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Características de las aguas minerales y medicinales de Cuba

Characteristics of mineral and medical waters of Cuba

R.L. RODRÍGUEZ-PACHECO(1,2)

(1) Departamento de Geología. Instituto Superior Minero Metalúrgico. Las Coloradas Moa. Cuba. CP 83320.

(2) Departamento de Ingeniería del Terreno. Universidad Politécnica de Cataluña. Jordi Girona 1-3. Módulo D-2. 08034 Barcelona.E-mail: roberto.rodriguez-pacheco@upc.es

ACTA GEOLOGICA HISPANICA, v. 33 (1998), nº 1-4,p. 373-393

RESUMEN

Cuba cuenta con los acuíferos de agua mineral natural y mineromedicinal más importantes del Caribe. En este trabajo se presentauna compilación de sus características hidrogeológicas generales. Los acuíferos se encuentran predominantemente en rocas carbonata-das y terrígeno carbonatadas.

En general, la recarga de la mayoría de los acuíferos de aguas minerales, mineromedicinales y termales en Cuba es el resultado dela infiltración de las aguas meteóricas. Las aguas minerales y mineromedicinales cubanas, de acuerdo al anión y al catión mayo r i t a r i o ,se clasifican en bicarbonatadas cálcicas, bicarbonatadas magnésicas y cloruradas sódicas. Los principales componentes medicinales son:sulfuro, bromo y silicio.

Palabras claves: Cuba. Agua mineral. Agua mineromedicinal. Balneario. Clasificación de las aguas. Usos. Manantial. Composi-ción química.

ABSTRACT

Cuba has the most important aquifers of medicinal and natural mineral waters in the Caribbean area. In this work, we pre-sent an inve n t o ry of their hy d r og e o l ogical characteristics. Aquifers are found in limestones and detritic carbonated rock for-mations.

In general, the recharge of all the thermal, mineral and medicinal aquifers of Cuba has its origin by the infiltration of rainfa l l .According to the major anions and cations, these Cuban waters are classified as: calcium-bicarbonate, magnesium-bicarbonate and so-dium-chloride facies. The main medical components are sulphurous, bromide and silica.

Key wo rds: Cuba. Natural mineral waters. Medicinal waters. Spas. Uses. Spring. Chemical composition.

EXTENDED ABSTRACT

This work presents an inve n t o ry of the natural mineral, medical and thermal waters in Cuba, as well as their main che-mical, geological and hy d r og e o l ogical characteristics.

From a geological point of view, Cuba is mainly composed by limestones and detritic carbonated rock formations (65% of surface, see Fig. 4 and Fig. 5), (Núñez, et al., 1988). The most important aquifers of natural mineral, thermal andmedical waters are in limestones and detritic carbonated rock formations. The geological and tectonic situation of deepaquifers is ve ry complex (Rodríguez, 1995).

Most of the aquifers are confined and semiconfined (Rodríguez and Blanco, 1995). In general, thermal, mineral andmedicinal waters of Cuba are a result of the infiltration of the rainfall wa t e r.

Cuba is rich in mineral and medical waters. It has the most important aquifers of medical and mineral waters of theCaribbean area (Rodríguez, 1995), due to its geologic and climatic characteristics. Nowa d ays, there are more than 40aquifers distributed along the provinces and in the municipality of Isla de la Juventud (see Fig. 4 and Ta ble 1).

Natural mineral, medical and thermal waters may be classified regarding to various parameters (according to Custo-dio, 1983). The main ones used, as well as the intervale distribution where they belong (the percentage of the total eva l u-ated Cuban aquifers belonging to each rate is shown in parenthesis) are:

1) According to the total dissolved solids (TSD mg/L), the different aquifers of Cuba evaluted are classified as: fresh wa-ter of 0-2000 mg/L (79 %), brackish water of 2000-10000 mg/L (7 %), salt water of 10000-40000 mg/L (5 %) and brinemajor 40000 mg/L (9 %) (see Ta ble 1).

2) According to their chemical composition they are classified as: a) major components and b) medical components.

2 - a ) According to their main components, the different evaluted aquifers of Cuba are classified as: bicarbo-nate, calcium and magnesium (21 %), bicarbonate and calcium (18 %), chloride and sodium (16 %), bi-carbonate, chloride and sodium (9 %), bicarbonate and magnesium (7%) and bicarbonate and sodium (7%) (see Ta ble 1).

2 - b ) According to their medical components, the different evaluted aquifers of Cuba are classified as: sul-phurous (11 %), sulphurous and bromidic (9 %), siliceous(6 %) and stroncic (2 %) (see Ta ble 3).

3) According to their uses the different aquifers of mineral, medical and thermal waters of Cuba are classified as: therm a lwater (13 %), medical water (32 %), mineral natural water (bottled water) (55 %). Cuba has no industrial wa t e r.

The mineral and medical waters in Cuba have high chemical, mineralogical and bacteriological quality, as the ones inSpain, France, Russia, China, and USA (see Green and Green, 1985; George, 1994).

In general, natural mineral waters are extracted from shallow wells. Medical and thermal waters are extracted from bothwells and springs.

Until the 80’s, the bottled water production of Cuba was rather small. Howeve r, the eve r-increasing tourism, the ex-cellent quality of the water and the aggr e s s ive marketing activity have fostered both the production and the consumptionof bottled wa t e r. As a consequence, the tourism industry has taken over many resorts, recovering the tradition and historyof old bottled water brands. Nowa d ays, 16 brands of bottled waters are produced and commercialised in Cuba (see Ta bl e5). These facts, as well as the existance of important aquifers, forsee ve ry good perspectives for bottled waters in Cuba.

