HIDROGEOTERMIA
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA MINERA Y METALÚRGICA Escuela Profesional de Geología Draft Hidrogeología (HH-115) HIDROGEOTERMIA-LA TEMPERATURA DEL AGUA SUBTERRÁNEA Datos del alumno(s): Apellidos y nombre: Dionisio Rodriguez Daniel 20104100f Huamán Flores Willy 20100296c Profesor: Esteban D. Manrique Zúñiga Email: [email protected], Móvil: 998 718 646
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA MINERA Y METALÚRGICA
Escuela Profesional de Geología
Draft
Hidrogeología (HH-115)
HIDROGEOTERMIA-LA TEMPERATURA DEL AGUA SUBTERRÁNEA
Datos del alumno(s):
Apellidos y nombre:
Dionisio Rodriguez Daniel 20104100f
Huamán Flores Willy 20100296c
Fecha de entrega: 25/11/2015
Profesor: Esteban D. Manrique Zúñiga
Email: [email protected], Móvil: 998 718 646
Universidad Nacional de Ingeniería
Facultad de ingeniería Geológica Minera y Metalúrgica
Escuela Profesional de geología
Índice
RESUMEN ................................................................................................................................................1
1 OBJETIVOS ...................................................................................................................................2
2 GENERALIDADES ........................................................................................................................2
3 CONCEPTOS GEOTERMICOS BÁSICOS ...................................................................................3
4 EL FACTOR CLIMÁTICO ..............................................................................................................3
5 EL FACTOR GEOTÉRMICO .........................................................................................................4
6 EJEMPLOS PARA LA UTILIZACIÓN DE LA TEMPERATURA EN LA
METODOLOGÍA HIDROGEOLÓGICA .........................................................................................6
7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................................6
Lista de Figuras
Figura 4_1: Relación entre temperaturas y alturas 3
Figura 5_1: Flujo ascendente del calor terrestre 4
Figura 5_2:Anomalía de calor causada por flujo de agua subterránea 5
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Tema:HIDROGEOTERMIA Page: 1 Trabajo Domiciliario, Ciclo 2015-II
RESUMEN
En el siguiente trabajo conoceremos acerca de la temperatura del agua subterránea, los factores que
influyen en ella. Los procesos de intercambio de calor en la superficie, la relación de la temperatura
con la altura y el factor geotérmico que tiene mayor importancia con la profundidad de los acuíferos.
Además la utilidad de este conocimiento para detectar la mezcla de aguas por la temperatura.
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1 OBJETIVOS
Los objetivos del presente trabajo son:
Conocer acerca de los diferentes factores que influyen en la temperatura del agua
subterránea
Conocer acerca del mecanismo de propagación de calor, si es por conducción o
convección.
Conocer acerca del uso práctico del conocimiento de la temperatura del agua
subterránea.
2 GENERALIDADES
Las temperaturas de las aguas subterráneas están influidas por:
la temperatura del aire en la superficie de la tierra, lo que quiere decir: por factores
climáticos o por la energía del sol.
la energía geotérmica.
El flujo de calor terrestre es casi constante, mientras que la temperatura del aire está sujeta a
grandes variaciones espaciales y temporales.
Las aguas subterráneas se diferencian por sus temperaturas:
aguas frías de los sistemas de flujo someros, son casi exclusivamente afectadas por el
factor climático
aguas termales de los sistemas de flujo profundos y de zonas de actividad volcánica
reciente, con temperaturas elevadas hasta >100°C. Afectadas por el factor
geotérmico.
La delimitación entre los conceptos agua fría-agua termal tiene una relatividad geográfica, ya
que aquella depende de la zona climática.
En todo el mundo el agua termal que normalmente a la vez es agua de alta mineralización, se
utiliza en los balnearios. Las aguas termales de alta temperatura se utilizan para la
producción de energía. En algunos países, el calor de las aguas termales de baja
temperatura se utiliza para la calefacción de invernaderos y de habitaciones. La técnica de la
bomba térmica permite el uso hasta de aguas frías para la calefacción.
