5.3 Geohidrología.

 Al agua atrapada en el subsuelo se le conoce como acuífero, y al estudio de estos cuerpos de aguas, se le denomina Hidrogeología o Geohidrología.

Es una rama de la Ciencia que se encarga de estudiar las aguas superficiales y subterráneas que existen en la Tierra; Es decir estudia el agua en las rocas y suelos. Su desarrollo ayuda a comprender gran parte de las formaciones acuáticas que conocemos y a identificar sus movimientos y características; se encarga de estudiar el comportamiento del agua en el ambiente geológico según las leyes de la hidráulica; 

Comprende la hidráulica de pozos, es decir de perforaciones para obtener agua con diferentes fines y el control de su comportamiento en el entorno, según el tipo de material perforado. En este aspecto queda dentro del campo de la Mecánica de Fluidos.

Desde el punto de vista de la Ingeniería Civil, veremos que la geohidrología incluye los métodos para determinar el caudal como elemento de diseño de las obras que tienen relación con el uso y protección del agua, como es el caso de represas, canales, acueductos y drenaje pluvial, entre otros. Ambas especialidades correlacionan la información geológica regional y local, superficial y del subsuelo para contribuir al aprovechamiento óptimo del agua subterránea en beneficio del desarrollo sustentable. 

Importancia de la geohidrología 

Se acepta que la Ingeniería Hidráulica es la rama de la Ingeniería Civil que se ocupa de planificar, proyectar y construir las obras hidráulicas, entendiéndose que son éstas las que cumplirán la función de captar, conducir, regular y protegernos de las aguas. Cualquier obra civil, cuyas dimensiones y características hayan sido establecidas atendiendo principalmente a criterios y normas hidráulicas e hidrológicas, es una obra o proyecto hidráulico. Entre los usos más comunes del agua con fines de Aprovechamiento se destacan: 

Abastecimiento Urbano. 

Es el uso asociado a la satisfacción de los requerimientos futuros de Demanda de agua para consumo doméstico, uso público, comercial, e industrial, principalmente. Una vez que se ha determinado el valor de la Demanda de agua, los métodos de la Hidrología permiten realizar el análisis de la fuente que va a suministrarla. El estudio hidrológico incluye aquí el análisis de Caudales Medios y Mínimos en la fuente, entre otros. 

Riego Agrícola.

Mediante el aprovechamiento del agua se garantiza la oferta de agua necesaria en el suelo para garantizar el crecimiento de las plantas empleadas en la producción agrícola (consumo consuntivo). Los estudios hidrológicos en este uso se centran en el análisis del Clima, Evapotranspiración y Lluvia en períodos cortos.

Hidroelectricidad. 

Este es el caso en que se captan caudales de corrientes superficiales (ríos) y se aprovechan las diferencias de cota para generar energía eléctrica a través de la transformación de la energía hidráulica. Para este tipo de Proyectos de Ingeniería Civil, los estudios hidrológicos determinan la capacidad que tiene la fuente para suministrar la demanda de energía, analizan las magnitudes de las crecientes que pueden atacar a las obras civiles y cuantifican los procesos de sedimentación y determinan las condiciones de la descarga.

Control de Crecidas 

Comprende las obras y acciones encaminadas a impedir los daños que ocasionan los desbordamientos de aguas en los ríos u otros cuerpos superficiales en centros urbanos, plantaciones, etc.

Control de Erosión. 

Consiste en impedir la acción erosiva del agua, tanto en cauces como en el suelo 

¿Qué son los acuíferos? 

Los acuíferos corresponden a formaciones geológicas (rocas y materiales geológicos) que se caracterizan por ser permeables, es decir que tienen la capacidad de almacenar y trasmitir el agua con facilidad. Sin embargo, hay que indicar que existe una variedad de formaciones geológicas capaces de almacenar agua y que su capacidad de trasmisión es variable.

Desde el punto de vista de la hidrogeología, estas formaciones geológicas se pueden dividir en cuatro grupos fundamentales. 

