Acuíferos Hidrogeología 2013

Un acuífero se define como aquella formación geológica capaz de

almacenar y transmitir agua susceptible de ser explotada en cantidades económicamente apreciables para atender diversas necesidades.

Acuífero: Almacena agua en los poros y circula con facilidad por ellos.

En función de las características de las rocas, se puede hacer la siguiente clasificación:

Acuicludo: Contiene agua en su interior, incluso hasta la saturación, pero no la transmite

Acuitardo: Contiene agua y la transmite muy lentamente Acuifugo: No posee capacidad de circulación ni de retención de agua

definición

Tipos de Acuiferos

Los materiales hidrogeológicos se clasifican en función de sus características y capacidad para ser explotados (subjetividad), que son una medida de su capacidad de almacenamiento y su capacidad de transmisión

a) Acuífero: formación geológica que almacena volúmenes de agua que se mueven con facilidad a través de él (por ejemplo, arenas y gravas, calizas kársticas y rocas fisuradas)

b) Acuiclude: formación geológica que almacena volúmenes agua que se mueve lenta e ineficientemente a través de ella (por ejemplo, limo, arcilla)

c) Acuitardo: formación geológica que almacena agua que prácticamente no se mueve (por ejemplo, arena arcillosa, rocas compactas)

d) Acuífugo: formación geológica que no es capaz de almacenar agua (por ejemplo, granito inalterado)

clasificación

sedimentos

Escala de tamaño de grano de Udden-Wentworth, y que fue modificado por Adams y otros, 1984,

Rocas compactas

Ciclo de las rocas

clasificación

Sistema hidrogeológico o unidad hidrogeológica. es un conjunto de formaciones geológicas cuyo funcionamiento hidrogeológico conviene considerarlo como tal porque están conectados de modo que sus funcionamientos (entradas, salidas y balance) hay que estudiarlos en conjunto.

Dentro de la unidad podrá haber uno o mas Acuiferos, acuicldos o acuitardos.

clasificación

Sistema hidrogeológico

Tipos de Acuiferos

Tipos de acuíferos

Según las características litológicas:

Detríticos y carbonatados

Según el tipo de huecos:

poroso, kárstico, fisurado

Según la presión hidrostática:

libres, confinados y semiconfinados

Tipos de acuíferos

clasificación

clasificación

1. Zona no saturada o zona vadosa Algunos de los poros entre las partículas están llenos de aire y otros de agua. Se

distinguen tres sub-zonas: - Área de evapotranspiración o zona edáfica: Zona de penetración de las raíces de la

planta. De espesor variable dependiendo de la vegetación y la pendiente (5-10 cm en el suelo desnudo y 3-4 m en los suelos con vegetación). El agua en este área se denomina “agua adhesiva” o “agua hydroscópica”

- Area Intermedia - Área Capilar: Esta zona está fuertemente influenciado por los fenómenos de capilaridad

y por la fluctuación del nivel freático. Variable espesor dependiendo del tamaño de grano y la porosidad.

2. Superficie Freática La superficie determina el nivel de las aguas subterráneas. Si el acuífero no esta

confinado, a la superficie freático también se le llama 'superficie piezométrica' y está en equilibrio con la atmósfera.

3. Zona Saturada Todos los poros entre las partículas están llenos de agua

Pre Zonas de acuífero

Zonas de un acuífero Si admitimos que los acuíferos reciben agua de la precipitación

(aunque puede recibirla por otras vías), se pueden definir tres zonas: zona de alimentación o recarga, zona de circulación y zona de descarga.

La zona de alimentación es aquella donde el agua de precipitación se infiltra.

La zona de descarga es la zona donde el agua sale del acuífero, como puede ser un manantial o la descarga al mar o a un río.

La zona de circulación es la parte comprendida entre la zona de alimentación y la zona de descarga, en donde el agua se desplaza por gravedad.

Zonas de acuífero

Zonas de Acuiferos

ACUÍFEROS LIBRES

También llamados no confinados o freáticos.

En ellos existe una superficie libre y real del agua encerrada, que está en contacto con el aire y a la presión atmosférica.

Acuiferos libres

Acuíferos libre

El nivel freático define el límite de saturación del acuífero libre y coincide con la superficie piezométrica. Su posición no es fija sino que varía en función de las épocas secas o lluviosas.

Si perforamos total o parcialmente la formación acuífera, la superficie obtenida por los niveles de agua de cada pozo forman una superficie real: superficie freática o piezométrica, que coinciden.

