XI Ciencias de la Tierra y Medioambientales. 2º Bachillerato.

Belén RuizIES Santa Clara.

GEOLOGÍA 2º BACHILLERDpto Biología y Geología

https://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/2o-bachillerato/geologia/

AGUAS SUBTERRÁNEAS

Estándares de aprendizaje evaluablesEstándares de aprendizaje evaluables

Conoce y relaciona los conceptos de aguas subterráneas, nivel freático y surgencias de agua y circulación del agua. SE REFIERE A INTRUSIÓN SALINA, POROSIDAD, PERMEABILIDAD, TIPOS DE ACUÍFEROS

Dado el siguiente esquema geológico, se pide, razonadamente:

Leyenda1.Calizas karstificadas con Nummulites.2.Margas con Quercus.3.Arcillas con restos de Dinosaurios.4.5 y 6. Gravas, arenas y limos.

a) ¿Cómo se denominan los depósitos 4, 5 y 6? ¿Cuál es más antiguo y cuál más reciente?

b) ¿En qué ambiente(s) sedimentario(s) se han depositado las unidades del Terciario?

c) ¿En qué unidades se pueden localizar acuíferos? ¿Cuál de ellos parece más importante?

d) ¿Existen zonas con posible artesianismo en la superficie del esquema?

Dado el siguiente esquema geológico, se pide, razonadamente:

Dado el siguiente esquema geológico, se pide, razonadamente:

HIDROSFERA : distribución del agua HIDROSFERA : distribución del agua en el planetaen el planeta

Aguas salvajes Torrentes Ríos Aguas Subterráneas Glaciares

Aguas continentalesAguas continentales la concentración salina del agua continental es baja, considerándose aguas dulces => concentracción salina menor de 1 gramo/litro

Una parte del agua que llega a la superficie se infiltra en el terreno y forma las aguas subterráneas

Si las rocas no son solubles, el agua ocupa los poros y grietas formando acuíferos

Los acuíferos son acumulaciones de

aguas subterráneas que se pueden

explotar mediante pozos

En España el 30 % de la población y ¼ de la superficie agrícola de regadío se abastece

de aguas subterráneas en acuíferos.

Aguas Subterráneas =Acuíferos

Sistemas hidráulicos abiertos, (las entradas y salidas de agua son extraordinariamente lentas) Tasa de renovación => entre decenas y miles de años

Si la tasa de renovación es de miles de años => la renovabilidad es tan pequeña que pueden considerarse “cuasi” cerrados, denominándose acuíferos “fósiles”

ENTRADAS: Precipitaciones. Ríos. Lagos, etc., SALIDAS: Evaporación. Manantiales. Desaguando en ríos y lagos. Desembocando directamente en el mar.

CONDICIONES LITOLÓGICAS DE LAS ROCAS para formar un acuíferos:Debe existir una roca permeable: porosa o muy fisurada para que el agua pueda circular en su interior empujada por la gravedad.

Situado más profundamente, un sustrato impermeable que permita la acumulación del agua.

Capa freática o acuíferoRoca permeable

Roca impermeabl

e

Nivel freático

Son las aguas procedentes de las precipitaciones (lluvia, nieve, granizo) y del deshielo de las nieve que se infiltra en el terreno a través de las rocas permeables (rocas que

dejan pasar líquidos) y que forman la superficie terrestre. Este agua infiltrada se desplaza por el interior de la tierra lentamente por gravedad (atracción de la tierra) hasta que se encuentra una roca impermeable (que no deja pasar el líquido) y no

puede seguir su descenso acumulándose y formando lo que se conoce con el nombre de acuífero (agua de infiltración). Si tuviéramos que definir un acuífero diríamos que

es un volumen subterráneo de roca y arena que contiene agua.

No todo el agua que cae en la superficie terrestre se convierte en aguas subterráneas, ya que parte se pierde por la evaporación, transpiración de las plantas o por escorrentía

(circulación libre por la superficie terrestre).

POROSIDADPOROSIDAD Porosidad: relación entre los espacios vacíos de una roca y el

volumen total de la misma (Ve / Vt ). El agua contenida en una roca porosa y permeable puede dividirse

en tres tipos:

a) agua pelicular, que rellena las cavidades microscópicas de la superficie de los gránulos.b) agua de capilaridad, que queda retenida por la tensión superficial sobre y entre los gránulos.c) agua gravífica, que puede fluir por gravedad entre los gránulos.Sólo el agua gravífica descenderá por el terreno para contribuir a la alimentación de las aguas subterráneas.

