Hydrogeology of La Gomera (Canary Islands): contributions to conceptual models of volcanic island aquifers

Abstract

Los modelos conceptuales de acuíferos en islas volcánicas son aún controvertidos en numerosas regiones del mundo (p.ej., Isla de Reunión (Join et al., 2005) o la isla de Pascua (Herrera & Custodio, 2008) debido a dos factores principales: la falta de información hidrogeológica en el interior de estas islas por la escasez de captaciones lejos de la costa, y la complejidad estructural de las zonas volcánicas. En las islas volcánicas aparecen materiales con propiedades hidráulicas muy variadas, como coladas de lava, materiales piroclásticos, volcanoclásticos o sedimentarios. Además, los materiales volcánicos pueden presentar permeabilidades muy variadas, con valores muy altos y anisótropos en formaciones jóvenes (debido a las partes más escoriáceas y al diaclasado de las coladas de lava), que se reducen drásticamente con el paso del tiempo por alteración, compactación y mineralización secundaria (Custodio, 1978). Asimismo, la intrusión de diques juega un papel clave, en general reduciendo los valores de permeabilidad primaria en función del número, volumen, geometría y densidad de la red diques (Takasaki & Mink, 1985). La variabilidad en la longitud, espesor y características (p.ej., diaclasado) de los diques hace que sea difícil evaluar a priori su papel en los modelos de flujo subterráneo, pudiendo actuar como zonas de flujo preferente o como barreras al flujo, almacenando el agua localmente al ser más impermeables que la roca caja (Custodio, 1978). La alternancia de episodios constructivos y destructivos (p.ej., deslizamientos) en los edificios volcánicos insulares provoca que la geometría de todos estos materiales pueda ser muy compleja, por lo que la falta de datos del subsuelo en zonas internas de las islas dificulta enormemente la construcción de modelos conceptuales de sus acuíferos. En las Islas Canarias existe una inusual cantidad de obras hidráulicas (sondeos y galerías) lejos de las zonas costeras, que permiten un conocimiento excepcional de su hidrogeología, en comparación con otros archipiélagos volcánicos como las islas Hawai. En los modelos hidrogeológicos de Hawai se diferencia habitualmente entre acuíferos basales, con conexión hidráulica con el agua de mar, y acuíferos elevados sin conexión en los que el agua se encuentra en las coladas basálticas cuasi-atrapada entre diques verticales (Lau & Mink, 2006). Para Canarias, Custodio (1978; 2004; 2007) definió un modelo conceptual diferente, en el que cada isla cuenta con un núcleo de baja permeabilidad cubierto por sucesivos edificios volcánicos más recientes, dando escasa importancia al papel de los diques. Sin embargo, algunos estudios en galerías de extracción de agua en Tenerife sí han resaltado la importancia de los diques en los modelos hidrogeológicos (por ejemplo, Niñerola et al., 1974, Navarro & Farrujia, 1989) por lo que en la actualidad en Canarias, el papel de los diques en los modelos conceptuales se considera variable (Custodio & Cabrera, 2008). Además, en Canarias se ha comprobado la importancia hidrogeológica de los grandes deslizamientos de flanco. El relleno de las depresiones generadas en estos deslizamientos por materiales permeables que se apoyan directamente sobre las brechas de deslizamiento, de matriz muy arcillosa, los convierten en importantes acuíferos (p. ej., el acuífero de Icod-Cañadas en Tenerife; Navarro & Farrujia, 1989). El estudio realizado para la elaboración de esta Tesis Doctoral se ha llevado a cabo en La Gomera (Islas Canarias) ya que al ser una isla no activa desde el punto de vista volcánico es una de las menos estudiadas del Archipiélago (Custodio & Cabrera, 2008) con el objetivo de desarrollar un modelo de flujo conceptual para sus acuíferos. Hasta 1975 no se realiza el primer estudio sobre la hidrología de Canarias, el denominado Proyecto SPA-15 (MOPU, 1975) cuyos principales trabajos se realizaron en las islas mayores (principalmente Gran Canaria y Tenerife). En el caso de La Gomera se realizó un primer balance hídrico y algunos