caracterización general del relieve carsificado del curso

1

Espelunc@digital Órgano Oficial de la Sociedad Espeleológica de Cuba

1 ISSN 2072-5892

No. 8. Mayo, 2010, Ciudad de La Habana, Cuba

Apartado 6219, CP. 10600, Habana 6, Ciudad de La Habana, Cuba e-mail: [email protected]

Director: L.F. Molerio León

AGUAS SUBTERRÁNEAS DE CIRCULACIÓN PROFUNDA EN EL CARSO CÓNICO DE LA SIERRA DE LOS ÓRGANOS: CASO DE ESTUDIO VALLE DE SAN VICENTE, VIÑALES,

PINAR DEL RÍO, CUBA23.

R. Peláez García (1)

N. A. González Cabrera (2)

(1)Empresa Geominera Pinar del Río (2) Centro de Servicios Ambientales-Ecovida

[email protected]

RESUMEN Desde principios del siglo pasado muchos investigadores han trabajado en la Sierra de los Órganos, en la Provincia Pinar del Río,Cuba desde posiciones relacionadas con las Geociencias (geología, minería, espeleología, edafología y otras), y en menor grado con los estudios de las aguas subterráneas de la Zona de Oscilación de los Niveles en este tipo de carso. El trabajo trata de explicar el descubrimiento y evaluación de la Zona de Circulación profunda de las aguas subterráneas cársicas considerando profundidades hasta 200 m en el Valle Intramontano de San Vicente sobre la base de la evaluación de las aguas minerales termales que desarrolló la Empresa de Geología de Pinar del Río durante los años 1990-91.

ABSTRACT Since the very beginning of last century a hug number of geoscientists (geologisyçts, geomorphologists, speleologists) have been working on the Sierra de los Organos, at Western Cuba but in less degree, hydrogeological studies related with the hydrodynamic zone of water level oscillations have been developed. This paper intends to explain the discovery and assessment of the karst waters deep circulation hydrodynamic zone at depths close to 200 m in the San Vicente valley according to the results of an evaluation of the thermal mineral waters carried out between 1990 and 1991 by the Geological Enterprise of Pinar del Rio.

1 Publicación científica monográfica periódica no seriada arbitrada. 2 Manuscrito recibido en Febrero, 2010; aprobado en Mayo, 2010.

3 Ficha: Peláez García, R., N.A. González Cabrera (2010); AGUAS SUBTERRÁNEAS DE CIRCULACIÓN PROFUNDA EN EL CARSO CÓNICO DE LA SIERRA

DE LOS ÓRGANOS: CASO DE ESTUDIO VALLE DE SAN VICENTE, VIÑALES, PINAR DEL RÍO, CUBA. Espelunc@digital, Soc. Espel. Cuba, La Habana, (8) 11:

mailto:[email protected]



No. 8, 2010, La Habana, Cuba

2

Contenido

RESUMEN ...................................................................................................................................................................................................... 1 ABSTRACT..................................................................................................................................................................................................... 1 INTRODUCCIÓN........................................................................................................................................................................................... 2 ENTORNO GEOGRÁFICO........................................................................................................................................................................... 3

Localización................................................................................................................................................................................................ 3 Economía y vías de comunicación ............................................................................................................................................................ 4 Relieve y vegetación .................................................................................................................................................................................. 4 Hidrografía .................................................................................................................................................................................................. 4 Clima ........................................................................................................................................................................................................... 4

MARCO GEOLÓGICO .................................................................................................................................................................................. 5 TECTÓNICA ................................................................................................................................................................................................... 6 MAGMATISMO ............................................................................................................................................................................................. 6 DISCUSION DE LOS RESULTADOS ........................................................................................................................................................ 6

Hidrogeología ............................................................................................................................................................................................. 6 Trabajos experimentales de filtración ....................................................................................................................................................... 7 Modelo de flujo .......................................................................................................................................................................................... 7 Observaciones sobre el régimen de las aguas subterráneas ..................................................................................................................... 8

RECURSOS DE AGUAS SUBTERRÁNEAS ............................................................................................................................................. 9 CONCLUSIONES........................................................................................................................................................................................... 9 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................................................................................... 10

INTRODUCCIÓN

El estudio de las aguas de circulación profunda en la Cordillera de los Órganos es un tema que ha ocupado a los autores durante mucho tiempo, pues el análisis de la estructura geológica del territorio indicaba que existían las posibilidades de localizar los acuíferos profundos relacionados con el corte Jurasico Superior – Cretácico fundamentalmente. Para tratar de demostrar esta hipótesis elegimos el área del Valle de San Vicente donde a inicios de la década del 90 se ejecutaron los trabajos de exploración de las aguas minerales y potables acompañados de un considerable volumen de perforación y otros trabajos hidrogeológicos. Estos fueron llevados a cabo por primera vez en esta zona, según una propuesta del primer autor en el proyecto para el estudio de las aguas minerales. Para ello se hicieron Sondeos Eléctricos Verticales con una abertura de 4 km a lo largo de un perfil Norte-Sur hasta la escama tectónica profunda inferior de la Formación San Cayetano, definida como capa impermeable regional. Basados en los resultados obtenidos se definió un sitio apartado de la frontera agua mineral-agua normal y se perforaron un pozo de 200 m de profundidad y 6 pozos de observación de 50 m distribuidos en dos rayos perpendiculares entre sí para los bombeos. El pozo penetró por una delgada capa de sedimentos arcillosos de 6 m de espesor, que cubre las calizas de la Formación Guasasa. Dentro de estas rocas fueron descubiertos cuatro niveles de cavernas; el último a 14 5m de profundidad. El pozo fue preparado para bombear ininterrumpidamente esta zona durante 20 días con un caudal de 7 l/s (605 m

3/día) y no se registraron abatimientos de los niveles de agua

subterránea en el pozo central ni en los de observación. Además, se muestreó el agua bombeada comprobándose que era del tipo bicarbonatado cálcico con una mineralización de 0,6 g/l y una temperatura de 24,5

oC, adecuada para el abastecimiento humano. A

pesar de contar con esta información, se observó el régimen del sistema de pozos (central y de observaciones) durante 1 año completo registrándose que los pozos de observación ubicados en la Zona de Oscilación de los Niveles del carso oscilaron ampliamente hasta 5-10m

COMENTARIO EDITORIAL:

LAS AGUAS DE CIRCULACIÓN PROFUNDA EN EL KARST Por L.F. Molerio León

Comisión de Hidrogeología Cársica y Espeleogénesis Sociedad Espeleológica de Cuba y la Federación Espeleológica de América Latina y el Caribe P.O. Box 6219, Habana 6, CP 10600, La Habana, Cuba.

