UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUI
2014
INDICE
INTRODUCCION.PAG 02 QU ES EL AGUA SUBTERRNEA .PAG 03 DISTRIBUCIN
DE AGUAS SUBTERRNEAS...PAG 04 CIRCULACIN DE AGUAS SUBTERRNEAS
...PAG 05 LA PROCEDENCIA DE LAS AGUAS SUBTERRNEAS..PAG 08
INFILTRACIN O PENETRACIN CONDENSACIONES INTERNAS AGUAS FSILES AGUAS
GEOTERMALES AGUAS JUVENILES FACTORES QUE DETERMINAN LA INFILTRACIN
DE LAS AGUAS SUPERFICIALES..PAG 08 1. TIPO DE ROCAS POROSIDAD
PERMEABILIDAD2. HUMEDAD ATMOSFRICA3. TOPOGRAFA 4. CUBIERTA VEGETAL
ACUIFERO....PAG 11 CONCEPTO DE ACUIFERO TIPOS DE ACUFEROS
EXPLOTACIN CONCLUSIONES.PAG 13
INTRODUCCION
Se consideran aguas subterrneas aquellas que se encuentren bajo
la superficie del suelo en la zona de saturacin y en contacto
directo con sta o con el subsuelo.Se trata de un recurso de elevada
cuanta con respecto a las aguas superficiales, que est sufriendo
procesos acusados de contaminacin procedente de distintos
orgenes.Las aguas subterrneas constituyen un recurso dotado de
valor estratgico y son ampliamente utilizadas, tanto para riego
como para abastecimiento urbano e industrial, as como para fines
medioambientales por lo que deben mantener una calidad apropiada en
funcin del uso al que se destinen.El agua subterrnea es un recurso
importante, pero de difcil gestin, por su sensibilidad a la
contaminacin y a la sobreexplotacin.
AGUAS SUBTERRANEAS
1) QU ES EL AGUA SUBTERRNEA?
El agua subterrnea se encuentra debajo del suelo entre grietas y
espacios que hay en la tierra, incluyendo arena y piedras. El rea
donde se acumula el agua en las grietas se llama la zona saturada.
La parte de arriba de esta rea se le conoce como el nivel fretico.
El nivel fretico puede encontrarse a un pie del suelo como a
cientos de pies debajo de la superficie.
El agua subterrnea se acumula en capas de tierra, arena y rocas
conocidas como acuferos. La velocidad a la que el agua se mueve
depende del tamao de los espacios en las capas y de la conexin
entre stos. Los acuferos consisten tpicamente de gravilla, arena,
arenilla y piedra caliza. Estos materiales son permeables porque
tienen poros grandes que permiten que el agua fluya con mayor
rapidez.
2) DISTRIBUCIN DE AGUAS SUBTERRNEASCuando llueve, parte del agua
corre por la superficie, parte se evapora y el resto se infiltra en
el terreno.Los factores que influyen en la infiltracin del agua
son: Pendiente del lugar Intensidad de la lluvia El tipo de suelo
Tipo de vegetacinEl agua que se infiltra es detenida por atraccin
molecular como una capa superficial sobre las partculas slidas.
Esta zona se llama cinturn de humedad del suelo.Esta capa est
constituida por races desintegradas, madrigueras y tneles de
lombrices, todos estos huecos aumentan con la infiltracin de agua
de lluvia en el suelo.El resto del agua que no es retenida en el
cinturn de humedad sigue bajando hasta que alcanza una zona donde
todos los espacios libres de sedimentos y roca estn completamente
llenos de agua. A esta se le llama zona de saturacin, y el agua
depositada es a la que llamamos agua subterrnea.EL NIVEL FRETICOEs
el lmite superior de la zona de saturacin, este es un elemento muy
significativo de las aguas subterrneas. El nivel fretico es
importante para predecir la productividad de un pozo y explicar los
cambios de flujo de las corrientes y los manantiales, justificando
las fluctuaciones del nivel de los lagos.VARIACIONES DEL NIVEL
FRETICOLa profundidad del nivel fretico es muy variable y puede
oscilar desde cero(en la superficie)hasta centenares de metros. Una
caracterstica importante del nivel fretico es que su configuracin
depende de la estacin del ao, porque va relacionado a la cantidad
de agua de lluvia que cae y se distribuye. Excepto cuando es en la
superficie el nivel fretico.El nivel fretico es una rplica de la
topografa superficial.3) CIRCULACIN DE AGUAS SUBTERRNEASEl francs
Henry Darcy demostr mediante un experimento que la velocidad del
flujo de las aguas subterrneas es proporcional a la pendiente del
nivel fretico: Cuanto ms inclinada es la pendiente, ms rpido es el
movimiento del agua ( A mayor pendiente, mayor presin entre dos
puntos).La pendiente del nivel fretico es conocida como gradiente
