AO DE LA DIVERSIDAD PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACION

Universidad Nacional de Tumbes

Facultad de Ciencias AgrariasEscuela de Ingeniera Agrcola

TEMA:LA HIDROGEOLOGA PRINCIPIOS HISTRICOS Y TRMINOS ACTUALES

ASIGNATURA:HIDROGEOLOGADOCENTE:ING. Nstor Fuertes RESPONSABLE:CRDOVA CEDILLO YELTSIN

TUMBES PER2015

I. Historia de la hidrogeologa y de los sondeos de agua en el Mundo, desde sus orgenes hasta finales del Siglo XIX.

Los primeros tiempos.Apuntes para la configuracin terica del ciclo hidrolgico.Deca SAN ISIDORO DE SEVILLA en las Etimologas (XIII, 20, 1) que"Abyssus es la insondable profundidad de las aguas ocultas en las cavernas, de las que proceden las fuentes y los ros, o de las que fluyen ocuhamente bajo tierra... (1). Abyssus, en espaol abismo, viene del griego abussos y significa sin fondo; los helenos pensaron que los mares no tenan fondo, as podan recibir el agua de los ros manteniendo su nivel.La siguiente reflexin sera sobre la procedencia del agua en las fuentes; enseguida llegaron a la conclusin que esta retorna desde los abismos a travs de las cavernas, ya que alguien podra haber observado como en las surgencias krsticas existan, en conexin con cuevas, importantes manantiales.Para TALES DE MILETO (Siglo VII a.C.) el agua es el origen del Universo. Como dira SAN ISIDORO: "Hay dos elementos fundamentales para la vida humana el fuego y el agua. Por eso se castiga duramente a quien se niega el fuego y el agua" (2); es algo intuitivo que sin agua no hay vida. Asimismo, para TALES las aguas de las fuentes proceden de los ocanos, siendo llevadas por el viento y el oleaje hacia el interior de las rocas. Esta idea del maestro, sobre el ciclo del agua, va a persistir durante veinticuatro siglos. PLATON (Siglos V-IV a.C.) en Fedn seala que todos los manantiales se nutren de una gran caverna, situada bajo los campos Elseos, El Trtaro, que era alimentada por el agua ocenica. De igual forma, en el Critias seala que el agua de lluvia pasa a los ros y estos van al mar, retornando posteriormente a tierra a travs de las cavernas. Para el discpulo de PLATON, ARISTOTELES (Siglo IV a.C.), el agua de las fuentes tiene tres posibles orgenes.Tenemos la ascensin del fluido por fisuras y cavernas, debido a que este sistema funciona como una esponja. Asimismo considera que el vapor de agua puede ascender desde el interior de la Tierra condensndose. Y, por ltimo, seala que parte del agua que circula por las cavernas procede de la infiltracin del agua de lluvia. Vemos as como la observacin va dando mayor precisin a la definicin del ciclo hidrolgico. El agua, convertida en una necesidad pblica, cada vez suscitaba mayor inters, por eso no slo se desarrolla su parte filosfica sino tambin .Ia tecnolgica. ANTIPASTER DE TSALONICA(Siglo IX a.C.) narra cmo Ceres, laDiosa de la Abundancia, manda bailar a las mujeres que empujan la rueda del molino:"haba ordenado a las ninfas acuticas que desempearan su dura tarea, haciendo girar las paletas del rodezno". Es una de las primeras descripciones sobre la existencia de la rueda hidrulica. Asimismo, HERODOTO nos cuenta como EULAPIOS DE MEGARA (siglo VI a.C.) excav minas para traer aguas a Samas. Pero ya, hacia el 2500a. C., en los Montes Elburtz, en Mesopotamia, drenaban los conos de deyeccin mediante kanats, galeras horizontales elaboradas para captar los caudales del subsuelo. y, en la poca de EULAPIOS, se regaban por este mtodo cerca de 500.000 Ha, en Egipto, al Oeste del Nilo. Asimismo, en el pas de las pirmides se invent el tornillo de Arqumides, tambin llama do tornillo egipcio, coclea o caracol. y, por ltimo, indicar que se constata la existencia de pozos desde la ms remota antigedad, lo que se puede comprobar con la simple lectura de los libros ms vetustos de La Biblia. Recordemos el valor sagrado que el agua tena para los helenos; todo ro, arroyo, lago o manantial eran protegidos por las ms beneficiosas de las criaturas: las ninfas y nyades, siempre jvenes y bellas, siempre dispuestas a dar un buen consejo y a repartir salud a quien se lo pidiese. Las creniades eran las ninfas particulares de las fuentes.Asociada a estas creencias nace el mito de la Fuente de la Eterna Juventud y hubo quien pensaba que esta era la Fuente de Ninfea, en Siracusa. Posteriormente, los romanos mantienen tales tradiciones y crean una diosa del agua, Conventina (Deae Conventinae), una de cuyas imgenes se