Agua de retención específica

PERMEABILIDADPERMEABILIDAD Se mide por la cantidad de agua gravífica que pasa por la unidad de

sección y por unidad de tiempo bajo una carga determinada. Permite definir la velocidad de filtración si la porosidad de la roca es conocida. Las rocas poseen diferentes valores de porosidad y permeabilidad:

Material Porosidad (%) Permeabilidad (darcys)*

Arcilla 40 - 50 10-5 a 10-3

Arena 30 - 40 1 - 1000

Grava 30 - 40 aprox. 1000

Caliza 1 - 30 10-2 a 10

Roca endógena fisurada variable 10-6 a 10-3

Roca endógena inalterada

< 1 nula

(*) 1 darcy es la permeabilidad de una roca de 1 cm. de longitud, que sometida a una presión de 1 kg/cm2, deja pasar por cm2 de superficie un volumen de 1 cm3 por segundo de un líquido de 1 poise de viscosidad.

TIPO DE ROCASTIPO DE ROCASA) Rocas compactas o no porosas con fisuras estrechas. Ej: rocas endógenas poco fisuradas que se comportan como prácticamente impermeables acuífugos.B) Rocas compactas con fisuras anchas. Ej: calizas o dolomías carstificadas. Hay infiltración de las aguas por el sistema de fisuras, que se van agradando por la acción química del agua acuíferos cársticos.C) Rocas porosas e impermeables. Ej: arcillas, margas y limos. Son capaces de absorber mucha agua, pero ésta no circula a través de las rocas al quedar retenida en el interior de los poros acuicludos.D) Rocas porosas y permeables. Ej: arenas, gravas y areniscas poco cementadas. Las aguas subterráneas se filtran fácilmente y se disponen en capas acuíferos detríticos.

En un acuífero se distinguen dos zonas: Una ZONA DE

AIREACIÓN, donde los poros de la roca no sólo contienen agua sino aire. Dentro de esta capa se encuentra el suelo que almacena agua capilar entre sus partículas.

Una ZONA FREÁTICA O MANTO FREÁTICO, saturada de agua y situada por debajo de la anterior.

El límite entre estas dos capas se denomina nivel freático cuya profundidad es variable dependiendo de la estacionalidad.

Acuífero: cualquier unidad litológica o capa rocosa por donde fluye el agua subterránea. Los acuíferos descansan sobre algún sustrato rocoso impermeable y se extienden hasta su límite superior o nivel freático, saturando los poros de los materiales que ocupan: zona saturada o zona freática, el agua circula en horizontal. Por encima y hasta la superficie está la zona de aireación o vadosa, el agua circula en vertical , por donde pasan las aguas superficiales hasta llegar a la zona de saturación del acuífero.Cuando la topografía corta el nivel freático de un acuífero el agua escapa de éste dando lugar a fuentes y manantiales.

Tipos de acuíferos El acuífero libre No tienen una capa de materiales impermeables encima de ellas.

En el acuífero libre el nivel freático coincide con la superficie y se encuentra en contacto directo con la zona subsaturada del suelo. Su posición varía dependiendo de la época de lluvias o las épocas secas.

Los acuíferos confinados son aquellos cuerpos de agua que se acumulan en la rocapermeable y están encerrados entre dos capas impermeables.

El acuífero semi-confinado el muro y/o el techo no son totalmente impermeables y permiten la filtración vertical del agua, por lo que puede recargarse o perder agua a través del techo o de la base.

Acuíferos libres: acuíferos cuya capa de

almacenamiento se encuentra en contacto

directo con la superficie. El agua se encuentra a

presión atmosférica y su descarga se produce en

función de la época del año y los regímenes de lluvias.

Acuíferos confinados: acuíferos que se encuentran separados de la

superficie por un material impermeable. Un pozo surgente es

aquel cuya superficie piezométrica se encuentra por encima del nivel topográfico; mientras que uno

artesiano es aquel en el que el nivel topográfico está por debajo de

superficie.

Acuífero libre y pozo de gravedad

http://www.geologia.com/simulatio/idrogeologia.html

ACUITARDOS

https://acuaclub.wikispaces.com/ACUITARDO

En la figura se observa un acuífero libre y uno semiconfinado separados por un

acuitardo. Se aprecia que el nivel del agua en el libre es mas alto que en el sondeo que corta el acuífero profundo. Por tanto, aunque la permeabilidad del acuitardo sea muy baja,

se producirá un flujo de agua a través del mismo hacia abajo.

