Hidrología e hidroquímica en el sistema de Ezkaldo
Texto extraido de la publicación en revista Karaitza nº5 (1996)
En el sistema de Ezkaldo existen tres cavidades principales (1, 2 y 2-Bis) por las que se desarrolla circulación de agua. En la ladera del monte Urkitze nace una fuente procedente de areniscas en la que se ha realizado una captación de aguas para Gartzain. El agua sobrante de aquí¡ discurre por el barranco de Borcerreketa para sumirse en EZKALDO-2. Toda el agua que circula por el barranco acaba sumiéndose en las distintas cavidades del sistema. La única fuente importante conocida en el monte Ezkaldo es la de Arritzuri en las proximidades de la escuela del Arroyo de Artesiaga.
Para determinar si existía relación entre estos caudales realizamos coloraciones con trazador (fluoresceína sódica).
PUNTOS DE COLORACION Y FLUOCAPTORES
Se realizaron coloraciones en tres puntos: (ver figura 1)
C1. EZKALDO-1. A 100 metros de la entrada en el punto en que aparece un aporte por la derecha se vertió una disolución de 40 gramos de fluoresceína sódica. El fluocaptor para esta solución se colocó en el aporte de la derecha de EZKALDO-2
C2. EZKALDO-2Bis. A 80 metros de la entrada 40 gramos de fluoresceína sódica. El fluocaptor se situó en el aporte de la izquierda de EZKALDO-2
C3. EZKALDO-2. En el fondo de la cavidad se preparó y vertió una solución con 160 gramos de fluoresceína sódica. En este punto además se añadieron por Kg de fluoresceína, 2 litros de alcohol etílico y 1 litro de amoniaco. Como existía la posibilidad de que el agua circulase sobre las areniscas subyacentes que dan gran acidez, se añadieron alcohol y amoniaco para basificar la solución ya que el pH ácido destruye la fluoresceína. En las demás coloraciones no se añadieron ya que al verterse desde las bocas de las cavidades hubiera podido destruir la fauna que se encontrase en su interior.
Los fluocaptores (ver mapa anexo 1:5000) para intentar descubrir la surgencia del sistema se colocaron: 3 en el arroyo de Artesiaga aguas abajo del posible nacedero del sistema; 3 en el manantial de Arritzuri (2 en fuentes elevadas 0.5 metros sobre arroyo de Ibur y 1 en el mismo arroyo) 2 en el arroyo de Ibur aguas arriba de la fuente; 1 en una fuente al lado del arroyo y 1 en un barranco con una peque¤a fuente en la ladera de Ezkaldo.
Para el cálculo de peso de fluoresceína se utilizó la siguiente fórmula:
fluoresceína (gr.) = Distancia (metros) ù Caudal (m3)=
= 2000 x 0.02= 40 gr.
Como existía la posibilidad de que el agua no apareciese por la fuente de Arritzuri (con un caudal de 20 l/s) sino en algún otro punto de las regatas de Ibur o Artesiaga se incrementó esta cantidad hasta un total de 240 gr. de fluoresceína sódica.
La fluoresceína se disolvió en un cubo y se vertió al río de golpe para conseguir un frente de coloración muy concentrado.
Los fluocaptores se prepararon con unos botes de plástico perforados rellenos de gránulos de carbón activado. Se atravesaron con un alambre que serviría para su anclaje en el punto de colocación. Se situaron en el centro de las corrientes a examinar sin que tocaran el fondo (la arcilla se adsorbe al carbono activado y enmascara la fluoresceína), ni cerca de musgos y algas (la clorofila puede dar color verde al revelar el fluocaptor).
Como solución reveladora se utilizó Hidróxido Sódico al 5 % en alcohol etílico. Se prepara poniendo 5 gr. del hidróxido sódico en lentejas, se añade alcohol hasta que pese 100 gr. y se agita hasta la total disolución.
Para revelar los fluocaptores se colocaron en un tubo de ensayo 1.5 cm. de gránulos de carbono activo del fluocaptor y se añadieron 3 ml. de solución reveladora.
Si da positivo la solución se volverá verde. Si la concentración de fluoresceína es baja se observa mejor fijándose en la superficie de los gránulos. Si es muy baja se puede observar con una lámpara de rayos ultravioleta, ya que da fluorescencia.
Las coloraciones se realizaron el día 21 de octubre de 1994. Ese mismo día dentro de la cavidad EZKALDO-2 pudimos observar directamente en los posibles aportes de EZKALDO-1 y EZKALDO-2Bis que el agua aparecía verde a las cuatro horas de haber vertido la fluoresceína en sus respectivas bocas. As¡ mismo se revelaron los fluocaptores, que dieron positivo y nos servirían de patrón para los fluocaptores colocados en la fuente y regatas.
