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Aguas subterráneas

1. INTRODUCCIÓN A LAS INTRODUCCIÓN A LAS
AGUAS SUBTERRÁNEASAGUAS SUBTERRÁNEAS

2. La hidrogeología es la ciencia que estudia las
aguas dulces del planeta, especialmente las aguas
subterráneas, y en sus diversas dimensiones, sean
éstas tanto geológicas y físicas, como económicas e
industriales. Muy frecuentemente ese estudio
incluye la litología, o lo que es lo mismo, el
estudio de las rocas subyacentes.

3. El agua es un componente importante de la dinámica
de nuestro planeta.
Almacenes de agua en la
hidrosfera
(%) Porcentaje de agua
total
Océanos 97,6
Ríos y lagos 0,017
Humedad en el suelo 0,01
Glaciares 1,9
Agua subterránea 0,5
Vapor de agua en la
atmósfera
0,001
TOTAL 100

5. •El agua subterránea ocupa una parte muy El agua subterránea ocupa una parte muy
pequeña del ciclo completopequeña del ciclo completo, , pero no por ello pero no por ello
menos importantemenos importante . . Si ampliamos el proceso de Si ampliamos el proceso de
infiltración en el entorno del subsuelo se podría infiltración en el entorno del subsuelo se podría
ver algo así: ver algo así:

8. El agua subterránea no fluye de la misma
forma que el agua de un río, es decir, una
gota de agua que parte de la zona alta de una
montaña y viaja por un torrente hasta el mar,
puede tardar desde días a semanas a lo largo
de su viaje. Sin embargo, una gota de agua
que se infiltre en el subsuelo y viaje hacia el
mar a través del subsuelo puede tardar años e
incluso siglos.

10. ACUÍFEROS: es aquel estrato o
formación geológica que permite la
circulación del agua por sus poros y/o
grietas. Dentro de estas formaciones
podemos encontrarnos con materiales
muy variados como gravas de río, calizas
muy agrietadas, areniscas porosas poco
cementadas, arenas de playa, algunas
formaciones volcánicas .

11.         TIPOS DE ACUÍFEROS TIPOS DE ACUÍFEROS
•ACUÍFEROS LIBRES:ACUÍFEROS LIBRES: son aquellos en los cuales son aquellos en los cuales
existe una superficie libre del agua encerrada en ellos y existe una superficie libre del agua encerrada en ellos y
que se encuentra a presión atmosférica. La superficie que se encuentra a presión atmosférica. La superficie
del agua será el del agua será el nivel freáticonivel freático y podrá estar en contacto y podrá estar en contacto
directo con el aire  o no, pero lo importante es que no directo con el aire  o no, pero lo importante es que no
tenga por encima ningún material impermeable. En tenga por encima ningún material impermeable. En
estos acuíferos, al perforar pozos que los atraviesen estos acuíferos, al perforar pozos que los atraviesen
total o parcialmente, el agua alcanza un nivel que sería total o parcialmente, el agua alcanza un nivel que sería
el mismo que tendría dentro de la formación geológica, el mismo que tendría dentro de la formación geológica,
es decir el nivel freático (nivel real) coincide con el nivel es decir el nivel freático (nivel real) coincide con el nivel
piezométrico (nivel ideal que alcanzaría el agua a piezométrico (nivel ideal que alcanzaría el agua a
presión atmosférica). presión atmosférica).

12. ACUÍFEROS CONFINADOS:   en este tipo de acuífero,
el agua que contienen está sometida a cierta presión,
superior a la atmosférica y ocupa la totalidad de los poros
o huecos de la formación geológica, saturándola
totalmente. Están sellados por materiales impermeables
que no permiten que el agua ascienda hasta igualar su
presión a la atmosférica. Por este motivo al perforar pozos
que atraviesen el límite superior del material que constituye
el acuífero, se observará que el nivel del agua asciende muy
rápido hasta que se estabiliza en el nivel piezométrico. De
esta manera, si imaginamos una serie de pozos
atravesando un acuífero de este tipo, y unimos los niveles
que alcanza el agua en cada uno, obtendríamos una
superficie piezométrica.

13. ACUÍFEROS SEMICONFINADOS: constituyen una
variedad de los confinados, y se caracterizan por tener el
techo (parte  superior) o/y el muro (parte inferior) sellado
por materiales que no son totalmente impermeables, sino
que constituyen un acuitardo, es decir, un material que
permite una filtración vertical que alimenta muy lentamente
al acuífero principal. En estos casos , habrá situaciones en
los que la recarga podrá hacerse en ambos sentidos en
función de la diferencia de potencial.

