Hidrogeología

  1. PERMEABILIDAD
  2. ACUÍFEROS
  3. TIPOS DE ACUÍFEROS
    1. SEGÚN LAS CARACTERÍSTICAS LITOLÓGICAS Y TIPOS DE HUECOS
    2. SEGÚN LAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS
  4. DIRECTIVA MARCO DEL AGUA
  5. PRESIONES
  6. IMPACTOS
  7. CONTAMINACIÓN DE ACUÍFEROS
  8. CONTAMINACIÓN POR NITRATOS
  9. MANANTIALES
  10. OTRAS INFORMACIONES Y DOCUMENTOS DE INTERÉS
  11. ALGUNOS CONCEPTOS

 

La hidrogeología es la ciencia que estudia las aguas subterráneas, trata de su origen y formación, así como de su movimiento y características físicas, químicas y biológicas.

A su vez, la geología condiciona el funcionamiento de los acuíferos, ya que las aguas subterráneas se mueven en el interior de estas formaciones geológicas.

En España, estas formaciones geológicas determinan cuatro tipos diferentes de acuíferos.

  1. Zonas formadas por materiales sueltos o semiconsolidados, tales como gravas, arenas y limos, que tapizan los fondos de valle de los principales ríos, como el Ebro y Guadalquivir, y los depósitos de similar naturaleza que se extienden por las grandes mesetas del Duero y Tajo, y por las zonas litorales como los deltas del Llobregat o del Ebro o las Planas de Castellón o Valencia, entre otras. Constituyen acuíferos detríticos y son aprovechados para abastecimiento a las poblaciones, de las industrias y especialmente en la agricultura de regadío. Ocupan una extensión aproximada de 99.000 km².
  2. Zonas con rocas de naturaleza carbonatadas con materiales, en general calizos, más o menos carstificados. Afloran en el sector oriental y meridional de la península e Islas Baleares. Estos acuíferos carbonatados ocupan una extensión de 69.000 km².
  3. En el sector occidental de la península aparecen en su gran mayoría terrenos con rocas ígneas (granitos y rocas afines y metamórficas (pizarras y similares), materiales catalogados genéricamente como impermeables o de muy baja permeabilidad, pero que contiene acuíferos de interés local. Hay decenas de miles de manantiales y pozos en esas zonas que abastecen a pequeños núcleos de población e industrias agropecuarias y de otro tipo; tienen por ellos gran importancia.
  4. En las Islas Canarias los acuíferos están vinculados a rocas de naturaleza volcánica. Una gran parte del agua que utilizan en las islas es de origen subterráneo. La extensión de estos acuíferos es de 7.800 km². En el interior de la península también aparecen formaciones volcánicas acuíferas, aunque de menor entidad, en Olot y Campo de Calatrava.”

 

PERMEABILIDAD

La permeabilidad del terreno representa la velocidad a la que un fluido puede penetrar en él. Si el grado de permeabilidad de un terreno es alto, el agua de la lluvia penetrará fácilmente por sus poros. En cambio, si la permeabilidad es baja, el agua de la lluvia tenderá a acumularse en la superficie o a desplazarse por la misma, si el terreno está inclinado.

Los afloramientos permeables son partes de las formaciones geológicas acuíferas que se encuentran en la superficie del terreno, y cuya permeabilidad es suficiente para permitir su recarga por infiltración. Las características de estos materiales influyen en la tasa de recarga de los acuíferos y en las propiedades fisicoquímicas de las aguas subterráneas.

El siguiente mapa muestra la clasificación de la permeabilidad del territorio español según el mapa litoestratigráfico a escala 1:200.000 elaborado en el año 2006 por el Instituto Geológico y Minero de España (IGME).

Mapa litoestratigrafico

Figura 1. Mapa litoestratigráfico a escala 1:200.000 (Instituto Geológico y Minero de España (IGME)). Fuente: Sistema Integrado de Información del Agua. SIA

 

ACUÍFEROS

Un acuífero es una formación geológica, formada por una o más capas de rocas (gravas, arenas, caliza…), situada en la zona saturada, capaz de almacenar y transmitir al agua libre en cantidades importantes. Se caracteriza, por poseer una permeabilidad significativa y una extensión y espesor considerables. Constituyen almacenes de enormes reservas que pueden ser utilizadas, mediante obras de captación.

