeos de pozos, que han explotado los acuíferos del delta. Los usos son variados, desde pozos agrícolas o para usos industriales, hasta los pozos para aguas de consumo humano.

Una consecuencia de esta y otras actividades humanas, ha sido el descenso del nivel freático, especialmente en la segunda mitad del siglo pasado, que condujo la cota piezométrica en algunas zonas por debajo del mar, con lo que el sentido del flujo se invirtió, y se produjo una importante salinización de los acuíferos, proceso al que acompañó una importante contaminación de las aguas como consecuencia de algunas actividades poco deseables, como el vertido directo de basuras en las excavaciones de antiguas extracciones de áridos.

Como resultado de todo ello, el nivel freático en la zona de los edificios afectados, se ha mantenido, casi sin excepción, por debajo del nivel del mar,  desde la década de 1.970 hasta la actualidad, generándose una “anormalidad” estable durante este período de tiempo.

Asi por ejemplo, en la zona situada alrededor de la Autopista del Garraf, y entre ésta y los núcleos urbanos de Gavà y Viladecans, en el “Mapa Hidrogeològic del Delta del Llobregat” editado por la “Comunitat d’Usuaris d’Aigües del delta del Llobregat” y el “Institut Geològic de Catalunya”, la superficie piezométrica (media de las medidas efectuadas entre 2.000-2.004) se sitúa alrededor de la cota absoluta 0.0 a -1.0 m en el sector Gavà, pasando a la -2.0 m en la zona Viladecans y a la -2.5 m bajo los edificios cercanos al Polígono Can Calderón de Viladecans.

En los documentos adjuntos se presenta el sector de nuestro interés en dicho mapa, editado en 2.005. Se observa la cota piezométrica, y la dirección de flujo de las aguas subterráneas.

HIDRO

Estos datos de piezometría, coinciden razonablemente con los datos de los sondeos geotécnicos efectuados por nuestra empresa en la zona, durante los años 1.990 a 2.007.

Del análisis del mapa de referencia, se desprende que en el sector afectado, la zona de mayor depresión del freático se sitúa hacia el noreste, y que el flujo de agua subterránea es en sentido norte, todo lo opuesto a las condiciones “naturales” de hace 75 años.

CAUSAS DE LA ELEVACIÓN DEL FREÁTICO.
Por lo que refiere a las posibles causas de la actual elevación del freático, sin ser exhaustivos pueden establecerse las siguientes, que básicamente son dos: disminución de las extracciones en los acuíferos del delta, y aumento de la recarga del acuífero.

Disminución de extracciones.
  • Abandono de pozos industriales. Causado por la progresiva conexión a la red de las industrias, y por la crisis económica de los últimos años, que ha disminuido la actividad industrial, cuando no la ha cerrado totalmente.
  • Abandono de pozos agrícolas. Muchas de las zona agrícolas situadas entre la autopìsta y los núcleos urbanos, han desaparecido substituídas por polígonos industriales, comerciales o de viviendas, especialmente en Can Calderón, BarnaSud y Vilamarina, donde hasta hace poco había pozos de extracción.
  • Disminución del bombeo de Sociedad General de Aguas de Barcelona. Los pozos de esta empresa suministran agua de abastecimiento a Barcelona y otros núcleos urbanos, desde hace decenas de años. El mayor punto de captación ha sido y es el área de Sant Joan Despí/Cornellà próxima al río, observándose (en el citado mapa hidrogeológico del delta), como gran parte de las líneas de flujo subterráneo –incluídas las de nuestro sector- convergen hacia dicho punto.
  • Durante la última sequía del 2.006-2007, dichos pozos explotaron el acuífero hasta comprometerlo, pero recientemente, la mejor pluviosidad, el lleno de los pantanos de la cuenca, la entrada en servicio de la desaladora del Prat, y otras causas, han llevado a una menor extracción de agua.

Aumento en la recarga.
Durante la última sequía, el acuífero deltaico estuvo bajo mínimos de cantidad y calidad, con lo que la Administración ha adoptado una política de preservación de las aguas subterráneas, completamente lógica desde el punto de vista de la recuperación de los acuíferos, pero que ha podido tener como consecuencia parcial, el efecto colateral de subida del freático e inundación de sótanos.

Entre los factores directos de recarga se pueden citar:
  • Infiltración de aguas en diferentes balsas realizadas con finalidad de aumentar las reservas acuíferas. Estas balsas situadas a lo largo del valle bajo del Llobregat, utilizan agua de las crecidas esporádicas del río, para que en parte se filtren en el acuífero.
  • Infiltración de aguas en balsas de laminación. En el término de Viladecans existe una de estas balsas, que recoge el agua esporádica de una riera, más la de una serie de colectores, para laminarla y en parte infiltrarla en el subsuelo, para la mejora de la calidad y cantidad del agua subterránea.
  • Mayor caudal del río, causado por la mejor pluviosidad de los dos últimos años, que afecta también directamente a la superficie deltaica, y de los torrentes que desembocan en el delta.
  • Infiltración de agua en la línea costera. Para evitar la salinización del delta, se está procediendo a una recarga del acuífero profundo. Esta actuación está alejada de la zona de estudio, pero en el complejo mundo de las aguas subterráneas, todos los factores que van en una dirección acaban sumando.
Así pues, puede concluirse que durante los dos últimos años se han producido una serie de factores, de ámbito global, que han tenido como resultado una elevación del freático de las zonas afectadas, y en general de todo el delta.

