Acuíferos: definición, tipos, hidrogeología y gestión sostenible del agua
Descubre qué son los acuíferos, sus tipos, fundamentos de hidrogeología y claves para la gestión sostenible del agua subterránea.
Un acuífero es una capa subterránea cuyo material contiene agua. Puede ser un material menos sólido, como arena, grava, arcilla o limo, pero también puede ser roca, siempre y cuando la roca permita la entrada de agua (eso significa que es portadora de agua). De esas capas o aguas subterráneas se puede extraer provechosamente mediante un pozo. El estudio del flujo de agua en los acuíferos y la caracterización de los mismos se denomina hidrogeología.
Características básicas
Los acuíferos se describen por propiedades físicas que determinan cómo almacenan y transmiten agua:
- Porosidad: porcentaje de volumen ocupado por vacíos que pueden contener agua.
- Permeabilidad: capacidad del material para permitir el paso del agua entre poros.
- Transmisividad: tasa a la que el acuífero transmite agua horizontalmente (producto de la conductividad hidráulica y el espesor activo).
- Almacenamiento (o storatividad): volumen de agua que se libera o almacena por unidad de cambio en la carga hidráulica.
Tipos de acuíferos
- Acuíferos libres o no confinados: la zona superior está en contacto directo con la atmósfera a través del suelo; la superficie del agua subterránea (nivel freático) puede cambiar rápidamente con la recarga y la extracción.
- Acuíferos confinados: están entre capas impermeables (o de muy baja permeabilidad); el agua en ellos puede estar a presión y, al perforar un pozo, el nivel puede elevarse por encima del techo del acuífero.
- Acuíferos semiconfinados o acuitardos: tienen capas de menor permeabilidad que limitan parcialmente el flujo vertical.
- Acuíferos colgantes o perchados: cuerpos locales de agua aislados por capas impermeables por encima del nivel freático regional.
Hidrogeología: estudio y métodos
La hidrogeología combina observaciones de campo, ensayos y modelos para comprender el comportamiento de las aguas subterráneas. Entre los métodos más habituales están:
- Perforación de pozos y registro de sondajes para obtener muestras de material y niveles de agua.
- Pruebas de bombeo (pumping tests) para medir transmisividad y almacenamiento.
- Ensayos de trazadores para seguir la velocidad y rutas del agua subterránea.
- Geofísica (resistividad, sísmica, radar, etc.) para delimitar estructuras y zonas saturadas sin perforar.
- Modelos numéricos para simular flujo y transporte de contaminantes y para evaluar escenarios de gestión.
Recarga y descarga
Los acuíferos se recargan cuando el agua de lluvia, ríos, lagos o infiltración artificial penetra hasta la zona saturada. La descarga ocurre hacia ríos, manantiales, humedales o mediante extracción por pozos. Mantener un equilibrio entre recarga y extracción es clave para la sostenibilidad.
Amenazas y vulnerabilidad
Los acuíferos pueden verse afectados por:
- Sobreexplotación: extracción excesiva que causa descenso del nivel freático, pérdida de caudal en ríos y hundimientos del terreno.
- Contaminación: infiltración de nitratos, pesticidas, aguas residuales, hidrocarburos y otros contaminantes que degradan la calidad del agua.
- Intrusión salina: en zonas costeras, la sobreexplotación puede permitir que el agua salada avance y contamine acuíferos de agua dulce.
- Impactos del cambio climático: alteraciones en patrones de precipitación y aumentos de temperatura que reducen la recarga y aumentan la demanda.
Gestión sostenible del agua subterránea
La gestión sostenible busca asegurar la disponibilidad y la calidad del agua para generaciones presentes y futuras. Medidas clave incluyen:
- Monitoreo continuo: redes de observación de niveles y calidad para detectar tendencias y problemas tempranos.
- Planificación basada en presupuestos hídricos: cuantificar recarga, extracción y demandas para fijar límites sostenibles de bombeo.
- Recarga artificial: técnicas como estanques de infiltración, pozos de recarga o filtración de agua tratada para aumentar la recarga en zonas críticas.
- Protección de zonas de recarga: regulación del uso del suelo, control de actividades contaminantes y restauración de superficies permeables.
- Uso conjunto de recursos (conjunctive use): combinar fuentes superficiales y subterráneas para reducir presión en periodos secos.
- Gestión adaptativa y participación comunitaria: inclusión de usuarios, agricultores y autoridades locales en la toma de decisiones y en esquemas de gobernanza.
Prevención y remediación de la contaminación
Para proteger acuíferos se aplican estrategias preventivas y correctivas:
- Regulación y control de vertidos industriales y agrícolas.
- Sistemas de tratamiento de aguas residuales adecuados y disposición segura de residuos.
- Bloqueo o confinamiento de plumas contaminantes y técnicas de biorremediación in situ.
- Monitoreo de pozos sensibles y programas de vigilancia de contaminantes emergentes.
Recomendaciones prácticas
- Evitar la perforación de pozos sin estudio hidrogeológico previo.
- Implementar tarifas y permisos que desincentiven la sobreexplotación y promuevan la eficiencia.
- Fomentar prácticas agrícolas que reduzcan la percolación de fertilizantes y pesticidas.
- Promover la recarga urbana sostenible (infiltración en zonas verdes, pavimentos permeables).
Conclusión
Los acuíferos son reservas esenciales de agua potable y soporte de ecosistemas. Entender su naturaleza, proteger su calidad y gestionar su uso con criterios científicos y participativos es fundamental para garantizar recursos hídricos seguros y sostenibles ante los desafíos ambientales y la demanda creciente.
Sección transversal típica del acuífero
Aguas subterráneas en formaciones rocosas
Las aguas subterráneas pueden existir en ríos subterráneos (por ejemplo, cuevas donde el agua fluye libremente bajo tierra). Esto puede ocurrir en zonas de piedra caliza erosionada conocidas como topografía kárstica, que constituyen sólo un pequeño porcentaje de la superficie de la Tierra. Lo más habitual es que los espacios porosos de las rocas del subsuelo estén simplemente saturados de agua -como una esponja de cocina- que puede ser bombeada para usos agrícolas, industriales o municipales.
Si una unidad de roca de baja porosidad está muy fracturada, puede constituir un buen acuífero (a través del flujo de fisuras), si el agua puede atravesarla. La porosidad es importante, pero, por sí sola, no constituye un acuífero. Las Trampas del Decán (una lava basáltica de inundación) en el centro-oeste de la India son buenos ejemplos de roca con alta porosidad pero baja permeabilidad, por lo que son acuíferos pobres. La creta (del Cretácico Superior) del sureste de Inglaterra tiene una porosidad razonablemente alta, pero una baja permeabilidad grano a grano. Gran parte de sus buenas características de producción de agua se deben a la microfracturación y a la fisuración.
Ejemplos
- La Gran Cuenca Artesiana de Australia es posiblemente el mayor acuífero de aguas subterráneas del mundo. (más de 1,7 millones de km²). Desempeña un papel importante en el suministro de agua de Queensland y de partes remotas de Australia del Sur.
- El Acuífero Guaraní, con una superficie de 1,2 millones de km², es compartido por Brasil, Argentina, Paraguay y Uruguay.
- El acuífero de Ogallala del centro de Estados Unidos es uno de los grandes acuíferos del mundo. Subyace en partes de ocho estados y contiene principalmente agua fósil de la época de la última glaciación. Se calcula que la recarga anual, en las partes más áridas del acuífero, sólo alcanza el 10% de las extracciones anuales.
- El Sistema Acuíferode Arenisca de Nubia (NSAS) es el mayor sistema acuífero fósil conocido del mundo.
Explotación
Los acuíferos pueden encontrarse a distintas profundidades. Los que están más cerca de la superficie no sólo tienen más posibilidades de ser explotados para el abastecimiento de agua y el riego, sino que también es más probable que se completen con las precipitaciones locales. Muchas zonas desérticas tienen colinas o montañas de piedra caliza en su interior o cerca de ellas que pueden explotarse como recursos de agua subterránea. Si se saca más agua de la que entra se habla de sobreexplotación. A lo largo de las costas de algunos países, como Libia e Israel, el crecimiento demográfico ha provocado un exceso de población que ha causado el descenso del nivel freático y la consiguiente contaminación de las aguas subterráneas con agua salada procedente del mar (intrusiones salinas). En estos casos, el acuífero contiene agua salobre.
Cuando el agua se filtra (sale lentamente) del suelo, se denomina filtración o "manantial (de agua)". Suele significar que hay un acuífero bajo el suelo.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es un acuífero?
R: Un acuífero es una capa subterránea que contiene agua.
P: ¿De qué tipo de materiales puede estar hecho un acuífero?
R: Un acuífero puede estar hecho de materiales menos sólidos como arena, grava, arcilla o limo, o puede estar hecho de roca siempre que permita que el agua fluya a través de él.
P: ¿Cómo se puede extraer el agua subterránea de un acuífero?
R: El agua subterránea puede extraerse de un acuífero mediante un pozo.
P: ¿Cómo se denomina el estudio del flujo del agua en los acuíferos?
R: El estudio del flujo de agua en los acuíferos se denomina hidrogeología.
P: Defina hidrogeología.
R: La hidrogeología es el estudio del movimiento, la aparición y la distribución del agua subterránea en los acuíferos subterráneos.
P: ¿Qué significa que una roca sea acuífera?
R: Se considera que una roca es acuífera si permite que el agua penetre a través de ella.
P: ¿Cómo se caracteriza un acuífero?
R: Un acuífero se caracteriza mediante el proceso de la hidrogeología, que consiste en estudiar el movimiento, la aparición y la distribución del agua subterránea.
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