hidrulico y se expresa de la siguiente manera:
Darcy realiz experimentos con varios materiales y descubri que
la velocidad del flujo variaba con la permeabilidad del
sedimento.Este factor se llama conductividad hidrulica y es un
coeficiente que tiene en cuenta la permeabilidad del acufero y la
viscosidad del fluido.Para determinar el caudal (Q), es decir, el
volumen real de agua que fluye a travs de un acufero en un momento
determinado, se utiliza la siguiente ecuacin:
Donde es el gradiente hidrulico.K es el coeficiente que
representa la conductividad hidrulica y A es el rea transversal del
acufero. Esto se denomina la Ley Darcy.MANANTIALESCuando el nivel
fretico intersecta la superficie terrestre, se produce un flujo
natural de salida del agua subterrnea, esto se denomina manantial o
fuente.Los manantiales se forman cuando un acuicluido detiene la
circulacin descendente del agua subterrnea y la obliga a moverse
lateralmente. All donde aflora un estrato permeable aparece el
manantial.FUENTES TERMALES Y GISERESLos giseres son fuentes
termales intermitentes en las cuales las columnas de agua son
expulsadas con gran fuerza a diversos intervalos alcanzando 30-60
metros en el aire.Los giseres aparecen donde existen extensas
cmaras subterrneas dentro de las rocas gneas calientes.POZOSHacer
pozos es la forma ms comn de extraer agua subterrnea, esto se hace
taladrando en zona de saturacin.El 65% del agua obtenida de los
pozos est destinada a la agricultura, otro porcentaje a las
industrias y por ltimo para abastecimiento de casas.Cuando se
extrae agua de un pozo, el nivel fretico se reduce, este efecto se
llama descenso de nivel.POZOS ARTESIANOSEl trmino artesiano se
aplica a cualquier situacin en la cual el agua subterrnea bajo
presin asciende por encima del nivel acufero.Para que exista un
sistema artesiano debe cumplir dos condiciones:
El agua debe estar confinada a un acufero inclinado, de modo que
un extremo pueda recibir agua.Debe haber acuicludos encima y debajo
del acufero, para evitar el agua de escape. Cuando se pincha esta
capa, la presin creada por el peso del agua situada encima obligar
al agua a elevarse hasta un nivel denominado piezomtrico.
4) PROCEDENCIA DE LAS AGUAS SUBTERRNEAS Infiltracin o penetracin
de las aguas superficiales en el subsuelo, hasta llegar a una capa
impermeable sobre la cual pueden fluir o circular. Condensaciones
internas debidas al enfriamiento del aire, saturado inicialmente en
vapor de agua. O condensacin de vapores ascendentes por la corteza.
Aguas fsiles, que son aguas conservadas, mucho tiempo despus de
infiltrarse, en el interior de sedimentos. Aguas geotermales,
procedentes de aguas superficiales que profundizan y se calientan,
reascendiendo despus a favor de accidentes tectnicos. Aguas
juveniles, que se forman en profundidad y no habrn estado nunca en
superficie. 5) FACTORES QUE DETERMINAN LA INFILTRACIN DE LAS AGUAS
SUPERFICIALES:POROSIDADEs la relacin entre los espacios vacos de
una roca y el volumen total de la misma (Ve / Vt). El agua
contenida en una roca porosa y permeable puede dividirse en tres
tipos:a) Agua pelicular, que rellena las cavidades microscpicas de
la superficie de los grnulos.b) Agua de capilaridad, que queda
retenida por la tensin superficial sobre y entre los grnulos.c)
Agua gravfica, que puede fluir por gravedad entre los grnulos.Slo
el agua gravfica descender por el terreno para contribuir a la
alimentacin de las aguas subterrneas.
PERMEABILIDADSe mide por la cantidad de agua gravfica que pasa
por la unidad de seccin y por unidad de tiempo bajo una carga
determinada. Permite definir la velocidad de filtracin si la
porosidad de la roca es conocida. Las rocas poseen diferentes
valores de porosidad y permeabilidad:
(*) 1 darcy es la permeabilidad de una roca de 1 cm. de
longitud, que sometida a una presin de 1 kg/cm2, deja pasar por cm2
de superficie un volumen de 1 cm3 por segundo de un lquido de 1
poise de viscosidad.1. TIPO DE ROCASA) Rocas compactas o no porosas
con fisuras estrechas. Ej: rocas endgenas poco fisuradas que se
comportan como prcticamente impermeables acufugos.B) Rocas
compactas con fisuras anchas. Ej: calizas o dolomas carstificadas.
