ciclohidrogeologico

CICLO HIDROGEOLÓGICO

¿QUÉ ES AGUA SUBTERRÁNEA?

• El agua subterránea es parte de la precipitación que se filtra a través del suelo hasta llegar al material rocoso que está saturado de agua. El agua subterránea se mueve lentamente hacia los niveles bajos, generalmente en ángulos inclinados (debido a la gravedad) y eventualmente llegan a los arroyos, los lagos y los océanos.

¿PORQUÉ EXISTE EL AGUA SUBTERRÁNEA?

• Un par de factores importantes son los responsables de la existencia del agua subterránea:

• (1) Gravedad: La gravedad "jala" al agua hacia el centro de la Tierra. Esto significa que el agua de la superficie tratará de filtrarse hacia dentro de la tierra.

• (2) Las Rocas Debajo de Nuestros Piés: La roca que se encuentra debajo de la superficie de la Tierra es el cimientos. Si todos los cimientos consistieran de un material denso como el granito sólido, entonces aún la gravedad no podría atraer el agua hacia las partes bajas. Pero los cimientos de la Tierra consisten en muchos tipos diferentes de roca, tales como roca que contiene granos de cuarzo, granito y piedra caliza. El cauce de río también puede quebrarse o fracturarse, creando espacios que pueden llenarse de agua. Y algunos cimientos que contienen piedra caliza, se disuelven con el agua, lo cual resulta en grandes cavidades que se llenan de agua.

• En muchos lugares, si observamos una sección verticalmente cruzada de la tierra, notaremos que la roca está formada en capas, especialmente en áreas de rocas sedimentarias . Algunas capas tienen rocas más porosas que otras, en donde el agua se mueve más libremente (en una manera horizontal) a través de la tierra. Algunas veces cuando se construye un camino, las capas se pueden observar , y el agua puede filtrarse a través de las capas expuestas.

DISTRIBUCIÓN VERTICAL DE LAS AGUAS EN EL SUBSUELO

• Las aguas infiltradas pueden permanecer en el subsuelo más o menos tiempo, alcanzar diferentes profundidades y estar sometidas a muy diferentes condiciones.

• Zona de aireación o vadosa (no saturada).Se extiende desde la superficie del terreno hasta el nivel freático. Los poros no están saturados, es decir, están ocupados tanto por agua como por aire en función de las condiciones, y el agua retenida, que puede ser agua de hidratación, de adhesión o capilar, se encuentra a una presión menor que la atmosférica. El agua no retenida se moverá gracias a la gravedad (agua gravitacional o gravífica), y seguirá descendiendo y ocupando eventualmente los poros, grietas, y fisuras de los materiales (percolación), hasta alcanzar algún nivel inferior que sea impermeable o esté saturado. Se pueden diferenciar tres sub-zonas:

• Una superficial caracterizada porque una parte de las aguas infiltradas quedará retenida y adherida por fuerzas capilares al terreno, formando la humedad del suelo. El agua aquí contenida puede evaporarse volviendo a la atmósfera, o ser absorbida por los vegetales a través de sus raíces, quienes también la evaporarán por transpiración: a esta zona del suelo comprendida entre la superficie y el límite inferior de las raíces de los vegetales, se la denomina sub-zona de evapotranspiración, y tiene un espesor variable desde algunos cm hasta varios metros, en función de la cantidad y el tipo de vegetación propios de la región.

• Sub-zona intermedia, en la que el agua se mueve por gravedad hacia las zonas inferiores (percolación). Tiene un espesor muy variable, desde algunos cientos de metros en el caso de zonas desérticas, a llegar incluso a no existir en el caso de niveles freáticos muy cercanos a la superficie.