 

TIPOS DE ACUÍFEROS

Los acuíferos pueden clasificarse atendiendo a diverso criterios:

  • Según las características litológicas: detríticos, carbonatados
  • Según el tipo de huecos: poroso, kárstico, fisurado
  • Según la presión hidrostática: libres, confinados y semiconfinados

 

1.-  Según las características litológicas o tipo de huecos

  • Acuíferos detríticos: son acuíferos de rocas o sedimentos detríticos. Su permeabilidad se debe a la porosidad intergranular (de tipo primario). Si las rocas están parcialmente consolidadas o cementadas, la porosidad puede ser además de tipo secundario, por fisuración, disolución. Son todos los materiales con tamaño de grano de arena: arenas, arcosas, areniscas, gravas, conglomerados, etc.
  • Acuíferos fisurados y/o kársticos: se correspondes con acuíferos en rocas carbonatadas (calizas/dolomías) o bien otro tipo de rocas que presenten diaclasado, fracturación y/o disolución (rocas ígneas, metamórficas, detríticas bien consolidadas…). Poseen permeabilidad debida a grietas y fisuras, tanto de origen mecánico como de disolución. Se encuentran entre las calizas, dolomías, yesos, granitos, basaltos…, siendo los dos primeros los tipos más importantes.
  • Acuíferos mixtos: su porosidad se debe a un conjunto de todas las anteriores causas. Un ejemplo pueden ser las arenas calcáreas o calcarenitas.

Acuiferos caracteristicas litologicas

Figura 2. Tipos de acuíferos según las características litológicas. Fuente: Sistema Integrado de Información del Agua. SIA

 

2.- Según las presiones hidrostáticas

  • Acuíferos libres: también llamados no confinados o freáticos. Entre ellos existe una superficie libre y real del agua almacenada, que está en contacto con el aire y a la presión atmosférica. Entre la superficie del terreno y el nivel freático se encuentra la zona no saturada. La superficie hasta donde llega el agua, se denomina superficie freática; cuando esta superficie es cortada por un pozo se habla de nivel freático en ese punto.
  • Acuíferos confinados: También llamados cautivos, a presión en carga: en ellos el agua está sometida a una presión superior a la atmosférica y ocupa totalmente los poros o huecos de la formación geológica, saturándola totalmente. Si se extrae agua de él, ningún poro se vacía, sólo disminuye la presión del agua. Al disminuir la presión, pueden llegar a producirse asentamientos y subsidencias del terreno. En ellos no existe zona no saturada. En el caso de que se perforase este tipo de acuíferos, el nivel de agua ascendería hasta situarse en una determinada posición que coincide con el nivel de saturación del acuífero en el área de recarga; a este nivel se le conoce con el nombre de nivel piezométrico. Si unimos todos los niveles piezométricos, obtendremos la superficie piezométrica (superficie virtual formada por los puntos que alcanzaría el agua si se hicieran infinitas perforaciones en el acuífero).
  • Acuíferos semiconfinados: Son más frecuentes que los acuíferos confinados, pudiendo afirmar que se trata de acuíferos a presión, pero en algunas de las capas confinantes son semipermeables, acuitardos.
  • Acuíferos colgados: Se producen ocasionalmente cuando, por efecto de una fuerte recarga, asciende el nivel freático quedando retenida una porción de agua por un nivel inferior impermeable.
  • Acuíferos multicapas: son un caso particular (y frecuente) de acuíferos en los que se suceden niveles de distinta permeabilidad.

Acuiferos según estructura y funcionamiento

Figura 3. Tipos de acuíferos según su estructura y funcionamiento (libre/confinado). Fuente: Sistema Integrado de Información del Agua. SIA

 

Acuiferos caracteristicas hidrodinámicas

Figura 4. Tipos de acuíferos según sus características hidrodinámicas. Fuente: Sistema Integrado de Información del Agua. SIA

 

DIRECTIVA MARCO DEL AGUA

Los objetivos medioambientales fijados por la Directiva en cuanto a aguas subterráneas son:

  • Evitar la entrada de contaminantes y el deterioro del estado de todas las aguas subterráneas
  • Proteger, mejorar y regenerar todas las masas de agua subterránea y garantizar el equilibrio entre extracción y recarga
  • Reducir progresivamente la contaminación de las aguas subterráneas.

 El Programa A.G.U.A. ha identificado un total de 740 masas de agua subterránea, que cubren alrededor del 70 % de la superficie de España. Un gran número de estas masas están asociadas a ecosistemas acuáticos dependientes que han de tenerse en cuenta en la extracción de agua.

Aguas subterráneas

Figura 5. Aguas subterráneas. Fuente: Sistema Integrado de Información del Agua. SIA

El recurso disponible de las masas de agua subterránea se define como “el valor medio interanual de la tasa de recarga total de la masa de agua subterránea, menos el flujo interanual medio requerido para conseguir los objetivos de calidad ecológica para el agua superficial asociada, para evitar cualquier disminución significativa en el estado ecológico de tales aguas, y cualquier daño a los significativo a los ecosistemas terrestres asociados”

aguas_subterraneas_espana.png

Tabla 1. Masas de Aguas subterráneas en España. Fuente: Sistema Integrado de Información del Agua. SIA

 

PRESIONES

Las presiones a las que están sometidas las aguas subterráneas son causadas por la actividad humana.

  • Contaminación de fuentes puntuales
  • Extracciones de agua
  • Intrusión marina
  • Contaminación de fuentes difusas
  • Recarga artificial de acuíferos

Estas presiones pueden afectar al estado químico o al estado cuantitativo de las masas de agua subterránea. El buen estado cuantitativo se alcanza cuando el nivel piezométrico no varía y no se producen alteraciones de la dirección de flujo. El estado químico depende de la conductividad y de la concentración de contaminantes, por lo que se debe cumplir la legislación vigente respecto a los límites.

