Glosario de Hidrogeología: Conceptos Clave y Definiciones

Este glosario proporciona definiciones concisas de términos clave en hidrogeología, cubriendo desde las propiedades de los acuíferos hasta los métodos de medición y análisis del agua subterránea.

Dinámica de Pozos de Bombeo

Descenso Dinámico de un Pozo de Bombeo: Se debe a que el caudal de bombeo es superior a la recarga natural del acuífero. Esto afecta la velocidad de entrada de agua, con el consiguiente aumento del número de Reynolds, superando el valor matemático admisible para la validez de la Ley de Darcy.

Parábola de Dupuit

Significado Físico de la Parábola de Dupuit: Es la curva que define el cono de depresión formado en un pozo de bombeo al extraer agua del mismo. La ecuación que la determina ofrece detalles sobre la pendiente del cono en función de la extracción y otros parámetros como el radio de influencia (R) o la superficie de flujo.

Caudal Crítico de un Pozo

Caudal Crítico de un Pozo: Es el punto de extracción máximo al que se puede someter un pozo sin determinar cambios considerables en el nivel del mismo. A partir del caudal crítico, un pequeño aumento del caudal de explotación genera un gran aumento del descenso de agua. Se determina mediante ensayos de bombeo en los que se obtienen datos tanto del caudal extraído como del descenso dinámico provocado por la extracción para posteriormente graficar los valores obtenidos y estimar el valor crítico.

Velocidad de Darcy vs. Velocidad Real

Diferencia entre la Velocidad de Darcy y la Velocidad Real: La velocidad real y la velocidad de Darcy son diferentes porque Darcy calcula su velocidad en un tubo de sección A dado, para un caudal constante y con una arena con K de conductividad hidráulica para ese material, calculada también el gradiente hidráulico. Lo que Darcy no tenía en cuenta es que la sección eficaz por la que pasaba el agua dependía también de la porosidad eficaz. Por lo tanto, en un material con una porosidad del 10%, es decir, con una sección 10 veces más pequeña, a mismo caudal la velocidad real ha de ser 10 veces mayor.

Potencial Hidráulico

Concepto de Potencial Hidráulico: Es la altura a la que se encuentra el agua hasta alcanzar un equilibrio con la presión atmosférica.

Piezómetro

Definición y Condiciones de un Piezómetro: Es un instrumento científico que se utiliza para medir la presión de poros o el nivel de agua en perforaciones. Otra definición es un dispositivo utilizado para medir la presión del líquido estático en un sistema mediante la medición de la altura a la que una columna de líquido se eleva contra la gravedad.

Unidades de Medida en Hidrogeología

Unidades de Medida Comunes:

• Caudal de un pozo: L/min
• Coeficiente de almacenamiento: adimensional
• Conductividad hidráulica: m/día
• Porosidad eficaz: %
• Potencial hidráulico: m
• Caudal específico: l/s/m
• Transmisividad: m²/día
• Permeabilidad: m/día
• Gradiente hidráulico: adimensional
• Difusividad: m²/día

Difusividad

Concepto de Difusividad: Es el cociente entre la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento.

Transformación y Degradación de Plaguicidas

Concepto de Transformación-Degradación de Plaguicidas: Según sus propiedades y características químicas del plaguicida como del entorno en el que se encuentra depositado, la vida media puede variar días o meses. Muchos se degradan rápidamente en el suelo, donde el plaguicida es transformado en compuestos más simples como CO2 o H2O. El resultado de este proceso es causado por reacciones de hidrólisis, fotólisis. Transformación es aquello donde el sujeto, sustancia cambia su forma o estructura.

Curva de Agotamiento de un Hidrograma

Significado de la Curva de Agotamiento de un Hidrograma: Es la parte del hidrograma en el que el caudal procede solamente de la escorrentía básica.

Densidad Aparente de un Suelo

Densidad Aparente de un Suelo: La densidad aparente refleja el contenido total de porosidad en un suelo, se define como el peso seco de una unidad de volumen de suelo.

Líneas Equipotenciales

Líneas Equipotenciales: Son líneas en las cuales todos los puntos tienen igual presión. Las líneas equipotenciales son como curvas de nivel de igual energía. Las líneas de flujo las cortan en ángulo recto, ya que el agua se mueve de los niveles de mayor energía a los de menor energía.

Coeficiente de Almacenamiento en un Acuífero Libre

Concepto de Coeficiente de Almacenamiento en un Acuífero Libre: Se refiere al volumen que es capaz de liberar el acuífero al descender en una unidad el nivel piezométrico. En un acuífero libre el valor del coeficiente de almacenamiento coincide con el valor de la porosidad eficaz.

