Agua Invisible & Agua Visible.

¿Sabías que las Aguas Subterráneas son parte integrante del ciclo hidrológico?

El ciclo hidrológico es la continua circulación del agua sobre nuestro planeta. Las aguas de los océanos, ríos, lagos, de la capa superficial de los suelos y de la transpiración de las plantas se evaporan por acción de los rayos solares. El vapor de agua resultante va a formar nubes que en condiciones propicias se condensan, precipitándose en la forma de lluvia, nieve o granizo. Cuando las precipitaciones caen en el suelo, una parte del agua escurre por la superficie, alimentando los ríos, lagos y océanos; otra se infiltra y una última vuelve a formar las nubes, retomando a la atmósfera por evaporación. Es un ciclo sin fin.

Así como una esponja absorbe a agua, los suelos durante la infiltración hacen lo mismo, almacenando lo que llamamos de aguas subterráneas. Las aguas subterráneas también son alimentadas por ríos, lagos, canales y agua de deshielo.

¿Qué es un acuífero?

Es aquel estrato o formación geológica que permite la circulación del agua por sus poros y/o grietas. Dentro de estas formaciones podemos encontrarnos con materiales muy variados como gravas de río, calizas muy agrietadas, areniscas porosas poco cementadas, arenas de playa, algunas formaciones volcánicas, depósitos de dunas...

Las clasificaciones de los acuíferos pueden variar según el factor que se tome en cuenta para hacerlas. De este modo se pueden clasificar los acuíferos según los materiales litológicos que los constituyan (detríticos, fisurados, volcánicos, etc.) o, como en este caso vamos a tomar el factor de la presión hidrostática del agua encerrada en los mismos, lo cual se traduce en unas circunstancias prácticas muy útiles al hablar de captaciones de ese agua.

• Acuíferos Libres: son aquellos en los cuales existe una superficie libre del agua encerrada en ellos y que se encuentra a presión atmosférica. La superficie del agua será el nivel freático y podrá estar en contacto directo con el aire o no, pero lo importante es que no tenga por encima ningún material impermeable.

• Acuíferos Confinados: en este tipo de acuífero, el agua que contienen está sometida a cierta presión, superior a la atmosférica y ocupa la totalidad de los poros o huecos de la formación geológica, saturándola totalmente. Están sellados por materiales impermeables que no permiten que el agua ascienda hasta igualar su presión a la atmosférica.

• Acuíferos SemiConfinados: constituyen una variedad de los confinados, y se caracterizan por tener el techo (parte superior) o/y el muro (parte inferior) sellado por materiales que no son totalmente impermeables, sino que constituyen un acuitardo, es decir, un material que permite una filtración vertical que alimenta muy lentamente al acuífero principal.

• Acuíferos Colgados: algunas veces se da una capa de material más o menos impermeable por encima del nivel freático. El agua que se infiltra queda atrapada en esta capa para formar un lentejón, que normalmente tiene una extensión limitada sobre la zona saturada más próxima.

Se utilizó la siguiente presentación “Formaciones hidrogeológicas”, para una mejor comprensión del tema.

Cuando a agua se infiltra en el suelo, avanza verticalmente por gravedad, a través de poros (vacíos) existentes entre los granos, hasta llegar al reservorio subterráneo. El reservorio subterráneo es constituido por los espacios huecos o poros de las rocas. Éstos se encuentran conectados entre sí cual si fuese un sistema de pequeños canales, donde el agua es almacenada y circula muy lentamente.

Existen rocas que son menos resistentes (o blandas) y son compuestas por materiales arcillosos, granos de arena o grava. Estas rocas presentan porosidad primaria, constituida por los vacíos entre los granos, como en el material 1 en la foto.

Las rocas más resistentes (o duras) son impermeables, pero muchas veces se encuentran fracturadas y entonces el agua puede almacenarse en los espacios de fracturas, tal cual se ve en el material 2.

Existen también rocas solubles (por ejemplo calizas, yesos), donde se forman cavernas y canales por la continua acción de disolución del agua, como muestra la figura 3. Las figuras 2 y 3 representan rocas con porosidad secundaria.

Así, se pueden clasificar las unidades geológicas en relación a las aguas subterráneas como:

- Acuíferos: es aquella formación geológica que contiene agua en cantidad apreciable y que permite la circulación del agua por sus poros y/o grietas. Dentro de estas formaciones podemos encontrarnos con materiales muy variados como arenas, gravas de río, calizas muy agrietadas, areniscas porosas poco cementadas, arenas de playa, algunas formaciones volcánicas, depósitos de dunas...

