La Hidrogeología: Estudios Sobre Aguas Subterráneas, Resúmenes de Mecánica de rocas

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Dr. Leoncio T. Carnero carnero 2021-II

UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURÍMACAC

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

UNA MBA

La hidrogeología es una rama de las ciencias geológicas

(dentro de la Geodinámica Externa), que estudia las aguas

subterráneas en lo relacionado con su circulación, sus

condicionamientos geológicos y su captación, así su

definición dice: «La hidrogeología es la ciencia que estudia

el origen y la formación de las aguas subterráneas, las

formas de yacimiento, su difusión, movimiento, régimen y

reservas, su interacción con los suelos y rocas, su estado

(líquido, sólido y gaseoso) y propiedades ( físicas, químicas,

bacteriológicas y radiactivas); así como las condiciones que

determinan las medidas de su aprovechamiento, regulación

y evacuación» ( Mijailov, L. 1985 ). OBRA: Hidrogeología. )

Moscú, Rusia, Editorial Mir,. 285 p.

El abordaje de las cuestiones hidrogeológicas abarcan: la evaluación de las condiciones climáticas de una región, su régimen pluviométrico, la composición química del agua, las características de las rocas como: permeabilidad, porosidad, fisuración, su composición química, los rasgos geológicos y geotectónicos, es así que la investigación hidrogeológica implica, entre otras cosas, tres temáticas principales:

1.- El estudio de las relaciones entre la geología y las aguas subterráneas.

2.- El estudio de los procesos que rigen los movimientos de las aguas subterráneas en el interior de las rocas y de los sedimentos.

3.- El estudio de la química de las aguas subterráneas (hidroquímica e hidrogeoquímica).

CICLO HIDROLÓGICO

La ecuación que expresa el funcionamiento del ciclo hidrológico es: P = Evt + Es + I Componentes del ciclo hidrológico Donde: P: es la precipitación. Evt: es la evapotranspiración. Es: es la escorrentía superficial. I: infiltración.

El agua subterránea representa una fracción importante de la masa de agua presente en los continentes, y se aloja en los acuíferos bajo la superficie de la Tierra. El volumen del agua subterránea 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 kilómetros cuadrados (como el Acuífero Guaraní).

La infiltración se efectúa con más facilidad a través de fracturas abiertas como las juntas observadas en las rocas aflorantes y en grietas profundas que pueden desarrollarse por esfuerzos de tensión en zonas de hundimiento debido a la explotación minera. Los depósitos superficiales que cubren muchas áreas también permiten la infiltración a través de sus poros. Los depósitos de grava y arena, y los taludes detríticos, son adecuados para la infiltración del agua que se efectúa sin dificultad mientras que las cubiertas ricas en arcillas retardan la entrada de agua y tiene la característica de retener la humedad después de los periodos de lluvia. La vegetación protege y propicia una infiltración más uniforme en el terreno desnudo. La infiltración cesa una vez que los vacios internos del terreno se llena de agua, si el ritmo de suministro de agua excede al ritmo de percolación, el volumen de agua que puede infiltrarse disminuirá gradualmente y provocará una inundación.

Es el agua que se aloja y circula en el subsuelo,

conformando los acuíferos. La fuente de aporte

principal es el agua de lluvia, mediante el proceso de

infiltración. Otras fuentes de alimentación localizada

pueden ser los ríos, arroyos, lagos y lagunas. El agua

subterránea se sitúa por debajo del nivel freático y está

saturando completamente los poros y/o fisuras del

terreno y fluye a la superficie de forma natural a través

de vertientes o manantiales o cauces fluviales.

Agua líquida: precipitación; escurrimiento superficial o subterráneo.

Agua sólida: precipitación (nieve); almacenamiento (hielo).

Agua gaseosa: evaporación y evapotranspiración.

Infiltración: es el agua de precipitación que en su descenso por el suelo, ocupa parcial o totalmente los poros o fisuras del suelo y rocas.

Agua de la hidrósfera

Océanos Agua subterránea Casquetes polares Lagos Ríos Humedad atmosférica Biomasa

% del agua total del planeta

0, 1, 0, 0, 0, 0,

Periodo de renovación

2500 años 1400 años 9700 años 17 años 16 años 8años Algunas horas

Tabla que indica algunos porcentajes de agua en la Tierra y su período de renovación, según (Shiklomanov, Igor A., 1999).

Su movimiento en los acuíferos es desde zonas de recarga a zonas de descarga, con velocidades que van desde metro/año a cientos de m/día, con tiempos de residencia largos resultando grandes volúmenes de almacenamiento.

Constituye un aspecto característico del agua subterránea.

El agua del suelo se renueva en general por procesos activos de recarga desde la superficie. La renovación se produce lentamente cuando la comparamos con la de los depósitos superficiales, como los lagos, y los cursos de agua. El tiempo de residencia (el periodo necesario para renovar por completo un depósito a su tasa de renovación normal) es muy largo. En algunos casos la renovación está interrumpida por la impermeabilidad de las formaciones geológicas superiores (acuitardos), o por circunstancias climáticas sobrevenidas de aridez.

La proporción de infiltración respecto al total de las precipitaciones depende de varios factores: La litología (la naturaleza del material geológico que aflora a 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, lo hace generalmente más permeable que la mayoría de las rocas frescas.

El agua subterránea mana (brota) de forma natural en distintas clases de surgencias en las laderas (manantiales) y a veces en fondos del relieve, siempre allí donde el nivel freático intercepta la superficie. Cuando no hay surgencias naturales, al agua subterránea se puede acceder a través de pozos, perforaciones que llegan hasta el acuífero y se llenan parcialmente con el agua subterránea, siempre por debajo del nivel freático, en el que provoca además una depresión local. El agua se puede extraer por medio de bombas. El agua también se desplaza a través del suelo, normalmente siguiendo una dirección paralela a la del drenaje superficial, y esto resulta en una descarga subterránea al mar que no es observada en la superficie, pero que puede tener importancia en el mantenimiento de los ecosistemas marinos.