Aguas subterráneas: qué son, origen, tipos, importancia, características

Agua subterránea, agua que se encuentra debajo de la superficie de la Tierra, donde ocupa todo o parte de los espacios vacíos en los suelos o estratos geológicos. También se le llama agua subsuperficial, para distinguirla de las aguas superficiales, que se encuentran en cuerpos grandes como los océanos o lagos o que fluyen por tierra en las corrientes.

Tanto el agua superficial como la subsuperficial están relacionadas a través del ciclo hidrológico (la circulación continua de agua en el sistema Tierra-atmósfera).

¿Qué son las aguas subterráneas?

El agua subterránea, que representa aproximadamente el 22% del agua que utilizamos, es el agua debajo de la superficie de la tierra que llena las grietas y otras aberturas en lechos de roca y arena. Existe en suelos y arenas capaces de retener agua. El nivel freático es la línea entre el suelo insaturado y el suelo saturado. Debajo del nivel freático es donde las rocas y el suelo están llenos de agua.

El agua subterránea se recarga y finalmente fluye a la superficie de forma natural. La descarga natural a menudo ocurre en manantiales y filtraciones, y puede formar oasis o humedales. El agua subterránea también se puede recargar cuando los sistemas de suministro de agua tienen fugas y cuando los cultivos se riegan con más agua de la necesaria.

Por lo general, se piensa que el agua subterránea es agua que fluye a través de acuíferos poco profundos, pero, en el sentido técnico, también puede contener humedad del suelo, permafrost (suelo congelado), agua inmóvil en lecho de roca de muy baja permeabilidad y agua geotérmica profunda o de formación de petróleo.

Se supone que el agua subterránea proporciona lubricación que posiblemente puede influir en el movimiento de las fallas. Es probable que gran parte del subsuelo de la Tierra contenga algo de agua, que puede mezclarse con otros fluidos en algunos casos. Las fuertes lluvias pueden aumentar la recarga y hacer que el nivel freático se eleve. Pero, por otro lado, un período prolongado de clima seco puede hacer que el nivel freático se caiga.

El agua subterránea a menudo es más barata, más conveniente y menos vulnerable a la contaminación que las aguas superficiales. Por lo tanto, se utiliza comúnmente para los suministros públicos de agua. Por ejemplo, el agua subterránea proporciona la mayor fuente de almacenamiento de agua utilizable en los Estados Unidos, y California extrae anualmente la mayor cantidad de agua subterránea de todos los estados.

Los reservorios subterráneos contienen mucha más agua que la capacidad de todos los reservorios de superficie y lagos en los EE.UU., incluidos los Grandes Lagos. Muchos suministros de agua municipales se derivan únicamente de las aguas subterráneas.

Aguas Subterráneas

Origen y formación

El agua subterránea es parte del ciclo hidrológico y se origina cuando parte de la precipitación que cae en la superficie de la Tierra se hunde (se infiltra) a través del suelo y se filtra (filtra) hacia abajo para convertirse en agua subterránea. Eventualmente esta agua regresará a la superficie y se descargará a las corrientes, los manantiales, los lagos o los océanos, para completar el ciclo hidrológico.

El agua total existente en la Tierra es de 13, 84,12,0000 km cúbicos, de los cuales 8,00,0042 km cúbicos es agua subterránea. Aparte de esto, 61,234 km cúbicos se encuentran en forma de humedad del suelo. Las aguas subterráneas y la humedad del suelo juntas constituyen la cantidad de agua debajo de la superficie. El agua subterránea se almacena en diferentes capas de la tierra por infiltración a través de poros y fisuras de rocas permeables.

El agua subterránea proviene principalmente de tres fuentes:

Agua meteórica

Se origina en la atmósfera, es la principal fuente de agua subterránea y se recibe en forma de lluvia y nieve. Esta agua se infiltra desde la superficie a través de fisuras, poros y uniones de rocas hasta que se almacena en rocas no permeables en forma de agua subterránea.

Se puede notar la fluctuación del nivel de agua en los pozos. Durante la temporada de lluvias, el nivel sube, mientras que en los veranos, el nivel baja. Esto es indicativo del hecho de que el agua subterránea depende significativamente del agua de la atmósfera.

 Agua connata

Producto de la filtración en lagos, ríos, océanos y canales artificiales. La importancia de esto varía según el clima de la zona en cuestión. También se le llama agua sedimentaria.

 Agua magmática

Esta agua es generada en las profundidades y empujada hacia la superficie gracias a los movimientos que genera el magma, originado por rocas ígneas.

Tipos y clasificación

Las aguas subterráneas se clasifican en tres tipos:

El acuífero libre

Un acuífero no limitado (libre, freático) es un acuífero subyacente por un estrato impermeable, pero la parte superior del acuífero consiste en capas de suelo que son lo suficientemente permeables para proporcionar un paso fácil del agua, al menos en sentido vertical. Tal acuífero tiene un nivel freático o superficie freática libre.

Al perforar un agujero en el suelo hasta que se llene de agua y dejar que el agua descanse, se puede observar el nivel de agua en el agujero e indica el nivel de la capa freática en el acuífero fuera del agujero. Muchos abanicos aluviales y llanuras fluviales tienen acuíferos no confinados en la parte superior de los depósitos de sedimentos.

La cuenca del Indo en Pakistán proporciona ejemplos de acuíferos no confinados extensos y profundos. Cuando la calidad del agua del acuífero es aceptable, el acuífero se bombea intensamente desde pozos, principalmente con fines de riego. Al sur de la presa cerca de Sukkur, la calidad del agua subterránea empeora debido a la salinidad.

