Agua Subterránea y Acuíferos

Agua subterránea

            El agua subterránea es parte de la precipitación que se filtra a través del suelo hasta llegar al material rocoso que está saturado de agua moviéndose lentamente hacia los niveles bajos, (generalmente en ángulos inclinados (debido a la gravedad))  para llegar  eventualmente  a los arroyos, los lagos y los océano;  representando ésta una fracción importante de la masa de agua presente en los continentes, y se aloja en los acuíferos bajo la superficie de la Tierra.

 

  ¿ Cómo se origina el agua subterránea ?

El agua subterránea se origina a partir de dos importante factores:

1) Gravedad: La gravedad "jala" al agua hacia el centro de la Tierra, es decir,  que el agua de la superficie tratará de filtrarse hacia la profundidad de la tierra.

2) Material Rocoso: La roca que se encuentra debajo de la superficie de la Tierra es los cimientos, si todos los cimientos consistieran de un material denso como el granito sólido, entonces aún la gravedad no podría atraer el agua hacia las partes bajas, pero los cimientos de la Tierra consisten en muchos tipos diferentes de roca, tales como roca que contiene granos de cuarzo, granito y piedra caliza. Algunas capas tienen rocas más porosas que otras, en donde el agua se mueve más libremente (en una manera horizontal) a través de la tierra.

El agua subterránea como parte esencial en el ciclo del agua: El agua subterránea trabaja como un sistema de plomería global que se llama el ciclo hidrológico o el ciclo de agua, donde es controlado mediante el sol que produce energía térmica y determina los usos de la tierra y recicla el agua. Esta energía térmica evapora el agua en los océanos, en los lagos e incluso en las albercas; permitiendo que suba al aire donde es más frío, formando así las nubes y siguiendo el proceso de condensación más tarde, estas nubes permiten la lluvia, la nieve, el aguanieve o el granizo. Cuando ellos caen a la tierra, la gravedad de la tierra atrae el agua por el suelo y la roca, pasando 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, originando que una porción de estas aguas brotan lentamente a los ríos y a los lagos o regresa al mar. Repitiéndose nuevamente el proceso del ciclo del agua, como parte esencial del mecanismo de la naturaleza misma.

 Acuíferos

            Los acuíferos son terrenos en los que las rocas que lo componen tienen la capacidad de almacenar gran cantidad de agua subterráneo, en otras palabras, es el nombre que se le da al suelo o roca subterránea a través del cual el agua subterránea puede moverse con facilidad. La cantidad de agua subterránea que puede fluir a través del suelo o de las rocas depende del tamaño de los mismos y como están conectados entre sí, convirtiéndose en porosidad para el pase del agua. Por otro lado, la permeabilidad es la medida de cuán bien esos espacios están interconectados.

Materiales que componen un acuífero: incluyen a la grava y arena, o tipos de rocas fracturadas comúnmente llamadas rocas que contienen agua, como son la piedra arenisca y la piedra caliza. Los poros en estas rocas permiten que los líquidos pasen libremente a través de ellas. Hay seis tipos diferentes de materiales que componen un acuífero en Estados Unidos: arena y grava, arena semiconsolidada, piedra arenisca, rocas carbón áticas, piedra arenisca interestratificada y rocas carbonáticas, o basalto y otros tipos de rocas volcánicas.

            Asimismo, los acuíferos se llenan o recargan con agua proveniente de las lluvias y del derretimiento de las nieves, hasta que el agua continúa fluyendo hacia abajo hasta que llega a formaciones rocosas menos permeables. Existen tipos de rocas, entre ellas la pizarra y la arcilla, que son porosas, pero que restringen el flujo de las aguas subterráneas.

Importancias de los acuíferos como recursos esenciales: Los acuíferos son un recurso natural esencial ya que contienen los suministros de agua subterránea, donde un bombeo excesivo de agua de un acuífero antes de que pueda rellenarse en forma natural puede agotar el agua subterránea, y los pozos que dependen del acuífero pueden secarse como resultado de esa acción.