• Acuíferos 
• Acuitardos 
• Acuicludos 
• Acuifugos 

Acuíferos 

Los acuíferos se caracterizan por ser capaces de almacenar y trasmitir el agua con facilidad, es decir que tienen una capacidad de drenaje alto. Por lo tanto, son de gran importancia para satisfacer las necesidades de abastecimiento de agua en actividades de agricultura, industria y para el consumo humano. Los materiales geológicos que son aptos para considerarse como un acuífero, generalmente corresponden a arenas, gravas y areniscas debido a su porosidad primaria característica. En cambio, acuíferos que se forman en materiales calcáreos, rocas volcánicas o plutónicas suelen ser por su porosidad secundaria debido a fracturas

Acuitardos 

Los acuitardos tienen la capacidad de almacenar una gran cantidad de agua, pero su capacidad de drenaje es media a baja y de transmisión del agua suele ser baja. Por lo tanto, no suelen ser el foco del estudio para encontrar fuentes de agua que abastezcan las necesidades del ser humano. Sin embargo, los acuitardos juegan un papel muy importante en la transmisión del agua en recargas verticales de acuíferos en grandes extensiones. Los ejemplos comunes de formaciones geológicas que sirven para acuitardos son: limos (limolitas, lodolitas), arenas limosas, arenas arcillosas y todo material que se encuentre contaminado con arcillas.

Acuicludos 

Los acuicludos son materiales geológicos que pueden contener grandes cantidades de agua en sus poros. Sin embargo, se caracterizan por que su capacidad de drenaje es muy baja y su capacidad de trasmitir el agua es nulo. Técnicamente a los acuicludos se los conoce como materiales impermeables, pero en ingeniería geológica se los estudia para evitar problemas en obras civiles. Algunos ejemplos son las arcillas (lutitas) y arcillas limosas. 

Acuifugos 

Los acuifugos corresponden a los materiales geológicos que son incapaces de contener y trasmitir agua, por lo tanto, se los considera impermeables. Están representados por rocas muy compactas y que no se encuentran fracturadas ni karstificadas tales como: granitos y basaltos (rocas ígneas), calizas (rocas calcáreas).

Ciclo Hidrológico 

El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la hidrosfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención de reacciones químicas, y el agua se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico

El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua: es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotas de lluvia. Una parte del agua que llega a la superficie terrestre será aprovechada por los seres vivos; otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro porcentaje del agua se filtrará a través del suelo, formando acuíferos o capas de agua subterránea, conocidas como capas freáticas. Este proceso es la infiltración. Tarde o temprano, toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación

Algunas de las características del ciclo del agua son: 

Es un ciclo hidrológico en el que el agua circula por el planeta Tierra en diferentes estados: líquido, sólido y gaseoso. Está formado por cuatro etapas principales: evaporación, condensación, precipitación y recolección. En él intervienen diversos factores ambientales, como el viento y la energía solar (que es la principal impulsora de este ciclo). No tiene su inicio en un punto determinado, sino que se trata de una continuidad de procesos que se repiten sucesivamente. Sin embargo, para su estudio se usa el fenómeno de la evaporación como el inicio de este ciclo. Es vital para el mantenimiento y la estabilidad del planeta porque es indispensable para la vida de los organismos y, además, regula el clima, la temperatura mundial y otras condiciones de la Tierra. 

¿Cómo se distribuye el agua en el planeta Tierra?

En estado líquido. Un 71 % de la superficie terrestre está cubierta por agua líquida, de la cual el 97 % es agua salada que forma los océanos.

En estado sólido. Una fracción del agua en la Tierra está en estado sólido, es decir, acumulada como hielo. Los glaciares y casquetes polares, ubicados principalmente en Groenlandia y en la Antártida, ocupan el 10 % de la superficie del planeta y representan el 69 % del agua dulce disponible. 

En estado gaseoso. Una fracción menor de agua está en estado gaseoso, como vapor de agua, y forma parte de la atmósfera. 

Importancia del ciclo del agua 

El agua es la sustancia que permite la vida en el planeta Tierra y es gracias a su ciclo que la cantidad de agua disponible se mantiene de forma constante y en continua circulación. A través de este ciclo, el agua se filtra y adquiere su pureza inicial. 

