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Aguas Subterráneas

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by

Katherine Frohard

on 11 March 2013

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Transcript of Aguas Subterráneas

(cc) photo by Metro Centric on Flickr (cc) photo by Franco Folini on Flickr (cc) photo by jimmyharris on Flickr (cc) photo by Metro Centric on Flickr ORIGEN
La mayoría del agua subterránea se origina como agua meteórica que cae de precipitaciones en forma de lluvia o nieve. Si no se pierde por la evaporación, transpiración de las plantas o escorrentía, el agua se infiltra en el terreno. Al principio ciertas cantidades de agua de precipitación que cae en el suelo seco se retienen fijamente como una película en la superficie y en los micro poros de las partículas del suelo. El agua que no es retenida como humedad del suelo, percola hacia abajo hasta que alcanza una zona donde todos los espacios libres del sedimento y la roca están completamente llenos de agua, es la zona de saturación. El agua situada en el interior se denomina agua subterránea. El límite superior de esta zona se conoce como el nivel freático. El nivel freático , el limite superior de la zona de saturación, es importante para predecir la productividad de los pozos y explicar los cambios de flujo de las corrientes y los manantiales. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL ALMACENAMIENTO Y
CIRCULACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS La cantidad de agua que puede almacenarse depende de la porosidad del material que se define como el porcentaje del volumen total de roca. PERMEABILIDAD POROSIDAD ACUÍFEROS
Los estratos de roca o sedimentos permeables que trasmiten libremente el agua subterránea se denominan acuíferos (arena y grava). La permeabilidad es importante para determinar la velocidad de movimiento del agua subterránea y la cantidad de agua que podría bombearse desde un pozo. Una característica importante del nivel freático es que su configuración varía según las estaciones y de un año a otro porque la adición de aguas al sistema subterráneo está estrechamente relacionada con la cantidad, la distribución y la frecuencia de las precipitaciones. Varios factores contribuyen a la irregularidad superficial del nivel freático. El agua subterránea se desplaza muy despacio y a velocidades variables bajo diferentes condiciones por lo que el agua tiende a apilarse debajo de las áreas altas entre valles de corrientes fluviales. En épocas de mucha sequia el nivel freático puede descender lo suficiente como para secar los pozos poco profundos. Otras causas de la falta de uniformidad del nivel freático son las variaciones de precipitación y permeabilidad de un lugar a otro. Acuicluidos
Los estratos impermeables
que obstaculizan o impiden
el movimiento del agua
( La arcilla) Gracias! ¿Qué es una cueva? Una cueva es una cavidad natural causada por algún tipo de erosión de corrientes de agua, hielo o lava. En el más común de los casos, las cuevas se forman por la disolución de la roca caliza por parte del agua ligeramente ácida provocando que aumente en tamaño y amplitud.
Las cuevas pueden ser de diferentes tamaños.
Están formadas por una gran variedad de tipos de roca que responden a diferentes procesos geológicos a través de los años.  Las principales tipos de cuevas son: Formadas de carbonato de calcio y sulfato, representadas en la piedra caliza, dolomita y mármol. Cuevas primarias o volcánicas.
Algunas cuevas son formadas al mismo tiempo que la roca circundante. Éstas reciben el nombre de cuevas primarias o cuevas singenéticas.  Cuevas de Lava:
Formadas por túneles que surgen cuando la superficie exterior de una corriente de lava se enfría y se endurece. Cuevas primarias o volcánicas Cuevas de disolución • Cuevas secundarias o epigenéticas: Las cuevas marinas Las cuevas secundarias o epigenéticas se originan dentro de las rocas después de que ellas mismas se han formado, por procesos en los cuales la roca encajante se descompone (meteorización) y se pierde material por medio de la erosión. Se producen debajo de un glaciar por derretimiento. También pueden formarse por una muy pequeña corriente en el hielo la cual tiende a cerrar las cuevas nuevamente. Cuevas de hielo: Formadas cuando el agua líquida excava túneles de drenajes a través del hielo Cuevas Glaciares Cuevas kársticas Se forman en macizos calcáreos (calizas, dolomías) por disolución de la roca encajante. El agua filtrada por las fracturas se encuentra cargada de CO2 y el pH ácido que va disolviendo la roca lentamente, en un proceso que puede durar millones de año. ESTALACTITAS Y ESTALACMITAS ¿QUÉ ES UN ESPELEOTEMA? es un depósito mineral formado en cuevas. El término “espeleotema” alude a la forma del depósito o “a qué se parece”, pero no a su composición (por ejemplo, la calcita no es un espeleotema pero una estalactita de calcita sí lo es). ESTALACTITA:
