Agua: el componente principal de la hidrosfera de la Tierra es vital para todas las formas de vida conocidas. Alrededor del 71% de la superficie de la Tierra está cubierta por agua, principalmente como agua de océano, y pequeñas porciones se encuentran como agua superficial y subterránea, glaciares y casquetes polares, y en el aire como vapor, nubes y precipitaciones. La circulación del agua en el planeta es crucial para controlar los patrones de vida de todos los organismos vivos y sirve como base para la salud individual, social y ecológica. El agua subterránea se refiere al agua dulce presente en las fracturas de los estratos rocosos y los espacios porosos del suelo debajo de la superficie de la Tierra. El agua subterránea, que representa aproximadamente el 30 % de todo el suministro de agua dulce fácilmente disponible en el mundo, es uno de los recursos más valiosos del planeta y funciona como un amortiguador de almacenamiento natural contra la escasez de agua superficial durante los períodos de sequía . El agua subterránea también fluye dentro de los acuíferos, que son capas subterráneas de rocas permeables o depósitos no consolidados que producen cantidades de agua económicamente utilizables para pozos o manantiales.
Se estima que las aguas subterráneas representan más de la mitad del suministro de agua potable del mundo, el 40% del agua de riego y un tercio del agua necesaria para las actividades industriales. A través de procesos geomorfológicos y de meteorización, el agua subterránea también da forma a la Tierra y es esencial para sostener ríos, lagos, humedales y otros sistemas ecológicos. Sin embargo, en la actualidad, este crucial sistema de soporte vital del Planeta Azul está bajo presión. La demanda de suministro de agua subterránea aumenta diariamente debido al rápido crecimiento de la población, mientras que el cambio climático antropogénico impone presiones adicionales sobre esta reserva de agua y aumenta las posibilidades de condiciones de sequía severa.
agua subterránea
El agua subterránea se encuentra principalmente en dos regiones de la corteza terrestre : la zona no saturada y la zona saturada. También llamada zona vadosa , la zona no saturada es la región del subsuelo que se extiende desde la superficie del suelo hasta el nivel freático . Aquí el suelo y las rocas no están completamente llenos de agua; en otras palabras, los poros dentro de estas rocas y suelo contienen aire además de agua. Como las zonas no saturadas siempre ocurren en el nivel freático, la cabeza de presión es menor que la presión atmosférica, y una combinación de adhesión a la superficie y acción capilar retiene el agua aquí. La zona vadosa se subdivide en tres zonas: la zona de agua del suelo, la zona vadosa intermedia y la zona capilar. A través de la acción capilar, el agua se eleva sobre el nivel freático para llenar la zona más pequeña por encima de la zona saturada a través de un proceso llamado saturación por tensión.
También llamada zona freática , la zona saturada se refiere a la porción de un acuífero que se coloca debajo del nivel freático. En esta zona, todos los poros y fracturas están completamente llenos de agua, y la presión del agua aquí suele ser mucho más alta que la presión atmosférica. El nivel freático marca el límite entre las zonas vadosa y freática y representa el punto donde la presión del agua es igual a la presión atmosférica.
El proceso hidrológico por el cual el agua se mueve hacia abajo desde las aguas superficiales hasta las aguas subterráneas se denomina recarga de aguas subterráneas. Esta recarga es el método principal por el cual el agua subterránea ingresa a un acuífero y se produce de forma natural por la lluvia, el derretimiento de la nieve y las fuentes de agua superficial y también a través de procesos antropogénicos en los que el agua de lluvia o el agua recuperada se dirige al subsuelo. Sin embargo, la tasa de recarga de agua subterránea es diferente para todos los acuíferos, y esto debe tenerse en cuenta al bombear agua de un pozo. Cabe señalar que la zona vadosa a menudo funciona como el factor principal que controla el movimiento del agua desde la superficie terrestre hacia el acuífero. También afecta significativamente la tasa de recarga de los acuíferos y, por lo tanto, es vital para la gestión y el uso de las aguas subterráneas.
Acuífero
Los acuíferos se refieren a la región subsuperficial saturada que produce una cantidad sustancial de agua subterránea para los manantiales y pozos. Los acuíferos subterráneos están formados por todo tipo de materiales rocosos porosos, lo que los convierte en una de las fuentes de agua dulce más importantes de la Tierra. Por el contrario, acuitardo se refiere a una zona dentro de la Tierra que impide el movimiento del agua de un acuífero a otro. Un acuitardo generalmente está compuesto por capas de arcilla o rocas no porosas que tienen baja conductividad hidráulica. En las regiones montañosas, los principales acuíferos son de aluvión no consolidado, generalmente compuestos por capas horizontales de diferentes materiales que son depositados por el agua. Un acuitardo completamente impermeable se denomina acuicludo o acuífugo.
