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Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de España (1898-01-01 00:00:00), página 121

Admitiendo que lluevan en España como mínimo 400 milímetros anuales, lo que equivale á 233730 millones de metros cúbicos, y teniendo en cuenta que nuestros ríos sólo conducen al desaguarse unos 50000 millones de metros cúbicos al año, se observa que el agua corriente es 0'166 del total de la lluvia, ó sea menos de \( \frac{1}{6} \).

Según el geógrafo Eliseo Reclus, en las cuencas del Miño y del Sil caen 1200 milímetros de agua por año, conduciendo los ríos 0'50 del agua llovida. En el Duero llueven 500 milímetros, conduciendo el río 0'40 de la lluvia. En el Tajo caen 400 milímetros, y conduce 0'33. En el Guadalquivir llueven 480, y conduce 0'30. En el Guadiana caen 350, y conduce 0'25. En el Ebro llueven 450, y conduce 0'20. En el Júcar caen 320, y conduce 0'15. En el Segura llueven 300, y conduce 0'10. Y en término medio para toda la Península, calcula aquel autor que con una lluvia anual de 400 milímetros los ríos llevan al mar 0'33 del total de la lluvia.

Esta proporción deducida por Reclus para la cantidad de agua que corre superficialmente en España, debe disminuirse, porque la lluvia media anual es indudablemente superior á 400 milímetros, pues como se dijo en la pág. 52, la media de las observaciones de menor lluvia correspondientes á la parte central de la Península es de 510 milímetros, y tomada en consideración el agua llovida en todo el territorio peninsular resulta de 643 milímetros ó 321500 millones de metros cúbicos en los 500000 kilómetros cuadrados que mide su superficie, lo que es 6'43 veces los 50000 millones de metros cúbicos que se dice arrojan anualmente al mar los ríos españoles.

Creo, por tanto, que en vista de estos datos, y de los aducidos en el primero y tercer párrafo de este capítulo, pueden admitirse provisionalmente, como máximo, hasta su exacta determinación, las siguientes cifras para expresar la proporción de agua que corre superficialmente respecto á la lluvia media anual:

Llanos de ambas Castillas, en que la evaporación es grande por efecto de las débiles pendientes, mucha altura del terreno, fuerte temple del verano, etc. ..................... 0'20
Terrenos medianamente permeables y poco pendientes ....... 0'25
Terrenos poco permeables y de pendientes pronunciadas (montañas) ......................................................... 0'50
En el conjunto del país, que es alto, de fuertes pendientes y con terrenos poco permeables ......................... 0'35
Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de España (1898-01-01 00:00:00), página 122

3.º—Água absorbida por el terreno.

El agua puede ser absorbida por el terreno de tres maneras:
Por higroscopicidad.
Por permeabilidad de las rocas (porosidad é infiltración).
Por penetración en las fisuras y cavidades del terreno.

La higroscopicidad es la afinidad que tienen algunos cuerpos sólidos de absorber y retener el agua con avidez, hasta el punto de que la sustraen directamente del aire que los rodea, haciéndola pasar del estado de vapor al líquido ó sólido, formando con ella á veces combinaciones llamadas hidratos. Pierden esta agua con gran dificultad, y depende el fenómeno, probablemente, ó bien de que forman con el agua un compuesto químico definido, ó de que tienen los cuerpos absorbentes constitución capilar delicadísima, formada por una masa cruzada de conductos é intersticios extremadamente finos, donde la adhesión del agua á las moléculas del cuerpo se ejerce con gran fuerza y actividad.

La permeabilidad es la propiedad que presentan ciertas rocas de dejarse atravesar por el agua, y depende de la facilidad que ésta encuentra para penetrar en la masa de aquélla, ya á través de los más menudos granos del cuerpo (porosidad), ó ya pasando entre ellos (infiltración).

La entrada del agua en las fisuras y huecos del terreno, es la forma más aparente y visible de la absorción del agua.

Entre estas tres formas de penetración del agua, aunque muy diferentes entre sí, existen grandes analogías, puesto que no son más que diferentes grados en el fenómeno de la absorción, que siempre depende del hecho de llegar á ocupar dicha agua los espacios huecos que quedan entre las partículas, grandes ó pequeñas, de las rocas.