Medical waters are being used for medical purpouses and for men’s entertainment, pleasure and dalliance. Cuba has 14summer resorts specialised in therapeutic treatments under medical supervision (Álvarez and Moreno, 1996).

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I N T RODUCCIÓN

El término “agua mineral” no constituye una defi n i-ción basada en una fundamentación científica, ya que to-das las aguas del planeta están en mayor o menor medidaenriquecidas en determinados tipos de sales. En realidad,la denominación de agua mineral se utiliza con acepcio-nes muy diversas. En algunos casos, se consideran aguasminerales las que poseen un contenido anómalo en deter-minados elementos como H2S, Br, Li, Fe, F, etc., que nor-malmente aparecen en muy bajas concentraciones en lasaguas subterráneas. Si la temperatura es superior en 4grados a la temperatura media anual del lugar dondealumbran, se consideran termales (Castany, 1971). Si elcontenido de sales disueltas les confiere propiedades te-rapéuticas para el tratamiento de diferentes enferm e d a-des, se les denomina mineromedicinales.

Desde la antigüedad las aguas mineromedicinales sonusadas por 4 razones: 1) propiedades organolépticas, 2)propiedades terapéuticas y medicinales, 3) balneológicasy 4) extracción de sales minerales para uso industrial. A c-tualmente se encuentra en desarrollo el uso de los fa n g o smineromedicinales, que se generan como precipitaciónde las sales disueltas al salir las aguas por los manantia-les, en la elaboración de productos fa rmacéuticos medici-nales y de belleza.

El desarrollo tecnológico ha permitido un mayo ra p r ovechamiento de estas aguas, utilizándolas para la ex-tracción de sales minerales, útiles en diferentes ramas dela industria, en la que ocupa un lugar destacado la de cos-mética. El vapor generado en diferentes campos geotér-micos se utiliza para la producción de energía eléctrica( E . U.A, México, Italia, Nueva Zelanda, Filipinas, Indone-sia, El Salva d o r, Islandia). También se aprovechan comoc a l e facción doméstica, agrícola e industrial en diferenteszonas del globo terrestre con climas fríos (Austria, Fr a n-cia, República Checa, Hungría) (Custodio, 1983; Prol-Ledesma, 1988).

Por otro lado, el acelerado deterioro de la calidad delas aguas de abastecimiento, resultado de la contamina-ción del medio ambiente, ha condicionado y favorecido eld e s a rrollo de la industria del agua embotellada, que haexperimentado un importante crecimiento económico enel ámbito mundial en las últimas décadas (Calado, 1984;Green y Green, 1985; George, 1994; Back et al., 1995;Aller et al., 1996). En el mundo moderno, el estudio, eva-luación y prospección de las aguas minerales y minero-medicinales se ha conve rtido en una rama de fuerte desa-rrollo.

Entre el gran número de publicaciones existentes so-bre diferentes temas relacionados con las aguas mineralesy mineromedicinales, merecen destacar los trabajos de:C a s t a ny (1971), Feiro (1982), Custodio (1983), Klimen-t ov y Ko n o n ov (1988) y Mijailov (1989). En estos traba-jos se estudian las principales características geológicas eh i d r ogeológicas de las aguas minerales y termales. Geor-ge (1994) analiza el uso, el precio y establece una califi-cación de acuerdo a la calidad de las aguas minerales dediferentes países. A rnol (1988) estudia uno de los mayo-res campos geotérmicos de México. Redondo et al.(1984), Baeza et al. (1987), Yélamos et al. (1987), Lópezy Pulido (1995) y Aller et al. (1996) caracterizan lasaguas minerales y mineromedicinales en diferentes reg i o-nes de España. Green y Green (1985) presentan una ca-racterización detallada de aguas mineromedicinales y mi-nerales de más de 30 países, con rangos de puntuación de1 a 5. Fr i c ke (1993) analiza la aplicación de éstas y la im-p o rtancia del establecimiento de las zonas de protecciónsanitaria en estos acuíferos. Estos trabajos son resultadodel creciente consumo de agua embotellada, del desarr o-llo de la actividad turística y del turismo de salud en elámbito intern a c i o n a l .

En la actualidad, el consumo de agua embotellada seestá conv i rtiendo en una necesidad básica y es considera-do, en muchos casos, como un índice de calidad de vida( G e o rge, 1994).

En este trabajo pretendemos dar a conocer las carac-terísticas generales desde el punto de vista hidrog e o q u í-mico de las aguas minerales y mineromedicinales de Cu-

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Figura 1. Localización de la Isla de Cuba.

Figure 1. Map showing the location of the Isle of Cuba.

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Figura 2. Mapa esquemático de la geografía física de Cuba (modificado de Weyl, 1966).

Figure 2. Schematic map of physical geography of Cuba (adapted from Weyl, 1966).

ba, mostrando el potencial que presentan estos recursosen cuanto a cantidad y calidad, condiciones indispensa-bles para su explotación.

