Trabajo N3 Acuiferos.docx

Contenido DEDICATORIA ................................................................................................................................. 3 INTRODUCCION .............................................................................................................................. 4 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................................. 5 OBJETIVOS ESPECIFICOS ...................................................................................................................... 5 CONTENIDO PRINCIPAL ....................................................................................................................... 6 ¿QUÉ ES UN ACUÍFERO? ............................................................................................................ 6 ¿QUÉ ES UN AGUA SUBTERRÁNEA? ...................................................................................... 6 UN RECURSO FRÁGIL ................................................................................................................ 6 ESTRUCUTRA............................................................................................................................... 7 ¿CÓMO SE FORMA UN ACUÍFERO? ......................................................................................... 7 AGUA EN EL SUELO ................................................................................................................... 8 TIPOS DE ACUÍFEROS ................................................................................................................ 9 TIPOS DE ACUÍFEROS DESDE EL PUNTO DE VISTA HIDRÁULICO ................................................. 9 CARACTERÍSTICAS DE LOS ACUÍFEROS ............................................................................ 13 TRANSMISIBILIDAD O TRANSMISIVIDAD................................................................................... 13 COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO ....................................................................................... 14 CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 15 COMENTARIO ................................................................................................................................ 15 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................................... 16

DEDICATORIA Ante todo, primero a Dios y a mi madre con mucho amor y cariño le dedico todo mi esfuerzo y trabajo puesto para la realización de este informe.

INTRODUCCION Un acuífero es el conjunto de rocas que permiten la permeabilidad del agua y la pueden acumular en sus poros o grietas. A esta agua retenida en las estructuras rocosas se la conoce como agua subterránea y puede llegar a presentar manifestaciones de hasta dos millones de kilómetros cuadrados de tamaño. Las rocas que permiten la permeabilidad del agua presentan denominadores comunes, pero no son iguales, así encontramos rocas sedimentarias como la arenisca, la arcilla y la caliza o de pequeño tamaño como la grava. Actualmente se tienen registrados más de 650 acuíferos en el país. El volumen estimado de agua que se extrae de ellos es de 27 km3/s, que representa 36 % del agua destinada a usos consultivos (aquellos en los que el agua es transportada a su lugar de uso y la totalidad o parte de ella no regresa al cuerpo de agua). La mayor parte del agua extraída se destina al uso agropecuario, seguido por el uso para abastecimiento público. Casi dos terceras partes del agua destinada al abastecimiento público y un tercio del agua extraída con fines agropecuarios se obtienen de fuentes subterráneas. Con la necesidad de ir aumentando la calidad de vida de los peruanos, aspecto estrechamente vinculado al suministro del agua y el saneamiento, el gobierno ha priorizado la construcción de nuevos acueductos, así como la ampliación de otros .Al contar nuestro país con importantes acuíferos subterráneos, que contienen aguas con buena calidad, en la mayoría de los casos se recurre a la construcción de captaciones profundas (pozos) que permiten extraer las cantidades de agua solicitada, este será el objetivo principal. Los sedimentos naturales tienen un rango muy amplio de conductividades hidráulicas. Cerca de la superficie terrestre existen muy pocas, si alguna, formaciones geológicas que sean absolutamente impermeables. Exposición a los elementos climáticos, fractura miento, así como disolución han afectado, en algún grado, a la mayor parte de las rocas. En hidrogeología, los medios permeables de mayor relevancia están constituidos por depósitos sedimentarios no consolidados o escasamente consolidados y por rocas usualmente fracturadas. En Chile la hidrogeología se ha practicado casi exclusivamente en rellenos sedimentarios actuales o subactuales y es en general poca la experiencia que se tiene de hidrogeología en roca. Los materiales que de preferencia son propicios como medios permeables son los depósitos sedimentarios fluviales, aluviales, coluviales, lacustres y lagunares. La permeabilidad de éstos depende básicamente de la cantidad de arcilla que se presenten y secundariamente del grado de compactación y cementación que tengan.

OBJETIVO GENERAL  Conocer los conceptos de un acuífero, como tipos de acuíferos; también veremos cómo afecta los acuíferos en las construcciones.  Adquirir los conocimientos de como interactúa el suelo ante los acuíferos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS    

Conocer cada tipo de acuíferos como los conceptos Conocer cómo se forma un acuífero. Conocer los conceptos fundamentales sobre aguas subterráneas. Conocer sobre flujo saturado – no saturado

CONTENIDO PRINCIPAL ¿QUÉ ES UN ACUÍFERO? Un acuífero es el conjunto de rocas que permiten la permeabilidad del agua y la pueden acumular en sus poros o grietas. A esta agua retenida en las estructuras rocosas se la conoce como agua subterránea y puede llegar a presentar manifestaciones de hasta dos millones de kilómetros cuadrados de tamaño. Las rocas que permiten la permeabilidad del agua presentan denominadores comunes, pero no son iguales, así encontramos rocas sedimentarias como la arenisca, la arcilla y la caliza o de pequeño tamaño como la grava. Los acuíferos presentan dos partes diferenciadas: la zona de saturación, que retiene el agua e impide que esta siga circulando o filtrándose, y la zona de aireación que es la que se encuentra justo encima de la zona de saturación y se mantiene sin agua retenida.

