AGUAS SUBTERRÁNEAS
DEFINICIÓN:
Son las aguas que se filtran en el terreno pudiendo aflorar en forma de manantiales. Se puede captar por medio de galerías filtrantes, pozos pocos profundos y pozos profundos. También esta agua sufre modificaciones al atravesar las capas terrestres. Las aguas subterráneas se localizan en una zona con cavidades conectadas entre sí, son constituidas por el agua precipitada sobre la tierra como lluvia, granizo o nieve que se filtra a través de la tierra. El agua del subsuelo que se encuentran en los intersticios o poros de las rocas, se divide en dos zonas principales: zona de aireación y saturación, que quedan separadas por el nivel freático.
DISTRIBUCIÓN
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.
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. De aquí que el agua que cae sobre el suelo, parte escurre y parte se infiltra por acción de la gravedad hasta extractos impermeables más profundos formando la llamada zona de saturación. Se caracteriza por tener todos sus poros llenos de agua, sus límites se fijan inmediatamente debajo de la zona de aeración y arriba de alguna capa impermeable en profundidad, sin embargo a ciencia cierta no se sabe hasta dónde puede llegar en algunas rocas que presentan fenómenos de disolución. Esta agua es conocida como agua del subsuelo y es la única que puede fluir dentro de un pozo y desde luego, es susceptible de ser extraída. En esta zona los poros están completamente llenos o saturados de agua. El agua de la zona de saturación se conoce como agua subterránea y es la que principalmente fluye hacia un pozo.
A todas aquellas formaciones rocosas que tienen agua en el subsuelo, que se puede extraer para su utilización en cantidades significativas, se les conoce como acuíferos. En esta zona se encuentran generalmente los llamados acuíferos que son una formación geológica que contiene agua y que la transmite de un punto a otro en cantidades suficientes para permitir su aprovechamiento.
ORIGEN: El agua pasa a la atmósfera por evaporación y es distribuida por los vientos a todas partes de la atmósfera. Cuando tiene lugar la condensación, el agua puede llegar de nuevo a la superficie de la tierra en forma de lluvia, nieve, granizo, escarcha o rocío. Una parte del agua atmosférica que cae sobre la superficie de la tierra se vuelve a evaporar; otra parte se escurre sobre la superficie en forma de láminas de inundación, arroyos y corrientes y encuentra su camino directamente hacia alguna masa de agua situada a menor altitud; otra parte por último se infiltra en el suelo.
Las aguas meteóricas por infiltración de precipitaciones tenemos la zona vadosa y la zona profunda.
- ZONA VADOSA: es la que se encuentra cerca de la superficie en la cual el espacio de poros está solo parcialmente lleno con agua y circulando horizontalmente. Infiltración es la penetración del agua en la zona porosa del suelo, dependiendo del tipo de suelo o superficie.
- ZONA PROFUNDA: representa la reserva de agua subterránea y no corren mucho, debido a que están hidrostáticamente aprisionadas.
MOVIMIENTO: El movimiento de un líquido puede ser laminar o turbulento. En el escurrimiento laminar, el movimiento del agua es ordenado y uniforme; en el escurrimiento turbulento, tienen lugar remolinos y movimientos irregulares. En el movimiento del agua subterránea prevalece el escurrimiento laminar, que se verifica a velocidades reducidas. El escurrimiento laminar del agua subterránea a través de la roca se llama percolación.
POROSIDAD: es la capacidad de un suelo de absorber agua.
PERMEABILIDAD: es la capacidad de un suelo de dejar pasar agua.
TEMPERATURA: En general la temperatura es muy constante hasta cerca de 100 m de profundidad, estando aproximadamente desde 1 ºC a 1,5 ºC por encima de la temperatura media del aire de la localidad. A mayores profundidades el incremento de la temperatura acompaña al gradiente geotérmico.
Gradiente geotérmico es la variación de temperatura, es decir gradiente térmico, que se produce en el material de un planeta rocoso (de ahí el prefijo GEO) cuando se avanza desde la superficie hacia el centro por un radio de su esfera, esto es, avanzando perpendicularmente desde la superficie del planeta hacia su interior.
Físicamente se expresa en unidades de temperatura de diferencia entre unidades de longitud recorrida para obtenerlas. Por ejemplo, un gradiente geotérmico de 0,03ºC/m indica que cada metro de descenso supone un aumento de 0,03ºC en la temperatura En la corteza terrestre el gradiente geotérmico promedio es de 30ºC/km, lo que supone aumento de 1ºC cada 30 metros de descenso. Los valores normales se encuentran en el rango 10 a 60 ºC/km pero se han medido gradientes de hasta 200 ºC/km.
SALINIDAD: En general las aguas subterráneas son dulces y aptas para el consumo humano. Pero las aguas subterráneas próximas a las costas son literalmente invadidas por aguas saladas que en algunos casos logran contaminarlas, sin embargo, en otros casos logran rechazar y hasta dominar a las aguas saladas invasoras.
TIPOS DE ACUÍFEROS
SEGÚN SU ESTRUCTURA: Desde el punto de vista de su estructura, ya se ha visto que se pueden distinguir los acuíferos libres y los acuíferos confinados.
En la figura de al lado se ilustran los dos tipos de acuíferos:
•río o lago en este caso es la fuente de recarga de ambos acuíferos.
