Cap.VI AGUAS SUPERFICIALES Y SUBTERRANEAS6.2 Distribucin de aguas subterrnea

Distribucin de las aguas subterrneas Manantiales Pozos artesianos -Accin geolgica de las aguas subterrneas

Distribucin de aguas subterrneas

Los ocanos y los mares cubren casi las tres cuartas partes de la superficie terrestre. Su volumen total supone el 97 % del agua que hay en la Tierra, mientras que las aguas dulces (ros y lagos) apenas llegan al 3%.

El agua de lluvia cada sobre la superficie terrestre; parte discurre por la superficie y parte se infiltra a travs de ella cuando se encuentra con materiales permeables como arena grava caliza, o infiltra por grietas fracturas, hasta alcanzar la capa fretica, limitada en la parte inferior por rocas inpermebles como : arcilla, margas ,pizarras rocas eruptivas , y en la parte superior, por el nivel hidrosttico, cuya profundidad varia con las precipitaciones atmosfricas que se eleva en pocas de lluvia y baja en pocas de bajas precipitaciones

A profundidades menores y en presencia de volumen de agua adecuada, se rellenan todos los huecos para producir una zona de saturacin, el nivel superior es la mesa del agua o nivel fretico (nivel del acufero). El agua presente en las zonas de saturacin se denomina agua subterrnea. La porosidad y estructura del suelo determina el tipo de acufero y la circulacin de las aguas subterrneas. El agua subterrnea puede circular y almacenarse en el conjunto del estrato geolgico: este es el caso de suelos porosos como arenosos, de piedra y aluvin. Puede circular y almacenarse en fisuras o fallos de las rocas compactas que no son en ellas mismas permeables, como la mayora de rocas volcnicas y metamrficas. El agua corre a travs de la roca y circula en fisuras localizadas y dispersas. LAs rocas compactas de grandes fisuras o cavernas son tpicamente caliza.

Cuando el agua se encuentra saturando : poros, grietas, cavidades del material consolidados o no consolidado recibe el nombre de:Agua subterrneaAguas del subsueloAguas subperficiales

Antiguamente se crea que las aguas subterrneas procedan del mar y haban perdido su salinidad al filtrarse entre las rocas. Hoy se sabe que es agua procedente de la lluvia. Las aguas subterrneas forman grandes depsitos que en muchos lugares constituyen la nica fuente de agua potable disponible. A veces, cuando circulan bajo tierra, forman grandes sistemas de cuevas y galeras. En algunos lugares regresan a la superficie, brotando de la tierra en forma de fuentes o manantiales. Otras, hay que ir a recogerlas a distintas profundidades excavando pozos.

Origen La mayora del agua subterrnea se origina como agua meterica que cae de precipitaciones en forma de lluvia o nieve. Si no se pierde por la evaporacin, transpiracin de las plantas o escorrenta, el agua se infiltra en el terreno. Al principio ciertas cantidades de agua de precipitacin que cae en el suelo seco se retienen fijamente como una pelcula en la superficie y en los micro poros de las partculas del suelo. En un paso intermedio, las pelculas de agua cubren las partculas solidadas pero el aire esta todava presente en las zonas porosas del suelo. Esta zona es llamada zona insaturada o de aireacin, y el agua presente es agua gravitacional.

Tipos de aguas subterrneas Aguas de infiltracin: se origina por = precolacin o infiltracin Aguas fsiles= congnitas = connatas son captadas por los sedimentos en los espacios libres entre las partculas, en el momentos que se depositan en los fondos marinos y se conservan despus de la diagnesis. Aguas juveniles = aguas magmticos o vrgenes son derivadas de los cuerpos magmticas profundos, las que son liberadas en forma de vapor o liquido durante la cristalizacin del magma, esta agua pueden transportar iones de cobre plomo zinc, plata que pueden dar lugar a la formacin de depsitos minerales Las aguas termales y los giseres en reas de actividad volcnica pueden ser parcialmente de origen magmtico

Movimiento de las aguas subterrneasLa ocurrencia y el movimiento de las aguas subterrneas estn controladas por: porosidad y permeabilidad de los diversos tipos de rocas

