HIDROGEOLOGÍA

La hidrogeología es la rama de la geología que estudia las aguas subterráneas el origen de estas, la forma en que circulan, su relación con los suelos, rocas y humedales; así como también el estado en que se encuentra y sus propiedades.

 AGUAS SUBTERRÁNEAS

Es todo tipo de agua que se encuentra bajo la superficie de la tierra, ocupando así los poros y fisuras de las rocas sólidas; al encontrarse en movimiento puede ser extraída para su uso.

1.     Importancia de las aguas

Contribuye al abastecimiento cuando ríos y lagos, no se encuentran como fuentes principales de agua dulce, con lo cual son una fuente de agua fundamental para toda especie. la segunda mayor reserva de agua dulce se encuentra en las aguas subterráneas, las cuales comprenden el 14.158% de este recurso. La cantidad de agua que se infiltra varía dependiendo de la pendiente, naturaleza del material, intensidad de la lluvia y la vegetación; cuando las pendientes son mayores y los materiales son impermeable menor será el porcentaje de agua infiltrada en los suelos, y viceversa.

Su importancia en la geología se debe gracias a su contribución en la morfología de cuevas y túneles, donde el agua filtrada proveniente de la lluvia o fusión del hielo principalmente, actúa como agente disolvente, y a su vez, erosionando la roca hasta llegar a la creación de minas, depresiones, cavernas, entre otras deformaciones en las rocas por las cuales transita. Además, mantiene las corrientes fluviales durante la ausencia de precipitaciones.

2.     Distribución de las aguas subterráneas

Al llover o descongelar hielo, el agua se infiltra, se evapora o se traslada por escorrentía; para que exista una mayor infiltración del agua es necesario un terreno con pendientes homogéneas y materiales porosos que permitan la penetración del líquido.

La parte del agua que se infiltra y está más próxima a la superficie se conoce como cinturón de humedad del suelo, en esta existen, raíces, madrigueras, túneles y demás mecanismos que contribuyen a la inserción del agua que llega hasta la franja capilar, donde inicia el nivel freático y la zona de saturación, en esta se encuentra parte del agua filtrada que trascendió entre espacios libres de la roca y sedimentos. En medio de la franja capilar y el cinturón de humedad se encuentra la zona de aireación, la cual tiene una cantidad de agua considerable, pero muy aferrada al suelo a tal punto que es muy difícil extraerla.

3.     Nivel freático, su variación, interacción con aguas subterráneas y aguas corrientes

Límite superior de la zona de saturación, en él se encuentran los pozos, algunas corrientes y manantiales, con lo cual se explica la variación del nivel de los cuerpos hidrológicos que se ven en la superficie, como ríos, lagos y ojos de agua. La profundidad de este nivel depende de las estaciones, de acuerdo a las precipitaciones que existan; y su forma es similar a la de la superficie del terreno, hasta encontrarse con valles.

Existen tres tipos de interacciones de los cuerpos de agua, cuando las corrientes se abastecen de aguas subterráneas se conoce como corrientes efluentes (la altura del nivel freático es mayor al nivel del lecho) , las corrientes que pierden agua a través de su lecho se conocen como corrientes influentes (la altura del nivel freático es menor al nivel del lecho, este puede estar conectado o desconectado a la corriente) y la última, es la combinación de las anteriores, la corriente pierde agua por una sección y gana por otra; logrando así un equilibrio.

Fuente: Tarbuck, E., & Lutgens, F. (2018). Figura 17.1. Distribución de agua subterránea (p 482).  Recuperado de Ciencias De La Tierra 1. En Geology (Vol. 1).

4.     Factores que influyen en el almacenamiento y circulación de agua subterránea: porosidad, permeabilidad, acuicludos y acuíferos

Los factores que influyen en la circulación del agua son aquellos presentes en el suelo, así como la porosidad y permeabilidad de este, tal que, si la roca tiene gran cantidad de poros es más fácil que esta absorba y filtre el agua, ya que existe un mayor espacio entre sus partículas, lo que permite decir que el material es más permeable. Cuando el agua drena por la influencia de la gravedad, se denomina porosidad eficaz, indica la cantidad de agua asequible. El agua retenida sobre la superficie de rocas es denominada retención específica, indica el agua que permanece en el material.

Los estratos de suelo que impiden el paso del agua se llaman acuicludos y los que permiten su paso se denominan acuíferos.

5.     Manantiales o fuentes

Son producto de las aguas subterráneas, las cuales fluyen por los terrenos hasta llegar a un punto de salida, estos se generan cuando un acuicludo detiene la circulación del agua obligándola a moverse lateralmente (formando manantiales) o creando zonas de saturación (nivel freático colgado)

6.     Fuentes termales y géiseres

Son aguas provenientes de una gran profundidad a la cual la temperatura es alta, ésta enfría la lava contribuyendo en la formación de rocas ígneas y ganando temperatura, al emerger se encuentra caliente y con algunos restos de roca, luego, al elevarse a la superficie se convierte en una fuente termal. Para el caso de los géiseres se mantiene el mismo mecanismo, pero en estos, cuando agua subterránea fría entra en las rocas ígneas calientes, el calentamiento hace que el agua se expanda y parte del agua se ve forzada a salir a la superficie con gran presión alcanzando hasta 60 metros de altura.