Si el sistema se mantuviera estable, sin alteraciones desde el exterior durante el

tiempo suficiente, el flujo a través del acuitardo equilibraría los niveles, la superficie freática y piezométrica se

superpondrían y cesaría el flujo (no habría nada que obligara al agua a circular). Pero en

una situación como la del dibujo puede mantenerse indefinidamente debido a la

explotación del acuífero inferior o a la llegada de agua al superior por infiltración de

las precipitaciones.

No siempre la alimentación debe llegarle desde arriba: si bajo el semiconfinado hubiera otro acuitardo, y más abajo un

acuífero con una presión mayor, se produciría una filtración vertical ascendente.

Son formaciones que pueden almacenar agua, pero que la transmiten con lentitud. Como el agua fluye lentamente hacia

los pozos, estos tardarán mucho tiempo en recuperar de nuevo su nivel después de una extracción. Por esto el caudal que se podría extraer es considerablemente menor que en el caso de

un acuífero, de manera que resultan poco rentables para el abastecimiento humano, aunque podrían ser suficientes para

abastecimientos a pequeñas comunidades. Un ejemplo de este tipo serían los materiales detríticos mal clasificados, como una

mezcla de arenas y arcillas

Los acuicludos son formaciones que contienen agua en su interior pero que no la pueden transmitir. Esto sucede por ejemplo en las arcillas, que aunque pueden llegar a contener grandes cantidades de agua porque son materiales sumamente porosos (hasta un 50%), no la transmiten dado el pequeño tamaño de sus poros.Los acuífugos son las formaciones que no pueden almacenar agua, ni transmitirla, como ocurre por ejemplo a los granitos no fisurados.

De forma natural: el agua subterránea se mueve a través de los materiales porosos saturados del subsuelo hacia niveles más bajos por los que se infiltró y puede volver a surgir naturalmente como fuentes o manantiales. En las fuentes el agua subterránea sale al exterior por un punto de la superficie terrestre. También se puede formar una fuente en un corte del terreno donde hay un acuífero.

De forma Artificial: sacándola al exterior mediante la construcción de pozos. Un pozo es una perforación vertical en el terreno hasta llegar a la zona donde hay agua subterránea acumulada. El agua puede llevarse hasta el nivel del suelo de manera sencilla con ayuda de un recipiente (un cubo, por ejemplo) o más fácilmente con una bomba, manual o con motor (Pozos artesianos). Cuando el agua sale por encima de la topografía del terreno se forma un pozo surgente y no es necesario el bombeo para extraer el agua.

¿Cómo salen a la superficie las aguas subterráneas?

Zonas de recarga

Agua superficial

Manantial

Pozo artesianoNivel

piezométrico

Zona de recargaNivel freático

Zona de aireación Formación impermeable Acuífero confinado

Formación impermeable

Zona de saturación

Acuífero libre

Acuífero

colgado

Los acuíferos se renuevan de modo constante por la Naturaleza, gracias a lo que se conoce como la zona de recarga. Esta recarga procede principalmente de las nuevas precipitaciones, pero también

puede producirse a partir de escorrentía superficial y cursos superficiales de agua, de acuíferos próximos o de retornos de ciertos

usos (destacan los retornos del agua usada por los regadíos).

El nivel Freático aumento y disminución

 Aumenta después de precipitaciones abundantes, es decir en épocas de recarga subirá, acercándose cada vez más a la superficie o incluso situándose por encima de ella, lo que dará lugar a zonas encharcadas o pantanosas.

Disminuye en épocas secas, o como consecuencia de extracciones abusivas, el nivel bajará progresivamente lo que se traducirá en desecación de humedades,fuentes, descenso de niveles de ríos y pozos, etc.

https://acuaclub.wikispaces.com/TIPOS+DE+ACUÍFEROS

CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEASContaminación Natural: el agua subterránea contiene algunas impurezas, incluso si no está afectado por actividades humanas. Los tipos y concentraciones de impurezas naturales dependen de la naturaleza del material geológico a partir del cual se mueve el agua subterránea, y la calidad del agua de reposición. Contaminación Agrícola: Los pesticidas, fertilizantes, herbicidas y residuos de animales son fuentes de contaminación de aguas subterráneas de origen agrícola. Contaminación Industrial: La fabricación y servicios industriales tienen altas demandas de agua. La contaminación de las aguas subterráneas ocurre cuando el agua usada se devuelve a ciclo del agua sin tratar adecuadamente.Contaminación Residencial: los sistemas de aguas residenciales (sistemas sépticos, letrinas, pozos de drenaje para la recogida de aguas de lluvia, pozos de recarga de aguas subterránea) puede ser una fuente de gran cantidad de contaminantes. Si estas aguas residuales se localizan cerca de los pozos que alimentan las aguas de uso para beber pueden contaminarlas.