puede contemplar todava en el Museo de Antigedades de Newcastle, Inglaterra reside una divinidad y para SENECA la sbita aparicin de un manantial importante merece la creacin de un altar.Los romanos mantuvieron, en lneas generales, las teoras de los pensadores helenos. MARCO VITRUBIO (86-22 a.C.), en los diez libros De Architectura, aporta diversas ideas sobre las aguas. Considera la infiltracin producida por el deshielo de la nieve y la surgencia de caudales a menor cota. Estructura las aguas en funcin de su calidad, como de lluvia, termales y medicinales. Y, en los tres ltimos captulos, describe diversos aparatos hidrulicos: la coclea, la bomba de Ctesibios, las norias o rotae y los rodeznos. Muchos de estos aparatos se emplearon en los desages de la prspera minera hispana. Tornillos hubo en Sotiel Coronada (Huelva), Posadas (Crdoba). Las Cuevas (Almadn, Ciudad Real) o en la Sierra de Cartagena (Murcia).En el Museo Arqueolgico Nacional tambin se conserva una magnfica bomba de Ctsibio de Sotiel. Asimismo en Ro tinto (Huelva), en Santo Domingo (Portugal) y en otras minas ibricas se emplearon sistemas de achique con varias ruedas hidrulicas, en paralelo, accionadas por esclavos.Pero tambin con los romanos tuvo lugar algn cambio en el esquema de pensamiento, as LUCRECIO (Siglo 1),en De Rerum Natura, mantiene que el agua de los manantiales muestra su origen en los ocanos, pero la sal es filtrada a su paso por el interior de la Tierra. Asimismo, a veces aparecen netos retrocesos, tal es el caso de lo expuesto por LUCIO ANNEO SENECA(Siglo 1). el cual mantiene las tesis aristotlicas, pero sostiene que el agua de lluvia es insuficiente para nutrir los manantiales.La conclusin procede de la observacin, pero esta es incorrecta, ya que no considera la pluviometra en toda la cuenca de alimentacin. Dicho error no fue desmentido hasta el siglo XVI. INFORMACIONLos colonizadores del Lacio llenaron el territorio hispano de grandes obras hidrulicas como las presas de Proserpina (en Mrida). Alcantarilla (cerca de Toledo). Cornalvo, Castuera y otras. En canales destacamos los de Toledo, con 50 Km, o los de las minas de oro de Las Mdulas, con una red de mas de 200 km. Tenemos trasvases como el de Celia, en Teruel. de 14 km, que llevaba agua de la cuenca del Turia a la del Jiloca. Acueductos como los de Segovia, Mrida, Almucar, Chelva, Toledo o Tarragona. Y, por ltimo, resear la construccin de baos y termas (Alange, Bagante, Caldas de Montbuil. aljibes, fuentes (Muro de Agreda). pozos y conducciones. Tambin resear los cantos del poetaPETRARCA a la Fuente de Vauclusse (Vallis Clausa), Francia, donde un manantial, con una zona de alimenta cin de 100.000 Ha, vierte 20.000 l/s. hasta que se llena el sifn, pasando entonces a expulsar 150.000 l/s.Los visigodos mantienen la tradicin grecorromana sobre las aguas. Ya hemos descrito los textos de SAN ISIDORO en las Etimologas. Aparte de abismos y cavernas ISIDORO seala que las aguas: " ... se incorporan al aire cuando se evaporan, ascienden a las alturas y toman posesin del cielo " Vemos pues, como se va completando el conocimiento del ciclo hidrol gico. Por otro lado, en el libro XX, Cap.15, De instrumentis hortorum, describe el empleo de norias, garruchas y cigeas, en su terminologia hispnica (de ah viene lo de cigoal o cigeal), o prtigas articuladas de cuya parte fina colgaban soga y cubo. Los visigodos comprueban que el agua es un bien escaso y la ponen un precio; segn AMABLE SANCHEZ (1991) SAN ISIDORO seala el establec1miento de redes de acequias y canales en las que se paga por horas de riego (5).Asimismo, en el Fuero Juzgo se establecen prioridades en las aguas para molinos, navegacin y otros, penalizando los hurtos de agua.SAN MARTIN DE BRAGA en De correctione rusticorum trata de eliminar, en Gallaecia, supersticiones paganas, tales como el culto a las aguas o las ninfas (6). Recordemos que entre los celtas hubo una gran veneracin por las aguas, as en ros, pozos y lagos es frecuente encontrar ofrendas votivas hundidas. Estos lugares se consideran curativos, propiedades etreas emanan de algunos manantiales "a ciertas horas del da o momentos de la fase lunar" (7) y siempre aparecen cuidados por un espritu guardin. Generalmente se asocian con el tero de la Tierra y es frecuente en la cultura galo-cltica encontrar aqu a la diosa Matronae, la Madre, diosa de la fertilidad. Estas tradiciones sobre pozos sagrados aun han