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CICLO HIDROLOGICO
El agua existe en la Tierra en tres estados: sólido, líquido y gas (vapor de agua).
La mayor parte de la masa del agua se encuentra en forma líquida, sobre todo en
los océanos y mares y en menor medida en forma de agua subterránea o de agua
superficial (ríos y arroyos). El segundo compartimento por su importancia es el del agua
acumulada como hielo. Por último, una fracción menor está presente en
la atmósfera como vapor o, en estado gaseoso, como nubes. Esta fracción atmosférica es
sin embargo muy importante para la circulación horizontal del agua, de manera que se
asegura un suministro permanente a las regiones de la superficie continental alejadas de
los depósitos principales.
Entre los océanos, continentes y la atmósfera, existe una circulación contínua, la cual es
llamada ciclo del agua o ciclo hidrológico. El movimiento del agua en el ciclo hidrológico
es mantenido por la energía radiante del sol y por la fuerza de la gravedad.
El Ciclo Hidrológico se define como el movimiento continuo y cíclico del agua en el planeta
Tierra a través de una secuencia de fenómenos por medio de los cuales el agua pasa de la
superficie terrestre, a la atmósfera y regresa en sus fases líquida y sólida. La transferencia
de agua desde la superficie de la Tierra hacia la atmósfera, en forma de vapor de agua, se
debe a la evaporación directa, a la transpiración por las plantas y animales y
por sublimación (paso directo del agua sólida a vapor de agua).
El sol dirige el ciclo calentando el agua de los océanos. Parte de esta agua se evapora en
vapor de agua. El hielo y la nieve pueden sublimar directamente en vapor de agua. Las
corrientes de aire ascendentes toman el vapor de la atmósfera, junto con el agua de
evapotranspiración, que es el agua procedente de las plantas y la evaporación del suelo. El
vapor se eleva en el aire, donde las temperaturas más frías hacen que se condense en
nubes. Las corrientes de aire mueven las nubes alrededor del globo. Las partículas de las
nubes chocan, crecen y caen del cielo como precipitación. Algunas caen como
precipitaciones de nieve y pueden acumularse como casquetes polares y glaciares, que
almacenan el agua congelada durante miles de años. En climas más cálidos, los bloques de
nieve a menudo se descongelan y se derriten cuando llega la primavera, y el agua
derretida fluye por la tierra. La mayor parte de la precipitación cae sobre los océanos o la
tierra, donde, debido a la gravedad, fluye sobre la superficie. Una parte de ese agua entra
en los ríos a través de valles en el paisaje, y la corriente mueve el agua hacia los océanos.
El agua filtrada pasa a las aguas subterráneas, que se acumulan y son almacenadas como
agua dulce en lagos. No toda el agua fluye por los ríos. La mayor parte de ella empapa la
tierra como infiltración. Un poco de agua se infiltra profundamente en la tierra y rellena
acuíferos (roca subsuperficial saturada), que almacenan cantidades enormes de agua
dulce durante períodos largos del tiempo. Algunas infiltraciones permanecen cerca de la
superficie de la tierra y pueden emerger, acabando como agua superficial (y oceánica).
Algunas aguas subterráneas encuentran grietas en la tierra y emergen. Con el tiempo, el
agua sigue fluyendo, para entrar de nuevo en el océano, donde el ciclo se renueva.
Fases del Ciclo Hidrológico
El ciclo del agua tiene una interacción constante con el ecosistema debido a que los seres
vivos dependen de este elemento para sobrevivir y a su vez ayudan al funcionamiento del
mismo. Por su parte, el ciclo hidrológico presenta cierta dependencia de una atmósfera
poco contaminada y de un cierto grado de pureza del agua para su desarrollo
convencional, ya que de otra manera el ciclo se entorpecería por el cambio en los tiempos
de evaporación, condensación, etc.
Al evaporarse, el agua deja atrás todos los elementos que la contaminan o la hacen no
apta para beber (sales minerales, químicos, desechos). Por eso el ciclo del agua nos
entrega un elemento puro.