 

IMPACTOS

Los impactos según la Planificación Hidrológica diseñada por el Programa A.G.U.A. se clasifican en:

  • Comprobados: en masas en las que se incumple la legislación vigente o masas de agua declaradas sobreexplotadas.
  • Probable: si es posible que no se alcancen los objetivos medioambientales fijados para el 2015.

En España, el porcentaje de masas en las que se han encontrado impactos comprobados es del 36%, impactos probables en un 12.43%, un 27,43% no presentan ningún tipo de impacto y un 23,24 de las masas no se dispone de datos.

El sureste de la península es la zona con un mayor estrés hídrico, donde además las extracciones son mayores. Por ello resulta una zona a la que hay que prestar especial atención.

 

CONTAMINACIÓN DE ACUÍFEROS

Vías de contaminación

Los contaminantes puedes llegar a las aguas subterráneas por diversas vías:

  • Infiltración de sustancias depositadas en superficie, o de la lluvia a través de ellas
  • Filtración de sustancias almacenadas bajo tierra, o disolución de ellas por el agua subterráneas.
  • Filtración desde un río influente
  • Derrames o rezumes accidentales de depósitos o conducciones, superficiales o enterrados
  • A través de captaciones abandonadas (desde la superficie)
  • Desde otro acuífero (a través de las captaciones)
  • Inyección en pozos

Actividades contaminantes

  • Depósito de residuos sólidos urbanos
  • Vertidos de aguas residuales
  • Actividades agrícolas
  • Actividades ganaderas
  • Actividades industriales y mineras
  • Actividades nucleares

Reacción de los acuíferos ante la contaminación

  • Dilución
  • Filtración mecánica
  • Precipitación
  • Procesos de oxidación reducción
  • Adsorción
  • Desintegración o descomposición

Prevención y control

  • Control en los orígenes de la contaminación
  • Control en las captaciones

Medidas correctivas

  • Actuaciones en el origen de la contaminación
  • Aislamiento de los residuos
  • Remoción de tierras o residuos en superficie
  • Hacer descender la superficie freática (con barreras o bombeos), en caso de que esta superficie alcance los residuos
  • Actuaciones en el acuífero
  • Utilización de bacterias para degradar los contaminantes orgánicos
  • Bombeo intenso del acuífero contaminado
  • Bombeo de la superficie del acuífero en caso de productos no miscibles (su densidad, hace que floten sobre la superficie freática)
  • Aplicación de aire o vapor para volatilizar los contaminantes.

 

CONTAMINACIÓN POR NITRATOS

Los siguientes gráficos y tablas representan las concentraciones de nitratos en las aguas subterráneas españolas  en el periodo de tiempo comprendido entre los años 2003-2007. Quedan representados estos valores también por demarcaciones hidrográficas.

concentracion_nitratos.png

Gráfico 1. Concentración de nitratos. Fuente: Sistema Integrado de Información del Agua. SIA

 

tabla_concentracion_nitratos.png

Tabla 2. Concentración de nitratos por demarcaciones hidrográficas. Fuente: Sistema Integrado de Información del Agua. SIA

 

MANANTIALES

Un manantial puede definirse como un punto o zona de la superficie del terreno en la que, de modo natural, fluye a la superficie una cantidad apreciable de agua, procedente de un acuífero.

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 y del volumen de las precipitaciones.

 

OTRAS INFORMACIONES Y DOCUMENTOS DE INTERÉS

Catálogo de sondeos del Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino

 

ALGUNOS CONCEPTOS
  • Acuicludo: formación porosa e impermeable, que contiene agua, incluso hasta la saturación, pero no la transmite y, por tanto, no es posible su explotación. Pueden constituir los límites de los acuíferos.
  • Acuitardo: formación geológica semipermeable que conteniendo agua, la transmite muy lentamente, por lo que no son aptas para el emplazamiento de captaciones de agua; sin embargo, bajo condiciones especiales permiten una recarga vertical de acuíferos que puede llegar a se importante.
  • Acuifugo: formación geológica con porosidad nula y por lo tanto sin capacidad para almacenar agua ni transmitirla. Pueden constituir los límites de los acuíferos
  • Nivel freático: límite de saturación, diferenciando una zona saturada y otra no saturada.
  • Nivel piezométrico: altura de la superficie libre de agua sobre el nivel del mar, en los acuíferos libres, y en los acuíferos confinados se define como la altura que alcanzaría el agua en el interior de un sondeo hasta equilibrarse con la presión atmosférica.
  • Superficie piezométrica: lugar geométrico de los puntos que señalan la altura piezométrica de cada una de las porciones de un acuífero a una determinada profundidad. Se las representa mediante líneas de igual altura piezométrica, llamadas líneas isopiezas.