E-Mail:[email protected]; [email protected]

La existencia o no de un nivel de agua subterránea continuo en el carso, promovió el desarrollo de una

fuerte controversia por parte de diferentes autores, con especial énfasis a la circunscripción del origen de las cavernas a determinada zona hidrodinámica, sobre todo, a partir de la fuerte influencia de Grund (1903)

quien señaló que éstas se originaban en la parte superior de un nivel continuo de aguas subterráneas. En buena medida, el llamado "problema del origen de las

cavernas" derivó importantísimas consecuencias respecto a la hidrodinámica de los medios agrietados y, en particular, para la hidrodinámica del carso.

A partir de entonces, dos problemas capitales centraron la atención de los hidrogeólogos: la aclaración de la presencia o no de un nivel continuo de aguas subterráneas en los macizos cársicos, semejante a

la "capa freática" de los acuíferos en medios porosos, y el concerniente al origen de las cavernas. Ambos han estado tan estrechamente vinculados, que marcaron toda una etapa en el estudio del carso y de la

cual, sin dudas, W. M. Davis fue su mayor exponente, aún cuando puedan discreparse de sus conclusiones. Pocos años después que Grund publicara su clásico

estudio, algunos autores como Greene (1909), Beede (1911) y Addington (1927) no consideraron la influencia del nivel de las aguas subterráneas en el control de la carsificación vertical y apenas lo estudiaron. La causa

del flujo horizontal y de galerías subterráneas superpuestas, por ejemplo, la explicaban argumentando la presencia de estratos impermeables o a la influencia de niveles de base de erosión de corrientes fluviales

epigeas.





3

espondiendo armónicamente al comportamiento de las dos estaciones (lluviosa y menos lluviosa), pero el pozo central tuvo un comportamiento de línea continua, con variaciones del nivel de 1-3 cm, sin picos, totalmente independientes de las lluvias. Esto finalmente permitió asegurar que habíamos descubierto la zona de circulación profunda del Carso cónico con abundantes recursos hídricos, que servirán para el desarrollo social y económico de esta bella región. Del trabajo extrajimos otra conclusión importante: que la zona de circulación profunda de las aguas cársicas puede ser descubierta en el resto de los valles intramontanos que tiene la Sierra de los Órganos por tener estos un mismo origen tectónico-erosivo. Nosotros esperamos varios años para realizar trabajos similares en el Valle de Viñales, donde la situación con el agua es muy difícil, pero nunca se situó el presupuesto necesario y decidimos publicar este trabajo para el conocimiento de nuestros colegas y crear una línea de investigación hacia el futuro.

Finalmente mediante las observaciones sobre el régimen se demostró que realmente el último nivel correspondía a la zona de retardo en la alimentación al moverse las aguas subterráneas desde el área de recarga hasta los pozos, siguiendo los patrones de agrietamiento y carsificación. El flujo de agua se dirige hacia la profundidad debido a la presencia de bloques masivos, que dentro del corte, se comportaron como impermeables llegando a alcanzar hasta 7 000 - 19 000 ohm-metro de resistividad de acuerdo con los trabajos de exploración (Peláez, et al., 1991). Para los autores, el concepto de aguas subterráneas de circulación profunda esta vinculado con las características de la profundidad de yacencia del acuífero, el régimen de alimentación de los acuíferos cársicos, la correlación con las lluvias caídas y la isotopía.

ENTORNO GEOGRÁFICO Localización El Valle de San Vicente se encuentra ubicado geográficamente en la Cordillera de los Órganos, en la parte occidental de Cuba; específicamente en el Municipio Viñales, Provincia Pinar del Río (Fig. 1). El área de estudio, se localiza en las hojas cartográficas a escala 1:50 000 La Palma y Consolación del Sur.

Fig. 1. Mapa de Ubicación Geográfica.

Por otra parte, autores como Matson (1909), Weller (1927) y Swinnerton (1929), reconocieron el importante papel del nivel de las aguas subterráneas en la

dinámica de los sistemas de flujo y, por ello, en la formación de cavernas y, aunque no pensaron en la posibilidad de una circulación más profunda, capaz de producir carsificación, supusieron -no sin razón- que la

más intensa disolución ocurría en el límite de las llamadas zonas "vadosa" y "freática", siguiendo la terminología de Grund y Meinzer (1927)

Sin embargo, autores europeos como Katzer (1909) y Bock (1913) señalaron los rasgos esenciales que, inicialmente, serían los más importantes en la formación de conductos cársicos. En este sentido, sugirieron que

la velocidad del flujo sería un elemento determinante. No obstante, especulando sobre la presencia de una masa integral de agua sometida a presión en los macizos cársicos, indicaron que la zona de excavación

se encontraría por debajo de la superficie potenciométrica.

En 1930, William Morris Davis publicó su clásico estudio sobre el origen de las cavernas. A partir de entonces,

desde el punto de vista hidrodinámico y, por ende, genético, comenzaron a distinguirse dos tipos esenciales de conductos: aquellos debidos a la acción de las aguas subterráneas en la llamada "zona freática"

y las que se originaron como consecuencia de la acción disolvente de las aguas infiltradas en la "zona vadosa". Tales cuevas fueron llamadas por Davis, respectivamente, cuevas del doble ciclo y cuevas del

ciclo único y, por lógica generalización de su teoría, por tanto, cuevas freáticas y cuevas vadosas. Aunque Davis formalmente reconoció que sus ideas eran similares a las de Grund (Fig. 1), a diferencia de éste propuso

considerar que la formación de cavernas tenía lugar en la llamada "zona freática". Fig. 1. Patrones de flujo en acuíferos cársicos

(según Davis, 1930)

Piper, en 1932, concluyó que la circulación profunda adquiriría cierta velocidad siempre que las aguas no se

saturaran de calcita, de manera que las grandes cavernas por él estudiadas se formaron en el límite entre las zonas freática y vadosa.

