Anexo UNICO
Antecedentes y resumen esquemático de la actividad a desarrollar Actualmente, la CHE está llevando a cabo una ambiciosa y pionera iniciativa en la tramitación de expedientes de autorización y revisión de vertidos térmicos procedentes de instalaciones geotérmicas someras en la masa de agua subterránea «Aluvial del Ebro: Zaragoza» (ES091MSBT058), ubicada en parte bajo la ciudad de Zaragoza. Este convenio tiene como objetivo mejorar significativamente el conocimiento sobre los impactos térmicos y de calidad asociados de estos vertidos en dicho dominio público subterráneo. En particular, se busca estudiar las características de los penachos térmicos generados en el acuífero intensamente explotados térmicamente. La explotación de estos recursos térmicos del agua subterránea en esta masa de agua, en cuanto a magnitud y número de vertidos, no se tiene precedente en ninguna otra demarcación hidrográfica nacional. Esta situación representa una clara oportunidad para potenciar las capacidades del modelo numérico Geoterz, hasta ahora utilizado por el CSIC-IGME para el estudio del régimen térmico del subsuelo de la ciudad de Zaragoza y alrededores. La alta densidad de vertidos térmicos y su variabilidad de caudales y temperaturas proporciona un escenario ideal para el estudio de mejora y validación este tipo de modelos, contribuyendo así en la práctica a optimizar la gestión de los recursos hídricos subterráneos en un contexto de cambio climático. Para alcanzar los objetivos establecidos en el presente convenio, es esencial actualizar, mejorar y aplicar el modelo Geoterz para la modelización numérica precisa de los complejos procesos que intervienen en el flujo de agua subterránea y el transporte de calor en la masa de agua subterránea objeto de estudio. Esto requiere restablecer y potenciar su capacidad predictiva mediante una actualización integral que incluya nuevas funcionalidades, las cuales permitirán simular de manera detallada tanto el comportamiento del flujo de agua subterránea como el régimen térmico asociado. Así, el modelo proporcionará una herramienta predictiva robusta para la gestión y el análisis de los recursos hídricos en condiciones variables, proporcionando una capacidad predictiva más efectiva ante escenarios de explotación intensiva bajo un contexto de cambio climático. La actividad que llevará a cabo el CSIC-IGME en el marco del presente convenio tiene una marcada componente investigadora, alineada con la línea de investigación en geotermia somera iniciada hace más de quince años y estrechamente vinculada al desarrollo del modelo Geoterz. Esta dimensión investigadora del convenio se conecta directamente con la aplicación práctica de los resultados obtenidos, aplicándolos a un caso real de gran relevancia: determinar la incidencia de los vertidos geotérmicos sobre la masa de agua subterránea del Aluvial del Ebro en Zaragoza, y ofrecer la posibilidad de adoptar mejoras o cambios en la explotación de los sistemas geotérmicos con el fin de reducir dicha incidencia, en un contexto de cambio climático. De acuerdo con lo establecido en el artículo 47 de la Ley 40/2015, de 1 de octubre, se evidencia la existencia de un interés común en el presente convenio. Por un lado, el CSIC-IGME muestra interés en mejorar el conocimiento sobre la dinámica del régimen térmico de los acuíferos urbanos. En particular, se propone aprovechar las excepcionales características del acuífero de Zaragoza –tanto por el conocimiento existente del medio subterráneo como por el alto grado de instrumentación de las instalaciones geotérmicas– para considerarlo como un laboratorio natural en geociencias. Esto permitirá avanzar en el desarrollo del modelo geotérmico Geoterz, que será actualizado y mejorado en su resolución espacial en el marco de este convenio. Por otro lado, la CHE busca que esta herramienta contribuya a obtener información de cara a una posible optimización de la gestión de los recursos hídricos subterráneos y a la tramitación de permisos del Organismo de cuenca. Esto incluye tanto la concesión de aprovechamientos de aguas públicas para su utilización en instalaciones de geotermia, como la autorización de vertidos térmicos procedentes de dichas instalaciones, así como la revisión de dichas autorizaciones, que están sujetas a supervisión por parte del organismo de cuenca competente en dicha materia. En este anexo se describen de forma genérica y no exhaustiva los posibles objetivos de la actividad a desarrollar por CSIC-CHE dentro del presente convenio. A partir de los contenidos aquí expuestos, la Comisión de Seguimiento (cláusula sexta) anualmente programará de forma detallada la actividad a llevar a cabo en el correspondiente año, siempre que no afecte al contenido mínimo y esencial del convenio, el cual no puede ser objeto de modificación en la Comisión de Seguimiento. A continuación, se describen las tres actividades principales necesarias para lograr una explotación sostenible de los recursos hídricos subterráneos de la masa ES091MSBT058 destinados al uso térmico bajo escenarios de cambio climático:
1. Actualización y mejora del modelo Geoterz.
El modelo geotérmico Geoterz fue calibrado por última vez en 2018, al cierre del segundo convenio entre la CHE y el CSIC-IGME. Desde entonces, su capacidad predictiva ha disminuido progresivamente, generando una situación de incertidumbre y de necesidad de actualización. Esta falta de actualización limita la base científica para realizar predicciones fiables sobre el impacto en la masa de agua que generan las instalaciones geotérmicas que utilizan el agua subterránea objeto de este convenio. Dentro del presente convenio se cree de interés: – Actualización del modelo Geoterz: Se integrarán datos recientes (2018-2025) que reflejan las condiciones transitorias aplicadas al modelo. Esta actualización incluirá niveles y temperaturas de los ríos presentes en el área urbana de Zaragoza, además de registros de caudales y temperaturas de explotación tomados cada 15 minutos, facilitados a la CHE por los usuarios de los aprovechamientos geotérmicos que utilizan aguas subterráneas en el área de estudio. También se incorporarán las nuevas instalaciones, con el objetivo de reflejar de forma precisa las condiciones actuales de explotación geotérmica. Asimismo, se incluirán las instalaciones cuyos vertidos térmicos se realizan en la red de saneamiento. – Validación del modelo Geoterz: Se procederá a validar la precisión del modelo en su configuración actual, comparando los valores calculados con los valores observados en variables de estado (nivel hidráulico y temperatura) durante el periodo postconvenio (2019-2025). En este periodo, el CSIC-IGME ha sostenido, en la medida de sus posibilidades y con fondos propios, la red de control geotérmica en Zaragoza, recopilando datos piezométricos y de temperatura. Esta información permite validar y recalibrar el modelo Geoterz para mejorar su capacidad de predicción. – Mejora del conocimiento de la masa de agua subterránea «Aluvial del Ebro: Zaragoza» ES091MSBT058: Con el fin de responder al aumento de instalaciones geotérmicas en el centro urbano y mejorar la precisión del modelo geotérmico Geoterz en zonas de mayor incertidumbre, se construirán nuevos piezómetros en puntos estratégicos de la ciudad. Estos piezómetros, ubicados en áreas donde el agua subterránea podría no cumplir los objetivos ambientales, aportarán información hidrogeológica clave para optimizar el modelo geológico conceptual y mejorar la calibración del modelo. – Recalibración del modelo Goeterz: Se procederá a optimizar una nueva calibración del modelo geotérmico Geoterz para su uso en un nuevo análisis del transporte de calor en la masa de agua subterránea en estudio. Para ello, serán fundamentales las mediciones de nivel piezométrico y temperatura del agua subterránea obtenidos de los nuevos piezómetros a construir, y las series de datos recopiladas por el CSIC-IGME entre 2018 y 2024, que permitirán mejorar la precisión y utilidad del modelo. Previo al proceso de calibración y para la optimización de este proceso, se realizará un análisis de sensibilidad de los parámetros calibrados. – Transferencia y difusión de datos generados: Todos los datos medidos a partir de la red de control geotérmica durante la vigencia del convenio, así como aquellos obtenidos previamente en el marco de colaboraciones conjuntas, serán transferidos a través de la plataforma o protocolo de intercambio de datos que la CHE designe en cada momento, incluyendo el uso del protocolo FTP (File Transfer Protocol) si así se establece. Esta