          En períodos de escasez de agua y estrés hídrico, la administración del uso del acuífero resulta esencial. En Estados Unidos, las áreas del Acuífero High Plains – que se extiende desde Wyoming hasta Texas Panhandle – han sido dañadas debido a su uso excesivo. Tal como lo señala el New York Times:

“Vastas extensiones de tierras de Texas que descansan sobre el acuífero ya no pueden ser regadas. Y cuando se agota el agua subterránea, ésta se ha ido para siempre. La recarga del acuífero requeriría cientos, si no miles, de años de lluvias. Esto es en muchos aspectos una crisis en cámara lenta — décadas para su generación, inminente para algunos, años o décadas lejanas para otros, golpeando a una granja pero dejando intacta a una adyacente”.

Tipos de Acuíferos:

            Atendiendo al comportamiento hidráulico de las formaciones geológicas, así como a su posición estructural  en el terreno, se distinguen cuatro tipos principales de acuíferos.

1) Los acuíferos libres: Son aquellos en el que el nivel superior de saturación se encuentra a la presión atmosférica. A la superficie piezometrica de un acuífero libre se 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). Características relevantes de este tipo de acuífero: existe una superficie libre del agua subterránea que está a presión atmosférica.

2) Los acuíferos semiconfinados: Corresponden a situaciones similares a las que presenta los acuíferos confinados pero con la particularidad de que el estrato confinante corresponde a un acuitardo, en lugar de un acuifugo o acuicludo. Por lo tanto los acuíferos semiconfinados pueden recibir una cierta recarga, también llamada goteo, a través de las capas semipermeables que lo confina. Tienen la particularidad de que la capa confinante (ya sea suprayacente o subyacente o ambas) corresponde a un acuitardo, en lugar de un acuicludo o acuifugo.

3) Los acuíferos confinados o (acuíferos cautivos): Corresponde a formaciones geológicas permeables, completamente saturadas de agua, confinadas entre dos capas o estratos que podemos asumir como impermeables, ya sean acuifugos o acuicludos. En   este tipo de acuífero, el agua que contienen está sometida a cierta presión, superior a la atmosférica.

Como características se tiene que en estos tipos de acuíferos, el agua está sometida a una presión de confinamiento, que será la suma de la presión hidrostática más la litostatica de la capa impermeable, más la presión atmosférica.

4) Los acuíferos colgados: Hacen referencia a acumulaciones de agua subterránea de escasa continuidad lateral situadas por encima del nivel freático principal. Este tipo de acuíferos 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. Se caracterizan porque se producen ocasionalmente cuando, por efecto de una fuerte recarga, asciende el nivel freático quedando retenida una porción de agua por un nivel inferior impermeable.

Tipos de acuíferos desde el punto de vista geológico

            El flujo de las aguas subterráneas sucede, inevitablemente a través de formaciones geológicas. Por lo tanto el conocimiento detallado de los materiales que conforman la corteza es algo no solo importante, sino vital para el estudio de la hidrogeología, pues, el funcionamiento hidrogeológico puede llegar a ser muy diferente de unos sistemas geológicos a otros, y cada tipo de sistemas o ambiente geológico presenta una serie de particularidades características, que estas particularidades vienen determinadas por aspectos litológicos, estructurales, geomorfológicos, estratigráficos. Desde el punto de vista más amplio, cabe distinguir dos tipos de formaciones geológicas bien diferenciadas por sus características hidrogeológicas:

1) Acuíferos en sedimentos no consolidados: Su permeabilidad es debida fundamentalmente a porosidad primaria intergranular. Por lo tanto estos acuíferos estarán constituidos por aquellas formaciones geológicas de carácter detrítico cuyo componente mayoritario son partículas de tamaño como mínimo arenas, de esta forma, cuando se habla de acuíferos detríticos no consolidados se está haciendo referencia a depósitos sedimentarios dominados por arenas, gravas, arcosas, areniscas, conglomerados, entre otros. Las conductividades hidráulicas de este tipo de acuíferos están entre las más altas  de las existentes en la corteza terrestre. Por lo que, estos acuíferos  no consolidados se desarrollaron en formaciones geológicas de edad reciente, normalmente correspondientes a depósitos sedimentarios del cuaternario o del terciario.

