CURSO DE INTRODUCCIÓN ALAS AGUAS SUBTERRANEAS

2010

TEMA 3: EL CICLO HIDROLÓGICO Y LOS ACUÍFEROS

Mario Valencia CuestaGeólogoAGUAS SUBTERRÁNEAS LTDA.aguassubterraneas@gmail.comwww.aguassub.com

CURSO DE INTRODUCCIÓN A LAS AGUAS SUBTERRANEAS2010

TEMA 3: EL AGUA SUBTERRÁNEA Y EL CICLO HIDROLÓGICO

CONTENIDO:1. Agua Subterránea2. El Ciclo Hidrológico3. Acuíferos, Definición4. Tipos de Acuíferos5. Circulación de Agua en el subsuelo6. Porosidad y Permeabilidad

HIDROGEOLOGÍA BÁSICA

La hidrogeología es la parte de la geología

que estudia las aguas

subterráneas.

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Relaciones entre el Perfil Relaciones entre el Perfil del suelo y del suelo y

el Agua subterráneael Agua subterránea

Humedad bajo la superficie

Zona NO Saturada

Zona Saturada

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RELACIONES TIERRA - AGUA

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EL CICLO HIDROLÓGICO

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Almacenes de agua en la hidrosfera (%) Porcentaje de agua total

Océanos 97,6Ríos y lagos 0,017Humedad en el suelo 0,01Glaciares 1,9Agua subterránea 0,5Vapor de agua en la atmósfera 0,001

TOTAL 100

AGUA EN LOS CONTINENTES:97 - 99 % = Agua Subterránea

1 - 3 % = Agua Superficial

LA IMPORTANCIA DEL AGUA SUBTERRÁNEAProporciones entre el agua subterránea y otros depósitos de agua

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ACUÍFEROSA. DefiniciónB. Tipos de AcuíferosC. Ejemplos

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ACUÍFERO: Es un estrato o formación geológica que permite la circulación del agua por sus poros y/o grietas, en condiciones económicamente aprovechables.Los acuíferos son capas o formaciones con materiales muy variados como gravas de río, calizas agrietadas, areniscas porosas poco cementadas, arenas de playa, algunas formaciones volcánicas, depósitos de dunas...ACUÍCLUDOS: (NOTA: Término en discusión)Formaciones geológicas que, conteniendo agua en su interior incluso hasta la saturación, no la transmiten y por lo tanto no es posible su explotación. Se pueden citar como ejemplos los depósitos de arcillas de cualquier origen.

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Espacios para la Circulación de Agua en el Subsuelo .Poros y grietas

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Otros Términos en discusión:ACUITARDOS: Formaciones geológicas que, conteniendo apreciables cantidades de agua la transmiten muy lentamente, por lo que no son aptas para captaciones de aguas subterráneas.Bajo condiciones especiales permiten una recarga vertical de acuíferos

ACUÍFUGOS: Formaciones geológicas que no contienen agua ni la pueden transmitir, como por ejemplo un macizo granítico que no esté fisurado o unas rocas metamórficas sin apenas meteorización ni fracturación.

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Flujo natural de Agua en el Subsuelo

versus

Flujo afectado por intervención antrópica

HIDROGEOLOGÍA BÁSICA: Diferencias esenciales

Reservas : Representan sobre la superficie de la Tierra más del 97%

Reservas : Representan sobre la superficie de la Tierra menos del 3%

Estaciones : No presentan grandes variaciones las reservas en verano e invierno.

Estaciones : Hay fuertes variaciones en verano respecto al invierno.

Velocidades : Las velocidades de transmisión en los acuíferos son muy bajas siendo de varios metros a decenas de metros por año.

Velocidades : Las velocidades de transmisión en general son muy elevadas recorriendo cientos de kilómetros diarios.

Velocidad de Contaminación : La velocidad de transmisión de contaminantes es lenta. Velocidad de Contaminación : La

velocidad de transmisión de contaminantes es muy rápida.

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Facilidad de Contaminación : De media a baja. Los acuíferos en general poseen filtros biológicos, químicos y físicos.

Facilidad de Contaminación : Elevada. No poseen filtros.

Recarga : La velocidad de recarga de un acuífero es lenta. Pueden transcurrir de cientos a miles de años.

Recarga : La velocidad de recarga de un río es rápida produciéndose en las estaciones de lluvia.

Evaporación : Las pérdidas por evaporación en un acuífero son muy bajas.