ANTECEDENTES EN CUBA

El estudio y la explotación de las aguas mineromedici-nales de la isla de Cuba se remonta al siglo pasado, peroha tenido su mayor auge en la segunda mitad de este sigloen la que se han desarrollado y desarrollan importantes es-tudios de caracterización y evaluación de estos recursos.Estos estudios se han realizado fundamentalmente por in-ve s t i gadores del Instituto Nacional de Recursos Hidráuli-cos (INRH), las Empresas Geológicas (EG), Centro Na-cional de Te rmalismo y estudiantes y profesores delInstituto Superior Minero Metalúrgico (ISMM) de Moa.Muchos de estos trabajos caracterizan determinados acuí-feros en concreto (ver Ta bla 1, Corratge, 1980; Puentes,1989; Serge, 1990; Suaréz, 1991; Contrera, 1991, Canal,1992; Mayedo, 1992; Carballoso, 1992; Ojeda, 1992; Ro-jas, 1992 y 1996, Cervantes et al., 1996), limitándose a ca-racterizar los acuíferos en cuanto a composición químicade las aguas, calidad, cantidad y descripción de las form a-ciones geológicas en que se encuentran, faltando en ellosun análisis de la relación entre la composición química yel marco geológico. Fagundo (1986) introduce el uso dealgoritmos para el cálculo de diferentes parámetros deaguas altamente mineralizadas. Batista et al. (1996) aplicalos métodos de estadística multivariada al estudio del acuí-fero Menéndez. Álvarez y Moreno (1996) analizan las

principales regularidades en cuanto a la composición quí-mica de las aguas mineromedicinales (38 acuíferos), perono dan la composición química de ellas, solamente se li-mitan a clasificarlas por la composición de los iones ma-yoritarios y algunos elementos característicos, así comouna perspectiva de la situación actual. Rodríguez y Blan-co (1995) realizan una valoración de las regularidades hi-d r ogeológicas de los principales acuíferos de aguas mine-romedicinales del occidente del país, comprobando quelas aguas de mayor mineralización se asocian a las rocasde la Plataforma de las Bahamas. Pérez (1995b) valora lasr egularidades de las aguas minerales naturales de la reg i ó ncentro oriental, comprobando que éstas están asociadas af o rmaciones geológicas con edades posteriores al Cretáci-co. Pérez (1995a) estudia las regularidades geológicas devarios acuíferos de aguas mineromedicinales de Cuba yc o m p rueba que la temperatura de ellas se debe a la circu-lación profunda de estas aguas. Dentro del estudio hidro-geológico en Cuba es bueno destacar además la obra deFagundo et al. (1996) que ofrece una caracterización deta-llada de la hidroquímica de los principales acuíferos kárs-ticos de Cuba.

C A R AC T E R I Z ACIÓN DEL MEDIO FÍSICO

Ubicación g e og r á fi c a

El archipiélago cubano, constituido por la isla de Cu-ba y 4100 islotes, está situado en el Mar Caribe, entre los19.8º a 23.4º Latitud Norte y entre los 74º a 84.3º Longi-

tud Oeste, a 140 km de las Bahamas, 180 km de la Flori-da, 210 de México y 146 de Jamaica (Fig. 1).

G e o m o r fo l og í a

Cuba es un país eminentemente llano donde el 75%del territorio nacional es clasificado como relieve de lla-nura, el 21% relieve de montaña (la principal elevación esel Pico Tu rquino con 1975 metros en la Sierra Maestra) yel 4% humedales (García y Blanca, 1996), de los cualesel más grande y representativo es la Ciénaga de Zapata alSur de Matanzas (Fig. 2).

Condiciones climáticas

Cuba se encuentra en los trópicos estacionalmente hú-medos con humedad relativa superior al 80%, una tempe-ratura media anual de 24.5ºC y un volumen de precipita-ciones que supera los 1500 mm/año, que con relación a las u p e r ficie del territorio nacional (114,000 km2) equivale a150 Hm3/año (Fig. 3) (Gagua et al., 1976). Si compara-mos el mapa de isoyetas con el físico se puede ver clara-mente como las regiones de mayor precipitación están lo-calizadas en las áreas de mayor altura topogr á fica (Fig. 2y Fig. 3).

M ATERIALES Y MÉTO D O S

Para evaluar la composición química de las aguas seutilizaron los resultados analíticos de las diferentes fuen-tes consultadas (Ta bla 1). Para comprobar la fiabilidad delos análisis químicos, se ha utilizado la relación entre ele rror en el balance iónico de los componentes mayo r i t a-rios. Normalmente suele existir una diferencia entre la su-ma de aniones y cationes (meq/L), debido a los err o r e sacumulados en cada una de las determinaciones indiv i-duales, al no tenerse en cuenta los iones minoritarios. Po rello se usaron para el trabajo los análisis que presentabanun error inferior al 8 %. El error de un balance iónico vie-ne dado según Anderson, 1966:

E rr o r ( % ) = 2 0 0 * (Σc a t -Σa n i ) / (Σc a t +Σa n i )

Como limitación de los trabajos consultados se puedes e ñ a l a r, que la información hidrogeológica en muchos ca-sos es fragmentaria e incompleta. Muchos trabajos se li-mitan a la composición química de los elementos mayo-ritarios y la información geológica se trata muy poco,limitándose en la mayoría de los casos a una simple des-

cripción de las formaciones geológicas donde se localizael acuífero.

C A R ACTERÍSTICAS DE LAS AG UAS MINERALESY MINERO M E D I C I NA L E S

En la actualidad la Isla de Cuba cuenta con más de 40acuíferos evaluados desde el punto de vista hidrog e o l ó g i-co, de los cuales muchos están aún sin explotar o son ex-plotados parcialmente (Ta bla 1, Fig. 4). La existencia deestos recursos hídricos es resultado de la combinación delas condiciones climáticas y geológicas. Para hablar de lascaracterísticas de estas aguas en Cuba, es importante con-siderar primeramente la constitución geológico-estru c t u-ral de la isla, que trataremos a continuación de maneramuy simplifi c a d a .