2) Acuíferos en formaciones rocosas: La principal característica de acuíferos es que su permeabilidad es debida fundamentalmente a porosidad secundaria, ya sea por fisuracion, por disolución o por ambos motivos. Por lo tanto estos acuíferos estarán constituidos por aquellas formaciones geológicas consolidadas, que en ausencia de fracturación significativas los clasificaremos como acuifugos. Sin embargo, cuando estas formaciones presentan un grado de fracturación y/o disolución importante constituyen acuíferos que pueden llegar a presentar altas o muy altas permeabilidades. Ej, formaciones geológicas rocosas susceptibles de construir acuíferos son las formadas mayoritariamente por calizas, dolomías, areniscas, granitos y basaltos, entre otras.

            Dentro de los acuíferos en formaciones geológicas 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 endokarstico) bien desarrollados.

Agua subterránea (Acuíferos) Venezuela

            Las aguas subterráneas constituyen una parte esencial del ciclo hidrológico y la explotación de acuíferos representa, en muchas regiones, la única solución a las demandas de agua. La regionalización de los acuíferos se representa mediante las provincias hidrogeológicas, las cuales poseen características generales similares en cuanto a agua subterránea se refiere; ellas son:  la Andina, la Vertiente Atlántica y del Caribe, Provincia Planicies Costeras, Provincia del Escudo Septentrional o de Guayana y Provincia del Orinoco, con los acuíferos con mayor potencial y calidad con fines de consumo y riego.

            La siguiente tabla señala las reservas de agua subterránea para cada una de las principales regiones:

Reservas totales de aguas subterráneas por regiones: (No están incluidas las reservas totales en el territorio a la derecha del río Orinoco, estados Amazonas, Bolívar y Delta)

REGIÓN COPLANARH	Superficie Miles de Km2	Volumen de reservas Billones de m3
1. Lago de Maracaibo	61,90	0,9
2. Costa Noroccidental	24,77	0,4
3. Región Centro Occidental	20,66	0,3
4. Llanos Centro Occidentales	140,36	2,5
5. Sur de Apure	68,65	0,4
6. Central	18,54	0,2
7. Centro Oriental	71,02	1,7
8. Oriental	62,15	1,3
TOTAL	468,05	7,7

Fuente: Recursos de agua subterránea en Venezuela, COPLANARH, 1970.

Notas:

-La Comisión del Plan Nacional de Aprovechamiento de los Recursos Hidráulicos (COPLANARH) fue creada en 1961, con una estructura multisectorial que estuvo presidida por el Ministerio de Obras Públicas (MOP).

-Entre las décadas de 1940 a 1970, en Venezuela, se llevan a cabo una serie de acciones para la ordenación tanto del uso de las aguas como de la construcción de obras para su almacenamiento. Es entonces, cuando se crea el Instituto Nacional de Obras Sanitarias, en 1943, con la finalidad de ejecutar las obras de acueducto y saneamiento, y el Comisión del Plan Nacional Aprovechamiento de los Recursos Hidráulicos, en 1961, cuyo objetivo fue elaborar el Plan Nacional de Desarrollo de Obras Hidráulicas, conocido ampliamente bajo sus siglas de COPLANARH.

-Actualmente existe el Plan Nacional de Recursos Hídricos que nace como una necesidad de la nación en el año 2007 de identificar, ordenar y cuantificar la cantidad y calidad de las aguas, superficiales y subterráneas, y hacer la prospección del recurso agua en el corto, mediano y largo plazo.