Esta idea fue ampliada por Swinnerton (1932) quien, basándose en los trabajos ya citados de Matson y Weller, estableció que la circulación que ocurre a la altura del nivel de las aguas subterráneas es

fundamental en la formación de conductos, apoyándose en la tesis de Finch (1904) que suponía que en los acuíferos constituídos por rocas consolidadas existían dos zonas de saturación: una superior, de agua en

movimiento, y otra inferior, estática. Swinnerton consideró que si el agua podría fluir directamente bajo el "nivel freático" siguiendo todos los conductos posibles, el más horizontal de todos, por ser el más corto,

movería el mayor volumen de agua, de manera que esta zona estaría menos saturada de calcita que aquella que fluye por canales más profundos.



4

Economía y vías de comunicación La economía de la región es fundamentalmente turística, en los últimos años alcanzó un desarrollo impetuoso, en este valle existen varios centros turísticos de importancia para las provincia (Rancho San Vicente, Cueva del Indio y Cueva de José Miguel), además, la parte forestal y agrícola también constituyen un considerable aporte económico en esta parte de la cordillera. La vía de comunicación principal es la carretera asfaltada que enlaza el área con el poblado de Viñales y la capital provincial, el acceso hacia el resto del territorio es difícil por la presencia de los Mogotes calcáreos y las alturas pizarrosas con pequeños caminos de tierra y senderos (trillos) que en la época de lluvias son prácticamente intransitables.

Relieve y vegetación El relieve de la región está perfectamente diferenciado. En la parte Norte predominan las colinas de las Alturas de Pizarras de Norte bastante denudadas por la erosión. En la parte Sur el relieve es clásico, constituido por los mogotes de calizas grises en forma de cúpulas con paredes casi verticales y numerosos valles intramontanos pequeños entre los que se destacan el de San Vicente. Es notable la presencia de numerosos fenómenos cársicos como cavernas, entre la que se destaca la de Palmarito con mas de 52 km de galerías cartografiadas por los espeleólogos (Díaz Guanche, 2002), y numerosas cavidades al pie de los mogotes, embudos cársicos, ríos y arroyos subterráneos como el que atraviesa La Cueva del Indio, diente de perro y otros. Las cotas absolutas de las elevaciones oscilan entre 150 y 200 m, la de los valles se encuentran entre 80 y 110 m.

Hidrografía La arteria principal del drenaje superficial es el Arroyo Zacarías que entra a los mogotes por el valle vecino de Laguna de Piedra y recorre subterráneamente 600-700 m y descarga por La Cueva del Indio. Después, sinuosamente, se mueve por la zona de las cabañas y el frente del Hotel, manteniendo agua todo el año en el tramo, pues está represado dentro del mogote y recibe alimentación subterránea ya que el sector de las aguas potables descarga parcialmente en este arroyo. Además, recibe el aporte de la descarga de nueve manantiales de aguas minero-medicinales. El caudal mínimo medido históricamente ha sido de 8 l/s y el máximo 956 l/s según las observaciones hidrométricas realizadas por el Instituto Nacional de Recursos Hidráulicos (INRH). Existen además pequeños arroyos intermitentes y cañadas que nacen en las alturas pizarrosas que funcionan solo en el período de lluvias.

Clima El clima del área es tropical de montaña con un régimen monomodal donde existen dos periodos bien diferenciados: uno lluvioso que va desde mayo a octubre y uno seco de noviembre a abril. Las precipitaciones máximas que caen en el territorio llegan alcanzar 1900-2000 mm y los mínimos descienden hasta 10-30 mm (CITMA, 2002). Las temperaturas máximas son de 30-31

0C y en invierno descienden hasta

10-12 oC .

El esquema de patrones de flujo adoptado por este autor se representa en la Fig. 2.

En 1932 también, O. Lehmann publicó el primer intento de aplicación de la teoría de la mecánica de los fluídos a la aclaración de la circulación del agua subterránea en

el carso. Un análisis de este tipo no volvería a hacerse sino treinta años más tarde. Fig. 2.. Patrones de flujo en acuíferos cársicos

(según Swinnerton, 1932)

Gardner (1935) y Malott (1938) estudiaron el papel de la litología y de la evolución geomorfológica en el control de la carsificación subterránea; sin embargo, no consideraron los mecanismos de flujo hipodérmico y de

la teoría de la infiltración, sobre todo, porque sus estudios se centraron en aquellos casos de "espeleogénesis vadosa".

Hubbert (1940), por su parte, analizó las opiniones de Swinnerton y mostró que, generalmente, el agua subterránea en los medios fisurados se mueve siguiendo patrones curvos y que los conductos alternos

para el fluído no eran posibles, de manera que elaboró un esquema diferente del flujo en acuíferos cársicos (Fig. 3)

Fig. 3. Patrones de flujo en acuíferos cársicos (según Hubbert, 1940)

En 1941, Rhoades y Sinacori elaboraron un esquema similar al anterior, concluyendo que la disolución será mayor allí donde el flujo está más concentrado. De este modo, según esos autores, la excavación comenzaría

en el punto de descarga del acuífero hacia una corriente superficial progresando horizontalmente en sentido contrario a la dirección del flujo, como se muestra en la Fig. 4.

Fig. 4. Patrones de flujo en acuíferos cársicos (según Rhoades y Sinacori, 1941)



5

MARCO GEOLÓGICO La región de los trabajos se encuentra en la zona Estructuro-Facial Guaniguanico en la sub-zona Sierra de los Órganos, formando parte del corte estratigráfico se describen depósitos terrígenos y calcáreos con algunas variedades silíceas y vulcanomícticas intercaladas. Estos depósitos abarcan un rango de edad desde jurásico hasta el paleógeno y en menor proporción están cubiertos por depósitos recientes en las zonas de los valles intramontanos. Para esta sub-zona es característica la presencia de los pisos estructurales: el primero abarca los depósitos desde el Jurásico al Cretácico Superior Cenomaniano-Turoniano y el segundo es el piso del Paleógeno (Martínez, et al., 1988). Las variedades litoestratigráficas presentes en la región son:

Formación San Cayetano: compuesta por aleurolitas, areniscas cuarzo-feldespáticas y areniscas cuarzosas, intercaladas con las aleurolitas y areniscas de grano fino, afloran horizontes y lentes de calizas en la parte superior del corte. Esta unidad abarca una edad desde el Jurásico inferior hasta el Jurasico Oxfordiano medio y alcanza espesores del orden de miles de metros.

