El
agua de la superficie que se infiltra en el suelo atraviesa la denominada zona
vadosa o de aireación y percola (“cuela” por gravedad) hasta la zona
saturada, donde todos los poros están totalmente llenos de agua. En la zona
vadosa, el agua se encuentra tapizando las paredes de los poros o suspendida en
pequeñas cavidades alargadas llamadas capilares, pero sin ocuparlos en su
totalidad y constituyendo la "humedad del suelo" (agua retenida o agua
edáfica). Parte de este agua retorna a la atmósfera por evaporación, otra parte
es absorbida por las raíces de las plantas y el resto se infiltra hacia la zona
saturada. La superficie que separa ambas zonas, aproximadamente plana y
horizontal la mayor parte de las veces, es la superficie freática, que
se encuentra más o menos próxima a la superficie del terreno en función de las
recargas (debidas a precipitaciones o a influencia de cursos de agua) o las
extracciones. La altura a la que llega el agua constituye el nivel freático
Un acuífero
(del latín aqua=agua y feros=llevar) es un estrato o conjunto
de estratos o bien una formación geológica que permite la circulación de agua a
través de sus poros o fisuras (grietas). Para que se forme un acuífero es
necesaria, pues, la presencia de materiales fisurados o porosos, situados sobre
materiales impermeables que posibiliten la acumulación de agua procedente de
infiltración a partir de ellos. Es muy importante el estudio de la litología
(el tipo de rocas) y de las estructuras geológicas de un terreno (pliegues,
fallas, fracturas, etc.) para poder estimar los recursos hidráulicos
subterráneos de esa región. Debido a la gran necesidad de agua que demanda
nuestra sociedad, los conocimientos sobre aguas subterráneas son del todo
necesarios. La rama de la Geología que estudia las aguas subterráneas es la hidrogeología.
Según
el tipo de rocas que forman un acuífero podemos distinguir entre aquellos
instalados en rocas permeables (ej. areniscas); rocas
fisuradas (ej. granito); material sedimentario suelto (ej.
los que hay en los valles de los ríos); acuíferos kársticos
Algunos
parámetros de un acuífero a tener en cuenta son:
•
Porosidad, m. Es la relación entre el
volumen de huecos (ocupados por aire o agua) y el volumen total de la roca. La
porosidad depende de la forma, tamaño y tipo de empaquetamiento de las
partículas que constituyen la roca (textura y estructura), así como de la
presencia de fracturas o cavidades de disolución. (La roca caliza no tiene
poros, pero generalmente está muy fracturada constituyendo acuíferos de gran
importancia).
•
Permeabilidad o conductividad hidráulica, k. Es la facilidad con la que un material deja pasar un fluido a su
través. Su valor depende tanto del tamaño de los poros como de la comunicación
entre ellos (si los poros están aislados, aunque sean muy numerosos, harán que
la roca sea impermeable → la conocida piedra pómez flota en el agua porque está
llena de poros y éstos se encuentran aislados. En caso contrario se hundiría).
La permeabilidad también depende de la viscosidad y de la densidad del fluido
que los atraviesa (el agua no es pura). En general, a mayor porosidad, mayor
permeabilidad.
Que
los materiales sean permeables, no significa que deban estar sueltos: una roca
compacta y con sus partículas soldadas, como la arenisca, puede ser una
auténtica esponja capaz de contener una gran cantidad de agua entre sus poros.
Los
acuíferos, en función de la presión hidrostática del agua contenida en
ellos, pueden ser de dos tipos:
• Libres: son aquellos en los que la
superficie freática está en contacto directo con el aire (aire que ocupa los
poros) y, por lo tanto, a presión atmosférica. La altura que alcanza la
superficie freática constituye el nivel freático. Si el agua del acuífero se
mantiene sin fluir (ver esquema) su superficie freática es aproximadamente
horizontal. Son la mayoría.
