Hidrogeología U Militar (1)

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Universidad Militar 
Nueva Granada
GEOLOGÍA
Hidrogeología
Las montañas existen. 
Son una masa de árboles y de agua, 
de una luz que se toca con los dedos, 
y de algo más que todavía no existe.
JAIME SABINES
Cómo se recargan o descargan los acuíferos?
RECUENTO HISTORICO
Aparece ligada al desarrollo de la hidrología, con el
concepto básico de ciclo hidrológico, y al de la geología
con los conceptos estructurales y característicos de las
rocas. Evidencias arqueológicas indican que el hombre
del paleolítico hace más de 30000 años utilizó métodos
de recarga y recuperación de agua subterránea, donde
quiera que los nómadas requerían agua para ellos y para
sus animales.
Hidrogeología 
Ciencia que une conocimientos de hidrología, geología y mecánica de
fluidos para estudiar el agua subterránea en las etapas de
exploración, explotación y aprovechamiento, mediante la aplicación
de principios de la geofísica, química y la matemática.
RECUENTO HISTORICO
• En el medio oriente, especialmente en las partes altas y secas de
Irán y Afganistan, el agua subterránea ha sido por siglos el único
recurso hídrico disponible desde hace más de 10.000 años. El cual
se utiliza para irrigación y uso doméstico. La capital Boyacense
viene utilizando este recurso desde el año desde 1995, y así se ha
soportado las sequías de los últimos años especialmente en 2016.
La permeabilidad
La Porosidad
• Es una medida de espacios vacíos en
un material, y es una fracción del
volumen de huecos sobre el
volumen total, entre 0-1, o como un
porcentaje entre 0-100 %
Movimiento del agua en el subsuelo
Zona de recarga Zona de transporte Zona descarga
Cómo está almacenada el agua en los acuíferos?
(A), contienen poros entre los
granos y, por lo tanto, el contenido de
agua puede exceder el 30% de su
volumen total
En rocas altamente compactas
(B), el agua subterránea se
encuentra en las fracturas y
raramente sobrepasa el 1% del
volumen de la masa de roca.
por ejemplo, estas fracturas tienden a
agrandarse por disolución para formar
fisuras y cavernas.
En las obras civiles…..
OCURRENCIA DEL AGUA SUBTERRANEA El agua 
subterránea esta presente donde quiera que 
pueda penetrar bajo la superficie del suelo, en 
rocas que permitan el movimiento del agua a 
través de ellas. La geología controla la presencia y 
distribución de agua en las rocas, la hidrología 
determina el suministro de agua al subsuelo y la 
mecánica de fluidos explica las leyes que rigen su 
movimiento.
P=I+E+R 
P=Precipitación I= infiltración E= Evapotranspiración (Evaporación directa + transpiración)
R= Escorrentía = R1 + R2 + R3 
R1= Escorrentía Superficial: Parte de la precipitación que fluye directamente a los conductos 
superficiales.
R2= Escorrentía Subsuperficial: parte del agua infiltrada que se mueve en una componente horizontal 
mayor que la vertical en el suelo o parte de él pero no alcanza la zona saturada.
R3= Escorrentía base: alcanza la zona de saturación (tabla de agua) y se mueve a través del acuífero 
para emerger al río
ECUACION DEL CICLO HIDROLOGICO ENTRADAS=SALIDAS + CAMBIO DE ALMACENAMIENTO 
Balance hídrico
Entradas
- Lluvias
Entradas Variación de almacenamientoSalidas
- Evaporación
- Transpiración
- Escurrimiento superficial (ríos)
- Escurrimiento subsuperficial
- Escurrimiento subterráneo
- Bombeos
- > 0 = Ascenso del nivel de 
agua
< 0 = Descenso del nivel de 
agua
- Salidas
Variación de
almacenamiento=
Entrada al sistema
Z
o
n
a
 S
A
T
U
R
A
D
A
transpiración
evaporación
F. Capilar
F. Intermedia
F. Edáfica
Agua subterránea
Nivel freático Z
o
n
a
 n
o
 
