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Agua Subterránea
(Groundwater)
Geol 3025-Prof. Merle
Monroe & Wicander (4ta ed)
Cap. 16, págs 496-531
Ciclo Hidrólogico
Agua subterránea
• Agua que rellena
espacios vacíos en
rocas, sedimentos o
suelo que se encuentra
debajo de la superficie
• Constituye el 22% del
agua dulce del planeta
• Proviene de
infiltración:
escorrentía, lagos,
pantanos, pozos y
sistemas de
tratamiento de aguas.
Por qué es importante el agua
subterránea?
• Hay más agua subterránea que agua de ríos
• Agua subterránea esta menos contaminada que agua de
rios
• Agua embotellada proviene de agua subterránea
• Se utiliza en el diario vivir: desde uso doméstico hasta en
agricultura, industrias y trenes
• Pozos de agua
Porosidad
• Porción de espacio no
ocupada entre
partículas que forman
el suelo o sedimentos
• Depende del tamaño,
forma y arreglo del
material que compone
la roca (tabla 16.1)
– Buena distribución
• Se expresa en %
• Ocupado por gases
Permeabilidad
• Medida de cuan fácil
el fluido puede
moverse entre los
poros
• Relacionado a
interconexiones entre
los poros, fisuras y
grietas en las rocas,
suelos o sedimentos
De qué dependen la porosidad y
permeabilidad de rocas, etc?
• Tipo de roca
– No clasticas (químicas
o cristalinas)
– Clásticas
• Pedazos de rocas preexistentes
En rocas no clasticas o
cristalinas…
• Bajas porosidades y
permeabilidades
• Rocas ígneas y
metamórficas
• Rocas sedimentarias
químicas
En rocas clasticas…
• Altas porosidades y
permeabilidades
• Dependen de:
– Tamaño partículas
– Forma partículas
– Cementación entre
partículas
– Modo en que partículas
estan acomodadas
(sueltas, litificadas,
compactadas)
Ejemplo
• Shale
– Compuesta de arcillas
compactadas con muy
bajas porosidades y
permeabilidades
– Es una barrera
hidrológica
Acuifero
• Estrata de roca
permeable que
transporta agua
• Sedimentos o rocas
con altas porosidades
y permeabilidad
– Ejemplo: areniscas
(sandstones)
Perfil de un acuifero
• Zona de aereación
(vadosa)
• Zona de saturación
(freatica)
– Nivel freático
– Zonas freáticas de percha
Recarga- region donde se
infiltra la mayoria del agua
que llega al acuifero
• Aquiclude
Zona de aereación (vadosa)
• Poros llenos de aire
Nivel freático (water table)
• Linea de división entre
la zona de aereación y
la zona de saturación
• Puede intersectar la
superficie formando
lagos, pantanos, ríos y
manantiales
• Sigue la forma
topográfica (variable)
• Altura varía con
precipitación y
permeabilidad
Zona freática de percha
• Estratos impermeables
sobre nivel freático
acumulan agua en
forma de lente
• Reserva se agota
rápidamente
Zona de saturación
• Poros llenos de fluido
Aquiclude
• Area donde no se puede minar agua
• Sedimentos o rocas con bajas permeabilidades
Tipos de aquíferos
• Tipos:
– Acuífero no
confinado
• No esta rodeado de
dos unidades de rocas
impermeables
• Cono de depresion
– Acuifero confinado
• Artesiano
• Entre dos estratos
impermeables
– Con flujo
– Sin flujo
Acuifero confinado
•
•
•
•
•
Agua atrapada por estratos
impermeables (aquicludes)
Agua bajo presion
Secuencia de rocas inclinadas:
recarga
No existe nivel freatico, pero si
nivel potenciometrico
Potenciometrico (artesian-pressure
surface)
– Nivel por encima de superficie
de tierra, el agua sale por si
misma al bombearla. Lugar
donde se acumula la presion de
las estratas impermeables
– Ver figura 16.10
Acuifero confinado: con flujo o sin flujo
• Con flujo: sobre el nivel potenciometrico
• Non-flowing artesian: Cuando la cabeza del pozo esta sobre el
nivel potenciometrico (artesian-pressure surface)
– Nivel freatico sube y baja dependiendo de la recarga
– Agua minada por bombeo
• Produce cono de depresion
Cono de depresion
• Nivel freatico baja
alrededor del bombeo
(baja en forma de cono)
• Se bombea agua mas
rapido de lo que se puede
recargar
• Tamaño varia
dependiendo de la razon
en que se remueve agua
Sistema acuifero en Puerto Rico
• 90 millas al norte de Puerto Rico
• Dos acuiferos separados por calizas
– Acuifero superior: Aguadilla hasta San Juan: confinado
– Acuifero inferior: debajo del nivel freatico: no confinado
• (1985): 66 millones de galones por dia!
• Calizas Topografia Carstica asociada a ellos
– ~30-5 millones de años (Oligoceno- Mioceno)
• Declinacion por causa de extraccion
Manantial “Springs”
Agua infiltrada alcanza el nivel freatico, una capa de
Roca impermeable o zona freatica de percha
Agua subterranea hidrotermal
• Manantiales
hidrotermales (hot
springs)
• Geysers
Carso (Karst)
• Meteorizacion y erosion de roca causado
por agua subterranea
• Crea: sumideros, cuevas, mogotes
Karso en Puerto Rico
• Areas compuestas de
roca caliza son
disueltas por agua
subterranea
(meteorizacion y
erosion)
• Disolucion forma gran
sistema de cuevas y
rios subterraneos
Cuevas de Camuy/Rio de Camuy
• Area de karso
• Caracterizado por
sumideros, mogotes,
sistemas de cuevas y
rios subterraneos
Sumideros o dolines (Sinkholes)
• Depresion circular
causada por:
– Disolucion de rocas
– Colapsos de techos en
cuevas
Valles de solucion
Mogotes
• Monte que queda de
remanente luego de la
disolucion
Venecia
• Se inunda cada vez
mas debido a
subsidencia por
bombeo de agua
subterranea
• Desde 1969 no se
permite hacer mas
pozos y el bombeo
esta regulado
Bahia de Galveston, Houston,
Texas
• Terrenos hundidos
varios metros por
extraccion de agua
subterranea y petroleo
Torre de Pisa, Italia
• Se viró debido a
subsidencia causada
por extracción agua
subterránea
Intrusión de agua salada al acuifero
• Agua subterranea se
encuentra sobre el agua
salada en areas de costas
• Forma de lente
• Al bombear el agua dulce
aceleradamente el agua
salada invade costa
adentro contaminando el
agua dulce
• Al contaminarse el
acuifero, es muy dificil
que se reponga a corto
plazo
Contaminacion de agua subterranea
• Por:
– Industrias
– Pozos septicos
– Relleno del terreno
• Consecuencia:
demandas