Avance en técnicas geofísicas para la caracterización de estructuras hidrogeológicas
Resumen Abstract Índice Conclusiones
Carrasco García, Javier
2025-A
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Resumen
La Geofísica se erige como una tecnología fundamental para explorar la constitución y estructura del subsuelo mediante la interpretación de campos geofísicos como los eléctricos y geomagnéticos.
Aunque su aplicación en la investigación de aguas subterráneas aún no ha alcanzado pleno reconocimiento en la comunidad científica, esta tesis doctoral se propone demostrar su valía como una herramienta efectiva en la resolución de problemas hidrogeológicos cuando se emplea de manera adecuada.
Se enfatiza que la Geofísica no se limita a una ciencia exacta; la calidad de sus resultados depende del nivel de resolución utilizado, del cuidadoso procesamiento de datos y de la experta interpretación de estos. Además, se reconoce el papel crucial de la experiencia de los investigadores y del conocimiento previo de la geología local en el éxito de estas investigaciones.
En el contexto actual, la disponibilidad de una amplia gama de software para la representación de datos geoespaciales facilita la visualización y el análisis eficiente de la estructura del terreno, respaldando aún más el potencial de la Geofísica en la hidrogeología y energía hidrogeotermal.
Esta tesis propone avanzar en la aplicación de la Geofísica mediante la innovación en metodología, tecnología y herramientas de gestión de información geoespacial, reconociendo la necesidad de utilizar equipos geofísicos avanzados y de investigar una variedad de ubicaciones en España con diferentes problemáticas para lograr avances significativos en este campo.
Geophysics is a fundamental technology for exploring the constitution and structure of the subsoil through the interpretation of geophysical fields such as electrical and geomagnetic fields.
Although its application in groundwater research has not yet reached full recognition in the scientific community, this doctoral thesis aims to demonstrate its value as an effective tool in the resolution of hydrogeological problems when used appropriately.
It is emphasised that geophysics is not limited to an exact science; the quality of its results depends on the level of resolution used, careful data processing and expert interpretation of the data. Furthermore, the crucial role of the researchers’ experience and prior knowledge of the local geology in the success of these investigations is recognised.
In the current context, the availability of a wide range of software for the representation of geospatial data facilitates the efficient visualisation and analysis of terrain structure, further supporting the potential of Geophysics in hydrogeology and hydrogeothermal energy.
This thesis proposes to advance the application of Geophysics through innovation in methodology, technology and geospatial information management tools, recognising the need to use advanced geophysical equipment and to investigate a variety of locations in Spain with different geological issues to achieve significant advances in this field.
CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN 1
1.1. INTRODUCCIÓN 2
1.2. MOTIVACIÓN Y OBJETIVOS 3
CAPÍTULO 2 ARTÍCULOS 4
ARTICULO 1: DRONE MAGNETIC AND TIME DOMAIN ELECTROMAGNETIC EXPLORATION IN METAMORPHIC FORMATIONS: TOOL FOR THE IDENTIFICATION OF STRATEGIC SITES FOR AQUIFER EXPLOITATION 5
ARTICULO 2 TIME-DOMAIN ELECTROMAGNETICS AS A GEOPHYSICAL TOOL IN HYDROGEOLOGICAL EXPLOITATION PROJECTS IN MESOZOIC FORMATIONS 22
ARTICULO 3 TDEM SOUNDINGS AS A TOOL TO DETERMINE SEASONAL VARIATIONS OF GROUNDWATER SALINITY (VILLAFÁFILA LAKES, SPAIN) 36
ARTICULO 4 HIDROGEOLOGÍA DEL ENTORNO DE LAS LAGUNAS DEL OSO (ÁVILA) 51
ARTICULO 5 ELECTRICAL-RESISTIVITY TOMOGRAPHY TECHNIQUES FOR THE EXPLORATION OF MEDIUM- AND LOW-GEOTHERMAL ENERGY RESOURCES 56
CAPÍTULO 3 CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS 73
3.1. Conclusiones 74
3.2. Líneas futuras de investigación 75
CAPÍTULO 4 REFERENCIAS 77
CAPÍTULO 5 ÍNDICES DE CALIDAD DE LAS REVISTAS 91
Las principales conclusiones obtenidas en los diferentes trabajos de investigación presentados en esta tesis doctoral:
• Se ha confirmado que las técnicas geofísicas asociadas a programas de gestión de información geoespacial forman una potente herramienta, económica y no intrusiva, para la delimitación y gestión de recursos hidrogeológicos e hidrogeotérmicos.
• Se ha evidenciado que la combinación de métodos geofísicos, ofrece una visión integral y detallada de las formaciones geológicas y acuíferas. Esta integración permite una identificación más precisa de zonas estratégicas para la explotación de acuíferos y mejora la precisión en la planificación de perforaciones.
• La utilización de drones equipados con magnetómetros ha demostrado ser una herramienta eficaz para la cartografía espacial rápida y detallada de áreas de difícil acceso. Esto no solo facilita la identificación de unidades litológicas, sino que también optimiza los recursos y el tiempo invertido en la exploración hidrogeofísica.
• Las investigaciones geofísicas realizadas han permitido desarrollar formas de monitorear las variaciones estacionales de la salinidad del agua subterráneas, proporcionando información crucial sobre la interacción entre aguas subterráneas y superficiales. Este conocimiento es esencial para la gestión sostenible de los recursos hídricos en áreas con variaciones climáticas significativas.
• Las investigaciones llevadas a cabo han resaltado la importancia de los humedales como sistemas de recarga y almacenamiento de agua subterránea. Los estudios han mostrado que estos humedales, alimentados por aguas subterráneas y precipitaciones, desempeñan un papel crucial en la regulación del nivel freático y la calidad del agua.
• Se ha demostrado que la aplicación de técnicas como la tomografía eléctrica permite la identificación de recursos hidrogeotérmicos de media y baja entalpía. Los resultados han proporcionado modelos detallados del subsuelo, identificando formaciones carbonatadas y fracturadas que indican un alto potencial para la explotación hidrogeotérmica.