M a rco ge o l ó g i c o

El archipiélago cubano se encuentra desde el punto devista geológico en la Plataforma Norteamericana. Laconstitución geológico-estructural de Cuba es muy com-pleja. Según el modelo de Iturr a l d e - Vinent (1994 y 1996),se pueden diferenciar dos elementos estructurales: a) “elcinturón o substrato plegado”; y b) “el neoautóctono”( Fig. 5). La principal diferencia entre estas dos estru c t u-ras es que el primero incluye materiales geológicos de di-ferentes orígenes, mientras que el segundo representa laevolución geológica de un segmento pasivo de la Plata-f o rma Norteamericana (Iturr a l d e - Vinent, 1996).

El “cinturón plegado” está compuesto por terr e n o soceánicos y continentales con estructura geológica muyd e f o rmada y metamorfismo de diferentes grados de edadpre-Eoceno Medio. La posición actual que ocupan estost e rrenos es muy diferente a la original. Según Iturr a l d e -Vinent (1996), las unidades geo1ógicas que integran el“cinturón plegado” representan grandes entidades paleo-g e ogr á ficas que marcaron la evolución del Caribe Noroc-cidental. Este autor lo divide en: a) unidades continenta-les; y b) unidades oceánicas.

Las “unidades continentales” las integran materialesp e rtenecientes a la Plataforma Mesozoica de Las Baha-mas, los cuales están cubiertos por materiales del Pa l e o-ceno-Eoceno Superior (cuencas de antepaís), los materia-les geológicos son mayoritariamente rocas carbonatadasde aguas someras y evaporitas. No obstante, también es-tán presentes rocas carbonatadas de aguas profundas yc h e rts (Iturr a l d e - Vinent, 1996).

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Los terrenos sudoccidentales (Guaniguanico, Pinos yE s c a m b r ay) pudieron pertenecer originalmente a la Plata-f o rma (bloque) de Yucatán. Estas unidades son restos delos márgenes continentales pasivos (incluyendo materia-les depositados en condiciones de plataforma y talud con-tinental) originados por la apertura del Protocaribe. Losmateriales geológicos que los integran presentan una lito-e s t r a t i grafía muy compleja, principalmente los terr í g e n o sy carbonatados, típicos de márgenes continentales, y es-t ructuralmente están muy deformados y metamorfi z a d o sen condiciones de baja temperatura y relativamente altapresión (Millán y Somin, 1985). En estos terrenos tam-bién están presentes rocas de afinidad ofiolítica (serp e n-tinitas, gabros, diabasas y basaltos) (Iturr a l d e - Vi n e n t ,1994, 1996; Proenza, 1998).

Las “unidades oceánicas” están compuestas por losmateriales pertenecientes al cinturón ofiolítico septentrio-nal y a los arcos de islas volcánicas del Cretácico (Ap-tiense- Campaniense) y del Paleógeno (Pa l e o c e n o - E o c e-no Medio). Estas unidades están cubiertas por materialessedimentarios del Campaniense Tardío hasta el EocenoS u p e r i o r.

El cinturón ofiolítico septentrional (“Cuban OphioliticBelt”, en la literatura anglosajona) se extiende a lo largo detoda la parte norte de la isla y en él están presentes todoslos niveles de una secuencia ofiolítica ideal, aunque des-membrada tectónicamente. En general, estas ofiolitas hansido interpretadas como un sistema deformado cuenca deb a ck arc-mar marginal (Iturr a l d e - Vinent, 1994, 1996).

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Figura 3. Mapa isoyético de Cuba (modificado de Gagua et al., 1976).

Figure 3. Isohyet map of Cuba (adapted from Gagua et al., 1976).

1 23

45

6,7

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12

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23

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31

30

44

34 3538 37 36,45

39

40

41 4243

15,16

0 100 Km.

8,9

17

Isla de laJuventud

ProvinciaHabana

Ciudad Habana

Pinar del Rio

Matanzas

Cienfuegos

Villa Clara

Santi Spiritu

Ciego de Avila

Camagüey

Las Tunas

Holguín

GuantánamoSantiago de Cuba

Granma

Capital Provincial

Localización de los acuíferos

Figura 4. Localización de los diferentes acuíferos de aguas minerales, termales y mineromedicinales por provincia en Cuba. 1- LosPortales, 2- Aguas Claras, 3- San Diego de los Baño, 4- San Vicente, 5- Soroa, 6- La Cotorra, 7- San Agustín, 8- Santa María del Ro-sario I, 9- Santa María del Rosario II, 10- El Copey, 11-Sulfuroso, 12- La Cotorra, 13- Santa Fé, 14- Santa Bárbara, 15- El Vivero, 16-Jacan, 17- San Miguel de los Baños, 18- Menéndez, 19- La Fragua, 20- La Aurora, 21- Amaro, 22- Lobatón, 23- Elguea, 24- CiegoMontero I, 25- Ciego Montero II, 26- San José del Lago I, 27- San José del Lago II, 28- Trinidad, 29- La Palma, 30- Peña Azul, 31-Tinima, 32- Covarrubia, 33- Mayabe, 34- Monte Alto, 35- Los Jobos, 36- El Espejo, 37- El Cedrón, 38- La Cuquita, 39- Canavacoa,40- Valle de Guantánamo, 41- Sierra Canasta, 42- Amores, 43- Porto Santo, 44- Las Caobas, 45- El Visco.

