Món submergit > Escoles > Continguts d’ampliació (nivell 2)

Continguts d’ampliació (nivell 2)

Què és un aqüífer?

Un aqüífer és una capa rocosa subterrània permeable per on circula i es diposita l’aigua aprofitant la porositat del terreny que el fa permeable. Les roques permeables se situen sobre d’altres que no ho són, sense porus, que no deixen circular l’aigua.

saturada_nosaturada

El nivell freàtic és la distància a la qual es troba l’aigua respecte la superfície del terreny. Aquest descendeix en èpoques seques i ascendeix en èpoques humides. El nivell freàtic no és horitzontal, a diferència del nivell superior dels mars o llacs, sinó que és irregular, amb pendent monòtonament decreixent des del nivell fix superior al nivell fix inferior.

La zona saturada és aquella plena d’aigua a través de roques que són permeables o materials com ara grava o sorra. Veiem a l’esquema com la zona saturada  es fa més o menys gran segons l’estat de la zona saturada.

La zona de ventilació o vadosa és l’espai entre el nivell freàtic i la superfície on no tots els porus són plens d’aigua.

Hidrogeologia: és la ciència que s’encarrega de l’estudi dels aqüífers.

Si la zona saturada es troba entre dues capes impermeables (planes o amb forma d’U), l’aigua se sotmetrà a una major pressió de manera que si perforem la capa superior en sorgirà un brollador (pou artesià o deu). Es produeix en els aqüífers que anomenem confinats. Els pous ordinaris són el resultat de la perforació humana del terreny fins la zona de saturació.

Tipus d’aqüífers

Aqüífer lliure o no confinat

aquiferÉs aquell que en un lloc determinat assoleix un nivell piezomètric situat per damunt de la superfície topogràfica, cosa que genera una surgència natural. La seva superfície lliure es troba a pressió atmosfèrica.

Els aqüífers artesians o no confinats de vegades s’anomenen aqüífers freàtics ja que la seva capa superior és la capa freàtica. Són aquells situats més a prop de la superfície.

Aqüífer artesià o confinat

És aquell que es troba limitat per estrats impermeables, cosa que genera pressió sobre l’aigua que és superior a l’atmosfèrica. Aquesta pressió és superior a la pressió atmosfèrica. És aquell que es troba a les capes de més profunditat. En aquests casos es podria obtenir un pou artesià mitjançant una perforació.

El més freqüent és trobar aqüífers semiconfinats, donat que els estrats solen ser de baixa permeabilitat però no completament impermeables. Acostumen a tenir intercanvi vertical d’aigües amb els aqüífers superiors o inferiors. Això es produeix a l’aqüífer Carme-Capellades, que en realitat consta de tres aqüífers amb diferents nivells interconnectats.

Sabies que… la majoria d’aqüífers no tenen forma de coves subterrànies?

En la majoria de casos l’aigua es troba entre les roques que tenen moltes porositats que acumulen l’aigua com si es tractés d’una esponja. És en el cas de roques calcàries i guixos que, mitjançant la carstificació, es generen avencs i coves que responen a la idea popular.

El nivell piezomètric

El nivell piezomètric (Np) fa referència a l’altura de la superfície lliure d’aigua sobre el nivell del mar. La superfície piezomètrica coincideix amb la capa freàtica quan parlem d’aqüífers lliures. Es mesura en metres respecte al nivell de referència del mar. Ens ajuda a conèixer de quin pou podrem extreure més aigua.

Np = hmar x P

El nivell piezomètric es calcula amb l’alçada del pou respecte al mar (hmar), que es mesura en metres, multiplicat per la pressió del pou (P), que també es mesura en metres. El fet que un pou estigui més elevat respecte al mar no és garantia que doni més aigua, tot dependrà de la pressió.

En els aqüífers confinats, el Np ve representat per l’alçada que assoliria l’aigua fins equilibrar-se amb la pressió atmosfèrica. En els aqüífers lliures ve representat per l’altura de la superfície de l’aigua sobre el nivell del mar.

El Np ens aporta informació sobre la resposta de l’aqüífer davant processos de recàrrega o extracció: com afecten els períodes secs i humits, la possibilitat que s’estigui duent a terme una sobreexplotació…

Com s’alimenta un aqüífer

fontEls aqüífers es nodreixen de nova aigua de formes diferents. Normalment es recarrega mitjançant l’aigua que li arriba de la superfície per les precipitacions (pluja, neu…): arriba gràcies a un aflorament de l’aigua subterrània o bé perquè es filtra per les capes rocoses del sòl. Això resulta més fàcil entre els aqüífers lliures que en els confinats. El temps de renovació completa d’un dipòsit és molt llarg perquè es fa molt poc a poc.