Formación Jagua: representada por calizas margosas micríticas, silicificadas, aleurolitas y argilitas con textura esquistosa, calizas bioclásticas, coquinoidal y arenosas. Las calizas son de estratificación fina a laminar, contienen concreciones calcáreas con abundantes fósiles y materia orgánica en la parte media y esporádicamente en la parte superior del corte. La formación Jagua esta subdividida en 4 miembros que son: Pan de Azúcar, Zacarías, Jagua Vieja y la Pimienta. La edad de la Formación es Jurásico Superior Oxfordiano Medio al Oxfordiano Superior y el espesor no supera los 180 m.

Formación Guasasa con los miembros San Vicente, el Americano, Tumbadero y Tumbitas. Litológicamente esta compuesta por calizas de color gris a negro, la estratificación varía desde masiva, gruesa hasta fina, con intercalaciones de lentes y módulos de silicitas, presenta aleurolitas, argilitas y conglobrechas en la base de la formación. Esta unidad abarca un rango de edad desde el Jurasico Superior hasta Cretácico Inferior Valanginiano y un espesor que oscila entre 300 y 800 m.

Formación Ancón, esta constituida por calizas bien estratificadas, micríticas y margosas. Se caracterizan por una gama de colores rojizo, rosado, gris crema, verdoso y gris claro. En la base de estas calizas aparece una zona de brechas con fragmentos silíceos y calcáreos. La edad de estos depósitos es Paleógeno-Eoceno Inferior parte baja y el espesor no excede los 50 m.

Formación Manacas: esta formación es dividida en dos secuencias: un corte con yacencia poco perturbada por la tectónica, compuesta por aleurolitas y areniscas polimícticas con raras intercalaciones de margas y calizas micríticas y otro corte caótico de bloques que varían en composición y tamaños, cementados por una matriz areno-arcillosa. La edad

Al año siguiente, 1942, Bretz estudió una serie de formas de erosión en las cavernas que vinculó a las

etapas de inundación por "aguas freáticas", así como a la presencia de corrientes "vadosas" en la segunda etapa davisiana de evolución del circuito de drenaje subterráneo.

Durante años, la teoría de Davis sobre el origen de las cavernas y por ello, sobre el origen de los circuitos de flujo concentrado en acuíferos agrietados cársicos,

predominó en la literatura. Sucesivos reajustes y modificaciones promovidos por el desarrollo de la exploración netamente espeleológica señalaron otros procesos de formación de elementos de conducción; sin

embargo, la eclosión de estudios que ella produjo marcó uno de los más importantes capítulos en la historia de la hidrogeología.

En la actualidad, bajo un diferente esquema conceptual aplicando, sobre todo, métodos de análisis físico-matemático se ha ido abandonando, poco a poco, la tendencia de la apreciación cualitativa de Davis y sus

seguidores que, de hecho, resolvían todo el problema hidráulico en el carso adscribiendo cada caverna (o circuito de drenaje) a uno u otro proceso genético, simplificando, en demasía, la complejidad hidrodinámica

de la organización y desarrollo del drenaje subterráneo en los medios agrietados. Ya a principios de los años cincuenta comenzaba a

manifestarse, más nítidamente, una diferenciación entre los seguidores de Davis, ocupados en fundamentar los rasgos distintivos entre las cuevas "vadosas" y "freáticas" y los autores cuyas investigaciones estaban

encaminadas a la definición de las características del drenaje superficial y subterráneo en el carso. Resultan fundamentales las adecuadas distinciones en

la variabilidad temporal y espacial de la organización del escurrimiento superficial y subterráneo y las morfologías asociadas a esa evolución. Los conceptos originalmente expuestos por Cvijic (1918) de Holokarst y

Merokarst, luego desarrollados, entre otros, por Llopis (1968) fueron ligeramente modificados por Molerio, en 1974, para aplicarlos al carso cubano. La base de esta modificación fue prescindir de la concepción cíclica

davisiana clásica de evolución del relieve, por un lado y, por otro, adoptar la zonación hidrodinámica del carso propuesta por Sokolov en 1967, de tal manera que pudieran distinguirse dos conjuntos principales:

aparatos, sistemas e incluso, regiones de desarrollo completo (Holo), en los que se reconocería la siguiente zonación hidrodinámica vertical:

Zona No Saturada o de Aereación.

Zona de Fluctuación Estacional de las Aguas Subterráneas.

Zona Saturada o de Saturación Completa.

Zona de Circulación Profunda.

O aparatos, sistemas y regiones de desarrollo incompleto o Merokarsts, en los que faltaría una de las tres zonas inferiores.

La posibilidad del desarrollo de carsificación y cavernamiento profundos en el karst ya fue enunciada por W.M.Davis en 1930 y luego enriquecida con los trabajos de Bretz (1942, 1953); sin embargo una de las

más completas contribuciones al tema puede encontrarse en los trabajos de Ford (1971); Ford y Ewers (1978); Ford y Williams (1989); Ewers (1982) y Palmer (1991).



6

probable de la unidad es Paleoceno Superior-Eoceno Inferior y su espesor oscila desde 0 - 300 m.

TECTÓNICA En la región se han desarrollado tanto estructuras plicativas como disyuntivas predominando estas últimas. Es común la presencia de mantos de sobrecorrimiento originados por la abducción de las ofiolitas sobre el margen continental durante el Paleógeno a causa de los esfuerzos de compresión a que fue sometida la Cuenca San Diego de los Baños, todo esto dio lugar al escamado téctonico donde se repite consecutivamente el corte estratigráfico, separadas a su vez por los planos de sobrecorrimiento paralelos que buzan hacia el sur con ángulos no mayores de 25 grados y que se acuñan hacia el noreste contra la Falla Pinar, se muestran también sistemas de fallas verticales que desplazan a los planos de sobrecorrimientos, siendo la edad de estos sistemas de fallas posteriores a los de los sobrecorrimientos.