De lo anterior se deduce que las aguas que desaparecen en EZKALDO-2Bis aparecen en EZKALDO-2 en el aporte de la izquierda con una velocidad de circulación de unos 100 metros/hora (400 m. / 4h). Las que se pierden en EZKALDO-1 vierten a EZKALDO-2 en el aporte de la derecha con una velocidad de circulación de unos 60 metros/hora (240 m. / 4 h.).
Al día siguiente permanecimos en la fuente de Arritzuri para observar si daba resultado positivo la coloración. A las 20 horas de haberse realizado el ensayo con trazador no se obtuvo ningún resultado.
Transcurridas 90 horas desde la coloración se volvió al lugar a revelar los fluocaptores con los siguientes resultados:
- Los 3 fluocaptores colocados directamente en la fuente de Arritzuri dieron positivo. Su concentración de fluoresceína era menor que la obtenida en los colocados en EZKALDO-2, ya que en el kilómetro y medio de recorrido por el sistema, lógicamente había experimentado una disolución. El de la fuente principal fue el que mayor intensidad de verde dio.
- Los 3 fluocaptores situados en la regata de Artesiaga, aguas abajo de la fuente de Arritzuri, dieron negativo. Este resultado en principio no parece lógico ya que si la fluoresceína salía por la fuente debería haber dado positivo en los fluocaptores situados mas adelante en el cauce del río. La explicación es que la regata de Artesiaga tenía un cauce muy superior al de la fuente (200-300 l/s) y en los días del ensayo hubo abundantes precipitaciones con lo cual disolvió en exceso la fluoresceína como para dar un resultado positivo.
- Los colocados aguas arriba de la fuente de Arritzuri dieron todos ellos resultado negativo.
De esto se deduce que las aguas que desaparecen en el fondo de EZKALDO-2 surgen por las fuentes de Arritzuri. La velocidad de circulación del agua puede ser de 75 a 17 metros/hora (1500 m. / 20 h.- 90 h.)
HIDROQUIMICA DEL SISTEMA DE EZKALDO
El presente estudio se realizó el día 21 de Octubre de 1994. Son datos tomados en un solo día, por lo que los resultados obtenidos no son extrapolables al funcionamiento global del sistema, únicamente aportan datos a la evolución de las características físico-químicas del sistema en un día lluvioso de otoño. Para comprobar el funcionamiento global sería necesario repetir los análisis, por ejemplo cada 15 días, a lo largo del año, lo cual no es el objeto de este trabajo.
Para realizar un seguimiento de los parámetros físico-químicos durante el recorrido del agua a través del sistema de Ezkaldo, se analizaron 5 muestras de agua en los siguientes puntos de su trayecto: (ver Figura 1 ).
|
ESTACION |
Nº |
Temp.
º C |
pH
u.pH |
Conduct m S·cm-1 (25º C) |
Eh
mV |
T A C HCO3- meq/l mg/l |
TH mg/l º d H CO3Ca |
Ca++
mg/l |
||
|
Captación Gartzain |
A1 |
12.1 |
4.9 |
54 |
66 |
0.3 |
18 |
2.4 |
21 |
10 |
|
Aporte Ezkaldo-2Bis |
A2 |
12.8 |
7.2 |
163 |
208 |
1.8 |
110 |
6.5 |
58 |
49 |
|
Aporte Ezkaldo-1 |
A3 |
11.3 |
7.4 |
199 |
179* |
2.4 |
146 |
8.5 |
76 |
51 |
|
Fondo Ezkaldo-2 |
A4 |
11.3 |
7.4 |
192 |
210 |
2.5 |
153 |
7.7 |
69 |
47 |
|
Fuente Arritzuri |
A5 |
14.2 |
7.1 |
220 |
171 |
3 |
183 |
9.4 |
84 |
74 |
(*) En presencia de fluoresceína
Tabla 1. Parámetros fisico-químicos de las aguas del sistema de Ezkaldo
A1.-El primer punto de muestreo se realizó en la captación de agua para Gartzain, en la zona de Borcerreketa, próxima al monte Ezkaldo. Esta captación está situada en una zona de areniscas. La muestra se tomó directamente del interior de la arqueta y se midió un caudal de 0,7 l/s. El agua no captada discurre por un barranco hasta que se sume en la boca de la cavidad EZKALDO-2.
A2.-La segunda muestra se tomó en la cavidad EZKALDO-2, en la cabecera del aporte que, posteriormente se comprobó por coloración, proviene de la cavidad EZKALDO-2Bis. El agua aparece por un sifón y en el día de la visita aparecía con turbidez marrón debido a la lluvia. El caudal se estimó en 1,5 l/s.
A3.-La tercera fue tomada en la misma cavidad (EZKALDO-2) en el aporte de EZKALDO-1 (también verificado por coloración). Aquí¡ el agua aparece igualmente por un sifón, pero a diferencia del otro aporte está limpia y clara. El caudal estimado fue de 2 l/s.