En general, hay dos tipos principales de acuíferos: acuíferos confinados y no confinados, con una pequeña capa semiconfinada entre los dos. Los acuíferos no confinados también se conocen como acuíferos freáticos o de nivel freático, ya que su capa superior se encuentra en la superficie freática. Por lo general, en cualquier lugar dado, todos los acuíferos poco profundos no están confinados, lo que significa que no tienen una capa de roca impermeable (confinamiento) entre ellos y la superficie. Por el contrario, los acuíferos confinados son aquellos que están cubiertos por una capa de confinamiento, que se cree que proporciona al acuífero cierta protección contra la contaminación de la superficie. El agua subterránea en los acuíferos confinados suele estar bajo una enorme presión. Esta presión extrema hace que el agua se eleve por encima del nivel del acuífero en un pozo artesiano. Se realiza una prueba de acuífero para diferenciar los acuíferos confinados de los no confinados. Los acuíferos confinados suelen tener valores de capacidad de almacenamiento más bajos en comparación con los acuíferos no confinados que tienen valores de capacidad de almacenamiento altos.
Movimiento de agua en acuíferos
Tanto el agua subterránea como la superficial forman parte del ciclo hidrológico y, por lo tanto, siempre están en constante movimiento por encima o por debajo de la superficie terrestre. En la mayoría de los casos, el agua subterránea se origina como precipitación (lluvia y nieve) que penetra en la superficie del suelo y se filtra hasta el nivel freático, cuya profundidad varía de un lugar a otro. Debido a las fuerzas capilares que resultan de la adhesión de las moléculas de agua a los sólidos del subsuelo y la cohesión de las moléculas de agua entre sí, el agua subterránea sube una pequeña distancia hacia los poros del suelo por encima del nivel freático. Un número significativo de espacios vacíos en las rocas y materiales no consolidados debajo del nivel freático están llenos de agua. La cantidad de agua que puede contener un acuífero depende en gran medida del volumen de la roca subterránea o de los materiales no consolidados y del tamaño, y del número de poros y fracturas que se llenan de agua. Impulsada por energía potencial, el agua subterránea fluye a través de estos espacios porosos a velocidades extremadamente lentas. Esta agua subterránea del acuífero luego resurge de manantiales y pozos.
Amenazas a los acuíferos
Cabe señalar que el agua subterránea se agota si se utiliza a un ritmo comparativamente más rápido de lo que puede reponerse. Actualmente, en consonancia con el rápido crecimiento de la población humana, ha habido un aumento en las industrias con un mayor uso de productos químicos y varios otros contaminantes dañinos que finalmente llegan a las aguas subterráneas. La contaminación de las aguas subterráneas proviene de varias fuentes, como el uso de productos químicos agrícolas como fertilizantes, pesticidas y herbicidas que se filtran a través del suelo poroso y contaminan las aguas subterráneas; alcantarillas con fugas; efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales; lixiviados de vertedero; etc. El consumo de estas aguas subterráneas contaminadas o contaminadas genera riesgos para la salud pública. Además, con el aumento del crecimiento de la población, los acuíferos también se están agotando rápidamente por el uso excesivo o la extracción excesiva. Cuando se bombea demasiada agua subterránea desde el subsuelo, puede provocar un hundimiento relacionado con el agua subterránea, lo que provoca una caída en la superficie del suelo.
Además, los acuíferos costeros de todo el mundo han sido testigos de la intrusión de agua salada, que muchos factores antropogénicos como el cambio climático y el aumento del nivel del mar pueden empeorar. Esta mezcla de agua de mar salina con las aguas subterráneas costeras la hace inservible para su uso. Por lo tanto, es necesario examinar cómo podría cambiar el almacenamiento de agua subterránea en respuesta a los efectos provocados por el clima y otros efectos antropogénicos. La gestión adecuada del agua subterránea es la necesidad del momento, y las autoridades competentes deben formular leyes y reglamentos que regulen el acceso a las fuentes de agua subterránea, así como controlar las actividades humanas que pueden afectar la calidad del agua subterránea.