MAGMATISMO El magnetismo en la región se encuentra limitado en la parte meridional de la Sierra de los Órganos por cuerpos de diabasas en el cinturón metamorfizado de la Formación Arroyo Cangre. Elementos piroclásticos han sido determinados en las tufitas descritas en la secuencia inferior de la Formación Manacas, así como la presencia de bloques de rocas magmáticas (basaltos y diabasas) en la parte olistostrómica de la unidad antes mencionada. El mapa geológico de la zona fue elaborado con el apoyo de los itinerarios geológicos, la descripción y muestreo de los núcleos extraídos de las perforaciones que en total fueron: 5 pozos estructurales y 14 de mapeo. De los estructurales, dos alcanzaron profundidades de 400 m, dos de 100 m y uno de 200 m. La posición de estos pozos en el corte se muestra en la Fig. 2.

DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

Hidrogeología Se realizó un reconocimiento hidrogeológico detallado en una zona de 28 km2 alrededor de las manifestaciones de agua mineral y potable con el objetivo de inventariar todos los puntos representativos de las aguas superficiales y subterráneas así como describirlos detalladamente. El reconocimiento se hizo a pie fundamentalmente pues el área es montañosa, con un relieve muy desmembrado y con el apoyo de una base topográfica 1:10 000. Durante el avance fueron localizados y descritos los puntos de aguas, zonas de contaminación y áreas con amplio desarrollo de los procesos físico-geológicos y cársicos. Se localizaron y cartografiaron nueve (9) fuentes de aguas minero-medicinales y se localizó un sumidero activo en la margen izquierda del Arroyo Zacarías. En el área investigada se encuentra la Cueva El Cable, cuya entrada se localiza a unos 30-35 m de altura sobre el valle, en el mogote de la Cueva del Indio, con una longitud aproximada de 800-900 m, amplios salones y galerías. Esta caverna probablemente fue un cauce subterráneo abandonado del Arroyo Zacarías que quedó colgado al descender el nivel de base de erosión.

En la primera regionalización geoespeleológica del país y las sucesivas versiones del Mapa Hidrogeológico del Karst Cubano (Molerio, 1974a, 1974b, 1975; Molerio et al. 1998) se ha mantenido esta diferenciación por las implicaciones hidrogeológicas y geomorfológicas que

posee. En efecto, la dinámica del flujo, al ser diferente en cada zona condiciona el desarrollo de morfologías también diferentes. Todo ello está estrechamente vinculado a factores tales como el espesor de las rocas

carsificables, la evolución de los niveles de base locales y regionales y la posición, dentro o fuera del macizo cársico, de las zonas de escorrentía superficial y del propio sistema de drenaje superficial actual o antiguo,

ya que el carácter autóctono o alóctono de la alimentación tiene efectos importantes respecto a la carga de sedimentos, velocidad de erosión, morfologías asociadas y desarrollo de las redes de conductos

subterráneos e, incluso, sobre el espesor útil y activo del carso. Por otro lado, las particularidades de la organización del

escurrimiento subterráneo en las regiones de holokarst cubano suelen estar asociadas a cuencas sedimentarias con importantes reservas de agua subterránea. Las regiones de holokarst distinguidas en Cuba por Molerio

han sido los sistemas de poljes donde se encuentran las cuencas subterráneas de Ariguanabo, Vento y Jaruco, excavados en rocas carbonatadas miocénicas. En aquellas versiones del Mapa Hidrogeológico del Karst

Cubano, la única zona de holokarst distinguida en la parte más occidental de Cuba fue el sistema cársico del Cuyaguateje, por lo que esta importante contribución de Peláez y González amplía considerablemente el área de

estudio y sugiere que toda la Región Cársica de la Sierra de Los Órganos pueda considerarse un holokarst. Las implicaciones que ello tiene para sustentar el abastecimiento de agua a toda esa vasta región es

sumamente notable, por cuanto estas reservas, aparentemente, no han sido incluidas en el balance hídrico del país.

Otro tanto ocurre con el reporte de Núñez (1985) de una cueva “en el carso profundísimo de Cuba…situada a cerca de 5000 metros de profundidad” e identificada en la perforación de un pozo de exploración petrolera en la

zona de Dimas, también en la provincia de Pinar del Río. No hubo estudios subsecuentes de este caso. El desarrollo de los niveles de cavernamiento y los

nichos de marea asociados a las posiciones del nivel del mar durante el Cuaternario en Cuba insular reportados por Molerio y Flores (1997) y Molerio (2004) contribuye a sustentar la posibilidad de desarrollo gravitacional de

circulaciones profundas en el karst activas hidrológicamente o producidas por el lavado y reactivación de paleokarsts.

REFERENCIAS Addington, A, R. .1927: Porter's cave and recent drainage, Adjustments ln lts vicinity. Proc. Indiana Acad. Sci. (36): l07.ll6. Beede, J.W. .llll.: The cycle of subterranean drainage as llustrated ln the Bloomlngton, Indiana quadrangle. Proc. Indiana Acad. Sci.: 8l-103. Bock, Herman .1913.: Der Karst und seine Gewásser, Milr. Hoh.lenkund.36(6). Bretz, J. Harien. 1942. Vadose and phreatic features of limestone caverns. Journal of Geology 50, 675-811. Bretz, J. Harien. 1953. Genetic relations of caves to peneplains and big springs in the Ozarks. American Journal

of Science 251, 1-24.



7

En el sector de agua potable situado detrás de la escuela primaria en el valle se ejecutaron trabajos geofísicos detallados para ubicar el Pozo-10, proyectado para 200 m de profundidad y que estaba destinado a revelar las zonas de circulación profunda de las aguas subterráneas cársicas. Este pozo atravesó 8 m de arcillas pesadas para entrar después en las calizas grises carsificadas y agrietadas del miembro San Vicente de la Formación Guasasa, donde fueron localizados 4 niveles de cavernas a profundidades de 10-26, 60-80, 125-130 y 145m comprobados por las cavernometrías de pozos. El nivel estático en el pozo se mantuvo entre 6 y 8 m de profundidad. En zonas con rocas carsificadas es importante mantener la tensión del cable que sostiene la sarta para evitar caídas bruscas de estas, así como el empleo de barras de pesos para evitar desviaciones en el pozo (González, 1989).