En el cas de l’aqüífer Carme-Capellades, l’única font de recàrrega és la pluja infiltrada al terreny. Aquesta zona de recàrrega es troba a les poblacions de la Llacuna, Mediona, Santa Maria de Miralles i Orpí.

Sabies que…

Quan plou a La Llacuna arriba a la bassa de Capellades després de 10 dies? A l’interior dels aqüífers, l’aigua es mou, però molt lentament.

Hi ha factors que dificulten l’adquisició de nova aigua com ara formacions geològiques impermeables a les parts superiors o per una climatologia àrida. Podem parlar d’aqüífers fòssils quan es queden tancats i no reben recàrrega d’aigua.

Que arribi més o menys aigua depèn d’aspectes molt diversos:

La litologia: la impermeabilitat del material geològic de la superfície, que depèn de la porositat, la diàclasi (esquerdes) i de la mineralogia del substrat.
El tipus de terreny que rep l’aigua: si és pla anirà millor per filtrar l’aigua que no si té una gran pendent per on l’aigua rellisca.
La vegetació: per una banda retarda el moment d’arribada de l’aigua al sòl, però per l’altra la reté i evita que corri avall, fent que caigui en forma de degoteig sobre el terra.

Com es descarrega un aqüífer

L’aigua subterrània pot brollar a través de les surgències naturals, de pous (perforacions voluntàries fetes per l’ésser humà) que extreuen aigua per mitjà de bombes o desplaçar-se per sota la superfície a través del sòl descarregant al mar.

Però no només es produeixen sortides d’aigua naturals sinó que sovint, l’acció humana intervé de manera crucial en l’explotació de l’aigua dels aqüífers. La repoblació forestal té repercussió també en la infiltració d’aigua, donat que per una banda l’afavoreix però també provoca l’evaporació. L’existència de paviments impermeables com els de les zones urbanes i industrials també resulten ser un obstacle per aquesta infiltració.

pous_fontsHem de tenir en compte que extreure aigua d’aquestes zones no significa directament sobreexplotar-les. Cal evitar la sobreexplotació dels aqüífers per poder gaudir sempre dels seus beneficis. Aquesta es produeix quan les extraccions totals d’aigua superen la recàrrega. Si és així es pot arribar a afavorir la intrusió salina en aqüífers costaners provocant la salinització de l’aigua, deixant de ser apta per al consum.

A l’aqüífer Carme-Capellades i els seus tres aqüífers interns drenen principalment cap al nord-est de manera que el seu flux és conduït per les surgències de Capellades. La principal surgència és el Llac del Molí de la Vila (la bassa), mentre que també una part és desviat cap al sud-est i sorgeix per les Deus.

A l’any 2014 trobem 53 usuaris que extreuen aigua i 133 punts d’extracció.

Contaminació de l’aigua subterrània

La capa freàtica, donada la seva poca profunditat, és la que es troba més exposada a la contaminació que prové de la superfície. Les causes de la contaminació poden tenir diferents orígens:

Activitat humana: la connexió amb fosses sèptiques, l’ús de productes químics al camp (adobs i pesticides per exemple) o l’abocament de purins. També les fàbriques i els abocaments il·legals poden afectar la qualitat de l’aigua. Els pous propers a l’aigua de mar poder generar connexions que salinitzin l’aqüífer.
Factors naturals: per exemple per l’erosió natural de formacions rocoses o processos químics de la matèria orgànica.

8Els abocaments de nitrats són els que generen més preocupació, i poden provenir de fertilitzants, pous sèptics, infiltracions d’aigües residuals… Es tracta d’un enverinament perillós especialment pels infants, que els poden provocar asfixia si es consumeix en grans quantitats.

Els nitrats poden estar presents a les aigües subterrànies. En aigües no contaminades les concentracions no acostumen a superar els 10 mg/L. Al nostre aqüífer s’observa que la majoria de valors oscil·len entre els 10 i els 20 mg/L, amb una evolució variable al llarg del temps.

Treure el màxim profit de l’aigua

L’aigua és un recurs natural imprescindible per la vida. Perquè sigui bevible ha de complir amb uns requisits molt estrictes. Fixem-nos en el procés que ha de passar l’aigua en cada cas segons l’origen que té: embassaments, aigües subterrànies o del mar. Si prové del mar cal incorporar un procés més que és el de dessalinització. Posteriorment segueixen la potabilització i distribució a les cases. L’aigua es pot reutilitzar per a usos industrials.