A4.-La cuarta se recogió en el fondo de EZKALDO-2. El agua aparecía ligeramente turbia, debido al aporte de EZKALDO-2Bis. La humedad relativa en este punto era del 95% y el caudal estimado de 3-4 l/s.
A5.-La quinta se tomó en la fuente de Arritzuri, próxima a la escuela que existe junto al barranco de Artesiaga. Como demostró la coloración, el agua que emana por esta fuente es la que proviene del fondo de la cavidad EZKALDO-2. El caudal se estimó en 20 litros/segundo y el agua aparecía limpia y clara.
figura 1
Se determinaron in-situ pH, conductividad, potencial redox, temperatura y alcalinidad (TAC). A las pocas horas se determinó el calcio y la dureza total(TH) sobre una muestra de 100 cc. tomada en envase estéril de plástico en cada estación.
Potencial redox, pH y temperatura se midieron con un pHmetro digital HANNA HI.8424, con dos electrodos intercambiables y sonda de temperatura que permitía una compensación automática de la unidad. Su precisión es de 0,01 u.pH - 0,2 mV - 0,4§ C.
La conductividad se midió con un conductímetro digital HANNA HI.8733, provisto igualmente de sonda para compensación automática de la temperatura y con una precisión de +/- 1% de la escala completa.
La alcalinidad, dureza total, iones Ca++ se determinaron por volumetría con los juegos de reactivos de los kits AQUAMERCK, específico para cada uno de ellos.
La alcalinidad (contenido en iones bicarbonato HCO3-) se determina por valoración acidimétrica (HCl) frente a la fenoftaleína o un indicador mixto. La sensibilidad es de 0,1 meq/l. La dureza total (suma de alcalinotérreos, en este caso iones Ca++ y Mg++) se cuantifica por valoración complexométrica con Tritiplex III frente a un indicador mixto con una sensibilidad de 0,2 § d (0,36 meq/l de CaCO3). El catión Ca++ se determina igualmente por valoración complexo métrica con Tritiplex III usando ácido calcocarboxílico como indicador, aportando una sensibilidad de 0,1 meq/l.
Las valoraciones se realizaron por duplicado sobre unas muestras de 5 ml medidos con pipeta aforada.
Los resultados analíticos de las determinaciones se presentan en la Tabla 1, en la que se han realizado conversiones de unidades en alcalinidad y dureza para expresarlos en mg/l. Sus representaciones gráficas se encuentran en la figura 2 y 3.
En el diagrama de la figura 4 se representan gráficamente las características químicas de las aguas del sistema de Ezkaldo, con respecto a la relación pH/concentración en Calcio de las aguas en equilibrio con la calcita.
El pH del agua tiene valores comprendidos entre 7.1 y 7.4, valores casi neutros debido a los bicarbonatos que lleva disueltos provenientes de la disolución del carbonato cálcico de la caliza.
El único punto en que varía el valor del pH es en la captación de Gartzain debido a que el agua proviene de areniscas, que acidifican el agua hasta un valor de pH=4,9.
Las representaciones gráficas de los contenidos en iones Ca++, dureza, bicarbonatos y conductividad, tienen el mismo perfil, ya que está n relacionados:
A1.- Todos los valores son bajos debido a que el agua proviene de una zona de areniscas y la cantidad de iones Calcio, Magnesio y bicarbonatos en disolución es muy baja.
A2.- Todos los valores aumentan debido a la disolución en el agua de las rocas calcáreas (calizas, dolomías y carniolas) de la cavidad EZKALDO-2Bis.
A3.- El aumento en contenido en iones es mayor, que el observado en A2, posiblemente debido a que el trayecto que han recorrido las aguas a través de las rocas calcáreas es mayor en la cavidad EZKALDO-1.
A4.- El ligero descenso en el contenido de iones disueltos puede deberse a posibles precipitaciones de calcita en las salas de la zona anterior a la de la zona de muestreo. En estas salas al haber en el aire menor contenido de CO2, ‚se pasa del agua al aire y hace que precipiten los bicarbonatos disueltos.
A5.- El aumento del contenido de iones en la fuente es muy pequeño ya que con respecto en lo observado en A2 y A3, desde el punto A3 se han recorrido m s de 1,5 Km. Esto significa que la mayor disolución del sistema se produce en los primeros 400 metros precisamente en la zona accesible por las cavidades.
Observando los resultados de la figura 4 vemos que el agua de la captación de Gartzain está muy lejana de la zona de saturación. Sin embargo los otros puntos de muestreo están n próximos a línea de saturación especialmente el de la fuente de Arritzuri. Esto corrobora el hecho de que en la parte del sistema en circulación libre se produce prácticamente la saturación de contenido en sales, que se completa en el recorrido hasta la fuente.