- Acuícludos: es aquella formación geológica que, conteniendo agua en su interior incluso hasta la saturación, no la transmite y por lo tanto no es posible su explotación. Son por ejemplo los depósitos de arcillas de cualquier origen, limos.

- Acuitardos: son aquellas formaciones geológicas que, conteniendo apreciables cantidades de agua la transmiten muy lentamente, por lo que no son aptos para el emplazamiento de captaciones de aguas subterráneas, pero sin embargo, bajo condiciones especiales permiten una recarga vertical de otros acuíferos, que puede llegar a ser muy importante en ciertos casos. Son por ejemplo los depósitos de arenas arcillosas, areniscas, rocas compactas con alteración y/o fracturación moderadas.

- Acuífugos: son aquellas formaciones geológicas que no contienen agua porque no permite que circule a través de ella, como por ejemplo un macizo granítico que no esté fisurado o unas rocas metamórficas sin apenas meteorización ni fracturación.

Siendo la formación geológica más conocida los acuíferos, así podemos distinguir entre la zona de suelo localizada arriba del reservorio subterráneo es la llamada zona no saturada (ZNS). En ésta, los poros contienen agua y aire. Ya la capa de abajo del nivel de agua subterránea (superficie freática) tiene todos los sus poros llenos de agua y es conocida como zona saturada (ZS). En la maqueta siguiente se puede ver como el nivel freático del acuífero, que se observa a través del piezómetro (situado en el centro del simulador), señaliza el contacto de la ZNS-ZS del acuífero.

¿Cómo es el movimiento del agua subterránea?

El agua que ingresa a un acuífero puede provenir directamente de la precipitación sobre zonas donde infiltra en el suelo, o del aporte de varios tipos de cuerpos de agua como ríos, canales o lagos. El agua puede ingresar en zonas muy alejadas y viajar grandes distancias si las condiciones geológicas e hidráulicas se lo permiten, pudiendo tener edades de hasta 20.000 años.

El agua subterránea se encuentra en continuo y lento movimiento desde las zonas de recarga a las de descarga. La fuerza de la gravedad es la que genera el movimiento del agua, y en los reservorios de agua subterránea la superficie del agua (nivel freático) no es horizontal ya que requiere que esté más elevada en la zona de donde proviene el flujo de agua.

El flujo de agua en un acuífero dependerá además de su estructura geológica, ya que distintos materiales geológicos poseen permeabilidades diferentes, lo que le confieren diferentes propiedades para su movilidad.

Las zonas donde se genera el ingreso del agua a un acuífero se denomina zona de recarga, y su conocimiento es de vital importancia para poder estimar la cantidad de agua que ingresa a un acuífero y para su protección.

Las salidas del agua subterránea pueden ser divididas en:

• Las salidas naturales ocurren cuando el agua abandona el acuífero a través de manantiales, descargando hacia los océanos, ríos o hacia otros acuíferos, o humedeciendo zonas bajas donde se forman humedales y se desarrollan procesos de evapotranspiración.

• Las salidas inducidas por el hombre están asociadas a usos específicos del agua, generalmente a través de bombeo en los pozos o perforaciones.

En la siguiente maqueta se puede ver la relación existente entre un acuífero y un río, poniendo en marcha el simulador se podrá ver como es el movimiento del agua dentro del acuífero-río, como los niveles piezométricos varían según el acuífero cede agua al río ( río ganador o efluente) o capta agua del río ( río perdedor o influente).

En períodos de buena recarga de agua al acuífero, son mayores los flujos de entrada que los de salida, por lo que la diferencia entre ellos será almacenada lo que implicara un incremento en su nivel, aumentando también el flujo de salida natural por la mayor fuerza del agua.

En períodos de recarga baja o nula, el agua es drenada del almacenamiento en forma natural, por lo cual la extracción del agua por la explotación del hombre podría a llevar a descensos importantes que comprometan al acuífero. El almacenamiento del acuífero estará ligado a su conformación geológica, dependiendo del tipo de material geológico que lo compone.

En la siguiente maqueta se puede ver la relación existente entre un acuífero y un pozo (situado en el centro), poniendo en marcha el simulador se podrá ver como se comporta el agua del acuífero formando un cono de bombeo.