S
A
T
U
R
A
D
A
evapotranspiración
LLUVIAS LLUVIAS
Consecuencias visibles
Salida del sistema
-Evaporación
-Transpiración
-Escurrimiento superficial (ríos)
-Escurrimiento subsuperficial
-Escurrimiento subterráneo
-Bombeos
Relación entre agua superficial y subterránea
Efluente
Influente
Independiente
El río gana agua del medio 
subterráneo.
Es un río GANADOR.
El río pierde agua al 
medio subterráneo.
Es un río PERDEDOR.
El río no tiene conexión con el 
agua del medio subterráneo.
Recarga hidrica
RECARGA HIDRICA
Abatimientos del nivel freático
Al bombear en un acuífero cuya superficie freática es horizontal, el agua
comienza a fluir radialmente hacia el pozo, y transcurrido un tiempo, la
superficie freática que era horizontal, comienza a adquirir una forma de
cono que es lo que se llama cono de depresión.
Abatimientos del nivel freático
◼ Descenso de hasta 140 metros en los 
niveles de agua que abastecen pozos 
y acueductos municipales y rurales 
(Fuente: EIA Drummond).
◼ Pérdida de recursos pesqueros.
◼ Pérdida de la capacidad de uso de las 
tierras (Aridez).
Impactos – Recurso Agua –
Caso Cesar
0
20
40
60
80
100
120
140
160
2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060
Año
A
b
a
ti
m
ie
n
to
 (
m
)
Chiriguaná
El Hatillo
La Aurora
La Loma
El Paso
Potrerillo
Rincón Hondo
Abatimientos del nivel freático
– Deterioro de las áreas de inundación y
complejos cenagosos a largo plazo.
– Aguas abajo de las zonas mineras se
encuentra el mayor complejo cenagoso
del país (complejo de ciénaga de
Zapatosa). Los impactos de la
explotación minera intensiva de las
diferentes minas no han sido valorados
adecuadamente por los explotadores.
Impactos –Agua
Caso CesRecursoar
Abatimientos del nivel freático
La Loma Boquerón
La Palmita
Rincón Hondo
La Aurora
Chiriguaná
Tipo de acueducto
Captación: Subterránea
Fuente: Tres pozos
Cobertura urbana: 80%
La Jagua de Ibirico
Tipo de acueducto
Captación: Superficial
Fuente: Río Sororia
Cobertura urbana: 84%
Observaciones: Planta 
insuficiente – Mala 
Calidad
Becerril
Tipo de acueducto
Captación: Superficial
Fuente: Ríos Maracas y 
Socomba 
Cobertura urbana: 95% 
Agustín Codazzi
Tipo de acueducto
Captación: Superficial
Fuente: Río Magiriaimo
Cobertura urbana: 74%
Observaciones: Déficit 
Bosconia
Tipo de acueducto
Captación: Subterránea
Fuente: Dos pozos
Cobertura urbana: 87%
Observaciones: Déficit
El Paso
Tipo de acueducto
Captación: Subterránea
Fuente: Dos pozos
Cobertura urbana: 73%
Observaciones: Déficit
Chimichagua
Tipo de acueducto
Captación: Subterránea
Fuente: Dos pozos
Cobertura urbana: 72%
Observaciones: Déficit 
Tamalameque
Tipo de acueducto
Captación: Subterránea
Fuente: Tres pozos
Cobertura urbana: 90%
Observaciones: No hay 
tratamiento
Plan Bonito
“Nos dejaron sin agua, debemos caminar dos kilómetros para conseguirla, los trabajos que nos dan en las 
minas son los más insignificantes, las empresas regalan columpios de colores a las escuelas y nos maquillan 
con pintura y una capa de cemento las casas que agrietan con sus explosiones, porque ni siquiera las 
arreglan”, denuncia Rudy Jiménez, Presidenta de la junta de Acción Comunal de la vereda Boquerón. “Dan 
poco y quitan mucho”.
Riesgos asociados a la falta de consideración del agua subterránea en 
obras
• Ríos entubados total o parcialmente
• Ascenso de la Capa freática
• Roturas de caminos y pavimentos
• Rotura de paredes y pisos
AGUA FREATICA AGUA CAPILAR
En las obras civiles…..
Un acuífero (latín aqua = agua y fero = llevar) es una unidad geológica que puede
almacenar y transmitir agua a tasas suficientes para satisfacer la extracción desde un
pozo de bombeo. La permeabilidad intrínseca de un acuífero es en general igual o
superior a 10-2 darcy.
DARCY Una unidad de medida
estándar de la permeabilidad. Un darcy
describe la permeabilidad de un medio
poroso.
A través del cual se produce el pasaje
de un centímetro cúbico de fluido y fluye
en un segundo bajo una presión
diferencial de una atmósfera, donde el
medio poroso posee un área en sección