• Franja capilar, en contacto con la zona saturada. Esta franja se caracteriza porque los estrechos conductos y oquedades situados entre los materiales, se mantienen ocupados por agua sujeta a fuerzas capilares, que asciende desde la zona saturada inferior a una altura tanto mayor cuanto mayor sean estas fuerzas. Aunque esta zona está saturada de agua al igual que la zona de saturación que la sigue, hay una diferencia fundamental entre ambas: el agua de la franja capilar al estar sometida a fuerzas capilares no fluye en general, mientras que la de la zona saturada sí lo hace al ser agua gravífica.

• Aquí se muestra un diagrama simple que revela cómo la tierra está saturada debajo de la capa freática (área color púrpura). La tierra subterránea sobre la capa freática (área color rosa) puede estar húmeda, pero no se mantiene saturada. La tierra y la roca en esta zona no saturada contiene aire y algo de agua sostienen la vegetación de la Tierra. El área saturada debajo de la capa freática tiene agua que llena los espacios pequeños (porosos) entre las partículas de roca y las ranuras (grietas) de las rocas.

CONCEPTO DE HIDROGEOLOGÍA• La Hidrología es la ciencia que trata de las aguas terrestres y se ocupa

del estudio del ciclo completo del agua, desde el momento en que ésta cae desde la atmósfera a la tierra hasta que desemboca en el mar o vuelve a la atmósfera. El ciclo del agua se desarrolla en tres medios distintos: La atmósfera, la superficie del suelo y el subsuelo. Por tanto, la Hidrología comprende dos ramas:

• 1) Hidrología de superficie• 2) Hidrología subterránea.

• La Hidrología subterránea o Hidrogeología puede definirse como “el estudio geológico de las aguas subterráneas”, o bien, “aquella parte de la Hidrología que estudia el almacenamiento, circulación y distribución de las aguas subterráneas en el interior de las formaciones geológicas, teniendo en cuenta sus propiedades físicas y químicas, sus interacciones, sus reacciones a la acción antrópica, etc”.

La Hidrogeología moderna se ocupa, entre otras, de las siguientes cuestiones:

• 1.- Investigación de las relaciones existentes entre las formaciones geológicas y las aguas subterráneas.

• 2.- Desarrollo de las ecuaciones matemáticas que rigen el movimiento del agua en el interior de las rocas y en las captaciones (Hidráulica subterránea).

• 3.- Estudio de la composición química del agua subterránea (Hidrogeoquímica)

• 4.-Prospección de las aguas subterráneas: Técnicas de localización y reconocimiento.

• 5.-Explotación y gestión de las aguas subterráneas dentro del conjunto de los recursos hidrológicos disponibles. Comprende las secciones de:– a) Proyecto y construcción de captaciones de aguas

subterráneas– b) Recarga artificial de acuíferos subterráneos– c) Planificación hidráulica– d) Legislación de aguas– e) Evaluación global de las aguas subterráneas.

• El agua subterránea constituye la mayor fuente de agua potable de más fácil aprovechamiento en la actualidad, tal y como se deduce del siguiente cuadro de distribución del agua en el mundo:

Porcentaje de agua total

Océanos 97.20 %

Casquetes polares y glaciares 2.15 %

Aguas subterráneas 0.60 %

Aguas superficiales (ríos lagos) 0.04 %

Atmosfera 0.001 %

Seres vivos resto

IMPORTANCIA DEL AGUA SUBTERRÁNEA

• En la actualidad, las cuatro quintas partes del agua consumida proviene de los ríos y lagos. Aún así, la importancia económica que supone el aprovechamiento del agua subterránea en el mundo es enorme, pues el agua subterránea es preferida generalmente al agua superficial por las siguientes razones:

• 1. El agua subterránea no posee organismos patógenos y por ello no necesita ser tratada previamente, con el consiguiente menor coste al no pasar por depuradoras.

• 2. Su temperatura es constante, lo cual es una gran ventaja si se ha de utilizar para intercambios térmicos o como termorregulador.

• 3. No posee ni turbidez ni color.• 4. Su composición química es generalmente constante.• 5. Los volúmenes de agua subterránea almacenada son por lo general

mayores que los volúmenes almacenados en superficie, por lo que el abastecimiento a partir de aguas subterráneas no suele verse afectado por las sequías prolongadas.

