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Riqueza bajo la tierra Imprimir
Las aguas subterráneas son uno de los recursos más importantes para consolidar el desarrollo de un país. Esta nota nos sumerge en un mundo de extraordinaria importancia futura.

Revista Nº 33    julio-agosto 1998


Tal vez muy pocos santiaguinos sepan que cuando caminan por el centro de la capital o por cualquier barrio de la zona oriente, varios metros más abajo, de la fría e impersonal capa de cemento, puedan encontrarse napas de agua subterránea que corren a través de las profundidades de la tierra o se apozan tranquilamente esperando que el hombre venga por ellas.

En rigor, el agua subterránea existe casi desde siempre. Sólo que hoy y en la medida que pasa el tiempo con mayor razón, este recurso es un poderoso aliado de un sinnúmero de actividades productivas, que sin ella no podrían realizarse.

Las Cifras

El agua subterránea comprende el 0,6% del agua existente en el mundo, lo que equivale a 67 veces el agua que contienen los lagos y corrientes. El resto está en los glaciares y casquetes de hielo (2%) y como agua salada en los distintos océanos (97%).

Sólo en los Estados Unidos, casi la mitad de la población y 3/4 de los sistemas públicos de suministro, utilizan agua subterránea. Además, es la única fuente de agua doméstica que surte a los casi 40 millones de habitantes de las zonas rurales o suburbanas y es una importante fuente para la irrigación agrícola e instalaciones industriales.

Gota a Gota

La mayor fuente de origen del agua subterránea está en las lluvias que se infiltran en el suelo y que son evapotranspiradas o tomadas por las raíces de plantas que forman agua de percloración profunda.

Esta se desplaza hacia abajo a través de la zona vadosa (también llamada zona no saturada) hasta el agua subyacente. A veces el agua de precipitación forma primero un escurrimiento superficial, lo que permite que sea recolectada en canales, que van desde pequeños riachuelos a grandes ríos. Desde ahí puede infiltrarse en el suelo y fluir hasta el agua subterránea subyacente, si es que el nivel del agua subterránea está por debajo del nivel del agua de la corriente.

Estas últimas reciben el nombre de corrientes aportantes, que son opuestas a las corrientes que reciben, es decir, aquellas donde el agua de superficie está bajo los niveles del agua subterránea. Luego, es ésta la que fluye hacia las corrientes para formar el flujo base.

Pozos de Bondad

El agua subterránea es aquella porción del agua freática que está por sobre la presión atmosférica y que, por lo tanto, se desplazará hacia un pozo cavado en el agua subterránea. Los acuíferos son formaciones geológicas permeables (arenas, gravas, areniscas, rocas fracturadas, piedras calizas con canales de solución u otra porosidad secundaria) para permitir el flujo de cantidades usables de agua dentro de los pozos cuando estos son bombeados.

El límite inferior de los acuíferos es de arcilla, lecho rocoso y otro material de muy baja permeabilidad. En cambio, el límite inferior de los acuíferos es de arcilla, lecho rocoso u otro material de muy baja permeabilidad. En cambio, el límite superior es una superficie de agua libre si no existen capas de material mucho menos permeable inmediatamente sobre el acuífero. La superficie de agua libre se llama tabla de agua subterránea o superficie freática, y el acuífero se llama acuífero libre o no confinado. Las tablas de agua pueden desplazarse hacia arriba o abajo en respuesta a la acumulación (recarga) o disminución (bombeo) del acuífero.

Los acuíferos confinados se sitúan entre un límite impermeable, en la parte inferior, y un límite impermeable en la parte superior, como la arena entre las capas de arcilla, o las areniscas entre las capas de esquistos. A veces existe una sucesión vertical completa de acuíferos confinados, todos ellos separados por capas de conductividad hidráulica muy baja.

La condición de presión del agua subterránea en los acuíferos confinados se caracteriza por la superficie piezométrica, la que se forma por las alturas a la cual el agua se elevará en los pozos o piezómetros que penetran al acuífero confinado. Si la superficie piezométrica está sobre el acuífero mismo, éste recibe el nombre de artesiano. Si la superficie piezométrica está sobre la superficie del suelo, un pozo perforado dentro del acuífero fluirá libremente y producirá agua sin bombearlo.

Juego de Presiones

Los acuíferos no confinados producen agua hacia pozos bombeados por una depresión en el nivel de agua subterránea (depresión alrededor del pozo) y drenaje del espacio de porosidad en la zona desaguada, donde la tabla de agua bajó y el agua de porosidad fue desplazada por aire. Los acuíferos confinados producen agua hacia pozos bombeados por compresión de los materiales del acuífero (particularmente capas de arcilla o lentes) debido a una baja de la superficie piezométrica y presiones del agua subterránea en el acuífero por bombeo.

Debido a estos diferentes mecanismos, el agua producida por los acuíferos no confinados por unidad de caída del nivel de agua subterránea en orden de magnitud, mayor que la producida por los acuíferos confinados por unidad de caída de la superficie piezométrica (Bouwer, 1978). Por la misma razón, mucha más agua puede ser almacenada en los acuíferos no confinados por unidad de subida del nivel de agua, que en los acuíferos confinados por unidad de subida en la superficie piezométrica. Esto es importante en la recarga de los acuíferos.

Recarga de Aguas Subterráneas

Los acuíferos no confinados son recargados por la percloración profunda desde arriba. Y los confinados se recargan en los afloramientos donde se han convertido en no confinados o a través de capas confinadoras semipermeables. Las tasas de recarga natural a largo plazo para los acuíferos no confinados son del orden del 50% de la precipitación promedio para climas húmedos y fríos, cifra que se aplica a las áreas no urbanizadas y casi planas, con suelos relativamente permeables y que producen poco o nada de escurrimiento superficial.

