Aguas subterráneas
Las aguas subterráneas son el agua situada por debajo de la superficie del suelo en los espacios porosos del suelo y en las fracturas de las formaciones rocosas. Una unidad de roca o un depósito no consolidado se denomina Acuífero cuando se puede producir una cantidad de agua utilizable.
La profundidad a la que los espacios de los poros del suelo o las fracturas y los vacíos en la roca a ser completamente saturados de agua se llama Capa freática. El agua subterránea es recargada de, y eventualmente fluye hacia la superficie natural, la descarga natural a menudo se filtra, y se pueden formar los oasis o los humedales. Las aguas subterráneas también son a menudo extraídas para usos agrícolas, municipales e industriales mediante la construcción y operación de pozos de extracción.
El estudio de la distribución y el movimiento de las aguas subterráneas es la hidrogeología.
Normalmente, las aguas subterráneas son consideradas como agua líquida que fluye a través de los acuíferos poco profundos, pero técnicamente también puede incluir:
- La humedad del suelo
- El permafrost (suelo congelado)
- El agua inmóvil en el lecho de roca de muy baja permeabilidad. y profunda geotérmica
- Agua de la formación del petróleo.
Los acuíferos – Lo más importante de las aguas subterráneas
Un acuífero es una capa de sustrato poroso que contiene y transmite las aguas subterráneas. Cuando el agua no puede fluir directamente entre la superficie y la zona saturada del acuífero, el acuífero está confinado. Las partes más profundas de los acuíferos no confinados son generalmente más saturados ya que la gravedad hace que el agua fluya hacia abajo.
El nivel superior de esta capa saturada de un acuífero confinado se denomina tabla de agua o tabla de la superficie freática. Debajo de la capa freática, donde por lo general todos los espacios porosos están saturados con agua es la zona freática.
El nivel superior de esta capa saturada de un acuífero confinado se denomina tabla de agua o tabla de la superficie freática. Debajo de la capa freática, donde por lo general todos los espacios porosos están saturados con agua es la zona freática.
El sustrato con baja porosidad que permite una transmisión limitada de las aguas subterráneas es conocido como un Acuitardo.
Un Acuicludo es un sustrato con una porosidad que es tan baja que es prácticamente impermeable a las aguas subterráneas.
Problemas con las aguas subterráneas
Algunos problemas han afectado a la utilización de las aguas subterráneas en todo el mundo. Así como las aguas de los ríos se han usado en exceso y contaminado en muchas partes del mundo, también lo han hecho los acuíferos. La gran diferencia es que los acuíferos no están a la vista. El otro gran problema es que los organismos de gestión del agua potable de la ONU prácticamente no hacen nada. Este problema, aunque entiende por siglos, se ha mantenido, en parte por inercia y en parte por la rivalidad y la falta de comunicación de los gobiernos. Lo que pone en gran riesgo las aguas subterráneas.
Antiguamente se creía que las aguas subterráneas procedían del mar y habían perdido su salinidad al filtrarse entre las rocas. Hoy se sabe que es agua procedente de la lluvia.
Las aguas subterránas forman grandes depósitos que en muchos lugares constituyen la única fuente de agua potable disponible.
A veces, cuando circulan bajo tierra, forman grandes sistemas de cuevas y galerías. En algunos lugares regresan a la superficie, brotando de la tierra en forma de fuentes o manantiales. Otras, hay que ir a recogerlas a distintas profundidades excavando pozos.
Acuíferos
La diferencia entre la cantidad de precipitación y la cantidad de agua arrastrada por los rios se filtra bajo el suelo y forma los acuíferos. La filtración depende de las características físicas de las rocas. La porosidad no es sinónimo de permeabilidad, pues determinadas rocas como las arcillosas, aunque tienen una gran porosidad, son prácticamente impermeables ya que no disponen de conductos que se comuniquen.
Si la capa impermeable forma una depresión, puede aparecer un lago subterráneo. En cambio, si la capa impermeable está inclinada se puede formar un rio subterráneo.
Cuando una capa permeable está dispuesta entre dos capas impermeable, forma lo que se denomina acuífero cautivo o confinado. En estas condiciones el agua está sujeta a una presión considerable. Si por cualquier circunstancia se crea una fisura en la capa impermeable, entonces el agua asciende rápidamente hasta el nivel freático para equilibrar las diferencias de presión.
Por su parte, si la capa permeable no encuentra límite más que en profundidad, entonces se denomina acuífero libre.
Si la capa impermeable forma una depresión, puede aparecer un lago subterráneo. En cambio, si la capa impermeable está inclinada se puede formar un rio subterráneo.
Cuando una capa permeable está dispuesta entre dos capas impermeable, forma lo que se denomina acuífero cautivo o confinado. En estas condiciones el agua está sujeta a una presión considerable. Si por cualquier circunstancia se crea una fisura en la capa impermeable, entonces el agua asciende rápidamente hasta el nivel freático para equilibrar las diferencias de presión.
Por su parte, si la capa permeable no encuentra límite más que en profundidad, entonces se denomina acuífero libre.