persistido hasta nuestro das y en algunos de ellos, sobre todo de Irlanda,Escocia o Gales, atan trozos de tela en los arbustos y rboles prximos.Los rabes llenaron Espaa de minas o tneles horizontales para la captacin de recursos subterrneos, tal es el caso del abastecimiento al barrio alto de Jan y el de Palma de Mallorca, o los riegos del Levante.En Madrid, hasta1856, toda el agua consumida provena de minas, por eso JUAN VERNET, en la Historia de la Ciencia Espaola, seala que: "Existe la teora que el nombre de la capital de Espaa, procede del sistema de riego y de abastecimiento de aguas todava hoy practicado en ciudades del Prximo Oriente, llamado mayr, por lo que a la ciudad rabe se la llam Mayrit" (8). En la capital, el agua se obtena mediante la filtracin a travs de las paredes de pozos, con fbrica generalmente de ladrillo, y luego el agua sala por los viajes, o tneles casi horizontales En el reinado de ABD AL RAHMAN 111 se construy el acueducto de Medina Azahara, en Crdoba, nica gran obra hidrulica de poca musulmana que' tengamos noticias. Por lo general, tenemos diversas construcciones como las aceas y canales de riego de Granada o del Turia, as como azudas o norias o oras como las de Abarn y Alcantarilla (Murcia). Albarracn (Teruel), La Albolafia (Crdoba) o los palacios de Annaura (de la noria). En Toledo, donde se encontraba tal vez la mayor rueda hidrulica de las descritas en Espaa. Son varios los poetas, como IBN TAMMAN AL HAYYMAN (Siglo XI) o ABU I HASAN AL! IBN MUSA que cantan los lamentos de la noria (dawlab). Los rabes tambin destacaron por la construccin de aljibes o depsitos subterrneos y baos. Respecto a las aguas subterrneas sealar el nacimiento de la figura del prospector o zahor, zahur en rabe. La emblemtica varita de olivo, tiene un funcionamiento similar a los modernos magnetmetros de torsin o del gravmetro de N6rgaard (9). Desde entonces Espaa tiene una amplia tradicin de zahors, uno de ellos SAN ISIDRO, el patrn de Madrid (10). que inici su andadura profesional buscando agua y construyendo pozos, antes de hacerse labrador.A nivel cientfico slo destacar las explicaciones que sobre la evaporacin nos da AL BURUNDI '(Siglo X-XI); se conocan ya todos los componentes del ciclo hidrolgico, pero todava haca falta que alguien hiciera el balance de la distribucin de los caudales. Y, a nivel tcnico, resear que en una imagen del Libro de los mtodos neumticos y mecnicos, escrito hacia el 1200, por IBN AL-RAZZAZ AL-GAZARI, observamos el diseo de engranajes que transmiten el movimiento segn eje vertical (dado por fuerza animal) a movimiento segn eje horizontal, de accionamiento de una noria de cangilones y una rueda hidrulica con cazos. En los reinos cristianos de Europa destacamos el nacimiento de los pozos artesianos. El ms antiguo de ellos se hizo, en 1126, en la cartuja de Lillers (Artois). Esta regin se llamaba antiguamente Artesa, de ah viene lo de artesiano. Se supone que los construyeron perforando mediante el mtodo chino de percusin, hasta llegar con la sonda al acufero de la creta fracturada, situado a varios cientos de metros de profundidad. Poco despus en Mdena, al Norte de Italia, se perforaron algunos pozos de este tipo (aunque algunos autores indican que estos se hicieron hacia el siglo VIII o IX, ya que la ciudad ostentaba en su escudo de armas dos barrenas de fontanero, con el lema Ava pervia). De todas formas, segn JUAN VILANOVA, ya en el sigloVI, OLlMPIODORO DE ALEJANDRIA describe unos pozos surgentes construidos en un oasis. En estos pozos, el agua ascenda por los principios de la hidrosttica, pero al estar frecuentemente a una cierta temperatura algu nos autores como AYAIS pensaron que la elevacin se deba al calor. En lneas generales los autores de la poca siguen las pautas aristotlicas.SANTO TOMAS (Siglo XIII) indica que los astros influyen en el ascenso del agua hasta las montaas y SANALBERTO MAGNO (Siglo XIII) seala INFORMACION que los manantiales se nutren de las cavidades subterrneas, almacenes del agua. El ao 1220, se pone en marcha el pan tano de Cardete y el canal de Tauste y asimismo, en 1384, se construye la presa de Almansa. Hay una preocupacin legislativa por los regados, as como por los caudales destinados a la industria (molinos y ferreras) o los de los ros navegables.En cuanto a las aguas subterrneas en Las siete partidas (1256-1265), de ALFONSO X EL SABIO, se recoge la primera ley hispana, segn