   El problema más preocupante es el de los altos niveles de concentración de nitratos en algunos depósitos de aguas subterráneas. El límite máximo permitido por la reglamentación es de 50 mg/l. Si se usa una cantidad excesiva de estos, sobre todo en la agricultura, el agua los acaba arrastrando al acuífero y se establece un ciclo que hace que cada vez haya más compuestos de nitrógeno acumulados en las aguas subterráneas.

Acuíferos

SOBREEXPLOTACIÓN

recurso explotado como si fuera inagotable

perspectiva sistémica=>renovabilidad del recurso es muy baja => extracción de agua no puede ser mayor que la recarga del acuífero

extracción de agua se realiza mediante pozos

Acuíferos libres están a la misma presión que la atmosférica, los pozos llegan hasta el manto freático cuyo agua ha de elevarse mediante bombas.Acuíferos confinados, se encuentran entre capas impermeables, el agua está a mayor presión que la atmosférica, por lo que el nivel del agua asciende pudiendo incluso brotar en superficie. Si ese es el caso el pozo se denomina pozo surgente y si no llega a la superficie se denomina pozo artesiano

sobreexplotación conlleva el descenso paulatino del nivel freático

la desecación de los manantiales, de los ríos en los que drenan aguas subterráneas, así como de los humedales (se pierden ecosistemas valiosos que son puntos de paradas obligatorios para las aves migratorias)

salinización=> zonas cercanas a la costa, la sobreexplotación produce un efecto de succión y el manto freático se va rellenando de agua salada que al tener mayor densidad penetra por la parte inferior del acuífero desplazando al agua dulce (intrusión marina). El resultado es en primer lugar la salinización del agua y posteriormente la del suelo cuando éste es regado con ella. Este problema es grave en España en las costas mediterráneas

Compresión de los suelos al retirar un cierto volumen de agua del subsuelo=> subsidencia, hundimiento del terreno =>daños en las infraestructuras: carreteras, cimientos de edificios, red de alcantarillado, etc. México es una ciudad que se está hundiendo por este motivo

Situación inicial

Situación de sobreexplotación

Humedal

PozoNivel freático

Arroyo

Vertedero ilegal

Humedal desaparecido

Impermeabilización de la zona de recarga

Deforestación Arroyo seco

Sobreexplotación para riego Campo de

cultivo

Contaminación por abonos y pesticidas

Cono de bombeo

Descenso nivel freático

Contaminación acuífero

Infiltración

lixiviados

Uso intensivo de acuíferos

Situación inicial

Situación de salinización

Pozo de agua dulce

Nivel freáticoAgua dulce

Agua salada

Formación impermeab

le

Mar

Discontinuidad dulce-salada Pozo de

agua salobre

Intrusión salinaAscenso de la superficie de discontinuidad dulce-salada

Salinización de un acuífero costero

INTRUSIÓN SALINA

Los acuíferos que desaguan en el mar conservan agua dulce gracias a la presión

Si se sobreexplota el acuífero, el agua marina (con sales y más densa) invade el espacio libre del mismo, salinizando el agua subterránea

http://blogs.20minutos.es/cronicaverde/2010/12/27/el-rio-guadiana-entreabre-un-ojo/

http://www.elmundo.es/elmundo/2009/graficos/nov/s4/tablas.html

Se forma enorme grieta en Chalco

http://www.telefonica.net/web2/soplaoscamargo/historia%20de%20los%20soplaos%20en%20tres%20etapas/primera%20parte.htm

SITUACIÓN EN ESPAÑA

BIBLIOGRAFÍA /PÁGS WEBBIBLIOGRAFÍA /PÁGS WEB http://www.areaciencias.com/ecologia/aguas-subterraneas.html https://acuaclub.wikispaces.com/ACUITARDO CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES. 2ºBachillerato. CALVO, Diodora, MOLINA, Mª Teresa,

SALVACHÚA, Joaquin. Editorial McGraw-Hill Interamericana. CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL MEDIO AMBIENTE. 2º Bachillerato. LUFFIEGO GARCÍA, Máximo, ALONSO

DEL VAL, Francisco Javier, HERRERO MARTÍNEZ, Fernando, MILICUA ARIZAGA, Milagros, MORENO

RODRÍGUEZ, Marisa, PERAL LOZANO, Carlota, PÉREZ PINTO, Trinidad. CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIAMBIENTALES 2º Bachillerato. MELÉNDEZ, Ignacio, ANGUITA,

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