¿QUÉ ES UN AGUA SUBTERRÁNEA? El agua subterránea es unas de nuestros recursos más valiosos y a pesar de que está allí, uno probablemente nunca lo ha visto o se ha dado cuenta. Es el recurso más grande disponible de agua para beber y es encontrado debajo de la superficie de la tierra. El agua subterránea trabaja como un sistema de plomería global que se llama el ciclo hidrológico o el ciclo de agua. El ciclo de agua es controlado a mediante el sol que produce energía térmica y determina los usos de la tierra y como recicla el agua. Esta energía térmica evapora el agua en los océanos, en los lagos e incluso en las albercas. El agua entonces sube al aire donde es más frío, se reúne y luego se forman las nubes. Entonces gotas de agua forman las nubes y caen del cielo como lluvia, la nieve, la aguanieve o el granizo. Cuando ellos caen a la tierra, la gravedad de la tierra atrae el agua por el suelo y la roca. El agua pasa entre partículas de la tierra, la arena, la grava o la roca hasta que alcance una profundidad que llena o satura el suelo con agua donde llega a ser el agua subterránea. Una porción de esta agua entonces se brota lentamente a los ríos y a los lagos o regresa al mar. Luego el ciclo empieza de nuevo.

UN RECURSO FRÁGIL El agua subterránea es un recurso natural más valiosa para nuestros. El agua subterránea limpia y abundante es una clave para nuestra salud y un método de vida. En contaminando la tierra pone algunas aguas subterráneas en riesgo de contaminación. La disponibilidad y la pureza del agua subterránea son menospreciadas por nosotros. Los daños y riesgos al agua subterránea son inmensos por nuestras actividades. Los contaminantes en el suelo se disuelta generalmente y son llevados por la lluvia en la capa superior del nivel freático. Luego, los contaminantes pueden entrar en el acuífero y comienza a brotarse con el agua subterránea. Porque el agua subterránea avanza lentamente, los contaminantes que entran en ello no se limpia fácilmente. También es difícil de detectar la contaminación en el agua subterránea hasta que alcance un pozo/noria o una empresa de servicio público y para en éste tiempo la contaminación ya se ha extendido. Si el agua subterránea llega a ser contaminada, es muy difícil y caro para limpiar.

ESTRUCUTRA Un acuífero es un terreno rocoso permeable dispuesto bajo la superficie, en donde se acumula y por donde circula el agua subterránea.  Una zona de saturación, 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.  Una zona de aireación o vadosa, 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.

¿CÓMO SE FORMA UN ACUÍFERO? El agua que cae en forma de lluvia no solo aumenta el nivel de ríos, lagos y otras masas de agua superficiales, también se filtra a través de rocas permeables hasta alcanzar acuíferos, que pueden ser de distintos tipos según las variantes explicadas anteriormente. Las aguas subterráneas contenidas en estos acuíferos suelen hacerse visibles cuando emanan a la superficie en forma de manantiales u otras masas de agua que pueden descargar en ríos, arroyos o lagos y sirven como sustento de estos. Las aguas subterráneas por lo tanto cuentan con gran importancia ya que hacen aumentar el caudal del agua dulce, el cual solo representa el 3% del total del agua del planeta.

El acuífero más grande del mundo se encuentra en África y recibe el nombre de acuífero de piedra arenisca de Nubia, llamado así por la piedra más importante por la que está formado. El agua subterránea que contiene es en realidad agua fósil, es decir, aquella que ha permanecido allí durante miles o millones de años y cuyo acuífero cerró hace mucho tiempo sus canales de recarga. Este

acuífero cubre aproximadamente 2.000.000 km² y se extiende por debajo del desierto del Sáhara, entre los países de Egipto, Libia, Chad y Sudán. Por su parte, el segundo mayor acuífero del mundo se encuentra en un único país, Australia. Con 1.700.000 km², la Gran Cuenca Artesiana de Australia constituye la única masa de agua dulce confiable del país. Completando el podio se encuentra en tercera posición el Acuífero Guaraní, localizado en Sudamérica, concretamente debajo de la superficie de países como Brasil, Argentina, Paraguay y Uruguay. Esta grande extensión de agua subterránea ocupa 1.200.000 km² y se estima que acumula 37.000 km³ con una media de recarga anual de 166 km³ gracias a las abundantes precipitaciones de la zona.