Trabajos experimentales de filtración El Pozo-10 se preparó para una prueba de bombeo en el intervalo de 30-200 m , la parte superior fue revestida con tuberías ciegas, el bombeo duró 20 días ininterrumpidamente con un caudal de 7,1 l/s (630 m3/día). El bombeo prácticamente no causó descensos del nivel en el pozo ni en la red de pozos de observación. Las aguas resultaron ser del tipo bicarbonatado-cálcicas con una mineralización de 0,5 g/l, pH 7,3 y una temperatura de 24,50C típicas de este acuífero, esta situación fue establecida por el monitoreo hidroquímico durante todo el tiempo de duración de la prueba de bombeo. Se calcularon transmisividades en el P-10 de 724 hasta 1000 m2/ día, todos estos valores caracterizan el acuífero relacionado con la Formación Guasasa. En el grupo de pozos (102, 104, 109, 113), la transmisividad osciló entre 183 y 377 m2/día. Los coeficientes de almacenamiento variaron de 2,1 x 10-2 hasta 6 x 10-3 valores son característicos para un acuífero libre a semi-confinado, esto concuerda poco con el grado de confinamiento. Aunque no existen capas impermeables clásicas, se pudo determinar que un comportamiento similar era provocado por los bloques masivos de alta resistividad (7000-19000 ohm-m). Además se registró un cambio hidroquímico brusco en la composición de las aguas subterráneas entre el pozo de mapeo 103, que descubre aguas bicarbonatadas cálcicas y el Pozo 101 ubicado a una distancia aproximada de 70 m del anterior, donde aparecen aguas del tipo sulfatadas bicarbonatadas cálcicas, ambos sectores están separados por la la frontera que origina la caliza altamente resistiva arriba mencionada.

Modelo de flujo El flujo de las aguas subterráneas en el valle, como se muestra en la Fig. 2 es algo complejo, pues comienza con el movimiento de las aguas subterráneas del tipo bicarbonatadas cálcicas hacia el norte hasta alcanzar los depósitos de la Formación Jagua, donde esta agua va transformándose poco a poco dada la cantidad de sulfuros diseminados dentro de estas rocas y la presencia de materia orgánica, medio que permite el trabajo de las bacterias reductoras de sulfato y el enriquecimiento con gas sulfhídrico de esta agua.

Cvijic, J. 1918. Hydrographie souterraine et evolution morphologique du karst. Receuilles Travaux de 1'Institute de Geographic Alpine 6(4), 375-426. Davis W.M. 1898. The geographical cycle of erosion. Geographical Journal 14, 481-504. Davis W.M. 1930. Origin of limestone caverns. Geological Society of America, Bulletin 41, 475-628. Davis W.M. 1931. The origin of limestone caverns. Science 73, 327-33. Ewers, R.O. 1982. Cavern development in the dimensions of length and breadth. Ph.D. thesis,McMaster University. Ford, D.C. and Ewers R.O. 1978. The development of limestone cave systems in the dimensions of length and breadth. Canadian Jour. of Earth Sci. 15, 1783-98. Ford, D.C. and Williams P.W. 1989. Karst geomorphology and hydrogeology. London,Unwin & Hyman, 601 p. Ford. D.C. 1971. Geologic structure and a new explanation of limestone cavern genesis. Cave Research Group of Great Britain, Transactions 13(2), 81-94. Greene, F.C. (1909.: Caves and cave formation of the Mitchell limestone (Indiana). Proc. Indiana Acad. Sci.:175184 Grund, A. (1909.: Die Karsthydrographie. Penck´s Geograph. Abb.7:103200 Katzer E. 1909. Karst und Karsthydrographie. Zur Kunde der Balkan Halbinsel, vol. 8, Sarajevo. Llopis Llado, Noel .1970.: Fundamentos de hidrogeologia

carstica. Introducción a la Geoespeleologia. Edit. Blume, Barcelona, 269: Malott, C,A. .193?.: Invasion theory of cavern development. Abs.Prc. Geol. Surv. Water Supply Paper 494, 71; Matson, G.C. .1909.: Water resources of the Blue Grass región, Kentucky. U.S. Geol. Surv. Water Supply Paper 233, 43. Martel E.A. 1921. Nouveau traite des eaux souterraines. Paris, Editions Doin Palmer A.N. 1991. Origin and morphology of limestone caves. Geological Society of America Bulletin 103, 1-21.

Rhoades R. and Sinacori M.N. 1941. The pattern of ground-water flow and solution. Journal of Geology 49, 785-94. Molerio León, Leslie F. .1975a.: Fundamentos del Mapa Hidrogeológico del Karst Cubano. Simp. XXXV Aniv. Soc. Espel. Cuba, La Habana, :65-66 Molerio León, Leslie F. .1975b.: Esquema geoespeleológico Preliminar de Cuba (Memoria Explicativa del Mapa de las Regiones Cársicas de Cuba a escala 1:1 000 000). Simp. XXXV Aniv. Soc. Espel. Cuba, La Habana,:68 Molerio León, L.F. .2000. Niveles de cavernamiento y terrazas marinas en la región del Golfo de México y el Caribe

Noroccidental. Resumen. Tercera Conf. Internac. Sobre la Geología de Cuba, el golfo de México y el Caribe Noroccidental., Univ. Pinar del Río, DigiCupet: 17-18 Molerio León, Leslie F. & E. Flores Valdés .1997.: Paleoclimas y Paleocarsos: los Niveles de Cavernamiento y la Variabilidad del Clima Tropical en el Golfo de México y el Caribe in/D.M. Arellano, M.A. Gómez-Martín & I. Antigüedad (Eds.): Investigaciones Hidrogeológicas en Cuba. Eibar, País Vasco: 225-232 Molerio León, L.F.; E. Flores Valdés; M.Guerra Oliva; O.Barros Mouriño; I,. Plaza Peñalver; E. Rocamora Alvarez; Y. Portuondo

López; A. Menéndez Gómez; A. León Castillo; N. D. Gómez Fernández-Britto; C. Bustamante Allen; J.L. Gelabert Bravo & F. Méndez Riera 1998: Mapa Hidrogeológico de Cuba 1:250 000. Geología y Minería ’98. Memorias, Volumen I, Versiones Resumidas,: 437-440 Núñez Jiménez, A. 1990: Datos fundamentales d ela Espeleología cubana. In Nuúñez Jiménez, A. Medio siglo explorando a Cuba. Historia documentada de la sociedad Espeleológica de Cuba., Tomo II, :272-276 Peñalver, L.L., M. Cabrera, H. Trujillo, H. Morales, M. Fundora, J. Pérez Lazo, L. Molerio, M. Guerra, I. Pedroso .2001.:

Evolución paleoclimática y paleogeográfica de Cuba durante el Cuaternario. IV Congreso de Geología y Minería. Memorias Geomin 2001, La Habana, Marzo 19-23:GQGC 74- GQGC 83 Sokolov, D.S. 1967: Hydrodinamlc zonlng of karst water. Proc.Symp. Hydrol. of Fractured Rocks, AIHS, Unesco, Dubrovnik, 1965, I,t 204-2U Piper, A-t\d. .1932.: Ground water in north central Tennessee. U.S. Geol. Surv. Water Supply Paper U4, 8J;8. Weller, J.M.1927: The geology of Edmonton County. Kentucky Geol. Surv. 6 (28),: 1-246.



