RECURSOS HIDROGEOLOGICOS Resumen de trabajo del Dr. Juan Gil Montes

2014

UNIDADES TECNOLOGICAS DE SANTANDER Facultad de Ciencias Naturales e Ingenierías

Presentado por:

EDSSON JAHIR RINCON PEÑA 1098704893

1.1. HIDROLOGIA La Hidrología se define como la ciencia que estudia la disponibilidad y la distribución del agua sobre la tierra. En la actualidad la Hidrología tiene un papel muy importante en el Planeamiento del uso de los Recursos Hidráulicos, y ha llegado a convertirse en parte fundamental de los proyectos de ingeniería que tienen que ver con suministro de agua, disposición de aguas servidas, drenaje, protección contra la acción de ríos y recreación. Comprende dos ramas

Hidrología de superficie

Hidrogeología La hidrogeología trata del estudio integral del agua subterránea, su distribución y evolución en tiempo y espacio en el marco de la geología regional. También se ocupa de las siguientes cuestiones:

Investigación de la relación entre las formaciones geológicas y aguas subterráneas.

Hidráulica subterránea.

Hidrogeoquimica.

Prospección de las aguas subterráneas.

Gestión de los recursos hídricos subterráneos. 1.2. Distribución del agua en la tierra

% del agua total

Océanos 97,2%

Casquetes Polares 2,15%

Aguas Subterráneas 0,6%

Aguas Superficiales 0,04%

Atmosfera 0,001%

Seres Vivos Resto del agua

Como se puede observar el agua subterránea es la mayor proporción de agua potable que existe en la actualidad, aunque las tecnologías del futuro apuntan a la desalinización del agua marina para aprovecharla como agua potable, siendo el estado que más abunda en la tierra, a pesar que hoy en día su coste es mucho más elevado que el coste del aprovechamiento de las aguas subterráneas y superficiales. 1.3. Importancia del agua subterránea.

Menor Coste de producción al no poseer organismos patógenos.

Su temperatura es constante.

No posee turbidez ni color.

Tiene una composición química natural estable.

Se encuentra en mayor cantidad que el agua superficial.

Es menos contaminada debido a que algunas rocas actúan como filtro.

Constituye el único recurso en muchas regiones donde hay pocas aguas superficiales.

1.4. Ciclo Hidrológico y 1.5. Balance Hídrico

Analizando el ciclo hidrológico del agua se puede realizar el siguiente balance hidrogeológico: P = EV+R+I donde: P = Precipitación total Ev = Evapotranspiración I= Infiltración Recursos y reservas hidrológicos. Se considera recurso o reserva hidrogeológico al volumen total de agua existente en un acuífero que se puede extraer, desde uno o varios pozos, con la diferencia que si se produce una sobreexplotación reduciendo considerablemente el nivel freático del mismo estamos hablando que se está explotando una reserva, pero si al extraer el agua del pozo y no se produce sobreexplotación, estamos hablando que se está extrayendo agua de un acuífero como recurso renovable.

ACUIFEROS 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. La unidad estructural que almacena un manto acuífero se conoce como cuenca hidrogeológica por tanto de ella dependerá la circulación subterránea y las reservas. Dos importantes factores geológicos que intervienen en la presencia del agua subterránea son: la naturaleza de las rocas, que determinan la permeabilidad del acuífero, y la estructura del acuífero, que condiciona la circulación subterránea. A diferencia de una cuenca hidrológica que consiste en una zona del relieve en la que las aguas superficiales drenan hacia un lugar común, (rio, lago, etc.).

2.4. CLASIFICACION DE LOS ACUIFEROS Se pueden clasificar de acuerdo a dos parámetros. Según la presión hidrostática del agua

Acuíferos libres

Acuíferos cautivos.

Según el tipo de permeabilidad.

Acuíferos de medios porosos

Acuíferos de medios fisurados

Acuíferos de medios kársticos

AGUAS SUBTERRANEAS Y SUPERFICIALES

Un manantial es un flujo natural de agua que surge del interior de la tierra desde un solo punto o por un área pequeña. Pueden aparecer en tierra firme o ir a dar a cursos de agua, lagunas o lagos. Los manantiales pueden ser permanentes o intermitentes, y tener su origen en el agua de lluvia que se filtra o tener un origen ígneo, dando lugar a manantiales de agua caliente. La composición del agua de los manantiales varía según la naturaleza del suelo o la roca de su lecho.

Clasificación de los manantiales

- Manantiales de ladera. - Manantiales de valle.