• Confinados o cautivos o a presión son
aquellos que se encuentran entre dos capas de materiales impermeables. En
ellos, si el agua ocupa la totalidad de los poros o huecos de la formación
geológica que la contiene, normalmente estará sometida a una cierta presión,
superior a la atmosférica. Por ello, al perforar un acuífero confinado, el
nivel de agua asciende hasta estabilizarse en una determinada altura o nivel
piezométrico (piezos = presión), pudiendo salir a la superficie sin necesidad
de bombas. Estas perforaciones reciben el nombre de pozos artesianos. En los
acuíferos cautivos, la zona de recarga no está sobre el propio acuífero sino
fuera de él (el material impermeable impide la infiltración y llenado del
mismo). Igualmente, para que el agua se halle a presión, la estructura “en
bocadillo” deberá estar plegada (ver esquemas).
Un acuitardo
es un terreno empapado de agua, pero que por contener poros de muy pequeño
tamaño (y/o por otras circunstancias) el agua se mueve con gran dificultad, de
modo que no resultan útiles puesto que el agua no se extrae fácilmente.
Los
acuíferos de la zona de Valdepeñas siempre están situados sobre arcillas (rocas
impermeables) y la mayoría son de roca caliza, lógicamente muy fisurada;
también los hay de roca arenisca, que es una roca porosa e incluso se
encuentran otros acuíferos en los valles de los ríos, que están formados por
sedimentos sueltos como gravas y arenas.
Si
un acuífero, debido a la topografía del terreno, asoma a la superficie en un
lugar concreto, el agua que empapa las rocas o que circula por las fisuras se
derrama (rezuma) formando un nacimiento o manantial. En muchos casos, si la
cantidad de agua no es muy grande y la salida no la tiene en un punto concreto,
suele hacerse una pequeña construcción que acumula el agua y que la deja salir
a través de un caño. Se trata de una fuente.
Los
acuíferos calizos aumentan su capacidad de acumulación de agua con el tiempo
debido a la disolución que sufre la roca. Estos auténticos “tubos” son los ríos
subterráneos (los ríos subterráneos forman parte de los acuíferos). Pasado el
tiempo pueden dejar de llevar agua y se conocen como galerías. (Estas
formaciones que se originan por disolución de rocas forman parte del llamado modelado
kárstico). La salida al exterior de un río subterráneo se presenta como una
oquedad o cueva y se denomina surgencia.
La
arcilla es por lo tanto la base sobre la que se asienta el acuífero y la
topografía, al cortar ambos paquetes de estratos, permite que el agua asome al
exterior. Como el agua rezuma por las fracturas de la caliza hay que hacer una
construcción para que se acumule y pueda recogerse en un caño.
Explotación de los acuíferos: desde la antigüedad se ha extraído agua subterránea
mediante pozos (conductos verticales) y galerías (conductos horizontales).
Estas construcciones se cavaban a mano y se rodeaban de piedra, dejando huecos
a través de los cuales, el agua salía de entre los poros de las rocas o de las
fisuras que constituían el acuífero (las galerías normalmente se hacían para
acercar aguas subterráneas hacia lugares de interés, como poblaciones).
Desde
hace algunas décadas, las nuevas tecnologías, tanto de excavación como de
extracción del agua (bombas sumergibles), han permitido acceder a acuíferos muy
profundos. Esto ha posibilitado el desarrollo de zonas que antes eran de
secano. Es el caso de la provincia de Almería, desértica en gran medida y cuyos
cultivos bajo plástico cubren grandes extensiones. Las llanuras manchegas
también han transformado sus cultivos de secano en regadío. Y, en general, en
toda España se está haciendo un uso intensivo de las aguas subterráneas.
Al
hacer un pozo y extraer agua, se crea una depresión en torno al mismo que tiene
forma cónica, es el cono de depresión. Dependiendo de la cantidad de
agua extraída, el cono, cuyo vértice está situado en la parte baja de la
perforación se expande, haciendo disminuir el nivel freático en un área más amplia. (.La
existencia de pozos muy próximos puede, por lo tanto, producir grandes
variaciones de nivel entre unos y otros por la presencia de los conos de
depresión. Otras consecuencias negativas de la explotación de acuíferos son, la
salinización, en el caso de acuíferos costeros y la subsidencia o hundimiento
del terreno, muy preocupante si sucede en núcleos de población (La ciudad de
Venecia se está inundando por este último motivo. También hay problemas en
Albacete y se sospecha que el grave terremoto de Lorca de 2011 (Murcia) se
debió al movimiento de una falla al desestabilizarse el terreno por el descenso
del nivel freático a lo largo de décadas de extracción de agua subterránea).
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