transversal de un centímetro cuadrado y
una longitud de un centímetro
ACUIFEROS
Propiedades de los acuíferos
Absoluta:
La porosidad absoluta es considera como el volumen poroso el total de poros estén o
no interconectados.
Efectiva:
La porosidadefectiva se refiere al porcentaje de poros interconectados que permiten la
circulación de fluidos. O se considera como el volumen poroso solamente conectados
entre si.
Propiedades de los acuíferos
La permeabilidad absoluta se define como la capacidad que tienen rocas y suelos de permitir el flujo de
fluidos a través de sus poros interconectados, cuando el medio poroso se encuentra completamente
saturado por un fluido.
Cuando más de una fase se encuentra presente en un medio poroso, la conductividad o capacidad que
tiene una roca de permitir el flujo de cada una de las fases a través de dicho medio poroso se define
como permeabilidad efectiva. La permeabilidad efectiva a una fase dada es menor que la permeabilidad
absoluta y es función de la saturación de la fase.
Propiedades de los acuíferos
Propiedades de los acuíferos
Propiedades de los acuíferos
El coeficiente de almacenamiento, S,
es el volumen de agua, por 1 m2
unidad de área y cambio en 1 m de
altura de agua, que una unidad
permeable absorberá o liberará.
Tipos de acuíferos
Se clasifican según la presión a la que se encuentre
el agua dentro de ellos:
LIBRE
FREATICO
SEMICONFINADO CONFINADO
Acuífero libre, freático o “napa”
Son aquéllos en los cuales existe una superficie libre del agua
encerrada en ellos y que se encuentra a presión atmosférica. La
superficie del agua será el nivel freático y podrá estar en contacto
directo con el aire o no, pero lo importante es que no tenga por
encima ningún material impermeable.
RECARGA: autóctona.
En las obras civiles…..
Acuífero confinado
En este tipo de acuífero, el agua que contienen está sometida a cierta
presión, superior a la atmosférica.
Están sellados por materiales impermeables que no permiten que el agua
ascienda hasta igualar su presión a la atmosférica. Esto sólo ocurre cuando
se perfora el techo del acuífero.
RECARGA: alóctona.
Acuífero libre vs confinado o semi
Acuífero semiconfinado
También el agua está sometida a cierta presión, aunque menor que
la de los confinados, el agua también ocupa todos los poros del
acuífero.
Su comportamiento es un intermedio entre los dos anteriores.
En las obras civiles…..
CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS
Clasificación de las unidades según su comportamiento hidrogeológico:
Conceptos fundamentales en Hidrogeología
Capas o materiales de baja
permeabilidad que pueden almacenar
agua y transmitirla lentamente desde un
acuífero a otro. Un ejemplo típico de
acuitardo es un material arcilloso, el
cual tiene una alta porosidad pero muy
baja permeabilidad.
Conceptos fundamentales en Hidrogeología
Formación geológica que estando
saturada de agua es incapaz de
transmitirla en cantidades
significativas cuando es sometida a
gradientes hidráulicos normales.
Conceptos fundamentales en Hidrogeología
Unidad absolutamente impermeable que no puede almacenar
o transmitir agua. Una roca ígnea sana se puede considerar
como ejemplo de un acuífugo.
➢ Clasificación unidades hidrogeológicas. 
La clasificación de la IAH se basa en el tipo de porosidad
dominante en los sedimentos y rocas (Primaria o intergranular y
secundaria o por fracturas) y a su potencialidad acuífera,
reflejada ésta última en el valor de la Capacidad Específica y la
Conductividad Hidráulica de cada unidad, clasificándose las
dichas unidades en acuífero, capa confinante y/o unidad sin
potencial acuífero.
ROCA POROSIDA TOTAL
%
RENDIMIENTO
ESPECIFICO %
RETENCION
ESPECIFICA %
Arena y gravas 20 – 25 17 – 21 3 – 4
Grava gruesa 20 - 25 17 – 22 4
Grava media 20 – 30 16 – 24 4 – 6
Grava fina 30 – 35 24 – 22 6
Arena gruesa 35 – 40 27 – 30 6 -10
Arena media 38 – 42 26 – 28 10 -16
Arena fina 38 – 44 18 – 22 16 – 20
Arcillas 30 - 55 3 27 - 52
1Valores de Porosidad de Rocas.
 
