Informe Final Exploracion de Aguas Subterranaes

EXPLORACION DEL AGUA DEL SUBSUELO INTRODUCCION En la actualidad la obtención de agua subterránea para diversos usos es,, en la ma es mayo yorí ría a de los los cas asos os,, un verd verdad ader ero o desa desafí fío. o. Lo Logr grar ar la extracción de agua en volúmenes adecuados y de calidad aceptable es cada vez más difícil en numerosas zonas de todo el mundo. Algunas de las problemáticas que a menudo se presentan son: áreas con roca aflorante o cercana a superficie, acuíferos contaminados o con agua naturalmente excedidas en la concentración de determinados iones. Lo menc me ncio ionad nado o impl implic ica a que que ca cada da vez vez se sea a má máss rele releva vant nte e la tare tarea a de planificar y ejecutar las tareas de exploración de agua subterránea de una forma eficiente sin perder de vista el objetivo. Las nuev Las nuevas as técn técnic icas as geof geofís ísic icas as de expl explor orac ació ión n suma sumada dass a las las má máss tradic tradicion ionale ales, s, permit permiten en rea reali lizar zar una explor exploraci ación ón de agua agua efecti efectiva va y razo razona nabl ble e tant tanto o en co cost stos os co como mo en tiem tiempo po.. La eval evaluac uació ión n de las las reservas de agua subterránea de buena calidad y la recarga natural al acuífero conducen a una mejor planificación de la extracción de agua subterránea y a un adecuado aprovechamiento del recurso.

CAPITULO II: EXPLORACION DEL AGUA DEL SUBSUELO

OBJETIVOS 

Conocer los métodos de exploración del agua del sub-suelo.



Identi Identific ficar ar y determ determina inarr los datos datos geológ geológico icoss e hidrog hidrogeol eológi ógicos cos nece necesar sario ioss que que se debe deben n toma tomarr en cuen cuenta ta para para real realiz izar ar una una exploración.



Conocer los pozos existentes en la ciudad su ubicación y algunos datos relevantes de los mismos.

CURS CURSO O DE AGUA AGUAS S SUBT SUBTER ERRA RANE NEAS AS

Pági Pá gina na 2


MARCO TEORICO Datos Geológicos El papel geológico de las aguas subterráneas • Co Como mo agen agente te eros erosiv ivo, o, la ac acci ción ón diso disolv lven ente te del del agua agua subt subter errán ránea ea produce: – Dolina Dolinas. s. Una dolina dolina (vall (valle e o depres depresión) ión) alude alude a un tipo tipo especi especial al de depresión geológica característico de los relieves cársticos cársticos.. Al principio todas las dolinas son absorbentes (pierden agua por infiltración infiltración), ), lueg luego o oc ocur urre re que que allá allá donde la arroyada transporta arcilla arcilla,, ésta se deposita e impermeabiliza el fondo de la dolina convirtiéndola en un estanque que se llenará después de las lluvias y se desecará lentamente por la evaporación de las aguas.

– Cavernas. La mayoría de las cavernas se crean por el ácido del agua subterránea que disuelve la roca soluble justo por debajo de la superficie en la zona de saturación. CURS CURSO O DE AGUA AGUAS S SUBT SUBTER ERRA RANE NEAS AS

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• El agua subterránea sirve como compensador del flujo de escorrentía en los ríos.

Distribución de las aguas subterráneas



Cinturón de humedad del suelo – agua retenida por la atracción molecular de las partículas del suelo en una zona cercana a la superficie.

Zona de saturación. Formación. – El agua que no es retenida como humedad del suelo percola hacia abajo. – El agua alcanza una zona donde todos los espacios libres del sedimento y la roca están completamente llenos de agua. – El agua de estos poros se denomina agua subterránea. 

CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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Nivel freático – el límite superior de esta zona de saturación. 

Franja capilar.

• Se extiende hacia arriba desde el nivel freático. • El agua subterránea es mantenida por la tensión superficial en diminutos conductos comprendidos entre los granos de suelo o de sedimento. Zona de aireación. • Área situada por encima del nivel freático. • Abarca la franja capilar y el cinturón de humedad. • El agua no puede ser bombeada por los pozos. 

Factores que influyen en el almacenamiento y la circulación de las aguas subterráneas Porosidad – porcentaje del volumen total de roca o sedimento formado por poros. Los poros son espacios que quedan entre las partículas sedimentarias, pero también entran en esta consideración: diaclasas, fracturas/fallas y las cavidades originadas por disolución de las rocas. • Determina la cantidad de agua subterránea que puede almacenarse • Puede haber variaciones considerables en lugares cercanos. 

Rendimiento específico y retención específica

• Cuanto más pequeños sean los poros, tanto más lento será el movimiento del agua. • La porción de agua que drena por gravedad se denomina rendimiento específico e indica cuánta agua es realmente asequible para su uso. • La porción de agua que es retenida a modo de película sobre la superficie de las partículas en los poros pequeños se denomina retención específica e indica cuánta agua permanece unida al material. Ejemplo:


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• La capacidad de la arcilla para almacenar agua es grande debido a su gran porosidad, pero sus poros son tan pequeños que el agua es incapaz

de moverse a través de ellos. 