Figure 4. Location of different aquifers of natural mineral, thermal and medical waters by provinces in Cuba. 1-Los Portales, 2-AguasClaras, 3-San Diego de los Baño, 4-San Vicente, 5-Soroa, 6-La Cotorra, 7-San Agustín, 8-Santa María del Rosario I, 9-Santa Maríadel Rosario II, 10- El Copey, 11-Sulfuroso, 12-La Cotorra, 13-Santa Fé, 14-Santa Bárbara, 15-El Vivero, 16-Jacan, 17-San Miguel delos Baños, 18-Menéndez, 19-La Fragua, 20-La Aurora, 21-Amaro, 22- Lobatón, 23- Elguea, 24-Ciego Montero I, 25-Ciego MonteroII, 26-San José del Lago I, 27-San José del Lago II, 28-Trinidad, 29-La Palma, 30-Peña Azul, 31-Tinima, 32-Covarrubia, 33-Mayabe,34-Monte Alto, 35-Los Jobos, 36-El Espejo, 37-El Cedrón, 38-La Cuquita, 39-Canavacoa, 40-Valle de Guantánamo, 41-Sierra Ca-nasta, 42-Amores, 43-Porto Santo, 44-Las Caobas, 45-El Visco.

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El arco volcánico Cretácico se compone de depósitosvolcanosedimentarios del Aptiense al Campaniense Me-dio, los cuales son atravesados por rocas graníticas (Itu-rralde- Vinent, 1996). El volcanismo es típicamente tole-ítico a calcoalcalino, aunque en las partes superiores de lasecuencia llega a ser alcalino (Meye r h o ff y Hatten, 1968;Díaz de Villalvilla, 1985). Estas rocas volcánicas están si-tuadas mediante contacto tectónico sobre las ofiolitas delcinturón septentrional. No obstante, en determ i n a d a sáreas, mantos tectónicos de ofiolitas son los que cabalga na las rocas volcánicas. En otras zonas, las rocas vo l c á n i-cas cabalgan sobre los depósitos del Pa l e o m a rgen conti-nental de Las Bahamas. Según Iturr a l d e - Vinent (1994,1996), el basamento del arco volcánico es una cort e z aoceánica de edad pre-Aptiense, la cual ha sido reconoci-da en Cuba Central (anfibolitas Mabujina) y Oriental (an-fibolitas Guira de Jauco)(Fig. 5).

El arco de islas volcánico del Paleógeno está restrin-gido casi ex c l u s ivamente a Cuba Oriental (Fig. 5), mien-tras que en el resto de la isla sólo se han descrito fi n a sintercalaciones tobáceas en niveles sedimentarios (Co-biella, 1988). Los materiales del arco Paleógeno se com-ponen de potentes espesores de rocas ex t ru s ivas y piro-clásticas, las cuales son intruidas por plutones degranodioritas y granitos. Estos materiales están muy

bien representados en el área de la Sierra Maestra. Se-gún datos geoquímicos, el volcanismo presenta una ten-dencia toleítica en sus inicios, pero predomina la calco-alcalina (Pérez et al., 1983). La actividad volcánica duróhasta la parte baja del Eoceno Medio (Iturr a l d e - Vi n e n t ,1996).

El “neoautóctono” lo integran materiales geológicosde varias generaciones geológicas con una composiciónpredominante de materiales terrígenos-carbonatados, conunas estructuras geológicas poco deformadas de edad Eo-ceno Superior Tardío al Cuaternario. Estos materiales res-ponden a un régimen geodinámico caracterizado por: a)el cese de los desplazamientos horizontales de mantos dec a b a l gamientos, b) la ausencia de actividad volcánica, c)el predominio de movimientos tectónicos de reajuste isos-tático de la corteza y, d) una tendencia generalizada a lan e r i t i ficación (Iturr a l d e - Vinent, 1996). Se encuentrandiscordantemente sobre los materiales pertenecientes al“cinturón plegado”. La evolución del “neoautóctono” seinició con posterioridad a la activación de la zona de Fa-lla Oriente. Este proceso está relacionado con esfuerzosc o m p r e s ivos en la Placa del Caribe, la cual comenzó sum ovimiento hacia el este, provocando el cese de la coli-sión tectónica Sur- N o rte en Cuba (Fig. 5) (Iturr a l d e - Vi-nent, 1994, 1996; Proenza, 1998).

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Figura 5. Mapa geológico de Cuba (modificado de Iturralde-Vinent, 1996).

Figure 5. Geologic map of Cuba (adapted from Iturralde-Vinent, 1996).

Figura 6. Mapa de distribución de rocas carbonatadas y carbonatadas detríticas en Cuba (Modificado de Nuñez et al., 1988): 1-acuí-feros, 2- rocas calizas y terrígeno-carbonatadas, 3-rocas no carbonatadas.

Figure 6. Map showing the distribution of limestones and detritic carbonate rocks in Cuba (adapted from Nuñez et al., 1988): 1-aqui-fers, 2-limestones and detritic carbonated rocks, and 3- non carbonated rocks.

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Como se puede ve r, los materiales geológicos quec o n f o rman la Isla de Cuba son mayoritariamente carbo-natados y carbonatados terrígenos, que afloran en el 66%de la superficie del archipiélago cubano, aunque si se tie-ne en cuenta el área de la plataforma insular ese porcen-taje puede llegar al 80% (Fig. 5). Dentro de las rocas car-bonatadas cubanas las más abundantes son las biog é n i c a sy las biodetríticas que constituyen el 90% del total (Nu-ñez et al., 1988).

