SEMANA 9

AGUAS

SUBTERRANEAS

DEFINICION:

Son las aguas que se filtran en el terreno pudiendo aflorar en forma de manantiales. Se puede captar por medio de galerías filtrantes, pozos pocos profundos y pozos profundos.

DISTRIBUCIÓN:

Zona de aireación:

 La zona de aireación se extiende de la superficie de la tierra al nivel a la cual todos los poros o espacios abiertos en los componentes de la tierra, se encuentran completamente llenos o saturados de agua. Una mezcla de aire y agua se encuentran en los poros del suelo de esta zona, por eso se considera zona de aireación. La zona de aireación está dividida en 3 regiones:

• La región de humedad se localiza debajo de la superficie del suelo, y esta es la región donde las plantas extraen, (por medio de sus raíces) la humedad necesaria para su desarrollo. La región intermedia se encuentra entre la región de humedad y la de capilaridad. La mayor parte de su agua llega por gravedad a través de la región húmeda.

La región intermedia aparece en sitios donde la zona de agua es profunda y los niveles de humedad permanecen constantes.
La región de capilaridad ocupa la porción del fondo de la zona de aireación y se localiza inmediatamente sobre la zona de saturación. Su nombre procede del hecho de que en esta región impere la tensión capilar que obliga al ascenso del agua, esta región varia en espesor, de acuerdo a la porosidad del suelo.

b) Zona de saturación:

Al suelo se le ha considerado como un material con arreglo variable de sus partículas que dejan entre ellas una serie de poros conectados unos con otros, para formar una compleja red de canales de diferentes magnitudes que se comunican, tanto con la superficie del terreno, como con las fisuras y grietas de la masa de la misma.

ORIGEN:

El agua pasa a la atmósfera por evaporación y es distribuida por los vientos a todas partes de la atmósfera. Una parte del agua atmosférica que cae sobre la superficie de la tierra se vuelve a evaporar; otra parte se escurre sobre la superficie en forma de láminas de inundación, arroyos y corrientes y encuentra su camino directamente hacia alguna masa de agua situada a menor altitud; otra parte por último se infiltra en el suelo.

Las aguas meteóricas por infiltración de precipitaciones tenemos la zona vadosa y la zona profunda.
•Zona vadosa es la que se encuentra cerca de la superficie en la cual el espacio de poros está solo parcialmente lleno con agua y circulando horizontalmente.

Infiltración es la penetración del agua en la zona porosa del suelo, dependiendo del tipo de suelo o superficie.
•Zona profunda representa la reserva de agua subterránea y no corren mucho, debido a que están hidrostáticamente aprisionadas.

MOVIMIENTO:

El movimiento de un líquido puede ser laminar o turbulento. En el escurrimiento laminar, el movimiento del agua es ordenado y uniforme; en el escurrimiento turbulento, tienen lugar remolinos y movimientos irregulares. El escurrimiento laminar del agua subterránea a través de la roca se llama percolación.

Porosidad.- es la capacidad de un suelo de absorber agua.

Permeabilidad.- es la capacidad de un suelo de dejar pasar agua.

TEMPERATURA:

En general la temperatura es muy constante hasta cerca de 100 m de profundidad, estando aproximadamente desde 1 ºC a 1,5 ºC por encima de la temperatura media del aire de la localidad. A mayores profundidades el incremento de la temperatura acompaña al gradiente geotérmico.

 Gradiente geotérmico es la variación de temperatura, es decir gradiente térmico, que se produce en el material de un planeta rocoso (de ahí el prefijo GEO) cuando se avanza desde la superficie hacia el centro por un radio de su esfera, esto es, avanzando perpendicularmente desde la superficie del planeta hacia su interior.

Por ejemplo, un gradiente geotérmico de 0,03ºC/m indica que cada metro de descenso supone un aumento de 0,03ºC en la temperatura En la corteza terrestre el gradiente geotérmico promedio es de 30ºC/km, lo que supone aumento de 1ºC cada 30 metros de descenso. Los valores normales se encuentran en el rango 10 a 60 ºC/km pero se han medido gradientes de hasta 200 ºC/km.

SALINIDAD:

En general las aguas subterráneas son dulces y aptas para el consumo humano. Pero las aguas subterráneas próximas a las costas son literalmente invadidas por aguas saladas que en algunos casos logran contaminarlas, sin embargo, en otros casos logran rechazar y hasta dominar a las aguas saladas invasoras.