Las tres pueden coexistir; pero no siempre se presentan juntas, por lo que hay que acostumbrarse á saber diferenciarlas.

Son muy absorbentes las arcillas y margas; pero una vez saturadas de agua y formando con ella pasta, no se dejan atravesar sino difícilmente, y á veces nada: de modo que, aun cuando muy higroscópicas, son casi impermeables.

Por el contrario, las areniscas, las rocas volcánicas porosas, el barro poco cocido y ciertas calizas, son muy permeables y poco higroscópicas.
Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de España (1898-01-01 00:00:00), página 123

Los terrenos graníticos y los formados por capas de cuarcita ó pizarra cristalina, son poco higroscópicos y permeables; pero á veces muy fácilmente penetrables por el agua á favor de las quiebras y fisuras que atraviesan el terreno en varias direcciones, lo mismo que sucede á los formados por calizas cristalinas (mármoles), donde también suele presentarse grandes quiebras ó litoclasis propias para dejar libre paso al agua.

De aquí la división que suele hacerse de rocas permeables en pequeño ó en grande; diciendo que son permeables en pequeño las compuestas de elementos permeables, y en grande las incoherentes, terrosas y muy resquebrajadas.

Combinadas estas tres propiedades dan lugar á cinco fenómenos distintos, que examinaré separadamente.

Higroscopicidad de diferentes tierras.

Según experimentos de Schübler citados por Gasparin, las tierras húmedas ensayadas perdieron en cuatro horas y cuatro minutos de desecación, á la temperatura de 18°,75, las diferentes proporciones, en peso, consignadas en la pág. 87; números que establecen una escala de higroscopicidad, en la que aparecen la arcilla, la caliza, el mantillo, y sobre todo la magnesia, como elementos propios para aumentar y conservar la humedad del suelo.

Complementarios de los mismos, pero más expresivos y útiles, son los siguientes datos de experimentación del mismo Schübler, el cual sometió en una atmósfera saturada de humedad á temperatura de 15 á 18 grados, 5 gramos de cada muestra de tierra en polvo fino y seco, extendidos igualmente en bandejas de hojalata, ocupando una superficie de 36000 milímetros cuadrados, durante las horas que se indican en el cuadro de la página siguiente. Datos de experimentación que demuestran la posibilidad de que las tierras absorban el agua directamente de la atmósfera ó se apoderen de la procedente del rocío, escarcha ó niebla, y enseñan también las proporciones de líquido que cada una de ellas puede absorber.
Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de España (1898-01-01 00:00:00), página 124



    5 gramos de
    CENTÍGRAMOS DE AGUA ABSORBIDA EN LAS HORAS QUE SE INDICAN

    12.
    24.
    48.
    72.

    Arena silícea.
    0,0
    0,0
    0,0
    0,0

    Yeso.
    0,5
    0,5
    0,5
    0,5

    Arena caliza.
    4,0
    4,5
    4,3
    4,5

    Tierra del Jura.
    7,0
    9,5
    10,0
    10,0

    — Hoffwil.
    8,0
    14,0
    14,5
    14,5

    Arcilla seca.
    10,5
    13,0
    14,0
    14,0

    — crasa.
    12,5
    15,0
    17,0
    17,5

    Tierra caliza fina.
    13,0
    15,5
    17,5
    17,5

    — arcillosa.
    15,0
    18,0
    20,0
    20,5

    — de jardín.
    17,5
    22,5
    25,0
    26,0

    Arcilla pura.
    18,5
    21,0
    24,0
    24,5

    Carbonato de magnesia.
    34,5
    38,0
    40,0
    44,0

    Mantillo.
    40,0
    48,5
    55,0
    60,0

Absorción del agua por las rocas, en masa.

La cantidad de agua absorbida por las rocas en masa es muy variable, según diferentes ensayos.

Los experimentos de Delesse dan para la absorción de diversas rocas las proporciones de agua que se expresan á continuación, respecto al peso de la muestra seca, de la roca ensayada:

    En peso.

