AGUAS SUBTERRANEAS
I. DEFINICION:
El agua subterránea representa
una fracción importante de la masa de agua presente en los continentes, y se
aloja en los acuíferos bajo la superficie de la Tierra. El volumen del agua
subterránea es mucho más importante que la masa de agua retenida en lagos o
circulante, y aunque menor al de los mayores glaciares, las masas más extensas
pueden alcanzar millones de kilómetros cuadrados (como el Acuífero Guaraní). El
agua del subsuelo es un recurso importante y de este se abastece a una tercera
parte de la población mundial,1 pero de difícil gestión, por su sensibilidad a
la contaminación y a la sobreexplotación. El agua subterránea es parte de la
precipitación que se filtra a través del suelo hasta llegar al material rocoso
que está saturado de agua. El agua subterránea se mueve lentamente hacia los
niveles bajos, generalmente en ángulos inclinados (debido a la gravedad) y
eventualmente llegan a los arroyos, los lagos y los océanos.
Es una creencia común que el agua
subterránea llena cavidades y circula por galerías. Sin embargo, no siempre es
así, pues puede encontrarse ocupando los intersticios (poros y grietas) del
suelo, del sustrato rocoso o del sedimento sin consolidar, los cuales la
contienen como una esponja. La única excepción significativa la ofrecen las
rocas solubles, como las calizas y los yesos, susceptibles de sufrir el proceso
llamado karstificación, en el que el agua excava simas, cavernas y otras vías
de circulación, modelo que más se ajusta a la creencia popular.
II. DISTRIBUCION:
III. ZONA DE AERACION Y SATURACION:
Un acuífero es un terreno rocoso
permeable dispuesto bajo la superficie, en donde se acumula y por donde circula
el agua subterránea.
III.I. UNA ZONA DE SATURACION: Que es la
situada encima de la capa impermeable, donde el agua rellena completamente los
poros de las rocas. El límite superior de esta zona, que lo separa de la zona
vadosa o de aireación, es el nivel freático y varía según las circunstancias:
descendiendo en épocas secas, cuando el acuífero no se recarga o lo hace a un
ritmo más lento que su descarga; y ascendiendo, en épocas húmedas.
III.II. UNA ZONA DE AIREACION O VADOZA: Es el espacio comprendido entre el nivel freático y la superficie, donde no
todos los poros están llenos de agua.
Cuando la roca permeable donde se
acumula el agua se localiza entre dos capas impermeables, que puede tener forma
de U o no, vimos que era un acuífero cautivo o confinado. En este caso, el agua
se encuentra sometida a una presión mayor que la atmosférica, y si se perfora
la capa superior o exterior del terreno, fluye como un surtidor, tipo pozo
artesiano.
IV. MOVIMIENTO DEL AGUA SUBTERRANEA:
El agua subterránea fluye a
través de espacios interconectados, a lo largo de microfisuras entre las
partículas y a través de fracturas de mayor escala. El movimiento se produce en
respuesta a las diferencias de elevación y presión del fluido. La fuerza directriz
se mide en términos de altura hidráulica. El agua subterránea fluye de regiones
donde la altura hidráulica es alta hacia regiones donde dicha altura es baja.
Encima del nivel freático, en la
franja de capilaridad y zonas vadosas, el agua esta sometida a tensión por lo
la presión del fluido es menor que la atmosférica. Por debajo del nivel
freático, en la zona saturada, la presión del fluido excede a la atmosférica.
El nivel freático esta definido como la superficie en la cual la altura de
presión es igual a cero.
IV.I. POROSIDAD:
- La uniformidad en el tamaño de los granos.
- La forma de los granos.
- El empaque de los granos.
- La compactación durante y después de la depositación.
Factores que afectan la porosidad de las rocas:
a) Depósito sedimentario
bien clasificado tiene alta porosidad.
b) Deposito sedimentario pobremente clasificado.
c) La presencia de un material cementante puede reducir la
porosidad.
d) Las fracturas y la estratificación pueden incrementar la
porosidad.
e) La disolución de rocas solubles como las calizas puede
agrandar las fracturas e incrementar la porosidad.
IV.II. PERMEABILIDAD:
Capacidad que tienen los
sedimentos y las rocas de dejar pasar el agua.
IV.II.I. PERMEABLES: Como las arenas,
gravas, conglomerados, areniscas, rocas ígneas o metamórficas agrietadas, etc.
