11.12: Acuíferos

Espero que aprecies que me pase una hora bajo el sol abrasador para cavar este hoyo en la playa. Es una excelente manera de ilustrar el concepto de cómo, por debajo de cierta profundidad, el suelo, si es lo suficientemente permeable como para retener el agua, está saturado de agua. La superficie superior de esta zona de saturación se llama el nivel freático. La zona saturada debajo del nivel freático se llama acuífero, y los acuíferos son enormes almacenes de agua. Lo que estás viendo en esta imagen es un “pozo” que expone el nivel freático, con un acuífero debajo de él. Por supuesto, estoy haciendo trampa aquí, como en la playa, el nivel del nivel freático está siempre al mismo nivel que el océano, que está justo debajo de la superficie de la playa.

El agua subterránea es uno de nuestros recursos más valiosos, aunque probablemente nunca lo veas o incluso te des cuenta de que está ahí. Como habrás leído, la mayoría de los espacios vacíos en las rocas debajo del nivel freático están llenos de agua. Pero las rocas tienen diferentes características de porosidad y permeabilidad, lo que significa que el agua no se mueve de la misma manera en todas las rocas bajo tierra.

Cuando una roca portadora de agua transmite fácilmente agua a pozos y manantiales, se llama acuífero. Se pueden perforar pozos en los acuíferos y se puede bombear agua. La precipitación finalmente agrega agua (recarga) a la roca porosa del acuífero. Sin embargo, la tasa de recarga no es la misma para todos los acuíferos y eso debe tenerse en cuenta al bombear agua de un pozo. Bombear demasiada agua demasiado rápido arrastra el agua en el acuífero y eventualmente hace que un pozo produzca cada vez menos agua e incluso se seque. De hecho, bombear tu pozo demasiado rápido puede incluso hacer que el pozo de tu vecino se seque si ambos están bombeando desde el mismo acuífero.

En el siguiente diagrama, se puede ver cómo el suelo debajo del nivel freático (el área azul) está saturado de agua. La “zona insaturada” sobre el nivel freático (la zona verdosa) todavía contiene agua (después de todo, las raíces de las plantas viven en esta zona), pero no está totalmente saturada de agua. Esto se puede ver en los dos dibujos en la parte inferior del diagrama, que muestran un primer plano de cómo se almacena el agua entre las partículas de roca subterránea.

Figura 2.

A veces las capas de roca porosas se inclinan en la tierra. Podría haber una capa confinante de roca menos porosa tanto por encima como por debajo de la capa porosa. Este es un ejemplo de acuífero confinado. En este caso, las rocas que rodean el acuífero limitan la presión en la roca porosa y su agua. Si se perfora un pozo en este acuífero “presurizado”, la presión interna podría (dependiendo de la capacidad de la roca para transportar agua) ser suficiente para empujar el agua hacia arriba del pozo y hasta la superficie sin la ayuda de una bomba, a veces completamente fuera del pozo. Este tipo de pozo se llama artesiano. La presión del agua de un pozo artesiano puede ser bastante dramática.

No existe necesariamente una relación entre la capacidad hídrica de las rocas y la profundidad a la que se encuentran. Un granito muy denso que cederá poca o ninguna agua a un pozo puede quedar expuesto en la superficie del terreno. Por el contrario, una arenisca porosa, como la arenisca Dakota mencionada anteriormente, puede estar a cientos o miles de pies por debajo de la superficie terrestre y puede producir cientos de galones por minuto de agua. Las rocas que producen agua dulce se han encontrado a profundidades de más de 6,000 pies, y el agua salada proviene de pozos petroleros a profundidades de más de 30,000 pies. En promedio, sin embargo, la porosidad y permeabilidad de las rocas disminuyen a medida que aumenta su profundidad debajo de la superficie terrestre; los poros y grietas en las rocas a grandes profundidades se cierran o se reducen en gran medida debido al peso de las rocas superpuestas.

MOVIMIENTO DE AGUA EN ACUÍFEROS

El movimiento del agua en los acuíferos depende en gran medida de la permeabilidad del material acuífero. El material permeable contiene grietas o espacios interconectados que son lo suficientemente numerosos y lo suficientemente grandes como para permitir que el agua se mueva libremente. En algunos materiales permeables el agua subterránea puede moverse varios metros en un día; en otros lugares, solo se mueve unos pocos centímetros en un siglo. El agua subterránea se mueve muy lentamente a través de materiales relativamente impermeables como arcilla y esquisto.

Después de ingresar a un acuífero, el agua se mueve lentamente hacia lugares más bajos y finalmente se descarga del acuífero desde manantiales, se filtra en arroyos o es retirada del suelo por pozos. El agua subterránea en acuíferos entre capas de roca poco permeable, como arcilla o esquisto, puede estar confinada bajo presión. Si dicho acuífero confinado es aprovechado por un pozo, el agua se elevará por encima de la parte superior del acuífero e incluso puede fluir desde el pozo hacia la superficie terrestre. Se dice que el agua confinada de esta manera está bajo presión artesiana, y el acuífero se llama acuífero artesiano.

VISUALIZAR LA PRESIÓN ARTESIANA

Aquí tienes un pequeño experimento para mostrarte cómo funciona la presión artesiana. Llena una bolsita de plástico para sándwich con agua, coloca una pajita por la abertura, pega la abertura alrededor de la pajita cerrada, no apuntes la pajita hacia tu maestro o tus padres, y luego aprieta la bolsita. El agua artesiana es empujada a través de la paja.

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