Por Andrés Ulloa
Geólogo, explorador, consultor
El agua: un recurso valioso
El agua es de vital importancia para la vida, tanto así que mucho de los esfuerzos de la búsqueda de vida en otros planetas por parte de astrobiólogos están dirigidos a la búsqueda de agua líquida. Y como no estar de acuerdo con la importancia del agua, cuando nuestro cuerpo está constituido aproximadamente por un 70% de este preciado líquido. Desde que estamos en las escuela nos enseñan que el agua se encuentra en constante movimiento sobre la Tierra, y este movimiento lo conocemos como el ciclo del agua o ciclo hidrológico. El agua puede estar presente de diversas maneras en el planeta. En su mayoría, el agua conforma océanos y mares, así como lagos y ríos. La podemos encontrar en acuíferos, en forma de hielo, o en la atmósfera, de donde precipita en forma de lluvia, nevadas o granizadas. Además, una parte del agua se infiltra en el suelo, la cual puede llegar a acumularse en el subsuelo en depósitos importantes de agua conocidos como acuíferos.
La infiltración del agua
No toda el agua que se infiltra en el suelo llega a recargar los acuíferos, un porcentaje del agua conforma una zona de humedad del suelo en los primeros metros. También parte del agua infiltrada se puede evaporar y reincorporarse a la atmósfera, y otra fracción bastante importante es aprovechada por la cobertura vegetal. La porción de agua que se infiltra viaja en el subsuelo a través de espacios intergranulares (espacios vacíos entre los fragmentos que conforman la roca) o fracturas, hasta alcanzar un sector donde todos los espacios vacíos se encuentran completamente llenos de agua, lo que se conoce como nivel de saturación. El límite superior de este nivel corresponde al nivel freático. Por su parte, el agua subterránea es aquella que se encuentra bajo el nivel freático. Un concepto importante de aclarar es que no todas las formaciones geológicas son permeables; por lo tanto, no todas pueden llegar a formar acuíferos. Existen formaciones rocosas, que aunque tengan un desarrollo de suelo y una vegetación abundante, no transmiten el agua más allá de los primeros metros del suelo, y por ende, no llegan a conformar depósitos de agua subterránea.
Conceptos básicos del agua subterránea. Tomado de Tarbuck, E., & Lutgens, F. (2018).
Hidrogeología y aguas subterráneas
Se estima que casi un 15% del agua dulce del planeta corresponde a aguas subterráneas, pero ¿cómo aprovechamos este recurso tan importante? El entendimiento y aprovechamiento de las aguas subterráneas es un campo de estudio de la hidrogeología, una rama de la geología. Por lo general, las aguas subterráneas se aprovechan mediante pozos perforados para el abastecimiento de agua, algunos manantiales o nacientes (que son los puntos donde el agua subterránea se reincropora a la superficie) o mediante galerías de infiltración excavadas directamente en la roca.
En hidrogeología, se define un acuífero como una formación geológica capaz de almacenar y transmitir agua en cantidades apreciables. También existen formaciones geológicas que contienen agua, pero esta no circula a través de ellas (acuicluido), que contienen agua pero esta circula con dificultad (acuitardo), o aquellas que del todo no contienen agua (acuífugo).
En los estudios hidrogeológicos la caracterización del nivel freático es de vital importancia. Este se puede cartografiar utilizando información de múltiples pozos y manantiales, o algunos métodos indirectos como los métodos geofísicos. Los mapas hidrogeológicos nos brindan información tridimensional de los acuíferos y la dirección de flujo del agua subterránea, la cuál es de vital importancia para el entendimiento de este recurso. El movimiento del agua subterránea en medios porosos está en función de la permeabilidad del material y del gradiente hidráulico (diferencias de altura en el nivel freático). Las ecuaciones que describen el movimiento del agua en medios porosos fueron descritas por el Ing. Henri Darcy a mediados del siglo XIX, y constituyen los conceptos básicos de la hidrogeología moderna. Los acuíferos también se pueden desarrollar en medios fracturados (aunque por lo general son menos comunes), como es el caso de los acuíferos kársticos, o los acuíferos desarrollados en rocas fracturadas (como algunas lavas), los cuales se modelan de manera muy distinta a los acuíferos porosos.
Las formaciones geológicas que transmiten y almacenan agua pueden formar acuíferos, las formaciones que no permiten circulación de agua a través de ellas forman un acuicluido. Tomado de Tarbuck, E., & Lutgens, F. (2018).
Si un acuífero se encuentra a presión atmosférica se denomina acuífero libre, pero si este se encuentra a una presión mayor que la atmosférica este acuífero se denomina confinado (limitado en la parte superior por una capa geológica impermeable). En algunos casos la superficie piezométrica, definida por la presión a la que se encuentra sometida el agua subterránea, se localiza por encima de la superficie topográfica. En estos casos, se pueden presentar pozos artesianos, en los que el agua sale literalmente por sí sola, sin necesidad de bombeo.
Ejemplos gráficos de acuíferos artesianos formados por capas de rocas inclinadas, donde una capa permeable se encuentra entre dos capas impermeables. Tomado de Tarbuck, E., & Lutgens, F. (2018).
Es importante resaltar que el agua subterránea es un recurso muy valioso y su aprovechamiento es de vital importancia para nuestra sociedad actual. Los hidrogeólogos tienen una funcion primordial en el entendimiento y caracterización de acuíferos. Algunos acuíferos son más vulnerables que otros, y en algunos casos el abuso de este recurso se traduce en desabastecimiento, subsidencia del terreno, procesos de intrusión salina y contaminación del agua subterránea.