16. POROSIDAD (m): se define como la cantidad
de huecos que tiene la roca. La porosidad se
expresa como porcentaje en volumen de roca
total.
m = Vhuecos/Vtotal
Los huecos de una roca pueden estar
conectados entre sí  o no. La cantidad de
huecos interconectados se denomina
POROSIDAD EFICAZ. Una roca puede ser
muy porosa, pero si los huecos no están
conectados no será productiva
hidráulicamente, este es el caso de las arcillas.

17. PERMEABILIDAD (k): es la capacidad que tiene
una roca de transmitir el agua a través suyo. En el
caso de las arcillas podríamos decir que son unos
materiales muy porosos pero poco permeables,
porque sus huecos no están conectados entre sí.
TRANSMISIVIDAD (T): Propiedad de dejar fluir
el agua, con respecto a un acuífero, entre 2 puntos
cualesquiera (m3/día/m) = metros cúbico x día x
metro lineal. Es la cantidad de agua que transmite
un material en una unidad de superficie por unidad
de tiempo. Ésta es proporcional a la permeabilidad.
T = k * b

18. Coeficiente de almacenamiento (S):Coeficiente de almacenamiento (S):
Es el volumen de agua que libera o absorve un Es el volumen de agua que libera o absorve un
acuífero por unidad de área superficial del acuífero por unidad de área superficial del
acuífero por unidad de cambio en presión.acuífero por unidad de cambio en presión.
También se define cuando la proporción de agua También se define cuando la proporción de agua
aprovechable, almacenada en un acuífero llega a aprovechable, almacenada en un acuífero llega a
ser equivalente a la porosidad eficaz, ser equivalente a la porosidad eficaz,
especialmente en los acuíferos libres o freáticos.especialmente en los acuíferos libres o freáticos.

19. LEY DE DARCY
El movimiento del agua en le interior de los
materiales geológicos se mide con la Ley de
Darcy.  Esta fórmula puede aplicarse a los
movimientos de un líquido dentro de un sólido
permeable, así vemos que se puede aplicar tanto a
las aguas subterráneas como a los almacenes de
petróleo.
 

20.  
 
Q = caudal que pasa a
través de una sección del
acuífero
k =  permeabilidad
A = área de la sección de
acuífero considerada
i = gradiente o
potencial hidráulico
i = H/L )
 

21. MANANTIALES Y POZOS
Los acuíferos tienden a descargarse de forma natural,
cuando el nivel freático intersecta una zona superficial y, en
consecuencia, pueden aparecer manantiales. Podemos
definir un manantial como el lugar donde el agua
subterránea fluye o resurge del suelo. La mayoría de los
manantiales se encuentran en las laderas de los valles, es
decir, en los lugares donde se produce la intersección entre
la superficie y el nivel freático.
También se puede provocar la descarga artificial de los
acuíferos, para ello se realizan perforaciones o pozos a
través de la zona de saturación, aunque normalmente es
necesaria la utilización de bombas que acerquen el agua a la
superficie.

22. Estas extracciones de agua implican un descenso del
nivel freático en los alrededores del pozo dando
lugar al llamado cono de abatimiento o cono de
depresión cuyo tamaño depende de la cantidad de
agua extraída por unidad de tiempo. Si se produce
una sobreexplotación del pozo, el cono de depresión
irá aumentando de tamaño progresivamente de
modo que pueden secarse algunos pozos situados en
los alrededores del cono de abatimiento. Por ello, es
preciso que la extracción de agua se encuentre
debidamente regulada.

24. En la perforación se practican ensayos de bombeo, que
son las pruebas de extracción de agua mediante bombas,
que determina su viabilidad dentro de ciertos parámetros
de utilización (tiempos y caudales máximos). De ellos se
desprende la capacidad de recuperar sus niveles freáticos,
o sea los niveles de las napas de agua, que es capaz un
acuífero en determinado momento.
De la necesidad de predecir niveles freáticos futuros
dado un caso de estudio comercial o industrial, sobre la
base de parámetros de explotación, es que intervienen los
modelos matemáticos, ya que no se podrían realizar
ensayos de bombeo en forma continua, sin perjudicar al
acuífero o a la inversión económica, puesto que los ensayos
cuestan tiempo y dinero.