transferencia permitirá la actualización periódica de las bases de datos de la CHE y garantizará la disponibilidad trimestral de información sobre el estado térmico e hidráulico del acuífero. Las variables a suministrar incluirán el nivel piezométrico y la temperatura del agua subterránea. Adicionalmente, se generarán productos de visualización que serán integrados en el portal web de la CHE, permitiendo la consulta pública y actualizada de los resultados. Estos productos incluirán fichas descriptivas de las instalaciones, mapas de distribución de temperaturas del acuífero, perímetros de seguridad para proteger la eficiencia y la viabilidad de las instalaciones geotérmicas, zonas de afección de los puntos de vertido, así como mapas de piezometría y líneas de flujo del agua subterránea (red de flujo). La mejora del modelo geotérmico Geoterz derivada de su actualización resultará en un aumento de su capacidad predictiva y en la integración de módulos avanzados de simulación que permitan una mayor precisión en la evaluación de los impactos y la eficiencia de las diversas estrategias de aprovechamiento geotérmico. Este perfeccionamiento técnico permitirá una representación más detallada de las interacciones entre los vertidos térmicos –procedentes de los sistemas geotérmicos– y las aguas subterráneas, incluyendo la capacidad de simular variaciones térmicas y de flujo en diferentes escenarios de extracción y recarga. La mejora del modelo también abarca la incorporación de algoritmos de última generación para el análisis de los impactos ambientales y la sostenibilidad del recurso, permitiendo evaluar de manera más completa los efectos derivados de diferentes esquemas de explotación.
2. Análisis de sensibilidad de la masa de agua subterránea al cambio climático.
El cambio climático está provocando un incremento de las temperaturas globales y alteraciones significativas en el ciclo hidrológico. En la Demarcación Hidrográfica del Ebro, las tendencias climáticas indican un aumento de la temperatura ambiente, con veranos más cálidos y prolongados, y olas de calor más frecuentes e intensas. Esto generará una mayor demanda de energía para climatización, intensificando el uso de sistemas geotérmicos y aumentando la presión sobre el acuífero y los recursos hídricos subterráneos. Este aumento en la demanda podría tener serias consecuencias para la sostenibilidad de los recursos de agua subterránea. Por un lado, el uso intensivo e insostenible de los recursos geotérmicos someros incrementaría las interferencias térmicas entre los sistemas geotérmicos. Por otro, se podría provocar una degradación adicional del entorno natural, poniendo en riesgo el compromiso europeo de mantener altos estándares ambientales en la utilización de la geotermia. Es fundamental comprender cómo responderá cuantitativamente y cualitativamente el acuífero ante este incremento en la demanda. Para ello, se diseñarán escenarios de explotación que consideren posibles aumentos en los caudales extracción/devolución del agua subterránea y en las temperaturas de vertido, basados en los escenarios climáticos previstos para la región. Estos escenarios se integrarán en el modelo geotérmico Geoterz; a partir de los resultados de las simulaciones, se analizarán los impactos y se propondrán nuevas medidas de gestión sostenible adaptadas a los impactos del cambio climático para evitar la sobreexplotación y garantizar la conservación del dominio público hidráulico subterráneo, en cumplimiento de la Directiva