Aguas subterráneas, Geología Ingeniería Civil.

1. AGUAS
SUBTERRÁNEAS
17 de abril de 2013

2. % DE AGUA DULCE EN LA HIDROSFERA

3. DISTRIBUCIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS
Cuando 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 infiltración del
agua son:
-Pendiente del lugar
-Intensidad de la lluvia
-El tipo de suelo
-Tipo de vegetación

4. El agua que se infiltra es detenida por atracción
molecular como una capa superficial sobre las
partículas sólidas. Esta zona se llama cinturón de
humedad del suelo.
Esta capa está constituida por raíces desintegradas,
madrigueras y túneles de lombrices, todos estos
huecos aumentan con la infiltración de agua de lluvia
en el suelo.

5. El resto del agua que no es retenida en el
cinturón de humedad sigue bajando hasta
que alcanza una zona donde todos los
espacios libres de sedimentos y roca están
completamente llenos de agua. A esta se le
llama zona de saturación, y el agua
depositada es a la que llamamos “agua
subterránea”.

7. EL NIVEL FREÁTICO
Es el límite superior de la zona de saturación, este
es un elemento muy significativo de las aguas
subterráneas.
El nivel freático 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.

8. VARIACIONES DEL NIVEL FREÁTICO
La profundidad del nivel freático es muy
variable y puede oscilar desde cero(en la
superficie)hasta centenares de metros.
Una característica importante del nivel freático
es que su configuración depende de la
estación del año, porque va relacionado a la
cantidad de agua de lluvia que cae y se
distribuye. Excepto cuando es en la superficie el
nivel freático.
El nivel freático es una replica de la
topografía superficial.

9. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
CIRCULACIÓN Y ALMACENAMIENTO DE
AGUAS SUBTERRÁNEAS
La naturaleza de los materiales sub-
superficiales influye mucho en la velocidad
del movimiento y cantidad de almacenaje
de las aguas subterráneas.
Los dos factores más importantes son:
1. La porosidad
2. La permeabilidad

10. POROSIDAD
Cuando el agua empapa el terreno es porque
el lecho de roca, el sedimento y el suelo
contienen innumerables huecos o aperturas.
Esto es similar a una esponja, los huecos se
denominan poros.
La porosidad del material se define como el
porcentaje de volumen total de la roca o
sedimento formado por poros.

11. PERMEABILIDAD
Los poros de los materiales deben estar
conectados para permitir el flujo del agua,
y deben ser lo bastante grandes como
para permitirlo. Por lo tanto, la
permeabilidad de un material es su
capacidad de transmitir el fluido.

12. VALORES DE POROSIDAD

13. Los estratos impermeables se llaman
acuicludos. La arcilla por ejemplo.
En cambio, las partículas mas grandes
como la arena y la grava tienen mayor
espacio poroso, por consiguiente el agua
se mueve mejor, a estos estratos se les
llaman acuíferos.

14. CIRCULACIÓN DE
AGUAS SUBTERRÁNEAS
El francés Henry Darcy demostró mediante un
experimento que la velocidad del flujo de las
aguas subterráneas es proporcional a la
pendiente del nivel freático:
Cuanto más inclinada es la pendiente, más
rápido es el movimiento del agua( A mayor
pendiente, mayor presión entre dos puntos).
La pendiente del nivel freático es conocida
como gradiente hidráulico y se expresa de la
siguiente manera:

16. Darcy realizó experimentos con varios
materiales y descubrió que la velocidad del
flujo variaba con la permeabilidad del
sedimento.
Este factor se llama conductividad
hidráulica y es un coeficiente que tiene en
cuenta la permeabilidad del acuífero y la
viscosidad del fluido.

17.  Para determinar el caudal (Q), es decir, el
volumen real de agua que fluye a través
de un acuífero en un momento
determinado, se utiliza la siguiente
ecuación:
Donde es el gradiente hidráulico.
K es el coeficiente que representa la
conductividad hidráulica y A es el área
transversal del acuífero. Esto se denomina
la “Ley Darcy”.

18. MANANTIALES
Cuando el nivel freático intersecta la superficie
terrestre, se produce un flujo natural de salida
del agua subterránea, esto se denomina
manantial o fuente.
Los manantiales se forman cuando un acuicluido
detiene la circulación descendente del agua
subterránea y la obliga a moverse lateralmente.
Allí donde aflora un estrato permeable aparece
el manantial.

19. FUENTES TERMALES Y GÉISERES
Los géiseres 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 géiseres aparecen donde existen
extensas cámaras subterráneas dentro de
las rocas ígneas calientes.

21. POZOS
Hacer pozos es la forma mas común de extraer
agua subterránea, esto se hace taladrando en
zona de saturación.
El 65% del agua obtenida de los pozos está
destinada a la agricultura, otro porcentaje a las
industrias y por último para abastecimiento de
casas.
Cuando se extrae agua de un pozo, el nivel
freático se reduce, este efecto se llama
descenso de nivel.

23. POZOS ARTESIANOS
El término artesiano se aplica a cualquier
situación en la cual el agua subterránea bajo
presión asciende por encima del nivel acuífero.
Para que exista un sistema artesiano debe
cumplir dos condiciones:
1. El agua debe estar confinada a un acuífero
inclinado, de modo que un extremo pueda
recibir agua.

24. 2. Debe haber acuicludos encima y
debajo del acuífero, para evitar el agua
de escape. Cuando se pincha esta
capa, la presión creada por el peso del
agua situada encima obligará al agua a
elevarse hasta un nivel denominado
piezométrico.