7.     Pozos

Son depósitos de agua (a donde migra el agua subterránea) presentes en la zona de saturación, al extraer agua de estos su nivel freático disminuye lo cual se conoce como descenso del nivel y genera una depresión en forma de cono, llamada cono de depresión.

8.     Pozos artesianos

Se generan debido al ascenso del agua a la superficie, por su aumento en la zona de saturación, donde se atraviesa el acuicludo y al salir esta se eleva hasta un nivel llamado piezométrico; La zona del mundo con mayor abundancia de estos es Artois, ubicada en Francia. Para que sea considerado un sistema artesiano: el agua debe estar en un acuífero inclinado y deben haber acuicludos debajo y encima del acuífero.

9.  Problemas en la extracción de agua subterránea, su tratamiento como recurso no renovable, subsidencia y contaminación salina

La extracción de agua subterránea muchas veces está precedida de problemas, como por ejemplo el desabastecimiento en zonas aledañas y hundimiento del terreno arrastrando consigo todo sobre la superficie.

La sobre explotación genera un desequilibro entre la infiltración, descarga y extracción de este recurso, alterando así, el nivel freático. En estos mismos procesos, los sedimentos menos consolidados, facilitan la depresión del terreno debido al descenso de la presión y la carga transmitida a los mismos (subsidencia).

En zonas cercanas a los mares, la extracción del agua dulce muchas veces se ve contaminada por agua salada, ya que al realizar el bombeo de agua dulce (que es menos densa que el agua salada) se introducen ciertas cantidades de agua de mar debido al equilibrio de los dos niveles freáticos.

10.  Contaminación del agua subterránea

La contaminación del agua se debe principalmente a la filtración de aguas fecales, residuos industriales (inflamables, corrosivos, explosivos y tóxicos; clasificados como peligrosos), aumento de fosas sépticas, incremento de vertederos (lixiviado), uso de sales para carreteras, alcantarillados en mal estado y deshechos de casas de campo (fertilizantes y pesticidas). Algunos de estos contaminantes pueden ser eliminados mediante la filtración que se genera pasando entre los sedimentos o la acción de microorganismos. Sin embargo, logran producir enfermedades al estar en contacto con el agua, contaminando y disminuyendo la vida útil de la misma.

11.  Trabajo geológico del agua subterránea: cavernas y topografía kárstica

El agua subterránea modifica la roca erosionando hasta tal punto de formar túneles y cavernas, mayormente de caliza, ya que esta se disuelve rápidamente en presencia de agua. La mayoría de cavernas se crean en el nivel freático, el agua ácida ingresa por zonas débiles, como diaclasas y planos de estratificación. El goteo excesivo del agua en la zona de aireación, produce las formaciones pétreas, conocidas como los adornos de las cavernas.

Las rocas de precipitación en las grutas se conocen como espeleotemas, su ejemplar más conocido son las estalactitas la cuales son conos o pilares colgantes en los techos, por las cuales se filtra el agua que la erosiona internamente formando un conducto llamado paja de sosa. Otro tipo de espeleotemas son las estalagmitas estas se encuentra en el suelo de las grutas y carecen de conducto interno, usualmente se juntan con las estalactitas formando una columna.

Como se ha visto, la capacidad disolvente del agua subterránea genera cambios en la superficie del terreno, las zonas en la que se presenta ese fenómeno tienen topografía kárstica, estas son muy irregulares y tienen muchas depresiones llamadas dolinas, las cuales se forman por la disolución de la caliza por la filtración de agua lluvia, hasta formar grandes depresiones y grietas por las cuales ingresa más agua; así como también, pueden generarse por el desplome de grutas las cuales son más profundas que las anteriores. En zonas tropicales las zonas kársticas se forman más rápidamente, generando laberintos de colinas separadas y muy elevadas llamadas mogotes.

12.  Aguas subterráneas en Colombia

La región andina, la más densamente poblada del país, cuenta con 106.131 km2 de superficie con recursos y reservas de agua subterránea equivalentes al 12,5% del área total cubierta por cuencas hidrogeológicas con posibilidades de aprovechamiento en el territorio nacional. En esta región se encuentran las cuencas hidrogeológicas más utilizadas en el país ubicada en el Valle del Cauca, Valle Medio y Superior del Magdalena y la Cordillera Oriental. Es de destacarse además los aprovechamientos que se hacen de las aguas subterráneas en las zonas costeras principalmente en el Golfo de Urabá, Golfo de Morrosquillo y vecindades de los departamentos de Bolívar, Magdalena, Cesar y la Guajira.

En la zona insular, la Isla de San Andrés depende para su sostenibilidad de este recurso. Adicionalmente, se identifican cinco Sistemas Acuíferos Transfronterizos - SAT (ISARM, 2010) con características poco conocidas salvo la de los SAT de Tachira-Pamplonita y La Guajira.

Bibliografía

Tarbuck, E., & Lutgens, F. (2018). Ciencias De La Tierra 1. En Geology (Vol. 1).

Diagnóstico de las Aguas Subterráneas | Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Recuperado 27 de abril de 2020, de https://www.minambiente.gov.co/index.php/component/content/article/1631-plantilla-gestion-inte