4.1. Infiltración, circulación y afloramiento de las aguas subterráneas
Actividad de lectura
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Distribución vertical de las aguas de un acuífero libre. Imagen de Jerónimo Moreno Pulido. Licencia cc. |
En el transcurso del movimiento descendente del agua que se infiltra en el terreno, se pueden distinguir verticalmente dos zonas: la de aireación y la de saturación; ambas separadas por el nivel freático.
A. Zona de aireación o no saturada. Localizada entre la superficie del terreno y el nivel freático, en ella se distinguen tres subzonas:
a. Subzona de evapotranspiración. Comprendida entre la superficie del terreno y los extremos de las raíces de la vegetación; es la franja del suelo sometida a evapotranspiración. Su espesor varía de 8-25 cm en las zonas sin vegetación, hasta 3 o 4 m.
b. Subzona intermedia. No está afectada por las raíces de las plantas, y su espesor es muy variable (inexistente en zonas con niveles freáticos muy superficiales o cientos de metros en zonas áridas). En esta zona el agua circula por gravedad hacia la zona saturada.
- Subzona capilar. Es la franja de transición a la zona saturada, su límite inferior lo constituye el nivel freático y su espesor depende de las fuerzas capilares que hacen ascender el agua. El agua retenida en esta capa no fluye al estar retenida por capilaridad.
Nivel freático: es la superficie que separa la zona de aireación de la de saturación, y se traduce como el nivel que alcanza el agua dentro del acuífero. Se mide en metros de profundidad respecto a la superficie del terreno. Cuando se trata de acuíferos libres, en este nivel la presión de agua del acuífero es igual a la presión atmosférica, y viene determinada aproximadamente por el nivel de la superficie del agua en el interior de los pozos que penetran en la zona de saturación. En el caso de los acuíferos confinados, esta superficie recibe el nombre de nivel piezométrico.
B. Zona de saturación: es la parte situada por debajo del nivel freático, donde todos los poros de la roca están rellenos de agua (están saturados). El límite inferior lo constituye un nivel de materiales de comportamiento acuífugos o acuícludos (impermeables a efectos prácticos).
Tras leer el texto, contesta a las siguientes cuestiones:
1. ¿De qué factores depende la altura del nivel freático?
2. ¿En dónde se encontrará a mayor altura el nivel freático, en un desierto o en una zona lluviosa?
3. ¿Es posible que la zona de aireación y la de saturación esté constituida por distintos tipos de rocas?
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| Imagen de Olga Arriaga. Licencia cc. |
Los niveles freáticos de los acuíferos rara vez son planos horizontales. Cuando son libres y no tienen una capa impermeable encima, generalmente es una superficie plana o ligeramente curvada, con una suave pendiente. El movimiento del agua gravífica del acuífero obedece a esta pendiente, llamada gradiente hidráulico. De este modo, aunque el agua también puede ascender por capilaridad o por igualar la presión hidrostática, dentro de los acuíferos se desplaza lentamente a través de los poros comunicados, por gravedad; desde las zonas de recarga más elevadas, a las zonas de descarga, siempre a una cota más baja.
Las áreas de recarga son todas aquellas en las que exista una zona de aireación libre entre el medio atmosférico exterior, que recibe las precipitaciones, y la superficie del nivel freático.
Las áreas de descarga de los acuíferos pueden presentar formas muy variadas. Con frecuencia se sitúan en las zonas de los cauces fluviales o en los fondos de lagos, de manera que simplemente consisten en un flujo del agua subterránea del acuífero a las reservas de aguas líquidas de los ríos, lagos o de los fondos marinos.
Cuando el nivel freático intercepta con la superficie topográfica aparecen las surgencias, fuentes o manantiales. Estos puntos son zonas de descarga por donde los acuíferos se drenan. Algunas surgencias son de acuíferos pequeños y superficiales de alta montaña; otras son de acuíferos kársticos, produciendo la salida al exterior del agua que antes ha circulado por simas, galerías o grutas.
Los manantiales constituyen a veces los nacimientos o nacederos de los ríos; en otros casos alimentan a otros cuerpos de agua ya existentes (ríos, lagos, mares...).
La composición del agua de los manantiales varía según la naturaleza del suelo o la roca de su lecho. El caudal de los manantiales depende de la estación del año, del tipo de acuífero, de las reservas que tenga y del volumen de las precipitaciones.
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| Nacimiento del arroyo de la cueva de la luz (Jaén) Imagen de J.D. Cano Cavanillas en Manantiales y fuentes de Andalucía. Dominio público |
Fuente del Ahorcado (Málaga) Imagen de S. Rodríguez en Manantiales y fuentes de Andalucía. Dominio público |
Manantial Perezoso de Zurraque (Málaga) Imagen de M. Limón Andamoyo en Manantiales y fuentes de Andalucía. Dominio público |
Caso práctico
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| Imagen de Andreo, B. et al. en Environ Earth Sciences. Con autorización de los autores |
Los hidrogeólogos construyen mapas de acuíferos, como este, donde representan sobre el mapa geológico, las cotas de los sumideros y áreas de recarga, las cotas del nivel freático en el interior de la Tierra, las líneas de dirección del flujo de las aguas subterráneas y las surgencias al exterior, con su cota.
Este mapa hidrogeológico corresponde al acuífero de los Jarales, al sur de la provincia de Córdoba, situado por debajo de un macizo elevado entre los valles de los ríos Anzur al N y Genil al S.
Las líneas verdes representan líneas de la superficie del acuífero con igual cota. Las flechas indican la dirección de flujo de las aguas subterráneas.
Observa el mapa (si pulsas sobre él lo verás a mayor tamaño) y contesta a las siguientes cuestiones:
1. ¿Cómo crees que los hidrogeólogos conocen la profundidad de los niveles freáticos en cada punto?
2. Compara las cotas de los niveles freáticos en todo el acuífero y saca conclusiones.
3. Señala los lugares donde se sitúan las fuentes o manantiales (en el mapa corresponden a "spring") y sus cotas.
Curiosidad
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| Géiser (Gran fuente prismática en Yellowstone Imagen de Yellowstone National Park en Wikimedia commons. Dominio público |
Las fuentes termales y los geiseres, son también surgencias de acuíferos, pero en este caso el agua subterránea ha estado en contacto o en proximidad con rocas ígneas recientes, a elevada temperatura.
Importante
Con respecto a la distribución del agua en la vertical, dentro de un terreno permeable, distinguimos dos zonas: la zona de aireación y la zona saturada, ambas separadas por una superficie denominada nivel freático.
- Zona de aireación o no saturada: es la zona que existe sobre el nivel freático. Comprende tres zubzonas: la de evapotranspiración, la intermedia y la capilar.
- Nivel freático (para acuíferos libres) o nivel piezométrico (para confinados): es la superficie que separa la zona de aireación de la de saturación; y vendría a reflejar el nivel de agua dentro del acuífero.
- Zona de saturación: es la parte situada por debajo del nivel freático, en la que el agua llena completamente todos los poros de la roca.
Las áreas de recarga son aquellas zonas de la superficie que reciben las precipitaciones, a partir de las cuales el acuífero se abastece de agua.
Las áreas de descarga son aquellas zonas donde se localizan las surgencias, fuentes o manantiales.