Permeabilidad: Capacidad del material para transmitir un fluido.



Acuícluidos: Estratos impermeables que obstaculizan o impiden el movimiento del agua (como la arcilla). Acuíferos: Estratos de roca o sedimentos permeables que transmiten libremente el agua subterránea (como la arena y la grava).



Fuentes Naturales de Agua que brotan de las Aguas Subterráneas 

Manantiales o fuentes

• Aparecen cuando el nivel freático intercepta la superficie terrestre. • Flujo natural de salida de agua subterránea. • Puede producirse porque un acuícluido crea una zona local de saturación denominada nivel freático colgado.


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

Fuentes termales



Géiseres.



Pozos

• El agua está entre 6 y 9oC más caliente que la temperatura media anual del aire para las localidades donde aparece. • El agua de la mayoría de las fuentes termales se calienta por el enfriamiento de las rocas ígneas.

• Fuentes termales intermitentes. • Expulsan el agua con gran fuerza. • Aparecen donde existen extensas cámaras subterráneas dentro de las rocas ígneas calientes. • Cuando el agua subterránea se calienta, se expande, se evapora y entra en erupción.

Para asegurar un continuo suministro de agua el pozo debe penetrar por debajo del nivel freático. CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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El bombeo de los pozos puede causar: • Descenso del nivel freático. • Cono de depresión en el nivel freático

Problemas relacionados con la extracción del agua subterránea 

Tratamiento del agua subterránea como un recurso no renovable.

• En muchos lugares el agua disponible para recargar los acuíferos se queda significativamente corta con respecto a la cantidad que se extrae.



Subsidencia.

• El terreno se hunde cuando el agua se bombea desde los pozos más rápidamente de lo que pueden remplazarla los procesos de recarga natural (valle de San Joaquín, en California; Ciudad de México; Camargo, Cantabria). 

Contaminación salina.

• La excesiva extracción de agua dulce causa la elevación de agua salada hacia los pozos contaminando así el suministro de agua dulce (intrusión de la cuña salina). • Es un problema muy importante en las zonas costeras.

EXPLORACIÓN DEL AGUA DEL SUBSUELO


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EXPLORACIÓN o PROSPECCIÓN, son términos similares que significan búsqueda y en relación a la Hidrogeología, se refieren a la ubicación de reservorios de agua subterránea con características que a priori resulten apropiadas para una posterior explotación o aprovechamiento del recurso.

Algunos métodos para localizar aguas subterráneas La geohidrología considera a las aguas subterráneas aptas para el consumo como un mineral útil, pero a diferencia de otros minerales (sólidos, petróleo y gas natural), el agua subterránea es el único mineral que en su proceso de explotación tiene lugar su agotamiento. Para extraer agua del subsuelo, en la mayoría de los casos, es necesario bombearla y a veces por gravedad, transportarla, o bien sacarla del pozo en forma manual, en las regiones más primitivas. Cuando la extracción del agua se efectúa por medio de bombas se originan siempre dificultades, porque la permeabilidad de las rocas circundantes no es suficientemente grande como para que el agua fluya hacia el pozo con la suficiente velocidad a fin de mantener siempre el mismo nivel. Cuando se excede el ritmo de extracción del agua subterránea por medio del bombeo, se provoca que las reservas de agua subterránea se agoten debido a que la extracción se realiza más rápido que la recarga o reposición natural del agua. La mayor parte del agua que se necesita se toma de los abastecimientos superficiales, pero aproximadamente el volumen extraído de los abastecimientos del subsuelo es de 15 a 25 por ciento. Para localizar aguas subterráneas, es necesaria la prospección y sondeos, aplicando variados métodos técnicos y científicos de exploración. Por medio de la petrografía se determina el tipo de roca, ya que existen diferentes porosidades y permeabilidades particulares, lo que limita la prospección a las zonas que, desde el punto de vista de estas propiedades, sean más prometedoras. La estratigrafía nos permite determinar el tipo de región (por ejemplo, regiones de rocas sedimentarias o volcánicas) y su edad.


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La geología estructural nos permite localizar horizontes acuíferos que hayan sido desplazados por movimientos tectónicos y además se utiliza para determinar zonas de fracturación en rocas compactas pero frágiles. Existe también la fotografía aérea, que al igual que otros sistemas instrumentales, es una técnica de trabajo a distancia. Aparte de la fotografía aérea, una técnica más adecuada “a distancia” es la percepción remota y el radar .