IV.II.II. SEMIPERMEABLES: Como los limos
arenosos, loess, etc.
IV.II.III. IMPERMEABLES: Como las arcillas,
lutitas, granito, gneis, etc.
Se observa el movimiento del agua
los poros y cavidades que se interconectan entre sí (permeabilidad).
V. CUENCAS HIDROGEOLOGICAS:
Una cuenca hidrológica se
encuentra delimitada por un parteaguas o divisoria de drenaje que separa dos
valles.
Los parteaguas son elevaciones
del terreno que constituyen, accidentes geográficos tales como montañas,
cordilleras u otras formaciones orográficas.
Los parteaguas y las cuencas
hidrológicas, se han formado a través de procesos geológicos que a lo largo del
tiempo han creado en la corteza terrestre dilataciones, hundimientos, fracturas
o plegamientos, o bien son el resultado de la erosión de la superficie
terrestre provocada por el viento, el agua o el hielo.
Una cuenca hidrológica está
constituida por dos tipos de componentes: los naturales y los humanos. Dentro
de los primeros encontramos los elementos físicos (atmósfera, agua y suelo) y
los biológicos (vegetación y fauna). Las actividades económicas y culturales integran
los componentes humanos.
V.I. FUENTES O MANANTIALES DE LADERA:
V.I.I. MANANTIALES: Forma de filtraciones que pueden
unirse a una corriente, a una laguna, directamente al mar o formar un
manantial. Puede tener forma desde un hilillo hasta un chorro.
V.I.II. FUENTES DE LADERA: Manantiales
laterales en regiones montañosas, expuesto en el flanco o ladera de un cerro.
V.I.III. MANANTIALES DE GRIETA O FISURA: Emergen a través de grietas en las rocas y cuyas aguas proceden de gran
profundidad.
V.I.IV. MANANTIALES TERMALES: El
calentamiento del agua meteórica filtrada a profundidad, grado geotérmico alto,
debido al contacto con rocas en estado de fusión, caudal aumentado por las
aguas juveniles agregadas y que provienen de focos magmáticas.
V.I.V. GEISERES: Tipo especial de
fuentes termales, de las cuales en forma intermitente sale una columna de agua
caliente y vapor. Típicos de zonas de vulcanismo en decadencia.
V.II. VALLE:
Un valle (del latín vallis) es
una llanura entre montañas o alturas. Se trata de una depresión de la
superficie terrestre entre 2 vertientes, con forma inclinada y alargada.
En un relieve joven predominan
los valles en V: las vertientes, poco modeladas por la erosión, convergen en un
fondo muy estrecho. Por el contrario, un estado avanzado de la erosión de lugar
a la de valles aluviales, de fondo plano y amplio, constituidos por depósitos
aluviales entre los cuales puede divagar el curso de agua. Los valles en U,
generalmente de origen glaciar, tienen sus paredes muy abruptas y el fondo
cóncavo. En ciertos casos, al retroceder un antiguo glaciar, el lecho de uno de
sus afluentes queda a mucha altura por encima del de aquél y desemboca en su
vertiente, a menudo, formando saltos de agua. Un tercer tipo de valles es en
forma de cuna o batea: son amplios, de suave pendiente y superficiales.
Cuando un río es capturado por
otro o cuando su lecho es cerrado por morrenas u otro tipo de depósitos, queda
más abajo un valle muerto o río decapitado, que ya no tiene un curso de agua.
En otros casos, un valle no tiene salida natural, por cerrarlo una
contrapendiente, y las aguas que por él discurren penetran en el suelo y
prosigue su curso por una red subterránea. Esos valles ciegos son propios de
los terrenos cársicos. Asimismo, en muchas regiones áridas los ríos no puede
salir de su cuenca hidrográfica, discurriendo por valles endorreicos. Un valle
puede haber sido íntegramente excavado en un terreno sedimentario por su curso
de agua, pero por lo general, éste se abre paso por depresiones de origen
tectónico. Según sean éstas, se tiene un valle de fractura, de fosa, de ángulo
de falla, etc. Un valle longitudinal está orientado paralelamente a los
pliegues de una cordillera, en tanto que un valle transversal es perpendicular
a ellos.
V.III. FUENTES TERMALES:
Las fuentes termales son albercas
de agua caliente que se han filtrado desde abajo hasta llegar a la superficie
de la Tierra, formando pequeños charcos. Gran parte de Yellowstone está sobre
un cráter volcánico gigante y el magma caliente (piedra derretida por el calor)
está aún cerca de la superficie.
