Introduccin.Se conoce como acufero a aquellas formaciones geolgicas, que estando completamente saturadas, son capaces de almacenar y transmitir cantidades importantes de agua. Por lo tanto los acuferos, se caracterizan por poseer una permeabilidad significativa as como por una extensin y espesor considerables. Segn custodio y Llamas (1983) un acufero, o embalse subterrneo es aquel estrato o formacin geolgica que permitiendo la circulacin del agua por sus poros o grieta, hace que el hombre pueda aprovecharla en cantidades econmicamente apreciables para subvenir a sus necesidades. Esta definicin muy arraigada en la comunidad cientfico-tcnica hidrogeolgica, introduce una componente econmica que confiere un carcter relativo al significado del acufero. En efecto, una misma formacin geolgica capaz de suministrar unos caudales, seria clasificada de una manera diferente en una regin densamente poblada de un pas. Esto hace que la definicin de acufero trascienda los lmites puramente geolgicos e hidrulicos para adentrarse en el campo de lo poltico.Atendiendo al comportamiento hidrulico de las formaciones geolgicas, as como a su posicin estructural en el terreno, se distinguen tres tipos principales de acuferos. Acuferos libres. Acuferos confinados. Acuferos semiconfinados.3.1.- Qu es un acufero semiconfinado?Un acufero se dice semiconfinado semicautivo cuando el estrato de suelo que lo cubre tiene una permeabilidad significativamente menor a la del acufero mismo, pero no llegando a ser impermeable, es decir que a travs de este estrato la descarga y recarga puede todava ocurrir.Los acuferos semiconfinados, tienen caractersticas mixtas entre Acuferos cautivos (confinados) y Acuferos libres (no confinados).3.2.- Estructura del acufero semiconfinado.La estructura ms simple y habitual: acufero semiconfinado, sobre l un acuitardo, y sobre l un acufero libre, del que proceden las filtraciones. En realidad, este acufero fuente no tiene por qu ser libre; y tambin podra estar debajo o lateralmente.El agua se encuentra a presin, su lmite superior est a una presin superior a la atmosfrica), pero alguna de las capas que lo confinan no es perfectamente impermeable y permite alguna filtracin o rezume que contribuye en cierta proporcin al caudal que extraemos del acufero semiconfinado.

Acuitardo.- Estrato capaz de almacenar el agua en cantidades muy importantes, pero la transmiten con dificultad; se suelen denominar como nivel semipermeables, y su capacidad de drenaje es media a baja.Caractersticas del acuitardo: Es posible la filtracin vertical muy lenta a travs del material confinante semipermeable. Si el espesor del acuitardo es grande y su coeficiente de almacenamiento tambin. El tiempo que ha de transcurrir para que el acuitardo ya no aporte agua ser mayor: Cuanto mayor sea el espesor del acuitardo. Cuanto mayor sea el coeficiente de almacenamiento del acuitardo. Cuanto menor sea la permeabilidad vertical del acuitardo.

3.3.- Cmo funciona un acufero semiconfinado? Los acuferos semiconfinados se recargan y descargan (goteo) a travs de unidades de baja permeabilidad, llamadas semiconfinantes.Esto ocurre por ejemplo cuando los materiales que limitan superiormente a un acufero son semipermeables, lo que posibilita movimientos en la vertical del agua del acufero con lo que el confinamiento es relativo.Su techo, piso, o ambos, estn formados por capas de baja permeabilidad, que si bien dificultan, no impiden la circulacin vertical del agua.Modelo de un acufero semiconfinado.

Este tipo de acuferos son mucho ms frecuentes que los confinados, ya que en rocas sedimentarias son ms abundantes las formaciones poco permeables que las absolutamente impermeables; aunque la permeabilidad de la capa confinante sea muy baja (por ejemplo: 102 a 104 metros/da), siempre ceder una cierta cantidad de agua al acufero semiconfinado que estamos bombeando.En ingls se denominan leaky aquifers, que podra traducirse como acuferos rezumantes o con filtraciones, cuando en realidad el que rezuma o tiene filtraciones no es el acufero sino el acuitardo que lo confina. Las diferentes formaciones geolgicas se pueden clasificar en funcin de su capacidad de almacenar y transmitir agua. De esta forma se habla de:a) Acuferos: Son aquellas formaciones geolgicas capaces de almacenar y transmitir agua.b) Acuitardos: Son aquellas formaciones semipermeables que, conteniendo agua incluso en grandes cantidades, la transmiten muy lentamente.c) Acuicludos: Consiste en aquellos estratos o formaciones porosas pero impermeables y que por lo tanto, pueden almacenar agua pero no transmiten a su travs.d) Acuifugos: Serian rocas con porosidad nula, y por lo tanto, incapaces de almacenar y transmitir agua * Es ms correcto referirse a los acuifugos y acuicludos como formaciones de baja o muy baja permeabilidad en lugar de formaciones impermeables.