análisis hidroquímicos aunque no se propuso ningún modelo conceptual para el sistema hidrogeológico de la isla. El Proyecto MAC-21 (MOPU, 1980) continua los trabajos realizados en el Proyecto SPA-15 con el objetivo de conocer la situación socioeconómica de la región y realizar una planificación hidráulica para la siguiente década. En La Gomera, se realizaron poco estudios, entre ellos el inventario de las extracciones de agua y de las presas existentes así como el cálculo de la cantidad de tierras de regadío de la isla. En 1985 el Instituto Geológico y Minero de España (IGME) realizó el primer estudio hidrogeológico de la isla titulado Estudio Hidrogeológico General de la Isla de La Gomera (Porras et al., 1985). En él, desarrollan un modelo conceptual en el que el acuífero principal era el formado por los Basaltos Horizontales (Edificio Reciente), ya que la zona de recarga se localizaba en el centro de la isla, y el acuífero descargaba a través de los múltiples nacientes o manantiales que se localizan en la base de dicha unidad geológica. El primer modelo conceptual detallado para la isla se desarrolló en el Avance del Plan Hidrológico Insular de La Gomera (APHIG; Soler, 1996). Por primera vez, el Edificio Antiguo se diferenciaba en cuanto a su comportamiento hidrogeológico de forma que, en términos generales, el Edificio Antiguo Inferior junto con el Complejo Basal forman el sustrato impermeable de la isla limitando el flujo del agua en profundidad. Por otro lado, el Edificio Antiguo Superior se convierte, en este modelo en el acuífero principal de la isla mientras que, el formado por los materiales del Edificio Reciente pasa a un segundo término y es descrito como un ¿multiacuífero colgado central¿ (Braojos et al., 1996). Este trabajo zonifica la isla en ocho sectores y menciona por primera vez, que la superficie piezométrica puede estar escalonada debido al efecto de la red de diques. En la actualidad, el documento de gestión de los recursos hídricos de la isla es el Plan Hidrológico Insular de La Gomera (PHIG; Soler et al., 2002) que constituye un documento administrativo esencial. Está principalmente basado en los estudios del APHIG y el modelo conceptual que presenta es el mismo, con la excepción de los materiales del Edificio Antiguo Inferior que son considerados como permeables en el sur de la isla. Durante las décadas de los 80 y 90 el IGME llevó a cabo una serie de estudios de control del agua subterránea en la isla (IGME, 1985; 1986; 1987 y 1990) y de abastecimiento (IGME, 1982 y Carrasco & Olmedo, 1986). Probablemente, el más importante fue La actualización del inventario de nacientes de la isla de La Gomera (Navarro et al., 1991) en el que se llevó a cabo el estudio de los más de 300 manantiales de la isla. Además, específicamente acerca de la hidroquímica del agua subterránea de la isla se han realizado varios trabajos. Custodio & Manzano, (1990) realizaron un estudio hidroquímico e isotópico preliminar de las aguas subterráneas de la isla sugiriendo dos posibles modelos conceptuales: un único acuífero para toda la isla o diferentes acuíferos colgados. En 1997 Skupie¿ elaboró su Tesis Doctoral acerca de la composición hidroquímica e isotópica del agua subterránea de la isla aumentando el conocimiento de la hidroquímica de la isla así como de sus parámetros hidráulicos, aunque no sobre su modelo conceptual. Finalmente, el trabajo de Leal (2008) centrado en la hidroquímica de los nacientes tenía como objetivo encontrar posibles zonas de trasvase desde el acuífero localizado en Edificio Reciente hacia el formado por los materiales del Edificio Antiguo Superior, aunque no obtuvo resultados concluyentes. En los últimos años, la hidrología de la isla se ha estudiado desde el punto de vista de la hidrología forestal del bosque de laurisilva (García-Santos, 2007; García-Santos & Bruijnzeel, 2011; Izquierdo et al., 2011a; Regalado & Ritter, 2005; Ritter et al., 2008; 2009), los valores de recarga de los acuíferos (Izquierdo & Márquez, 2008) y la construcción de dos nuevas galerías en la isla, Ipalán (Izquierdo et al., 2009; 2011b) y Valle Gran Rey.