¿Cómo podemos captar las aguas subterráneas?

Para utilizar las aguas subterráneas, el hombre dispone de fuentes o manantiales (de donde el agua brota espontáneamente) y, principalmente, de pozos de bombeo que son perforados artificialmente en el terreno.

Se utilizó la siguiente presentación “Captaciones de Aguas Subterráneas y su construcción”, para una mejor comprensión del tema.

¿Cuál es la calidad de las aguas subterráneas?

El agua al infiltrarse en el subsuelo recorre los poros y disuelve los minerales que forman las rocas lo que determina su calidad natural. Las moléculas del agua son polares. Por esta polaridad el agua es un buen disolvente de sales. Los iones disueltos dan la salinidad al agua.

Según los iones disueltos más abundantes o el conjunto de todos ellos, la salinidad o mineralización nos permiten diferenciar muchos tipos de agua. Por esta razón hablamos de aguas cloruradas, sulfatadas, … Aguas duras ( muy mineralizadas). Aguas blandas (poco mineralizadas).

Un método rápido y sencillo para estimar la concentración química de las muestras de agua es determinar su conductividad eléctrica, que es función de la concentración y naturaleza de las sales disueltas y de la temperatura. Se midió la conductividad eléctrica en tres aguas diferentes (pozo, mar, río) observando sus distintas salinidades. En términos generales el agua subterránea suele presentar una concentración relativa mayor de elementos y sales, que la del agua superficial.

En los mares la salinidad es muy alta. En las aguas dulces continentales encontramos cantidades mucho menores de iones.

¿Cuándo consideramos al agua subterránea contaminada?

Se la considera una fuente inagotable, pero las circunstancias indican que el agua subterránea puede agotarse, y además es muy vulnerable a la contaminación. Por esto es importante entender los procesos mediante los cuales este Recurso se hace disponible para su uso y de que manera las actividades humanas muchas veces lo ponen en peligro.

La contaminación del agua subterránea, se puede definir como la modificación de las propiedades físicas, químicas, o biológicas del agua subterránea, que restringen o no permiten su aplicación para un uso determinado. Por ejemplo, la calidad del agua puede ser adecuada para riego, pero no ser potable, por lo cual no la deberíamos tomar directamente aunque tenga una buena apariencia.

¿Cómo podemos contribuir nosotros con el desarrollo sostenible?

Llevando a cabo unas pequeñas medidas correctoras en nuestras vidas podemos hacer un buen uso del agua y contribuir al desarrollo sostenible.

Se utilizó la siguiente presentación “Desarrollo Sostenible”, para una mejor comprensión del tema.

Destacar la figura del que fue catedrático de Ecología Fernando González Bernáldez, que fue un pionero en la investigación de los sistemas asociados a las aguas subterráneas.

Ejercicio de evaluación:

En el siguiente diagrama se puede ver un corte geológico con diferentes materiales litológicos. ¿Podrías decir cuál de cada una de ellas corresponde a los distintos tipos de acuíferos existentes?

Elige la opción correcta entre las que a continuación se exponen:

A) la unidad 1 corresponde a un acuífero confinado, la unidad 2 constituye un acuífero semiconfinado, la unidad 3 forma un acuífero colgado.

B) la unidad 1 corresponde a un acuífero confinado, la unidad 2 constituye un acuífero colgado, la unidad 3 forma un acuífero libre.

C) la unidad 1 corresponde a un acuífero libre, la unidad 2 constituye un acuífero colgado, la unidad 3 forma un acuífero confinado.

-Resolución:

1) CALIZAS: la unidad 1 corresponde a un acuífero confinado, ya que la recarga de agua proviene del exterior, pero luego hay una capa confinante impermeable que lo somete a una presión que no es la presión atmosférica. Por lo tanto, si hiciésemos un pozo que traspasara esa unidad, el agua llegaría hasta el nivel piezométrico indicado, donde se estabilizaría.

2) ARENAS MUY POROSAS: la unidad 2 constituye un acuífero colgado, ya que representa un material poroso , limitado en su parte inferior por materiales impermeables que hacen que quede un nivel saturado de agua por encima del nivel del agua a nivel regional.

3) ARENAS Y ARCILLAS: la unidad 3 forma un acuífero libre ya que el material que lo compone es poroso y permeable y se encuentra a presión atmosférica, por lo tanto el nivel que alcanza el agua es el nivel freático.