TIPOS DE ACUÍFEROS:

SEGÚN SU ESTRUCTURA

Desde el punto de vista de su estructura, ya se ha visto que se pueden distinguir los acuíferos libres y los acuíferos confinados.
•suelo poroso no saturado 
•suelo poroso saturado, en el cual existe una camada de terreno impermeable, formado, por ejemplo por arcilla, este estrato impermeable confina el acuífero a cotas inferiores.
•suelo impermeable
•acuífero no confinado 
•manantial
•pozo que capta agua del acuífero no confinado.
•pozo que alcanza el acuífero confinado, frecuentemente el agua brota como en un surtidor o fuente, llamado pozo artesiano.

SEGÚN SU TEXTURA:

Desde el punto de vista textural, se dividen también en dos grandes grupos: los porosos y fisurales.

Aunque las arcillas presentan una máxima porosidad y almacenamiento, pero una nula transmisión o permeabilidad (permeabilidad Y porosidad). Como ejemplo de acuíferos porosos, tenemos las formaciones de arenas y gravas aluviales

En los acuíferos fisurales, el agua se encuentra ubicada sobre fisuras o diaclasas, también intercomunicadas entre sí; pero a diferencia de los acuíferos porosos, su distribución hace que los flujos internos de agua se comporten de una manera heterogénea, por direcciones preferenciales. Como representantes principales del tipo fisural podemos citar a los acuíferos kársticos.

SEGÚN SU COMPORTAMIENTO HIDRODINÁMICO:

Por último, desde un punto de vista hidrodinámico, de la movilidad del agua, podemos denominar, en sentido estricto:

Acuíferos: Buenos almacenes y transmisores de agua subterránea (cantidad y velocidad) (p.ej.- arenas porosas y calizas fisurales)

Acuitardos: Buenos almacenes pero malos transmisores de agua subterránea (cantidad pero lentos) (p.ej.- limos)

Acuícludos: Pueden ser buenos almacenes, pero nulos transmisores (p.ej.- las arcillas)

Acuífugos: Son nulos tanto como almacenes como transmisores. (p.ej.- granitos o cuarcitas no fisuradas).

ACUÍFERO CAUTIVO Ó CONFINADO:

Son aquellas formaciones cuando el agua subterránea se encuentra encerrada entre dos capas impermeables y es sometida a una presión distinta a la atmosférica (superior). Sólo recibe el agua de lluvia por una zona en la que existen materiales permeables, recarga alóctona donde el área de recarga se encuentra alejada del punto de medición, y puede ser directa o indirecta dependiendo de si es agua de lluvia que entra en contacto directo con un afloramiento del agua subterránea, o las precipitaciones deben atravesar las diferentes capas de suelo antes de ser integrada al agua subterránea. 

•El acuífero  es  una formación geológica capaz de almacenar y transmitir agua. La presión esta en función al espesor de la arcilla.

Para definir si un acuífero es pobre o rico mediante su perfil litológico, se observa la forma del cono que se forma en el nivel estático del acuífero.

Nivel estático es la distancia comprendida desde la superficie del terreno hasta la zona de saturación.

Nivel dinámico es también llamado de bombeo.

Cada punto sobre la superficie de la zona de saturación se llama nivel freático.

La unión de todos los niveles freáticos de los posos se llama napa freática.

Los principales tipos de acuíferos de la zona de AEREACIÓN son:
•Acuífero del suelo. Que virtualmente se encuentra restringida al espesor de las capas hasta donde alcanzan las raíces de plantas y árboles.
•Acuífero pelicular. Es el agua adherida a los clastos integrantes o participantes del suelo (agua absorbida) y que no esta afectada por los movimientos gravitacionales.

•Acuífero gravitacional o vadosa. Es la que es afectada por la gravedad y tiende a fluir hasta niveles muy inferiores de la zona de aereación.
•Acuífero capilar. Es el agua que a modo de flecos se eleva desde el nivel freático o límite inferior de la zona de aereación.
•Acuífero colgada. Es aquella agua gravitacional que en su descenso queda atrapada por un estado impermeable, quedando virtualmente como colgada.