Para los climas tipo mediterráneo, los porcentajes de recarga son del orden del 10 a 20% de la precipitación a largo plazo. Y para los secos y cálidos (precipitación menor a 20 cm/año), menos del 1%. La mayor parte de la recarga en los climas secos puede provenir de las corrientes efímeras, que se pierden en el suelo.

Agentes Inamigables

El agua de lluvia generalmente es de buena calidad con niveles de SDT (sales disueltas totales) de alrededor de 1 a 50 mg./1 y un promedio de alrededor de 10 mg./1. Si se incluye una precipitación que infiltra el suelo puede ser de 3 a 300 mg./1 con un promedio de alrededor de 50 mg./1. La lluvia ácida puede tener un pH de 4 a 5. Cuando el agua de lluvia o de derretimiento de nieve se desplaza hacia abajo, reacciona con los contenidos del suelo. Los materiales de las plantas en descomposición y otras reacciones bioquímicas agregan otras substancias  al agua, incluyendo nitratos y ácidos húmicos y fúlvicos.

Estos últimos son precursores de THM (trihalometano) los que pueden formar SPD (subproductos de desinfección) indeseables sobre la clorinación. El agua subterránea prístina y no contaminada contiene de 0,2 a 0,7 mg./1 de carbón orgánico (Thurman, 1979). También contiene microorganismos capaces de vivir a grandes profundidades. De este modo, el agua subterránea prítina, aunque a menudo es apropiada para ser bebida sin ningún tratamiento, no es en ningún caso pura. (Bouwer, 1978).

Tiempos y Edades

Las edades del agua subterránea, o tiempos de detención freática, entre el momento en que el agua se infiltra en el suelo y el tiempo en que ésta fue bombeada y aflorada nuevamente a la superficie, pueden ser unos pocos días o menos para el caso de los manantiales en tiempos lluviosos; varios meses o años para el agua subterránea poco profunda en áreas de fuertes precipitaciones; varias décadas o siglos para el agua subterránea más profunda en áreas húmedas, y miles de decenas de miles de años para el agua subterránea profunda, en climas secos.

Inducción de Recargas

El proceso normal del agua de precipitación, que se convierte en agua subterránea a través de la percolación profunda, se denomina recarga natural. Si se maneja la vegetación o las cuencas para incrementar la percolación profunda, por ejemplo mediante el reemplazo de árboles y otra vegetación de raíces profundas por pasto u otra vegetación de raíces poco profundas o sin ninguna vegetación, el proceso se denomina intensificación de recarga.

Este término también podría ser empleado al usar pavimentos porosos en  áreas urbanas para promover la recarga. El bombeo u otro medio de extracción de agua subterránea desde el acuífero en la cercanía de corrientes que se filtran para así incrementar la filtración desde tales corrientes bajando los niveles del agua subterránea, se denomina inducción de recarga.

La percolación profunda y la recarga del agua subterránea también ocurren bajo los campos de lixiviación de estanques sépticos, tierras pantanosas artificiales, pozos de agricultura, lagunas de aguas servidas, campos irrigados y lugares naturales y artificiales que recolecten el escurrimiento fluvial para una posterior evaporación e infiltración. Usualmente estas instalaciones no están diseñadas para la recarga del agua subterránea.

Por lo tanto, la recarga obtenida a partir de estos sistemas se denominan recarga incidental. El agua subterránea bajo los campos de lixiviación de estanques sépticos contiene elevados niveles de sales disueltas totales (SDT): nitrato, cloruro, bacteria y virus. El agua subterránea bajo los campos irrigados contiene niveles más altos de SDT: nitratos, residuos de pesticidas y en algunas áreas elementos químicos que fueron lixiviados desde el suelo y zona vadosa (selenio, boro, arsénico, molibdeno, cadmio, mercurio y otros).

El proceso de poner agua artificialmente sobre la superficie de la tierra, mediante la construcción de estructuras para la distribución o embalsamiento del agua, se llama recarga artificial. Los sistemas de infiltración de superficie sólo pueden ser usados para recargar acuíferos no confinados. Los acuíferos confinados pueden ser recargados con pozos que penetren el acuífero. Luego el agua es bombeada o inyectada dentro de estos pozos, los cuales se denominan pozos de recarga o pozos de inyección.

El Almacenaje

El propósito de la recarga artificial es el almacenaje del agua del subsuelo en períodos de superávit, para satisfacer las demandas de agua en períodos de déficit. Estos ocurren cuando las demandas exceden los suministros, cuando el sobre bombeo del agua subterránea disminuye estos recursos y cuando existen prolongados períodos secos.

La posibilidad de reducción de las precipitaciones debido a cambios climáticos globales y al afecto invernadero, está obligando a las empresas de agua potable a buscar diferentes escenarios para el manejo del agua. La recarga natural es particularmente vulnerable a los cambios producidos en la precipitación, especialmente en zonas donde una pequeña disminución en la precipitación puede causar una gran reducción en la recarga del agua subterránea.

Todos estos factores apuntan a la necesidad de incrementar el almacenaje de agua, siendo la recarga artificial la mejor solución. Los acuíferos también pueden ser usados como instalaciones para la conducción y distribución del agua de recarga. Por esta razón, los pozos deben ser perforados en lugares donde el agua va a ser usada, talvez con un sistema de distribución local.

Otros beneficios de la recarga artificial pueden ser el control de la intrusión del agua salada a los acuíferos costeros, control de la subsidencia de la tierra, reducción en los costos de bombeo y control del movimiento de las plumas de contaminación en los acuíferos.

Por Herman Bouwer, tomado de los apuntes del Dr. Mario R. Lluria.
 
 
 
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