3.4.- Geologa de un acufero semiconfinado.La velocidad a la que el agua se mueve depende del volumen de los intersticios (porosidad) y del grado de intercomunicacin entre ellos. Los dos principales parmetros de que depende lapermeabilidad. Los acuferos suelen ser materiales sedimentarios de grano relativamente grueso (gravas, arenas, limos, etc.). Si los poros son suficientemente amplios, una parte del agua circula libremente a travs de ellos impulsada por lagravedad, pero otra queda fijada por las fuerzas de lacapilaridad y otras motivadas por interacciones entre ella y lasmolculasminerales.Los materiales que rodean a un acufero semiconfinado no son todos impermeables; as, el paquete superior o semiconfinable lo constituye formaciones semipermeables, que permiten el paso del agua de otros acuferos superiores al semiconfinado.Normalmente no se pueden aprovechar econmicamente.Tipo de roca son los limos, las arcillas, limos/arcillosas, y las rocas compactas con alteracin y o fracturacin.

Desde el punto de vista ms amplio, cabe distinguir dos tipos de formaciones geolgicas bien diferenciadas por sus caractersticas hidrogeolgicas:I. Las formaciones de sedimentos no consolidados.II. Formaciones rocosas o consolidadas.

I. Acuferos en sedimentos no consolidados: Su permeabilidad es debida fundamentalmente a porosidad primaria intergranular. Por lo tanto estos acuferos estarn constituidos por aquellas formaciones geolgicas de carcter detrtico cuyo componente mayoritario son partculas de tamao como mnimo arenas. De esta forma, cuando se habla de acuferos detrticos no consolidados se est haciendo referencia a depsitos sedimentarios dominados por arenas, gravas, arcosas, areniscas, conglomerados, etc. Las conductividades hidrulicas de este tipo de acuferos estn entre las ms altas de las existentes en la corteza terrestre. Por lo general, los acuferos en sedimentos no consolidados se desarrollaron en formaciones geolgicas de edad reciente, normalmente correspondientes a depsitos sedimentarios del cuaternario o del terciario. Otra caracterstica importante de este tipo de formaciones es que suelen corresponder a depsitos someros, que se extienden en profundidad unas cuantas decenas de metros, aunque en ocasiones pueden presentar espesores muy superiores.En teora, cualquier formacin sedimentaria no consolidada que cumpla los requisitos comentados anteriormente es capaz de construir un acufero. Por lo tanto cabra hablar de acuferos en formaciones de origen aluvial y fluvial, glaciar y periglaciar, deltaico, elico, etc. Formaciones de origen elico forman acuferos de alta permeabilidad y extremadamente homogneos debido a sus caractersticas granulomtricas muy bien seleccionadas. Formaciones de origen glaciar se puede realizar la misma estimacin en cuanto al alto grado de especificidad. En cuanto a los depsitos aluviales y fluviales, y en especial los ms recientes suelen tener un inters especial puesto que suelen estar conectados con los sistemas fluviales y aluviales funcionales en la actualidad. Adems, las terrazas fluviales de los grandes ros son zonas donde han proliferado ncleos de poblacin importante.II. Acuferos en formaciones rocosas: La principal caracterstica de acuferos es que su permeabilidad es debida fundamentalmente a porosidad secundaria, ya sea por fisuracin, por disolucin o por ambos motivos. Por lo tanto estos acuferos estarn constituidos por aquellas formaciones geolgicas consolidadas, que en ausencia de fracturacin significativas los clasificaremos como acuifugos. Sin embargo, cuando estas formaciones presentan un grado de fracturacin y/o disolucin importante constituyen acuferos que pueden llegar a presentar altas o muy altas permeabilidades. Ej, formaciones geolgicas rocosas susceptibles de construir acuferos son las formadas mayoritariamente por calizas, dolomas, areniscas, granitos y basaltos, entre otras.Dentro de los acuferos en formaciones geolgicas rocosas podemos distinguir dos tipos principales: Acuferos fisurados o fracturados: Que son los que se forman en formaciones rocosas consolidadas cuya permeabilidad es debida al desarrollo de un sistema de fisuras o fracturas. Acuferos Krsticos: Que son aquellos que se forman en macizos rocosos que presentan un sistema Krstico (y en especial endokarstico) bien desarrollados.Vegetacin.- La presencia devegetacin densainfluye de forma compleja, porque reduce el agua que llega al suelo (interceptacin), pero extiende en el tiempo el efecto de las precipitaciones, desprendiendo poco a poco el agua que moja el follaje, reduciendo as la fraccin de escorrenta y aumentando la de infiltracin. Otro efecto favorable de la vegetacin tiene que ver con las races, especialmente las races densas y superficiales de muchas plantas herbceas, y con la formacin desuelo, generalmente ms permeable que la mayora de las rocas frescas.

