Modelo geológico en 3D de la Fosa del Vallès
Modelización 3D para la evaluación de los recursos geotérmicos profundos disponibles en la Fosa del Vallès
El ICGC genera información de base sobre la naturaleza y la estructura del subsuelo en 3D para contribuir a los futuros retos que los escenarios de cambio climático plantean en términos de abastecimiento de agua y descarbonización.
Por ello, en el marco del proyecto GeoEnergia: Geotermia Profunda (GeoEnergia-GP), cuyo objetivo es avanzar hacia la cuantificación de los recursos energéticos de base disponibles en Cataluña, se ha desarrollado y publicado el Modelo geológico en 3D de la Fosa del Vallès.
Este ámbito es conocido por la existencia de recursos geotérmicos de origen profundo y está identificado y clasificado en el documento "Recursos Geotérmicos de Origen Profundo en Cataluña (RGOPCat): síntesis de su potencial" (ICGC, 2025). En él se reconocen tres tipos principales de recursos potenciales:
- Recursos asociados a anomalías hidrotermales relacionadas con las zonas de falla en el margen de la cuenca (Falla del Vallès), detectados en la Garriga, con aguas termales a 61°C; en Caldes de Montbui, donde se localizan surgencias y captaciones termales como la Font del Lleó, con aguas termales a 71°C; y en Cànoves i Samalús, donde los antiguos pozos de investigación geotérmica registraron aguas de hasta 89°C a 1000 m de profundidad (SA-6).
- Recursos asociados al acuífero en basamento granítico potencialmente fracturado en el centro de la cuenca extensional.
- Recursos asociados a los reservorios sedimentarios profundos, como los acuíferos terciarios del centro de la cuenca extensional neógena y, en el sector SW de la fosa, los acuíferos mesozoicos (materiales carbonatados triásicos).
El Modelo geológico en 3D de la Fosa del Vallès que se presenta comprende la modelización del subsuelo del sector central y oriental, desde la vertical de Sabadell hasta Sant Celoni, con especial atención a la delimitación del margen norte, la falla del Vallès-Penedès y la lámina cabalgante de la Garriga, así como a la geometría del basamento granítico. El principal objetivo es realizar una síntesis de la información disponible y generar un modelo como base para la futura evaluación del potencial geotérmico profundo de los reservorios asociados a los acuíferos del centro de la cuenca, así como de la anomalía hidrotermal asociada a la falla del Vallès-Penedès en el margen de la cuenca.
Los reservorios de la Fosa del Vallès
La Fosa del Vallès forma parte de un conjunto de cuencas extensionales con una orientación SO-NE que configuran el eje central de las Cordilleras Litorales Catalanas. La cuenca presenta una geometría de semigraben fuertemente desarrollada hacia su margen NO, donde está limitada por la falla del Vallès-Penedès.
En el ámbito del modelo, el relleno sedimentario mioceno de la cuenca se dispone de forma discordante sobre el sustrato paleozoico constituido por materiales metasedimentarios del Cambro-Ordovícico y unidades intrusivas del Varisco tardío. En el bloque inferior de la falla Vallès-Penedès, la estructura predominante es el cabalgamiento de la Garriga con un desplazamiento hacia el NNO y de edad paleógena, e implica la superposición de los materiales paleozoicos, de tipo granítico mayoritariamente, sobre las coberteras mesozoica y paleógena de relleno de la Cuenca del Ebro.
En este sector, debido a sus características hidrogeológicas favorables para su explotación, se han considerado los siguientes reservorios potenciales:
- Acuíferos terciarios profundos en el centro de la cuenca extensional. En la Fosa del Vallès, estos reservorios se relacionan con los materiales detríticos de edad miocena superior.
- Acuífero asociado a los niveles del basamento granítico potencialmente fracturado: el batolito granítico del Vallès constituye un potencial reservorio petrotermal con fines geotérmicos, teniendo en cuenta la potencialmente elevada fracturación del cuerpo granítico, producto de la compleja evolución estructural de la zona a través de sucesivos episodios de compresión y extensión.
- Finalmente, los recursos asociados a sistemas de circulación hidrotermal convectiva desde las zonas más profundas de la cuenca y a través de una zona fracturada, con permeabilidad mejorada debido a la intersección de múltiples conjuntos de fallas. Se asume que en profundidad se encuentra el batolito granítico del Vallès con una fracturación y un rango de profundidad considerable, y que la zona fracturada corresponde a la intersección de la falla del Vallès-Penedès con otras estructuras geológicas, como puede ser el cabalgamiento de la Garriga.