Los acuíferos de las aguas minerales naturales se en-cuentran ubicados fundamentalmente sobre las rocas del“neoautóctono” de composición carbonatada y terr í g e n ocarbonatada mayoritariamente, aunque algunos están aso-ciados al “cinturón plegado” (Fig. 5 y Fig. 6). En cambio,los acuíferos de aguas termales y mineromedicinales seencuentran asociados, fundamentalmente, a form a c i o n e srocosas de naturaleza carbonatada y terr í g e n o - c a r b o n a t a-da, con edades comprendidas entre el Jurásico y el Eoce-no Medio (Contreras, 1991, Rojas, 1992; Mayedo, 1992,Rodríguez y Blanco, 1995 y Rodríguez, 1995). Una reg u-laridad geológica es que los acuíferos con mineralizaciónsuperior a 3000 mg/l (acuíferos Fragua-Aurora, Elguea yMenéndez) se encuentran asociados a las rocas carbona-tadas de la Mega p l a t a f o rma Florida-Bahamas. En mi opi-nión, esta regularidad constituye un buen criterio para labúsqueda de aguas altamente mineralizadas en estas for-maciones geológicas, debido a que los materiales geoló-gicos que constituyen estas unidades se formaron en unmedio marino con desarrollo de rocas carbonatadas, car-bonatadas terrígenas y evaporíticas. En segundo luga r, pa-ra la búsqueda de las aguas con contenido de componen-tes medicinales, considero favo r a bles aquellas quei n t egran el cinturón plegado. En tercer luga r, las rocasgr a n í t i c a s .

E S T RUCTURA DE LOS AC U Í F E RO S

Los acuíferos de las aguas mineromedicinales se ca-racterizan por la existencia de fracturas de diferente natu-raleza, que le confieren una gran complejidad geológico-e s t ructural. Es bueno destacar que este aspecto es comúnprácticamente para todas las aguas subterráneas de Cuba(Pérez, 1995a; Pérez, 1995b, Rodríguez, 1995 y Fa g u n d oet al., 1996). En el caso de las aguas minerales naturales,

la complejidad geológica es menor en algunos casos. Losdiferentes acuíferos estudiados se caracterizan por la ex i s-tencia de más de un horizonte acuífero. Debido a la gr a ncomplejidad geológico-estructural que presentan muchosde estos acuíferos (por ejemplo, Menéndez, Fragua, A u-rora, Elguea y San Diego) se producen mezclas de aguasde diferentes horizontes acuíferos y variada composiciónquímica, provocando rangos muy amplios de variación dela mineralización (Ta bla 1). Los acuíferos de aguas mine-rales naturales y mineromedicinales son mayo r i t a r i a m e n-te confinados y semiconfinados, siendo en algunos casoss u rgentes (Contrera, 1991 y Rodríguez, 1995).

Composición química

Se puede ver en la Ta bla 1 y en la Fig. 7 que el aniónpredominante es el bicarbonato (HCO3 en el 73% de losacuíferos) y el catión el calcio (Ca2 + en el 60% de losacuíferos). El predominio de estos elementos en la mine-ralización de las aguas es coherente con la distribución deestos en el marco geológico del archipiélago cubano y re-vela claramente la naturaleza carbonatada de la mayo r í ade los acuíferos evaluados (Fig. 5 y Fig. 6).

Si analizamos el diagrama de Piper (Fig. 7) compro-baremos que las facies hidroquímicas predominantes sonla bicarbonatada cálcica y bicarbonatada cálcica-magné-sica en el 73% de los acuíferos, mientras que los acuífe-ros muy mineralizados (Cuquita, Elguea, Menéndez, Fr a-gua y Aurora) están representados por la facies cloru r a d as ó d i c a .

En los acuíferos con mineralización inferior a los2.000 mg/l los valores de la relación rCl/rHCO3 son de0.04 a 1.9 similares a los resultados de los trabajos deCustodio (1983), cuyos valores en aguas continentales es-tán en el intervalo de 0.1-5. La relación rMg/rCa para losacuíferos con mineralización inferior a 10.000 mg/l se en-cuentra entre 0.03 y 2.26 también similar a los resultadosobtenidos por Custodio (1983) y Pulido et al. (1998) cu-yos valores están en aguas continentales en el intervalo de0.3 a 1.5. El valor es muy inferior al que presenta el aguade mar (5-5.4) como se muestra en la Ta bla 2. En el casode los acuíferos con mineralización superior a los 2.000mg/L, estas relaciones presentan valores muy elevados lo

Figura 7. Diagrama de Piper. Representación de las principales facies hidroquímicas. A) Aguas mineromedicinales en explotación (bal-nearios). B) Aguas minerales naturales embotelladas. C) Otros acuíferos de aguas minerales naturales y mineromedicinales.

Figure 7. Piper diagram. Representation of the principal hydrochemical facies. A) Medical waters used for therapeutic treatments(spas). B) Bottled mineral natural water (bottled water). C) Other aquifers of mineral natural and medical water.

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Tabla 1. Localización por provincias y clasificación de los acuíferos por componentes mayoritarios. Caudal (Q en l/s), concentraciónde los diferentes elementos químicos en mg/l y total de sólidos disueltos (TSD en mg/L).

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Table 1. Aquifer classification according to major components and location of different aquifers by provinces. Volume of water flo-wing per unit of time (Q in l/s), concentration of different elements in mg/l and total dissolved solids (TSD in mg/L).

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que, en mi opinión, se debe a los diferentes efectos modi-ficadores (lavado de sales, intercambio iónico por eleva-do tiempo de contacto con las rocas, resultado de larg o sprocesos de migración de esta agua, que les ha perm i t i d oenriquecerse en determinados tipos de sales, etc.), que tie-nen lugar en las formaciones geológicas de estos acuífe-ros que son fundamentalmente de origen marino.

Durante el tiempo de infiltración y circulación delagua de recarga hacia el acuífero a través de las grietas yfisuras de las rocas carbonatadas, el agua disuelve gr a ncantidad de carbonato de calcio y magnesio de las calizasy dolomías, confiriéndole un marcado carácter bicarbo-natado cálcico y bicarbonatado magnésico a las aguas mi-nerales naturales (Rodríguez, 1995).