8

Este proceso ocurre a profundidades cercanas a los 800-900 m, finalmente el agua alcanza una composición sulfatada cálcica sulfurada, adquiriendo por la influencia del gradiente geotérmico la temperatura de 29-30 0C que las caracteriza, para Custodio y Llamas (1983) la temperatura del agua subterránea es un dato de gran valor no sólo en cuanto a su uso, sino como característica hidrogeológica e hidrogeoquímica. El corte esta limitado en profundidad por un impermeable regional representado por una escama de la Fm. San Cayetano. Después comienza un movimiento casi vertical del agua sulfatada cálcica en dirección a la superficie a través de los planos y grietas de las fallas jóvenes verticales, una parte de este flujo choca con la escama impermeable superior de San Cayetano y se desvía hacia el sur, valiéndose de la permeabilidad de los depósitos Paleógeno-Cretácicos, continuando hacia el área de descarga compuesta por los 9 manantiales localizados dentro del centro turístico y artificialmente por el Pozo-1 perforado en la cercanía de los baños termales (Fig. 2). La hipótesis sobre el origen de esta agua se sustenta a partir de las lluvias que caen en el área de recarga, quedando establecida por el Modelo de Flujo elaborado con el complejo de datos. El origen del flujo comienza en la zona de recarga ubicada al sur y sin descartar la posibilidad que existan otras más alejadas del valle, recorre todo el camino anterior hasta la zona de descarga según (Klimentov, 1989) a diferencia de las aguas subterráneas dulces, las minerales se descubren, como regla, en horizontes estructurales más profundos, tienen una mineralización elevada, micro-componentes activos, gases específicos y una dependencia insignificante entre su régimen y los factores climáticos, muchas veces con particularidades hidrogeoquímicas complejas

Fig. 2. Modelo de flujo.



9

Observaciones sobre el régimen de las aguas subterráneas Los pozos #102, 111, 109, 113, 114, 112 fueron perforados y construidos en dos rayos perpendiculares alrededor del Pozo-10 con el objetivo de caracterizar la parte somera del acuífero hasta la profundidad de 50 y 100 m, posteriormente fueron monitoreados los niveles de todos estos pozos incluido el Pozo 10 (Fig. 3), tres veces al mes durante 15 meses o sea un período seco y otro lluvioso desde febrero de 1990 hasta mayo de 1991. Como todos los gráficos del régimen de monitoreo se comportan de la misma manera con grandes oscilaciones del nivel, mostramos uno de ellos el del Pozo-112 y lo comparamos con el del Pozo-10 para observar objetivamente la diferencia, si el primero oscila mucho observen el segundo que prácticamente no varía ni responde al comportamiento de las lluvias lo que demuestran que el segundo se

encuentra en la zona de circulación profunda del carso evidentemente. En la Fig. 3 se muestra el comportamiento de los niveles de este grupo de pozos con respecto al Pozo-10, en estos se aprecia las variaciones bruscas de los niveles en los pozos someros de un período al otro (Centro Metereológico Provincial, 2002) mientras que en el Pozo-10 prácticamente no existen fluctuaciones importantes, esto nos confirma la ramificación del flujo hacia la profundidad desde el área de recarga y que probablemente existen otras zonas de recarga quizás mas alejadas, que funcionan permanentemente todo el año sin la influencia marcada de las precipitaciones atmosféricas recientes como se muestra en el gráfico. En un futuro hay que utilizar las técnicas isotópicas para obtener una respuesta más precisa sobre este acuífero, además, hay que cartografiarlo totalmente en este valle y en los valles vecinos por la importancia que tienen para el abastecimiento de agua seguro a los diferentes objetivos tanto poblacionales como económicos (hoteles y otras instalaciones turísticas).

RECURSOS DE AGUAS SUBTERRÁNEAS Con base en los datos y parámetros hidrogeológicos calculados de las pruebas de bombeos y mediante el Método Hidráulico, simulando varios escenarios, fueron determinados 30 l/s (2592 m3/día) en recursos de agua potable del acuífero profundo descubierto por el Pozo-10 y 7,7 l/s (665 m

3/día) para

las aguas minero- medicinales en la parte norte del área de estudio.

CONCLUSIONES 1. En el ejemplo de los estudios hidrogeológicos realizados a principios de la década del 90 se

demuestra la existencia de agua subterránea de circulación profunda en el Valle de San Vicente, Municipio Viñales Pinar del Río.

2. Se infiere que en todos los valles intramontanos de la Cordillera de los Órganos de origen tectónico-erosivo de (Viñales, San Andrés, Sumidero y otros) ellos es posible localizar las zonas de circulación de aguas subterráneas profunda sin olvidar además que existen datos aislados que le dan solidez a esta hipótesis.

3. Se recomienda ejecutar trabajos geólogos hidrogeológicos con apoyo de las técnicas geofísicas e isotópicas en los valles cársicos para evaluar los recursos de las aguas profundas

Fig 3. Gráfico de las observaciones del régimen de las aguas potables.



10

que servirán como fuentes de abastecimiento seguro a la población y a los polos turísticos del norte de la provincia.