Los recursos hidrotermales han sido detectados a lo largo del margen norte de la Fosa del Vallès y son objeto de explotación en Caldes de Montbui y la Garriga. Además, en el ámbito de la Fosa del Vallès, se han realizado diversas campañas de exploración geotérmica que han dado lugar a la perforación de sondeos y pozos de exploración que también han detectado aguas a temperaturas de hasta 89°C, a 1000 m de profundidad (SA-6).
(A) Mapa geológico regional de la Fosa del Vallès, esquema geológico; (B) Corte esquemático de la zona de Caldes de Montbui; (C) Afloramiento de granito en una cantera con perfil de alteración; (D) Columna litológica del pozo/sondeo de exploración S-6 (modificada de APEX, 1976).
Construcción del modelo geológico en 3D
La construcción del modelo geológico se ha desarrollado siguiendo las siguientes fases de trabajo:
Recopilación de la información disponible, interpretación de los datos y realización de nuevas campañas de campo para corroborar la geología de superficie. Obtención de nuevas medidas geofísicas (cociente espectral H/V y datos gravimétricos) que permiten densificar los datos existentes y ampliar el conocimiento del subsuelo.
(A) Mapa de distribución de los datos geofísicos existentes y de los nuevos obtenidos a partir de la campaña de 2026; (B) Anomalía residual obtenida del ámbito del modelo.
(A) Vista 3D con los datos puntuales de H/V, la superficie del basamento sísmico interpretado y perfiles magnetotelúricos (MT) sobre la superficie de base del Neógeno superior; (B) Detalle de la vista 3D con el perfil de síntesis de datos geofísicos en el sector de Samalús; (C) Perfil de síntesis de datos geofísicos en el sector de Samalús con el modelo MTII, el modelo gravimétrico y la profundidad del basamento obtenida a partir de H/V.
- Integración de la información geológica previa disponible para la creación de un primer modelo geológico en 3D del ámbito de estudio utilizando el software Aspen SKUA v.15 (5.0.0.0) by Aspentech para construir las principales superficies litológicas y estructurales y diversos cortes geológicos.
- Integración de datos gravimétricos para el ajuste y validación del modelo geológico voxet en 3D mediante la inversión de datos geofísicos. Esta fase, realizada con el software 3DGeomodeller® (versión 4.2.0, Intrepid Geophysics), consiste en calcular iterativamente la probabilidad de que cada celda del modelo voxet corresponda a una determinada unidad litológica en función de las propiedades petrofísicas asignadas inicialmente hasta conseguir el mejor ajuste con los datos geofísicos medidos. Este procedimiento estocástico permite la validación del modelo geológico.
Finalmente, el software Aspen SKUA v.15 (5.0.0.0) se ha utilizado para obtener el modelo geológico completo en 3D, las superficies estratigráficas y estructurales y los sólidos de las unidades litoestratigráficas.
Imágenes de la construcción del modelo geológico 3D inicial: modelo preliminar de superficies previo a la inversión geofísica (izquierda); y obtención del modelo geológico más probable una vez realizada la inversión (derecha).
Resultados y conclusiones
El modelo geológico en 3D, incluidas las superficies litológicas y estructurales y la distribución de los tres reservorios modelizados, puede consultarse y visualizarse en el Geoíndex - Visor 3D de recursos geológicos.
- Acuíferos terciarios profundos en el centro de la cuenca extensional. En la Fosa del Vallès, los materiales detríticos de edad miocena superior alcanzan un espesor máximo de unos 1500 m. Según el modelo obtenido, se reconocen dos depocentros: en el sector de Sabadell-Sentmenat (1500 m de profundidad máxima) y en el sector de Cardedeu.
- Acuífero en basamento granítico potencialmente fracturado: el batolito granítico del Vallès constituye la mayor parte del subsuelo de la Fosa; un potencial reservorio petrotermal con fines geotérmicos, teniendo en cuenta la elevada fracturación del cuerpo granítico, producto de la compleja evolución estructural de la zona a través de sucesivos episodios de compresión y extensión.
Recursos
Visualización y formato de los datos
Referencias
- Arnó, G.; Herms, I.; Colomer, M.; Fleta, J.; Camps, V.; Conesa, A. (2025). Recursos Geotérmicos de Origen Profundo en Cataluña (RGOPCat): síntesis de su potencial. ICGC Geoíndex – Geotermia profunda (Versión v2.0; ICGC, 2025). Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya.
- ICGC (2023). Base de Datos Geofísica de Cataluña. 2013. Disponible en línea: Geoíndex - Técnicas geofísicas (último acceso el 7 de julio de 2023).
- Piris, G., Herms, I., Griera, A., Colomer, M., Arnó, G., & Gomez-Rivas, E. (2021). 3DHIP-calculator—A new tool to stochastically assess deep geothermal potential using the heat-in-place method from voxel-based 3D geological models. Energies, 14(21), 7338.