PorosidadLa porosidad de la roca o suelos es la proporcin del volumen de los poros y cavidades con respecto al volumen total del material , que incluye a esos espacios libres Volumen de los poros X 100 Porosidad (%) = ------------------------------------------ Volumen total de la roca

Factores de la PorosidadForma y arreglo de las partculasGrado de clasificacin de sus partculasCementacin y compactacin durante la depositacionRemocin de la materia mineral a travs de las soluciones Fracturamiento de la roca

PermeabilidadEs la capacidad de transmitir el fluido entre sus poros interconectados.La permeabilidad varia con la forma y tamao de los poros forma y extensin de su interconencion.Las rocas permeables son siempre porosasEl movimiento lento del agua a travs de las aberturas interconectadas en la zona de saturacin se llama Percolacin.

Factores de la permeabilidad La precolacin depende:Mesa de aguaLa gradiente hidrulicaPermeabilidad de los estratos Inclinacin de los sedimentos o rocas estratificadas

Zonas de agua subterrneaEn sentido vertical las aguas subterrneas presentan dos zonas1.- Zona no saturada o zona de aireacin2.- Zona saturadas

Zona no saturada o zona de aireacin

En esta zona los poros de las rocas o suelos pueden contender tanto aire como agua En esta zona es donde se produce la infiltracin de las aguas de lluvia, pero que nunca se satura por completo, puede presentar lentes de aguas colgadas que han aprovechado la diferencia de permeabilidades de los materiales para acumularse.Se divide en tres partes A.- Superficial: mezcla de suelosB.- Intermedia: debajo de las racesC.- Profunda o capilar: donde el agua se encuentra entre los poros por atraccin molecular: entre el material y el agua

Zona saturadasEs aquella en la cual todos los poros y fracturas posibles en las rocas o suelos se encuentran llenos de aguaEn esta zona es donde se acumula el agua subterrnea.En esta zona se distingueA.- El nivel freticoB.-Napa fretica c.-El lecho impermeable

La napa fretica Es la capa que retiene agua en el subsuelo, pues cundo el agua de lluvia penetra a travs del suelo hasta llegar a una capa de roca impermeable, donde queda retenido. A veces cuando se necesita conseguir agua, se perfora el suelo y se llega a la napa fretica. Entonces es posible extraerla con bombas especiales mediante tuberas. Otras veces, el agua retenida encuentra un lugar por donde salir naturalmente a la superficie. Entonces se forma un manantial.

Extraccin de recurso hdricosEstamos extrayendo agua de los acuferos a tasas superiores a su reposicin. El agua en algunos acuferos tiene milenios de antigedad y se sita debajo de algunas de las regiones mas secas que existen en la actualidad en la tierra. A pesar de que las personas han extrado para su uso agua de fuentes naturales y pozos desde tempranas civilizaciones, en los ltimos 50 aos la multiplicacin de las poblaciones hace que se necesiten mas agua y alimentos provocando una mayor explotacin de los recursos hdricos. En algunas reas costeras se ha extrado tanta agua dulce de acuferos que se ha provocado una intrusin de agua salada, provocando que las aguas de pozo sea salobre y no pueda ser usada. En algunos lugares el vaciamiento de acuferos ha causado serios problemas de subsidencia o gran decrecimiento de las aguas de la mesa de agua

Lagos Son extensiones de agua que carecen de contacto con el mar. Algunos de han formado luego de producirse el desecamiento de un ro y otros como consecuencia de hundimientos de la corteza terrestre. Los lagos reciben agua de las precipitaciones de los ros o de los glaciares. puede distinguirse zonas, cada una de ellas con unas caractersticas propias:

Acuferos

La diferencia entre la cantidad de precipitacin y la cantidad de agua arrastrada por los ros se filtra bajo el suelo y forma los acuferos. La filtracin depende de las caractersticas fsicas de las rocas.

La porosidad no es sinnimo de permeabilidad, pues determinadas rocas como las arcillosas, aunque tienen una gran porosidad, son prcticamente impermeables ya que no disponen de conductos que se comuniquen.