Los principales procesos implicados en el ciclo del agua son:
Evaporación
El ciclo se inicia sobre todo en las grandes superficies líquidas (lagos, mares y océanos)
donde la radiación solar favorece que continuamente se forme vapor de agua. El vapor de
agua, menos denso que el aire, asciende a capas más altas de la atmósfera, donde se
enfría y se condensa formando nubes.
Precipitación
Cuando por condensación las partículas de agua que forman las nubes alcanzan un
tamaño superior a 0,1 mm comienza a formarse gotas, gotas que caen por gravedad
dando lugar a las precipitaciones (en forma de lluvia, granizo o nieve).
Retención
Pero no toda el agua que precipita llega a alcanzar la superficie del terreno. Una parte del
agua de precipitación vuelve a evaporarse en su caída y otra parte es retenida (“agua de
intercepción”) por la vegetación, edificios, carreteras, etc., y luego se evapora.
Del agua que alcanza la superficie del terreno, una parte queda retenida en charcas, lagos
y embalses (“almacenamiento superficial”) volviendo una gran parte de nuevo a la
atmósfera en forma de vapor.
Escorrentía superficial
Otra parte circula sobre la superficie y se concentra en pequeños cursos de agua, que
luego se reúnen en arroyos y más tarde desembocan en los ríos (“escorrentía superficial”).
Esta agua que circula superficialmente irá a parar a lagos o al mar, donde una parte se
evaporará y otra se infiltrará en el terreno.
Infiltración
Pero también una parte de la precipitación llega a penetrar la superficie del terreno
(“infiltración”) a través de los poros y fisuras del suelo o las rocas, rellenando de agua el
medio poroso.
Evapotranspiración
En casi todas las formaciones geológicas existe una parte superficial cuyos poros no están
saturados en agua, que se denomina “zona no saturada”, y una parte inferior saturada en
agua, y denominada “zona saturada”. Una buena parte del agua infiltrada nunca llega a la
zona saturada sino que es interceptada en la zona no saturada. En la zona no saturada una
parte de este agua se evapora y vuelve a la atmósfera en forma de vapor, y otra parte,
mucho más importante cuantitativamente, se consume en la “transpiración” de las
plantas. Los fenómenos de evaporación y transpiración en la zona no saturada son difíciles
de separar, y es por ello por lo que se utiliza el término “evapotranspiración” para
englobar ambos términos.
Escorrentía subterránea
El agua que desciende, por gravedad-percolación y alcanza la zona saturada constituye la
“recarga” de agua subterránea.
El agua subterránea puede volver a la atmósfera por evapotranspiración cuando el nivel
saturado queda próximo a la superficie del terreno. Otras veces, se produce la descarga de
las aguas subterráneas, la cual pasará a engrosar el caudal de los ríos, rezumando
directamente en el cauce o a través de manantiales, o descarga directamente en el mar, u
otras grandes superficies de agua, cerrándose así el ciclo hidrológico.
Efectos Químicos del Agua
El agua al desplazarse a través del ciclo hidrológico, transporta sólidos y gases
en disolución. El carbono, el nitrógeno y el azufre, elementos todos ellos importantes para
los organismos vivientes, son volátiles y solubles, y por lo tanto, pueden desplazarse por la
atmósfera y realizar ciclos completos, semejantes al ciclo del agua.
La lluvia que cae sobre la superficie del terreno contiene ciertos gases y sólidos
en solución. El agua que pasa a través de la zona insaturada de humedad del
suelo recoge dióxido de carbono del aire y del suelo y de ese modo aumenta de acidez.
Esta agua ácida, al llegar en contacto con partículas de suelo o roca madre, disuelve
algunas sales minerales. Si el suelo tiene un buen drenaje, el flujo de salida del
agua freática final puede contener una cantidad importante de sólidos totales disueltos,
que irán finalmente al mar.