Tipos de Porosidad

Tipos de Porosidad: Es la capacidad de una roca de tener poros, la porosidad se define como el espacio total ocupado por poros en un volumen determinado de roca. Existe porosidad primaria, secundaria y eficaz. Microporosidad <0,1 mm; porosidad capilar 0,1-2mm; macroporosidad >2mm.

Migración de Contaminantes

Concepto de Migración de Contaminantes: Es el conjunto de procesos de transporte, almacenamiento y transformación, que por causas físicas, químicas y biológicas afectan a los solutos del suelo y las aguas subterráneas.

Gradiente Hidráulico

Concepto de Gradiente Hidráulico: Se define como la pérdida de energía experimentada por unidad de longitud recorrida por el agua; es decir, representa la pérdida o cambio de potencial hidráulico por unidad de longitud, medida en sentido del flujo del agua.

Radio de Influencia en Acuíferos

Radio de Influencia en Acuíferos Confinados vs. Libres: Está relacionado con el coeficiente de almacenamiento de los acuíferos: a menor S, mayor radio. Es evidente que en un acuífero confinado hay menor cantidad de agua almacenada.

Sondeo Surgente

Definición de Sondeo Surgente: Un sondeo surgente se produce cuando el nivel piezométrico está por encima de la superficie topográfica.

Conductividad Hidráulica Saturada y No Saturada

Unidades de Medida de la Conductividad Hidráulica: En la zona saturada K es una constante y se mide en (m/día), en cambio en la zona no saturada depende de la humedad y es variable, las unidades son (cm/día).

Información Obtenida de Ensayos de Pozos

Información Obtenida de Ensayos de Pozos: La prueba de ensayo de bombeo consiste en bombear a caudal constante y variable y observar la evolución del nivel del agua.

• Información del pozo: Informa sobre la calidad de la construcción, las pérdidas y el caudal.
• Información sobre el acuífero: Permeabilidad, transmisividad, coeficiente de almacenamiento.

Ley de Darcy

Ley de Darcy: La Ley de Darcy establece que el flujo a través de un medio poroso es proporcional a la pérdida de carga, a la sección considerada y a la conductividad hidráulica según la ecuación Q=K*S*(h/l). Es el principio básico que rige el movimiento de agua en el seno de un acuífero.

Acuíferos Libres vs. Confinados

Diferencias entre Acuífero Libre y Confinado:

• En los acuíferos libres existe una zona no saturada de agua, el nivel piezométrico es real, la superficie libre de agua está a presión atmosférica y tiene recarga directa.
• Los acuíferos confinados no tienen zona no saturada, el nivel piezométrico es imaginario, la presión que hay en la superficie del agua es mayor que la atmosférica y la recarga es indirecta.

Técnicas de Muestreo de Agua en la Zona No Saturada

Técnicas de Muestreo de Agua en la Zona No Saturada: Se utilizan 3 técnicas:

• Cápsulas de succión cerámicas o de teflón
• Lisímetros que recogen el agua por gravedad
• Ensayos destructivos del suelo

Métodos de Determinación de la Humedad de un Suelo

Métodos de Determinación de la Humedad de un Suelo: Existen 3 métodos:

• Método gravimétrico: Consiste en pesar un volumen dado de muestra y secarlo en una estufa durante 1 día hasta que se seque, se deja enfriar y se pesa de nuevo. La diferencia es el contenido de humedad.
• Sonda de neutrones: Técnica basada en la interacción de los neutrones emitidos por una fuente radioactiva y los átomos de H del agua del suelo.
• Sonda TDR: Medición de la constante dieléctrica del complejo agua suelo.

Relación entre Porosidad, Porosidad Eficaz y Retención Específica

Relación entre Porosidad, Porosidad Eficaz y Retención Específica: La porosidad es la capacidad de una roca de tener poros y un poro es un espacio no ocupado por la materia sólida que compone la roca. La porosidad eficaz es aquella que permite la circulación del fluido. La retención específica es la capacidad de la roca con poros pequeños de inmovilizar el fluido debido a las fuerzas de tensión superficiales del agua al encontrarse en espacios tan pequeños.

Tipos de Ensayos de Bombeo

Tipos de Ensayos de Bombeo:

• A caudal constante: régimen permanente y régimen variable con prueba de bombeo y de recuperación.
• A caudal variable: bombeo a caudal crítico y el bombeo escalonado.

Necesidades de Regulación de una Cuenca

Necesidades de Regulación de una Cuenca: La recepción de agua en una cuenca depende de muchos factores, y se manifiesta en diferencias de variación de caudal. Una cuenca con materiales poco permeables y en la que son comunes las crecidas e inundaciones produce erosión y pérdida de suelo, por lo que es necesario regularla mediante embalses. Una cuenca regulada de forma natural no requiere de regulaciones externas.

