12935014 resumen hidrogeologia nando

7/28/2019 12935014 Resumen Hidrogeologia Nando

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

Facultad de Ingeniería AgrícolaEscuela Profesional de Ingeniería Agrícola

INTRODUCCION

Fernando Huacán | Manual recopilado de Hidrogeología 1



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El agua es un elemento esencial para la vida, siendo generador principal de

toda actividad realizada por el hombre. Se calcula que el volumen total de

agua en la naturaleza es de 1,400 millones de km3. El 97,3 % de las aguas

que existen en la tierra, están en los océanos, y son saladas, y solo el 2,7 %,

corresponde a las aguas dulces. Ahora partiendo del porcentaje que existe deagua dulce, se puede decir que el 77,2 % se encuentra en los casquetes

polares, el 22,4 % está constituido por aguas subterráneas y el 0,36 %

corresponde a lagos y ríos. Por último, el agua en estado gaseoso se

encuentra en la atmósfera y representa el 0.04 % del volumen total de agua

dulce. Las aguas subterráneas alcanzan aproximadamente un volumen de

37,8 millones de km3 del total de agua disponible (1,400 millones de km3)

en la tierra. En zonas áridas, siempre el hombre ha mirado hacia los recursos

de agua subterránea para su sobrevivencia. En consecuencia es evidente

entonces la importancia de las aguas subterráneas como recurso estratégico

para la vida de la humanidad.

En el Perú, las aguas subterráneas cumplen un rol fundamental en el

desarrollo social y económico de los diferentes valles del país, utilizándose en

sus diferentes usos (poblacional, agrícola, pecuario, industrial y otros), cuya

sobreexplotación en algunos de éstos ya está ocasionando su contaminación

(intrusión marina) y en otros, su agotamiento. Teniendo en consideración lo

indicado anteriormente, a partir de 1997, la Ex - Dirección General de Aguasy

Suelos - DGAS hoy Intendencia de Recursos Hídricos, reinició los estudios

sobre Aguas Subterráneas en diferentes valles, motivado principalmente por

la desactualización de la información hidrogeológica (20 a 27 años de

desfase), ausencia de monitoreos de los acuíferos, carencia de Cartas

Hidrogeológicas (1974), Nulo modelamiento de acuíferos (sólo en Lima –

1974) y ausencia de gestión y administración de los recursos hídricos

subterráneos.

Como resultado de los Estudios Hidrogeológicos, Geofísicos y Monitoreos de

Aguas Subterráneas, actualmente la Intendencia de Recursos Hídricos del

INRENA, tiene información hidrogeológica actualizada y confiable de 29

valles, distribuidos en 17 Administraciones Técnicas de los Distritos de Riego.




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CONTENIDO 1: ¿QUÉ ES LA HIDROGEOLOGIA?

CONTENIDO 2: ¿QUÉ ES ELCICLO HIDROLOGICO?

CONTENIDO 3: LA HIDRAULICA SUBTERRANEA

CONTENIDO 4: OBRAS DE CAPTACION DE AGUAS SUBTERRANEAS:

CONTENIDO 5: DISEÑO DE POZOS

CONTENIDO 6: TEMAS COMPLEMENTARIOS

¿Qué es la Hidrogeología?

Generalidades

1.-HIDROGEOLOGIA:

La hidrogeología es la disciplina científica que estudia las aguas

subterráneas. Como todos sabemos el vapor del agua de la atmósferacuando se condensa produce la lluvia. Esta agua al caer, una parte discurre


CONTENIDO 1



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por la superficie, dando lugar a los ríos lagos y océanos y otra se infiltra. El

agua se infiltra en el terreno, discurriendo por el subsuelo y reapareciendo en

la superficie a través de manantiales, ríos o el mar.

2.- PERFIL DEL INGENIERO CON INTERES EN LA HIDROGEOLOGIA:

Las personas interesadas en el desarrollo de un programa de delimitación de

zonas de protección para pozos de abastecimiento deben de tener

fundamentos básicos de geología, hidrogeología, geofísica, hidrogeoquímica,

además de una buena cuota de buena voluntad y mucho entusiasmo.

Adicionalmente, deben de comprender las principales componentes del ciclo

hidrológico y como interactúan entre sí y con el agua subterránea. Respecto

a la geología es necesario tener conocimiento elemental de las

características de los diferentes tipos de rocas que existen en la superficieterrestre, así como referencias de los procesos y mecanismos que modifican

su composición original. También deben de tener elementos suficientes como

para determinar que tipos de acuíferos son los que explotan los pozos,

conocer la terminología relacionada con la operación y manejo de los

mismos, a fin de que sea posible realizar una evaluación y valoración de la

información disponible. En lo referente a la hidrogeoquímica, es conveniente

conocer cuales son las principales especies que pueden existir disueltas en

el agua subterránea, así como las concentraciones máximas de acuerdo con

el uso de abastecimiento a la población.

3.-INVENTARIO DE FUENTES DE AGUAS SUBTERRANEAS:

Para tener un mejor conocimiento de la situación actual, tanto de las

condiciones de los acuíferos, así como del aprovechamiento de las aguas

subterráneas, la información básica más importante son los datos obtenidos

durante el inventario de pozos y manantiales.

En esta actividad es muy recomendable no intentar ahorrar dinero en la

calidad de los datos obtenidos o en su elaboración. Casi siempre no será

posible, ni conveniente, realizar el inventario de todos los pozos existentes,

sino solamente de los más característicos. Dependiendo de los objetivos del

estudio, como promedio se considera adecuada la densidad de un punto

inventariado cada 4 cm2 del mapa base del estudio a modo de primera

aproximación. Esto equivale a un punto por Km2 para los mapas a escala

1:50.000, y a un punto cada 16 Km2 para los mapas a escala 1:200.000. El

rendimiento del técnico encargado del Inventario viene a ser de 60 a 120puntos por mes, incluyendo el tiempo necesario para pasar los datos a




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limpio. En el caso de un estudio en detalle, donde se tiene que cuantificar

con el mayor detalle posible el balance de las aguas subterráneas, será

necesario inventariar el mayor número posible de pozos y manantiales, que

permitan conocer los volúmenes de descarga artificial y natural de las aguas

subterráneas.

Durante el inventario de pozos y manantiales, los datos que se recaban y las

mediciones que se realizan en campo son las siguientes: nombre del

propietario, situación geográfica (Departamento, Municipio, Provincia,

Cantón, etc.); ubicación exacta del punto, con sus correspondientes

coordenadas y cota; uso del pozo; profundidad del nivel estático;

profundidad del nivel dinámico; caudal de producción; tiempo de bombeo;

características del pozo (profundidad, diámetro, profundidad de los filtros,

columna litológica) y conductividad eléctrica del agua.

Mediante el procesamiento de esta información y la elaboración de mapas

piezométricos, de producción y de conductividad eléctrica, inmediatamente

se puede conocer las áreas de recarga y descarga de los acuíferos, las

direcciones de flujo subterráneo, las zonas de explotación intensiva o sobre

explotación, los volúmenes de extracción en una determinada área y la

calidad de las aguas en cuanto a su mineralización. Esta información ya es

un criterio técnico importante para establecer políticas inmediatas de

aprovechamiento de las aguas subterráneas.

4. CONOCIENDO LOS ACUIFEROS:

La evaluación de las distintas facilidades existentes en el área donde nos

proponemos realizar las pruebas es el primer paso a dar para preparar el diseño.

*Información sobre el acuífero:

Debe estar disponible o investigarse convenientemente la siguiente información

sobre el acuífero

1. Profundidad hasta el acuífero, espesor del mismo, así como los cambios en su

configuración en el área que va a ser sometida a la prueba.

2. Planos o mapas de las discontinuidades del acuífero causadas por cambios en la

litología o por la presencia de ríos y lagos.

3. cálculos y estimados de todas las propiedades hidráulicas pertinentes del

acuífero y de las rocas adyacentes realizados por los medios disponibles. Si se




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sospecha la presencia de capas semiconfinantes esto debe tenerse en cuenta al

analizar los resultados de las pruebas.

PROPOSITOS DE LA EVALUACION EN EL LUGAR:

a) Describir el acuífero, el pozo de control y los pozos de observación con el detalle

suficiente, que permitirá enfocar correctamente su análisis.

b) Suministrar una base firme para predecir el valor relativo de los resultados de las

pruebas teniendo en cuenta las facilidades existentes y llamar la atención sobre las

posibles deficiencias en la localización de los pozos de observación y en otros

aspectos.

Si la evaluación previa del lugar, indica que éste tiene características que se

desvían notablemente de las que se suponen al deducir las fórmulas de pozo

existentes, el lugar debe descartarse como zona de prueba.

5.-CONOCIENDO ALGUNOS OTROS CONCEPTOS IMPORTANTES

1. Flujo en medio poroso.- Principios que lo rigen. Ley de Darcy (rango de

validez). Flujos laminar y turbulento. Ecuación de continuidad. Flujo

uniforme y variable. Flujo libre y bajo presión. Flujo radial hacia pozos.

2. Tipos de acuíferos. Libres, confinados y semi-confinados. (Características

y propiedades). Oscilación del nivel hidráulico (causas). Coeficiente de

almacenamiento. Sensibilidad barométrica.

3. Hidrodinámica. Curvas equipotenciales (isofreáticas o isopiezas),construcción y propiedades. Red de flujo, elaboración y clasificación por

su forma en planta y perfil. Identificación de ámbitos de recarga y de

descarga. Interpretación hidrodinámica cualitativa y cuantitativa.

4...Determinación de parámetros hidráulicos. Transmisividad,

permeabilidad, porosidad y almacenamiento. Métodos empíricos, de

laboratorio y de campo. Trazadores. Ensayos de bombeo (métodos de

equilibrio y de variación, a caudal constante y variable). Ensayos de

depresión y de recuperación. Características del pozo de bombeo y de

observación. Ensayos en acuíferos libres, confinados y semiconfinados.




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Interpretación. Validez de los resultados. Ventajas y limitaciones de los

diferentes métodos.