 A 
ROCAS SEDIMENTARIAS Y VULCANOCLÁSTICAS DE ALTA A MEDIA 
PERMEABILIDAD 
Unidades geológicas intergranulares constituidas 
por sedimentos aluviales, volcanoclásticas y 
rocas sedimentarias poco consolidadas de 
ambiente continental. 
Qal, 
Qae 
 
B 
ROCAS SEDIMENTARIAS, IGNEAS Y METAMORFICAS CON DISOLUCION Y/O 
FRACTURAMIENTO DE ALTA A MEDIA PERMEABILIDAD 
Unidades geológicas fracturadas o con disolución 
constituidas por rocas sedimentarias y 
volcanoclásticas de ambiente marino, transicional 
y continental. Rocas ígneas, sedimentarias y 
metamórficas. 
Ksli, 
Pgca, 
Ngh 
 
Inventario de puntos de agua.
 
 
1 Instituto de Investigación e Información Geocientífica Minero-Ambiental y Nuclear INGEOMINAS. 
MINISTERIO DE MINAS Y ENERGIA. Exploración del recurso hídrico subterráneo en el sur del Departamento 
 
Mapa de Unidades Hidrogeológicas, en el área de influencia del proyecto 
Fotovoltaico Dulima S.A.S. 
Fuente: modificado de (INGEOMINAS,1996)1. 
Mapas de zonas Hidrogeológicas y unidades hidro estratigráficas de Colombia, elaborados por el IDEAM
Mapa Hidrogeologico
Conclusiones
• Existe una relación directa entre Hidrogeología y la Ingeniería del terreno.
• Las aguas subterráneas tienen una implicación directa y crítica tanto en el proyecto, como en
la ejecución de obras de ingeniería.
• Es fundamental realizar estudios hidrogeológicos al momento de planificar una obra de
ingeniería.
• Debe incluir estudio hidrogeológico de las capas superficiales y determinación de niveles del
manto acuífero freático. Debe incluir variaciones estacionales (posición de freática y
capilar).
• La presencia de agua en el terreno puede afectar seriamente la estructura de las
construcciones.
Nivel Friático y Acuíferos
GRACIAS POR
SU ATENCIÓN
Universidad Militar 
Nueva Granada
	Slide 1
	Slide 2
	Slide 3: Cómo se recargan o descargan los acuíferos?
	Slide 4: RECUENTO HISTORICO
	Slide 5: Hidrogeología 
	Slide 6: RECUENTO HISTORICO
	Slide 7: La permeabilidad 
	Slide 8: La Porosidad
	Slide 9: Movimiento del agua en el subsuelo
	Slide 10: Cómo está almacenada el agua en los acuíferos?
	Slide 11: En las obras civiles…..
	Slide 12
	Slide 13: Balance hídrico
	Slide 14: Entrada al sistema
	Slide 15: Consecuencias visibles
	Slide 16: Salida del sistema
	Slide 17: Relación entre agua superficial y subterránea
	Slide 18: Recarga hidrica
	Slide 19: RECARGA HIDRICA
	Slide 20: Abatimientos del nivel freático
	Slide 21: Abatimientos del nivel freático
	Slide 22: Abatimientos del nivel freático
	Slide 23: Abatimientos del nivel freático
	Slide 24: Riesgos asociados a la falta de consideración del agua subterránea en obras
	Slide 25: En las obras civiles…..
	Slide 26
	Slide 27: ACUIFEROS
	Slide 28: Propiedades de los acuíferos
	Slide 29: Propiedades de los acuíferos
	Slide 30: Propiedades de los acuíferos
	Slide 31: Propiedades de los acuíferos
	Slide 32: Propiedades de los acuíferos
	Slide 33: Tipos de acuíferos
	Slide 34: Acuífero libre, freático o “napa”
	Slide 35: En las obras civiles…..
	Slide 36: Acuífero confinado
	Slide 37: Acuífero libre vs confinado o semi
	Slide 38: Acuífero semiconfinado
	Slide 39: En las obras civiles…..
	Slide 40: CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS
	Slide 41
	Slide 42: Conceptos fundamentales en Hidrogeología
	Slide 43: Conceptos fundamentales en Hidrogeología
	Slide 44: Conceptos fundamentales en Hidrogeología
	Slide 45
	Slide 46
	Slide 47
	Slide 48: Inventario de puntos de agua.
	Slide 49
	Slide 50: Mapas de zonas Hidrogeológicas y unidades hidro estratigráficas de Colombia, elaborados por el IDEAM
	Slide 51: Mapa Hidrogeologico
	Slide 52: Conclusiones
	Slide 53: Nivel Friático y Acuíferos
	Slide 54