Aguas Subterraneas - Copia (1)

8/13/2019 Aguas Subterraneas - Copia (1)

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Universidad Nacional de Ingeniera

FIGMM

Bustinza Agramonte, Alex

Chumacero Armijo, Samuel


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Aguas Subterrneas

Introduccin

El agua subterrnea es el agua potable para ms del 50% de la poblacin, el

40% del agua utilizada para la irrigacin y proporciona ms del 25% de las

necesidades de la industria.

Desde un punto de vista geolgico, el agua subterrnea es importante como

agente erosivo. La accin disolvente del agua subterrnea va minandolentamente las rocas solubles como la caliza, permitiendo la formacin de

depresiones superficiales denominadas dolinas, as como la creacin de

cavernas subterrneas. El agua subterrnea es tambin un compensador del

flujo de escorrenta. Gran parte del agua que fluye en los ros no procede

directamente de la lluvia y de la fusin de la nieve. Ms bien, un granporcentaje de la precipitacin se infiltra y luego se desplaza lentamente bajo

tierra hasta las corrientes encauzadas. El agua subterrnea es, pues, una

forma de almacenamiento que mantiene las corrientes fluviales durante los

perodos de ausencia de precipitaciones.


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Industria


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Ganadera


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Minera?


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Aguas Subterrneas

Definicin:

Las aguas subterrneas se forman a partir de la infiltracin de las lluvias y

por aportes de los cursos superficiales.

Viajan en forma vertical por la fuerza de la gravedad, generalmente hasta

encontrar un piso impermeable, y luego discurren horizontalmente hasta

desaguar en los colectores mayores que la llevaran al mar para reiniciar suciclo.

En este trnsito se alojan en los espacios intersticiales de los sedimentos del

subsuelo y formar los yacimientos de agua subterrnea o acuferos.

Su existencia y comportamiento depende de factores como el clima, el

relieve, la red de avenamiento, la naturaleza de los suelos, la estratigrafa,etc.


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Clasificacin

Aguas BlandasEl agua blanda puede definirse como agua con menos de 0,5 partes por mil de sal

disuelta. Los cuerpos de agua dulce (o agua blanda) incluyen lagos , ros, y el de agua

subterrnea. La fuente de agua dulce es la precipitacin de la atmosfera en forma de

lluvia , nieve.

Aguas PotablesSe denomina agua potable o agua para consumo humano, al agua que puede ser

consumida sin restriccin debido a que, gracias a un proceso de purificacin, no

representa un riesgo para la salud. El trmino se aplica al agua que cumple con las

normas de calidad promulgadas por las autoridades locales e internacionales.

En la unin europea la normativa 98/83/EU establece valores mximos y mnimos para

el contenido en minerales, diferentes iones como cloruros, nitratos, nitritos, amonio,calcio, magnesio, fosfato, entre otros., adems de los grmenes patgenos. El pH del

agua potable debe estar entre 6,5 y 8,5

Aguas DurasEl agua con un alto contenido de sustancias disueltas y presencia de qumicos debido a

la alteracin de sustancias en el suelo puede tener un sabor amargo y se denominageneralmente agua dura

Segn las sustancias en disolucin:


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Agua dulce Yucatn


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SEDAPAL

Empresa publica encargada de la distribucin

de agua potable en la ciudad de Lima , ya que

el agua del rio Rmac no es suficiente como

para abastecer esta ciudad sedapal tambinutiliza como recurso al aguasubterrnea


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Distribucin de las aguas subterrneas

Una zona de saturacin,que es la situada encima de la capa impermeable,

donde el agua rellena completamente los poros de las rocas. El lmite superior de estazona, que lo separa de la zona vadosa o de aireacin, es el nivel fretico y vara segn

las circunstancias: descendiendo en pocas secas, cuando el acufero no se recarga o lo

hace a un ritmo ms lento que su descarga; y ascendiendo, en pocas hmedas.

Una zona de aireacin o vadosa,es el espacio comprendido entre el nivelfretico y la superficie, donde no todos los poros estn llenos de agua.


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Borde de capilaridad:Zona intermedia en donde el agua es retenida en pequeos conductos por accin de la

tensin superficial (capilaridad).

Nivel fretico:El nivel fretico corresponde al nivel superior de una capa fretica o de un acuifero en

general.