El ciclo hidrológico es un proceso continuo pero irregular en el espacio y en el tiempo. Una
gota de lluvia puede recorrer todo el ciclo o una parte de él. Cualquier acción del hombre
en una parte del ciclo, alterará el ciclo entero para una determinada región. El hombre
actúa introduciendo cambios importantes en el ciclo hidrológico de algunas regiones de
manera progresiva al desecar zonas pantanosas, modificar el régimen de los ríos, construir
embalses, etc.
El ciclo hidrológico no sólo transfiere vapor de agua desde la superficie de la Tierra a la
atmósfera sino que colabora a mantener la superficie de la Tierra más fría y la atmósfera
más caliente. Además juega un papel de vital importancia: permite dulcificar las
temperaturas y precipitaciones de diferentes zonas del planeta, intercambiando calor y
humedad entre puntos en ocasiones muy alejados.
AGUAS SUBTERRANEAS
El agua subterránea representa una fracción importante de la masa de agua presente en
los continentes. El volumen de esta 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 km² (como el acuífero guaraní). El agua del subsuelo
es un recurso importante y de este se abastece gran parte de la población mundial, pero
de difícil gestión, por su sensibilidad a la contaminación y a la sobreexplotación.
Origen de las Aguas Subterráneas
El origen de las aguas subterráneas es la infiltración en el terreno de las aguas de lluvia,
deshielo y corrientes superficiales. Históricamente se han barajado teorías con grandes
explicaciones míticas para explicar el origen de las aguas subterráneas, ya que se suponía
que las cantidades precipitadas eran insuficientes para abastecer los grandes caudales de
las aguas subterráneas. Sin embargo, hoy día se acepta sin reservas la teoría de que las
aguas subterráneas proceden de la infiltración (producida por la fuerza de la gravedad y
las fuerzas de atracción molecular) de las precipitaciones atmosféricas en cualquiera de
sus modalidades.
La proporción de infiltración respecto al total de las precipitaciones depende de varios
factores:
La litología (la naturaleza del material geológico que aflora e la superficie) influye a
través de su permeabilidad, la cual depende de la porosidad, del diaclasamiento
(agrietamiento) y de la mineralogía del sustrato. Por ejemplo, los minerales
arcillosos se hidratan fácilmente, hinchándose siempre en algún grado, lo que da
lugar a una reducción de la porosidad que termina por hacer al sustrato
impermeable.
Otro factor desfavorable para la infiltración es una pendiente marcada.
La presencia de vegetación densa influye de forma compleja, porque reduce el
agua que llega al suelo (interceptación), pero extiende en el tiempo el efecto de las
precipitaciones, desprendiendo poco a poco el agua que moja el follaje,
reduciendo así la fracción de escorrentía y aumentando la de infiltración. Otro
efecto favorable de la vegetación tiene que ver con las raíces, especialmente las
raíces densas y superficiales de muchas plantas herbáceas, y con la formación
de suelo, generalmente más permeable que la mayoría de las rocas frescas.
La infiltración de las corrientes superficiales (ríos, lagos, etc.) se produce tan sólo
en casos concretos, en cuyo caso a esta corriente se le llama influente. Por el
contrario, sí, como es el caso más frecuente, la corriente superficial recibe
aportación de las aguas subterráneas se la denomina efluente.
Estructura del Suelo
El suelo terrestre puede considerarse dividido en dos grandes partes:
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.
Así pues, una partícula de agua, para llegar a ser subterránea debe atravesar la zona de
aireación, lo cual requiere que la cantidad de agua sea lo suficientemente grande como
para que predominen las fuerzas de gravedad sobre las fuerzas de atracción molecular.
Así, si el fenómeno generador es atmosférico este deberá tener una intensidad y una
duración suficiente para que el agua no se pierda en su totalidad en escorrentía superficial
y evapotranspiración. Si la zona de aireación esta seca y el agua de lluvia cae con poca
intensidad, esta agua se alojará primero en el manto vegetal y luego en el capilar; Si al
llegar a la zona de saturación cesa la lluvia, esta agua quedará para uso de las plantas y no
se habrá generado nueva agua subterránea.