Tingues en compte, però que l’aigua del nostre aqüífer s’utilitza industrialment sense tractar, mentre que la que s’ha de beure segueix tot un seguit de processos.

potabilitzacioL’aigua residual que prové de l’ús a les llars pot passar primer per la depuradora i després per la potabilitzadora i ser reutilitzada.

Cal no confondre la potabilització amb la depuració. Potabilitzar significa deixar l’aigua en condicions sanitàries óptimes per a ser consumida. La depuració, en canvi, està destinada a “netejar” les aigües residuals, un cop utilitzades, abans d’abocar-les als sistemes naturals.

Sabies que…

A Catalunya, les aigües acumulades en aqüífers representen el 35% dels recursos hídrics que s’utilitzen per l’abastament d’aigua potable?

El cicle de l’aigua

L’aigua de les precipitacions (pluja, neu ,…) pot tenir diferents destinacions una vegada arriba a terra. Es reparteix en tres fraccions. Es diu escolament a la part que llisca per la superfície del terreny, primer com a riera difusa i després com aigua canalitzada, formant rierols i rius. Una altra part de l’aigua s’evapora des de les capes superficials del sòl o passa a l’atmosfera amb la transpiració dels organismes, especialment les plantes; ens referim a aquesta part com evapotranspiració. Finalment, una altra part s’infiltra en el terreny i passa a ser aigua subterrània.

Si la pluja és constant es va filtrant fins a zones profundes. Quan troba una capa de materials impermeables, com l’argila, atura la seva marxa i queda emmagatzemada formant grans bosses subterrànies que configuren els aqüífers, on l’aigua pot estar durant milers d’anys.

Si la pluja que cau és massa intensa com per a ser absorbida pel sòl, es desplaça sobre d’aquest seguint els pendents del terreny. És l’escorrentiu, responsable de molts fenòmens d’erosió. Així, els sòls molt argilencs o sense vegetació fan baixar l’aigua erosionant i empobrint la terra cada vegada més.

– El sol, actua sobre els oceans, llacs i rius, transformant l’aigua en vapor.
– En ascendir, baixa la temperatura per la qual cosa el vapor es condensa en petites gotes d’aigua.
– La major part de les gotes acumulades tornen a la terra en forma de pluja.
– L’aigua de les precipitacions cau als rius, llacs i estanys. L’aigua cau i segueix la direcció dels aqüífers.

El cicle de l’aigua té un comportament particular quan es concreta en l’àmbit d’un aqüífer. Quan plou, una part de l’aigua que cau va a l’escorrentiu (es desplaça de manera horitzontal i no es filtra dins la terra. La resta es filtra per dins les porositats de la roca i arriba a l’aqüífer.

escorrentiu

L’aqüífer, com hem vist, té surgències naturals, per on l’aigua apareix a la superfície en forma de petites basses o llacs, de déus o fonts. També pot tenir perforacions que ha creat l’home i que permet extreure’n l’aigua en forma de pou. Per tant el cicle d’entrada i sortida d’aigua és especial i hi intervenen factors tant naturals com humans.

L’aqüífer Carme-Capellades

El nostre aqüífer abasta una zona molt àmplia de terreny i inclou espais de diferents municipis: Orpí, Carme, la Pobla de Claramunt, la Torre de Claramunt, Cabrera d’Anoia, Capellades, Mediona, Santa Maria de Miralles, Torrelles de Foix, la Llacuna, Sant Quintí de Mediona, Fontrubí i Vallbona d’Anoia. La seva forma presenta una curiositat donat que la Generalitat de Catalunya i l’ACA reconeixen una delimitació que no és que ha definit la JCUACC. La Junta ho ha fet palès i està en tràmits per realitzar el canvi.

La JCUACC ha comprovat que si plou en algunes zones, l’aigua no repercuteix en l’aqüífer i al revés, quan plou en d’altres l’aqüífer creix. Per això cal replantejar la seva estructura perquè s’adapti a la mida real.

10_mapa

Si mirem un tall de perfil de l’aqüífer veurem com es distribueixen els tres nivells de l’aqüífer des de La Llacuna fins a Capellades.

– Tm1 fa referència a la capa inferior, La base està formada per un paquet de roques calcàries i dolomies laminades seguides de nivells de dolomies grises. La dolomia és una roca sedimentària d’origen químic.
– Tm2 es refereix a la capa mitjana, composta de gresos i argiles vermelles.
– Tm3 és la capa superior formada per calcàries i/o dolomies.