5. Hidroquímica. Propiedades de la molécula de agua. Incorporación de

elementos en solución (diferentes procesos). Composición de la corteza,

del agua de mar y del agua de lluvia. Sales aportadas por las rocas(ígneas, metamórficas, sedimentarias). Índice de solubilidad. Movilidad

iónica. Zonaciones (tipos). Relaciones iónicas e índices hidroquímicos.

¿Qué es el ciclo hidrológico y reservorio acuífero?

Desarrollo

6.- EL CICLO HIDROLOGICO

Podemos pensar el ciclo hidrológico como una serie de reservas, o áreas de

almacenamiento, y una serie de procesos que causan que el agua se mueva entreestas reservas. Las reservas más grande, de lejos, son los océanos, que contienen

aproximadamente un 97% del agua de la Tierra. El 3% restante es el agua dulce,

tan importante para nuestra sobrevivencia. De ésta, aproximadamente 78% está

almacenada en la Antártica y en Groenlandia. Aproximadamente 21% de agua

dulce en la Tierra es agua almacenada en sedimentos y rocas debajo de la

superficie de la tierra. El agua dulce que vemos en los ríos, arroyos, lagos y en la

lluvia constituye menos del 1% del agua dulce de la Tierra y menos que el 0.1%

de toda el agua de la Tierra.


CONTENIDO 2



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El ciclo hidrológico. Las flechas indican el volumen del agua queviaja de una reserva a otra.

7.-FORMACIONES GEOLOGICAS (ACUIFEROS, ACUICLUDOS ACUIFUGOS,ETC)

INTRODUCCION:Un acuífero es un almacén geológico a mayor profundidad, en el que se deposita el

agua que puede ser bombeada posteriormente. En el primer caso el agua forma

parte de un suelo que no está saturado, mientras que en el segundo, los acuíferos

se encuentran saturados o muy cerca de saturación.

Si no existe una capa impermeable entre el acuífero y la superficie del suelo, el

acuífero se llama no confinado, libre o freático; la superficie libre del agua o




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nivel freático, en este tipo de acuíferos está en equilibrio con la presión atmosférica.

Un acuífero entre estratos de suelo de baja permeabilidad o totalmente

impermeable, se conoce como acuífero confinado, artesiano o brotante, y

comúnmente la presión del agua entre ambos estratos es superior a la presión

atmosférica. Otro tipo de acuífero, con características similares a los acuíferoslibres, es el acuífero colgado: depósito que se encuentra sobre un estrato

impermeable o semipermeable cercano a la superficie, siendo su reserva de agua

de una menor magnitud.

El material presente en un acuífero puede estar compuesto de diversos depósitos

como arenas, gravas, limos y arcillas; o también por formaciones geológicas talescomo roca fracturada y/o fisuras provocadas por fallas, o material calcáreo (caliza)

con grietas producto de disolución.

8.- CONCEPTOS SOBRE DISTINTOS TIPOS DE ACUIFEROS:

ACUIFERO.- Son Las formaciones geológicas en que se acumula el agua

subterránea y que son capaces de cederla. Los acuíferos sirven como conductos de

transmisión y como depósitos de almacenamiento. Como conductos de transmisión

transportan el agua subterránea de las áreas de recarga, hacia lagos, pantanos,

manantiales, pozos y otras estructuras de captación. Como depósitos dealmacenamiento, los acuíferos actúan suministrando agua de sus reservas para ser

utilizada cuando la extracción exceda a la recarga y, a la vez, almacenando agua

durante los períodos en que la recarga resulta mayor que la extracción.

los acuíferos se caracterizan por ser permeables al agua, es decir, por permitir el

paso de ésta a través de ellos; pero, junto a los acuíferos propiamente dichos,

aparecen otras formaciones geológicas que reciben nombres de acuerdo con sus

posibilidades de contener agua y de permitir su circulación, tales como: los

acuicludos o acuicierres, los acuitardos y los acuífugos .

ACUICLUDOS (del latín claudere = cerrar).- son formaciones geológicas

impermeables que contienen agua, pero que no la transmiten, haciendo de este

modo imposible su explotación. En este caso están las arcillas, que a pesar de

contener enormes cantidades de agua (en muchos casos, más de 50% de su

volumen) no la drenan por gravedad ni la dejan pasar; por consiguiente, no son

aptas para la construcción en ellas de captaciones de agua subterránea.




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ACUITARDOS.- (del latin tardare = retardar) son formaciones geológicas

semipermeables que, conteniendo agua en gran cantidad, la trasmiten muy

lentamente, por lo que en estas formaciones tampoco resulta adecuado emplazar

captaciones; no obstante, en determinados casos, la presencia de un acuitardo

puede proporcionar a un acuífero que esté en contacto con él, una recarga verticalque puede llegar a ser importante. Las arcillas limosas y arenosas son formaciones

que pueden comportarse como acuitardos.

ACUIFUGOS.- (del latín fugere = huir) son aquellas formaciones geológicas

impermeables que no contienen agua ni la pueden transmitir, tales como, por

ejemplo, los macizos rocosos no alterados.

9.-CLASES DE ACUÍF EROS: CONFINADO Y LIBRES SEMICONFINADO.

De acuerdo con el grado de confinamiento de las aguas que contienen, los acuíferos

pueden clasificarse en cuatro tipos:

a) Acuíferos libres, freáticos o no confinados.

b) Acuíferos confinados o artesianos

c) Acuíferos semiconfinados (leaky aquifers)

d) Acuíferos semilibres.

Los acuíferos libres son aquellos en que el agua subterránea presenta una superficie

libre, sujeta a la presión atmosférica, como límite superior de la zona de saturación.

Esta superficie libre se conoce como superficie freática y el nivel a que ella se eleva,

respecto a otro de referencia, nivel freático. Está formado en general por un estrato

permeable parcialmente saturado de agua que yace sobre otro estrato

impermeable o relativamente impermeable. En la mayoría de los casos existe

solamente un nivel freático, pero en algunos casos, a causa de la presencia de

acuicierres o acuitardos de pequeñas dimensiones relativas, pueden existir

acuíferos que se denominan acuíferos colgados con niveles freáticos adicionales,

tales como aparecen en la figura 1.1.




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En algunos acuíferos libres compuestos de partículas finas el drenaje por gravedad

de los poros con frecuencia puede que no sea instantáneo y, en ese caso, el

acuífero entrega el agua un cierto tiempo después de que el nivel freático baja en el

mismo. A este tipo de acuífero se les denomina libres con entrega retardada.

En los pozos perforados en este tipo de acuífero, el agua se eleva hasta el nivelfreático. Los acuíferos confinados o artesianos son formaciones geológicas

permeables, completamente saturadas de agua, confinadas entre dos capas o

estratos impermeables o prácticamente impermeables (una inferior y otra superior).

En estos acuíferos, el agua está sometida, en general, a una presión mayor que la

atmosférica y al perforar un pozo en ellos, el agua se eleva por encima de la parte

superior (techo) del acuífero hasta un nivel que se denomina nivel piezométrico. La

superficie imaginaria que representa la carga piezométrica en los distintos puntos

del acuífero se conoce como superficie piezométrica. En algunos casos, la superficie

piezométrica puede estar por encima del nivel del terreno natural, por lo que un

pozo perforado en el lugar fluirá solo, como si fuera un manantial. Los acuíferos

confinados se nombran también artesianos, a causa de que en la región francesa de

Artois fue el primer lugar donde se perforaron pozos profundos en acuíferos

confinados, alrededor del año 1750. Originalmente, el término artesiano se aplicaba

solamente a los pozos fluyentes, pero en la actualidad, la palabra se aplica a

cualquier pozo perforado en un acuífero confinado.




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Fig. Acuífero libre y acuífero confinado

En la figura 1.2 puede apreciarse la representación esquemática de un corte

geológico que muestra un acuífero libre y uno confinado en la misma zona.

Los acuíferos semiconfinados son acuíferos completamente saturados sometidos a

presión que están limitados en su parte superior por una capa semipermeable

(acuitardo) y en su parte inferior por una capa impermeable (acuicierre o acuífugo)

o también por otro acuitardo. En este tipo de acuífero, la disminución de la carga

piezométrica originada por el bombeo, por ejemplo, inducirá un flujo vertical del

agua contenida en el acuitardo, que actuará como recarga del acuífero. Las

características del acuitardo confinante en un acuífero semiconfinado son tales que

puede ignorarse la componente horizontal del flujo en el acuitardo.

Los acuíferos semilibres representan una situación intermedia entre un acuífero

libre y uno semiconfinado. En este caso, la capa confinante superior es un estrato

semipermeable o acuitardo, de características tales que la componente horizontal

del flujo no puede ignorarse.

Kruseman y De Ridder, partiendo de considerar los acuíferos apoyados en una capa

impermeable, especifican que el tipo de acuífero queda determinado por el carácter

de la capa confinante superior y presentan el cuadro que aparece en la tabla 1.1

como instrumento para caracterizar los acuíferos




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Se define como acuífero a la roca o sedimento que pertenece parcial o totalmente a

una o a varias formaciones, suficientemente permeable y saturada de agua para

transmitirla en cantidades económicas hacia pozos o manantiales. El término

acuicludo se refiere al material geológico saturado de agua que es incapaz detransmitir cantidades significativas de agua bajo gradientes hidráulicos normales;

es decir, no produce cantidades económicas de agua hacia pozos. Un término de

acuñación posterior es el de acuitardo, para referirse a estratos de rocas o

sedimentos con permeabilidades bajas, capaces de transmitir agua en cantidades

significativas para estudios regionales de aguas subterráneas, pero sin la

posibilidad de emplazar pozos de producción en ellos.

De estas tres definiciones, es común que dentro de una secuencia

hidroestratigráfica, se manejen los términos de acuífero y acuitardo, como parte del

sistema de agua subterránea, dejando únicamente para el basamento del sistema

el término acuicludo. Otro aspecto importante de denotar, es que las definiciones

de acuífero y acuitardo que se manejan en el ámbito mundial, son imprecisas con

respecto a la conductividad hidráulica del material geológico del subsuelo; esto

significa que son definiciones en el más amplio sentido de la palabra, es decir,

relativos a un marco de referencia. Por ejemplo, en una secuencia interestratificada

de arenas y limos, el material más fino representará a los acuitardos; pero si lasecuencia corresponde a limos y arcillas, ahora el acuitardo será el material

arcilloso.