Reflexiones
Sobre si podía preverse dicha elevación, a nuestro parecer no existe una respuesta simple ni única.

Puede argumentarse que si los datos existentes en el momento de hacer los informes geotécnicos, indicaban una posición del freático negativa respecto al mar, o próxima a cero, sería quizás razonable suponer que en algún momento el freático podría volver a cotas positivas, más “naturales”.

A este argumento se le puede oponer también razonablemente, que si durante 100 años el nivel del delta ha estado artificialmente modificado, durante el siguiente siglo XXI el freático podría permanecer igual que en el pasado, o incluso bajar más, ….o subir, quizás temporalmente, como puede haber sucedido en este momento.

Por los mismos motivos, de no poder controlar en definitiva la acción de los agentes antrópicos externos a los propios edificios, y que acaban teniendo una repercusión vital en la piezometría del delta, tampoco puede establecerse con fiabilidad cual va ser la evolución del nivel piezométrico en el futuro próximo.

Por el momento, se ha informado ya de la problemática existente a los Ayuntamientos  de Gavà y Viladecans, así como a la Agència Catalana de l’Aigua de la Generalitat de Catalunya. Se han instalado también algunos piezómetros que serán controlados.

Una de las propuestas de nuestro informe es volver a incrementar los bombeos en los pozos municipales, o de la Sociedad General de Aguas de Barcelona, a fin de que el freático de la zona descienda lo suficiente para volver a dejar los sótanos en seco, ya sea definitivamente, o al menos durante un lapso de tiempo suficiente. Durante este período deberían acometerse las oportunas obras de impermeabilización.

En las conversaciones con los citados organismos, se debería prever cual va a ser la tendencia general en el régimen futuro de extracción y recarga del delta.

Paralelamente, si no se consigue un aumento temporal inmediato de las extracciones globales en el delta, para hacer bajar el freático el tiempo suficiente para las obras de impermeabilización, podría plantearse la construcción de pozos de bombeo en la periferia de los edificios, a fin de conseguir el mismo efecto.

Creo que este caso ilustra sobre la importancia que debe darse a la hidrogeología, incluso en el caso de excavaciones en seco, pero relativamente próximas al nivel freático. Abordar el estudio de las oscilaciones del freático, normalmente excede de las dimensiones del solar, ya que requiere un estudio regional, que implica métodos propios y dedicación específica.

Zanskar.
Las siguientes fotos fueron tomadas en 1.987 durante una travesía a pie durante 12 días desde el Zanskar al Ladakh, en el norte de la India. A pesar de la política actual, estas regiones se sitúan al norte del Himalaya, y pertenecen geográfica y culturalmente al Tibet.

Es una región àrida pero situada a gran altitud, y la vida allí es muy dura, pero tranquila. En la primera imagen vemos un pico de cerca de 7.000 m de altitud, perteneciente al grupo del Kun y del Lun, con un típico monumento tibetano (Chorten), en primer plano.



En esta otra imagen vemos en primer término a un yak, con un rebaño de ovejas, a más de 4.000 m de altura, con un espectacular paisaje mineral al fondo.


En estas otras vemos el pueblo de Photokshar, en el alto Zanskar, con los últimos rayos de sol antes de quedar engullido por las sombras del crepúsculo, así como un momento del trabajo diario. Mi mujer y yo recorrimos estas regiones, con la ayuda de un guía, y varios caballos para transportar la carga. Conocimos al último rey del Zanskar y pasamos una velada (bastante etílica por cierto), en su compañía.


3 comentarios:

Juanjo dijo...

Independientemente de las problemáticas asociadas a la impermeabilización tambien puede haber problemáticas mecánicas por temas de flotabilidad de edificios, se me ocurren varios candidatos en la zona.

Un saludo

juanjo

frankie dijo...

ualaaaaa... això no és un post.. això és una tesina !!! gràcies !!!

Jose Maria Dominguez dijo...

Yo creo que si el registro de los niveles freáticos determinaba que no afectaría a la edificación aún contando con las variaciones estacionales, el trabajo estaba muy bien hecho.

No se puede intentar controlar todos los "porsiacasos" ya que de esa manera las obras se encarecerían mucho.

Si el día de mañana te ejecutan a lado, el soterramiento de la linea de FC al abrigo de pantallas continuas y por efecto barrera asciende la piezometría afectando a las edificaciones adyacentes, la responsabilidad es del proyecto de soterramiento y no del geotecnico de la edificación. De la misma forma no puedes prever que se va a ejecutar un proyecto de recarga artificial del acuifero sin que hayan evaluado las posibles afecciones.