Un cono de depresión es un área circular que rodea un pozo donde los niveles de agua subterránea se reducen debido al bombeo. [1] [2] En un acuífero libre ( nivel freático ), se trata de una depresión real de los niveles de agua. En los acuíferos confinados ( artesianos ), el cono de depresión es una reducción en la carga de presión que rodea el pozo bombeado.
Cuando se bombea agua de un pozo, el nivel del agua en el mismo disminuye. Al disminuir este nivel de agua, se produce un gradiente entre el agua del acuífero circundante y el agua del pozo. Debido a que el agua fluye desde niveles altos a niveles bajos de agua o presión, este gradiente produce un flujo desde el acuífero circundante hacia el pozo.
A medida que el agua fluye hacia el pozo, los niveles de agua o la presión en el acuífero que lo rodea disminuyen. La magnitud de esta disminución se hace menor con la distancia al pozo, lo que da como resultado una depresión en forma de cono que irradia desde el pozo. Esto, en apariencia, es similar al efecto que se observa cuando se saca el tapón de una bañera. Esta característica de forma cónica es el cono de depresión.
El tamaño y la forma (pendiente) del cono de depresión dependen de muchos factores. La velocidad de bombeo en el pozo afectará el tamaño del cono. Además, el tipo de material del acuífero, como por ejemplo si el acuífero es arena, limo , rocas fracturadas, karst , etc., también afectará la extensión del cono. La cantidad de agua almacenada y el espesor del acuífero también determinarán el tamaño y la forma del cono de depresión.
A medida que se bombea un pozo, el cono de depresión se extenderá y continuará expandiéndose de manera radial hasta que se alcance un punto de equilibrio. Esto suele ocurrir cuando la cantidad de agua liberada del almacenamiento es igual a la velocidad de bombeo. Esto también puede ocurrir cuando la recarga del acuífero es igual a la cantidad de agua que se bombea.
Generalmente pensamos en un cono de depresión como una característica circular que rodea el pozo bombeado. Sin embargo, las características del acuífero pueden afectar la forma del cono de depresión. Por ejemplo, si hay un gradiente pronunciado de agua subterránea en el área de bombeo, el cono tenderá a ser más corto en la dirección ascendente y alargado en la dirección descendente. Esto se debe a que el agua ya está fluyendo hacia el pozo desde la dirección ascendente, por lo que el cono de depresión no necesita extenderse tanto para obtener agua, mientras que el agua fluye desde el pozo en la dirección descendente, por lo que el cono de depresión necesita llegar más lejos para obtener agua.
La forma del cono de depresión también puede verse afectada cuando el cono intersecta una fuente de agua, como un lago o un arroyo . En tales casos, el agua del lago o del arroyo suministra agua al cono de depresión y, por lo tanto, el cono no se expandirá tanto en esta dirección. Por el contrario, si el cono de depresión entra en contacto con una barrera, como una cresta rocosa masiva , un cuerpo de arcilla o el borde del acuífero, el cono de depresión descenderá a mayores profundidades para suministrar agua al pozo.
Cuando dos conos de depresión se cruzan entre sí, tienden a tener un efecto combinado en la reducción del nivel del agua y dan como resultado niveles de agua o presiones mucho más bajos que los que produciría un solo cono de depresión. Esto puede ser una consideración importante al planificar la ubicación de los pozos y las tasas de bombeo. En el caso de los pozos de suministro de agua, ya sea para uso doméstico o riego , los pozos generalmente se colocan lo suficientemente separados para evitar la intersección de los conos de depresión. De esta manera, se minimiza la reducción del nivel del acuífero. Sin embargo, en el caso de la deshidratación para minas y vertederos donde el objetivo es reducir los niveles y las presiones del agua, los pozos a menudo se colocan juntos para reducir la carga en el acuífero al máximo.
Los mapas de contorno de los niveles y presiones del agua suelen mostrar “diana” alrededor de los pozos bombeados que representan conos de depresión. En el caso de los pozos municipales de gran tamaño, los conos de depresión pueden extenderse a muchos kilómetros del pozo. En el caso de los pozos domésticos, los conos suelen ser demasiado pequeños para aparecer en dichos mapas.
Los conos de depresión pueden ser muy útiles cuando se trata de columnas de contaminantes en aguas subterráneas . A menudo, se puede colocar un pozo cerca de una columna de contaminantes y bombear a una velocidad suficiente para crear un cono de depresión. Este cono de depresión puede actuar para capturar el flujo de contaminantes (básicamente, sacándolos del acuífero). El agua bombeada puede luego ser tratada. El uso de pozos de captura ha sido útil para proteger pozos de suministro de agua y para aislar contaminantes cerca de derrames, vertederos y otras fuentes.