De entre las rocas sedimentarias consolidadas (que encierran el 95% de las aguas
subterráneas del planeta), la más importante es la caliza, estas rocas son de por si poco
permeables pero su disolución por el agua provoca el desarrollo de zonas permeables,
fenómeno conocido con el nombre de karstificación. Las aguas en su movimiento van
agrandando las grietas, diaclasas y fisuras, formando una auténtica red de canales y ríos
subterráneos gracias a la solubilidad de la caliza y a la acción del CO2 agresivo a las aguas.
Tipos de Acuíferos
a) Según su Estructura
Acuíferos Libres
Son aquellos en los cuales existe una superficie libre del agua que contienen, que está en
contacto con el aire y por tanto a presión atmosférica.
Acuíferos Confinados
Son aquellas formaciones cuando el agua subterránea se encuentra encerrada entre dos
capas impermeables y es sometida a una presión distinta a la atmosférica (superior). Sólo
recibe el agua de lluvia por una zona en la que existen materiales permeables,
recarga alóctona donde el área de recarga se encuentra alejada del punto de medición, y
puede ser directa o indirecta dependiendo de si es agua de lluvia que entra en contacto
directo con un afloramiento del agua subterránea, o las precipitaciones deben atravesar
las diferentes capas de suelo antes de ser integrada al agua subterránea. A las zonas de
recarga se les puede llamar zonas de alimentación. Debido a las capas impermeables que
encierran al acuífero, nunca se evidenciarán recargas autóctonas (situación en la que el
agua proviene de un área de recarga situada sobre el acuífero), caso típico de los acuíferos
semiconfinados y los no confinados o libres (freáticos).
b) Según su Comportamiento Hidrodinámico
Por último, desde un punto de vista hidrodinámico, de la movilidad del agua, podemos
denominar, en sentido estricto:
Acuíferos: Buenos almacenes y transmisores de agua subterránea (cantidad y velocidad)
(p.ej.- arenas porosas y calizas fisurales)
Acuitardos: Buenos almacenes pero malos transmisores de agua subterránea (cantidad pero lentos) (p.ej.- limos)
Acuícludos: Pueden ser buenos almacenes, pero nulos transmisores (p.ej.- las arcillas)
Acuífugos: Son nulos tanto como almacenes como transmisores. (p.ej.- granitos o cuarcitas no fisuradas)
CALIDAD DEL AGUA SUBTERRANEA
¿Por qué se debe proteger las fuentes de abastecimiento de Agua Subterránea?
● El agua subterránea es un recurso natural vital para el suministro confiable y económico
de agua para consumo humano en los ámbitos urbano y rural. Por ello, juega un papel
fundamental (aunque a menudo poco valorado) en el bienestar humano y de algunos
ecosistemas acuáticos y terrestres.
● Un prerrequisito para el abastecimiento municipal de agua es que el agua bruta que
entra al sistema sea de calidad alta y relativamente constante, y la fuente que mejor
cumple con ello es el agua subterránea, por ser un recurso protegido. Para lograr este
objetivo, recurrir a procesos de tratamiento (más allá de la desinfección preventiva)
debería ser el último recurso, pues los sistemas resultan costosos y técnicamente
complejos, además de que implican una gran carga operativa.
● Sin embargo, con demasiada frecuencia en el pasado los recursos de agua subterránea
han sido ‘abandonados a su suerte’ y quienes los explotan para suministro de agua
potable no han tomado acciones para proteger la calidad del agua.
● A nivel mundial, los acuíferos (formaciones geológicas que contienen recursos de agua
subterránea aprovechables) experimentan una creciente amenaza de contaminación
ocasionada por la urbanización, el desarrollo industrial, las actividades agrícolas y la
explotación minera. Por lo tanto, se requieren campañas proactivas y acciones prácticas
que protejan la calidad original (generalmente excelente) del agua subterránea. Estas
acciones se justifican plenamente si se consideran tanto criterios amplios de
sustentabilidad ambiental como criterios de beneficio económico más estrechos.
