INTRODUCCION

Los mantos acuíferos o también llamada agua subterránea tienen una función muy importante en nuestro planeta; ya que es un recurso un tanto económico puesto que nos brinda agua para consumo humano.

Un manto acuífero es aquella área bajo la superficie de la tierra donde el agua de la superficie (p. ej. lluvia) percola y se almacena. A veces se mueve lentamente al océano por flujos subterráneos. Una formación acuífera viene definida por una base estanca (muro) y por un techo, que puede ser libre, semipermeable o impermeable; por lo que son los continentes de las masas de agua subterránea.

Si se excava o perfora la tierra para conectar con un acuífero, a través de pozos y/o galerías filtrantes se puede explotar esta masa de agua para consumo humano, agrícola o industrial. La capa freática es el acuífero subterráneo que se encuentra a poca profundidad relativa y que tradicionalmente abastece los pozos de agua potable. Es, obviamente, la capa más expuesta a la contaminación procedente de la superficie.

El recurso hídrico, a nivel nacional, está siendo altamente afectado por la presión humana, agravando cada vez más su disponibilidad (cantidad y calidad). Estos factores de presión son fundamentalmente la sobreexplotación de acuíferos, el vertimiento de sustancias contaminantes a los cuerpos de agua, los cambios en el uso del suelo tales como la deforestación, las prácticas agrícolas inadecuadas, el incremento de urbanizaciones en zonas de producción hídrica, entre otros.

Este decrecimiento en la disponibilidad hídrica aunando a un alto índice decrecimiento poblacional, generan conflictos los cuales están incrementando y que tienden a agravarse; si no se toman las medidas necesarias, como la regulación del uso del agua a través de mecanismos de planificación normativas y leyes que permitan su protección y su distribución en forma racional, que se refleja también en la sobreexplotación del recurso agua del subsuelo.

En ese sentido, es necesario conocer cómo es que se genera el agua subterránea en el subsuelo; porque es tan importante como reserva de agua dulce; si existe algún misterio en su origen magmático o profundo; o si es considerado más que una fase o etapa del ciclo del agua. A veces se olvida esta obviedad y se explotan las aguas de una región como si nada tuviera que ver con las precipitaciones o la escorrentía superficial con resultados indeseables.

ACUIFEROS

Los materiales que permiten la acumulación y el movimiento del agua por debajo del suelo se denominan acuíferos, y constituyen la zona saturada. Un acuífero es entonces aquella Formación Geológica que contiene agua y permite que cantidades significativas de la misma se muevan en su interior en condiciones naturales. Un acuífero es una capa de agua que se almacena y transmite en un estrato rocoso permeable de la litósfera de la Tierra, saturando sus poros o grietas y que puede extraerse en cantidades económicamente aprovechables. El agua subterránea

que se halla almacenada en los acuíferos es una parte importante del ciclo hidrológico.

Acuíferos libres. Son aquellos en los que el nivel de agua se encuentra por debajo del techo de la formación permeable. Liberan agua por desaturación, es decir, el agua que ceden es la procedente del drenaje de sus poros.

Acuíferos confinados. Son aquellos cubiertos por una capa impermeable confinante. El nivel de agua en los acuíferos cautivos está por encima del techo de la formación acuífera. El agua que ceden procede de la expansión del agua y de la descompresión de la estructura permeable vertical, cuando se produce la depresión en el acuífero. También se les denomina acuíferos cautivos.

Acuíferos semiconfinados: Se pueden considerar un caso particular de los acuíferos cautivos, en los que muro, techo o ambos no son totalmente impermeables, sino que permiten una circulación vertical del agua.

CLASIFICACION

Factores importantes:

• Capacidad Capacidad de almacenar almacenar agua (porosidad (porosidad y otros factores) factores)

• Cualidad de transmitir agua (permeabilidad y otros factores)

• ACUIFERO

– capaz de almacenar y transmitir el agua

– es una formación formación con capacidad capacidad de drenaje drenaje alta

– se puede aprovechar económicamente

– gravas, arenas, macizo rocoso muy fracturado etc.