• 6. La contaminación de la mayor parte de las aguas subterráneas es difícil, por actuar de filtro las mismas rocas del subsuelo.

• 7. El agua subterránea, acumulada durante largas series de años de recarga, constituye el único recurso en muchas regiones donde no es posible asegurar su abastecimiento a partir de la explotación de las aguas superficiales.

EL CICLO HIDROGEOLÓGICO GLOBAL

• Todas las aguas circulantes de la Tierra se encuentran interrelacionadas en un sistema complejo que es conocido con el nombre de ciclo del agua o “ciclo hidrológico”. Las aguas subterráneas no representan mas que una parte del ciclo total del agua, pero aún así en Hidrogeología se deben tener presentes todos los demás aspectos del ciclo hidrológico.

• Los océanos son los inmensos depósitos de los cuales procede toda el agua del ciclo hidrológico y a los cuales retorna, aunque bien es verdad que no todas las partículas de agua recorren el ciclo hidrológico de una manera completa; por ejemplo, el agua que se evapora sobre la superficie de la tierra y vuelve a la tierra en forma de lluvia, nieve o granizo.

• En el caso más completo, el agua se evapora desde el océano, forma las nubes, las cuales son trasportadas por el viento hacia los continentes donde se

condensan y caen en forma de precipitaciones, las cuales a su vez son conducidas por medio de los ríos y del flujo subterráneo hasta el océano.• La energía solar es la que mantiene el ciclo hidrológico en marcha.

• PRECIPITACIÓN: En meteorología, la precipitación es cualquier forma de hidrometeoro que cae de la atmósfera y llega a la superficie terrestre.

La precipitación es una parte importante del ciclo hidrológico, responsable del depósito de agua dulce en el planeta y, por ende, de la vida en nuestro planeta, tanto de animales como de vegetales, que requieren del agua para vivir. La precipitación es generada por las nubes, cuando alcanzan un punto de saturación; en este punto las gotas de agua aumentan de tamaño hasta alcanzar el punto en que se precipitan por la fuerza de gravedad.

• FLUJO SUBTERRANEO: El escurrimiento o flujo

subterráneo es la parte de la precipitación que va a partes subterráneas, y eventualmente, hacia mares u océano y fluye, tiene movimiento.

ACUÍFEROS• Se denomina acuífero a aquellas formaciones geológicas que almacenan y

liberan agua, con la particularidad, del carácter móvil y renovable de las aguas que llegan y saturan el medio permeable, permitiendo que el hombre pueda extraerla y aprovecharla en cantidades económicamente apreciables para sus necesidades.

CLASIF. GEOLOGICA

Gravas limpias

Gravas y arenas gruesas

Arenas finas Limos Arcillas

CLASIF. HIDROGEOL.

Buen acuífero Acuífero pobre

Acuitardo Impermeable

RELACIÓN ENTRE AGUAS SUBTERRÁNEAS Y SUPERFICIALES

• Los manantiales:• Un manantial puede definirse como un punto de la superficie del

terreno que de modo natural descarga a la superficie una cantidad determinada de agua, procedente de un acuífero o embalse subterráneo. La descarga de estos acuíferos no se efectúa únicamente mediante los manantiales sino que también puede producirse mediante evaporación al estar en contacto la zona saturada con la superficie del terreno. En ocasiones, la descarga del embalse subterráneo se realiza mediante la evapotranspiración de las plantas cuyas raíces alcanzan la zona saturada.

• Los términos fuente y manantial son sinónimos, si bien el primero puede referirse también a las captaciones subterráneas y el uso del segundo se reduce exclusivamente a las surgencias naturales.

BIBLIOGRAFÍA

• Recursos hidrogeológicos - Juan Gil Montes

• Ingeniería geológica - Luis I. González de Vallejo

• http://es.wikipedia.org/wiki/ciclo_hidrol%C3%B3gico