AGUA EN EL SUELO

Al margen de las consideraciones apuntadas anteriormente y, como punto de partida para el tema que vamos a abordar, las diferentes formaciones geológicas se pueden clasificar en función de su capacidad para almacenar y transmitir agua. De esta forma se habla de: a) Acuíferos (del latín “aqua” = agua y “fero” = llevar), que son aquellas formaciones geológicas capaces de almacenar y transmitir agua. b) Acuitardos (del latín “tardare” = retardar), que son aquellas formaciones semipermeables que, conteniendo agua incluso en grandes cantidades, la transmiten muy lentamente. c) Acuicludos (del latín “claudere” = cerrar), que consisten en aquellos estratos o formaciones porosas pero impermeables y que, por lo tanto, pueden almacenar agua pero no la transmiten a su través. d) Acuífugos (del latín “fugere” = huir), que serían rocas con porosidad nula y, por lo tanto, incapaces de almacenar y transmitir el agua.

TIPOS DE ACUÍFEROS Se considera un acuífero a la formación geológica permeable que permite la circulación y el almacenamiento de aguas subterráneas. Esto se debe a las grietas y poros que contienen estas formaciones rocosas. Se pueden encontrar diferentes tipos de acuíferos.

TIPOS DE ACUÍFEROS DESDE EL PUNTO DE VISTA HIDRÁULICO Atendiendo al comportamiento hidráulico de las formaciones geológicas, así como a su posición estructural en el terreno, se distinguen tres tipos principales de acuíferos (Figura 1): a) Acuíferos libres b) Acuíferos confinados c) Acuíferos semiconfinados

LOS ACUÍFEROS LIBRES Son aquellos en los que el nivel superior de saturación se encuentra a presión atmosférica. A la superficie piezométrica de un acuífero libre se le denomina superficie freática. Por esta razón, los acuíferos libres son también conocidos como “acuíferos freáticos”. Por lo tanto, la superficie freática es una superficie “real” que delimita el acuífero libre (por debajo) de la zona vadosa (por encima).

LOS ACUÍFEROS CONFINADOS (O ACUÍFEROS CAUTIVOS) Corresponden a formaciones geológicas permeables, completamente saturadas de agua, confinadas entre dos capas o estratos que podemos asumir como impermeables, ya sean acuífugos o acuicludos (Figura 1).

LOS ACUÍFEROS SEMICONFINADOS Corresponden a situaciones similares a las que presentan los acuíferos confinados pero con la particularidad de que el estrato confinante corresponde a un acuitardo, en lugar de a un acuífugo o acuicludo. Por lo tanto, los acuíferos semiconfinados pueden recibir una cierta recarga, también llamada goteo, a través de la capa semipermeable que los confina.

ACUÍFEROS COLGADOS (“perched aquifers” en la literatura anglosajona) Para hacer referencia a acumulaciones de agua subterránea de escasa continuidad lateral situadas por encima del nivel freático principal (Figura 2). Este tipo de acuíferos (conocidos vulgarmente como “bolsas de agua”) deberán corresponder, en sentido estricto, a alguno de los tres tipos de acuíferos citados anteriormente. Sin embargo, debido a sus pequeñas dimensiones es habitual clasificarlos por separado. Los acuíferos colgados son frecuentes en formaciones geológicas detríticas (especialmente de origen aluvial y fluvial) en las que podemos encontrarnos con depósitos

(“lentejones”) de materiales poco permeables (limos y arcillas) inmersos en un material granular de mayor permeabilidad (Figura 2). Con cierta frecuencia, estos acuíferos colgados son los responsables de la alimentación de pequeños manantiales, los cuales, suelen presentar fuertes variaciones estacionales de caudal.

A continuación, describiremos brevemente las características más relevantes de los diferentes tipos de acuíferos.

ACUÍFEROS LIBRES Los acuíferos libres, no confinados o freáticos (“water table aquifers” en la literatura anglosajona) son aquellos en los que, como adelantábamos anteriormente, existe una superficie libre del agua subterránea que está a presión atmosférica (Figura 3). Esta superficie del agua a presión atmosférica es lo que se conoce como superficie freática y constituye el límite superior del acuífero libre. Al contrario de lo pudiera parecer en un principio, la superficie freática no constituye el límite entre la zona del terreno totalmente saturada en agua y la zona parcialmente saturada. Por encima de la superficie freática se sitúa una porción de terreno cuyos poros están completamente ocupados por agua (y por tanto totalmente saturados) pero que, sin embargo, se encuentran a presión menor que la atmosférica. Esta porción del terreno se conoce como la zona o franja capilar (Figura 3) y no pertenece al acuífero libre, puesto que el agua de esta franja del terreno se encuentra retenida por tensión superficial. El espesor de esta franja capilar varía en función del tamaño de los poros, como veremos a continuación.