    Granito.
    De 0'0006 á 0'0012

    Pedernal.
    0'0012

    Creta.
    De 0'13 á 0'20

    Creta de Meudon.
    0'24

    Arcilla plástica de Vaugirad.
    0'302

    Marga blanca.
    0'395

La piedra pómez tiene extraordinario poder absorbente para el agua, y según Von Lassaulx, el neis absorbe hasta 1'20 por 100 de su peso de agua.

Los siguientes datos son el resultado de experimentos hechos por Thurmaun, tomando 100 gramos de cada roca seca, sumergiéndola por cinco minutos en agua y pesándola después. En tales condiciones, los aumentos de peso proporcional fueron los siguientes:
Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de España (1898-01-01 00:00:00), página 125



    Las Aguas de España
    En peso.

    Granito hojoso no alterado de los Vosgos.
    0'0000

    Basalto del Kaisertuhl.
    0'0000

    Caliza hidráulica compacta.
    0'0000

    Caliza oolítica del Jura.
    0'0055

    Traquita verdosa de Kaisertuhl.
    0'0057

    Grauvaca de los Vosgos.
    0'0090

    Caliza margosa del Jura.
    0'0120

    Pizarras liásicas.
    0'0158

    Calizas lacustres del Jura.
    0'0220

    Granito de los Vosgos, algo alterado.
    0'0300

    Areniscas de los Vosgos.
    0'0454

    Argirófiro de los Vosgos.
    0'0476

    Granito de los Vosgos, muy alterado.
    0'0550

    Molasa de Suiza.
    0'0600

    Arenisca abigarrada de los Vosgos.
    0'0700

    Caliza cretacea del Jura.
    0'0750

    Tarquin de Alsacia.
    0'0750

    Arcilla pura de Limoges.
    0'1194

    Pegmatita de Limoges.
    0'1350

    Margas oxfordianas del Jura.
    0'1550

    Creta blanca de la Champagne.
    0'2000

    Caolín puro de Limoges.
    0'5000

A pesar de que los datos de estos experimentos son ya muy expresivos, demostrando el gran poder absorbente de las rocas para los líquidos, no los considero apropiados para formar idea exacta de la cantidad de agua que puede retener el terreno en España, porque se refieren á rocas especiales, y respecto á los del último cuadro, ni considero suficiente una sumersión de cinco minutos para juzgar de la capacidad de absorción de las rocas para el agua, ni el procedimiento empleado me satisface; por lo que he verificado experimentos en el laboratorio de la Escuela de Minas de Madrid con rocas españolas procedentes de las colecciones de la Comisión del Mapa geológico de España y de otras recogidas por mí en el campo.

Teniendo presente que las rocas, en el terreno, se encuentran en masa y no en polvo (como las muestras ensayadas por algunos experimentadores) y que están sometidas á fuertes presiones hidráulicas durante largo tiempo, tomé trozos compactos de procedencia conocida con pesos variables entre 6 y 30 gramos, y los sometí á una sumersión, por espacio de tres días, en agua natural del Lozoya filtrada, calentando un par de horas en cada uno para facilitar la ex-
Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de España (1898-01-01 00:00:00), página 126

pulsión del aire contenido en los poros de las rocas, supliendo de este modo la acción del tiempo; precaución tan importante que por su efecto la piedra pómez y la magnesita, que al principio nadaban como el corcho sobre el agua, estaban en el fondo al segundo día de sumersión la primera, y al cabo de una hora la segunda.

Pesadas las rocas húmedas, y después de secas durante siete días, y determinada por diferencia la cantidad de agua absorbida, dieron los resultados del cuadro siguiente, que indica, en la primera columna, la proporción de agua que absorbe cada una respecto á su peso en seco, y la segunda la proporción, en volumen, de agua absorbida, que se deduce de la anterior teniendo en cuenta el peso específico de cada roca, referido á su volumen total ó aparente, que es el que debe tenerse en cuenta y da una proporción menor, en volumen, de agua absorbida, que si se refiriese al verdadero peso específico de la roca en polvo, siempre mayor que 1:
Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de España (1898-01-01 00:00:00), página 127



    AGUA ABSORBIDA POR DIFERENTES ROCAS ESPAÑOLAS
    En peso.
    En volumen.