La ventaja de la percepción remota y el radar es que atraviesa el manto vegetal e, incluso, una pequeña parte del suelo (especialmente cuando se encuentra seco), permite que las imágenes muestren la estructura geológica de la región, a diferencia de la fotografía normal. La fotografía infrarroja de longitudes de onda comprendidas entre 0.72 y 1.5 micrones, registra la energía reflejada por el sol u otras fuentes luminosas. Puesto que el agua absorbe la mayor parte de la energía correspondiente a dicha radiación, los mantos de agua subterránea, ríos y lagos aparecen de color negro en las imágenes. La mayor parte de los estudios de aguas subterráneas que se basan en la apertura de pozos de observación, se llevan a cabo en rocas no consolidadas y los equipos que generalmente se utilizan son las barrenas de rotación hidráulicas, las de tubo doble y las ordinarias.

Por medio de estos métodos se obtienen datos directos, como es:  El nivel o la profundidad del agua subterránea  El espesor  La extensión  La dirección del escurrimiento

Prospección Geoeléctrica


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Es rama de la geofísica que trata sobre el comportamiento de rocas y sedimentos en relación a la corriente eléctrica. Los métodos geoeléctricos más empleados se basan en la inyección artificial de una corriente eléctrica: •

Sondeos Eléctricos Verticales SEV

•

Calicatas eléctricas CE

El flujo de una corriente eléctrica a través de las rocas o de los sedimentos, puede explicarse mediante la Ley de Ohm que establece que la diferencia de potencial ΔV entre dos puntos por los que circula una corriente eléctrica de intensidad I, es proporcional a esta y a la resistencia que ofrece el medio al pasaje de la corriente. LEY DE OHM

ΔV= RI

La resistencia es función de la naturaleza y la geometría del conductor, y es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional a la sección. La constante de proporcionalidad lineal ρ (ro) es la resistividad. Este es un parámetro característico de cada material.

R= ρ Con la definición de la intensidad de corriente:

Donde la constante de proporcionalidad C es la conductividad del material. Sabiendo que la conductividad es el inverso de la resistividad:

Ternemos:


R= ρ

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Despejando para C:

Sustituyendo en la ecuación de la intensidad:

Los valores de la resistividad en una roca están determinados por: •

Grado de saturación; el agua que contiene.

•

Porosidad de la roca.

•

Salinización del agua; mas salinidad implica mayor conductividad.

Toda la medida de la resistividad de un suelo o de una roca es en realidad una medida del agua en sus poros y del contenido en minerales de dichas aguas.


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En general en el campo encontraremos valores de resistividad en el siguiente orden:

Descripción

Ρ (Ω. m)

Rocas ígneas y metamórficas inalteradas Rocas ígneas y metamórficas alteradas Calizas y areniscas



1000

100 a 1000

100 a más de 1000

Arcillas

1 a 10

Limos

10 a 100

Arenas

100 a 1000

Gravas

200 a más de 1000

Medidas de la resistividad en un Punto. Resistividad aparente

Supongamos que introducimos una corriente de intensidad IA en el suelo en un punto A, y sale del mismo por B ( IB). En condiciones donde no hay pérdida ni ganancia entre A y B, resulta que:


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Donde K se denomina constante geométrica, porque depende directamente del dispositivo empleado para inyectar y medir la corriente y tiene las dimensiones de una distancia.

El valor de ρ obtenido seria la resistividad real del terreno si este fuera homogéneo, pero ya que no lo es, la ρ obtenida es una mezcla de la resistividad de diversos materiales, por lo tanto la denominamos ρa.

En la práctica lo que se mide es la resistividad aparente ( ρa ) para lo cual se emplean dispositivos lineales. Los electrodos de inyección de corriente (A y B) y los de medición del potencial (M y N) se disponen alineados, de acuerdo a las configuraciones propuestas por Schlumberger y Wenner.

Configuración de Schlumberger Es un dispositivo donde la distancia MN es pequeña en relación con AB. Generalmente: CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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La resistividad aparente se representa en función de

y la constante

geométrica es:

Configuración de Wenner Mantiene idéntica las tres distancias, así: AM = MN = NB De modo que si se mueve A y B, también hay que mover M y N. La constante geométrica es:

SONDEO ELECTRICO VERTICAL SEV Consiste en un conjunto de determinaciones de la resistividad aparente, efectuadas con el mismo tipo de dispositivo lineal y separación creciente CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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entre los electrodos de emisión y recepción. Utilizaremos el dispositivo de Schlumberger.

Si mantenemos el punto central (o) y vamos abriendo sucesivamente la distancia AB, la corriente eléctrica atravesara cada vez a mayor profundidad. Los sucesivos valores de ρa que vamos obteniendo corresponden a profundidades cada vez mayores, por lo que decimos que estamos haciendo un sondeo eléctrico vertical. Si el dispositivo es Schlumberger, los valores ecuación:

ρa se calculan mediante la

CALICATAS ELECTRICAS Se emplean para determinar variaciones laterales de la resistividad y a diferencia de los SEV, las calicatas eléctricas CE se ejecutan manteniendo un distanciamiento constante entre los 4 electrodos. Se puede utilizar tanto la disposición de Schlumberger como Wenner, y lo que se hace es trasladar todo el dispositivo, manteniendo el espaciamiento, lo que resulta en un alcance vertical (profundidad) más o menos constante de la corriente.