● En algunos casos, lleva muchos años o décadas que el impacto de contaminación por un
compuesto persistente se manifieste en el agua subterránea que proviene de pozos
profundos. Esto puede llevar a una actitud complaciente sobre la amenaza de
contaminación, pero la implicación real es que, una vez que resulta obvio que la calidad
del agua subterránea ha sido contaminada, generalmente es porque ya están afectados
grandes volúmenes del acuífero, y las medidas de limpieza casi siempre tienen un alto
costo económico y son técnicamente complicadas.
Contaminación del Agua Subterránea
El agua subterránea tiende a ser dulce y potable, pues la circulación subterránea tiende a
depurar el agua de partículas y microorganismos contaminantes. Sin embargo, en
ocasiones éstos llegan al acuífero por la actividad humana, como la construcción de fosas
sépticas o la agricultura. Por otro lado la contaminación puede deberse a factores
naturales si los acuíferos son demasiado ricas en sales disueltas o por laerosión natural de
ciertas formaciones rocosas.
La contaminación del agua subterránea puede permanecer por largos períodos. Esto se
debe a la baja tasa de renovación y largo tiempo de residencia, ya que al agua subterránea
no pueden aplicarse fácilmente procesos artificiales de depuración como los que se
pueden aplicar a los depósitos superficiales, por su difícil acceso. En caso de zonas locales
de contaminación se pueden realizar remediación de acuíferos mediante la técnica
de bombeo y tratamiento, que consiste en extraer agua del acuífero, tratarla
químicamente, e inyectarla de vuelta al acuífero.
Entre las causas antropogénicas (debidas a los seres humanos) debido a la de la
contaminación están la infiltración de nitratos y otros abonos
químicos muy solubles usados en la agricultura. Estos suelen ser una causa grave de
contaminación de los suministros en llanuras de elevada productividad agrícola y densa
población. Otras fuentes de contaminantes son las descargas de fábricas, los productos
agrícolas y los químicos utilizados por las personas en sus hogares y patios. Los
contaminantes también pueden provenir de tanques de almacenamiento de agua, pozos
sépticos, lugares con desperdicios peligrosos y vertederos. Actualmente, los
contaminantes del agua subterránea que más preocupan son los compuestos orgánicos
industriales, como disolventes, pesticidas, pinturas, barnices, o los combustibles como la
gasolina.
En cuanto a los abonos químicos minerales, los nitratos son los que generan mayor
preocupación. Estos se originan de diferentes fuentes: la aplicación de fertilizantes, los
pozos sépticos que no están funcionando bien, las lagunas de retención de desperdicios
sólidos no impermeabilizadas por debajo y la infiltración de aguas residuales o tratadas. El
envenenamiento con nitrato es peligroso en los niños. En altos niveles pueden limitar la
capacidad de la sangre para transportar oxígeno, causando asfixia en bebés. En el tubo
digestivo el nitrato se reduce produciendo nitritos, que son cancerígenos.
El agua subterránea en áreas costeras puede contaminarse por intrusiones de agua de
mar (Intrusión salina) cuando la tasa de extracción es muy alta. Esto provoca que el agua
del mar penetre en los acuíferos de agua dulce. Este problema puede ser tratado con
cambios en la ubicación de los pozos o excavando otros que mantengan el agua salada
lejos del acuífero de agua dulce. En todo caso, mientras la extracción supere a la recarga
por agua dulce, la contaminación con agua salada sigue siendo una posibilidad.
Un ejemplo de la contaminación de aguas subterráneas, es el que se presenta en el bajo
valle del Ganges. Allí se da un caso grave de contaminación por arsénico que está
causando la intoxicación crónica a decenas de millones de personas, irremediable hasta
ahora. La causa de esta contaminación, es la combinación de un factor antropogénico, la
contaminación orgánica ligada a la intensificación del regadío y de un factor natural. Una
cepa bacteriana del suelo libera el arsénico que antes permanecía retenido en la roca
debido a las nuevas condiciones.