En la composición química de los acuíferos de aguasmineromedicinales del occidente del país se han encon-trado bajas concentraciones de elementos I y Br, que sonutilizados como indicadores geoquímicos en la búsquedade aperturas de sellos de yacimientos ga s o p e t r o l í f e r o s(Pérez, 1995a y Batista et al., 1996). Es bueno destacarque principalmente en la zona Norte del país se localizany explotan los mayores yacimientos de petróleo de Cuba.

R e c a rga de los acuífer o s

Se produce mayoritariamente por la infiltración de lasaguas meteóricas. La infiltración y movimiento de lasaguas en la mayoría de los acuíferos cubanos ocurr e nprincipalmente a través de grietas y fracturas de dive r s anaturaleza, favorecidas por los siguientes factores: a) ex i s-tencia de un relieve llano, b) la amplia fracturación de losmateriales geológicos que conforman la isla (Rodríguez,1995) y c) el amplio desarrollo de estructuras cársticas( Fagundo et al., 1996). Este aspecto se confi rma al eva-luar las relaciones iónicas (en miliequivalentes por litro(r)) rCl/rHCO3 y rMg/rCa y el índice de desequilibrio en-tre cloruros y alcalinos o índice de cambio de base(icb=(rCl-(rNa+rK))/rCl) que aparecen en la Ta bla 2. Elíndice de desequilibrio entre cloruros y alcalinos (icb) enlas aguas minerales es siempre cercano a cero, lo quec o n s t i t u ye un indicativo de la no presencia de agua mari-na, los valores obtenidos para estos índices (Ta bla 2) sontípicos de acuíferos con recarga regional como resultadode la infiltración del agua de lluvia. Resultados similares

pueden verse el los trabajos de Custodio (1983) en acuí-feros de España y Pulido et al. (1998) en acuíferos de Ma-rruecos.

C a p t a c i ó n

Las aguas minerales naturales de los diferentes acuí-feros de la Isla de Cuba se captan fundamentalmente pormedio de pozos someros (poco profundos), mientras quelas mineromedicinales se explotan a través de pozos ymanantiales que brotan a la superficie por las fracturas delos macizos rocosos (Álvarez y Moreno, 1996). El caudales va r i a ble entre 2-10 l/s mayoritariamente (Ta bla 1).

C l a s i fi c a c i ó n

Las aguas minerales, mineromedicinales y term a l e s ,al igual que las demás aguas subterráneas, una vez cono-cidas sus propiedades, composición química y calidadbacteriológica pueden ser clasificadas atendiendo a dife-rentes parámetros, entre los que se pueden destacar: 1)aniones y cationes mayoritarios, 2) los componentes me-dicinales o característicos, 3) total de sólidos disueltos(TSD), 4) según los usos y 5) por el pH.

C l a s i ficación según los componentes mayoritarios

Las aguas se clasifican atendiendo al anión y catiónque supere el 50% en miliequivalentes por litro del totalde la mineralización. En el caso de que ninguno supereeste porcentaje, se tomarán los dos aniones y cationes quese encuentren en mayor proporción (Anderson, 1966;Custodio, 1983). En la Ta bla 1 se muestra la clasifi c a c i ó nde los acuíferos estudiados atendiendo a los componentesm ayoritarios. Se puede ver que el anión predominante esel bicarbonato y el catión el calcio (Fig. 7).

C l a s i ficación según los componentes cara c t e r í s t i c o s

Son aquéllos que no son comunes en las aguas subte-rráneas, y su concentración es en forma de trazas: Li, F,B r, I, Fe y S etc. (Aller et al., 1996). En la Ta bla 1 y Ta bl a3 se puede apreciar que existen varios acuíferos en los

Tabla 2. Indices hidrogeoquímicos rMg/rCa, rCl/HCO3 e índice de cambio de base (icb=(rCl-(rNa+rK))/rCl) (r= miliequivalentes porlitro (mqe/l)).

Table 2. Hidrogeochemical indices rMg/rCa, rCl/HCO3 and cationic exchange value (CEV=(rCl-(rNa+rK))/rCl).

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que han sido detectados y estudiados estos elementos,aunque es oportuno destacar que su estudio es incomple-to. Los elementos más estudiados son el S, Br y I.

C l a s i ficación según el total de sales disueltas en mg/L( T S D )

Se considera al peso total de sales disueltas en un litrode agua sean o no volátiles (Custodio, 1983). Se conside-ran aguas dulces las que presentan valores entre 0-2000mg/L, salobres entre 2.000-10.000 mg/L, saladas entre10.000-40.000 mg/L y salmueras las que tienen concen-traciones mayores de 40.000 mg/L. En el caso de los acuí-feros cubanos analizados el 79% es dulce, el 7% salobres,el 5% saladas y el 9% salmueras (Ta bla 1).

C l a s i ficación según los usos

La legislación española vigente (“Ley de minas de1973”) establece 4 tipos de aguas minerales: 1) minero-medicinales, 2) minero-industriales, 3) termales y 4) aguamineral natural o agua embotellada.

1) Mineromedicinales: las alumbradas natural o art i fi-cialmente que por sus características y cualidades sean ap-tas para el uso público. En el caso de las aguas minerales omineromedicinales, dichos componentes le confieren pro-piedades terapéuticas o medicinales para el tratamiento dediferentes enfermedades. En Cuba existen varios acuíferoscon estas características, relacionados en la Ta bla 1 y Ta bl a3. Predominan las aguas sulfhídricas con concentracionesentre 10 y 130 mg/L de H2S. Su origen puede estar rela-cionado con los restos de bitumen que se encuentran en las

rocas que conforman estos acuíferos. La presencia de es-pecies reducidas de azufre hace que se clasifiquen comoaguas mineromedicinales de gran calidad (Contreras,1991). En segundo luga r, cabe destacar las bromuradas,con concentraciones entre 10 y 210 mg/L de Br.

