2.1. CONCEPTOS BÁSICOS.

Transcripción

1 Clase 2.1A Pág. 1 de CONCEPTOS BÁSICOS El agua en el terreno. Se considera que el medio físico donde se mueve el agua y se realizan todos los fenómenos relacionados con la hidrología subterránea es un ambiente geológico. Esto significa que un estudio estructural, litológico y textural de las formaciones litológicas o rocas en las que se mueve el agua, constituyen un paso previo al estudio hidrológico de una región. La propia geología es un factor condicionante del funcionamiento de los acuíferos, en cuanto a la distribución de los materiales permeables o impermeables, a la presencia de fallas, de fracturas, etc... Además, el medio geológico en el cual circula el agua no es una roca homogénea sino que presenta discontinuidades debidas a los procesos de formación y/o de alteración de dicha roca. Los procesos de formación pueden ser, por ejemplo, la acumulación de material granular en un aluvial. Los procesos de alteración se pueden producir por fracturación o disolución, creándose espacios vacíos por los que circula el agua. Así pues, las condiciones geológicas de la zona influirán en el comportamiento de la circulación del agua. Por último, y para poner fin a la tradición popular que habla de vetas de agua o ríos subterráneos, tenemos que insistir sobre el hecho de que en realidad, el agua se infiltra en el terreno y al descender en él, se acumula en los espacios vacíos que deja la roca, de forma parecida al agua en una esponja. La gravedad hace que por debajo de un cierto nivel nos encontramos que todo el terreno está empapado de agua. Es decir, dado que el terreno está formado de material rocoso con espacios vacíos, podemos imaginárnoslo como una esponja que contiene el agua y permite su movimiento a su través Definiciones. Acuífero: formación geológica que permite el almacenamiento y el desplazamiento o transmisión del agua por poros o por grietas, proporcionando cantidades apreciables de agua para su explotación de una manera fácil y económica.

2 Clase 2.1A Pág. 2 de 5 Acuífugo: formación geológica absolutamente impermeable que no almacena agua ni la transmite. Acuitardo: formación geológica de baja conductividad hidráulica o permeabilidad que almacena agua pero la transmite con mucha dificultad, es decir, en todo caso muy lentamente. No es posible su explotación directa pero puede recargar, por flujo vertical inducido a otros acuíferos. Acuicludo: formación geológica que almacena agua pero no la transmite, es decir, que por sus características no permite el movimiento o circulación del agua en su seno. Ello hace que no sea posible su explotación Relatividad de las definiciones anteriores. Cabe destacar que los conceptos de almacenamiento y transmisividad (definido aún como capacidad de permitir el movimiento del agua; más adelante definiremos este concepto con precisión), no pueden atribuirse de forma absoluta, sino que se deben considerar en función del tema particular que se esté estudiando. Así, por ejemplo, pensemos en un acuífero de baja transmisividad, de forma que su explotación no sea interesante. Sin embargo, dicha transmisividad puede resultar ser lo suficientemente elevada como para, a largo plazo, permitir la contaminación del acuífero y los que estén comunicados con éste a causa de, por ejemplo, los lixiviados que se originen en un vertedero conectado con dicho acuífero de baja conductividad hidráulica. Desde el punto de vista del que considera las posibles ubicaciones de un vertedero, el acuífero no es adecuado por ser demasiado transmisivo, mientras que otra persona interesada en construir pozos para extraer agua diría lo contrario, tratándolo de casi impermeable. Tradicionalmente, los conceptos hidrogeológicos se definían sobre todo según criterios de explotación del agua. Hoy en día, la relatividad de dichos términos es consecuencia de los nuevos usos del suelo y de la influencia que ejercen sobre los acuíferos, así como la relevancia que han adquirido los temas de impacto ambiental y su necesaria visión pluridisciplinar (desde la contaminación, almacenamiento de residuos, zonas naturales protegidas,

3 Clase 2.1A Pág. 3 de 5 impacto de actividades agrícolas y ganaderas entre otros). Respecto a los espacios del medio geológico donde se almacena el agua, podemos distinguir diferentes tipos de terrenos. Estos espacios intersticiales pueden ser originados por acumulación de material que generan poros relacionados con la génesis de la roca y que darán lugar a la porosidad primaria (típico de materiales sedimentarios). Otra posibilidad es que fenómenos geológicos secundarios afecten a la roca, como por ejemplo, la alteración o la disolución, o la fracturación mecánica, que generan grietas o fisuras en el terreno que actúan como conductos para la circulación preferente del agua. En cuanto a la conductividad hidráulica de un acuífero, podemos distinguir entre factores intrínsecos y factores extrínsecos. Los factores intrínsecos son aquellos que dependen del propio acuífero y que están relacionados con el tamaño de los poros. Así por ejemplo, para un mismo fluido, un terreno con un tamaño de grano mayor será más permeable que un mismo terreno pero con un tamaño de grano menor. Los factores extrínsecos son aquellos que dependen del fluido, fundamentalmente de su viscosidad. Puesto que la viscosidad depende de la temperatura, en ocasiones, se deberá también tener a ésta en cuenta (por ejemplo en el estudio de yacimientos geotérmicos o aguas termales). Cabe destacar, que según la influencia de los factores intrínsecos y los factores extrínsecos, la conductividad hidráulica presenta un enorme rango de variabilidad, abarcando muchos órdenes de magnitud. A continuación definiremos con mayor precisión todos estos conceptos Porosidad. Para estudiar estos ámbitos y fijar los conceptos, utilizaremos los denominados volúmenes de control. Imaginemos un volumen determinado de terreno (1) limitado por una superficie cerrada arbitraria, es decir, sea el volumen total en m 3 del terreno de control contenido dentro de esta superficie que actúa de frontera (Figura 2.1.1).

4 Clase 2.1A Pág. 4 de 5 TERRENO ANALIZADO OLUMEN DE CONTROL Figura Definición de un volumen de control del terreno. Supongamos que pudiésemos medir la parte de ese volumen que está ocupado por espacio vacío, es decir, el volumen total de los poros, y que llamaremos p. Es evidente por tanto que la diferencia - p se corresponde con el volumen de material o roca sólido. Definimos como porosidad total (2) la siguiente razón entre el volumen total de poros y el volumen de control: m t p = Es decir, la porosidad total es la fracción del volumen ocupado por los poros. No obstante, esta porosidad total no es una magnitud interesante desde el punto de vista hidrológico, ya que a efectos de movimiento de agua sólo intervienen los poros interconectados. Por ello introduciremos el concepto de porosidad eficaz. Considerando el volumen de control y el volumen ahora únicamente de sus poros interconectados e, definimos como porosidad eficaz la siguiente razón: m = e e Puesto que e es inferior a p (es evidente que el volumen de poros interconectados es inferior al volumen total de poros), tenemos que la porosidad eficaz es menor que la porosidad total. Nota: relatividad del concepto (3).

5 Clase 2.1A Pág. 5 de 5 La porosidad eficaz es la que más utilizamos en hidrología y por eso, cuando hablamos de porosidad sin más atributos, generalmente nos referimos a la porosidad eficaz. amos ahora a relacionar estas magnitudes con otros conceptos. La densidad aparente de un terreno poroso va a depender evidentemente de la densidad de la roca que lo compone y de que los poros estén ocupados o no por agua (grado de saturación).