  1* Granito de las Ventas con Peñaguilera, Toledo.	0'0041	0'0102

  2 Yeso fibroso del cerro Cotoñita, Santander...	0'0054	0'0120

  3 Mármol de Macael, Almería.................	0'0056	0'0140

  4 Micacita pizarrosa de Sierra Nevada.........	0'0085	0'0229

  5* Cuarcita de Almadén.....................	0'0088	0'0214

  6* Micacita de grano fino de Cervera, Toledo...	0'0142	0'0302

  7 Basalto del Cerro del Castillo, Puertollano ...	0'0429	0'0387

  8* Neis de Hiedrelaencina, Guadalajara.........	0'0131	0'0327

  9 Dolomía de Reocín, Santander.............	0'0132	0'0382

  10 Caliza cavernosa del Pontón de la Oliva, Madrid............................	0'0147	0'0323

  11 Micacita de la Villa del Prado, Madrid......	0'0452	0'0440

  12* Pizarra silicea de Almadén................	0'0163	0'0407

  13 Granito descompuesto de Cortegada, Orense..	0'0171	0'0327

  14* Arenisca de grano fino de Reinosa, Santander.	0'0194	0'0485

  15 Caliza compacta de Tarancón, Cuenca........	0'0203	0'0514

  16 Argilofiro de Higuera de las Dueñas, Avila...	0'0210	0'0546

  17* Granito micáceo de la Villa del Prado, Madrid.	0'0251	0'0653

  18 Serpentina de Carratraca, Málaga...........	0'0259	0'0684

  19** Pizarra arcillosa de Rivadeo, Lugo........	0'0285	0'0784

  20* Granito descompuesto de Higuera de las Dueñas, Avila............................	0'0493	0'1282

  21 Caliza de Colmenar de Oreja, Madrid......	0'0530	0'1271

  22 Marga caliza de Iribar, Navarra...........	0'0632	0'1675

  23** Arenisca de grano grueso de Cavada de Vado, Palencia.................................	0'4092	0'2730

  24 Toba caliza de Sobrón, Alava.............	0'2001	0'4200

  25* Caliza terciaria de Alcalá la Real, Jaén....	0'2073	0'4560

  26* Marga muy arcillosa de Fuentes de Ebro, Zaragoza.................................	0'6360	1'6874

  27** Arcilla basta de Fuentes de Ebro (1), Zaragoza.	0'6636	1'6194

  28 Tiza blanca.................................	0'8563	1'8838

  29* Maguesita de Vallecas (2), Madrid........	0'8874	0'8164

  30 Piedra pómez de Canarias (3).............	1'1523	1'0370
Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de España (1898-01-01 00:00:00), página 128

OBSERVACIONES AL CUADRO ANTERIOR:

* Las rocas señaladas con un asterisco son algo higroscópicas.
** Las señaladas con dos asteriscos son más higroscópicas.

(1) Hecho un adobe pequeño con arcilla, secada al aire libre durante siete días del mes de Junio á la temperatura media de 20°, pesó 35 gramos; después de seco en la estufa de vapor, á 95°, perdió 0'530 gramos de peso, y calcinado al rojo, en la mufla, perdió 6gr,820. Lo que indica que, secada al aire libre, retiene la arcilla 0'25 de agua, y después de seca en la estufa 0'22.

La proporción 0'6636 de agua absorbida que indica el cuadro, no es, por tanto, la total, respecto á la arcilla calcinada, sino únicamente la correspondiente al estado de sequedad (relativa) á que puede llegar al aire libre sin una desecación especial. La proporción de agua retenida respecto á la arcilla anhidra, será 0'25 \( \times \) 0'6636, mayor.

(2) Aunque el peso específico de la magnesita excede de 2'5, aquí se toma 0'95 respecto al volumen aparente, que da menor absorción en volumen.

(3) El peso específico de la piedra pómez en polvo es 2'4 próximamente, pero aquí se ha tomado respecto al volumen aparente, 0'9, que da menor absorción en volumen.

Estas grandes proporciones de agua absorbida por las rocas, al parecer más compactas, se explican por las innumerables cavidades capilares que contienen. Por ejemplo, el argilosíro (muestra núm. 16) es una roca al parecer tan compacta y homogénea, que parece, por su aspecto, un trozo de ladrillo refractario blanco amarillento, tan tenaz que cuesta gran trabajo el partirlo á golpes de martillo sobre un yunque, y, sin embargo, mirado con una lente fuerte, se ve que su masa está cuajada de agujeritos y cavidades por todas partes.