Se identifica como un acuífero confinado, al acuífero que le subyace y sobreyace

material geológico de conductividad hidráulica significativamente baja, consistentes




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en acuicludos (Figura II.1). Una característica común de los acuíferos confinados es

que el nivel del agua en los pozos usualmente está por arriba del techo del acuífero.

De la definición de acuífero confinado, se deriva el hecho de que existan pozos

artesianos, que si rebasan el nivel del terreno, se denominan pozos brotantes. Sin

embargo, es conveniente señalar que el hecho de tener pozos brotantes nonecesariamente significa que se tenga un acuífero confinado, como se verá en el

apartado siguiente.

Figura .- Esquema de un acuífero confinado Un acuífero libre se caracteriza por tener en su base un acuicludo o acuitardo y en

su parte superior, el límite será su propio nivel freático (Figura II.2). Por lo tanto,

estos tipos de acuíferos son sistemas con espesor saturado variable, debido a lasfluctuaciones del nivel freático. Este tipo de acuíferos presenta ciertas

características diferentes a los confinados, como es el tener la capacidad de ceder

volúmenes mayores de agua por abatimiento unitario de la carga hidráulica.

Asimismo, tiene la desventaja de tener un alto nivel de susceptibilidad a la

contaminación de substancias tales como: productos agroquímicos utilizados en la

agricultura o la lixiviación de desechos tóxicos. En la Figura II.3, se presenta un

perfil de la distribución del agua en el subsuelo.




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Figura .- Esquema de un acuífero libre o no confinado Se denomina acuífero semiconfinado, al que se encuentra limitado en su parte

superior por un acuitardo y en su porción inferior por un acuitardo o acuicludo. Este

tipo de acuífero es un caso especial de acuífero confinado, ya que los acuitardos

que lo limitan verticalmente, permiten el desplazamiento de agua subterránea, ya

sea en dirección ascendente o descendente. Bajo condiciones de equilibrio, el nivel

del agua en un pozo, puede coincidir con el nivel freático o diferir, dependiendo de

las condiciones de recarga o descarga y de la presión litoestática suprayacente.

Figura 1 Esquema de la distribución del agua subterránea en el perfil del subsuelo

10.-PROPIEDAES MÁS IMPORTANTES DE LOS ACUIFEROS En el comportamiento hidráulico de los acuíferos pueden distinguirse diversas

propiedades que se describen a continuación y que se utilizan para caracterizar

dicho comportamiento y establecer sus leyes.

1. CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA.-

En general puede decirse que la velocidad U con que circula el agua subterránea es

proporcional a una potencia del gradiente hidráulico I, multiplicada por una

constante de proporcionalidad denominada conductividad hidráulica.

La conductividad hidráulica representa la mayor o menor facilidad con que el medio

deja pasar el agua a través de él por unidad de área transversal a la dirección del

flujo. Tiene las dimensiones de una velocidad (L T-1) y modernamente se distinguen




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dos tipos: la conductividad hidráulica darciana o lineal, KD y la

conductividad hidráulica turbulenta, KT.

Figura 2 Valores Típicos de conductividad hidráulica

2. La TRANSMISIBILIDAD O TRANSMISIVIDAD.- es el producto del espesor

saturado del acuífero m y la conductividad hidráulica. Tiene las dimensiones L2 T-1 ,

y lógicamente se distinguirán dos tipos: la transmisibilidad darciana o lineal, TD

(TD=m KD) y la transmisibilidad turbulenta, TT (TT = m KT).

Diversos experimentos han demostrado que la conductividad hidráulica darciana nosólo depende de las características del medio, sino también de las del fluido (su

viscosidad y peso específico) por lo que se estableció una relación entre KD, las

propiedades del fluido y una característica intrínseca del medio que es

independiente del fluido que circula a través de él. Esa característica se denomina

(permeabilidad intrínseca o geométrica y se representará por el símbolo k. La

ecuación que relaciona KD con k se puede expresar como:

y también:

donde:




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Facultad de Ingeniería AgrícolaEscuela Profesional de Ingeniería Agrícola, peso específico absoluto del fluido

, viscosidad dinámica del fluido

g, aceleración de la gravedad

n, viscosidad cinemática del fluido

3.-COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO.- que se representará por el símbolo, E,

como el volumen de agua que puede ser liberado por un prisma vertical del

acuífero, de sección unitaria y de altura igual a su espesor saturado, cuando se

produce un descenso unitario de la carga hidráulica (del nivel piezométrico o del

nivel freático). De esta definición se deduce que el coeficiente de almacenamiento

es adimensional. El concepto fue introducido en la Hidráulica Subterránea en 1935

por C.V. Theis.

Figura 3 Almacenamiento Específico o Coeficientede Almacenamiento Elástico (Ss)

En el caso de los acuíferos confinados, el agua liberada procede de los efectos

mecánicos de la compresión del cuerpo del acuífero y del agua. En el caso de los

acuíferos libres o freáticos, ignorando los efectos relativamente pequeños que

puede introducir la elasticidad del acuífero, resulta claro que el coeficiente de

almacenamiento es equivalente, a la llamada:

4. POROSIDAD EFECTIVA.- ya que en ambos casos resulta ser la cantidad de agua

que puede ser extraída por gravedad de una unidad de volumen del acuífero

saturado.




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Tanto para acuíferos confinados como para acuíferos libres las propiedades a

considerar y determinar serían cualesquiera de los tres tríos:

k, C y E

KD, KT y E TD, TT y E

Ya que las ecuaciones de transformación de que se dispone permiten calcular todo

el conjunto si se tienen los valores de uno cualquiera de los tríos.

Figura 4 Granulometría homogénearedondeada – porosidad alta.

Figura 5 Granulometría homogénea

redondeada cuya porosidad hadisminuido por cementación de susintersticios con materias minerales.

Figura 6 Granulometría heterogénea

redondeada – porosidad baja.

Para el análisis de acuíferos semiconfinados es necesario tener en cuenta dos

nuevas propiedades, la resistencia hidráulica y el factor de goteo.

Figura 7 Granulometría homogénea




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angular – porosidad media.

Figura 8 Granulometría heterogéneaangular – porosidad muy baja.

Figura 9 Granulometría homogénea yelementos que a su vez son porosos– porosidad muy alta.

Tipos de Porosidad por Origen Porosidad primaria: es la porosidad que estápresente cuando la roca se forma.

Figura 10 Roca porosa portextura vesicular(pueden no estar

conectados)

Porosidad secundaria: es la porosidad que se desarrolla luego, como resultado dedisolución o fracturamiento.

Figura 11 RocaPorosa por disolución

Figura 12 Roca porosa




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por fracturasy planos de estratificación

Sistemas de Porosidad

Porosidad única (A): porosidad sólo se debe a fracturas, pues la matriz es

impermeable.Microfisuras (B): porosidad debido a fracturas principales y a un sistema denso demicrofisuras, lo cual incrementa la porosidad de la matriz de la roca.Porosidad doble (C): coexisten dos tipos de porosidad, la primaria o matriz porosa(por ejemplo la roca arenisca) y la secundaria o fracturas.

5. LA RESISTENCIA HIDRÁULICA.- representada por el símbolo C', es una medidade la resistencia que ofrece la capa confinante al flujo en dirección vertical, y sedefine por la relación entre el espesor saturado del acuitardo, m' y su conductividadhidráulica darciana vertical, K'D, o sea que:

Las dimensiones de la resistencia hidráulica son las del tiempo. Si el acuífero es

confinado, el acuitardo se convierte en acuicierre y C' =

6. EL FACTOR DE GOTEO.- (leakage factor) representado por el símbolo B, tiene

las dimensiones de una longitud y está definido por la ecuación:

Los valores altos de B indican una gran resistencia al flujo del acuitardo confinante

en comparación con el acuífero, lo que implica una pequeña influencia relativa en la

recarga del acuífero a partir del acuitardo.

En el análisis de acuíferos libres con entrega retardada o semilibres, es necesario

tener en cuenta el llamado:

7. FACTOR DE DRENAJE.- D, que está definido por la ecuación:




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donde: , inverso del índice de retraso de Boulton (1/ ).

Sy, volumen total de entrega retardada procedente del almacenamiento, por unidad

de abatimiento por unidad de área horizontal. (Rendimiento específico después de

un tiempo grande de bombeo)

8. PERMEABILIDAD.- También denominada Conductividad Hidráulica (K). Se define

como el volumen de agua que circula a través de una sección unitaria de suelo, en

un tiempo unitario, bajo un gradiente hidráulico también unitario. La permeabilidad

se mide en unidades de longitud por tiempo (m/día, cm/h). Este parámetro esafectado directamente por la textura del suelo y por la densidad y viscosidad del

agua subterránea. El tipo de partículas, su arreglo y en último término la porosidad

que generan, influye directamente en el movimiento del agua en el suelo, es decir,

en los valores de K.

9.ESPESOR DEL ACUÍFERO.-Corresponde a la distancia que existe entre el estrato

impermeable y el nivel freático en acuíferos libres, siendo variable - en función de

los cambios del nivel freatico - de pocos metros a decenas de metros de magnitud.

En acuíferos confinados y semiconfinados, corresponde a la distancia que existeentre los estratos impermeables que lo encierran, en este caso el valor es constante

y puede variar en órdenes de magnitud de unos pocos metros, a cientos o miles de

metros.

10. TRANSMISIVIDAD.-Es el producto de la conductividad hidráulica promedio (K),

y el espesor de un acuífero (H). Se expresa en la ecuación siguiente:

T= K x H ecuación 1

En consecuencia, la transmisividad corresponde al caudal que circula por una

sección de área unitaria, bajo un gradiente hidráulico unitario y en un espesor de

acuífero unitario. Las dimensiones en este caso son de longitud2 /tiempo (m2/día).

11. COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO.-

Volumen de agua entregado por el acuífero, en una sección de área horizontal de

éste, por cada metro de descenso en el nivel piezométrico. En acuíferos confinadosel valor de S se obtiene a partir de la siguiente relación:




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S =h Ax

V

∆

∆ecuación 2

Donde:

S : Almacenamiento, adimensional∆V : Volumen de agua aportado, m3

A : Area horizontal del acuífero, m2

∆h : Cambios en la altura piezométrica, m

El coeficiente de almacenamiento en acuíferos confinados se encuentra

normalmente en rangos de 10-6 ≤ S ≤ 10-4. El mismo parámetro, pero esta vez en

acuíferos no confinados o libres, está controlado por la altura piezométrica, que en

este caso está determinada por el nivel que alcance la napa freática; es decir, al

analizar la ecuación 1, la disminución de un metro de la altura piezométrica (∆h) en

el acuífero libre, corresponde a la disminución de 1 m de la napa freática.

El coeficiente de almacenamiento en acuíferos no confinados se conoce,

comúnmente, como rendimiento específico y sus valores se encuentran

normalmente en rangos de 0.2 ≤ S ≤ 0.3.

12. COMPRESIBILIDAD.- La compresibilidad es el inverso del módulo de

elasticidad, por lo que refleja la cantidad de deformación de un volumen

representativo del material poroso cuando es afectado por un esfuerzo. Aunque

existen varios tipos de compresibilidad: i) uno para la fase sólida del medio, ii) otro

para el medio poroso incluyendo los espacios vacíos y iii) otra para el acuífero; la

primera es mínima, por lo que generalmente se desprecia. La compresibilidad del

medio poroso, incluyendo los espacios vacíos, se define como el porcentaje de

cambio en el volumen total del medio poroso dividido por el cambio en el esfuerzo

efectivo que causa la deformación.

Es posible definir la compresibilidad del acuífero como el porcentaje de cambio en el

espesor del acuífero, dividido por el cambio en el esfuerzo efectivo.

13. DENSIDAD.- La densidad es la última de las propiedades físicas de los

acuíferos que se analizará. Por definición, la densidad volumétrica (ρb) es la masa

seca por unidad de volumen (incluyendo los espacios vacíos) del medio poroso

inalterado. En depósitos no consolidados, la densidad volumétrica estará

establecida por su mineralogía y por la cantidad de espacios vacíos (porosidad) de




[ A ñ o ]



la muestra. La densidad de la fase sólida (ρs) está definida como la masa seca de

sólidos por unidad de volumen de sólidos.

14. CAPILARIDAD.-La capilaridad es la elevación o depresión de la superficie de

un líquido en la zona de contacto con un sólido, por ejemplo, en las paredes de untubo. Este fenómeno es una excepción a la ley hidrostática de los vasos

comunicantes, según la cual una masa de líquido tiene el mismo nivel en todos los

puntos; el efecto se produce de forma más marcada en tubos capilares, es decir,

tubos de diámetro muy pequeño. La capilaridad, o acción capilar, depende de las

fuerzas creadas por la tensión superficial y por el mojado de las paredes del tubo. Si

las fuerzas de adhesión del líquido al sólido superan a las fuerzas de cohesión

dentro del líquido, la superficie del líquido será cóncava, el líquido subirá por el

tubo, es decir, ascenderá por encima del nivel hidrostático. Este efecto ocurre por

ejemplo con agua en tubos de vidrio limpios. Si las fuerzas de cohesión superan a

las fuerzas de adhesión, la superficie del líquido será convexa y el líquido caerá por

debajo del nivel hidrostático. Así sucede por ejemplo con agua en tubos de vidrio

grasientos (donde la adhesión es pequeña) o con mercurio en tubos de vidrio

limpios (donde la cohesión es grande). La absorción de agua por una esponja y la

ascensión de la cera fundida por el pabilo de una vela son ejemplos familiares de

ascensión capilar. El agua sube por la tierra debido en parte a la capilaridad, y

algunos instrumentos de escritura como la pluma estilográfica (fuente) o el

rotulador (plumón) se basan en este principio.

Hidráulica subterránea

Desarrollo

11. FLUJO SUBTERRÁNEO, LEY DE DARCY, CLASES DE FLUJOS

SUBTERRÁNEOS.-


CONTENIDO 3



[ A ñ o ]



El agua subterránea, como todo fenómeno, se rige bajo leyes físicas que gobiernan

su comportamiento; por tanto, es posible que estos procesos se describan

matemáticamente, comúnmente a través de ecuaciones diferenciales. En este caso,

la ecuación de flujo que gobierna el movimiento del agua subterránea se obtieneacoplando las ecuaciones de Darcy y de continuidad.

Flujo saturado en estado estacionario. Considérese un volumen unitario de

medio poroso como el que se muestra en la Figura II.4, el cual se conoce como

volumen de control elemental o volumen elemental representativo (VER). Por otra

parte, la ley de la conservación de la masa para flujo en estado estacionario en un

medio poroso saturado requiere que el volumen de flujo (masa) de entrada al VER

sea igual al volumen de flujo (masa) de salida. La ecuación de continuidad

representa esta ley a forma matemática como:

Donde:

ρ = densidadv = velocidad de Darcy en las direcciones x, y, z

Figura II.4.- Volumen experimental representativo para el flujo a través de un medioporoso

Mediante un análisis dimensional se observa que el término ρv tiene dimensiones

de masa que cruza un área unitaria transversal del VER. Si el fluido es

incompresible, es decir ρ(x, y, z) = constante, por lo tanto pueden removerse de la

ecuación anterior. Asimismo, si el fluido es compresible, o sea ρ(x, y, z) ≠ constante,

puede verse que el término ρδvx/δx es mucho más grande que vx δρ /δx.

Esta expresión matemática también se conoce como la ecuación de Laplace. La

solución de la ecuación anterior es una función de h (x, y, z), que describe el valor

de la carga hidráulica en cada uno de los puntos del campo de flujo tridimensional.Utilizando esta ecuación para encontrar la carga hidráulica de un sistema de aguas




[ A ñ o ]



subterráneas, lo que se obtiene es un mapa de equipotenciales, que si se le

incorporan las líneas de flujo, se obtendrá una red de flujo del agua subterránea.

Flujo saturado en estado transitorio. La ley de la conservación de la masa para

flujo transitorio para un medio poroso saturado requiere que la cantidad de flujoneto que entra al ver sea igual al tiempo del cambio del flujo almacenado dentro del

VER. Por lo tanto, la ecuación de continuidad toma la forma siguiente:

El primer término del lado derecho de la ecuación es la cantidad de masa de agua

producida por la expansión del agua bajo un cambio en la densidad. El segundo

término es la cantidad de masa de agua producida por la compactación del medio

poroso como un reflejo en el cambio de su porosidad.

El primer término está controlado por la compresibilidad del fluido (β) y el segundo

por la compresibilidad del acuífero (α). También se sabe que los cambios en α y η

son producidos por un cambio en la carga hidráulica y que el volumen de agua

producido por los dos mecanismos cuando la carga hidráulica disminuye

unitariamente es el almacenamiento específico Ss y que Ss= ρ g (α + η β). La

cantidad de masa de agua producida (cantidad de tiempo de cambio de

almacenamiento de flujo de masa) es ρ Ss δh/δt.

12. LEY DE DARCY.- El movimiento del agua en le interior de los materiales

geológicos se mide con la Ley de Darcy. Esta fórmula puede aplicarse a los

movimientos de un líquido dentro de un sólido permeable, así vemos que se puede

aplicar tanto a las aguas subterráneas como a los almacenes de petróleo.




[ A ñ o ]



Q = caudal quepasa a través deuna sección delacuíferok = permeabilidad

A = área de lasección deacuíferoconsiderada

i = gradienteo potencialhidráulico

i = H/L (verdibujo)

Algunos de los métodos que se utilizan para la definición de zonas de protección de

pozos requieren de la definición de sistemas de flujo de agua subterránea, mientras

que otros consideran el punto de vista de acuífero. El concepto de acuífero se utilizapara estar en condiciones de aplicar diversas ecuaciones para comprender el flujo

bidimensional del agua subterránea. El punto de vista de sistemas de flujo incorpora

la definición de zonas de recarga, tránsito y descarga, en un esquema

tridimensional. Ambos conceptos son útiles, pero es necesario comprender sus

diferencias y analogías. En México no es común el análisis de problemas

relacionados con el agua subterránea utilizando el concepto de sistemas de flujo.

Por esta razón, antes de relacionar los sistemas de flujo de aguas subterráneas y

acuíferos, es necesario resumir aspectos importantes de la teoría de los sistemas de

flujo de aguas subterráneas y rasgos indicadores de flujo.

Los diferentes sistemas de flujo del agua subterránea propuestos por Tóth (1963) ysus componentes que los caracterizan son los siguientes:

- Sistema de flujo local. Son sistemas de flujo que tiene su área de recarga en

un alto topográfico y el área de descarga en un bajo topográfico adyacente, es

decir, localizados uno al lado del otro.

-Sistema de flujo intermedio. Es el sistema de flujo en el que sus zonas de

recarga y descarga, no son adyacentes, ni tampoco ocupan las elevaciones más




[ A ñ o ]



altas y bajas de una cuenca; pero sus zonas de recarga y descarga están separadas

por uno o más altos o bajos topográficos.

-Sistema de flujo regional. Se considera sistema de flujo regional, aquél que su

zona de recarga ocupa el parteaguas subterráneo y su zona de descarga se sitúa en

el fondo de la cuenca.