El acuífero confinado

Los acuíferos confinados pueden ser poco profundos o profundos, y se caracterizan por estar separados de la superficie por estratos de baja permeabilidad (por ejemplo, capas geológicas) que limitan el agua subterránea debajo de ella. En un acuífero confinado, el agua subterránea está generalmente bajo presión. Esta presión de agua puede variar según la temporada, similar a la capa freática en un acuífero no confinado.

Debido a que el agua subterránea en un acuífero confinado está bajo presión, se elevará en un pozo por encima del nivel del acuífero penetrado por ese pozo. Una forma de visualizar esto es exprimir una bolsa de leche o jugo que se punza en la parte superior con una pajita. Si la pajita encaja firmemente en la bolsa exprimida, el líquido se elevará hacia la pajita, por encima de su nivel dentro de la bolsa.

Los pozos artesianos y artesanos que fluyen son típicos de pozos perforados en acuíferos confinados. Un pozo artesiano es uno en el que el agua subterránea se eleva por encima del nivel del acuífero penetrado.

El agua en un pozo artesiano se elevará a una elevación en la cual la presión del agua en el acuífero se corresponde con la presión reflejada por la elevación del agua en el pozo; este nivel es conocido como el nivel hidrostático. Si el agua subterránea llega hasta la superficie bajo su propia presión, el pozo se llama pozo artesiano.

El acuífero semi confinado

Un acuífero semiconfinado es un acuífero subyacente por un estrato impermeable y limitado en la parte superior por capas de suelo de permeabilidad relativamente baja (conductividad hidráulica), especialmente en sentido horizontal. Estas capas forman la capa semiconfinada (la aquitard) en la que se encuentra una capa freática libre.

El flujo de agua en la capa superior es principalmente vertical, mientras que el flujo horizontal es despreciable. Los acuíferos semi-confinados se encuentran a menudo en las planicies costeras y delta del río. Al perforar un orificio en la capa semiconfina hasta alcanzar el acuífero adecuado y colocar un tubo ajustado en el orificio (esto es un piezómetro), se puede observar que el nivel de agua en el tubo (el nivel piezométrico) está arriba. en, o por debajo del nivel de la capa freática en la capa semi-confinada.

Cuando el nivel piezométrico está por encima del nivel del nivel freático, el acuífero tiene una sobrepresión y el agua subterránea fluirá hacia arriba desde el acuífero hacia la capa semiconfinada. Cuando, a la inversa, el nivel piezométrico está por debajo del nivel del nivel freático, el acuífero está bajo presión y habrá un flujo descendente de agua (percolación profunda, drenaje natural) hacia el acuífero.

El delta del Nilo en Egipto es un ejemplo de un acuífero semiconfinado con una capa superior, semiconfina, de suelo arcilloso denso con una conductividad hidráulica relativamente baja que recubre sedimentos texturados de curso grueso con una conductividad hidráulica relativamente alta.

En la parte superior del delta, hacia su ápice cerca de El Cairo, el acuífero tiene una presión insuficiente y la capa superior del suelo drena naturalmente al acuífero. Esta es la zona de recarga del acuífero. Más al norte, la situación se invierte: el agua subterránea se filtra desde el acuífero hasta la capa superficial y la capa freática es poco profunda. Si no hay un sistema de drenaje, el agua de la filtración se evaporara y dejará sales.

Características naturales del agua subterránea

A medida que el agua se desplaza hacia abajo a través de las capas del suelo, los gérmenes que causan enfermedades, como las bacterias y los virus, se filtran. Por esta razón, el agua subterránea a menudo produce agua potable que no necesita que se le agregue cloro para matar los gérmenes.

Sin embargo, los pozos cercanos a arroyos o lagos pueden no producir agua libre de gérmenes. Se dice que estos pozos están bajo la influencia directa de las aguas superficiales. Es posible que el agua de estos pozos no pase a través de mucha tierra a medida que se desplaza de las aguas superficiales al pozo. Sin la filtración del suelo, los gérmenes del agua superficial pueden estar presentes en el agua del pozo.

Además, algunos pozos no están construidos adecuadamente y permiten que los gérmenes ingresen al agua subterránea desde el pozo mismo. Esta no es una característica natural del agua subterránea y se discute con más detalle en la sección de pozos bajo la protección del agua subterránea.

Minerales

Los minerales que se encuentran en el agua subterránea varían enormemente. Estos minerales se disuelven de las rocas del acuífero. En general, cuanto más tiempo ha estado el agua bajo tierra, más minerales naturales contiene. Se puede predecir el tipo de rocas por las que fluyen las aguas subterráneas durante su tiempo subterráneo por los minerales en el agua.

Una pequeña cantidad de minerales en el agua le da un sabor agradable. En exceso, los minerales naturales pueden ser una molestia.

Conoce sobre la contaminación del agua subterránea

Uso e importancia de las aguas subterráneas

Aproximadamente el 60 por ciento del uso global de agua subterránea es para riego; la mayor parte del resto se utiliza en los hogares y la industria. Los usos del agua subterránea varían significativamente según el país y dependen en parte del clima. En algunos países con abundantes precipitaciones, como Indonesia y Tailandia, las necesidades de riego son muy bajas, por lo que el suministro de agua de los hogares es el principal uso del agua subterránea.

A nivel mundial, más de 2 mil millones de personas utilizan el agua subterránea como fuente de agua potable. En algunos países más áridos, como Pakistán, Arabia Saudita y Siria, el riego representa el 90 por ciento del uso de agua subterránea.

En 2015, los principales usos del agua subterránea en los Estados Unidos fueron el riego (68%) y el suministro público (18%). Aunque más de 13 millones de hogares en los Estados Unidos obtienen su agua de pozos privados, esto representa solo el 4 por ciento de todas las aguas subterráneas utilizadas en los Estados Unidos. Otros usos menores incluyen el ganado, la acuicultura, la minería y el uso industrial autoalimentado.

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