En la actualidad se dispone de 14 balnearios en el ám-bito nacional, entre los que se destacan los relacionadoscon las aguas mineromedicinales del occidente del país(Pinar del Río, Matanzas y Santa Clara), vinculados al tu-rismo y turismo de salud (Álvarez y Moreno, 1996).

2) Minero industriales: son aquéllas que permiten una p r ovechamiento racional en la extracción de las sales mi-nerales disueltas. En Cuba no se explota ningún acuíferocon este fi n .

3) Te rmales: las que presentan una temperatura supe-rior en 4ºC a la media anual del lugar donde alumbra. Enla Isla de Cuba, están representadas por aguas de circula-ción profunda a través de fracturas, caracterizadas portemperaturas entre los 30 y 50 grados. Los acuíferos ter-males estudiados son: Elguea, con temperaturas de 40 a50 ºC (Rodríguez, 1990), acuífero Menéndez, con 40 ºC(Contrera, 1991), acuífero San Diego, con 33 ºC (Puentes,1989), acuíferos Fragua con 38 ºC y Aurora con 40 ºC(Rojas, 1992) y acuífero La Cuquita, con 31 ºC (Serg e ,1990). La mayoría de estas aguas son empleadas en la ac-tualidad como fuente de abastecimiento a balnearios e in-talaciones médicas para tratamiento terapéutico de dife-rentes enfermedades en el turismo de salud.

4) Agua mineral natural o agua embotellada: tienencaracterísticas químicas y bacteriológicas naturales quep e rmiten el consumo humano, y ésto presupone para suexplotación que las características físicas y la composi-ción química deben mantenerse dentro de los límites orangos impuestos para este fin independientemente de lasfluctuaciones naturales, de las posibles variaciones delcaudal del manantial o pozo de explotación (Pinuagua etal., 1995). A p r oximadamente el 55 % de los acuíferosevaluados presentan condiciones de mineralización ade-cuada para ser utilizados como aguas minerales naturales(actualmente se explotan unos 16 acuíferos, Ta bla 1 y Ta-bla 4; Fig. 3b y Fig. 3c). A estos acuíferos estudiados seles han realizado ensayos de bombeo y evaluación física,química y bacteriológica comprobando que cumplen losrequisitos establecidos desde el punto de vista sanitario,s egún las normas cubanas e internacionales.

En la actualidad, en Cuba se comercializan 16 marcasde agua embotellada, que se relacionan en la Ta bla 4

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Tabla 3. Clasificación por componentes medicinales.

Table 3. Classification according to medical components.

( Á l varez y Moreno, 1996). Se trabaja en la recuperaciónde antiguas fuentes aprovechadas en el pasado para la ob-tención de agua embotellada y en el desarrollo tecnológi-co de esta industria, la cual ha experimentado un impor-tante crecimiento económico en los últimos años, comoresultado del incremento de la actividad turística intern a-c i o n a l .

C l a s i ficación según el pH

De acuerdo al rango de pH de los acuíferos de aguasminerales naturales, termales y mineromedicinales pue-den considerarse ligeramente ácidas (pH=6.5-7) a ligera-mente básicas (pH=7-7.8) (Ta bla 1).

C O N C L U S I O N E S

Los acuíferos se encuentran predominantemente en ro-cas carbonatadas y terrígeno carbonatadas. La recarga dela mayoría de los acuíferos de aguas minerales, minerome-dicinales y termales en Cuba es el resultado de la infi l t r a-ción de las aguas meteóricas. Según su composición quí-mica se clasifican en bicarbonatadas cálcicas,bicarbonatadas magnésicas y cloruradas sódicas. Los prin-cipales componentes medicinales son compuestos de azu-fre y bromo.

El conocimiento hidrogeológico de Cuba presenta nu-merosas lagunas, debido al insuficiente grado de estudioexistente y a la complicada constitución geológica estru c-tural, lo cual queda reflejado en el hecho de que no se handetectado aguas minerales en las rocas graníticas. Ta m p o-co han sido evaluadas las rocas del complejo ofiolítico cu-

bano y, en menor medida, se encuentran en esta misma si-tuación las rocas volcánicas y vulcanosedimentarias. Lasrocas graníticas del centro del país constituyen una zona fa-vo r a ble para la localización de aguas minerales naturales.

El potencial de aguas minerales no se explota comocabría esperar, a la vista del auge actual del consumo deagua embotellada, por lo que puede afi rmarse que este esun sector en pleno desarrollo económico y de gran poten-cial para la región del Caribe.

AG R A D E C I M I E N TO S

A la Generalitat de Catalunya “Comissionat per Unive r s i t a t si Recerca” por el soporte económico de la beca otorgada al au-tor del trabajo, para la realización de estudios de doctorado en laUPC. A los revisores Drs. Jordi Tritlla y Xavier Font y a los edi-tores Drs. Joan C. Melgarejo y Joaquín A. Proenza, por suso p o rtunas críticas, que han permitido enriquecer este trabajo. Ala Lic. Anna Mateu Guàrdia por la corrección del texto y al Lic.S a l vador Fa b r egat por la colaboración en el procesamiento gr á-fico. Al Departamento de Geología y al fondo geológico del Ins-tituto Superior Minero Metalúrgico de Moa, Cuba, por fa c i l i t a rla información disponible.

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Tabla 4. Marcas de agua embotellada comercializadas en Cuba.

Table 4. Bottled water brands commercialised in Cuba.

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