RESUMEN I UNIDAD – GEOLOGÍA APLICADA

I.HIDROGEOLOGÍA : estudio geológico del agua subterránea

1. Tipos : superficial y subterráneo.2. Formaciones geológicas :

a) Acuífero : almacena grandes cantidades d agua y deja que circule con facilidad. Ejm: arenas, gravas, roca fracturada. Fero = llevar

b) Acuicludo : almacena grandes cantidades de agua pero no la deja circular con facilidad. Ejm: piedra pómez, arcillas, limos. Cludo = encerrar

c) Acuitardo : almacena agua pero su circulación es lenta. Ejm: arenas arcillosas y limosas. Tardo = retardar

d) Acuifugo : no almacenan agua en su interior. Ejm: rocas ígneas, metamórficas no fracturadas. Fugo=Escapar.

2.1. Factores :

- Capacidad de almacenamiento (porosidad) y después cederla (s).- Capacidad de transmisor y facilidad para que el agua circule a través de ella. (K y T)-

3. Acuíferos : un buen acuífero tiene un Q= 0.5 l/s

3.1.Parámetros hidrológicos :

A. Porosidad : total y eficaz. La primera relaciona Vv con Vm y la segunda agua drenada por gravedad y Vm. La diferencia de ambas nos da la retención específica. La porosidad es el porcentaje de espacios vacíos dentro de una roca respecto el volumen total. El hecho que una roca sea más porosa no significa forzosamente que presente una permeabilidad más alta.

a) Tipos :

- Primaria: materiales con gran cantidad de espacios vacíos. Rocas ígneas con fracturamiento natural.

- Secundaria: por tectonismo o plegamiento. Rocas ígneas, metamórficas o sedimentáreas.

b) Factores que impiden la porosidad : tamaño de partículas (gravas con presencia de limos y arcillas), forma de las gravas, suelo compactado con material cementante.

Porosidad PermeabilidadAcuífero Alta AltaAcuicludo

Alta Nula

Acuitardo Alta BajaAcuifugo Nula Nula

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B. Permeabilidad : “conductividad hidráulica”, es la capacidad del suelo para ser atravesado por un fluido.

C. Transmisividad : capacidad del suelo para que el agua fluya horizontalmente.

D. Coeficiente de Almacenamiento : “s” cantidad o volumen de agua que se puede extraer del total de agua almacenada en un acuífero. Se da en acuíferos confinados o semi-confinados.

3.2. Clasificación de acuíferos :

A. Acuífero Libre : contacto directo con la zona subsaturada del suelo. Material impermeable, permeable (arena, grava o roca con fracturación), superficie freática. Tiene capas con contenido permeable y porosidad.

B. Acuífero confinado : cubierto con un nivel relativamente impermeable o con un acuitardo. Impermeable, permeable, impermeable.

C. Acuífero semi-confinado : impermeable, permeable, acuitardo; dejando espacio para acuífero libre. Su superficie freática permanece constante.

CONCEPTOS EXTRAS:

a) Diferencia entre volcánicas e ígneas: tamaño, color, etc.b) Una toca está formada por minerales y el mineral por compuestos químicos.c) Procesos semejantes: congelamiento y cristalización de sales.d) La roca caliza llamada calcita se deshace por ácido.e) La cuarcita es metamórfica.f) La T, la vegetación y la precipitación nos da la formación de suelos.g) La superficie límite superior donde llega el nivel de agua y el nivel freático es el lugar

donde se encuentra el agua.h) Los acuíferos confinados y semi-confinados requieres mayor modelamiento geológico.

II. ORIGEN Y MOVIMIENTO DEL AGUA SUBTERRÁNEA :

La evapotranspiración proviene de la evaporación y transpiración del agua y suelo.

1. Fases del suelo :

1.1.Suelo : alta porosidad, material orgánico, evotransporación, infiltración.1.2.Zona airosa, zona no saturada : cantidad de espacios vacíos. Infiltración, escorrentía

subterránea.1.3.Zona capilar : nivel piezométrico.1.4.Zona saturada : impermeables.