Hay infiltracin de las aguas por el sistema de fisuras, que se van
agradando por la accin qumica del agua acuferos crsticos.C) Rocas
porosas e impermeables. Ej: arcillas, margas y limos. Son capaces
de absorber mucha agua, pero sta no circula a travs de las rocas al
quedar retenida en el interior de los poros acuicludos.D) Rocas
porosas y permeables. Ej: arenas, gravas y areniscas poco
cementadas. Las aguas subterrneas se filtran fcilmente y se
disponen en capas acuferos detrticos.
2. HUMEDAD ATMOSFRICAEn climas ridos, al existir menor humedad,
se produce menos infiltracin que en regiones hmedas. Esto tambin
est muy relacionado con el rgimen de lluvias, de tal forma que
lluvias fuertes pero espaciadas mucho tiempo no producen apenas
infiltracin, mientras que lluvias dbiles pero continuadas originan
mucha infiltracin.3. TOPOGRAFASe produce mayor infiltracin en
terrenos llanos, que retienen mejor el agua, que en terrenos
inclinados donde el agua de escorrenta circula a mayor velocidad.4.
CUBIERTA VEGETALLa vegetacin aumenta la humedad en el suelo, porque
retiene el agua edfica mediante sus races. Tambin hacen ms poroso
el terreno, por lo que aumenta la infiltracin.
6) ACUIFEROCONCEPTO DE ACUIFEROAcufero: cualquier unidad
litolgica o capa rocosa por donde fluye el agua subterrnea. Los
acuferos descansan sobre algn sustrato rocoso impermeable y se
extienden hasta su lmite superior o nivel fretico, saturando los
poros de los materiales que ocupan: zona saturada. Por encima y
hasta la superficie est la zona de aireacin, por donde pasan las
aguas superficiales hasta llegar a la zona de saturacin del
acufero.Cuando la topografa corta el nivel fretico de un acufero el
agua escapa de ste dando lugar a fuentes y manantiales.
TIPOS DE ACUFEROS ACUFEROS LIBRES: Limitados slo inferiormente
por una capa impermeable. Si se hace un sondeo el nivel del agua en
el interior de la perforacin (nivel piezomtrico) coincide con el
nivel fretico, porque la presin del agua en estos acuferos es igual
a la presin atmosfrica.
ACUFEROS CAUTIVOS: Limitados superior e inferiormente por capas
impermeables. El agua en estos acuferos se encuentra a mayor presin
que la atmosfrica, y al efectuar un sondeo el agua asciende hasta
un nivel superior al del techo del acufero; es decir, el nivel
piezomtrico es mayor que el nivel fretico. Al hacer un sondeo en un
acufero cautivo el agua asciende hasta alcanzar el nivel
piezomtrico, hablndose de pozos artesianos. Los llamados pozos
surgentes se dan cuando el agua sale a presin al estar el nivel
piezomtrico por encima de la superficie topogrfica.
EXPLOTACINLos acuferos ms aprovechables son los que contienen
grandes volmenes de agua extrables mediante perforaciones de pozos.
Para una correcta explotacin la transmisin del agua a travs de los
pozos en ningn caso debe superar la recarga (entrada de agua al
acufero).En las reas urbanas o agrcolas donde se explotan
ampliamente las aguas subterrneas, el nivel fretico adquiere una
topografa irregular en forma de conos de depresin alrededor de los
pozos. Si la cantidad de agua extrada se mantiene ms o menos
constante el cono de depresin se estabiliza.Puede ocurrir que se
corten varios conos de depresin y, ms frecuentemente, que pozos ms
profundos vayan dejando colgadas y secas las primeras
perforaciones.Otro problema muy frecuente en las reas costeras es
la intrusin de agua marina en los pozos, debido a la
sobreexplotacin de los acuferos. En muchos puntos del litoral se ha
detectado este problema, aunque los casos ms graves se dan en
Tenerife y en Mallorca. Esto se puede corregir aumentando la
recarga de agua dulce al acufero.
CONCLUSIONES
El agua subterrnea se encuentra debajo del suelo entre grietas y
espacios que hay en la tierra, incluyendo arena y piedras. El rea
donde se acumula el agua en las grietas se llama la zona
saturada.
Los factores que influyen en la infiltracin del agua son:
Pendiente del lugar, Intensidad de la lluvia, El tipo de suelo y
Tipo de vegetacin
El agua que se infiltra es detenida por atraccin molecular como
una capa superficial sobre las partculas slidas. Esta zona se llama
cinturn de humedad del suelo.
El francs Henry Darcy demostr mediante un experimento que la
velocidad del flujo de las aguas subterrneas es proporcional a la
pendiente del nivel fretico
Los acuferos son cualquier unidad litolgica o capa rocosa por
donde fluye el agua subterrnea. Los acuferos descansan sobre algn
sustrato rocoso impermeable y se extienden hasta su lmite superior
o nivel fretico, saturando los poros de los materiales que
ocupan
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ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO