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Con las calicatas eléctricas lo que se busca es investigar las variaciones laterales del terreno.

Métodos geológicos Esta metodología utiliza los mapas topográficos y geológicos y las fotografías aéreas e imágenes satelitales como material básico para el planteo preliminar de

la localización del recurso y posibles inferencias acerca del movimiento del agua subterránea.

La cartografía geológica de superficie brinda información sobre la composición litológica de las formaciones y las características estructurales de los afloramientos. Con frecuencia se preparan mapas geológicos interpretados desde un punto de vista CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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hidrogeológico, que identifican y separan formaciones permeables, de otras poco o muy poco permeables, por lo cual, con mayor o menor precisión, se han dado límites a las principales unidades hidrogeológicas, como por ejemplo: llanuras aluviales, cuencas sedimentarias detríticas, formaciones permeables de caliza o areniscas, etc. En ellos la litología es el punto más importante a considerar ya que cada tipo de roca tiene una porosidad y permeabilidad características, limitando de esta forma la prospección sólo a zonas específicas. En primer lugar se deben cartografiar las distintas unidades litológicas, prestando especial atención a sus propiedades como acuíferos. Por ejemplo: unidades litológicas tales como granitos, gneisses, gabros y dioritas pueden agruparse, mientras que otros depósitos, gravas, arenas y arcillas que forman una única unidad geológica deben ser separados y con detalle. En ellos la porosidad en cierto grado refleja la cantidad de agua que puede almacenar el acuífero, mientras que la permeabilidad condiciona la facilidad con que pueda extraerse. Como ejemplo orientativo se plantea el siguiente esquema:

Definir la estratigrafía dentro de secuencias silicoclásticas sedimentarias de interés, conduce a delimitar la posición y el espesor de los niveles acuíferos a estudiar, así como la existencia o no de capas confinantes y su continuidad. La porosidad total en estas sedimentitas es influenciada por el grado de uniformidad granulométrica, la forma de las partículas, su empaquetamiento, diagénesis, el grado de consolidación y soterramiento (todos parámetros a tener en cuenta). El estudio tectónico del área contribuye a facilitarnos el seguimiento del horizonte acuífero, su desplazamiento y fracturación. Es importante también analizar el origen de los depósitos (fluvial, eólico, glacifluvial, etc.), los ambientes sedimentarios y su edad. En cuanto a CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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este último parámetro debemos considerar de interés principalmente los depósitos del Terciario y cuaternario, que son los menos consolidados y en consecuencia más porosos y permeables. Los perfiles geológicos del subsuelo que suelen acompañar la cartografía, facilitan la visión adecuada de la geometría y acuñamiento de los acuíferos; permiten deducir el tipo posible de acuífero, posible volumen de agua almacenada y la ubicación de futuras perforaciones en secciones de máxima potencia y transmisividad. Generalmente de esta columna estratigráfica, los primeros centenares de metros suelen ser de interés, pues en las zonas más profundas las aguas suelen estar excesivamente cargadas de sales y la porosidad y permeabilidad del medio disminuyen apreciablemente. La interpretación de las fotografías aéreas se define como el examen de imágenes fotográficas con el propósito de identificar objetos y rasgos geológicos y juzgar su significado. Su interpretación constituye un excelente mapa base para los trabajos de campo. El primer paso en la interpretación es la fase de observación, división y clasificación de las formas del relieve del terreno sobre las bases de expresión topográfica, cambios de tono y textura. Estas formas del relieve representan unidades morfológicas, por ejemplo: valles, sectores de llanura aluvial, áreas inundables, niveles de terrazas y albardones, conos de deyección y bajadas, áreas volcánicas y sus coladas, sectores medanosos, áreas cársticas, áreas de afloramiento rocoso, etc. Se pueden separar áreas de diferente vegetación y usos del suelo, discriminar materiales consolidados de los no consolidados. Esta última referencia está fundada en que los terrenos no consolidados son los que se perforan y excavan con mayor facilidad, por lo que su exploración mecánica suele ser más rápida y poco costosa. También estos terrenos rellenan fondos de valles donde los niveles freáticos suelen estar próximos a superficie y por ende la elevación por bombeo será mínima. Poseen un coeficiente de almacenamiento y permeabilidad superior a los restantes materiales geológicos. El reconocimiento de las formas del relieve y el conocimiento de los procesos que han permitido su desarrollo, posibilitan al intérprete esbozar conclusiones preliminares acerca de la existencia de acuíferos potenciales y sobre la calidad de las aguas.

Estudios climatológicos


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Tienen por objeto caracterizar factores cuantitativamente importantes dentro del balance hídrico de la zona a estudiar, tales como precipitación (P), evapotranspiración (Evt) y variaciones de la reserva de agua en el suelo (ΔR). Generalmente se cuenta con la información de una serie de datos meteorológicos que aportan las estaciones climatológicas. También puede ocurrir que deba manejarse una red propia de observación que proporcione datos suficientes como para evitar extrapolaciones incorrectas o formulaciones empíricas que se alejen de las condiciones naturales que correspondan. Se utilizan las mediciones de temperatura y precipitación para aplicar los métodos empíricos y semi-empíricos de determinación de la evapotranspiración potencial y real. Los mismos son aplicables siempre y cuando se cumplan condiciones análogas a las cuales fueron deducidos. De ellos (Métodos de Thornthwaite, Blaney-Criddle, Penman, Turc, etc.) sólo es valedero el dato que refleje fielmente las condiciones naturales, por lo cual será necesario contrastarlo con medidas directas en la zona de estudio. Sin este requisito, sólo es un valor orientativo de la evatranspiración. Como se ha comprobado en diversos estudios, generalmente Turc ha dado valores más altos que las medidas directas; por el contrario Thornthwaite en zonas áridas y semiáridas ha resultado algo bajo; Blaney-Criddle, como tiene en cuenta el tipo de cultivo, puede dar aproximaciones buenas en zonas cultivadas y el método semi-empírico de Penman ha dado resultados muy satisfactorios en numerosos lugares, a pesar del mayor requerimiento de datos de entrada. Es corriente que los datos climáticos disponibles en una zona permitan únicamente realizar una estimación de la Evt potencial, aplicando las fórmulas anteriores. Para el cálculo del balance hídrico, dentro de un determinado intervalo de tiempo, puede plantearse una ecuación general: P = Evt real + Exc + ΔR Donde (P) es precipitación; (Evt real) es evapotranspiración real; (Exc) excedentes de agua (escorrentía superficial + infiltración) y (ΔR) es la variación de la reserva de agua utilizable en el suelo. El planteo de este tipo de cierre global brinda información inherente a la recarga de los acuíferos (infiltración).

Métodos hidrológicos CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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Los métodos hidrológicos de prospección deben ser tenidos en cuenta cuando las características del área impliquen conocer el agua superficial como ríos, lagos, bañados, etc. Existe una importante conexión hidráulica entre el agua superficial y la subterránea cuando esta es freática. El comportamiento de un río a lo largo de su curso, puede ser influente o efluente, entendiéndose por influente, al curso que pierde agua al subsuelo y efluente, aquel alimentado por un acuífero. Este análisis de su comportamiento permite conocer su vinculación e interrelación con la geología circunvecina, ya que si no recibe o aporta agua al subsuelo, su tránsito es a través de formaciones consideradas impermeables o bien existe un cuasiequilibrio hidrodinámico entre los dos recursos. Con estos métodos se identifican principalmente, el tipo de curso y su caudal, a efectos de definir su régimen. Se utiliza en este caso una estación de aforo, donde se mide el régimen de un río a través del conocimiento de sus caudales; se suele utilizar una variable auxiliar que simplifica la cuantificación del caudal en función de la altura del pelo de agua del río. Lo que aporta una cuenca a través de sus cauces, se representa comúnmente en forma de hidrograma . El hidrograma es una curva que representa las variaciones, en función del tiempo, del caudal de un río en una sección dada del mismo y puede ser considerado como una expresión integral de las características físicas y climáticas que gobiernan las relaciones entre precipitación y escorrentía en una cuenca determinada. En el mismo es útil reconocer las proporciones de los diferentes aportes para evaluar tanto la parte del recurso subterráneo que se pierde o gana en la interrelación, como la correspondiente al escurrimiento superficial, útil para resolver la ecuación del balance hídrico. En el caso de un río que posea un tiempo de descarga muy amplio, los caudales que por él circulan al cabo de un tiempo son el resultado de la acumulación de la escorrentía superficial con la aportación subterránea. El hidrograma que se registra de las observaciones en las estaciones de aforo, puede adoptar la forma de la figura, donde los principales términos a diferenciar son la CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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CAPITULO II: EXPLORACION DEL AGUA DEL SUBSUELO escorrentía directa y las aportaciones subterráneas . Dentro del primer

término quedan generalmente involucradas, para mayor simplicidad, las precipitaciones directas sobre el cauce, la escorrentía superficial y la hipodérmica y el segundo término puede ser definido también como caudal base. La escorrentía superficial es la que alcanza los cauces habiendo circulado siempre por la superficie del terreno, mientras que la escorrentía hipodérmica, es aquella que procede de la infiltración que no alcanza la zona saturada regional, sino sólo la zona saturada de acuíferos colgados próximos a la superficie y que por lo tanto, emerge a la superficie con mayor rapidez que el flujo subterráneo normal.

Hidrograma Queda por último la escorrentía subterránea, que se define como el aporte que alcanza el cauce del río procedente de las emergencias de un acuífero. Hay numerosos métodos para separar los componentes del hidrograma, siendo en general procedimientos bastante complejos y/o arbitrarios debido a la diversidad de formas aceptables.

Métodos hidroquímicos Por un lado conducen a establecer la calidad del agua subterránea, para luego determinar su utilidad y por otro ayudan a conocer el funcionamiento del sistema acuífero. Generalmente el parámetro de calidad es tan importante como el de cantidad, por ello se encara este estudio junto con los anteriores. Las características físicas y químicas de las aguas subterráneas a analizar dependen de varios factores, entre ellos: el climático, geológico y la acción antrópica contaminante. En condiciones naturales, los contenidos salinos más bajos y la menor variación de los CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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mismos se observa en los materiales no consolidados de composición silicoclástica y de buena permeabilidad. Un correcto planteo de su estudio implica el muestreo sistemático del recurso subterráneo y superficial. Esta variable (la composición química) se debe conocer arealmente estableciendo una red de muestreo que depende de la complejidad del medio acuífero analizado, de las condiciones hidrodinámicas, de la recarga y de los estudios o trabajos previos en la zona que se presentan como antecedentes. En ocasiones basta una muestra cada 10 Km2 y en otros casos una muestra cada 1 Km2 puede ser notablemente insuficiente. Cada acuífero debe ser analizado químicamente en forma independiente, para luego llegar a conclusiones que los relacionen o no. Es frecuente que en un mismo acuífero se presente heterogeneidad química lateral debida a variaciones en las condiciones de recarga y/o de explotación, a cambios en la geología, mezclas de agua de diversos orígenes y a tiempos de permanencia variables en función de la permeabilidad del medio, del gradiente hidráulico y de la distancia al área de recarga. También es frecuente encontrar variaciones químicas verticales denominadas estratificación química; es válida la explicación anterior para su origen, siendo la causa más frecuente la variación vertical de la permeabilidad por estratificación geológica o el creciente tiempo de permanencia del agua al aumentar la profundidad. Es común en acuíferos homogéneos y potentes que la salinidad aumente con relación a la profundidad dentro del mismo. Los análisis químicos tienen formas y contenidos muy diversos. Así el llamado análisis químico completo de un agua comprende la determinación de conductividad, residuo seco, dureza, pH o alcalinidad, Cl-, SO4, NO3 -y si es conveniente se añaden otros iones que se encuentran en concentración notablemente más pequeña, denominados minoritarios y elementos traza. El manejo y estudio de la química de acuíferos puede facilitarse con el empleo de diagramas y gráficos como ser los de Schoeller, Piper y Stiff y sus modificaciones, en especial cuando se trata de realizar comparaciones entre análisis o niveles acuíferos. También es útil la elaboración de mapas hidrogeoquímicos donde se representen las variaciones de concentración iónica y/o de relaciones iónicas. En ellos, si se relacionan puntos de agua de un mismo acuífero y si la densidad de muestreo es suficiente, se pueden trazar isolíneas (por ejemplo de salinidad total, concentración de aniones y cationes, relación sodio/calcio, etc.), que darán una idea de las condiciones hidroquímicas del medio. CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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Pozos Las perforaciones para obtener agua del subsuelo han sido una de las principales causas de la degradación del Recurso Hídrico Subterráneo. No basta con perforar de cualquier manera, hasta una profundidad más o menos conocida en la zona, para acceder a un caudal suficiente y de buena calidad. Siempre se deben realizar los estudios previos y contar con asesoramiento profesional especializado antes de desarrollar un pozo de explotación. La enseñanza y experiencia nos reporta que para un adecuado manejo de los recursos que nos provee el planeta, es importante apoyarse en ciencias de ingeniería como son la Geohidrología, Geología, Geofísica, Hidráulica e Ingeniería Civil. ¿Qué es un pozo?

Un pozo es un orificio o túnel vertical perforado en la tierra, hasta una profundidad suficiente para alcanzar lo que se busca, normalmente una reserva de agua subterránea, petróleo o gas natural. Los pozos generalmente son de forma cilíndrica, y se suele tomar la precaución de asegurar sus paredes con piedra, cemento o madera para evitar su derrumbe. Los pozos tradicionales para buscar agua están en los patios de las casas y tienen un brocal o la pared que sobresale del nivel del suelo hasta una altura suficiente para que nadie caiga al interior, un cigüeño o una polea para subir el cubo y una tapadera para evitar que caiga suciedad al interior.