Evaporación : Elevadas sobre todo en zonas de acumulación como pueden ser los embalses.

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Calidad : No depende tanto de la contaminación que haya en superficie pues es más difícil que se transmita al acuífero.

Calidad : Pendiente de la contaminación superficial que se transmite rápidamente a los ríos. Necesita clorarse.

Costo económico : Bajo. La explotación de las aguas subterráneas requiere de escasas inversiones económicas.

Costo económico : Alto. Implica muchas construcciones de ingeniería como presas, trasvases, canales ...

Impacto ambiental : En general, bajo ya que la construcción de un/os pozo/s no produce grandes impactos visuales ni ecológicos.

Impacto ambiental : Alto a medio. La inundación de grandes áreas para el embalse del agua ha producido la perdida de recursos inestimables muchas veces.

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TIPOS DE ACUÍFEROSLa clasificación principal de los acuíferos se basa en la presión hidrostáticadel agua encerrada en los mismos,

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ACUÍFEROS LIBRES: son aquellos en los cuales existe una superficie libre del agua que se encuentra a presión atmosférica. La superficie del agua será el nivel freático.No tiene por encima material impermeable.

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Circulación de Agua Subterránea

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ACUÍFEROS CONFINADOS: Están sellados por materiales impermeables, arriba y abajo.Al perforar pozos que atraviesen el límite superior del material que constituye el acuífero, el nivel del agua asciende hasta que se estabiliza en el nivel piezométrico.

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PERMEABILIDAD VERSUS ACUÍFEROS

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CARACTERÍSTICAS DE LOS ACUÍFEROS CONFINADOS:Separados por capas impermeables, arriba y abajo.Podrán darse pozos surgentes si el nivel del agua queda por encima del nivel topográfico y pozos artesianos si el nivel se estabiliza por debajo de la cota del terreno. Si imaginamos una serie de pozos atravesando un acuífero confinado, y unimos los niveles que alcanza el agua en cada uno, obtendríamos una superficie piezométrica que no coincide con el nivel freático del acuífero libre (Examinar la ilustración siguiente):

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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 permiten una filtración vertical que alimenta muy lentamente al acuífero principal. En estos casos la recarga podrá hacerse en ambos sentidos en función de la diferencia de potencial, o presión del agua en el acuífero.

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ACUÍFEROS COLGADOS: Algunas veces se da una capa de material más o menos impermeable por encima del nivel freático. El agua que se infiltra queda atrapada en esta capa para formar un lentejón que normalmente tiene una extensión limitada sobre la zona saturada más próxima. Los acuíferos colgados son más comunes de lo que se pueda suponer (Examinar ilustración siguiente):

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Conceptos de Porosidad

y Permeabilidad

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POROSIDAD (m): se define como el porcentaje de espacios vacíos, o igual a la cantidad de huecos que tiene la roca. La porosidad se expresa como porcentaje en volumen de roca total. m = PP = (Vol. huecos/Vol. Total) x 100

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POROSIDAD (variaciones):Los huecos de una roca pueden estar conectados entre sí, o no estar conectados.La cantidad de huecos interconectados se denomina POROSIDAD EFECTIVA, O 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.

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ARCILLAS

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ARENASLa porosidad de una roca puede ser PRIMARIA si se adquirió en el momento de formación de la roca

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ROCAS FRACTURADASLa porosidad de una roca puede ser SECUNDARIA si se ha adquirido posteriormente por disolución o/y fisuración (como en los materiales karstificados = CALIZAS).

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PERMEABILIDAD (k)Conductividad Hidráulica (k):

Es la capacidad que tiene una roca de transmitir el agua. En el caso de las arcillas podríamos decir que son unos materiales muy porosos pero poco permeables, porque sus espacios vacíos no están conectados entre sí.

LA POROSIDAD, LA PERMEABILIDADY EL CICLO HIDROLÓGICO

LA POROSIDAD, LA PERMEABILIDADY EL CICLO HIDROLÓGICO

Imagine cómo pueden variar las conexiones del agua entre la atmósfera, la superficie y el subsuelo, en el Ci clo

Hidrológico, para cada tipo de acuífero.

Función de la Hidrogeología:Encontrar las relaciones entre las formaciones geológicas, las estructuras y los acuíferos.

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AGUA EN VARIAS PRESENTACIONES

Cristales de agua congeladaFlujo de agua en estado líquido

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