La extraordinaria cantidad de agua que absorben las arcillas, con el consiguiente aumento de volumen, es causa de las anchas grietas que al desecarse se producen en los terrenos muy arcillosos, y cuéntese que en el sentido vertical la contracción se produce libremente, sin más resultado que un descenso general del terreno, que por ello, á veces, se presenta después en forma de fondo de cazuela.
Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de España (1898-01-01 00:00:00), página 129

Agua absorbida por las tierras y rocas desmoronadas.

Por el cálculo se demuestra que en un espacio lleno de esferas macizas, quedan entre éstas huecos que son el 0'476 del volumen total, cualquiera que sea el diámetro de las esferas, si todas ellas son iguales.

Si entre los espacios que dejan entre sí una agregación de esferas de igual diámetro, se suponen otras de menor tamaño, tangentes á las primeras, el hueco total disminuirá; y suponiendo otra tercera, cuarta, etc., series de esferas de volúmenes cada vez menores, ocupando los vacíos que sucesivamente van quedando, la fracción hueca en el conjunto irá decreciendo.

Las arenas y tierras se componen de granos informes que no son ni redondos ni poliédricos regulares, y además de diversos tamaños, por lo cual el espacio hueco que dejan entre sí debe determinarse por experimentación, en la seguridad de que siempre será menor que 0'476 del volumen total, aparente, ocupado por las mismas, como en efecto sucede, cuando la materia ensayada puede considerarse impermeable y sin sensible capacidad absorbente para el agua; excediendo, por lo contrario, de la cifra anterior, según queda dicho, el volumen de agua que pueden retener las tierras ó arcillas que son muy higroscópicas y absorbentes.

La experiencia demuestra que el hueco que queda entre los elementos pétreos de los terrenos varía de 0'20 á 0'30 del total.

Según experimentos de Schübler, las diferentes tierras retienen las siguientes cantidades de agua, en peso:

    Arenas siliceas
    0'25

    Yeso
    0'27

    Arena caliza
    0'29

    Arcilla silicea
    0'40

    Arcilla plástica
    0'50

    Tierra de labor arcillosa
    0'60

    Arcilla pura
    0'70

    Tierra caliza fina
    0'85

    Tierra de jardín
    0'89

    Mantillo
    1'90

    Silice pulverulenta muy fina
    2'80

    Carbonato de magnesia
    4'56
Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de España (1898-01-01 00:00:00), página 13

INTRODUCCIÓN

En mis largas excursiones campestres, de doce y hasta diez y seis horas diarias en verano, muchas veces fuera de camino, he venido fijándome desde hace años en el desdichado régimen natural de las aguas en España, en lo poco que, por regla general, se ha intentado para mejorarlo y en lo mucho que con buen resultado debería hacerse, y esto me ha llevado con frecuencia á imaginar lo que en cada caso podría ejecutarse y los grandes resultados que se obtendrían.

Efecto de estas excursiones y observaciones ha sido el que por mucho tiempo haya acumulado datos y estudios sobre el aprovechamiento y empleo de las aguas de lluvia (único origen de las que corren por la superficie y de las que circulan subterráneamente), y con mi trabajo ya muy adelantado, inserté en La Unión Mercantil, de Málaga, en 28 de Septiembre de 1898, un artículo sobre el asunto, titulado Detención de las aguas de lluvia, y algunos días después, aprovechando la reunión con que los Ingenieros del Cuerpo de Minas, á que me honro en pertenecer, celebraban el patronato de Santa Bárbara, anuncié la próxima publicación de mi obra, del cual anuncio se hizo cargo la Revista Minera en su número de 8 de Diciembre de 1898.

En 5 de Enero siguiente leyó mi trabajo el Excmo. Sr. D. Eduardo Benot, y por su intermedio y el de D. Isidoro Fernández Flórez intenté publicarlo en El Liberal; mas por la índole de este periódico y la extensión del escrito, hubo de desistirse de hacerlo, y las mismas razones impidieron se publicase en La Epoca.
Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de España (1898-01-01 00:00:00), página 130

Observado lo elevado de estas cifras y de las anteriores (pág. 111), relativas á areniscas, pizarras, arcillas, margas, tobas y calizas pulverulentas, se explica el fuerte poder absorbente para el agua de las diferentes tierras de labor.