• Área de flujo vertical descendente (zona de recarga). Es la porción de

una red de flujo en el que la dirección del agua subterránea se aleja del

nivel

• Área de flujo horizontal (zona de transición lateral). Es donde el

movimiento ocurre horizontalmente, en forma aproximadamente paralela

al

• Área de flujo vertical ascendente (zona de descarga). Es la porción deuna red de flujo en el que la dirección del agua subterránea se acerca al

nivel

Figura II.7.- Diagramas esquemáticos de zonas de: a) flujo lateral, b) descarga y c)recarga En cuencas con materiales geológicos isótropos homogéneos, la topografía puede

crear sistemas complejos de flujo de agua subterránea; pero la única ley inmutable

es que los terrenos topográficamente altos son áreas de recarga y lostopográficamente bajos se consideran áreas de descarga. Para la mayoría de las




[ A ñ o ]



configuraciones topográficas más comunes, la línea media de los sistemas de flujo

se localizan más cerca de los valles que de las partes topográficamente altas

(Freeze y Witherspoon, 1967). Con base en esta experiencia, una carta

hidrodinámica tendrá al área de descarga en un 5 a 30% de la superficie total de

una cuenca (Freeze y Cherry, 1979).

Aunque la heterogeneidad y la anisotropía modifican los detalles del patrón de flujo

(Freeze y Witherspoon, 1967), las propiedades básicas de la geometría del flujo

permanecen sin cambio bajo estas condiciones (Tóth, 1970). La heterogeneidad

geológica es de gran importancia debido a que puede tener un efecto profundo

sobre el flujo de agua subterránea regional y afectar: i) la interrelación entre

sistemas locales y regionales; ii) el patrón superficial en zonas de recarga y

descarga; y iii) el volumen de flujo descargado a través de los sistemas.

Los rasgos superficiales relacionados con el flujo del agua subterránea incluyen

todas las observaciones de campo que son útiles para averiguar la ocurrencia del

flujo subterráneo. De ahí que el entendimiento de tal ocurrencia requiera del

conocimiento de la naturaleza de los “afloramientos” de aguas subterráneas

(Meyboom, 1966), o sea, los rasgos indicadores de sistemas de flujo. Los trabajos

de Meyboom (1966, 1967), Tóth (1966, 1972), Mifflin (1968) y Ophori y Tóth,

(1989b) muestran la gran relación que existe entre la descarga y recarga del agua

subterránea y los fenómenos naturales que ocurren en el campo. Por lo tanto, unode los principales objetivos de campo consiste en estimar el patrón de flujo del agua

subterránea, tanto como las manifestaciones o indicadores de campo lo permitan

Ophori y Tóth, (1989).

Los rasgos observados en campo pueden ser producto del agua superficial,subterránea o una conjugación de ambas. Por consiguiente, es evidente que áreasdonde el agua subterránea se mueve hacia la superficie terrestre, poseerán mayorhumedad por arriba de la zona saturada, a diferencia de las áreas donde el aguasubterránea se aleja de la superficie terrestre. Consecuentemente, áreas de

movimiento ascendente del agua subterránea (áreas de descarga) estaráncaracterizadas por Ophori y Tóth, (1989):

• manantiales• filtraciones o “lloraderos”• niveles freáticos someros• pozos brotantes• aguas con alta conductividad eléctrica

• altos índices de sólidos totales disueltos• freatofitas• precipitación de sales• cosechas “quemadas”• arenas movedizas




[ A ñ o ]



• exceso de humedad

• algunos tipos de construcciones hechas por el hombre, aprovechandoesas circunstancias

13. CLIMA. Los principales factores climatológicos que afectan ciertos parámetros

del régimen del agua subterránea son la precipitación, la temperatura del aire y la

evapotranspiración actual. Por lo tanto, dentro de una región con una topografía y

geología dadas, el balance entre la recarga y descarga atmosférica determina la

configuración del nivel freático, que es el límite superior de la región de flujo del

medio de saturación; por lo tanto, los factores mencionados son los que controlan el

desarrollo del patrón de flujo.

En regiones con un exceso de precipitación, el nivel freático será una replica más

exacta de la topografía, resultando en un máximo de diferencia del flujo potencial,

en cambio en áreas con precipitación deficiente, el relieve del nivel freático es

menos acentuado, habiendo una menor diferencia de potencial de flujo y bajo

número de sistemas de flujo local.

14. MEDICIONES PIEZOMÉTRICAS.- El indicador más directo para determinar los

sistemas de flujo del agua subterránea es la medición de cargas hidráulicas a

diferentes profundidades. Rigurosamente, una superficie potenciométrica es el

resultado de la configuración de la carga hidráulica de un acuífero confinado y sólo

es válida para flujo horizontal, en acuíferos horizontales. Por lo tanto, la condición

de flujo horizontal sólo se encuentra en acuíferos con conductividad hidráulica

mucho más elevada que la de capas confinantes asociadas (Freeze y Cherry, 1979).

Lo anterior significa que si un plano potenciométrico se configura a partir de datos

obtenidos de pozos con diferentes profundidades, la superficie obtenida es un

compuesto de mediciones de potencial (Domenico, 1972). Esto sucede en la

realidad, cuando se presentan componentes de flujo vertical, como se muestraesquemáticamente en la Figura II.8, modificada de Mifflin (1968).




[ A ñ o ]



Figura II.8.- Esquema de un sistema de flujo representado con información deniveles estáticos medidos en pozos a diferentes profundidades

- MANANTIALES. Los manantiales son indicadores de campo en la búsqueda de

zonas de descarga de sistemas de flujo. Adicionalmente, con base en las

características físicas y químicas de los manantiales y su localización dentro del

ambiente hidrogeológico, es posible definir el sistema de flujo al que pertenecen.

-POZOS BROTANTES. Los pozos brotantes, como su nombre lo indica, son

aprovechamientos con su nivel piezométrico por arriba del terreno, por lo tanto son

surtidores naturales de agua subterránea, su presencia es un claro rasgo de una

zona de descarga. Los principales factores que controlan la presencia de un pozo

brotante son la topografía y el ambiente geológico.

Una vez establecidas las bases de los sistemas de flujo, se analizará cuales son las

relaciones entre ellos y los acuíferos. El punto de vista acuífero se basa en el

concepto de acuíferos confinado y libre. Esta visión se enfoca especialmente al

análisis de flujo hacia pozos de bombeo y es la base de muchas soluciones

analíticas incluyendo las de Thiem, Theis y Jacob. Desde este contexto, se supone

que el flujo de agua subterránea es estrictamente horizontal en los acuíferos y

vertical en capas semiconfinantes. Por esta razón la conductividad hidráulica se

integra en la dimensión vertical, con lo que se obtiene una característica de

transmisión del agua denominada transmisividad. las cargas hidráulicas en el

horizonte confinante no son de interés.

Es oportuno notar que en el enfoque de los sistemas de flujo, las líneas de flujo

pasan a través de todas las unidades geológicas, pues se considera que existe

continuidad hidráulica entre los acuíferos y las capas confinantes. Los sistemas de

flujo no tratan de identificar acuíferos y capas confinantes por si mismas, sino

construir la distribución tridimensional de cargas hidráulicas, conductividadhidráulica y propiedades de almacenamiento en cada parte del sistema. Además,

los sistemas de flujo permiten la presencia de componentes verticales y

horizontales de flujo que atraviesan todo el sistema y por consiguientes permiten

tratar el sistema real en perfiles bidimensionales y tridimensionales.

15. LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA Y LEY DE LA RESISTENCIA

LINEAL.




[ A ñ o ]



Según el agua se mueve desde el radio de influencia hacia el centro de un pozo,

aumentará el gradiente para poder aumentar la velocidad en proporción a la

disminución del área cilíndrica a través de la cual fluye el agua. Este aumento de

velocidad implica un aumento del número de Reynolds según se esté más cerca del

pozo, lo que da lugar a la posibilidad de que aún cuando el régimen en las zonasmás alejadas sea darciano, cambie a no lineal (se desvíe de la ley de Darcy) en una

región más o menos cercana al pozo. Esto estará en función del caudal extraído y

de las características hidrogeológicas del acuífero.

Es lógico que de existir desviaciones de la ley de Darcy, éstas se hagan más

evidentes en el propio pozo o en la zona de acuífero inmediata a él.

Sin embargo, en general ha sido costumbre atribuir las desviaciones de la ley de

Darcy observadas en los pozos a pérdidas de carga producidas por el paso del aguaa través de su estructura (empaque de gravas, rejilla y camisa), considerándose

que en el acuífero propiamente dicho, sólo ocurre flujo lineal o darciano.

Este punto de vista no es válido como criterio general ya que se ha comprobado

que en la práctica, tanto en acuíferos de alta como baja conductividad hidráulica,

en zonas más o menos alejadas del pozo de bombeo, se producen desviaciones

importantes de la ley de Darcy y se presenta el flujo no lineal. O sea que el análisis

del flujo hacia los pozos deberá hacerse siempre partiendo del enfoque no lineal.

Lo anterior implica que pueden aparecer alrededor del pozo de bombeo los distintos

regímenes de circulación del agua subterránea (desde el darciano al turbulento

puro), pero, ¿cómo determinar en forma sencilla las zonas en que ocurren los

diferentes tipos de flujo y los límites que las separan? De acuerdo con lo propuesto

por Pérez-Franco, si se tiene en cuenta que para un caudal determinado, Q, la

velocidad aumenta según disminuye el área de flujo hacia el centro del pozo, la

imagen más completa del flujo alrededor del mismo, debería concebirse como

formada por un máximo de tres zonas, tal como aparece en la figura 3.1, que van

de flujo turbulento puro en la zona más cercana al pozo, hasta flujo darciano en la

zona más alejada, pasando por una intermedia de flujo no lineal. De acuerdo con las

características del acuífero y el caudal extraído, en algunos casos existirá una sola

zona: la lineal o darciana; en otros, dos zonas: la lineal y la no lineal, y en otros las

tres zonas.