•suelo poroso no saturado
•suelo poroso saturado, en el cual existe una camada de terreno impermeable, formado, por ejemplo por arcilla, este estrato impermeable confina el acuífero a cotas inferiores.
•suelo impermeable
•acuífero no confinado
•manantial
•pozo que capta agua del acuífero no confinado.
•pozo que alcanza el acuífero confinado, frecuentemente el agua brota como en un surtidor o fuente, llamado pozo artesiano.
En la figura de al lado se ilustran los dos tipos de acuíferos:
•río o lago en este caso es la fuente de recarga de ambos acuíferos.
•suelo poroso no saturado
•suelo poroso saturado, en el cual existe una camada de terreno impermeable, formado, por ejemplo por arcilla, este estrato impermeable confina el acuífero a cotas inferiores.
•suelo impermeable
•acuífero no confinado
•manantial
•pozo que capta agua del acuífero no confinado.
•pozo que alcanza el acuífero confinado, frecuentemente el agua brota como en un surtidor o fuente, llamado pozo artesiano.
SEGÚN SU TEXTURA: Desde el punto de vista textural, se dividen también en dos grandes grupos: los porosos y fisurales.
En los acuíferos porosos el agua subterránea se encuentra como embebida en una esponja, dentro de unos poros intercomunicados entre sí, cuya textura motiva que existe "permeabilidad" (transmisión interna de agua), frente a un simple almacenamiento. Aunque las arcillas presentan una máxima porosidad y almacenamiento, pero una nula transmisión o permeabilidad (permeabilidad Y porosidad). Como ejemplo de acuíferos porosos, tenemos las formaciones de arenas y gravas aluviales
En los acuíferos fisurales, el agua se encuentra ubicada sobre fisuras o diaclasas, también intercomunicadas entre sí; pero a diferencia de los acuíferos porosos, su distribución hace que los flujos internos de agua se comporten de una manera heterogénea, por direcciones preferenciales. Como representantes principales del tipo fisural podemos citar a los acuíferos kársticos.
SEGÚN SU COMPORTAMIENTO HIDRODINÁMICO:
Por último, desde un punto de vista hidrodinámico, de la movilidad del agua, podemos denominar, en sentido estricto:
ACUÍFEROS: Buenos almacenes y transmisores de agua subterránea (cantidad y velocidad) (p.ej.- arenas porosas y calizas fisurales)
ACUITARDOS: Buenos almacenes pero malos transmisores de agua subterránea (cantidad pero lentos) ( limos)
ACUÍCLUDOS: Pueden ser buenos almacenes, pero nulos transmisores (ejemplo; las arcillas)
ACUÍFEROS: Son nulos tanto como almacenes como transmisores. (ejemplo; granitos o cuarcitas no fisuradas).
CONTAMINACIÓN: El agua subterránea tiende a ser dulce y potable, pues la circulación subterránea tiende a depurar el agua de partículas y microorganismos contaminantes. Sin embargo, en ocasiones éstos llegan al acuífero por la actividad humana, como la construcción de fosas sépticas o la agricultura. Por otro lado la contaminación puede deberse a factores naturales si los acuíferos son demasiado ricas en sales disueltas o por la erosión natural de ciertas formaciones rocosas. La contaminación del agua subterránea puede permanecer por largos períodos. Esto se debe a la baja tasa de renovación y largo tiempo de residencia, ya que al agua subterránea no pueden aplicarse fácilmente procesos artificiales de depuración como los que se pueden aplicar a los depósitos superficiales, por su difícil acceso. En caso de zonas locales de contaminación se pueden realizar remediación de acuíferos mediante la técnica de bombeo y tratamiento, que consiste en extraer agua del acuífero, tratarla químicamente, e inyectarla de vuelta al acuífero.
El agua subterránea en áreas costeras puede contaminarse por intrusiones de agua de mar (Intrusión salina) cuando la tasa de extracción es muy alta. Esto provoca que el agua del mar penetre en los acuíferos de agua dulce. Este problema puede ser tratado con cambios en la ubicación de los pozos o excavando otros que mantengan el agua salada lejos del acuífero de agua dulce. En todo caso, mientras la extracción supere a la recarga por agua dulce, la contaminación con agua salada sigue siendo una posibilidad.
Un ejemplo de la contaminación de aguas subterráneas, es el que se presenta en el bajo valle del Ganges. Allí se da un caso grave de contaminación por arsénico que está causando la intoxicación crónica a decenas de millones de personas, irremediable hasta ahora. La causa de esta contaminación, es la combinación de un factor antropogénico, la contaminación orgánica ligada a la intensificación del regadío y de un factor natural. Una cepa bacteriana del suelo libera el arsénico que antes permanecía retenido en la roca debido a las nuevas condiciones.
FAUNA: La fauna de las aguas subterráneas, o stygofauna, se compone fundamentalmente de crustáceos como por ejemplo el niphargus, aunque también se compone de gusanos, insectos y otros grupos de invertebrados. Aunque no es usual, la fauna de las aguas subterráneas comprende también animales vertebrados, en Australia se han encontrado dos especies de peces ciegos. La mayoría de estas especies pasan toda su vida en aguas subterráneas, no encontrándose en ningún otro sitio.
