Dirección General del Agua (MITECO) · CN IGME – CSIC

Cálculo, visualización y representación cartográfica de isócronas para la protección de captaciones de abastecimiento. Se desarrollan 9 métodos analíticos implementados y validados conforme a la guía metodológica del IGME (2003).

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  • 9métodos analíticos
  • 3grupos metodológicos
  • SHP · GPKG · CSVformatos de exportación
  • API RESTpara integraciones
  • 🏛️ Elaboración: Instituto Geológico y Minero de España (CN IGME – CSIC)
  • 💧 Financiación: Dirección General del Agua (MITECO)

¿Qué es un perímetro de protección de la calidad?

Un perímetro de protección es una superficie del terreno dividida en zonas claramente delimitadas, sobre las cuales se restringen o prohíben, de forma gradual, aquellas actividades que puedan poner en riesgo la calidad del agua subterránea.

Población abastecida inferior a 50.000 habitantes o caudal extraído inferior a 10.000 m³/día Se diferencian al menos dos zonas:
  1. Zona inmediata o de restricciones absolutas.
  2. Zona de protección general.
Más de 50.000 abastecidos o que proporcionen más de 10.000 m³/día Se diferencian al menos cuatro zonas de protección:
  1. Zona inmediata o de restricciones absolutas.
  2. Zona próxima o de restricciones máximas.
  3. Zona alejada o de restricciones moderadas.
  4. Zona de restricciones mínimas o envolvente.

Su delimitación tiene efectos jurídicos sobre los usos del suelo, por lo que el cálculo debe ser riguroso, documentado y reproducible.

Ilustración de un pozo tradicional de piedra con brocal, torno y cubo, junto a una encina, en un paisaje árido con sierras al fondo: el tipo de captación cuyo entorno se protege con un perímetro.
Captación tradicional. Ilustración: L. Moreno Merino (generada con IA).

Tipos de acuíferos

La velocidad y el modo en que circula el agua subterránea son muy distintos dependiendo del material por el que circula. Los métodos analíticos que emplea ISOCAP para calcular isócronas describen correctamente la circulación en medios porosos o asimilables cuyo funcionamiento responde a la ley de Darcy.

Ilustración de un acuífero detrítico: corte del terreno con gravas y arenas saturadas de agua bajo la superficie.

Detríticos

Gravas, arenas, limos. El agua circula entre los granos atravesando la matriz porosa: el medio filtra y atenúa la contaminación. Son el dominio de aplicación de los nueve métodos de la herramienta ISOCAP.

Ámbito de ISOCAP
Ilustración: L. Moreno Merino (generada con IA)
Ilustración de un acuífero kárstico: lapiaz en superficie y, bajo él, conductos y cavidades de disolución en la caliza con agua circulando.

Kársticos

Materiales solubles que han desarrollado conductos de disolución (calizas, dolomías, yesos). El agua circula rápidamente por conductos, incluso centenares de metros por día, con escasa depuración natural. En estos acuíferos, los métodos analíticos solo son aplicables en casos excepcionales en los que, a la escala de trabajo, el medio se comporta como asimilable a poroso; en todos los demás casos se emplean métodos basados en el análisis de la vulnerabilidad del acuífero a la contaminación.

Ilustración: L. Moreno Merino (generada con IA)
Ilustración de un acuífero fisurado: macizo de roca cristalina atravesado por una red de fracturas por las que circula el agua.

Fisurados

Acuíferos desarrollados sobre materiales graníticos, pizarras, cuarcitas o rocas volcánicas donde el agua circula por la red de fracturas. Al igual que en los acuíferos kársticos, el agua generalmente circula a gran velocidad, pero si la fracturación es densa y homogénea pueden tratarse como medio continuo equivalente.

Ilustración: L. Moreno Merino (generada con IA)

Métodos de cálculo implementados en ISOCAP

ISOCAP implementa nueve métodos de cálculo de isócronas organizados en tres grupos: métodos basados en las ecuaciones de flujo uniforme (Wyssling y Jacobs y Bear), métodos de elección recomendados en la guía de 2025; métodos de radio fijo calculado; y métodos basados en el análisis del sistema de flujo. Todos ellos se describen en la publicación Perímetros de protección para captaciones de agua subterránea destinada al consumo humano. Metodología y aplicación al territorio (IGME, 2003).

Wyssling

Elipse

Método de Wyssling

Cálculo de la zona de llamada (B, X₀, B′) y de las distancias aguas arriba (So) y aguas abajo (Su) para el tiempo de tránsito deseado; la isocrona se representa como una elipse con la captación en uno de sus focos.

Guía IGME 2003: apartado 6.3.5, pp. 61-63 · Tabla 26 (p. 63) · PDF

Jacobs y Bear

Isocrona

Método de Jacobs y Bear

Isocronas en variables reducidas (X_R, Y_R, t_R) para acuíferos homogéneos con gradiente regional uniforme. ISOCAP resuelve la ecuación numéricamente y devuelve la curva cerrada completa.

Guía IGME 2003: apartado 6.3.7, pp. 71-73 · Tabla 33 (p. 73) · PDF

RFC Ec. volumétrica

Círculo

Radio fijo calculado — Ecuación volumétrica

Círculo centrado en la captación con radio R = √(Q·t/(π·me·b)) (flujo radial, sin recarga).