3.5.- Extraccin.Ya hemos visto que acuferos semiconfinados son aquellos en los que el agua se encuentra a presin, igual que en los confinados (dicho ms exactamente: su lmite superior est a una presin superior a la atmosfrica), pero alguna de las capas que lo confinan no es perfectamente impermeable y permite alguna filtracin o rezume1 que contribuye en cierta proporcin al caudal que extraemos del acufero semiconfinado. Este tipo de acuferos son mucho ms frecuentes que los confinados, ya que en rocas sedimentariasson ms abundantes las formaciones poco permeables que las absolutamente impermeables; aunque la permeabilidad de la capa confinante sea muy baja (por ejemplo: 102 a 104 metros/da), siempre ceder una cierta cantidad de agua al acufero semiconfinado que estamos bombeando.Cuando se bombea en un acufero semiconfinado, el proceso pasa por las siguientes fases: a) En los primeros momentos de un bombeo de un acufero semiconfinado, el agua extrada procede de descompresin del propio acufero: el acufero se comporta como si fuera confinado. b) En cuanto la presin en el acufero se hace inferior a la del acuitardo semiconfinante, el agua comienzaa pasar del acuitardo semiconfinante hacia el acufero bombeado.

Acufero semiconfinado que recibe rezumes desde el acuitardo semiconfinante

Si el espesor del acuitardo es grande y su coeficiente de almacenamiento tambin, ese modelo de funcionamiento se prolongar horas o das. Durante este tiempo, el agua extrada tiene dos orgenes: la descompresin del propio acufero y, en mayor proporcin, los rezumes procedentes del acuitardo.c) Si el bombeo se prolonga lo suficiente, comenzar a filtrarse agua desde el otro acufero a travs del acuitardo. Durante un cierto intervalo coexisten los rezumes que llegan al acufero semiconfinado proceden tanto del acuitardo como del otro acufero superior.

Si el bombeo contina, el acuitardo se convierte en un mero transmisor del agua procedente del otro acufero, todos los rezumes proceden del acufero fuente; el cono de descensos del acufero semiconfinado contina aumentando en profundidad y extensin, ya que el propio acufero contina aportando agua

Acufero semiconfinado que recibe rezumes desde otro acufero a travs del acuitardo semiconfinante

El aumento del cono de descensos hace que tambin aumente progresivamente el agua filtrada a travs del acuitardo. Y cuando el caudal de estos rezumesllega a equivaler al caudal bombeado, se alcanza el rgimen permanente: el cono de descensos se estabiliza.Para simplificar, consideremos que el semiconfinamiento se debe solo al techo del acufero sobre el que se encuentra un acuitardo y sobre este existe un acufero libre cuya superficie fretica permanecer constante.Comienza el bombeo de un Q constante. En los primeros momentos el agua procede del propio acufero, el comportamiento es el de un acufero confinado.

El bombeo contina y el agua contenida en el acuitardio semiconfinante comienza a ser succionada hacia el acufero que se est bombeando.

El bombeo contina y transcurrido el tiempo suficiente, dependiendo el espesor y los parmetros hidrulicos del acuitardio, el agua del acufero superior comienza a ser atrada por el bombeo.

Un tiempo despus, el acuitardio semiconfinante solamente acta como transmisor del agua procedente del acufero superior, el acuitardio ya no aporta agua.Continua el bombeo y el cono de descensos ha ido extendiendose, de modo que las filtraciones van aumentando.Cuando el total de estos rezumes iguale el caudal Q bombeado, se alcanzara el regimen permanente.