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Una de las grandes ventajas de las aguas subterráneas es que generalmente son de buena calidad para consumo humano por estar protegidas naturalmente por capas de suelos o rocas que tienen la capacidad para atenuar, retardar o retener algunos contaminantes, además de ser menos susceptibles que las aguas superficiales a cambios climáticos. En las ciudades donde el nivel freático puede estar contaminado por filtración de aguas residuales, por lo que su agua se utilizará para jardinería, lavar los pisos, fregar los platos o la ropa, etc. en vez de beber de ella, lo que normalmente, y siempre que se podía, se hacía de la fuente. La capacidad de las cuencas donde se extrae el agua subterránea, debe cuidarse para mantener el equilibrio de la región y controlar su explotación en forma eficiente, velar los procesos, ya que un mal manejo del recurso, modifica el equilibrio hidráulico de la región y por ende, su ecosistema que generalmente está en equilibrio. Los problemas generados en una cuenca sobreexplotada sin control no son recuperables, genera un daño irreversible a la comunidad, se incrementan las enfermedades, limita el desarrollo, modifica el clima, altera el equilibrio del ecosistema y afecta a la fauna y flora de la región. Origen de los pozos

Los restos más antiguos de un pozo datan del siglo XII a. C. y proceden de Persia desde donde se extendieron por todo el mundo. Se originó como un grupo de tribus nómadas cuya localización original radicaba al norte de la meseta de Irán. El foso es del siglo XII antes de Cristo, presenta unas escaleras de acceso y su profundidad ronda los cinco metros. ¿Cuáles son los pasos para la construcción de un pozo público o privado?

1. Hacer la solicitud de los Permisos: Solicitud de permisos de construcción, exploración y explotación a las entidades nacionales que convenga el tema como; DIMA da los permisos de explotación a los pozos privados, ASP da los permisos de explotación de los pozos públicos, SERNA da los permisos de exploración y los estudios ambientales de la zona donde se quiere construir el pozo y Obras Publicas da los permisos de construcción del pozo. CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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2. Localización del sitio: Los factores más importantes a considerar para seleccionar la localización de los pozos son: las características del acuífero, la profundidad del nivel estático y la calidad de agua. Antes de comenzar con la obra nos trasladaremos al sitio propuesto, para tener un informe aproximado del tipo de perforación, los antecedentes geosísmicos, geoeléctricos y demás estudios, determinar el área de trabajo y obtener todos los datos posibles con respecto a las características del subsuelo, profundidad aproximada de la capa a captar, aislaciones a efectuar, niveles piezométricos, evacuación de las aguas y del lodo residual de la perforación, energía eléctrica, etc. y asi diagramar el proyecto de entubamiento, el tipo de filtro, la malla a utilizar, la granulometría del prefiltro, la bomba conveniente, etc.

3. Perforación exploratoria: Se efectuará una perforación de reconocimiento para determinar su abatimiento y rendimiento, en diámetro reducido, hasta una profundidad aproximada de 60 a 70 m (según zona de obra), con muestreo sedimentológico seriado, el que se preservará en bandejas de muestreo en boca de pozo. La descripción del material del corte se efectuará en forma megascópica por el método táctil-visual, con el objeto de establecer el perfil aproximado del subsuelo. La frecuencia de exportación será cada tres metros de avance. Con los elementos descriptos se proyectará el pozo de bombeo “tipo explotación”, contemplando la profundidad adecuada de aislación y la localización de la unidad filtrante en el sector de máxima permeabilidad (ajustándose las medidas al caudal pretendido).

4. Aforo de pozo: El aforo es el procedimiento de medir un caudal, mediante el cual podemos determinar la cantidad de agua que esta circulando en un punto determinado de nuestros canales, riachuelos, quebradas, acuíferos, etc. Donde se determina el nivel CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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estático, el abatimiento que sufre el nivel freático y el nivel dinámico a caudal constante, para así diseñar el tipo de bomba que se va a instalar en el pozo y las paredes del mismo. La relación Caudal /abatimiento ( Q/s) de los pozos vecinos inventariados, será importante para pronosticar un caudal de rendimiento del pozo proyectado. El informe físico-químico del agua producida por los pozos inventariados será un buen detalle para planificar: El tipo de filtro y el encamisado (galvanizado, inoxidable u otros) ya que aguas incrustantes tienden a tapar la rejilla o filtro para después de sacar la incrustación dejar huecos en el filtro que inexorablemente deja pasar a la gravilla del prefiltro y la propia formación acuífera. El agua oxidante, debe ser objeto de un análisis actualizado de una muestra en laboratorio competente para determinar o verificar su PH, Fe, manganeso, Dureza etc., según el resultado el filtro podría ser de un material inoxidable aunque los costos sean mayores.

5. Estudios físico, químico y bacteriológico del agua Según la Norma Técnica Nacional para la calidad del agua potable:

ARTÍCULO 1 El objetivo de esta norma es proteger la salud pública mediante el establecimiento de los niveles adecuados o máximos que deben tener aquellos componentes o características del agua que pueden representar un riesgo para la salud de la comunidad e inconvenientes para la preservación de los sistemas de abastecimiento de agua. ARTÍCULO 3. Esta Norma de Calidad del agua establece los requisitos básicos a los cuales debe responder la calidad del agua suministrada en los servicios para consumo humano y para todo uso doméstico, independientemente de su estado, origen o grado de tratamiento.