Si la capa impermeable forma una depresin, puede aparecer un lago subterrneo. En cambio, si la capa impermeable est inclinada se puede formar un ro subterrneo. Cuando una capa permeable est dispuesta entre dos capas impermeable, forma lo que se denomina acufero cautivo o confinado. En estas condiciones el agua est sujeta a una presin considerable. Si por cualquier circunstancia se crea una fisura en la capa impermeable, entonces el agua asciende rpidamente hasta el nivel fretico para equilibrar las diferencias de presin. Por su parte, si la capa permeable no encuentra lmite ms que en profundidad, entonces se denomina acufero libre

Tipos de Acuferosro o lago (a), en este caso es la fuente de recarga de ambos acuferos. suelo poroso no saturado (b). suelo poroso saturado (c), en el cual existe una camada de terreno impermeable (d), formado, por ejemplo por arcilla, este estrato impermeable confina el acufero a cotas inferiores. suelo impermeable (d). acufero no confinado (e). manantial (f); pozo que capta agua del acufero no confinado (g). pozo que alcanza el acufero confinado, frecuentemente el agua brota como en un surtidor o fuente, llamado pozo artesiano (h).

Extraccin de aguas subterrneas

Pozos artesianosLos pozos artesianos, donde el agua brota superficialmente como un surtidor, son el resultado de perforar un acufero confinado cuyo nivel fretico es superior al nivel del suelo. Cuando estas fuentes son termales (de agua caliente), se denominan caldas o termas. A las sales minerales que llevan disueltas las caldas se le reconocen propiedades medicinales, motivo por el cual se han construido en esas zonas muchos balnearios. Esta prctica es antigua, y ya en tiempos de los romanos eran muy apreciados los baos pblicos con aguas minerales.

Procesos de deposicinManantialesDepsitos de caverna

ManantialesLa aguas subterrneas al emerger a la superficie encuentran condiciones fisicoqumicas diferentes , por lo que precipitan las sustancias que transportan en solucin como el carbonato de calcio estos carbonatos depositados alrededor de su conducto y se denomina Tufa calcrea Si contiene fragmentos de calcita se el conoce como Brecha calcrea Si se deposita en bandas se le cono como Onix calcreoCuando se deposita al alrededor del conducto se le llama Geyserita que s oxido de silicio amorfo .

ManantialUn manantial es un flujo natural de agua que surge del interior de la tierra desde un solo punto o por un rea pequea. Pueden aparecer en tierra firme o ir a dar a cursos de agua, lagunas o lagos. Los manantiales pueden ser permanentes o intermitentes, y tener su origen en el agua de lluvia que se filtra o tener un origen gneo, dando lugar a manantiales de agua caliente.La composicin del agua de los manantiales vara segn la naturaleza del suelo o la roca de su lecho. El caudal de los manantiales depende de la estacin del ao y del volumen de las precipitaciones. Los manantiales de filtracin se secan a menudo en periodos secos o de escasas precipitaciones; sin embargo, otros tienen un caudal copioso y constante que proporciona un importante suministro de agua local.Los manantiales, llamados tambin puquios u ojos de agua, son otras fuentes d agua para consumo humano. Estos manantiales son la boca de canales naturales por donde sale el agua depositada en el subsuelo.

Est ubicado a 6 Km al Este de la ciudad de Cajamarca y a una altitud de 2,667 m.s.n.m. Aguas termales ms importante del Per, Las aguas que brotan de los manantiales naturales a ms de 70 C., le otorgan un gran valor teraputico.

CAVERNASAlgunos depsitos se han formado cuando la caverna estaba llena de agua, o cuando fue drenada Las agua tenan alto contenido de carbonato de calcio, que al gotera lentamente, producen la precipitacin de dichas sustancias en forma de agujasLas que se origina del techo de la caverna se llama estalactitas Y los montculos de carbonato que nacen en ele piso de la caverna se les llama estalagmitas , en alguna ocasiones se unen y forma las columna o pilares