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2. Factores que condicionan el movimiento del agua en el suelo :

2.1.Precipitación : cantidad y durabilidad del movimiento del agua subterránea.2.2.Forma de terreno : por la pendiente tenemos: escorrentía superficial, infiltración,

escorrentía subterránea.2.3.Geología :

ROCA POROSIDAD (%) TIPOGranito, esquisto, gneis 0.16 FracturasPizarra 3.95 FracturasArena uniforme 35 GranularArcilla 45 Granular

a) Materiales Permeables :

- Muy permeables: arenas finas, conglomerados, areniscas, calizas no muy fracturadas.

- Poco permeables: gravas con arcillas, margas y calizas margosas.

b) Materiales Impermeables :

- Impermeables: pizarras cristalinas, calizas compactas, cuarcitas.- Muy impermeables: granitos, pizarras arcillosas, gneis, arcillas.

2.4. Vegetación : hay freatofitas que son raíces muy absorbentes y pueden llegar hasta suelos muy saturados.

III. TEORÍA DEL FLUJO EN MEDIO POROSO :

III.I. REDES DE FLUJO:

1. Definición : representación gráfica en un plano de flujo del agua a través de un medio poroso. Existen dos familias de líneas, que se cortan siempre perpendicularmente y forman cuadros entre sí:

1.1.Líneas equipotenciales :

- Líneas de puntos de igual energía, es decir igual potencial hidráulico.- Las líneas equipotenciales son perpendiculares a los bordes impermeables

A) Potencial hidráulico : energía total de una unidad de masa de agua. Para medirlo se pone un tubo abierto en el punto deseado y se mide la altura del agua desde el nivel de referencia. Podemos decir que es la suma de la energía potencial (altura), energía elástica (presión), energía cinética (velocidad), etc; pero como la

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velocidad del agua en un medio poroso es baja, la energía cinemática y demás son despreciables, a excepción de la potencial y la elástica.

Nota: la variación de la altura indica la variación del Potencial hidráulico.

1.2.Líneas de flujo : trayectoria que sigue el agua en un régimen permanente. Los vectores de velocidad son tangentes.

- Trayectoria que sigue el agua en un régimen permanente. - Las líneas de flujo son perpendiculares a los bordes infinitamente

permeables.

Notas:

- En una red de flujo, una gota de agua sigue el máximo gradiente hidráulico y circula perpendicularmente a las líneas equipotenciales.

- La red de flujo está limitada por la superficie freática o superior hasta donde el material esté saturado.

2. Límites en una red de flujo :

a) Impermeables: como la base de presa y capa inferior. b) Permeabilidad infinita: fondo del lago a la izquierda y a la derecha de la represa.

3. Tipos de recarga :

a) Desde arriba: las líneas de flujo y las equipotenciales cortan oblicuamente a la superficie freática que no viene a ser ni equipotencial ni de flujo.

b) Lateral: la superficie freática es una línea de flujo.

4. Modos de flujo : en un medio poroso homogéneo e isótropo

a) Flujo horizontal : no varía el potencial hidráulico en la vertical y las superficies equipotenciales son superficies curvadas verticales.

b) Flujo con componente vertical : el potencial varía en vertical y las superficies equipotenciales son superficies curvadas.

NOTAS EXTRAS:

- En un mapa, las líneas equipotenciales se llaman líneas isopiezométricas o isopiezas. Ejm: curvas de nivel de la superficie freática o piezométrica.

- En un mapa, las líneas de flujo pueden ser perpendiculares a las equipotenciales o isopiezas.

- Si el agua cambia hacia un camino más rápido, se desvía para aprovechar el otro material más o menos permeable; si encuentra un camino más lento, intenta salir de él lo antes posible.

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IV. MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE PARÁMETROS HIDROLÓGICOS :

1. Ensayos de Bombeo : método más completo y fiable. Permite calcular los parámetros hidrológicos de un acuífero.

A. Tipos :

a) En régimen variable: se analiza la evolución de los flujos en el pozo de bombeo y en el pozo de observación a lo largo de la prueba.

b) En régimen permanente: los niveles piezométricos no varían y se interpretan los descensos producidos en el entorno del pozo como consecuencia del bombeo constante.

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