sabemos, que hace referencia a estos recursos. Nadie puede negar a un vecino que haga pozo o fuente, a no ser que este lo hiciese con malicia, por daar al otro, con la intencin de destajar las venas por donde viene el agua a su pozo o fuente (Part. 111, Tt. XXXII, Ley XIX, Como puede ome facer un nuevo pozo en su heredad) (11). En definitiva, vemos como el propietario de las aguas subterrneas es el dueo del terreno. La observacin, fundamento de una nueva etapa. En el Renacimiento la observacin se convierte en la base del conocimiento y se llega a importantes aportaciones en llernard Pali..) (15IfH51111) el campo de las Ciencias Naturales. BERNARD PALlSSY (Siglo XVI) en el Discours admirable de la nature des eaux et des fontaines (Fig.-2), seala que: "Nunca he tenido otros libros que el cielo y la tierra cuyas pginas estn abiertas para todos". El libro est planteado como un combate dialctico entre dos personajes: Teora y Prctica. Al final Prctica vence a Teora, des bancando los argumentos de los clsicos y llegando a la conclusin que las fuentes son engendradas por el agua de lluvia. Los aportes pluviomtricos se infiltran en el suelo hasta llegar a un nivel impermeable, entonces el agua circula hacia sus fuentes y manantiales. Segn LINO PEUELAS (1851) PA L1SSY tambin fue el primero que habl de la teora y prctica de la sonda (12). Surgen nuevas ideas; as, RENE DES CARTES, en Principia Philosophiae (1642) describe la existencia de gran des alambiques subterrneos en el interior de la Tierra que transforman el agua salada de los mares en el agua dulce de las fuentes. Por otro lado, para el jesuta ANASTASIUS KIRCHER, en Mundus Subterraneus (1655). la Tierra era un gran animal que beba agua de mar y como resultado de su metabolismo expulsaba agua dulce por los manantiales. En los remolinos deMaelstr6m, frente a las costas de Noruega, este autor quiere reconocer las bocas por las que se alimentaban las cavernas. A partir de grandes cavidades un conjunto de hidrofilacios o canales subterrneos comunicaran con ros, mares y fuentes Este autor influira mucho en el pensamiento de la poca, tal y como se aprecia en la obra del salmantino TORRES VILLA RROEL (siglo XVIII). Remolinos de Maelstrom. Segn ANASTASIUS KIRCHER (1655). Vemos pues que salva la aproximacin cientfica de Palissy, por lo general, hay una persistencia de las teoras aristotlicas. En Espaa ocurre lo mismo, tal es el caso de JUANELO TURRIANO (15111558) que escribe, a finales del XVI, integrado en un Cdice que se encuentra en la Biblioteca Nacional, bajo la denominacin de Los Veinte y un Libros de los Ingenios y Mquinas, un libro titulado De las Calidades de las Aguas, y de sus Propiedades, y de su Generacin o Nacimiento. En el folio cinco dice: "los jheologos dicen, que toda agua viene del mar, porque dicen para esto que la mar entra muy escondidamente, por las concavidades y INFORMACION cavernas escondidas, dentro de la tierra y va despus derramndose por todas las venas de la tierra", en este texto LOPEZ AZCONA quiso encontrar el primer empleo del trmino gelogo (13). Asimismo, LEON PINELO, en El Paraso en el Nuevo Mundo. Comentario Apologtico. Historia Natural y Peregrina de las Indias Occidentales, Islas y Tierra Firme del Mar Ocano (1656) indica que: "en la Creacin se descubri ms la Tierra, retirndose el agua a sus Cavernas, y a su abismo y Centro" (14). Aun se sigue hablando de los abismos, y vemos, en el corte del Globo de JOHN WOODWARD, en New Theory of the Earth (1696), como el autor sita le gran Abyme en el Ncleo de la Tierra, el cual aparece unido por canales a los mares y a la Superficie terrestre.II. Definiciones: Acuferos: concepto. Acuitardos, acuifugos y acuicludos. Zonas de un acufero. Tipos de acuferos. Acuferos libres, confinados y semiconfinados. Acuferos multicapa. Transiciones y lmites de los acuferos. Concepto de acuferoSe define un acufero como aquella formacin geolgica capaz de almacenar y transmitir agua susceptible de ser explotada en cantidades econmicamente apreciables para atender diversas necesidades. En funcin de las caractersticas de las rocas, se puede hacer la siguiente clasificacin:Acuifugo: No posee capacidad de circulacin ni de retencin de aguaAcuicludo: Contiene agua en su interior, incluso hasta la saturacin, pero no la transmiteAcuitardo: Contiene agua y la transmite muy lentamenteAcufero: Almacena agua en los poros y circula con facilidad por ellos.