CAVERNAS

En un perfil ideal encontraramos: a) Zona de no-transpiracin, comprende suelo vegetal.- b) Zona de retencin capilar, semisaturada que hace de almacn para suplir en las pocas de estiaje las prdidas por evapo-transpiracin constituyen las llamadas aguas vadosas. - c) Zona de saturacin, por aguas capilares o por aguas libres, segn sea la porosidad de las rocas. Las zonas a y b se denominan zona de infiltracin o de aguas suspendidas, aireadas, cuyo movimiento es en sentido vertical y ocasionalmente en rocas porosas en sentido horizontal segn las corrientes de superficie en las llamadas aguas sublveas. Entre la zona de infiltracin se define el nivel hidrulico subterrneo, que separa las llamadas aguas de superficie de las aguas profundas. Debajo de la zona de saturacin se encuentra el basamento impermeable, granito, rocas metamrficas, que nicamente contienen el agua que entra a formar parte de las molculas minerales y que en la evolucin geolgica puede ser eliminada por los procesos de cristalizacin. A estas aguas se les suele denominar aguas minerales, aguas juveniles, aunque este ltimo trmino debera reservarse para las aguas procedentes del manto ligadas a fenmenos volcnicos.

Aguas Subterrneas; A) Manantial de estratos, B) Manantial de valle; C) Rambla seca con corriente subterrnea

ContaminacinEl agua subterrnea en reas costeras puede contaminarse por intrusiones de agua de mar cuando la tasa de extraccin es muy alta, causando que el agua del mar penetre en los acuferos de agua dulce. Este problema se puede aplazar diseando apropiadamente la ubicacin de los pozos y excavando otros pozos que ayuden a mantener el agua salada lejos del acufero de agua dulce, pero es inevitable a la larga mientras la extraccin supere a la recarga por agua dulce.La contaminacin del agua subterrnea es especialmente grave por su persistencia. Es una consecuencia de su pequea tasa de renovacin y largo tiempo de residencia. Adems el agua no tiene la accesibilidad necesaria para usar procesos artificiales de depuracin como los que se puede aplicar en caso de necesidad a los depsitos superficiales

El agua en la industria Los deficientes sistemas de riego y su pobre manejo originan un grave riesgo de colapso. .

La falta de un criterio estratgico sobre el manejo del agua disponible perjudica los cultivos de la costa, la zona peruana menos dotada de agua dulce adecuada para el riego Los campesinos costeos de Per prefieren sembrar caa de azcar y arroz, cultivos de alto consumo de agua, y el Estado no incentiva el empleo de tcnicas modernas y eficientes de riego, como la aspersin y el goteo. El agua no solo es indispensable para el consumo domstico y la irrigacin de las zonas agrarias, sino tambin para la industria. Para producir una tonelada de acero se requieren 325.000 litros de agua. Una refinera emplea 10 litros de agua por cada litro de gasolina. Para extraer una tonelada de petrleo hacen falta 10.000 litros de agua. Para producir una tonelada de fibra sinttica se usan 5,6 millones de litros de agua, y para mantener en funcionamiento una central trmica de un milln de kilowats de potencia se deben utilizar cada ao entre 1.200 y 1.600 millones de metros cbicos de agua. Las principales fuentes de agua de Lima, donde viven siete millones de personas, son los ros Lurn, Chilln y Rimac. El Rimac recibe parte importante de su agua del Mantaro, un ro serrano que desviado para dirigir a Lima parte de sus caudal, que se vierte en el ro Amazonas y se pierde luego en el ocano Atlntico.

La contaminacin de los acuferosEl creciente uso de aguas subterrneas lleva a plantearse qu calidad ofrece este suministro. La contaminacin por nitratos es un problema generalizado y creciente que afecta a la calidad de las aguas subterrneas y supone un riesgo para la salud, especialmente en el caso de los nios. El uso masivo de fertilizantes nitrogenados y la mala gestin de purines en explotaciones agrcolas han llevado a que en numerosas reas del Per se excedan los lmites de nitratos establecidos por la Organizacin Mundial de la Salud La contaminacin de los acuferos por nitratos es un problema creciente causado fundamentalmente por el uso masivo de fertilizantes nitrogenados y por explotaciones ganaderas sin una adecuada gestin

LAS AGUAS SUBTERRNEAS: Dependiendo de su ubicacin y las actividades humanas en su entorno, la contaminacin puede ser por: microorganismos patgenos, agroqumicos y metales pesados. En general, son las menos vulnerables a contaminarse.