• ACUITARDO

– capaz de almacenar el agua en cantidades muy importantes, pero

– la transmite con dificultad

– normalmente no se puede aprovechar econó i m camente

– limos, arenas limosas/arcillosas, rocas compactas con alteración y/o fracturación

• ACUICLUDO

– puede almacenar el agua en grandes cantidades, pero

– no tiene posibilidad de transmitirla

– no se puede aprovechar

• ACUIFUGO

– Formación incapaz de almacenar y de transmitir el agua

– Rocas compactas compactas (granitos (granitos, gneises gneises sin fracturación/alteración) fracturación/alteración)

CARACTERIZACION

La propiedad de los acuíferos de contener agua, está gobernada por varios factores: Porosidad, Permeabilidad, Transmisibilidad Especifica y Coeficiente de Almacenamiento.

Conocer estas características permite evaluar la magnitud del recurso y su aprovechamiento racional sin peligro a agotarlo (Arocha, 1980).

Porosidad (n)

Como las rocas no son completamente sólidas (poseen grietas o espacios intergranulares), y al conjunto de estas aberturas o intersticios se le llama porosidad. La porosidad no define la existencia del acuífero, sino que además se requiere de estos estén interconectados; característica que se ve afectada por los factores siguientes: Grado de comparación del material, forma y arreglo de las partícula y su gradación, las cuales son independientes del tamaño de las mismas. El valor de “n”, varía de 0 a 50%, dependiendo de los factores mencionados. Foro Peruano para el Agua—GWP Perú 14 Contribuyendo al desarrollo de una Cultura del Agua y la GIRH

Permeabilidad (K)

Es la propiedad de las rocas de permitir o no el flujo del agua; es decir, un estrato geológico siendo poroso puede contener agua, pero si los espacios vacíos no se interconectan, el agua no circula. Esta libertad de movimiento depende de: Tamaño y forma de las partículas, gradación del material y viscosidad del agua. El coeficiente de permeabilidad de un material, se define como el volumen de agua que asa por unidad de tiempo, a través de una sección de acuífero de área unitaria (1 m2 ), cuando el gradiente hidráulico es unitario y la temperatura este en promedio de 15°C. La Permeabilidad tiene dimensiones de velocidad m/día ó m3 /día/m2 (Arocha, 1980).

Para su determinación, en forma práctica, se indica a continuación los materiales y procedimientos siguientes:

. Una lata con capacidad de 1,5 litros o más, sin tapa ni base

. Un martillo

. Una tabla de madera

. Una regla

. Un balde, un frasco o una botella para colocar de 1 a 2 litros de agua

. Un reloj

. Un trozo de 10 cm de cinta adhesiva o cinta aisladora

. Un lápiz y papel o una computadora portátil para anotar tus observaciones y los resultados.

Con estos materiales e procede a realizar la prueba para la determinación de la permeabilidad de la manera siguiente:

- Primero describir la zona, donde se realizara a prueba, teniendo en consideración: La ubicación (si es una pradera, rivera de un río y otras), la cobertura vegetal existente en la zona (pastos, musgos, hojas secas y otras) y la condición del suelo (seco, húmedo, arenoso, granulado, suelto, arcilla dura y otras).

- Colocar la lata en el suelo y luego encima de la misma, poner el trozo de madera, con el fin de proceder a golpear con un martillo para la lata se hunda en le suelo entre unos 5 a 10 centímetros (Figura 8).

- Colocar un trozo de cinta en la parte interna de la lata, cerca del borde superior, en forma paralela (Figura 8).

- Medir la distancia que existe entre la parte inferior de la cinta hasta el suelo y anótala.

- Vierta el agua dentro de la lata hasta que llegue al borde inferior de la

cinta, que se encuentra ubicada en el interior del recipiente. (Figura 9).

- Proceda a registrar el tiempo, que demora el agua en ingresar al suelo, en forma tabular que permita tener los pares de valores de las variables tiempo y distancia.

- Si el agua es absorbida durante el curso del experimento, llena la lata nuevamente de inmediato hasta la marca de la cinta. Las mediciones que hagas a partir de este momento deberán anotarse como la distancia total desde el suelo hasta la cinta más la distancia que hay desde el nivel del agua hasta la cinta.