Distribucin de las aguas subterrneas


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Precipitacin


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Zona de Aireacin


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Nivel fretico


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Movimiento del Agua Subterrnea

Muy raras veces el nivel fretico es horizontal, pues generalmente sigue las

ondulaciones del terreno; presenta una marcada pendiente en direccin alas depresiones, la que se debe al continuo movimiento de las aguas

subterrneas. Estas, fluyen por accin de la gravedad aparentando ser una

corriente subterrnea que se dirige a los barrancos, ros, mares y otras

depresiones, donde por lo general emergen en forma de manantiales.

La ocurrencia y movimiento de las aguas subterrneas estn principalmente

controlados por la porosidad y permeabilidad de los diversos tipos de rocas,

la naturaleza de estos ltimos influye en la velocidad y la cantidad de agua

subterrnea que puede almacenar.


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Porosidad

Es la proporcin del volumen de los poros y cavidades con respecto alvolumen total del material, que incluye a estos espacios libres.

Matemticamente: =

Factores que afectan la porosidad de las rocas:

a) Depsito sedimentario bien clasificado tiene alta porosidad.

b) Depsito sedimentario pobremente clasificado tiene menos porosidaddebido a que los espacios entre las partculas estn rellenados de

material fino.

Obs. La clasificacin es la propiedad de la textura que se utiliza para describir

la proporcin en la cual estn mezclados los fragmentos de tamaos

diferentes, un sedimento bien clasificado consiste de fragmentos cuyotamao es aproximadamente el mismo y un mal clasificado es una mezcla

heterognea de diferentes tamaos.


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a)

b)


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c) La presencia de un material cementante puede reducir la porosidad.

El cementante es el agente que tiene mayor efecto sobre la porosidadoriginal y afecta el tamao, forma y continuidad de los canales porosos. El

material cementante est formado por el cemento que une los granos entre

s. Los materiales cementantes ms comunes son la slice, el carbonato de

calcio, carbonato de magnesio, dolomita, limonita, arcilla y otros materiales

incluyendo cualquier combinacin de estos. Del material cementante

depende la firmeza y compactacin de la roca sedimentaria; por ello los

estratos se identifican como consolidados, poco consolidados y no

consolidados.

La porosidad decrece con el incremento de cantidad de cementante. Las

arenas altamente cementadas tienen baja porosidad, mientras que las rocas

no consolidadas tienen altas porosidades. La cementacin tiene lugar tantoal tiempo de litificacin y durante la alteracin de la roca por circulacin de

agua. En este proceso los espacios porosos se llenan con material mineral, el

cual reduce la porosidad.


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d) Las fracturas y la estratificacin puede incrementar la porosidad.

e) La disolucin de rocas solubles como las calizas puede agrandar las fracturas eincrementar la porosidad.


c)

d)

e)


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Permeabilidad

Es la capacidad de transmitir el fluidoentre sus poros interconectados. La

permeabilidad vara con la forma y

tamao de los poros y extensin de su

interconexin. Las rocas permeables son

siempre porosas, pero una roca con altaporosidad no necesariamente es

altamente permeable. Ejemplos:

- La roca volcnica pumita conocida como

piedrapmezes altamente porosa pero

con muy baja permeabilidad, porque sus

poros no se hallan interconectados.

- Las arcillas tienen alta porosidad (50-

60%), pero son prcticamente

impermeables, mientras que las arenas

con una porosidad de 39 a 41% tienen una

alta permeabilidad.


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Obs. El que las arcillas se comporten como un material impermeable se debe

en parte al hecho de que al ser sus poros muy finos, el agua experimentauna fuerte resistencia al pasar por ellos, debido a la tensin superficial. La

otra causa es que estos poros no estn interconectados (las rocas de grano

fino a pesar de ser porosas, son poco permeables).

De acuerdo al grado de facilidad o dificultad con que dejan pasar el agua, las

rocas se clasifican en:

a) Permeables: Como las areniscas (arenas), conglomerados (gravas), y rocas

gneas o metamrficas diaclasadas.

b) Impermeables: Como las lutitas (arcillas), limolitas (limos), margas,

pizarras y rocas gneas.

Al horizonte de material permeable que contiene agua en el subsuelo se le

conoce como acufero.


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El gradiente hidrulico (i)

Se define como la prdida de energa experimentada por unidad de longitudrecorrida por el agua; es decir, representa la prdida o cambio de potencial

hidrulico por unidad de longitud, medida en el sentido del flujo de agua.