Marco del Agua (DMA). Dentro del presente convenio se cree de interés: – Análisis de tendencias en regímenes de explotación geotérmica y cambio climático: Se analizarán datos de explotación de las instalaciones geotérmicas, datos suministrados por la CHE, con registros de varios años de explotación. Se determinará el efecto de las olas de calor en el cambio de demanda. A partir de los resultados, se propondrá una nueva metodología para calcular el cambio y tendencia plurianual de la demanda en diferentes escenarios de cambio climático. Finalmente, se calcularán los caudales y saltos térmicos diarios en función de la tendencia de incremento de demanda para los escenarios climáticos. – Simulación de regímenes de explotación proyectados bajo cambio climático. Con las tendencias calculadas en la actividad anterior se llevarán a cabo una serie de simulaciones utilizando el modelo geotérmico Geoterz mejorado, con el objetivo de analizar la respuesta del acuífero urbano ante el aumento de demanda de refrigeración en escenarios de cambio climático, tal y como están definidos en el Sexto Informe de Evaluación (AR6) del IPCC (Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático). Se trata de un conjunto de escenarios socioeconómicos combinados con escenarios de concentraciones de gases de efecto invernadero llamados SSP-RCP (Shared Socioeconomic Pathways-Representative Concentration Pathways): SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0 y SSP5-8.5, que se corresponden con emisiones bajas, medias, altas y muy altas para el siglo XXI, respectivamente. Cada simulación integrará las proyecciones climáticas asociadas a cada escenario. – Análisis de sensibilidad de las condiciones de contorno del modelo Goeterz al cambio climático. Se evaluarán los impactos de los diferentes escenarios de cambio climático mencionados en la recarga y régimen de flujo de agua subterráneo en la masa de agua subterránea ES091MSBT058 «Aluvial del Ebro: Zaragoza». Para ello se realizará un modelo numérico de flujo de agua subterránea que abarcase como mínimo todo el dominio de dicha masa de agua subterránea bajo diferentes tasas de recarga. Para cada escenario climático simulado se redefinirán las nuevas isopiezas que se utilizan como condición de contorno del actual modelo Geoterz para comprobar si existe una variación significativa del régimen térmico del acuífero aluvial urbano de Zaragoza. – Evaluación de la capacidad de resiliencia y sostenibilidad del acuífero ante sobrecarga térmica: Simulación de escenarios de explotación bajo cada proyección climática para analizar si el acuífero puede sostener la demanda sin experimentar sobreexplotación o impactos significativos en la calidad cualitativa del recurso. Además, se podría determinar el umbral de sobreexplotación o de impacto significativo, en zonas especialmente afectadas. – Desarrollo de estrategias de gestión sostenible: A partir de los resultados de las simulaciones, se diseñarán recomendaciones de gestión para mitigar los efectos adversos y promover una explotación sostenible del recurso geotérmico y del acuífero. Esto incluye sugerencias para regulación de caudales de extracción, límites de temperaturas de vertido y políticas de distribución de demanda en períodos críticos. Este punto permitiría una comprensión exhaustiva de la respuesta del acuífero y facilitaría la toma de decisiones basada en datos y en proyecciones climáticas, alineándose con los objetivos de sostenibilidad y normativas ambientales europeas.