- Si tienes que llenar nuevamente la lata, asegúrate de agregar la distancia que hay desde el suelo a la cinta en tus mediciones nuevamente.

- Divide la cantidad de agua absorbida en una hora por 60 para obtener la permeabilidad en centímetros por minuto en una hora.

- Divide la cantidad de agua absorbida en 30 minutos por 30 para obtener la permeabilidad en centímetros por minuto para la primera media hora.

¿Es la misma velocidad que para una hora completa?.

Transmisibilidad o Transmisividad (T)

Es una medida de la capacidad de un acuífero para conducir agua o transmitir agua, definiéndose como el volumen de agua que pasa por unidad de tiempo, a través de una franja vertical de acuífero de ancho unitario, extendida en todo el espesor saturado, cuando el gradiente hidráulico es unitario y a una temperatura de 15°C (Arocha 1980). La transmisividad es el producto de la conductividad hidráulica y el espesor saturado del acuífero:

T = b * K (1)

Donde:

T —> Transmisividad (L2/T),

b —> Espesor saturado del acuífero (L)

K —> Conductividad hidráulica (L/T).

Para un acuífero compuesto de muchos estratos la transmisividad total es la suma de las transmisividades de cada estrato:

T = Σ TI (2)

Donde:

n —> Número total de estratos y

Ti —> Transmisividad del estrato i.

La transmisividad de un acuífero es un concepto que asume que flujo a través de él es horizontal. En algunos casos este supuesto es válido, pero en otros no. También nos indica la posibilidad que ofrece un acuífero de cara a su explotación. Su determinación, a veces puede hallarse mediante prueba de bombeo; así como también, deducirla conociendo los valores de b y K.

Coeficiente de Almacenamiento (S)

Es adimensional. Se refiere al volumen que es capaz de liberar el acuífero al descender en una unidad el nivel piezométrico ( o la presión) (Figura 11).

Se define como el volumen de agua que puede ser liberado por un prisma vertical del acuífero, de sección igual a la unidad y altura la del espesor saturado, si se produce un descenso unidad del nivel piezométrico. En acuíferos confinados los valores típicos se encuentran entre 0.00005 y 0.005, mucho menores que la porosidad eficaz de un acuífero libre (ver abajo). Esto se debe a que en un acuífero confinado el agua no es liberada por el drenaje de los intersticios sino por la compresión del acuífero, en particular de las capas de arcillas y limos intercaladas, (por eso también denominado coeficiente de almacenamiento elástico), y todo el material acuífero permanece saturado.

En un acuífero libre: S = 0'05 - 0'03

En acuíferos confinados: S = 10 -3 - 10 -5

ASPECTOS GENERALES

Los acuíferos existen dentro una gran variedad de materiales como gravas de río, limo, calizas, areniscas porosas poco cementadas, arenas de playa, dunas, arcillas y formaciones volcánicas.

Litología de Acuíferos

La “zona de aireación”, “zona vadosa” o “no saturada” que es el espacio entre el nivel freático y la superficie. En esta zona la circulación del agua es descendente y la circulación ocurre por la acción de la gravedad a través de los poros y grietas en el suelo.

El nivel superior del agua subterránea se conoce como “tabla de agua”.

La altura que alcanza el agua se llama “nivel freático” y se encuentra a diferentes profundidades en un mismo lugar dependiendo de las propiedades físicas de la roca, la presión y la meteorología del lugar (desde algunos centímetros hasta varios metros debajo de la superficie). No es horizontal sino que tiene una pendiente desde el nivel superior al inferior. El nivel freático descenderá cuando un acuífero no se recarga y ascenderá en épocas de humedad.

En los acuíferos libres, la “tabla de agua” equivale al “nivel freático”.

Hidrodinámica de Acuíferos

La “zona de saturación” es aquella situada encima de la capa impermeable, donde el agua rellena completamente los poros de las rocas.

La capa rocosa inferior, llamada “muro” sea impermeable para que el agua se acumule.