Zonas de un acufero Si admitimos que los acuferos reciben agua de la precipitacin (aunque puede recibirla por otras vas), se pueden definir tres zonas: zona de alimentacin o recarga, zona de circulacin y zona de descarga.La zona de alimentacin es aquella donde el agua de precipitacin se infiltra. La zona de descarga es la zona donde el agua sale del acufero, como puede ser un manantial o la descarga al mar o a un ro. La zona de circulacin es la parte comprendida entre la zona de alimentacin y la zona de descarga.Tipos de acuferosSegn las caractersticas litolgicas: detrticos, carbonatadosSegn el tipo de huecos: poroso, krstico, fisuradoSegn la presin hidrosttica: libres, confinados y semiconfinadosAcuferos libresTambin llamados no confinados o freticos.En ellos existe una superficie libre y real del agua encerrada, que est en contacto con el aire y a la presin atmosfrica. Entre la superficie del terreno y el nivel fretico se encuentra la zona no saturada.El nivel fretico define el lmite de saturacin del acufero libre y coincide con la superficie piezomtrica. Su posicin no es fija sino que vara en funcin de las pocas secas o lluviosas.Si perforamos total o parcialmente la formacin acufera, la superficie obtenida por los niveles de agua de cada pozo forman una superficie real: superficie fretica o piezomtrica, que coinciden.Acuferos confinadosTambin llamados cautivos, a presin o en carga.El agua est sometida a una presin superior a la atmosfrica y ocupa totalmente los poros o huecos de la formacin geolgica, saturndola totalmente. No existe zona no saturada. Si perforamos, el nivel de agua asciende hasta situarse en una determinada posicin que coincide con el nivel de saturacin del acufero en el rea de recarga.Si la topografa es tal que la boca del pozo est por debajo del nivel del agua, el pozo es surgente o artesiano; si no es as el nivel del agua ascender hasta el nivel correspondiente, pero no ser surgente.La superficie piezomtrica es una superficie ideal resultante de unir todos los niveles en diferentes perforaciones que capten el acufero.Acuferos semiconfinadosEl muro y/o techo no son totalmente impermeables sino que son acuitardos y permiten la filtracin vertical del agua y, por tanto, puede recibir recarga o perder agua a travs del techo o de la base. Este flujo vertical slo es posible si existe una diferencia de potencial entre ambos niveles.Un mismo acufero puede ser libre, confinado y semiconfinado segn sectores.Acuferos colgadosSe producen ocasionalmente cuando, por efecto de una fuerte recarga, asciende el nivel fretico quedando retenida una porcin de agua por un nivel inferior impermeable.Acuferos multicapaSon un caso particular (y frecuente) de acuferos en los que se suceden niveles de distinta permeabilidad.

Transiciones y lmites de los acuferos

III. Bibliografa:

a) BOLETN GEOLGICO Y MINERO. VOL. 107-2 AO 1996 (180-200)

b) VILANOVA Y PIERA, J. (1880): TEORA Y PRCTICA DE POZOS ARTESIANOS Y ARTE DE ALUMBRAR AGUAS. IMP. Y FUNDCIN DE M. TELLO. MADRID. PG. 519.

c) THOS Y CODINA, S. (1878). EL AGUA EN LA TIERRA. EL AUTOR-EDITOR. 304 PGINAS. BARCELONA. PG. 155.

d) PENDAS, F. (1993): LA ENSEANZA DE LA HIDROGEOLOGA EN LAS ESCUELAS DE MINAS DE ESPAA. CONFERENCIA PRONUNCIADA EN LAS JORNADAS CONMEMORATIVAS DEL CENTENARIO DE JUAN VILANOVA Y PIERA. 29 PGINAS.