3. Evaluación a corto-medio plazo de políticas para la gestión sostenible del acuífero.
Actualmente, las limitaciones a los vertidos procedentes de instalaciones de geotermia, recogidas en el artículo 41.3 del Plan Hidrológico del Ebro y publicadas en el BOE mediante el Real Decreto 35/2023, fueron propuestas por la CHE en coordinación con el CSIC-IGME y como resultado de la actividad conjunta en convenios anteriores. Esta propuesta de criterios de sostenibilidad de la explotación requiere ser estudiada y/o corroborada para contemplar casuísticas que la normativa actual no abarca, como los efectos a corto-medio plazo de estos criterios bajo un contexto de cambio climático y la consideración de criterios alternativos o complementarios. Se considerará necesario valorar el diferenciar entre saltos térmicos positivos para refrigeración en verano y saltos térmicos negativos para absorción de calor durante el invierno a la hora de proponer restricciones. Estos últimos, los saltos térmicos de calefacción, podrían ser menos restrictivos debido al claro sesgo actual hacia la refrigeración y sobre calentamiento del acuífero. Se analizarán los efectos de la política actual de gestión de la masa de agua subterránea a corto-medio plazo y se simularán alternativas de gestión que permitan mejorar la sostenibilidad del recurso en distintos escenarios futuros. Estos criterios se utilizarán para definir nuevos escenarios de explotación, donde se favorezca el aumento o disminución de caudales y/o saltos térmicos, considerando un incremento de demanda de acuerdo con las proyecciones climáticas basadas en los escenarios socioeconómicos del AR6 del IPCC. Dentro del presente convenio se cree de interés: – Definición de escenarios de explotación: Se contemplarán tres tipos de escenarios; escenarios basados en los criterios actuales (RD35/2023), escenarios con caudales aumentados y escenarios con saltos térmicos aumentados. Mediante la metodología desarrollada por el CSIC-IGME para la integración de energía equivalente diaria y estacional, se calcularán escenarios de explotación de acuerdo con las restricciones actuales y escenarios alternativos. Manteniendo la energía térmica diaria total transferida, se generarán escenarios alternativos con aumento de caudales y disminución de los saltos térmicos, y viceversa: escenarios con saltos térmicos aumentados y caudales disminuidos. En todos los escenarios se considerará una tasa creciente de demanda coherente y proporcional con las proyecciones climáticas (SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0 y SSP5-8.5) del Sexto Informe de Evaluación (AR6) del IPCC. – Análisis de la eficacia de la política actual: Se realizará un análisis numérico detallado utilizando el modelo geotérmico Geoterz mejorado y recalibrado en el marco del presente convenio. Este análisis evaluará el impacto cuantitativo de las políticas actuales (RD35/2023) sobre la gestión de la masa de agua subterránea, simulando los escenarios de explotación actuales y analizando su efectividad para garantizar la sostenibilidad y estabilidad del acuífero bajo condiciones climáticas actuales y proyectadas. Las simulaciones considerarán el incremento de demanda según las proyecciones climáticas del AR6 del IPCC. – Análisis de la eficacia de una política alternativa de restricción adicional de saltos térmicos con caudales de explotación aumentados: Se llevará a cabo un análisis numérico similar al anterior, pero considerando restricciones adicionales más estrictas en los saltos térmicos, es decir, menores saltos térmicos que los establecidos en el RD35/2023. Para mantener la demanda térmica, se aumentarán los caudales de explotación de agua subterránea hasta satisfacer la demanda real de las instalaciones. Estos escenarios alternativos se simularán con el modelo Geoterz recalibrado, evaluando su eficacia en garantizar la sostenibilidad y estabilidad del acuífero bajo condiciones climáticas actuales y proyectadas. Las simulaciones también tendrán en cuenta el incremento de demanda según las proyecciones climáticas del AR6 del IPCC. – Análisis de la eficacia de la política alternativa de restricción adicional de caudales de explotación y saltos térmicos aumentados: De forma similar al anterior, se llevará a cabo el análisis numérico considerando restricciones menos estrictas en los saltos térmicos que los establecidos en el RD35/2023. De nuevo, para mantener la demanda térmica, se disminuirán los caudales de explotación de agua subterránea. Se simularán estos escenarios alternativos con el modelo Geoterz calibrado, evaluando la eficacia de esta política alternativa para garantizar la sostenibilidad y estabilidad del acuífero. Las simulaciones también tendrán en cuenta la tendencia al