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Agua Subterránea (Groundwater)
Geol 3025-Prof. Merle
Monroe & Wicander (4ta ed)
Cap. 16, págs 496-531
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Ciclo Hidrólogico
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Agua subterránea• Agua que rellena espacios
vacíos en rocas, sedimentos o suelo que se encuentra debajo de la superficie
• Constituye el 22% del agua dulce del planeta
• Proviene de infiltración: escorrentía, lagos, pantanos, pozos y sistemas de tratamiento de aguas.
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Por qué es importante el agua subterránea?
• Hay más agua subterránea que agua de ríos
• Agua subterránea esta menos contaminada que agua de rios
• Agua embotellada proviene de agua subterránea
• Se utiliza en el diario vivir: desde uso doméstico hasta en agricultura, industrias y trenes
• Pozos de agua
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Porosidad• Porción de espacio no
ocupada entre partículas que forman el suelo o sedimentos
• Depende del tamaño, forma y arreglo del material que compone la roca (tabla 16.1)– Buena distribución
• Se expresa en %• Ocupado por gases
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Permeabilidad
• Medida de cuan fácil el fluido puede moverse entre los poros
• Relacionado a interconexiones entre los poros, fisuras y grietas en las rocas, suelos o sedimentos
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De qué dependen la porosidad y permeabilidad de rocas, etc?
• Tipo de roca– No clasticas (químicas
o cristalinas)
– Clásticas • Pedazos de rocas pre-
existentes
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En rocas no clasticas o cristalinas…
• Bajas porosidades y permeabilidades
• Rocas ígneas y metamórficas
• Rocas sedimentarias químicas
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En rocas clasticas…
• Altas porosidades y permeabilidades
• Dependen de:– Tamaño partículas– Forma partículas– Cementación entre
partículas– Modo en que partículas
estan acomodadas (sueltas, litificadas, compactadas)
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Ejemplo
• Shale– Compuesta de arcillas
compactadas con muy bajas porosidades y permeabilidades
– Es una barrera hidrológica
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Acuifero
• Estrata de roca permeable que transporta agua
• Sedimentos o rocas con altas porosidades y permeabilidad– Ejemplo: areniscas
(sandstones)
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Perfil de un acuifero
• Zona de aereación (vadosa)
• Zona de saturación (freatica)– Nivel freático
– Zonas freáticas de percha
Recarga- region donde se infiltra la mayoria del agua que llega al acuifero
• Aquiclude
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Zona de aereación (vadosa)• Poros llenos de aire
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Nivel freático (water table)
• Linea de división entre la zona de aereación y la zona de saturación
• Puede intersectar la superficie formando lagos, pantanos, ríos y manantiales
• Sigue la forma topográfica (variable)
• Altura varía con precipitación y permeabilidad
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Zona freática de percha
• Estratos impermeables sobre nivel freático acumulan agua en forma de lente
• Reserva se agota rápidamente
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Zona de saturación
• Poros llenos de fluido
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Aquiclude
• Area donde no se puede minar agua• Sedimentos o rocas con bajas permeabilidades
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Tipos de aquíferos
• Tipos:– Acuífero no confinado
• No esta rodeado de dos unidades de rocas impermeables
• Cono de depresion
– Acuifero confinado• Artesiano• Entre dos estratos
impermeables– Con flujo– Sin flujo
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Acuifero confinado
• Agua atrapada por estratos impermeables (aquicludes)
• Agua bajo presion• Secuencia de rocas inclinadas:
recarga• No existe nivel freatico, pero si
nivel potenciometrico• Potenciometrico (artesian-pressure
surface)– Nivel por encima de superficie
de tierra, el agua sale por si misma al bombearla. Lugar donde se acumula la presion de las estratas impermeables
– Ver figura 16.10
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Acuifero confinado: con flujo o sin flujo
• Con flujo: sobre el nivel potenciometrico
• Non-flowing artesian: Cuando la cabeza del pozo esta sobre el nivel potenciometrico (artesian-pressure surface)– Nivel freatico sube y baja dependiendo de la recarga
– Agua minada por bombeo
• Produce cono de depresion
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Cono de depresion
• Nivel freatico baja alrededor del bombeo (baja en forma de cono)
• Se bombea agua mas rapido de lo que se puede recargar
• Tamaño varia dependiendo de la razon en que se remueve agua
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Sistema acuifero en Puerto Rico• 90 millas al norte de Puerto Rico• Dos acuiferos separados por calizas
– Acuifero superior: Aguadilla hasta San Juan: confinado– Acuifero inferior: debajo del nivel freatico: no confinado
• (1985): 66 millones de galones por dia!• Calizas Topografia Carstica asociada a ellos
– ~30-5 millones de años (Oligoceno- Mioceno)• Declinacion por causa de extraccion
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Manantial “Springs”Agua infiltrada alcanza el nivel freatico, una capa de Roca impermeable o zona freatica de percha
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Agua subterranea hidrotermal
• Manantiales hidrotermales (hot springs)
• Geysers
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Carso (Karst)• Meteorizacion y erosion de roca causado
por agua subterranea
• Crea: sumideros, cuevas, mogotes
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Karso en Puerto Rico• Areas compuestas de
roca caliza son disueltas por agua subterranea (meteorizacion y erosion)
• Disolucion forma gran sistema de cuevas y rios subterraneos
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Cuevas de Camuy/Rio de Camuy
• Area de karso• Caracterizado por
sumideros, mogotes, sistemas de cuevas y rios subterraneos
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Sumideros o dolines (Sinkholes)
• Depresion circular causada por:– Disolucion de rocas
– Colapsos de techos en cuevas
Valles de solucion
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Mogotes
• Monte que queda de remanente luego de la disolucion
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Venecia
• Se inunda cada vez mas debido a subsidencia por bombeo de agua subterranea
• Desde 1969 no se permite hacer mas pozos y el bombeo esta regulado
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Bahia de Galveston, Houston, Texas
• Terrenos hundidos varios metros por extraccion de agua subterranea y petroleo
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Torre de Pisa, Italia
• Se viró debido a subsidencia causada por extracción agua subterránea
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Intrusión de agua salada al acuifero
• Agua subterranea se encuentra sobre el agua salada en areas de costas
• Forma de lente• Al bombear el agua dulce
aceleradamente el agua salada invade costa adentro contaminando el agua dulce
• Al contaminarse el acuifero, es muy dificil que se reponga a corto plazo
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Contaminacion de agua subterranea
• Por:– Industrias
– Pozos septicos
– Relleno del terreno
• Consecuencia: demandas