Ventajas de las captaciones de Aguas Subterráneas
Las principales ventajas de las captaciones de aguas subterráneas por pozos, según sus
distintos tipos de uso, pueden resumirse en los siguientes puntos:
a) Utilización de Agua Potable
• Exige pequeñas inversiones iniciales en comparación con las de plantas de filtros para
tratamiento de aguas superficiales (gran importancia cuando los capitales son escasos).
• Los problemas de abastecimiento en grandes ciudades pueden ir solucionándose
paulatinamente junto con el crecimiento del consumo sin necesidad de abordar grandes
soluciones para un futuro a largo plazo.
• Las captaciones pueden ubicarse muy próximas al consumo con lo que se economiza en
aducciones.
• Por lo general no necesita tratamiento especial. Basta con una pequeña cloración antes
de entregar al consumo.
• Permite solucionar problemas de abastecimiento en forma muy rápida dado el corto
tiempo que en general se requiere para la construcción de este tipo de obras.
• En muchas zonas es el único recurso económicamente disponible.
b) Utilización de Industrias
• Permite disponer de una fuente propia que la libera de depender, para la seguridad y
suficiencia del abastecimiento, de otra fuente mucho más sujeta a variaciones con es la
red de agua potable (si existe).
• Permite obtener agua de calidad para procesos industriales.
• Permite ubicar la captación dentro del mismo recinto de la industria.
• Para muchas industrias resulta ser el único recurso disponible.
c) Utilización en Agricultura
• Permite solucionar problemas locales de regadío sin tener que esperar para acogerse a
las grandes soluciones propiciadas por el estado.
• Las captaciones pueden ubicarse muy próximas al consumo sin que se requieran por lo
tanto grandes obras tanto de aducción como de distribución interna.
• Permiten disponer del agua justo en el momento que se requiera.
• Utilizada como complemento de recursos superficiales existentes puede ser de gran
valor, aún cuando sólo se haga funcionar eventualmente (incidencia fundamental sobre
seguridad de riego).
• Los recursos de agua subterránea se ven poco afectados por años secos individuales
(gran capacidad de regulación).
• Permite reducir las dotaciones por hectárea ya que se tienen menos pérdidas en la
conducción y se hacen regadíos más cuidadosos. Estas economías de agua pueden ser del
orden de 30%.
• En muchas zonas constituye el único recurso económicamente disponible.
Constituye una posibilidad para los agricultores para aumentar individualmente sus
recursos de agua ya que los recursos fáciles y económicamente utilizables en forma
particular, están en su mayoría agotados.
HIDRAULICA DE POZOS
Conceptos Básicos
La Figura 1 ilustra un pozo en una formación acuífera. En ella se detallan cada uno de los
conceptos definidos a continuación:
Nivel Estático
Es el nivel de agua presente en la formación acuífera antes de comenzar el bombeo. Este
nivel se ve afectado por efectos meteorológicos (precipitación, infiltración) estacionales o
por cargas adicionales (edificaciones), o por la descarga producida por pozos cercanos.
Nivel Dinámico
También llamada nivel de bombeo, por que es producido cuando comienza la descarga de
el acuífero por el pozo. Este nivel depende del caudal de bombeo, del tiempo de bombeo
y de las características hidrogeológicas del acuífero. También se debe tener en cuenta la
técnica desarrollada en el diseño de pozo.
Abatimiento
Bajo condiciones de extracción o inyección de un pozo, la carga hidráulica inicial en
cualquier punto del acuífero cambia. En condiciones de extracción de un pozo, la distancia
vertical entre la carga hidráulica inicial en un punto en el acuífero y la posición baja de la
carga hidráulica para el mismo punto es llamado abatimiento. Para un acuífero libre el
nivel del agua en el nivel freático está determinado por la distancia s(x,y,z,t), la cual es el
abatimiento. Para el caso del acuífero confinado, el abatimiento es definido con respecto
a la superficie piezométrica. Este descenso de niveles, define la curva de abatimiento, por
lo tanto es claro que el abatimiento presente su menor valor en lejanías del pozo y el
mayor valor en el pozo. La dimensión del abatimiento es la longitud [L]. El abatimiento es
generalmente expresado en metros de agua.