Superficie piezometrica

Acuíferos confinados

También llamados cautivos, a presión o en carga.

El agua está sometida a una presión superior a la atmosférica y ocupa totalmente los poros o huecos de la formación geológica, saturándola totalmente.

No existe zona no saturada.

Si perforamos, el nivel de agua asciende hasta situarse en una determinada posición que coincide con el nivel de saturación del acuífero en el área de recarga.

Acuiferos confinados

Acuíferos confinados

Si la topografía es tal que la boca del pozo está por debajo del nivel del agua, el pozo es surgente o artesiano; si no es así el nivel del agua ascenderá hasta el nivel correspondiente, pero no será surgente. La superficie piezómetrica es una superficie ideal resultante de unir todos los niveles en diferentes perforaciones que capten el acuífero.

Pozo artesiano, Acuiferos confinados

Acuiferos confinados

Acuíferos semiconfinados

El muro y/o techo no son totalmente impermeables sino que son acuitardos y permiten la filtración vertical del agua y, por tanto, puede recibir recarga o perder agua a través del techo o de la base. Este flujo vertical sólo es posible si existe una diferencia de potencial entre ambos niveles.

Un mismo acuífero puede ser libre, cautivo y semicautivo según sectores.

Acuiferos semiconfinados

Acuiferos semiconfinados

Acuíferos colgados

Se producen ocasionalmente cuando, por efecto de una fuerte recarga, asciende el nivel freático quedando retenida una porción de agua por un nivel inferior impermeable.

Acuiferos colgados

Acuiferos colgados

Disminución del nivel freático: Ríos ganadores vs. ríos perdedores

Gradiente hidráulico

El gradiente hidraulico es el responsible del movimiento del agua.

El agua se mueve desde los puntos de mayor altura (h) a los de menor altura. (control gravitacional).

Gradiente hidráulico

Sobreexplotación

Sobreexplotación

Sobreexplotación: Un acuífero está sobreexplotado cuando el bombeo es mayor a la recarga natural

Alteración de la dirección de los flujos

Disminución del nivel freático

Hundimiento del terreno

Intrusión del agua marina

Contaminación

Sobreexplotación

Una consecuencia de una incorrecta tasa de explotación es la alteración de la dirección del flujo como consecuencia de los cambios en el nivel freático (temporal o permanentemente).

Puede ocurrir también intrusión de agua salada si el bombeo se llevan a cabo cerca de la costa.

Sobreexplotación

Tipos de aguas

Escenarios de explotación

Grandes acuíferos

Los acuíferos más grandes se encuentran en África, donde representan un recurso muy valioso, ya que las lluvias son con frecuencia muy escasas.

Sin embargo, la tasa de renovación es muy baja en muchos casos y es necesario una explotación controlada de este recurso.

Grandes acuíferos

Gran cantidad de agua almacenada Poca variacion del agua

• Descarga (natural/artificial)

• Calidad

• Temperatura

Adecuada para el suministro en caso de:

A) Picos de demanda

B) Sequías

C) Situaciones de emergencia

No son necesarias grandes instalaciones de almacenamiento

Esenciales para el almacenamiento de agua en pequeñas islas y en áreas costeras

Ventajas y beneficios aguas subterraneas

Lento flujo a través de los pequeños huecos

Mezclado y homogeneización: Tiempo para

• Reacciones químicas

• Descomposición biológica de los agentes patógenos

• Decaimiento de radioisótopos de vida media y corta

• Homegeneización de la temperatura

Depuración natural

Con frecuencia el agua puede beberse sin necesidad de tratamiento

Efecto filtrado: agua limpia

Ventajas y beneficios aguas subterraneas

Ventajas y beneficios aguas subterraneas

Propiedades Espaciales

Facil acceso

Disponible cerca de las zonas de demanda

Pequeña inversión

La extracción del AS ocupa una superficie pequeña

Inconvenientes y costes de la utilización de las aguas

subterráneas: Sobreexplotación

1. Efectos sobre la cantidad de agua • Disminución del nivel de las AS

– Incremento del coste de bombeo – Creación de nuevos pozos, adquisición de nuevas bombas, etc.

• Modificación del régimen hidrológico natural • En algunas zonas, los ríos pueden ceder agua al acuífero en donde

antes era al revés

2. Cambios en la calidad del agua 3. Otros

• Subsidencia del terreno, Incremento de la tasa de colapso • En zonas costeras la disminución del nivel del AS Provoca la intrusión

de agua de mar (Incisos 2. y 3. son Problemas ambientales que surgirán más tarde)