12_tallg

 L’aigua arriba a formar part del dia a dia de tots nosaltres, de tal manera que en poblacions que en gaudeixen aquesta forma part dels comentaris o de la vida dels seus habitants. Si a Capellades la bassa baixa de nivell excessivament, tothom en parla, si hi ha una extracció desmesurada en alguna zona, o contaminació de les aigües, tothom ho comenta i es fa saber a l’ajuntament. Així doncs, fets tan simples de la vida quotidiana, com beure aigua de l’aixeta, passejar pel poble i veure els recs brollar i les basses plenes, o inclús passejar pel camp i observar amb deteniment el relleu o beure d’alguna font, és producte de l’existència del nostre aqüífer.

 

Enllaços relacionats

    Aigües freàtiques

    L’espai “H2O”posa de manifest que, en moments de sequera i gràcies a les noves tecnologies, es poden aprofitar les aigües freàtiques dels pobles i les ciutats per regar els parcs i netejar els carrers sense fer servir aigua potable de la xarxa.

    Aigües pluvials

    Fins a un 50 % de l’aigua que es fa servir a casa podria ser substituïda per aigua de pluja. El vídeo del programa “H2O” mostra com es pot aprofitar aquesta aigua.

    Anatomy of an Aquifer

    Animació que explica com funciona un aqüífer i les seves surgències naturals.

    Aplicacions de l’aigua en moviment

    Vídeo d'”Energi K” que explica com el moviment constant de l’aigua pot servir per generar energia i també ser útil per als transports.

    Aprofitar l’aigua del subsòl

    L’espai “El medi ambient” mostra com un institut d’educació secundària del Prat de Llobregat aprofita l’aigua d’un aqüífer per regar l’hort del centre.

    Canal Educa

    Programa educatiu sobre l’aigua amb molts recursos i activiats sobre el tema que tant poden ser presencials com online.

    Comunitats d’usuaris d’aigües

    Vídeo sobre les comunitats d’usuaris d’aigües que permeten resoldre problemes derivats de la sobreexplotació, contaminació i intrusió marina dels aqüífers. “H20” mostra com, gràcies a la coordinació de tots els consumidors d’aigües d’un aqüífer, s’evita que es malmeti i s’acabi assecant.

    El agua

    Diferents recursos i informacions sobre l’aigua a Mèxic i al planeta.

    Energia i aigua

    Propostes de recerca per a estudiants d’ESO per treballar l’aigua i l’energia tant a casa seva com al seu centre d’estudis. Objectiu: estalviar aigua i energia.

    Experimentació en les classes de ciències

    Interessant llistat d’experiments realitzats per docents a la web de Recerca en Acció que mostren algunes de les propostes que han el.laborat els docents dels cursos “L’experimentació en les clases de ciències”.

    Hidrátate, somos agua

    Materials educatius per la campanya “Hidrátate, somos agua” amb un Trivial sobre aquest tema. Materials per l’alumne i pel docent.

    Jocs interactius

    Jocs interactius de l’Agència Catalana de l’Aigua (Generalitat de Catalunya) sobre l’aigua per diferents nivells educatius.

    L’aigua de l’aixeta

    L’aigua de l’aixeta és bona, tant per beure com per cuinar, i mil vegades més barata que l’embotellada. El vídeo d'”H2O” parla dels seus avantatges en aquest capítol.

    L’aigua és H2O?

    Interactiu sobre l’aigua: aigües potables, estats físics, aigua com a dissolvent i aigües envasades.

    L’energia hidràulica

    Aquesta animació de vídeo està configurada com un procés detallat que explica la generació d’energia elèctrica a partir del cicle natural de l’aigua.

    NASA: The Water Cycle

    Animació en forma de vídeo que mostra el recorregut de l’aigua en el seu cicle per la Terra.

    Pòsters i quaderns de treball

    Pòsters i quaderns de treball de l’Agència Catalana de l’Aigua sobre diferents temàtiques: dessalinitzadores, cicle de l’aigua, depuradores, el valor de l’aigua…

    Quanta aigua uses?

    Interactiu amb consells i bones pràctiques sobre l’etalvi d’aigua.

    Recursos sobre l’aigua

    Vídeos educatius sobre l’aigua, per l’Agència Catalana de l’Aigua: cicle de l’aigua, consum responsable, canvi climàtic i contes.

    Water Education

    Activitats intreractives i recursos per docents i alumnes sobre el cicle de l’aigua.

    Water Education Posters

    Pòsters en PDF descarregables i imprimibles sobre diferents paisatges relacionats amb l’aigua i adequats a diferents nivells educatius.