incremento de demanda según las proyecciones climáticas del AR6 del IPCC. – Evaluación de la sostenibilidad térmica a corto y medio plazo: A partir de los resultados de simulaciones numéricas, se evaluará la viabilidad de diferentes políticas de gestión en escenarios de explotación intensiva, considerando su impacto sobre la estabilidad de las temperaturas de captación y la posibilidad de interferencias térmicas entre instalaciones próximas. Este análisis permitirá identificar las estrategias más eficaces para garantizar una explotación térmica sostenible del acuífero en un contexto de cambio climático y creciente demanda energética. Se entregarán a la CHE informes técnicos de vertido térmico con los resultados de las simulaciones y recomendaciones de gestión. Se elaborarán y entregarán a la CHE informes técnicos, estimándose en un número de siete, cifra podría verse modificada en función de las necesidades de información del Área de Calidad de Aguas de la CHE, correspondientes a distintas instalaciones, o grupo de ellas, con aprovechamientos geotérmicos en el entorno urbano de Zaragoza, que incluirán: (i) Diagnóstico del estado térmico del acuífero en el entorno de cada instalación, (ii) resultados de simulaciones numéricas de dispersión térmica y predicción de interferencias, (iii) mapas de temperaturas del acuífero, líneas de flujo y perímetros de protección y afección, (iv) evaluación de riesgos derivados del incremento de temperatura, y (v) propuestas de gestión sostenible y recomendaciones específicas por instalación. – Evaluación de la sostenibilidad química a corto y medio plazo: Con base en los resultados de las simulaciones, se evaluará la viabilidad de cada política de gestión bajo los distintos escenarios planteados, considerando su impacto en la estabilidad de las temperaturas de captación y los efectos indirectos del aumento de la temperatura en la calidad química del agua subterránea, ya comprometida por contaminantes, principalmente, nitratos. Esta actuación incluye el análisis en los laboratorios del CSIC-IGME de 30 muestras de agua subterránea obtenidas de los puntos de control, incluyendo todos los puntos de la red de control piezométrica CHE-IGME, y se analizará un grupo de 16 parámetros (análisis fisicoquímico básico de aguas): pH, Conductividad, Oxidabilidad, Sodio, Potasio, Calcio, Magnesio, Cloruro, Sulfato, Bicarbonato, Carbonato, Nitrato, Nitrito, Amonio, Fosfato y Sílice. Además, se analizarán elementos traza (metales traza en muestras líquidas mediante ICP-MS), y se determinarán elementos mayoritarios y traza (análisis por ICP-AES). Se llevará a cabo una exhaustiva campaña de muestreo para analizar la composición química actual del agua subterránea y su nivel de contaminación (estado cualitativo actual). Posteriormente, se realizará un estudio geoquímico de sensibilidad a incrementos de temperatura de las reacciones exotérmicas y endotérmicas de adsorción/desorción de estos compuestos y sus efectos en la biodisponibilidad, sirviendo como base para una evaluación de posibles riesgos o no para la salud ambiental de la explotación térmica de las aguas subterráneas en un marco de explotación intensiva. Este análisis permitirá identificar las políticas más robustas y sostenibles para la gestión del acuífero en un contexto de cambio climático y creciente demanda geotérmica. – Recomendaciones para la adaptación de políticas: A modo de conclusión general, se presentarán recomendaciones clave para fortalecer la sostenibilidad y eficiencia en la gestión del acuífero. Estas recomendaciones incluirán posibles ajustes en las políticas actuales, establecimiento de posibles valores umbral de explotación alternativos, y estrategias específicas para la distribución de la demanda y límites de extracción, alineadas con los desafíos climáticos previstos en los escenarios del IPCC. Estas medidas contribuirán a alcanzar el término medio (optimización) entre la explotación de los recursos geotérmico subterráneos, y la garantía de la conservación del recurso hídrico subterráneo a corto y medio plazo en aras de cumplir con los objetivos de sostenibilidad ambiental. Este enfoque holístico integrado permitirá anticipar los impactos de diferentes políticas de gestión del agua subterránea en el acuífero, proporcionando una base sólida para la toma de decisiones informadas y el desarrollo de estrategias que aseguren la conservación del recurso a corto-medio plazo, en línea con los objetivos de sostenibilidad de la Directiva Marco del Agua (DMA). subir Contactar Sobre la sede electrnica Mapa Aviso legal Accesibilidad Proteccin de datos Sistema Interno de Informacin Tutoriales Empleo en la AEBOE Agencia Estatal Boletn Oficial del Estado Avda. de Manoteras, 54 - 28050 Madrid