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3 CONCEPTOS GEOTERMICOS BÁSICOS
En la corteza terrestre el calor se propaga de dos maneras: por conducción (causado por
gradiente de temperatura) y convección (transporte de calor por medios móviles, magma,
lava, agua, gases).
4 EL FACTOR CLIMÁTICO
Intercambio de calor en la superficie de La Tierra
El agua subterránea está sujeta a procesos de intercambio de calor las cuales pueden ser
positiva o negativa:
irradiación de calor solar (+)
ingreso de calor por precipitación e infiltración (+)
intercambio de calor con el aire (+, -)
pérdida de calor por radiación nocturna (-)
pérdida de calor por evaporación (-)
calor de condensación por formación de rocío (+)
corriente ascendente de calor terrestre (+)
Efecto de altura
La tabla siguiente muestra algunas temperaturas de aguas subterráneas de en la Región de
Linares N.L., México (Sierra Madre Oriental). Y en diagrama de correlación son tabuladas las
temperaturas de las aguas frías contra las alturas de sus respectivos manantiales:
Figura: 4_1
Izquierda: de temperaturas de las aguas subterráneas. Derecha: relación de temperaturas con la altura de los
manantiales.
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En la figura 4._1 se puede notar que existe una relación lineal, de la cual la temperatura
disminuye respecto a la altura en la relación -0.5°C/100m. Esta disminución corresponde a la
disminución de la temperatura media anual del aire con la altura.
Variaciones estacionales de temperatura en la zona superficial
La zona superficie de la Tierra, hasta unos 15 a 20 m aproximadamente, muestra variaciones
de temperatura causadas por las variaciones de la temperatura del aire.
Enfriamiento por evaporación
En regiones con temperatura y evaporación alta se pueden observar aguas subterráneas
someras de temperaturas extremamente bajas. Este efecto ocurre donde el nivel freático
tiene profundidad pequeña y conexión capilar con la superficie, de tal manera que grandes
cantidades de agua subterránea se evaporan directamente. Por el frío de evaporación la
temperatura del agua se desciende.
5 EL FACTOR GEOTÉRMICO
El gradiente geotérmico de temperatura
La temperatura del agua subterránea termal depende de la profundidad del acuífero y del
gradiente geotérmico de temperatura.
El gradiente geotérmico de temperatura (grad T) es el aumento de la temperatura terrestre con
la profundidad:
gradT=ΔT/Δz[°C/100m]
Véase figura 5_1. En zonas geotermales "normales", se encuentra un gradiente casi lineal
hasta una profundidad de más o menos 500 m, de aproximadamente 3°C/100m. El gradiente
muestra variaciones en un rango de aproximadamente 2 - 6 °C/100m. Causadas por
anomalías de calor de origen no volcánico, positivas y negativas.
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Figura: 5_1
Flujo ascendente del calor terrestre
Anomalías de calor
Anomalías de calor positivas o negativas ocasionadas por diferentes factores geológicos o
hidrogeológicos.
En la figura muestra un ejemplo de anomalía de calor en un sistema de flujo de aguas
subterráneas por convección de calor.
Figura: 5_2
Anomalía causada por flujo de agua subterránea
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6 EJEMPLOS PARA LA UTILIZACIÓN DE LA TEMPERATURA EN LA
METODOLOGÍA HIDROGEOLÓGICA
Mediante mediciones de temperatura de agua, se puede comprobar y ubicar los flujos de
aguas subterráneas de un rio o un pozo. Dos componentes de agua subterránea con
temperatura diferente en un pozo pueden ser cuantificados.
El sellado de tramos de pozos profundos puede ser checado por registros de temperatura de
pozos.
Las contaminaciones del agua subterránea por aguas lixiviadas de basureros domésticos
muestran temperaturas elevadas, causadas por reacciones exotérmicas en la materia
orgánica.
7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
P.E. Martínez Alfaro, P. Martínez Santos, S. Castaño Castaño, Fundamentos de Hidrogeología, Ediciones Mundi-Prensa, Madrid, 2006, 270p.
Joerg Werner, (1996), Introducción a la Hidrogeología, Universidad Autónoma de Nuevo León, México,
100p.
