Aguas subterráneas. Conceptos básicos.

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1-Conceptos de acuífero, acuífugo, acuícludo, acuitardo

Acuífero: es una formación geológica que contiene agua en cantidad apreciable y que permite que circule a través de ella con facilidad. Según las características de las rocas, se puede hacer la siguiente clasificación:

  • Acuífugo: no posee capacidad de retención ni circulación del agua. Ejemplo: granitos o esquistos inalterados y no fracturados.
  • Acuícludo: contiene agua en su interior pero no la transmite. Ejemplo: limos y arcillas
  • Acuitardo: contiene agua y permite su circulación pero muy lentamente. Ejemplo: arenas arcillosas, areniscas, rocas compactas con alteración y/o fracturación moderadas.
  • Acuífero: almacena agua en los poros y circula a través de ellos con facilidad. Ejemplo: arenas, gravas, rocas compactas o granito con fracturación importante.

2-Zonas de un acuífero

Aunque un acuífero se alimenta de agua por diferentes vías, si tomamos en cuenta solo el agua de precipitación podemos definir tres zonas en el acuífero:

  • Zona de alimentación: es aquella donde el agua de precipitación se infiltra.
  • Zona de descarga: zona donde el agua sale del acuífero (manantial o descarga a un río o mar).
  • Zona de circulación: comprendida entre las dos zonas anteriores.

3-Porosidad

La porosidad se define como el porcentaje del volumen de huecos con respecto al volumen total de la roca o sedimento. Las rocas detríticas contienen poros, pero también las rocas compactas pueden contener agua en su interior en las fisuras.

Podemos clasificar la porosidad en dos tipos:

  • Porosidad primaria: a la que resulta al originarse la formación geológica (ej: poros de unas arenas)
  • Porosidad secundaria: cualquier abertura que se produzca posteriormente (ej: fracturas en una roca compacta por esfuerzo tectónicos)

Una misma formación geológica puede presentar los dos tipos de fracturación.

Factores que influyen en la porosidad

  1. La fracturación y disolución aumentan la porosidad.
  2. Por el contrario, la compactación, cementación y recristalización disminuyen la porosidad.
  3. Los tipos de materiales: los materiales detríticos tienen siempre una porosidad elevada adquirida en el mismo proceso de sedimentación, siendo mayor en los depósitos arcillosos que en los de mayor tamaño de grano (arenas y gravas).
  4. Granoselección: cuanto mayor sea la selección del grano (contenido más homogéneo) más porosos serán. Si son heterogéneos, las partículas finas ocupan los huecos dejados por las partículas gruesas, disminuyendo la porosidad.
porosidad

El agua que se almacena en las rocas no puede ser utilizada si los huecos no están conectados entre sí. La «porosidad eficaz» nos da una idea de la capacidad de almacenamiento de agua. Se calcula dividiendo el volumen de agua extraíble entre el volumen total de la roca.

textura y porosidad

4-Permeabilidad

Es la propiedad que tienen algunos materiales de dejar pasar los fluidos a través de ellos.

Factores que influyen

  1. Tamaño de partícula: en materiales de grano fino, los poros son de muy pequeño tamaño dificultando el paso del agua a través de ellos, permeabilidad baja.
  2. La disolución y fracturación aumentan permeabilidad.
  3. La compactación y cementación disminuyen permeabilidad

5-Balance hídrico de un acuífero

Consiste en comparar el total de entradas de agua con el total de las salidas en un periodo determinado de tiempo. Es positivo cuando la entrada supera las salidas (se llena el acuífero) y es negativo cuando las salidas superan las entradas (se está vaciando). Además, en periodos suficientemente largos, las salidas y las entradas son iguales.

Entradas

  1. El agua de lluvia que llega a la zona saturada.
  2. Los sobrantes de riego no retenidos por las plantas.
  3. El agua que ceden los ríos cuando el terreno sobre el que discurren lo permite.
  4. El agua que ceden otros acuíferos con los que comunican.
  5. La recarga artificial: es un método de gestión hidria que permite introducir agua en los acuíferos subterráneos. Una vez almacenada en éstos, puede ser extraída para distintos usos.

Salidas

  1. Manantiales.
  2. Las extracciones mediante pozos.
  3. Descarga al mar y ríos.
  4. El aporte de agua a otros acuíferos cuando hay comunicación.

6-Tipos de acuíferos:

  • Por el material que lo constituyen pueden ser detríticos o carbonatados.
  • Por los tipos de huecos que ocupa el agua pueden ser porosos, fisurados y kársticos.
  • Por su posición geográfica pueden ser continentales o costeros.
  • Por la presión a la que se encuentra el agua pueden ser libres o confinados.
acuífero libre y confinado
  1. Acuíferos libres: aquellos donde su limite superior (superficie freática) esta sometida a presión atmosférica. Si extraemos agua el nivel desciende
  2. Acuíferos confinados: su limite superior se encuentra sometido a una presión superior a la atmosférica debido a la presencia de una capa impermeable. El agua ocupa todos los poros y huecos de la formación, saturándola totalmente.
  3. Existe la situación intermedia: cuando el muro o techo no es totalmente impermeable y permite una cierta filtración vertical del agua (acuitardo). Pueden recibir recarga de agua o pérdida por el techo o la base.
tipos de acuífero

7-Superficie freática

Los poros o fisuras del terreno están llenos de agua (saturados) hasta un determinado nivel que se denomina superficie freática. Sobre esta superficie freática existe una franja de terreno saturada de agua debido al ascenso de ésta por capilaridad.

Podemos considerar que es la superficie formada por los puntos con una presión igual a la presión atmosférica.

superficie freática

En general se denomina zona saturada a la superficie que se encuentra debajo de la superficie freática y el la que todos los poros y fisuras se encuentran llenos de agua.

La zona no saturada se encuentra por encima de la superficie freática. Puede poseer poros saturados debido al agua de lluvia que desciende tras una precipitación reciente y al agua de la franja capilar.

La superficie freática es una región continua y suele presentar una forma similar a la topografía pero suavizada.

superficie freática y acuífero colgado
  • Acuíferos colgados: Debido a una fuerte recarga asciende el nivel freático quedando retenida una porción del agua por un nivel inferior impermeable.
  • Acuíferos multicapa: Se suceden niveles de distinta permeabilidad.

8-Nivel piezométrico 

Es la altura que alcanza el agua subterránea en el interior de un sondeo situado en un acuífero, se mide en metros sobre el nivel del mar. En los acuíferos libres, el nivel piezométrico coincide con el nivel freático.

nivel piezométrico

Medida del nivel piezométrico

Se realiza mediante una sonda piezométrica. Cuando el sensor toca el nivel de agua, se enciende una luz o se produce un zumbido y podemos conocer la profundidad a la que se encuentra el agua. En los manantiales la superficie piezométrica toca la superficie topográfica.

sonda piezométrica
Sonda piezométrica

Cota piezométrica = cota del terreno – profundidad del agua

Bibliografía

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