3.6.- Perforacin.SISTEMAS DE PERFORACIN Si bien existen numerosos sistemas de perforacin, los ms empleados en la ejecucin de pozos para la exploracin y/o captacin de agua subterrnea son:I. Rotacin: I.I circulacin directa I.II circulacin inversa II. Percusin III. Rotopercusin

I.I ROTACIN CON CIRCULACIN DIRECTA Este sistema de perforacin, basado en la rotacin del trpano y la inyeccin del fluido a travs de las barras, es el ms difundido y empleado, tanto en perforaciones para agua, como en las petrolferas. Su mayor ventaja radica en la velocidad de avance. Al respecto, en terrenos relativamente blandos, una perforacin de pequeo dimetro (6) puede avanzar hasta 80 - 100 m por da; mientras que con un equipo petrolfero y en dimetro, de hasta 20, se alcanzan sin mayor problema los 300 m/da. Equipo de perforacin rotativa con circulacin directa. Componentes y flujo de la inyeccin.

Uno de los mayores inconvenientes que presenta la rotacin con circulacin directa, es la falta de representatividad de las muestras litolgicas que se colectan en boca de pozo (cutting) y que son llevadas en forma ascendente por la inyeccin. A esta falencia se agregan la falta de representatividad en la identificacin de capas acuferas, dado que el pozo est lleno de agua durante la perforacin y, la invasin y dao que puede producir la inyeccin en horizontes productivos.

I.II ROTACIN CON CIRCULACIN INVERSA Este sistema est mucho menos empleado que el anterior, pese a que para profundidades someras (menos de 100 m) posee ventajas apreciables respecto a la circulacin directa. En la rotacin con circulacin inversa, el sentido del flujo de la inyeccin es contrario al de la circulacin directa. En el primero, el cutting asciende por aspiracin y retorna al pozo por gravedad, a travs del espacio anular.

Equipo de perforacin rotativa con circulacin inversa. Componentes y flujo de la inyeccin.

La circulacin inversa requiere de barras de mayor dimetro, 3 como mnimo, y de un volumen de agua significativamente mayor en el circuito de inyeccin al menos 40 m3/h para permitir la extraccin del material perforado (cutting).

Las ventajas ms significativas respecto a la circulacin directa son: El muestreo litolgico es mucho ms representativo. Normalmente no requiere el agregado de aditivos a la inyeccin (bentonita, polmeros orgnicos). Permite la construccin de pozos de dimetros mayores (20 a 30)

II. PERCUSIN A CABLE Prcticamente no se utiliza en ambientes con cobertura de sedimentos, como la mayor parte de la Provincia de Buenos Aires, debido a la lentitud en el avance y a la necesidad de emplear varios dimetros de caera (entubamiento telescpico), cuando se superan 80 o 100 m de profundidad. Otra desventaja de la percusin a cable, es lo dificultoso que resulta la extraccin de caeras temporarias de encamisado, maniobra que requiere en muchos casos el empleo de criques de alta capacidad de tiraje.

Componentes de un equipo de perforacin por percusin a cable.

Las mayores ventajas de este sistema respecto al de rotacin con circulacin directa son: Permite un muestreo ms representativo de la litologa y de los acuferos. Evita el dao por invasin en las capas productivas porque no utiliza aditivos para la inyeccin. Se lo emplea en ambientes geolgicos formados por rocas resistentes y/o rodados cementados o sueltos, pero ltimamente fue cediendo ante el sistema de roto percusin que permite un avance mucho ms rpido.

III. ROTOPERCUSIN Este sistema combina los principios de la rotacin y la percusin. El ms utilizado es el que emplea aire como fluido de inyeccin, para lo que requiere de un potente compresor, que tambin acciona un martillo de fondo. El aire se inyecta por dentro de las barras y despus de salir por los orificios del trpano, asciende por el espacio anular, siguiendo el mismo trayecto que la inyeccin por rotacin con circulacin directa y arrastrando a la superficie el material triturado por el trpano. La mayor ventaja de este sistema es la rapidez con que avanza en roca y en terrenos formados por rodados de gran tamao. Las desventajas son: Requiere grandes y costosos compresores. El muestreo litolgico es muy poco representativo. Su alcance est limitado por la columna de agua dentro del pozo. En la imagen se aprecia el compresor para operar el martillo neumtico y extraer el material triturado por el trpano. Tambin posee una bomba de inyeccin de lodo.