[ A ñ o ]



Fig.3.1Zonas de flujo alrededor de un pozo

El límite entre las zonas de flujo no lineal y lineal, está definido por el llamado radiode Darcy, r D, que se expresa como:

El límite entre las zonas de flujo no lineal y turbulento puro, está definido por elllamado radio turbulento, rT, que se expresa como:

Por comparación entre las ecuaciones 3.1 y 3.2 resulta:

Comparando los valores de r D y r T con el del radio del pozo, rP, puede definirse

fácilmente el número y tipos de zonas existentes y la imagen completa del flujo

alrededor del pozo para el caudal correspondiente. De ese modo:

Si r D Si r D > r P y r T Si r T > r P existirán las tres zonas de flujo

Independientemente del número de zonas de flujo que puedan distinguirse

alrededor del pozo, basta que r D sea mayor que r P para que haya que aplicar

necesariamente el enfoque no lineal para analizar el flujo hacia el pozo. Por otra

parte, si se utiliza el enfoque no lineal y el flujo es darciano en todo el campo, el

propio proceso de cálculo lo indicará sin dar origen a ninguna dificultad en el

análisis. Es por eso que se recomienda utilizar siempre el enfoque no lineal.




[ A ñ o ]



También se acostumbra hablar de métodos de equilibrio y métodos de no equilibrio

(flujo impermanente). Realmente, si se hace un ensayo de bombeo, no cuesta

ningún trabajo anotar las informaciones pertinentes que ocurren a través del tiempo

y aprovechar las inmensas ventajas que se derivan de usar los métodos que se

basan en flujo impermanente. Es por eso, que las ecuaciones que se presentan paraanalizar los distintos tipos de acuíferos solamente serán para flujo impermanente,

que de hecho contienen en sí como casos particulares los que corresponden a flujo

permanente (condiciones de equilibrio).

La duración de los ensayos para la mayoría de los propósitos no tiene que pasar de

8 a 10 horas y sólo deben prolongarse cuando se haga necesario discriminar la

existencia de fronteras geológicas que limitan el acuífero, ya sean éstas positivas o

negativas.

Formas de conos de bombeo según los parámetros delacuífero.

En todos los casos el abatimiento estará formado por una componente lineal o

darciana y una componente turbulenta.

* EN ACUIFEROS SEMICONFINADOS

Cuando se bombea un acuífero semiconfinado, el agua extraída procederá nosolamente del acuífero, sino también de la capa superior semipermeable, que sesupone está saturada en parte, tal como se ilustra en la figura 3.4




[ A ñ o ]



Captación de las aguas Subterráneas

Desarrollo

POZOS TUBULARES: MÉTODOS CONSTRUCTIVOS: PERCUSIÓN, ROTACIÓN Y

MANUAL. HABILITACIÓN Y E QUIPOS DE BOMBEO

Objetivos Diseño Y Construcción De Un Pozo Tubular

• El mayor caudal con un mínimo abatimiento, en concordancia con las

características del acuífero.

• El agua extraída debe carecer de partículas sólidas en suspensión o arenas

• La mayor vida útil para el pozo

• Costo de construcción y operación económicamente factible.

Pérdidas de carga hidráulica

Para comprender con mayor claridad los objetivos anteriormente indicados es

necesario conocer algunos aspectos de hidráulica de pozos, por lo que a

continuación se hará una breve descripción de aspectos relacionados con las

pérdidas de carga y el abatimiento en el pozo. de energía que sufre el flujo de agua

al atravesar las paredes de la perforación, el filtro de gravas (cuando este existe) y

la tubería a través de la rejilla y ranurado. En este caso este tipo de pérdida se

puede minimizar permitiendo finalmente una alta eficiencia hidráulica del pozo.


CONTENIDO 4



[ A ñ o ]



Perforación

Esta etapa se inicia posterior al reconocimiento del terreno y definición del punto

de perforación, niveles estáticos y dinámicos posibles, y diámetro de la tubería

de perforación. Consiste en perforar los estratos que componen el subsuelo,

hasta la profundidad definida por el diseño, dejando un espacio interior, que

permita la posterior colocación de la cañería de entubación definitiva. Esta debe

estar ranurada en aquellos tramos que enfrentan a los acuíferos proveedores de

un buen caudal de agua. A medida que se realiza la perforación, se va

determinando la estratigrafía del subsuelo, información fundamental para la

habilitación del pozo.

Perforación a rotación: en este caso la perforación se realiza haciendo girar

una herramienta que también lleva un trépano, colocado en el final de la tubería

de perforación y que rota en el fondo del pozo triturando el terreno. Durante la

operación se introduce agua a presión a través de la cañería de perforación y

hacia fuera por perforaciones en el trépano, retornando a la superficie por el

espacio entre la cañería de perforación y las paredes del pozo, llevando los

materiales triturados o liberados por el trépano hacia la superficie .

Una de las limitaciones de este método es que no es posible obtener muestras

limpias y completas. Estas se deben obtener del detritus que se extrae a través

del fluido de perforación, por eso son muestras contaminadas con finos que se

pierden diluidos en el fluido de perforación. Además, no es posible determinar la

profundidad exacta a la que corresponde el material que llega a la superficie del

terreno.




[ A ñ o ]



PROFUNDIDAD DEL POZO:

Es un parámetro de diseño muy importante y generalmente es posibledeterminarlo con antecedentes de otros pozos en las cercanías del estudio o con

estudios hidrogeológicos preliminares.

La profundidad será fijada inicialmente con base en los espesores, profundidades

y rendimientos específicos de los acuíferos, tratando de cubrir la demanda o la

necesidad para el uso que se pretende dar al agua. Es recomendable que si se

trata de un acuífero que funciona como libre, la perforación llegue hasta el piso

del mismo, para evitar efectos de penetración parcial. Por la misma razón, en

acuíferos confinados se recomienda captar todo el espesor del acuífero, salvoque los espesores sean muy grandes o los caudales de extracción demandados

sean pequeños para aceptar una solución de penetración parcial. Otra razón que

fija la profundidad del pozo es la presencia de estratos que contengan agua de

mala calidad.

Sistema de perforación a rotopercusión

Diámetro del pozo

Para fijar el diámetro de la tubería influyen factores esencialmente hidráulicos.

En general se distingue dos de estos factores en la tubería: uno que va desde la

superficie hasta la profundidad donde irá instalada la bomba, y se denomina

cámara de bombeo; y otro que se extiende hasta el sistema de captación (rejilla

o tubo ranurado).

En la cámara de bombeo el diámetro recomendable para la tubería es el doble

del de la bomba, aunque este valor será función de la longitud de la cámara de




[ A ñ o ]



bombeo, ya que a mayor profundidad el riesgo de tener desviaciones en la

perforación aumenta, por lo que a mayor longitud es recomendable permitirse

una mayor holgura. A continuación se presenta valores de diámetros

recomendados en función de caudales extraídos.

Tabla 4. Diámetro de la bomba y tubería en función del caudal de extracción

(perforación, desarrollo y costos de sondaje. Ex Dpto. Rec. Hidrául. CORFO

Diámetro

Máx.

Bomba, pulg

Diámetro

Mín. Tubería,

pulg

Caudal, l/s

5

6

8

10

12

14

6

8

10

12

14

16

0-10

9-24

21-40

36-80

72-110

98-180

Filtro de gravas: se le llama filtro de gravas al relleno que se coloca entre la

rejilla y la pared de la perforación. Su objetivo es estabilizar la pared de la

perforación evitando derrumbes; retener la mayoría de los materiales finos que

contiene la formación acuífera, evitando que penetren a la cámara de bombeo; e

incrementar el diámetro efectivo del pozo y asegurar una buena porosidad y

conductividad hidráulica alrededor del espacio anular en el sector ranurado. En

ocasiones cuando los materiales del acuífero son gruesos y uniformes no es

necesario colocar un filtro de grava propiamente tal, pero sí un empaque de

gravas para estabilizar las paredes de la formación acuífera y evitar derrumbes .

LIMPIEZA Y DESARROLLO DEL POZO

Este proceso consiste en un conjunto de operaciones, realizadas una vez

colocada la rejilla, destinadas a extraer los residuos de la perforación (lodos); a

estabilizar las formaciones en torno a las rejillas, logrando un arreglo y

mejoramiento en la granulometría; a aumentar la permeabilidad del acuífero al

nivel que tenía previo a la perforación, y que se ve reducida por la perforación




[ A ñ o ]



misma al compactar las paredes del pozo; a extraer la presencia de lodos que

recubren las paredes de este; y finalmente, a prolongar la vida útil del pozo.

Una vez terminado el pozo deberá realizarse operaciones de limpieza que tienen

como objetivo desalojar la bentonita, o en forma más general los lodos de

perforación utilizados durante la construcción. Los métodos de desarrollo son

básicamente vaivén y pistón, chorros de agua a altas velocidades, aire

comprimido, bombeos intermitentes o agitación y sobrebombeo. Es conveniente

tomar en cuenta que la limpieza será más difícil conforme el acuífero sea más

fino, o cuando el tiempo de construcción del pozo tenga una larga duración.

De acuerdo con lo anterior, es recomendable realizar la construcción del pozo lo

más rápidamente posible, y una vez entubado y engavillado bombear y realizar

las operaciones de limpieza sin pérdida de tiempo. Cuando los acuíferos son muy

finos es conveniente utilizar lodos orgánicos para aprovechar su autodegradación

y así, facilitar las operaciones de limpieza.

Otro factor que influye en la selección del método de limpieza del pozo, es el tipo

de rejilla instalado en la zona de captación; si el área de entrada es la apropiada

serán más eficientes y rápidas las operaciones de limpieza y desarrollo.

Además de los métodos mecánicos mencionados, existen aditivos químicos de

agentes dispersantes que pueden acelerar el proceso de limpieza. Estos cumplen

la misión de facilitar la eliminación de las arcillas presentes en el acuífero, pues

las ponen en estado de suspensión, evitando su sedimentación, ya sea en el

fondo del pozo o en la rejilla.

TIPOS DE PRUEBAS DE BOMBEO

Dependiendo del caudal extraído, la prueba se puede realizar a caudal constante ocon abatimiento escalonado.

Los bombeos para estudiar las características de los pozos suelen designarse con el

nombre de aforos o ensayos de descenso y en general no definen la observación de

los niveles del agua en pozos o piezómetros próximos.

Los bombeos en los que se observan los descensos producidos en otros pozos o en

piezómetros próximos se suelen llamar ensayos de bombeo y más específicamente

ensayos de interferencia.