Además, como todas las rocas y tierras silíceas, arcillosas y magnesianas, son higroscópicas, se explica el que el agua pueda pasar directamente del estado de vapor, de niebla ó nube, al líquido, siendo absorbida por el terreno, sin tener la forma de lluvia ni aun la de escarcha ó rocío, y se explica también la existencia de humedad en parajes altos y arenosos donde llueve poco, y la de los manantiales que á veces se encuentran á grandes alturas en las montañas.

Permeabilidad de las rocas en masa y de las tierras.

Hay rocas que en masa son bastante porosas, como, por ejemplo, ciertas areniscas y algunas rocas eruptivas, por lo cual suelen emplearse para filtros.

Faltan datos sobre la permeabilidad en pequeño de las rocas en masa; pero se sabe, por experimentos de Daubrée, que en vez de oponerse á ella el calor y la presión que puede encontrar el agua á grandes profundidades, el primer agente facilita la penetración, y, por tanto, la permeabilidad del agua, por capilaridad, en las rocas.

Según Gasparin, una capa de agua de medio metro de altura tarda en atravesar un espesor de 30 centímetros de tierra saturada de agua, el tiempo siguiente:

    Materia
    Horas

    Molasa de grano grueso, sin su parte caliza.
    1'20

    La misma conservando la caliza.
    1'54

    Arena cuarzosa fina.
    1'57

    Tierra caliza con 11 por 100 de mantillo.
    7'94

    Polvó fino de mármol.
    88'11

    Tiza de España.
    201'60

    Arcilla de tejar.
    252'00

    Caolin.
    603'00

    Arcilla refractaria.
    Indefinido.

Según experimentos escrupulosos y recientes, la velocidad en metros por segundo, que llamaré \( k \), con que el agua atraviesa verticalmente una capa de tierra ó grava de espesor igual á la altura de carga, bajo la exclusiva acción de la gravedad, es la siguiente:
Boletín de la Comisión del Mapa Geológico de España (1898-01-01 00:00:00), página 131

VALORES DE K

Grava con arena................. 0'0333 metros por segundo.
Arena gruesa.................... 0'01
Arena de grueso medio.......... 0'0027
Arena fina........................ 0'0006
Arenas con arcilla.............. 0'00017

Si el agua al atravesar agregaciones porosas desciende bajo la acción de la gravedad por un plano inclinado cuya pendiente sea i, para el descenso de cada metro medido verticalmente (dirección en que actúa la gravedad), habrá de atravesar y vencer la resistencia de \( \frac{1}{i} \) metros de espesor de arena, grava ó tierra, y su velocidad será en tal caso \( ki \), fórmula que volveré muy pronto á considerar cuando trate de las corrientes subterráneas.

Los dos cuadros anteriores dan una idea de la permeabilidad de las diferentes rocas desagregadas así como de las tierras, y demuestran, que á medida que disminuye el grosor de la grava ó aumenta la cantidad y plasticidad de la parte arcillosa, disminuye la permeabilidad de un modo notabilísimo, hasta el punto de quedar anulada en la arcilla plástica pura.

Penetración del agua á través de las fisuras del terreno.

Aun los terrenos más duros é impermeables están generalmente atravesados por multitud de cruceros, fallas, quiebras y conductos, por donde el agua penetra á grandes profundidades y circula, recorriendo largas distancias.

También las fallas y filones, en los terrenos graníticos, recogen el agua de grandes masas montañosas para formar los manantiales naturales ó los surtidores de agua que suelen inundar las labores mineras ó dar origen á manantiales, tan importantes como el magnífico de Vaucluse, en Francia, que arroja de 7 á 22 metros cúbicos de agua por segundo, según las estaciones.

Cuando los terrenos estratificados han sufrido grandes trastornos en la posición de sus capas, y éstas presentan cierta inflexibilidad, quedan anchos huecos entre los lechos ó superficies de separación de los estratos. Ejemplo de esto se ve, entre otros muchos, en las márgenes del río Otálora, en la provincia de Ciudad Real.