Se forman muy lentamente gracias a la acumulación de calcio que el agua arrastra a lo largo de muchos años al gotear del techo. Son frágiles Todas las estalactitas comienzan su crecimiento como macarrones. • MACARRÓN ó PAJITA DE SODA (variedad): los macarrones son estalactitas tubulares, huecas y con un diámetro variable pero inferior, por lo general, a 1 cm. El espesor de la pared del tubo es de unos 0.1 a 0.5 mm. La forma, tamaño, composición y textura superficial de una estalactita dependen de muchos factores: caudal de goteo, circulación de aire, pérdida de dióxido de carbono (CO2), evaporación, humedad, temperatura, concentración del agua, presión hidrostática, etc. Partes:
Una estalactita típica consta de un canal central, una capa tubular delgada de cristales alrededor del canal dispuestos longitudinalmente a éste y capas axiales al tubo central compuestas por un mosaico de cristales que crecen perpendicularmente al tubo Formación Estalagmitas: • La forma y tamaño depende de muchos factores: distancia al punto de goteo, caudal de goteo, evaporación, cantidad de bicarbonato en solución. El diámetro de la estalagmita también depende de la distancia al punto de goteo: cuanto más lejos esté el goteo, más salpicará la gota al caer y mayor diámetro tendrá la estalagmita resultante. Espeleotema situado en el suelo de las cuevas, Las gotas de agua al caer al suelo originan las ESTALAGMITAS. Generalmente son más anchas que las estalactitas, y con el extremo menos puntiagudo. • No poseen un canal central y están formadas por capas de cristales alargados que se orientan perpendicularmente a la superficie de crecimiento del espeleotema PRESENCIA DE AGUA SUBTERRÁNEA
EN LAS ROCAS.
existe agua subterránea en los intersticios de las rocas, los que presentan varias formas, tamaños y orígenes. Permeabilidad
A la capacidad de las rocas para transmitir el agua a través de sus intersticios, depende de las propiedades físicas de la roca y de su historia genética (factores y procesos geológicos). Poros:
son los intersticios intergranulares que hay entre los granos de los sedimentos clásticos consolidados y no consolidados, o en las tobas volcánicas sueltas. Fisuras:
son fracturas o grietas en las rocas Cavidades:
presentes en las rocas carbonatadas y en los tubos de lava de las rocas volcánicas.
y en los tubos de lava de las rocas volcánicas. TIPO DE ROCAS a) ROCAS COMPACTAS O NO POROSAS CON FISURAS ESTRECHAS b) ROCAS COMPACTAS CON FISURAS ANCHAS Y CAVERNAS c) ROCAS POROSAS E IMPERMEABLES d) ROCAS POROSAS Y PERMEABLES EJ: rocas endógenas poco fisuradas que se comportan como prácticamente impermeables EJ: Los terrenos calcáreos. Calizas o dolomías karstificadas. EJ: arcillas, margas y limos. Son capaces de absorber mucha agua, pero ésta no circula a través de las rocas al quedar retenida en el interior de los poros—acuicludos.
EJ: arenas, gravas y areniscas poco cementadas. Las aguas subterráneas se filtran fácilmente y se disponen en capas—acuífero detríticos HIDROGEOLOGÍA:
PROPIEDADES HIDROGEOLÓGICAS DE
LAS ROCAS ROCAS ÍGNEAS:
Las rocas ígneas (plutónicas y volcánicas) son permeables en las zonas donde las fisuras están abiertas. Normalmente el ancho de las fisuras y por lo tanto la permeabilidad decrecen con la profundidad. Las rocas plutónicas:
Duras (por ejemplo, el granito), que son ricas en cuarzo, son propensas a sufrir fisuración. Mediante meteorización mecánica éstas crean aluviones arenosos que son permeables en la superficie Las rocas volcánicas:
Habitualmente contienen fracturas que se originan a partir del enfriamiento de la lava.
En las estructuras tipo cuenca pueden encontrase recursos de agua subterránea abundantes y significativos.
Normalmente los cuerpos que surgen de las efusiones volcánicas proporcionan pequeños recursos de agua subterránea. Las rocas metamórficas:

son normalmente permeables en la zona donde las fisuras están abiertas. Éstas se forman por meteorización a una cierta profundidad.
Las calizas (carbonatos) metamórficas cristalinas son propensas a sufrir karstificación, de manera que suelen contener agua subterránea kárstica. ROCAS SEDIMENTARIAS CONSOLIDADAS:

Poseen un rango muy grande de permeabilidad. Cuando se está evaluando el flujo subterráneo se debe considerar la doble porosidad.
. En las rocas sedimentarias consolidadas el flujo subterráneo también depende del proceso de fisuración.
(Meteorización, karstificación, etc.). Doble porosidad:
Ésta implica componentes rápidos y componentes más lentos. El flujo subterráneo en las rocas sedimentarias depende de la composición de la roca, la litología y las facies de la secuencia sedimentaria completa, esto es, del tamaño de grano y de la composición Las rocas sedimentarias, que son ricas en carbonatos y sulfatos, mediante los procesos geoquímicos pueden influir la composición del agua subterránea. Las rocas arcillosas, las margas y las pizarras, Generalmente presentan una permeabilidad muy baja. Esta es la razón por la que generalmente dan lugar a los acuícludos que se forman entre acuíferos y que determinan la distribución del sistema de flujo. Las rocas carbonatadas (calizas y dolomías), que generalmente están karstificadas, forman excelentes acuíferos. Como la capacidad de filtrar la recarga es baja, el agua subterránea a menudo está contaminada y fluye muy rápidamente. Las rocas sedimentarias muy solubles (evaporitas), Si entran en contacto Con el agua subterránea rápidamente se forman enormes cavidades kársticas.. Los análisis isotópicos estables permiten identificar tanto el origen del agua subterránea como las salmueras, y orientan medidas contra tales fenómenos catastróficos. ROCAS kARSTIFICADAS:

El flujo subterráneo se da en forma de grandes ríos y manantiales subterráneos. Estos proporcionan, por un lado, excelentes condiciones para la explotación de agua subterránea. El flujo subterráneo responde rápidamente a la precipitación. TIPOS DE POZOS Un pozo es un orificio o túnel vertical perforado en la tierra, hasta una profundidad suficiente para alcanzar lo que se busca, normalmente una reserva de agua subterránea (originalmente) del nivel freático Existen dos tipos básicos de pozos que son el núcleo para cualquier proyecto de investigación y monitoreo de agua subterránea.
Sirven para efectuar mediciones de presión y de calidad del agua subterránea que proporcionan información para diagnosticar la salud del sistema acuífero. Pozos de producción:
Al perforar un pozo de produccion se obtienen datos in situ los cuales nos dan en particular su variación con la profundidad  Pozos de Observación:
Constituyen estaciones dedicadas exclusivamente al monitoreo, y se ubican y diseñan para detectar cambios potenciales del flujo y de la calidad del agua subterránea.  Pozos conducidos:
Los pozos conducidos se pueden crear muy simplemente adentro un “consolidated” el material con un “punto bien”, que consiste en un punto endurecido y una pantalla (pipa perforada) de la impulsión Pozos verticales:
Son aquellos que se proyectan y construyen para obtener agua, por penetración vertical de la obra de captación en una capa acuífera Los pozos perforados:
Pueden conseguir el agua de un nivel mucho más profundo por perforar mecánico.
Se caracterizan por la mecanización casi completa de su perforación.

  Pozos excavados:
Un pozo excavado se caracteriza, en general, por su gran diámetro (>1,50 metros) y por el hecho de que en su construcción la mecanización es escasa o nula. Pozos radiales:

Constan de dos partes fundamentales:
•Un pozo vertical con pared de concreto reforzado y fondo de concreto.
•Un conjunto de drenes horizontales La construcción de pozos radiales se realiza, principalmente por dos métodos diferentes:

• En el sistema Ranney las perforaciones radiales se realizan con los mismos tubos filtrantes definitivos.
•El sistema Fehlmann utiliza tubos de perforación de 267 mm. de diámetro, que se retiran después de la colocación de los filtros. Localización en Colombia Formadas por la acción constante de las olas que chocan con las porciones más débiles de las rocas, provocando así su desgaste que culmina en la formación de una cavidad. CONDICIONES PARA QUE EXISTA UN NIVEL ARTESIANO
-El agua debe estar confinada a un acuífero inclinado, de modo que un extremo pueda recibir agua.
-Debe haber acuicludos, encima y debajo del acuífero para evitar que el agua escape. POZO ARTERSIANO NO SURGENTE:

Capta el agua con una presión insuficiente para hacerla subir hasta la superficie del terreno en la inmediación del pozo. POZO ARTESIANO SURGENTE: El método más común para extraer agua subterránea es el pozo, un agujero taladrado en la zona de saturación. Sirven a modo de pequeños depósitos a los cuales migra el agua subterránea y de los cuales puede bombearse a la superficie. Los sistemas artesianos actúan como conductos, transmitiendo el agua a grandes distancias desde áreas remotas de recarga hasta los puntos de descarga. Cuando el líquido confinado asciende por encima de la superficie del terreno hasta alcanzar un nivel casi equivalente a la capa cautiva o superficie.
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