- Manantiales intermitentes.

- Manantiales de fractura.

Clasificación de las aguas subterráneas

- Aguas meteóricas o recientes.

- Aguas fósiles.

- Aguas juveniles.

- Aguas minerales.

- Aguas saladas o salmueras. Modificaciones introducidas por la acción del hombre.

Se denomina embalse a la acumulación de agua producida por una obstrucción en el lecho de un río o arroyo que cierra parcial o totalmente su cauce. La obstrucción del cauce puede ocurrir por causas naturales como, por ejemplo, el derrumbe de una ladera en un tramo estrecho del río o arroyo, la acumulación de placas de hielo o las construcciones hechas por los castores, y por obras construidas por el hombre para tal fin, como son las presas.

Los embalses de grandes dimensiones agregan un peso muy importante al suelo de la zona, además de incrementar las infiltraciones. Estos dos factores juntos pueden provocar lo que se conoce como sismos inducidos.

Aguas arriba de un embalse, el nivel freático de los terrenos vecinos se puede modificar fuertemente, pudiendo traer consecuencias en la vegetación circunlacustre.

Los efectos de un embalse aguas abajo son de varios tipos; se pueden mencionar:

Aumento de la capacidad de erosionar el lecho del río.

Disminución de los caudales medios vertidos y, consecuente, facilidad para que actividades antrópicas ocupen parte del lecho mayor del río.

Disminución del aporte de sedimentos a las costas, incidiendo en la erosión de las playas y deltas.

PROSPECCIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS Métodos de prospección de aguas subterráneas

Métodos geológicos Se aplica a partir de los elementos de estudios litológicos dentro de un análisis de la estructura requerida para el proceso de escogencia del sitio definitivo. Entender la interpretación del mapa geológico donde se localiza fundamentalmente las rocas permeables y las que no lo son, localizando las posibles fracturas geológicas y las zonas de cargue y descargue. Indica el requerimiento de perfiles y cortes geológicos que son útiles e indispensables para tener una visión espaciada de la geometría acuífera. Cuando en una muestra geométrica se sintetiza que no alcanza el nivel de proyección para el diseño a 10 años se concluye que el subsuelo en su composición presenta rocas sueltas de tamaño irregular. El estudio de la fotografía contribuye un excelente instrumento para la ubicación cartográfica y geológica.

Métodos geofísicos Establece la prospección inicial de un estudio hidrogeometrico y está enfocado exclusivamente como un apoyo para los procesos de diseño geométrico. - Método eléctrico Se determina por la resistencia y la profundidad en el tamaño de la roca en su estructura convencional; es decir a mayor variación de tamaños de rocas mayor campo de resistencia eléctrico para la prospección de aguas. - Método gravitacional Consiste en observar la estructura existente en la localización con materiales no disueltos teniendo en cuenta su compatibilidad y su resistividad determinando que existan fallas o cavidades drásticas que impidan el movimiento continuo del agua. - Método electromagnético Estudia la influencia del terreno sobre un campo electromagnético artificial.

CAPTACION DE AGUAS SUBTERRANEAS Existen diferentes sistemas constructivos para realizar captaciones de agua subterránea los cuales son: - Perforaciones verticales o pozos de pequeño diámetro:

Son todas aquellas captaciones que se proyectan para obtener agua mediante bombeo del

subsuelo y se construyen por penetración vertical de la obra en un manto acuífero. Para proyectar

un pozo vertical de pequeño diámetro, es necesario considerar los siguientes parámetros:

Profundidad del pozo, método de perforación, entubación, diámetro del pozo, engravillado,

desarrollo, protección sanitaria y criterios de control y vigilancia.

- Pozos excavados o de gran diámetro: Son los pozos tradicionales, realizados manualmente “a pico y pala” o con máquinas retroexcavadoras, martillos neumáticos y explosivos. Se utilizan para explotar acuíferos libres de poco espesor, localizados en terrenos poco consolidados (arenas, gravas, etc.) o en rocas fisuradas y/o meteorizadas superficialmente (pizarras, granitos, etc.). - Pozos de drenes radiales: Corresponden siempre a un mismo tipo funcional en el que se distinguen dos partes: Un pozo

vertical de gran diámetro y un conjunto de drenes o perforaciones horizontales que salen de su

fondo en el que desaguan a través de válvulas de compuerta. -Zanjas de drenaje: Cuando el nivel freático es poco profundo y los materiales están meteorizados y/o no consolidados, la captación del agua se puede hacer mediante zanjas colectoras que llegan al nivel de saturación. Se realizan con máquinas retroexcavadoras hasta profundidades de 3-10 metros y se rellenan de gravas a través de las cuales se puede evacuar el agua por gravedad dándole al fondo una pequeña inclinación. -Galerías filtrantes o minas de agua: Se realizan en regiones montañosas hasta alcanzar la zona de saturación y con una cierta pendiente del suelo para evacuar el agua al exterior por gravedad. Sus dimensiones serán suficientes para que se pueda entrar y trabajar sin dificultades en su realización y en su mantenimiento posterior.

PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES DERIVADOS DE LA EXPLOTACIÓN DE LAS

AGUAS SUBTERRÁNEAS

El sistema de explotación más eficaz de un acuífero, para aprovechar al máximo sus recursos y no

incurrir en sobreexplotación, es el de extraer anualmente una cantidad de agua igual o inferior a la

de la recarga media interanual. Se diferencian tres tipos de sobreexplotación:

- La explotación de los recursos anuales de una sola vez a un fuerte ritmo hasta estabilizar

el bombeo en un determinado valor.

- Sobreexplotación no destructiva que es la producida cuando se llega más allá de los

límites antes mencionados durante poco tiempo.

- Sobreexplotación destructiva a la cual se conduce el acuífero cuando se prolongan las

extracciones excesivas durante mucho tiempo, que lo hacen prácticamente inexplotable,

ya sea por la degradación de la calidad química de sus aguas, o, por motivos económicos

derivados de la elevación desde una gran profundidad de las aguas subterráneas.

El efecto más directo de la sobreexplotación es el empeoramiento de la calidad química de las

aguas subterráneas, a causa de los siguientes factores:

- Menos disolución de las aguas antiguas almacenadas en el acuífero con las nuevas de

la recarga anual, lo que favorece la concentración de sales. - Salinización de los pozos por el avance de las aguas marinas tierra adentro - Recarga inducida de las aguas contaminadas de los ríos a los acuíferos, ya que los ríos

pasan de ser efluentes a ser influyentes. - Recarga inducida de las aguas contaminadas por lixiviación de los focos contaminantes

situados sobre el acuífero.

La sobreexplotación ocasionada debe atajarse lo antes posible hasta conseguir la recuperación

de los niveles freáticos, mediante:

a) Prohibición de construir nuevos pozos b) Detener los sobrebombeos c) Ausencia de extracciones d) La recarga artificial de los acuíferos e) Ordenación y limitación por zonas

CONCLUSIONES

El agua es el recurso natural más importante para la vida en la tierra, y sin embargo, de ser uno de los recursos más abundante, aproximadamente el 1% del agua en la tierra es apta para el consumo humano; es por ello que debemos preservar, conservar y proteger cualquier tipo de fuente hídrica y utilizar de manera sostenible el agua que tenemos a nuestra disposición. El agua que encontramos de forma natural generalmente está contaminada de manera natural, ya sea por minerales en el suelo o solidos suspendidos que se concentran en una corriente o microorganismos que se desarrollen en la zona, también varias veces es contaminada por efectos antrópicos del lugar, debido a esto es imprescindible conocer el estado en el cual se encuentra el agua que utilizamos para nuestro consumo y así evitar sustancias y microorganismo que afecten la salud, mediante procesos de purificación los cuales de acuerdo a normas internacionales y nacionales, establecen valores admisible que indiquen el grado de potabilidad que se puede permitir sin tener consecuencias en la salud del ser humano. He de aquí la gran importancia de estudiar y comprender los fenómenos que rodean a la mecánica de acuíferos, debido a los grandes problemas que se viven en la actualidad derivados de la escases y la calidad del agua, las reservas de agua subterránea serán a un futuro demasiado cercano las grandes soluciones a estos problemas, si a tiempo entendemos como preservarlos y explotarlos de manera sostenible. BIBLIOGRAFIA

¿Qué es la hidrogeología? “Recuperado vía web el 3 de junio del 2014”. http://www.sgm.gob.mx/index.php?option=com_content&task=view&id=85&Itemid=86

¿Qué es un acuífero? “Recuperado vía web el 3 de junio del 2014”. http://www.artinaid.com/2013/04/que-es-un-acuifero/

Aguas Subterráneas. “Recuperado vía web el 3 de junio del 2014”. http://www.astromia.com/tierraluna/aguasubterraneas.htm

Márquez. German. Impacto de los embalses. “Recuperado vía web el 3 de junio del 2014”. http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/IDEA/2010615/lecciones/embalses/embalses1.html