VI. POZOS ARTESIANOS:
Un pozo artesiano es aquel tipo
de manantial o pozo que comunica con un acuífero cautivo de agua (o petróleo),
estando el nivel piezométrico (o nivel potenciométrico) del líquido por encima
del nivel freático. Hablaremos de un pozo artesiano surgente cuando el líquido
confinado asciende por encima de la superficie del terreno de forma natural
hasta alcanzar un nivel casi equivalente al del punto de alimentación de la
capa cautiva, quedando minorado debido a la pérdida de carga.
VI. APROVECHAMIENTO DE LAS AGUAS SUBTERRANEAS:
- AGRICULTURA: Para regar tierras eriales o para compensar la insuficiencia de aguas de escorrentía.
- INDUSTRIA: Se usa estas aguas con gran profusión, pero su uso indiscriminado produce un descenso de la napa freática que puede acarrear gravísimas consecuencias; por esta razón su explotación está reglamentada.
VIII. PROCESOS CARSTICOS:
Conjunto de formas de alteración
de la roca en la cuales el proceso dominante es la disolución de la roca por el
agua.
La palabra karst deriva del
termino pre-indo - europeo karra o gara, que significa piedra y que se encuentra en muchas lenguas
de Europa y del medio oriente la palabra eslovena kras, que hace referencia a la región entre Trieste y
Eslovenia occidental, tiene el mismo origen.
VIII.I. ¿CUANDO SE PRODUCE LA KARTIFICACION?
En presencia de rocas solubles:
- Rocas evaporiticas (yeso, sal gema)
- Rocas carbonaticas (calizas, dolomías, mármoles...).
En presencia de agua:
- Zonas templadas, tropicales, etc... (actuales o pretéritas).
En presencia de condiciones
estructurales y texturales adecuadas:
- Porosidad secundaria (diaclasas, fracturas, estratificación...)
- Permeabilidad capacidad de transmitir el agua).
El denominador común: disolución
Todas las rocas, en cierta
medida, son solubles en agua, pero algunas permiten, en ciertas condiciones
morfo-climaticas, el desarrollo de las situaciones hidrogeologicas apropiadas y
las formas karsticas asociadas:
- Rocas carbonaticas (compuestas por calcita, dolomita, etc...)
- Rocas evaporiticas (compuesta por halita, yeso, anhidritta, etc...)
- Cuarcita y arenisca cuarciferas (compuestas por cuarzo).
Solubilidad de los minerales en agua
con pequeñas cantidades de CO2
disuelto (Pco2=0.001 bar), a temperatura de 25ºc, los minerales son mas o menos
solubles:
- calcita: 60 mg/L
- dolomita: 50mg/L
- cuarzo: 12 mg/L
- yeso: 2400 mg/L
- halita: 360000 mg/L
Cuando la Pco2 es muy
superior a 0.1 bar, a la misma
temperatura, la solubilidad de los carbonatos aumenta notablemente:
- calcita: 400 mg/L
- dolomita: 300 mg/L
VIII.II. CASOS EN EL PERU:
En el Perú el fenómeno kárstico
se desarrolla principalmente al Este de la divisoria donde las calizas
mesozoicas alcanzan notables espesores dentro de los cuales podemos destacar:
El Karst de Tingo María, en el
departamento de Huánuco denominado "La Bella Durmiente", conjunto de
cumbres calcáreas situada al SO de Tingo María. El sistema subterráneo de la
Bella Durmiente consiste de tres cavidades, situados sobre la margen derecha del
Río Monzón, al oeste de Tingo María en el cual destacan "La cueva de las
lechuzas", "La cueva de los guacamayos" y "La cueva de la
Ventana". La "Cueva Pumahuasi" situado en el Río Tullumayu,
afluente del río Huallaga, está a 25 km de Tingo María siguiendo la ruta a Pucallpa,
poco después del cruce que lleva a Auca yacu.
El Karst del SE de Junín,
comprendido entre San Pedro de Cajas - Palca mayo en la provincia de Tarma en
donde destaca "La cueva de Huagapo" conocida desde tiempos
inmemoriales situado a 3,5 km del poblado de Palca mayo, siguiendo el camino
que lleva a San Pedro de Cajas, el cual pasa por el valle del río Chaka.
Cueva de Huagapo:
