Fundamentos de Hidrología y Aguas Subterráneas: Cuencas, Acuíferos y Perforación de Pozos


Disciplinas Fundamentales del Agua

1. Hidrología

Ciencia que estudia el agua: su origen, distribución, circulación y sus propiedades físicas, químicas y mecánicas.

2. Hidrografía

Estudia los recursos hídricos continentales (ríos, lagos, cuencas, caudales, vertientes y lechos), y está vinculada a la geografía, el clima y la geomorfología.

3. Hidrogeología

Se enfoca en el estudio de las aguas subterráneas, abarcando su exploración, explotación, calidad, así como la construcción, operación y remediación de pozos.

Cuencas Hidrográficas

4. Tipos de cuencas

  • Exorreicas: drenan sus aguas hacia el mar.
  • Endorreicas: desembocan en lagos o salares sin salida al mar.
  • Arreicas: el agua se infiltra o evapora antes de formar una red de drenaje definida.
  • Artesianas: cuencas que pueden dar lugar a pozos artesianos y, en ocasiones, ser termales.

5. Partes de la cuenca

  • Cuenca alta: zona donde nace el río.
  • Cuenca media: área donde se alcanza un equilibrio en el transporte de sedimentos.
  • Cuenca baja: lugar de depósito de materiales, formando un cono de deyección.

Parámetros a considerar: P, ESD, EVP, qwe, qws.

Aguas Subterráneas y Acuíferos

6. Origen de las aguas subterráneas

Su origen principal es la infiltración, la cual depende de la porosidad y las fracturas del terreno. Los materiales permeables (arenas, calizas) facilitan el paso del agua, mientras que los impermeables (arcillas, pizarras) lo dificultan.

7. Niveles del subsuelo

Se distinguen tres niveles principales: la zona saturada, la zona de aireación y el nivel freático (límite entre ambas).

8. Evapotranspiración

Es la combinación de la evaporación desde el suelo y la transpiración de la vegetación. Su intensidad depende de factores como el clima, el tipo de suelo y la vegetación presente.

9. Acuíferos

Son formaciones de rocas o sedimentos cuyos poros están completamente saturados de agua, permitiendo su circulación.

10. Tipos de acuíferos según su capacidad de transmisión

  • Acuitardos: transmiten el agua muy lentamente.
  • Acuícludos: prácticamente no transmiten agua.
  • Acuífugos: no almacenan ni transmiten agua.

11. Comportamiento hidráulico de los acuíferos

  • Libres: no están confinados por capas impermeables superiores. También se conocen como no confinados.
  • Confinados: se encuentran entre dos capas impermeables y pueden dar lugar a pozos artesianos.
  • Semiconfinados: poseen una capa superior de baja permeabilidad (acuitardo).

12. Litología de los acuíferos

La composición geológica de los acuíferos puede ser:

  • Carbonatados: formaciones kársticas, cuevas.
  • Detríticos: compuestos por arenas, gravas y arcillas.
  • Estructurales: asociados a pliegues anticlinales y sinclinales.

13. Acción del agua subterránea

La disolución de rocas calizas puede formar cuevas. En acuíferos confinados, la presión puede generar pozos artesianos.

14. Orígenes adicionales del agua

Además de la infiltración, el agua puede tener otros orígenes: meteóricas, ocultas, juveniles, fósiles, geotermales y marinas.

Dinámica y Exploración del Agua Subterránea

15. Hidráulica subterránea

El movimiento del agua subterránea no se debe únicamente a la gravedad, sino a la energía potencial.

16. Potencial hidráulico

La altura de la columna de agua en un punto es un indicador de la energía total que posee el agua en ese lugar.

17. Métodos de exploración de aguas subterráneas

Se utilizan diversas técnicas geofísicas para localizar acuíferos:

  • Sísmica
  • Gravimetría
  • Magnetometría (terrestre, aérea, marina)
  • Radiometría
  • Métodos eléctricos (SEV, ERT)

Construcción de Pozos Profundos

18. Fases de Perforación de Pozos Tubulares Profundos

  1. Traslado de equipos
  2. Instalación y nivelación
  3. Perforación rotatoria
  4. Rimado de 12” a 18”
  5. Rimado de 18” a 24”
  6. Perfilaje eléctrico
  7. Instalación de tubería y filtros
  8. Colocación de zapata cónica
  9. Instalación de tubería ciega y filtro
  10. Engravado
  11. Lavado preliminar
  12. Selección de grava
  13. Desarrollo químico
  14. Desarrollo con aire comprimido
  15. Prueba de verticalidad
  16. Prueba de bombeo variable
  17. Transporte de materiales

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