Guía IGME 2003: apartado 6.3.3, pp. 57-58 · Tabla 22 (p. 58) · PDF

RFC Método de la recarga

Círculo

Radio fijo calculado — Método de la recarga

Círculo con radio R = √(Q/(N·π)): área de alimentación en la que la recarga compensa el caudal extraído. Valor único, independiente del tiempo de tránsito.

Guía IGME 2003: apartado 6.3.3, pp. 58 · Tabla 23 (p. 59) · PDF

RFC Función del descenso

Círculo

Radio fijo calculado — Función del descenso (Theis)

Círculo con el radio al que el descenso producido por el bombeo (ecuación de Theis) iguala un descenso objetivo d: W(u) = 4π·T·d/Q, u por inversión numérica de W(u), R = √(4·T·t·u/S).

Guía IGME 2003: apartado 6.3.4, pp. 59-60 · Tablas 24 y 25 (p. 60) · PDF

Análisis sist. de flujo

Círculo

Método de análisis del sistema de flujo combinado con el cálculo del tiempo de tránsito

Distancia aguas arriba de la captación para el tiempo de tránsito: d = Ve·t, con Ve = K·i/me. Se traza como el radio de un círculo del que se toma la parte incluida en el área de alimentación (delimitada con el mapa de isopiezas).

Guía IGME 2003: apartado 6.3.2, pp. 51-54 · Tablas 19 y 20 (pp. 54-55) · PDF

Ec. flujo uniforme

Zona abierta

Método de análisis del sistema de flujo combinado con la ecuación de flujo uniforme

Zona de llamada de la ecuación de flujo uniforme (USEPA 1991a): punto de estancamiento X_L = −Q/(2π·K·b·i) aguas abajo y semianchura Y_L = ±Q/(2·K·b·i) en la divisoria. No depende del tiempo de tránsito. La zona es abierta aguas arriba y se cierra a la distancia a la divisoria hidrogeológica indicada.

Guía IGME 2003: apartado 6.3.6, pp. 68-70 · Tablas 31 y 32 (pp. 68 y 70) · PDF

Solución analítica simple

Elipse

Método de solución analítica simple para la aproximación a isocronas que definen zonas de transporte

Ecuación de tiempo de tránsito (USEPA 1991b, modificación de Bear y Jacobs 1965): T_X = (me/(K·i))·[X_L − (Q/(2π·K·b·i))·ln(1 + (2π·K·b·i/Q)·X_L)], resuelta numéricamente para X_L aguas arriba y aguas abajo. La isocrona se representa como elipse con la captación en el foco.

Guía IGME 2003: apartado 6.3.8, pp. 74-75 · Tablas 34 y 35 (pp. 74-75) · PDF

Krijgsman y Lobo Ferreira

Elipse

Método de Krijgsman y Lobo Ferreira

Solución empírica (polinomios ajustados a Visual MODFLOW) para acuíferos libres: distancia aguas arriba r = P(x)/F con x = 2·K·i·√(π·b·t/(Q·me)) y F = 2π·K·b·i/Q; radio perpendicular rp = 4·√(Q/(me·b)); mínimo de protección 25 m.

Guía IGME 2003: apartado 6.3.9, pp. 76-78 · Tablas 36, 37 y 38 (pp. 78-80) · PDF

Referencia metodológica

Perímetros de protección para captaciones de agua subterránea destinada al consumo humano. Metodología y aplicación al territorio. Martínez Navarrete, C. y García García, A. Instituto Geológico y Minero de España, 2003. ISBN 84-7840-496-1. Publicación disponible en el portal del MITECO.

Guía para el diseño y dimensionamiento de perímetros de protección de captaciones de aguas subterráneas destinadas al consumo humano (PPCSb). Reglamento del Dominio Público Hidráulico. R.D. 849/1986 – R.D. 665/2023. Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO), 2025. NIPO 665-25-067-2.

Documentación y otros recursos

Flujo de trabajo

ISOCAP facilita la determinación de una isócrona a lo largo de sus ocho pasos: desde la elección del método y la preparación de los datos, hasta el propio cálculo y su representación cartográfica. La herramienta permite guardar de forma ordenada los datos de entrada y los resultados en archivos CSV. Asimismo, facilita la exportación de las isócronas a formatos como Shapefile o GeoPackage para trabajar directamente en cualquier SIG.

Flujo de trabajo en ocho pasos: 1, seleccionar el método de cálculo; 2, preparar los datos necesarios; 3, abrir la aplicación ISOCAP; 4, introducir los datos generales; 5, introducir los datos específicos del método; 6, calcular la isócrona; 7, guardar los datos del cálculo; 8, guardar los resultados.

Normativa española en vigor

Textos consolidados en el Boletín Oficial del Estado y legislación de la Unión Europea sobre la protección de las aguas subterráneas y de las captaciones de agua destinada al consumo humano:

Los enlaces dirigen a los textos consolidados oficiales (BOE y EUR-Lex). Consulte también la normativa autonómica aplicable a su demarcación.

Acceso a la aplicación

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Los resultados obtenidos mediante ISOCAP deben ser validados por un hidrogeólogo (política de uso). Foto: Jacek Dylag (Unsplash).

Créditos de las imágenes

Ilustraciones de la captación y de los tres tipos de acuífero: L. Moreno Merino (CN IGME – CSIC), generadas con inteligencia artificial (ChatGPT, OpenAI).

Fotografías de uso libre bajo la licencia Unsplash: Xavi Serra (portada), Jacek Dylag (agua de consumo).