[ A ñ o ]



La medición de los niveles del agua, después del cese de bombeo en el propio pozo

de bombeo y en los pozos de observación, se llama ensayo de recuperación.

Todos estos bombeos se realizan en condiciones controladas a fin de que, conocidala variación de una magnitud y sus efectos, poder determinar las características del

acuífero o del pozo de bombeo. En general se trata de bombeos a caudal constante

por lo menos durante ciertos intervalos de tiempo. Los ensayos a descenso

constante y caudal variable son menos usuales y de realización más complicada,

excepto en pozos surgentes.

Los ensayos de bombeo comportan un descenso progresivo de niveles, debido al

agrandamiento del cono de influencia, hasta que llega un momento en que la

recarga iguala al bombeo y entonces se llega a un régimen estacionario;

teóricamente, en acuíferos cautivos y en acuíferos libres sin recarga, el régimen

estacionario no se alcanza nunca, pero para pozos y piezómetros relativamente

próximos al de bombeo se llega a un estado casi estacionario, en el que el régimen

puede considerarse como estacionario.

Se denominan pruebas de pozo con abatimiento escalonado a aquellas en que el

caudal extraído del pozo se mantiene constante durante un tiempo, para cambiar

súbitamente a otro caudal que se mantendrá constante durante otro tiempo, paravolver a cambiar a un tercer caudal durante un tercer espacio de tiempo, y así

sucesivamente.

Las pruebas de abatimiento escalonado tienen la ventaja de poder determinar con

ellas todas las propiedades hidrogeológicas de un mismo punto del acuífero sin

necesidad de utilizar otra información que no sea la de ese punto, por lo que los

resultados no quedarán afectadas por las variaciones espaciales de las propiedades,

sobre todo en el caso de los acuíferos con fracturas, fisuras o canales de disolución,

que presentan gran heterogeneidad.

El tipo de ensayo a realizar depende de lo que de pretende hallar, los gastos que

puedan realizar, de la existencia previa de pozos y piezómetros, de la complicación

del acuífero o sistema del acuífero, etc.

Independientemente del propósito o del tipo de ensayo de bombeo que vaya a

realizarse, se pueden distinguir claramente en ellos tres fases: el diseño de la




[ A ñ o ]



prueba, la realización de las observaciones de campo y la interpretación de los

resultados.

OBSERVACIONES PREVIAS

Para conocer la tendencia de los niveles de agua subterránea y poder efectuar

correcciones por fluctuaciones es recomendable efectuar algunas medicionesprevias en algún piezómetro de los del ensayo desde un tiempo superior a dosveces la duración del ensayo de bombeo incluida la recuperación. Si se dispone deun limnígrafo el problema queda fácilmente resuelto, de otro modo, es precisoefectuar mediciones periódicas cuya frecuencia depende de las oscilaciones que sepuedan esperar.

En este período conviene medir también la presión atmosférica, la temperatura delaire y las variaciones del nivel de fuentes superficiales cercanas, estas medicionespueden prolongarse durante el bombeo y la recuperación.

CONSIDERACIONES GENERALES

Un ensayo de bombeo exige una cuidadosa preparación para no perder tiempo,esfuerzo y dinero, no deben dejarse detalles a la improvisación.

Debe estimarse con la mejor precisión las características del acuífero, si es posiblecon un pequeño ensayo previo o aprovechando datos de la construcción del pozo opiezómetros y simular por cálculo los resultados que pueden obtenerse en variashipótesis externas.

Diseño de pozos

Generalidades

DISEÑO HIDRÁULICO Y FÍSICO. DISEÑO DEFINITI VO.

Este es probablemente la más importante y más descuidado de los aspectos

fundamentales de una prueba de bombeo.

El costo de una prueba de bombeo puede ser muy variable en dependencia de los

objetivos que con ella se persiguen, pero en cualquier caso, resulta imprescindible

diseñar adecuadamente el experimento para mejorar la probabilidad de que se

obtengan los resultados esperados y evitar un malgasto de recursos.

El diseño previo de las pruebas, que vayan a ejecutarse en un acuífero tiene el

propósito fundamental de obtener con una precisión aceptable, los valores de lascaracterísticas hidráulicas del medio. Para ello deberá evaluarse el lugar de la


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prueba, conocer previamente determinadas características del acuífero y tomar

determinadas precauciones en relación con los pozos de bombeo, principales o de

control y con los pozos de observación o satélites.

EVALUACIÓN DEL LUGAR DE LA PRUEBALa evaluación de las distintas facilidades existentes en el área donde nos

proponemos realizar las pruebas es el primer paso a dar para preparar el diseño.

Debe hacerse un inventario de los pozos existentes tanto abandonados como bajo

explotación, ya que la utilización de algunos de ellos puede significar una

disminución del costo de la prueba, aunque pocas veces ocurre que la

configuración, estado y distribución de los pozos existentes resulte adecuada para

la ejecución de una prueba. El análisis de las facilidades existentes debe realizarse

teniendo en cuenta las características que deben reunir los pozos de control y los

de observación según aparece a continuación:

EL POZO DE CONTROL, DE BOMBEO O PRINCIPAL

1. El pozo principal debe tener instalado un equipo de bombeo confiable, de

capacidad adecuada para la prueba y con su equipo de control de caudal

correspondiente.

2. Debe evitarse que el agua extraída pueda retornar al acuífero durante la

prueba, por lo que debe ser conducida lejos del pozo de bombeo. Este

aspecto es de importancia capital cuando se trata de un acuífero libre cuya

superficie freática esté cercana a la del terreno.

3. Los dispositivos de descarga de la bomba deben permitir la instalación

fácil de equipos para control remoto y regulación del caudal.

4. Debe ser posible medir adecuadamente el nivel del agua en el pozo de

control, antes, durante y después de la prueba.

5. El diámetro, la profundidad total y la posición relativa de todas las

aberturas de la camisa en el pozo de control deben conocerse

detalladamente, es decir, todas las características del pozo.

Los pozos de observación o satélites

1. Se recomienda normalmente que los pozos satélite se dispongan en líneas

que forman una cruz cuyo centro es el pozo principal. Cuando exista flujo

natural en un acuífero, uno de los brazos de la cruz deberá estar orientadosegún la dirección del flujo y el otro normal a dicha dirección. Cuando no sea




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posible económicamente perforar las 2 líneas de pozos, es conveniente que

los pozos de observación se dispongan en la línea normal al flujo, en la cual

el nivel estático de todos los satélites va a ser el mismo.

2. Los pozos de observación deben ser por lo menos 2 y estarán situados adistancias radiales del centro del pozo principal de 5 m y de 20 m. Cuando

se puedan perforar mayor número de pozos estos deben situarse a 40 m,

80m y 10m del centro del pozo principal.

TEMAS COMPLEMENTARIOS- LECTURAS ADICIONALES

Generalidades

Gestión del agua.- Para que toda la población disponga de agua de calidad

suficiente, de forma que esta explotación de este precioso recurso se haga de unaforma sostenible, sin que se creen graves problemas de escasez a medio plazo, es

necesaria una eficaz gestión del uso y la extracción del agua.

Por una parte hay que asegurar el suministro de agua con la construcción de

embalses, el transporte por sistemas de tuberías y canales y la extracción del agua

subterránea. Por otra parte hay que desarrollar todos los aspectos legales y

administrativos que el uso del agua conlleva. Y es muy importante mejorar la

eficiencia en el uso del agua disminuyendo su desperdicio y reduciendo su uso

innecesario.

Desalinización y otras formas de suministrar agua a zonas secas

La gran abundancia de agua salada hace que pudiera ser una magnífica fuente de

agua si se consiguiera quitarle la sal por métodos económica y energéticamente

rentable. En la actualidad se usan varias tecnologías para desalinizar el agua. Una

de las más corrientes es por destilación, calentando el agua hasta ebullición y

condensando después el vapor. En otro método, el denominado de ósmosis

inversa, se fuerza al agua a pasar por una membrana que deja pasar las pequeñas

moléculas de agua, pero no los iones de sal.


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Estos métodos de desalinización son caros porque exigen gran cantidad de energía

aunque, sobre todo en la ósmosis inversa, se han conseguido avances tecnológicos

que han aumentado notablemente su eficiencia. Sólo se usan en países que no

disponen de otras fuentes más económicas. Así por ejemplo hay algunas plantas

desalinizadoras en Canarias y en algunas ciudades de la costa mediterránea, cuyamisión es, sobre todo, de complemento del suministro de agua en las épocas de

más restricción del suministro normal. En el mundo, alrededor de las dos terceras

partes del agua que se obtiene por desalinización, se produce en Arabia Saudí y

otros países del Oriente Medio y del Norte de Africa.