Fenómeno de Histéresis

Fenómeno de Histéresis: La histéresis es un fenómeno que indica que la tensión del suelo no tiene un valor único y que depende de si el suelo se está humedeciendo o si se está secando. El humedecimiento y el secado no requieren la misma energía, por eso son dos curvas.

Procesos de Transferencia de Masas

Procesos de Transferencia de Masas: Durante el transporte de sustancias disueltas, potencialmente contaminantes, a lo largo del flujo subterráneo, estas están sometidas a una serie de procesos que tienden a atenuar sus efectos. Pueden ser de distinta naturaleza:

• Procesos físicos: Dispersión por dilución de contaminantes y filtración que elimina los solutos en suspensión.
• Procesos geoquímicos: Formación de complejos, neutralización ácido base.
• Procesos bioquímicos: Degradación biológica y asimilación.

Porosidad Secundaria

Porosidad Secundaria: Son los espacios porosos de la roca que son formados durante los procesos de post-depositación de los sedimentos tales como: dolomitización, fracturas, etc.

Dispersión: Mecanismos y Concepto

Dispersión: Mecanismos y Concepto: Variación de velocidades en el espacio debido a la geometría de los poros y sus interconexiones. Existe la dispersión mecánica y la hidrodinámica, los dos procesos ocurren a la vez.

Formas de Agua en el Suelo

Formas de Agua en el Suelo:

• El agua de retención es el agua retenida en los poros o alrededor de las partículas de suelo en contra de la acción de la gravedad.
• El agua capilar es el agua retenida en conductos de pequeño tamaño (microporos) por fenómenos de capilaridad y tensión superficial.
• El agua gravífica se define como la porción de agua que se desplaza libremente por el suelo bajo el efecto de la gravedad.

Evapotranspiración Potencial

Evapotranspiración Potencial: Se define como la evaporación a partir de una superficie extensa con césped corto que ensombrece totalmente el suelo, y siempre está bien regado con agua.

Cuenca Hidrográfica

Cuenca Hidrográfica: Es una superficie tal que el agua de precipitación que cae sobre cualquier punto de la misma circula hacia el cauce considerado.

Métodos de Medida de Caudal

Métodos de Medida de Caudal:

• Limnímetros: Escala graduada que se coloca adosada a la pared del cauce.
• Limnígrafo: Dispositivo que registra automáticamente, o continuamente o a intervalos de tiempo regulares, el nivel del líquido detectado por un sensor. Tipos de limnígrafos: Los principales tipos de limnígrafos son los de flotador y los neumáticos o de presión. Los limnígrafos de flotador consisten básicamente en un flotador que sube o baja según las oscilaciones del nivel del agua y que por medio de un contrapeso y una polea mueve un lápiz o una plumilla de tinta que marca las variaciones en el limnigrama. Neumáticos: el lápiz se mueve por la presión o carga de agua sobre un sensor de presión que se coloca en el fondo del río.
• Aforos: Modificación de la sección natural del río canalizando un tramo con paredes y fondo para que el Q solo dependa de la vertical. Aforos directos: flotadores, molinetes, químicos.
• Hidrogramas: Curva de concentración, curva de descenso y curva de agotamiento.

Precipitaciones

Precipitaciones: Convectiva, frontal, a consecuencia del relieve. Instrumentos de medida: pluviómetros (cantidad de lluvia en un episodio), pluviógrafos (intensidad de la precipitación), nivómetros y radar.

Polígonos de Thiessen

Polígonos de Thiessen: Se trazan mediatrices entre los pluviómetros cercanos, de manera que se separa el área de influencia de cada pluviómetro.

Mapas de Isoyetas

Mapas de Isoyetas: Línea imaginaria que une todos los puntos de igual valor de precipitación.

Lisímetro

Lisímetro: Instrumento de forma paralelepípeda con una superficie de unos 8m² y 2 m de altura de material impermeable y no cubierto, se introduce en el suelo para experimentar con el proceso de evaporación y obtener medidas.

Escorrentía Superficial

Escorrentía Superficial: Parte de la precipitación que se escapa de la infiltración y de la ET, y circula por la superficie del suelo.

Conductividad Hidráulica

Conductividad Hidráulica: Medida de la capacidad de un suelo de dejar circular un fluido. Su valor decrece exponencial a medida que disminuye la humedad.

Acuíferos

Acuífero: Formación geológica capaz de almacenar y transmitir agua, y además ser explotada en cantidades viables. Acuitardo (almacena agua y transmite lentamente), acuicludo (almacena agua pero no transmite), acuífugo (ni almacena ni transmite).

Tipos de Acuíferos

Tipos de Acuíferos: Acuíferos porosos, fisurados, kársticos, detríticos carbonatados, libres confinados y semiconfinados.

Acuífero Libre

Acuífero Libre: En el acuífero libre el nivel freático coincide con la superficie y se encuentra en contacto directo con la zona subsaturada del suelo.