BIBLIOGRAFÍA Centro Meteorológico Provincial (2002). Resumen de datos de lluvias para el período 1990-1991. Delegación Provincial del CITMA. Custodio E. y M.R. Llamas.1983. Hidrología Subterránea.. Ediciones Omega. Barcelona. España. Díaz G. 2002. Comunicación personal sobre el Carso en El Palmarito, Valle de San Vicente. González N.A. 1989. Construcción de pozos para investigaciones hidrogeológicas y de explotación de las aguas subterráneas. Revista Voluntad Hidráulica No.81. La Habana. Pág. 70-74. Klimentov P.P. 1989. Metodología de las investigaciones hidrogeológicas. Editorial Niedra. Moscú. Rusia. Martinez D., R. Peláez, et.al.1988. Informe sobre los resultados del Levantamiento Geológico y Búsqueda de Minerales Sólidos, escala 1:50 000 CAME-2 en la parte central de la Provincia Pinar del Río, Cuba. Peláez R., et.al. 1991. Informe sobre la Prospección Detallada-Exploración Orientativa de las aguas minero-medicinales y potables del Valle de San Vicente, Viñales, Pinar del Río.

Próximos artículos/Forthcoming papers

Magnetismo ambiental en sedimentos cuaternarios del Sistema Cavernario Majaguas-Cantera, Pinar del Río, Cuba, por I. I. Pedroso Herrera, L. Sagnott

,, J.M. Pajón Morejón y M. J. Fundora Granda.

Tanque Azul: La mayor caverna inundada de Cuba, por J.J. Guarch Rodríguez y J.E. Corella Varona.

Sistema de abastecimiento de agua en el karst de montaña de la Sierra de Soroa, Pinar del Río, Cuba, por I. Gómez Carmona, R. Hernández Díaz y F. Márquez Montesino.

Tipología hidrogeológica del carso cubano, por L.F. Molerio León.

Aguas terrestres y relieve en la cuenca subterránea Jaruco, La Habana, Cuba, por M.G. Guerra Oliva.

Paisajes hidrológicos cársicos del tramo de Guira – Quivicán de la Cuenca Costera Sur de la Habana, Cuba, por M. G. Guerra Oliva y O. E. Pérez López.

Metodología de la investigación del carso, por L.F. Molerio León.



11

INSTRUCCIONES PARA PUBLICAR EN ESPELUNC@digital


1. Espelunc@digital es una publicación científica monográfica periódica no seriada arbitrada y

constituye el órgano oficial de la Sociedad Espeleológica de Cuba.

2. Se admitirán trabajos hasta 1 Mb sobre temas científicos y técnicos relacionados con el carso y las ciencias que lo estudian en idiomas español, inglés, francés y portugués. También se admiten

comentarios y réplicas a artículos publicados.

3. Los autores deberán entregar, además del trabajo en soporte electrónico, un ejemplar impreso, en

hojas tamaño carta, paginado convenientemente, a la dirección que abajo se consigna o,

personalmente, al Director de la publicación.

4. Solamente se admitirán trabajos inéditos.

5. Todos los trabajos serán sometidos a arbitraje anónimo.

6. El formato será:

Procesador: Word 98 o superior.

Letra: Arial 11 ptos.

Interlineado: Sencillo.

Márgenes: Justificado (2,5 cm derecha, izquierda, superior e inferior)

Fórmulas: escritas con el procesador de texto.

Fotos y dibujos: Formato JPG incluidos en el texto, en el lugar más apropiado.

Fotos e ilustraciones se consignarán como Fig. en numeración arábiga consecutiva y se

colocarán en el sitio más conveniente dentro del texto (sin bloquear ni encerrar en cuadros

de texto)

Los pies de grabado de fotos e ilustraciones se colocarán justificados, sobre la ilustración

correspondiente.

Las tablas se numerarán consecutivamente como Tabla y no se partirán entre hojas.

No se numerarán las partes del texto.

Se incluirá un resumen en español y otro en inglés, de no más de 200 palabras.

Se incluirán cuatro palabras clave en español e inglés.

La bibliografía se colocará al final del texto, bajo el encabezamiento BIBLIOGRAFÍA

citando solamente los trabajos mencionados en el texto.

Las referencias bibliográficas se reflejarán en el texto, tal como se muestra en los ejemplos

siguientes:

Dos autores: (García y González, 1962).

Hasta tres autores: (García, González y Gutiérrez, 1970).

Más de tres autores: García et al., 1970.

Si un autor ha publicado más de un trabajo en un año se citarán con letras: (Rodríguez,

1989a, Rodríguez, 1989b).

Al final del trabajo se confeccionará la lista bibliográfica con todas las citas del texto, en orden alfabético, con letras minúsculas o versalitas y seguidas del año de

publicación, por ejemplo:

Libros y folletos:

Acosta, M. (1996): Manual de educación ambiental. Ciudad de La Habana,

CIGEA, 320 p.

Artículos en publicaciones periódicas y diarios:

Frangialli, F. 1999: Preservando el paraíso. Nuestro Planeta, Kenia, 10(3): 21-

22.

Partes de libros:

Rodríguez, S. 1984. Desarrollo sostenible. En: Programas de Medio Ambiente

y Desarrollo., v. I. La Habana, Publicaciones ambientales. pp. 71-79.

Recursos electrónicos:



12

Apellido del autor, Nombre. Título del documento /tipo de soporte/. Título del

documento completo (si procede). Versión o nombre del fichero (si procede).

Fecha del documento (y de la última revisión si se accedió por Internet).

Los artículos que no se ajusten a las normas de publicación serán devueltos al autor. El Consejo

Editorial comunicará al primer autor la fecha de recepción del trabajo, la fecha de aceptación y el número

de la revista donde será publicado. En caso que se requiera, el Consejo Editorial podrá solicitar a los autores las modificaciones que se consideren oportunas. En este caso el autor deberá enviar una copia

impresa del trabajo con las correcciones y una copia en disquete.

La Sociedad Espeleológica de Cuba y Espelunc@digital se reservan todos los derechos sobre los

trabajos originales publicados. Para la reproducción total o parcial de alguno de sus artículos, deberá

mencionarse la revista.

Los originales por correo o correo electrónico deben remitirse a:

Leslie F. Molerio León

Director de Espelunc@ digital Apartado 6219, CP 10600, Habana 6

Ciudad de La Habana, Cuba

E-mail: [email protected]

Los originales que se pretenda entregar personalmente lo harán en sobre sellado en la sede de la Sociedad

Espeleológica de Cuba, dirigidos a:

Leslie F. Molerio León

Director de Espelunc@ digital Ave 9ª. No. 8402, esq 84, Playa,

Ciudad de La Habana

Cuba

Suscripciones:

Envíe un email a [email protected] indicando SUSCRIPCION en el asunto.



caracterización general del relieve carsificado del curso

Documents