Pozos y manantiales
Un manantial es un flujo natural de agua que surge del interior de la tierra desde un solo punto o por un área pequeña. Pueden aparecer en tierra firme o ir a dar a cursos de agua, lagunas o lagos. Los manantiales pueden ser permanentes o intermitentes, y tener su origen en el agua de lluvia que se filtra o tener un origen ígneo, dando lugar a manantiales de agua caliente.
La composición del agua de los manantiales varía según la naturaleza del suelo o la roca de su lecho. El caudal de los manantiales depende de la estación del año y del volumen de las precipitaciones. Los manantiales de filtración se secan a menudo en periodos secos o de escasas precipitaciones; sin embargo, otros tienen un caudal copioso y constante que proporciona un importante suministro de agua local.
Los pozos artesianos, donde el agua brota superficialmente como un surtidor, son el resultado de perforar un acuífero confinado cuyo nivel freático es superior al nivel del suelo. Cuando estas fuentes son termales (de agua caliente), se denominan caldas o termas. A las sales minerales que llevan disueltas las caldas se le reconocen propiedades medicinales, motivo por el cual se han construido en esas zonas muchos balnearios. Esta práctica es antigua, y ya en tiempos de los romanos eran muy apreciados los baños públicos con aguas minerales.
PROCESOS KARSTICOS
Conjunto de formas de alteración de la roca en la cuales el proceso dominante es la disolución de la roca por el agua.
La palabra karst deriva del termino pre-indo - europeo karra o gara, que significa piedra y que se encuentra en muchas lenguas de Europa y del medio oriente la palabra eslovena kras, que hace referencia a la región entre Trieste y Eslovenia occidental, tiene el mismo origen.
¿Cuando se produce la Kartificacion?
En presencia de rocas solubles:
- Rocas evaporiticas (yeso, sal gema)
- Rocas carbonaticas
(calizas, dolomías, mármoles...).
En presencia de agua:
- Zonas templadas, tropicales, etc... (actuales o pretéritas).
En presencia de condiciones estructurales y texturales adecuadas:
- Porosidad secundaria (diaclasas, fracturas, estratificación...)
- Permeabilidad capacidad de transmitir el agua).
El denominador común: disolución
Todas las rocas, en cierta medida, son solubles en agua, pero algunas permiten, en ciertas condiciones morfo-climaticas, el desarrollo de las situaciones hidrogeologicas apropiadas y las formas karsticas asociadas:
- Rocas carbonaticas
(compuestas por calcita, dolomita, etc...)
-Rocas evaporiticas
(compuesta por halita, yeso, anhidritta, etc...)
-Cuarcita y arenisca cuarciferas
(compuestas por cuarzo).
con pequeñas cantidades de CO2 disuelto (Pco2=0.001 bar), a temperatura de 25ºc, los minerales son mas o menos solubles:
- calcita: 60 mg/L
-dolomita: 50mg/L
-cuarzo: 12 mg/L
-yeso: 2400 mg/L
-halita: 360000 mg/L
Cuando la Pco2 es muy superior a 0.1 bar, a la misma temperatura, la solubilidad de los carbonatos aumenta notablemente:
-calcita: 400 mg/L
-dolomita: 300 mg/L
mientras que la de otros minerales no varia.
DISTRIBUCIÓN:
a) 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.
MOVIMEINTO DE AGUAS
lnteracción entre las aguas subterráneas y las aguas corrientes
La interacción entre el sistema de aguas subterráneas y las aguas corrientes es u¡ eslabón básico del ciclo hidrológico, Puede producirse de tres maneras. Las corrientes pueden recibir agua de la aportación de aguas subterráneas a través del cauce de la corriente. Este tipo de corrientes se denominan efluentes . Para que eso suceda, la elevación del nivel fieático debe ser mayor que el nivel de la superficie de la corriente, Las corrientes pueden perder agua hacia el sistema de aguas subterráneas por la salida de agua a través del lecho de la corriente. En esta situación se emplea el término influente. Cuando eso sucede, la elevación del nivel freático debe ser inferior a la superficie de la corriente. La tercera posibilidad es una combinación de las dos primeras: una corriente recibe aportaciones de agua en algunas secciones y pierde agua en otras.
Las corrientes influentes pueden estar conectados al sistema de aguas subterráneas por una zona saturada continua o pueden estar desconectados de ese sistema por una zona no saturada. Comparemos las partes B y C de la Figura AGUSUB-03. Cuando la corriente está desconectada, el nivel freático tiene un abultamiento apreciable por debajo de la corriente si la velocidad del movimiento del agua a través del cauce y la zona de aireación es mayor que la velocidad a la que las aguas subterráneas se apartan del abultamiento.
Tratamiento del agua subterránea como un
recurso renovable
recurso renovable
Muchos sistemas naturales tienden a establecer un estado de equilibrio. El sistema de aguas subterráneas no es una excepción. La altura del nivel freático refleja un equilibrio entre la velocidad de infiltración y la velocidad de descarga y extracción. Cualquier deseqülibrio elevará o reducira el nivel freático. Desequilibrios a largo plazo pueden inducir una caída significativa del nivel freático si hay una reducción de la recarga debido a una sequía prolongada o a un aumento de la descarga o la extracción de las aguas subterráneas.
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