Inventario de pozos CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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Inventario: En términos amplios un inventario es el recuento detallado

de los bienes, derechos y deudas que una persona o una entidad poseen a una fecha determinada. En términos más restringidos o comunes, se aplica a los bienes tangibles e intangibles, registrables o no, propiedades, automotores, mobiliario, créditos y deudas, obras de arte, objetos preciosos, entre otras cosas.

INVENTARIO HIDROGEOLÓGICO Antes de programar y ejecutar tareas más complejas y costosas de la exploración de agua subterránea, resulta imprescindible disponer de un conocimiento hidrogeológico previo de la región y avanzar luego en aproximaciones sucesivas. Para ello es necesario realizar una serie de investigaciones iniciales referidas a datos existentes, tanto documentales como de obras. El conjunto de estas actividades recibe la denominación de inventario hidrogeológico. Las tareas a realizar se dividen básicamente en dos tipos: •

Recopilación y análisis de antecedentes.

•

Inventario de pozos y perforaciones.

Recopilación y Análisis de Antecedentes

Consiste en recolectar la información existente en archivos, tanto de organismos públicos como de empresas privadas (principalmente de perforación). Si bien es cierto que cuanto mayor sea la cantidad de datos más precisos serán los resultados, el éxito también depende mucho de la claridad de objetivos perseguidos y de la idoneidad de quién colecta los datos. En líneas generales los antecedentes documentados de interés comprenden los siguientes: • • • • • • •

Cartografía y fotografías aéreas y/o imágenes satelitales. Estudios hidrogeológicos y geológicos, generales y/o de detalle. Datos geológicos e hidrogeológicos. Perforaciones documentadas (perfiles). Datos climatológicos e hidrológicos. Análisis químicos de aguas subterráneas y superficiales. Datos antropogénicos.


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CAPITULO II: EXPLORACION DEL AGUA DEL SUBSUELO •

Bibliografía.

Una vez recolectada la información, es necesario analizarla y procesarla. Del informe elaborado surgirá un modelo conceptual preliminar de las condiciones hidrogeológicas de la región y la inserción en ella de la zona de estudio. Con esa hipótesis inicial podrá desarrollarse la metodología a utilizar en los pasos siguientes.

Inventario de pozos y perforaciones. Es el método básico de exploración que permite obtener un cúmulo de datos necesarios para construir cartas y mapas temáticos que conforman la síntesis fundamental de los conocimientos hidrogeológicos. Consiste en una visita a la zona de estudio y la recolección de datos de campo de las obras de captación no documentadas, su ubicación cartográfica y morfológica, relación con cuerpos de agua superficial y el volcado en planillas específicas. Este tipo de información se encuentran disponibles en Oficinas del Sector Estatal referidas a Aguas Subterráneas, también se puede acudir a Empresas o Instituciones que registran y guardan valiosos datos de los pozos perforados en la zona de nuestro interés.

De los registros de perforación de cada pozo existente, se debería tener: • Perfil litológico del suelo atravesado • Tiempos de penetración por metro o barra de perforación • Registros eléctricos de Diferencia de Potencial, Resistividad y/o rayos Gamma. • Niveles estático y dinámico del agua • Profundidad y espesor de los diferentes acuíferos captados con filtros o no captados. • Análisis Físico, Químico y bacteriológico del agua captada. • Muestras de suelos o rocas consolidadas o no consolidadas • Granulometrías de las conformaciones de los acuíferos Con esta valiosa información el proyectista puede realizar un plano acotado de la capa freática o de la superficie superior (techo) de la zona saturada, muy valioso para indicar la forma de la superficie de esta zona con agua, profundidades de captación de esta zona saturada, también la pendiente o inclinación de la capa freática y la dirección en que fluye el agua subterránea, al finalizar cada pozo, se calculan y comprueban datos de las características hidráulicas de los acuíferos, como: CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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• Permeabilidad del acuífero • Transmisibilidad del acuífero • Calidad química del agua Los datos pueden constituir información primaria en los casos en que las mediciones y/o muestreos son efectivamente realizados, o información secundaria cuando provienen de información de terceros, generalmente de los dueños y a causa de problemas de acceso a las captaciones. Si el tiempo de trabajo del censo es prolongado, es conveniente la elección de puntos estratégicos de mediciones periódicas del nivel de agua, para controlar así sus variaciones en el tiempo. Con ello se puede ajustar la red de flujo una vez concluido el inventario y contar además con una red de control piezométrico permanente. La densidad de datos depende de la escala de trabajo, de las necesidades y obviamente de la disponibilidad de obras en el área. Es recomendable la participación de profesionales en la realización del inventario, aunque sea rutinario, ya que paralelamente se llevan a cabo observaciones geológicas, morfológicas, planificación de factibilidad y, fundamentalmente, porque la elaboración del informe requiere un conocimiento de la región no transferible.

CONCLUSIONES CURSO DE AGUAS SUBTERRANEAS

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Informe Final Exploracion de Aguas Subterranaes

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