Cono de Depresión
Al producirse el descenso del nivel estático del pozo, se establece un gradiente hidráulico
entre cualquier punto de la formación y el pozo, originándose un movimiento radial desde
todas las direcciones hacia el pozo en una forma simétrica y de tal manera que el caudal
que se extrae del pozo es igual al caudal que pasa por cualquier sección del acuífero.
A medida que la velocidad aumenta mayor será el gradiente hidráulico ya que aumenta la
fricción existente entre el fluido y las partículas sólidas en contacto; es por eso que lo que
se forma alrededor del pozo se le conoce como cono de depresión que sobre un plano
vertical presenta una curva conocida con el nombre de curva de abatimiento. La forma,
alcance y profundidad de este cono de depresión dependerá de las condiciones
hidrogeológicas (transmisividad y coeficiente de almacenamiento del acuífero), del caudal
y el tiempo de bombeo o inyección. En el acuífero confinado el cono de depresión es la
representación de la variación de los niveles piezométricos en tanto que en el acuífero
libre es además la forma real de la superficie piezométrica.
Capacidad Específica
Es la relación que existe entre el caudal que se obtiene de un pozo y el abatimiento
producido y se expresa en unidades de caudal por longitud, [L3/T/L]. Este valor es
contante para acuíferos confinados y variables para los acuíferos libres; es un término que
representa el grado de eficiencia de un pozo ya que de dos pozos perforados en una
misma formación acuífera, el de menor capacidad específica tendrá menos eficiencia. El
grado de eficiencia de un pozo lo determinaremos con base en la transmisividad y el
coeficiente de almacenamiento de la formación acuífera, (con la cual podremos calcular
un valor de la capacidad específica teórica) el valor de la capacidad específica real medida
en el pozo.
Movimiento No Permanente
En 1935 Theis planteó el modelo matemático para describir el movimiento de agua
subterránea en acuíferos homogéneos e isotrópicos. Este modelo describe el flujo
transiente en acuíferos bajo condiciones constantes de extracción de un pozo en
acuíferos. A pesar de sus limitaciones tiene muchas aplicaciones en la hidráulica de pozos.
Trata el pozo como una línea origen y no toma en consideración el agua obtenida del
almacenamiento dentro del pozo. Papadopulos y Cooper generalizaron la ecuación de
Theis considerando los efectos de almacenamiento.
Acuíferos Confinados
Consideraciones Básicas
Para el cumplimiento del Modelo de Theis hay que tener en cuenta las siguientes
consideraciones esquematizadas en la Figura 2.
o Acuífero homogéneo e isotrópico
o Acuífero horizontal y de espesor constante, b
o Descarga contante, Q
o No hay goteo
o Acuífero de extensión infinita
o El diámetro del pozo es infinitesimalmente pequeño, es decir que no existe
almacenamiento en el pozo
o El pozo penetra todo el acuífero
o Antes del bombeo la carga piezométrica en el acuífero en la misma en cada punto
del acuífero
o La descarga del pozo es obtenida exclusivamente del almacenamiento del acuífero
o El agua es inmediatamente liberada del almacenamiento del acuífero al declinar la
carga hidráulica
o El almacenamiento en el acuífero es proporcional a la carga hidráulica
Ahora se puede definir el abatimiento en términos de la curva de Theis:
La Figura 3 muestra la curva típica de Theis, útil para determinar los parámetros
hidrogeológicos de acuíferos confinados usando datos de pruebas de bombeo. También se
pueden trazar isolíneas de tiempo graficando el abatimiento en función del radio e
isolíneas de radio, graficando el abatimiento en función del tiempo.
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