Conceptos Fundamentales de Hidrogeología: Ley de Darcy y Propiedades de Acuíferos

Propiedades Hidráulicas de Acuíferos y la Ley de Darcy

Ley de Darcy

La Ley de Darcy regula el movimiento de las aguas subterráneas, midiendo el caudal (Q) en función de la permeabilidad de los materiales. La fórmula es:

Q = kAi

Permeabilidad (k)

La Permeabilidad es la facilidad con que un material deja pasar el agua a su interior. Se emplea el símbolo k y se expresa en m/día o cm/hr. Depende de factores intrínsecos (propios del acuífero) y extrínsecos (del fluido, como viscosidad y peso).

Transmisividad (T)

La Transmisividad es el caudal que se filtra a través de una franja vertical de terreno de anchura unidad y de altura igual a la del manto permeable saturado, bajo un gradiente hidráulico unidad y a una temperatura fija determinada. Se expresa en m²/día.

Coeficiente de Almacenamiento (S)

El Coeficiente de Almacenamiento se define como el volumen de agua que puede ser liberado por un prisma vertical del acuífero de sección igual a la unidad y altura igual a la del acuífero saturado, si se produce un descenso unidad del nivel piezométrico o de carga hidráulica.

• Para los acuíferos libres, el coeficiente de almacenamiento es igual a la porosidad eficaz, es decir, al volumen de agua gravífica extraído de una unidad de acuífero saturado.
• En los acuíferos cautivos, entran en juego los efectos mecánicos de compresión del terreno o de la propia agua. (Este concepto se aplica incluso si se supone un acuífero formado por arenas incompresibles, ya que el agua misma es ligeramente compresible y la matriz del suelo puede deformarse).

Efectos de Bombeo: Cono de Depresión

Al extraer agua de un pozo, se desarrolla un cono de depresión o radio de influencia, que tiene profundidad y extensión. Al aumentar la transmisividad, el cono es más extenso. Al disminuir el coeficiente de almacenamiento, el cono es más profundo.

Clasificación Hidrodinámica de Acuíferos

Acuíferos Libres (No Confinados)

Existe una superficie libre del agua encerrada en ellos, que está en contacto directo con el aire y, por lo tanto, en equilibrio con la presión atmosférica.

Acuífero Colgado (Aguas Suspendidas)

Es una variedad de acuífero sin presión, ubicado en la zona de aireación, sobre la zona saturada o sobre el acuífero freático.

Acuíferos Cautivos (Confinados o a Presión)

El agua de los mismos está sometida a una cierta presión, superior a la atmosférica, y ocupa la totalidad de los poros o huecos de la formación geológica que lo contiene, saturándola totalmente.

Acuíferos Semicautivos (Semiconfinados)

Pueden considerarse como un caso particular de los acuíferos cautivos, en los que el muro (parte inferior) y/o el techo (parte superior) que los encierra no son totalmente impermeables, sino un acuitardo. Un acuitardo es un material que permite una filtración vertical del agua, muy lenta, que alimenta el acuífero principal en cuestión, a partir de un acuífero o masa de agua situada encima o debajo del mismo.