ACUÍFEROS CONFINADOS Como apuntamos al inicio del presente apartado, los acuíferos confinados o cautivos (“confined aquifers” en la literatura anglosajona) corresponden a formaciones geológicas, completamente saturadas de agua, confinadas entre dos capas o estratos que podemos asumir como impermeables. Por lo tanto, en estos casos el agua del acuífero está sometida a una presión de confinamiento, que será la suma de la presión hidrostática más la presión litostática de la capa impermeable (y del resto del terreno suprayacete, si lo hubiera) más la presión atmosférica. En la Figura 1 se mostró un esquema que ilustra la disposición estructural de un acuífero confinado. Como se puede observar en la Figura 1, aunque la formación acuífera permanezca confinada a lo largo de grandes extensiones es habitual que, en alguna parte, aflore en la superficie, convirtiéndose entonces en un acuífero libre. Es en estas zonas aflorantes donde los acuíferos confinados suelen recibir la mayor parte de su recarga procedente, en general, de la infiltración del agua de lluvia.

ACUÍFEROS SEMICONFINADOS Una variedad de los acuíferos confinados la constituyen aquellas disposiciones hidrogeológicas que se conocen como acuíferos semiconfinados (“leaky aquifers” en la literatura anglosajona). Consisten en una disposición semejante a la explicada anteriormente para el caso de los acuíferos confinados, con la particularidad de que la capa confinante (ya sea la suprayacente, la subyacente, o ambas) corresponde a una acuitardo, en lugar de a un acuicludo o un acuífugo. Por lo tanto, en el caso de los acuíferos semiconfinados es posible la filtración vertical muy lenta a través del material confinante semipermeable. Algunos autores se refieren a estas filtraciones verticales a través de los

acuitardos con el nombre de goteo. La Figura 8 muestra un esquema del funcionamiento hidrogeológico de un acuífero semiconfinado.

ACUÍFEROS EN FORMACIONES ROCOSAS La principal característica de este tipo de acuíferos es que su permeabilidad es debida fundamentalmente a porosidad secundaria, ya sea por fisuración, por disolución o por ambos motivos. Por lo tanto, estos acuíferos estarán constituidos por aquellas formaciones geológicas consolidadas, que en ausencia de fracturación significativa los clasificaríamos como acuífugos. Sin embargo, cuando estas formaciones rocosas presentan un grado de fracturación y/o disolución importante constituyen acuíferos que pueden llegar a presentar permeabilidades altas o muy altas. Ejemplos típicos de formaciones geológicas rocosas susceptibles de constituir acuíferos son las formadas mayoritariamente por calizas, dolomías, areniscas, granitos y basaltos, entre otras. Dentro de los acuíferos en formaciones rocosas podemos distinguir dos tipos principales: a) Acuíferos fisurados o fracturados, que son los que se forman en formaciones rocosas consolidadas cuya permeabilidad es debida al desarrollo de un sistema de fisuras o fracturas b) Acuíferos kársticos, que son aquellos que se forman en macizos rocosos que presentan un sistema kárstico (y en especial endokárstico) bien desarrollado. Debido a las especificidades que presentan cada uno de estos dos grandes tipos de acuíferos en formaciones rocosas, pasaremos a tratar cada uno de ellos por separado.

CARACTERÍSTICAS DE LOS ACUÍFEROS TRANSMISIBILIDAD O TRANSMISIVIDAD

Hasta este momento hemos considerado la permeabilidad intrínseca de algunos materiales así como su conductividad hidráulica para la transmisión de agua. Un concepto muy útil en la práctica habitual es la transmisividad o transmisibilidad de un sistema acuífero, la que mide la cantidad de agua, por unidad de ancho, que puede ser transmitida horizontalmente a través del espesor saturado de un acuífero con un gradiente hidráulico igual a 1 (unitario).

COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO Si se produce un cambio en el nivel de agua en un acuífero saturado, o una unidad confinada, una cantidad de agua puede ser almacenada o liberada. El coeficiente de almacenamiento, S, es el volumen de agua, por unidad de área y cambio en altura de agua, que una unidad permeable absorberá o liberará desde almacenamiento. De acuerdo a esta definición esta cantidad es adimensional

CONCLUSIONES  La permeabilidad del agua es permitida por las rocas, las cuales presentan en la zona de saturación y airacion.  Por la demanda poblacional en el Peru, debemos pensar en el cuidado de las aguas subterráneas teniendo responsabilidad en su explotación.

COMENTARIO  La recarga natural de los acuíferos es por las lluvias que se infiltra por los suelos.  La recarga artificial debemos tener un pre tratamiento y con la calidad adecuada.  La vulnerabilidad de la contaminación de los acuíferos es más expuesta por la acumulación de contaminantes en los suelos

BIBLIOGRAFIA

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