El ciclo del agua es un proceso vital porque, en primer lugar, permite que haya vida en el planeta y, además, permite conservar los ecosistemas como se conocen hoy en día. El movimiento constante del agua es responsable de regular los climas, la temperatura y la humedad de un sitio, la erosión del terreno y de transportar sustancias de un lugar hacia otro. 

Gracias a este ciclo, el agua está disponible para ser usada por los seres vivos, que la obtienen de los cursos de agua o de la tierra. Además, permite al ser humano realizar actividades como la agricultura y los procesos industriales. 

Del total de agua en el mundo, solo el 3 % es agua dulce (que es la que puede ser consumida por los seres vivos) y el resto es agua salada que proviene de los océanos, por lo que cuidar el agua disponible y no alterar su ciclo permite albergar vida en el planeta y mantener el equilibrio de los ecosistemas.

Provincias hidrogeológicas de México 

Península de baja california: 

Valles relativamente planos que tienen como base gruesos depósito s de aluvión separadas por montañas alineadas, compuestas por rocas sedimentarias y metamórficas de edad mesozoica y rocas volcánicas del cenozoico

Planicie costera del pacifico:

Planicies costeras que en algunas áreas se internan al continente varias decenas de kilómetros, compuestas por sedimentos arenosos hacia el interior sus bases la forman rocas intrusivas y metamórficas del mesozoico y volcánicas del cenozoico

Sierra madre occidental:

Una región disectada relativamente alta compuesta por una compleja secuencias de rocas volcánicas del cenozoico, compuestas en algunos lugares por delgados depósitos de suelos residuales. 

Cuencas aluviales del norte:

Valles relativamente planos que tiene como base gruesos depósitos aluviales, separados por alargadas y descontinuadas cadenas de montañas compuestas, en parte de rocas sedimentarias paleozoicas y mesozoicas, y en parte de rocas volcánicas de cenozoico.

Sierra madre oriental:

Áreas relativamente alta de cadena de montañas anticlinales y valles sinclinales, compuestas por rocas sedimentarias del mesozoico, compuestas por delgadas capas de suelos residuales.

Meseta central:

Valles relativamente planos que tienen como base gruesos depósitos aluviales separados por grandes cadenas de montañas. Compuestas por rocas sedimentarias del paleozoico y mesozoico y por rocas volcánicas del cenozoico

Planicie costera del golfo de México: 

Planicies relativamente bajas, poco disectada, que descansa sobre una interestratificación compleja de arenas limos y arcillas del mesozoico y cenozoico que progresivamente se hacen más densos hacia la costa. 

Faja volcánica tras mexicana:

Un área de montañas altas compuestas por una secuencia compleja de rocas volcánicas del cenozoico, con fosas profundas rellenadas con material lacustre del terciario y cuaternario.

Sierra madre del sur:

Áreas montañosas altamente disectada compuestas por rocas metamórficas y paleozoicas, rocas sedimentarias del mesozoico y rocas volcánicas del mesozoico y cenozoico, cubiertas en la altiplanicie por suelos residuales y en las costas por material granular.

Sierra y valle del sureste:

Áreas relativamente alta de cadena montañosa anticlinales y valles sinclinales, compuestas por rocas sedimentarias del mesozoico, cubierta por una delgada capa de suelos residuales.

Península de Yucatán:

Una extensa planicie baja constituida por rocas carbonatadas consolidadas y semi consolidadas del cenozoico

 Video:

Referencias

Ciclo del Agua - Qué es, etapas y características. (2013). Concepto. https://concepto.de/ciclo-del-agua/#ixzz81pfqDb2H 

Vista de Provincias hidrogeológicas de México. (2023). Revistatyca.org.mx. http://revistatyca.org.mx/ojs/index.php/tyca/article/view/691/582 

Maldonado, Y. (2019, October 16). ▷ ¿Qué son los acuíferos y cómo se forman? Tipos y ejemplos. GEOLOGIAWEB. https://geologiaweb.com/ingenieriageologica/acuiferos/