Hidrogeología: Acuíferos y Formaciones Geológicas

Los acuíferos constituyen la fuente básica de agua dulce y capacidad de almacenamiento. Garantizan el suministro en épocas de sequía y mantienen el flujo base de ríos y humedales durante las sequías.

Tipos de Rocas en Acuíferos

• Rocas Plutónicas: Aquellas que se forman a partir de un enfriamiento lento, a gran profundidad y en grandes masas de magma. Ejemplo: Granito.
• Rocas Metamórficas: Son las que se forman a partir de otras rocas mediante metamorfismo. Ejemplo: Gneis.
• Rocas Volcánicas: Rocas ígneas que se formaron por el enfriamiento de lava en la superficie terrestre o de magma a escasa profundidad. Su porosidad es más alta y variable.
• Rocas Sedimentarias: Son aquellas que recubren el resto de las rocas y predominan en superficie. Son más o menos permeables. (Predominan en acuíferos sedimentarios).
• Rocas Karstificables: Son calizas, dolomías, mármoles y evaporitas. En rocas sedimentarias, el agente karstificable es el CO₂. (Predominan en acuíferos carbonáticos).

Formaciones Geológicas Asociadas

• Llanura Aluvial: Se forma por depósitos sedimentarios (materiales no compactados ni cementados). La morfología de depósito es plana, no deformada; muy permeable y se localiza en las depresiones. (Acuíferos aluviales).
• Llanura Costera: El agua dulce flota sobre la salada (que pesa más), por lo que no se mezclan. Para ello, los sondeos deben ser superficiales y estar bien repartidos.

Clasificación de Formaciones Hidrogeológicas

• Acuífero: Formación geológica permeable capaz de almacenar agua en los poros que contiene y transmitirla a través de ellos.
• Acuitardo: Formación geológica que contiene agua y la transmite, pero muy lentamente.
• Acuicludo: Formación geológica que contiene agua en su interior, incluso hasta su saturación, pero no la transmite.
• Acuífugo: Formación geológica que no posee la capacidad de almacenar agua ni de transmitirla.

Propiedades Físicas y Zonas de los Acuíferos

Zonas de un Acuífero

• Zona de Recarga: Superficie a través de la cual se infiltran las aguas subterráneas. Principalmente, corresponde a extensos afloramientos de materiales permeables.
• Zona de Descarga: Zona por donde surgen las aguas subterráneas a la superficie (manantiales o surgencias).
• Zona Saturada: Los poros del acuífero están ocupados totalmente por agua.
• Zona No Saturada o Vadosa: Los poros están ocupados por aire y agua.

Superficies de Presión

• Superficie Freática: Superficie saturada de un terreno no confinado en la que la presión hidrostática es igual a la atmosférica (1 atm). Por debajo de la zona freática, la presión será mayor; por encima, será menor.
• Superficie Piezométrica: Aquella formada por los niveles que alcanzaría el agua si se hicieran infinitos piezómetros (pozos) en el acuífero.

Porosidad de la Roca

• Porosidad Total: Relación entre el volumen (V) de poros y el volumen total de la muestra, expresado en porcentaje o tanto por uno.
• Porosidad Eficaz: Relación entre el volumen de poros de un acuífero por los que pueden circular las aguas subterráneas y su volumen total.
• Porosidad Primaria: Factores influyentes: el empaquetamiento, la forma de los granos y el grado de cementación.
• Porosidad Secundaria: Sistema de fracturas que aumentan la porosidad.

Tipos de Acuíferos por Confinamiento y Litología

• Acuífero Libre: Existe una superficie libre y real del agua almacenada, que está en contacto con el aire y a la presión atmosférica.
• Acuífero Confinado: El agua está sometida a una presión superior a la atmosférica y ocupa totalmente los poros o huecos de la formación geológica.

Clasificación según Litología:

• Detrítico.
• Carbonático.
• Volcánico.

Edafología: Estructura y Formación de Horizontes del Suelo

Estructura del Suelo

La Estructura del Suelo es el modo natural de agrupación de las partículas del suelo y los huecos de diferentes tamaños que lleva asociada esta organización.