Dentro de la zona de SATURACIÓN, podemos diferenciar cuatro tipos de acuíferos que son:
•Acuífero de movimiento libre. Es el agua que fluye libremente controlada por la pendiente del nivel freático.
•Acuífero confinada. Es la situada entre dos capas impermeables pero así como tiene entrada también puede contar con salida, estando su movimiento controlado por la diferencia de altura entre la entrada y la salida, o sea, su altura hidrostática.
•Acuífero aprisionada o congénita. Es el agua que quedó soterrada, cuando los sedimentos se formaron, como por ejemplo el agua de los yacimientos petrolíferos.
•Acuíferos juveniles. El agua subterránea es en parte una contribución directa de la actividad magmática o volcánica. Durante la cristalización, se desprende agua, que puede pasar a la roca adyacente y formar parte del caudal subterráneo. El agua atrapada en los sedimentos en el momento de su depósito se llama agua connata.

RECARGA:

El agua del suelo se renueva en general por procesos activos de recarga desde la superficie. La renovación se produce lentamente cuando la comparamos con la de los depósitos superficiales, como los lagos, y los cursos de agua. El tiempo de residencia (el periodo necesario para renovar por completo un depósito a su tasa de renovación normal) es muy largo. En algunos casos la renovación está interrumpida por la impermeabilidad de las formaciones geológicas superiores (acuitardos), o por circunstancias climáticas sobrevenidas de aridez.

Por último, otra parte se infiltra en el terreno y pasa a ser agua subterránea.

La proporción de infiltración respecto al total de las precipitaciones depende de varios factores:


•La litología (la naturaleza del material geológico que aflora e la superficie) influye a través de su permeabilidad, la cual depende de la porosidad, del diaclasamiento (agrietamiento) y de la mineralogía del sustrato. Por ejemplo, los minerales arcillosos se hidratan fácilmente, hinchándose siempre en algún grado, lo que da lugar a una reducción de la porosidad que termina por hacer al sustrato impermeable.
•Otro factor desfavorable para la infiltración es una pendiente marcada.

La presencia de vegetación densa influye de forma compleja, porque reduce el agua que llega al suelo (interceptación), pero extiende en el tiempo el efecto de las precipitaciones, desprendiendo poco a poco el agua que moja el follaje, reduciendo así la fracción de escorrentía y aumentando la de infiltración. 

TRÁNSITO:

Uno de ellos es el flujo hipodérmico o "interflujo" es aquel que circula de modo somero y rápido por ciertas formaciones permeables de escasa profundidad, por lo general, ligada a alveos fluviales (acuíferos subálveos); que proceden de una rápida infiltración, una alta velocidad de transmisión (conductividad hidráulica), y un retorno hacia el cauce superficial. Este tránsito favorece el mantenimiento de las plantas denominadas "freatófilas", que son capaces de succionar las capas saturadas más someras de los acuíferos, como agua extra a la captada del suelo del exterior.

DESCARGA:

El agua subterránea mana (brota) de forma natural en distintas clases de surgencias en las laderas (manantiales) y a veces en fondos del relieve, siempre allí donde el nivel freático intercepta la superficie. Cuando no hay surgencias naturales, al agua subterránea se puede acceder a través de pozos, perforaciones que llegan hasta el acuífero y se llenan parcialmente con el agua subterránea, siempre por debajo del nivel freático, en el que provoca además una depresión local. 

SOBREEXPLOTACIÓN:

Los pozos se pueden secar si el nivel freático cae por debajo de su profundidad inicial, lo que ocurre ocasionalmente en años de sequía, y por las mismas razones pueden secar los manantiales.

CONTAMINACIÓN:

El agua subterránea tiende a ser dulce y potable, pues la circulación subterránea tiende a depurar el agua de partículas y microorganismos contaminantes. Sin embargo, en ocasiones éstos llegan al acuífero por la actividad humana, como la construcción de fosas sépticas o la agricultura. Por otro lado la contaminación puede deberse a factores naturales si los acuíferos son demasiado ricas en sales disueltas o por la erosión natural de ciertas formaciones rocosas.

Un ejemplo de la contaminación de aguas subterráneas, es el que se presenta en el bajo valle del Ganges. Allí se da un caso grave de contaminación por arsénico que está causando la intoxicación crónica a decenas de millones de personas, irremediable hasta ahora. 

Fauna

La fauna de las aguas subterráneas, o stygofauna, se compone fundamentalmente de crustáceos como por ejemplo el [niphargus], aunque también se compone de gusanos, insectos y otros grupos de invertebrados. Aunque no es usual, la fauna de las aguas subterráneas comprende también animales vertebrados, en Australia se han encontrado dos especies de peces ciegos. La mayoría de estas especies pasan toda su vida en aguas subterráneas, no encontrándose en ningún otro sitio.