= Dnde:

: Gradiente hidrulico (adimensional).: Diferencia de potencial entre dos puntos del acufero (1 2).: Distancia en la direccin del flujo entre estos dos puntos.


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Acufero

Es una formacin geolgica permeable capaz de almacenar y permitir la

circulacin del agua subterrnea por sus poros o grietas.Obs:

* Acuitardo: Formacin geolgica semipermeable que, conteniendo agua

incluso en grandes cantidades, la transmiten muy lentamente.

* Acuicludo: Es una formacin geolgica poco permeable, que conteniendo

agua en su interior incluso hasta la saturacin, no la transmite, por lo tanto

no es posible su explotacin.

* Acufugo: Son las formaciones que no pueden almacenar agua, ni

transmitirla, como ocurre por ejemplo a los granitos no fisurados.


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Acufero

Los acuferos son las formaciones de mayor inters bajo el punto de vista de

la circulacin subterrnea de las aguas y, desde luego, bajo la perspectiva delaprovechamiento humano. La importancia de las otras formaciones es

diferente: por ejemplo un acuitardo puede suministrar, aunque sea muy

lentamente, considerables volmenes de agua a lo largo del tiempo a un

acufero infrayacente, si la disposicin de ambos lo permite, mientras que los

acuicludos y acufugos al obstaculizar o impedir el movimiento del agua a su

travs, son las formaciones que propician que las aguas se almacenen en el

subsuelo y, con frecuencia, determinan la direccin en la que mueven.


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Acufero

Clasificacin

Segn la estructura geolgica de los materiales que conforman los acuferosy las condiciones hidrulicas del agua que contienen pueden ser:

Acuferos Libres: En estos acuferos existe una zona impermeable que sirve

de base a una zona permeable saturada de agua y por encima de sta existe

otra zona permeable no saturada.

La superficie del agua ser el nivel fretico y podr estar en contacto directo

con el aire o no, pero lo importante es que no tenga por encima ningn

material impermeable. En estos acuferos, al perforar pozos que los

atraviesen total o parcialmente, el agua alcanza un nivel que sera el mismo

que tendra dentro de la formacin geolgica, es decir el nivel fretico (nivel

real) coincide con el nivel piezomtrico (nivel ideal que alcanzara el agua a

presin atmosfrica).

Obs. En la mayora de casos existe solamente un nivel fretico, pero en

algunos (debido a la presencia de acuitardos de pequeas dimensiones

relativas) pueden existir acuferos denominados colgados que tienen

niveles freticos adicionales.


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Acufero

Acuferos Confinados: Llamados tambin acuferos artesianos. En este

caso, la roca permeable queda confinada entre capas de rocas o estratosimpermeables o prcticamente impermeables (una inferior y otra superior).

Todo el espesor del acufero est saturado de agua y la presin de agua en

los poros o fisuras es mayor que la atmosfrica.

Estn sellados por materiales impermeables que no permiten que el agua

ascienda hasta igualar su presin a la atmosfrica. Por este motivo al

perforar pozos que atraviesen el lmite superior del material que constituye

el acufero, se observar que el nivel del agua asciende muy rpido hasta que

se estabiliza en el nivel piezomtrico. Podrn darse pozos surgentes (fluye

naturalmente como si fuera un manantial) si el nivel del agua queda por

encima del nivel topogrfico y pozos artesianos si el nivel se estabiliza por

debajo de la cota del terreno. De esta manera, si imaginamos una serie depozos atravesando un acufero de este tipo, y unimos los niveles que alcanza

el agua en cada uno, obtendramos una superficie piezomtrica que no

coincide con el nivel fretico que tena el acufero en estado natural.


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Acufero

Acuferos Semiconfinados: En los acuferos semiconfinados, una de las rocas

encajonantes no es totalmente impermeable y permite cierta transmisin deagua a travs de ella.

Constituyen una variedad de los confinados, y se caracterizan por tener el

techo (zona superior) y/o el muro (zona inferior) conformados por capas de

rocas que no son totalmente impermeables, sino que constituyen un

acuitardo, es decir, que permite una filtracin vertical que alimenta muy

lentamente al acufero principal. En estos casos, habr situaciones en los que

la recarga podr hacerse en ambos sentidos en funcin de la diferencia de

potencial.


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