Protección y manejo sostenible

Estudios y recomendaciones para la protección del agua subterránea en el marco

del ordenamiento territorial, para el uso armónico de espacios naturales, así como

el manejo sostenible y la protección de recursos hídricos subterráneos, la

elaboración de mapas hidrogeológicos, estudios piloto sobre la propagación de

materias en el agua subterránea, la operación de bancos de datos de agua

subterránea

Investigaciones en el tema de agua subterránea y desarrollo de métodos

Hidrogeología e hidroquímica: Estudios sobre las propiedades geogénicas del

agua subterránea, conclusiones hidrogeológicas en base a elementos traza y

isótopos amtienbales, elaboración de fundamentos y procedimientos metodológicos

para determinar la recarga del agua subterránea, así como la deducción de mapas

hidrogeológicos temáticos, desarrollo de un sistema de información especializado

Hidráulica de agua subterránea: Desarrollo, verificación y validación de

métodos numéricos y analíticos para determinar el flujo del agua subterránea y el

transporte de materias, investigación del flujo del agua subterránea en sistemas

heterogéneos, el comportamiento de sistemas de agua dulce/salada, el desarrollo

paleohidrogeológico de sistemas, flujos de materias en el sistema suelo-agua

subterránea

Geofísica y geotérmica: Métodos de investigación y evaluación geofísicos,

conceptos de uso referentes a la energía geotérmica, procedimientos "hot-dry-rock",

métodos de ensayo hidráulicos y procedimientos "hydraulic-fracturing",

investigación de las condiciones que llevan a la formación de fisuras artificiales y

sus propiedades hidráulicas

Elaboración de bases de planificación

Operación de un sistema de informaciones técnicas, integración de bancos de datos

técnicos específicos preexistentes, utilización de métodos GIS en la hidrogeología,




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confección de material cartográfico hidrogeológico (analógico y digital), aplicación

de modelos de gestión, desarrollo de conceptos de aprovechamiento

EL AGUA SUBTERRÁNEA

Las aguas subterráneas son una parte importante del ciclo hidrológico para elhombre, ya que el 95% de toda el agua dulce que existe en el planeta Tierra se

encuentran en el subsuelo, formando las aguas subterráneas; y menos del 5%

restante es el agua superficial que se encuentra en ríos y lagos.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL AGUA SUBTERRÁNEA SOBRE LA

SUPERFICIAL

El costo de inversión para el desarrollo de fuentes de abastecimiento de agua

potable es mucho menor

La calidad físico química natural del agua subterránea, es mucho más constante

que la del agua superficial, y normalmente es de calidad potable con muy poco o

nada de tratamiento

Por la existencia de suelo y/o roca arriba del reservorio de aguas subterráneas,

éstas están más protegidas de la contaminación (natural y antrópica) que las aguas

superficiales

Sus variaciones en cantidad y disponibilidad en épocas de sequía y de precipitación

son muy pequeñas comparadas con la del agua superficial en la que los ríos se

secan o pueden producir inundaciones

Las aguas subterráneas bien manejadas, son también una reserva estratégica

importante en caso de epidemias, desastres naturales, guerras o accidentes

nucleares

Con todo y las anteriores ventajas, las aguas subterráneas pueden ser deterioradas

o contaminadas por sobreexplotación y otras actividades del hombre

Una vez contaminado el reservorio de aguas subterráneas, su recuperación, algunas

veces es prácticamente imposible por el costo y tiempo que toma su limpieza que

podría tomar décadas o siglos

¿Por qué es importante proteger y conservar el agua?

Seguramente usted recuerde el ciclo del agua que aprendió en la escuela. Si usted

entiende el ciclo del agua, sabe que empleamos la misma agua que usaron los




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dinosaurios cuando vagaban por el mundo hace millones de años. El agua no se

destruye, solamente cambia de forma. Sin embargo, debemos emplearla con

sensatez. Purificar el agua es un proceso costoso y bombearla a través de las

tuberías consume una gran cantidad de energía eléctrica. Cuanto más sucia esté el

agua, más costoso resulta limpiarla. Esto explica porqué la cuota de la factura deaguas residuales es más alta que la del agua potable. Otra buena razón para

conservar este valioso recurso es que el agua no está siempre disponible en el

momento y lugar que la necesitamos. A fines de los ochenta y principios de los

noventa, mientras que la zona norte del centro de Texas pasaba por una de las

peores inundaciones de su historia, California sufría la peor sequía que jamás

hubieran visto. Proteger nuestro suministro de agua es cuestión de lógica. Usted

nos puede ayudar a hacerlo si aprende a conservar el agua y ayuda a prevenir la

contaminación de este vital líquido.

ASPECTO GEOLOGICO:Las aguas subterráneas se componen en dos familias

diferentes:

A) Agua de Aluviones: Son acuíferos que se almacenan dentro de los terrenos de

rellenos, aluviones ó coluviones; esta agua se va a conseguir dentro de las capas

con granulometría gruesa y se mantiene a su nivel por las capas de arcillas. El nivel

estático corresponde a menudo a los niveles del mar ó de un Río. La Cantidad de

agua en este caso es directamente ligada a la Pluviometría local; Es entonces

frecuente encontrar fuerte variación de débito en el mismo pozo en función de la

temporada.

B) Agua de Roca: Las aguas de lluvias percolan dentro de las rocas por las fracturas

naturales provenientes de las rupturas de la misma roca bajo la influencia de la

presión de los movimientos tectónicos.

Esta agua circula en un conjunto complicado de fracturas con una velocidad muy

lenta (varios centímetros a unos metros por día) es entonces frecuente explotar

agua de varios meses ó varios años.

De hecho, los pozos en la roca tienen producción a menudo inferior en cantidad

instantánea pero con menos variación en las temporadas (sequías y lluvias).

ASPECTO TECNICO GEOLOGICO:

A) Agua de Aluviones: en un mismo sitio las cantidades de agua pueden variar de

un punto al otro a menudo debido a grandes capas de arcillas impermeables de

diferente espesor formando Ríos acuíferos.




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B) Agua de Roca: En este caso la ubicación de un pozo de reconocimiento se debe

ubicar en una buena zona de fracturas.

En facto es posible que a poca distancia una perforación sea completamente seca y

la otra con buena producción

Hidroquímica. Propiedades de la molécula de agua. Incorporación de

elementos en solución (diferentes procesos). Composición de la corteza,

del agua de mar y del agua de lluvia. Sales aportadas por las rocas

(ígneas, metamórficas, sedimentarias). Indice de solubilidad. Movilidad

iónica. Zonaciones (tipos). Relaciones iónicas e índices hidroquímicos.

Evolución. Representaciones gráficas de los análisis químicos.

Clasificación del agua y aptitud para diferentes usos. Cartografía

hidroquímica. Isótopos ambientales y radioactivos.

Reservas. Clasificación y cartografía empleada para el cálculo. Magnitud de

la recarga. Explotación y sobreexplotación. Manejo de acuíferos.

Contaminación natural y artificial. Caudal seguro.

Comportamiento hidrogeológico en diferentes ambientes. Caracteres y

comportamiento del agua subterránea en áreas montañosas,

pedemontanas y llanas de baja pendiente. Valles intermontanos. Médanosy dunas costeras. Interfase agua dulce-salada. El agua subterránea en

rocas cristalinas, basálticas, calcáreas y granulares. En depósitos

aluviales, eólicos, marinos y glaciales. Influencia del clima.

Exploración. Métodos de prospección (geológicos, geomorfológicos,

hidrológicos, geofísicos, perforaciones). Fotografía aérea e imágenes

satelitarias: mapas geológicos e hidrogeológicos. Balance hídrico. Métodos

gravimétricos, magnetométricos, sísmicos y eléctricos. Perforaciones de

explotación (registros y ensayos).

Obras de captación. Pozos, perforaciones, zanjas y galerías. Características,

ventajas y desventajas. Diseño, ejecución, terminación y desarrollo de

perforaciones de explotación.

Modelación en hidrología. Aplicación, ventajas y limitaciones. Modelos

conceptuales, analógicos, eléctricos y matemáticos.




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Hidrogeología ambiental. Relación entre agua subterránea y el ambiente.

Deterioro del recurso por agotamiento y contaminación, en los centros

urbanos, industriales y de producción agrícola. Identificación del

problema. Prevención. Monitoreo. Restauración de acuíferos. Manejo.

La contaminación del agua subterránea.- No existe agua que sea

completamente pura. Aún el agua en la naturaleza contiene impurezas. A medida

que el agua fluye por diferentes rutas, se acumula en cuerpos de agua y se infiltra

en las capas del suelo, va disolviendo o absorbiendo los minerales o las sustancias

que entran en contacto con ella. Algunas de estas sustancias no son dañinas a la

salud, pero a ciertos niveles podrían afectar el sabor del agua y contaminarla.

Algunos contaminantes se originan de la erosión natural de las formaciones rocosas.

Otros contaminantes provienen de descargas de fábricas, productos agrícolas, oquímicos utilizados por las personas en sus hogares y patios. Los contaminantes

también pueden provenir de tanques de almacenamiento de agua, pozos sépticos,

lugares con desperdicios peligrosos y vertederos. Actualmente, los contaminantes

del agua subterránea de mayor preocupación son los compuestos sintéticos. Estos

incluyen: solventes, pesticidas, pinturas, barnices, gasolina y nitrato.

¿Cómo me puede perjudicar la contaminación del agua subterránea?

Por lo general, el agua subterránea es segura para tomar. Sin embargo, puede quese contamine con sustancias tóxicas que hayan sido dejadas en el suelo por un

largo período de tiempo. Estas sustancias podrían infiltrarse en el suelo y llegar a

contaminar los acuíferos. El beber de esta agua contaminada podría causar

problemas serios de salud. Enfermedades como la hepatitis y disentería pueden ser

causadas por la contaminación procedente de los desperdicios de los pozos

sépticos. Las personas pueden sufrir de envenenamiento causado por agua

contaminada con sustancias tóxicas

El Nitrato en el Agua Subterránea El nitrato es el contaminante inorgánico más

conocido y quizás uno de los que genera mayor preocupación. El nitrato se origina

de diferentes fuentes: aplicación de fertilizantes, pozos sépticos que no estén

funcionando bien, lagunas de retención de desperdicios sólidos no cubiertas por

debajo y la infiltración de aguas residuales o tratadas. El envenenamiento con

nitrato es peligroso en los infantes. Altos niveles de nitrato en el cuerpo pueden

limitar la habilidad de la sangre de transportar oxigeno, causando asfixia en bebés.

Esta condición podría ser fatal si no se trata a tiempo.

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA:




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-AGUAS SUBTERRANEAS…………………………... UNALM.-LIMA-

PERU

-HIDROLOGIA (capitulo aguas subterráneas)…… MAXIMO VILLON

VEJAR

-CUADERNO DE TRABAJO DEL CURSO” HIDROGEOLOGIA”……… ALEX ESPINOZA-COPIAS E INFORMACION ASIGNADAS POR EL DOCENTE DEL CURSO……..

ING.AUDBERTO MILLONES CHAFLOQUE

-PAG.WEBs………PAG. DEL INSTITUTO MINERO Y TECNOL”GICO DE ESPAÑA

-WWW.PLOPPY.NET/

-BUSCADOR GENERAL: GOOGLE.

12935014 resumen hidrogeologia nando

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