• Se compone de grumos o agregados.
• Incluye componentes minerales y orgánicos.
• Es una propiedad típica edáfica.
• Se observa en seco.

Escalas de Estudio Espacial:

• Macroestructura: Visible.
• Microestructura: Observada mediante microscopio.

Descripción de la Estructura:

• Grado de Estructuración: Desde masiva o continua hasta granular.
• Forma de los Agregados.

Huecos Estructurales (Poros):

Los agregados estructurales «crean» huecos que determinan la aireación y el almacenamiento de agua, condicionando la profundidad efectiva del suelo:

• Macroporos: (d > 250 μm). Relacionados con la aireación.
• Microporos: (d < 250 μm). Relacionados con el almacenamiento de agua.

Relación Textura y Estructura:

Uniendo conceptos de textura y estructura:

• Suelos pobres en arcilla y materia orgánica tienen una estructura de grano suelto.
• Suelos muy arcillosos y con poca MOS (Materia Orgánica del Suelo) suelen tener estructura masiva o laminar.
• Suelos ricos en materia orgánica y arcilla suelen tener una estructura granular compuesta estable.

Formación y Definición de Horizontes Genéticos

La diferenciación de horizontes en un suelo se debe a procesos que ocurren en todos los suelos (como la adición de materia orgánica) y otros que solo ocurren en determinadas condiciones (como la precipitación de CaCO₃).

Procesos de Diferenciación:

• Adiciones: Agua, gases, materia orgánica, etc.
• Pérdidas: Sustancias solubles (ej. suelo ferroso por disolución) o insolubles (erosión).
• Transformaciones: Como precipitación de CaCO₃ o hinchamiento de arcillas.
• Translocaciones: Movilización selectiva de sustancias en un suelo.

Definición de Horizonte Genético:

Es una capa que forma parte del suelo, con una disposición sub-horizontal, que traduce la organización del suelo. Tiene propiedades y características diferentes a las de los otros horizontes. Al ser resultado de la edafogénesis, se denominan horizontes genéticos (se forman dentro del suelo, no son el material primario).

Hidrometría: Métodos de Aforo para la Medición de Caudal

Un aforo es la medida del caudal de una corriente de agua.

Aforos Directos

1. Con Recipiente (Volumétricos)

   Fórmula: Caudal = Volumen / Tiempo → Q = V/T

   • Se aplican para pequeños caudales recogidos en una tubería.
   • En determinadas condiciones, pueden aplicarse en cauces regulados por embalse.

2. Con Molinete o Caudalímetro

   Fórmula: Caudal = Sección × Velocidad → Q = S × V

   • Para calcular la sección (S), se miden la anchura y la profundidad, dividiendo el cauce en diferentes secciones (profundidad variable).
   • La velocidad de la corriente es variable en cada sección, por lo que se calcula la velocidad media.
   • Se descompone en rectángulos.
   • Se suelen realizar en ríos vadeables, en secciones libres de obstáculos y con flujo lo menos turbulento posible.
   • Método apto para ríos de caudal medio o bajo (hasta 5000 L/s).
   • En ríos de mayor caudal o calado, puede aforarse desde una barca o desde una pasarela.

3. Aforos Químicos (Método del Trazador)

   Se realiza un vertido de concentración o peso conocidos y se muestrea aguas abajo. Cuanto más diluido llega el vertido, mayor es el caudal del cauce. El método de vertido único es muy utilizado. No existen limitaciones del caudal a aforar. Son preferibles los tramos turbulentos.

   Fórmulas Químicas:

   • Vertido Constante: Q = q × c₁ / (c₂ – c₀)
   • Vertido Único.

Aforos Indirectos

• Escalas Limnimétricas: Escalas graduales en cm, firmemente sujetas al suelo. Se necesita un operario que acuda diariamente. Se basa en la relación Nivel-Caudal.
• Curva de Gastos: Q = f(h) (Caudal en función de la altura).
• Limnígrafos: Registran el hidrograma.
• Data-Loggers.