Zona Vadosa o No Saturada

También se pueden identificar tres zonas en función de la manera en que los acuíferos se recargan a través de la precipitación: la “zona de alimentación o recarga” (donde la precipitación se infiltra), la “zona de circulación” y la “zona de descarga” (un manantial, un río o una descarga en el mar).

La temperatura en los acuíferos dependerá en gran medida a las características físico-químicas de las rocas, la porosidad, la conductividad térmica, su capacidad y a la latitud con respecto al ecuador electromagnético de la Tierra.

A 1000 metros de profundidad, las temperaturas de los acuíferos pueden variar entre los 30°C hasta inclusive los 200°C. Los acuíferos pueden llegar inclusive a profundidades de 3 km donde se encontrarán a presiones de hasta 250 atmósferas en forma de fluidos supercríticos a temperaturas mayores a 380°C donde su densidad será mucho menor.

PARAMETROS HIDROLOGICOS

Transmisividad

Coeficiente de almacenamiento

PRO

PROBLEMÁTICA DE LA EXPLOTACION DE AGUA SUBTERRANEA

La explotación racional de las aguas subterráneas constituye un elemento clave en el desarrollo económico de un país, área o región. En las regiones de clima semiárido o árido el agua subterránea tiene un interés estratégico. La explotación intensiva o incontrolada de las aguas subterráneas puede ocasionar, en determinados casos, ciertos problemas ambientales que favorezcan los procesos de desertización. En terrenos arenosos, el descenso del nivel freático puede favorecer la erosión eólica, la formación y el avance de las dunas. En regiones de gran aridez, el regadío con aguas de elevado contenido salino puede salinizar los suelos, obligando al abandono de tierras. Frecuentemente, la contribución de la explotación de las aguas subterráneas en los procesos de desertización queda enmascarada por la intervención sinérgica de muchos otros factores, más visible y activos. Serían necesarios estudios específicos sobre la cuestión con el fin de determinar las posibles actuaciones erróneas que contribuyen al desarrollo de los procesos de desertización.

CONCLUSION

Finalmente concluimos en que los mantos acuíferos forman gran parte de nuestra vida. Ya que nos facilita la purificación del agua. En este caso estamos ahorrando costos y me refiero al tratamiento de aguas. Existen diferentes tipos de acuíferos: río o lago, en este caso es la fuente de recarga de ambos acuíferos. suelo poroso no saturado. suelo poroso saturado, en el cual existe una camada de terreno impermeable, formado, por ejemplo por arcilla, este estrato impermeable confina el acuífero a cotas inferiores. suelo impermeable. acuífero no confinado. manantial; pozo que capta agua del acuífero no confinado. pozo que alcanza el acuífero confinado, frecuentemente el agua brota como en un surtidor o fuente, llamado pozo artesiano. Cabe mencionar que la explotación de dicho recurso ocasionará la sequía permanente del manto. La contaminación puede ser un riesgo notable en los mantos acuíferos ya que actualmente se está manejando mucho contaminante en la industria y que es por medio del suelo. Por último quiero mencionar que es importante mencionar las ramas para tener en cuenta el buen estado de los mantos. Gracias a estas ramas el tratamiento de mantos resultará más factible y eficaz.

BIBLIOGRAFIA

http://www.artinaid.com/2013/04/caracteristicas-de-los-acuiferos/

http://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=135534

http://hidrologia.usal.es/temas/Conceptos_Hidrogeol.pdf

http://aguas.igme.es/igme/publica/libro75/pdf/lib75/in_05.pdf

http://www2.etcg.upc.edu/asg/engeol/pdf_files/curs11_12/Tema6%20ppt%20Hidro.pdf

http://www.artinaid.com/

http://estudioshidrogeologicos.com/

http://www.planetseed.com/es/laboratorio/experimento-la-permeabilidad-del-suelo

http://www.ingenierocivilinfo.com/2010/03/normal-0-false-false-false_22.html

http://www.gwp.org/Global/GWP-SAm_Files/Publicaciones/Varios/Aguas_Subterraneas.pdf