El nivel freático es la superficie superior de la zona de saturación . La zona de saturación es donde los poros y fracturas del suelo se saturan con agua subterránea , [1] que puede ser dulce, salina o salobre, según la localidad. También puede explicarse simplemente como la profundidad por debajo de la cual se satura el suelo.
El nivel freático es la superficie donde la presión del agua es igual a la presión atmosférica (donde la presión manométrica = 0). Puede visualizarse como la "superficie" de los materiales del subsuelo que están saturados con agua subterránea en una zona determinada. [2]
El agua subterránea puede provenir de la precipitación o del agua subterránea que fluye hacia el acuífero. En áreas con suficiente precipitación, el agua se infiltra a través de los espacios porosos del suelo, pasando por la zona no saturada. A mayor profundidad, el agua llena más espacios porosos en los suelos, hasta que se alcanza una zona de saturación. Debajo del nivel freático, en la zona freática (zona de saturación), se llaman acuíferos capas de roca permeable que producen agua subterránea . En suelos menos permeables, como formaciones de lecho rocoso apretado y depósitos históricos en el lecho de lagos, el nivel freático puede ser más difícil de definir.
“Nivel freático” y “ nivel del agua ” no son sinónimos. Si un acuífero más profundo tiene una unidad permeable más baja que limita el flujo ascendente, entonces el nivel del agua en este acuífero puede aumentar a un nivel mayor o menor que la elevación del nivel freático real. La elevación del agua en este pozo más profundo depende de la presión en el acuífero más profundo y se denomina superficie potenciométrica , no nivel freático. [2]
El nivel freático puede variar debido a cambios estacionales como la precipitación y la evapotranspiración . En regiones no desarrolladas con suelos permeables que reciben cantidades suficientes de precipitación, el nivel freático generalmente se inclina hacia los ríos que actúan para drenar el agua subterránea y liberar la presión en el acuífero. Manantiales , ríos , lagos y oasis se producen cuando el nivel freático llega a la superficie. El agua subterránea que ingresa a ríos y lagos representa los niveles de agua del flujo base en los cuerpos de agua. [3]
Dentro de un acuífero, el nivel freático rara vez es horizontal, sino que refleja el relieve superficial debido al efecto capilar ( franja capilar ) en suelos , sedimentos y otros medios porosos . En el acuífero, el agua subterránea fluye desde puntos de mayor presión a puntos de menor presión, y la dirección del flujo del agua subterránea generalmente tiene un componente tanto horizontal como vertical. La pendiente del nivel freático se conoce como “gradiente hidráulico”, que depende de la velocidad a la que se agrega y elimina agua del acuífero y de la permeabilidad del material. El nivel freático no siempre imita la topografía debido a variaciones en la estructura geológica subyacente (por ejemplo, lecho rocoso plegado, fallado y fracturado).
Un nivel freático elevado (o acuífero elevado) es un acuífero que se encuentra por encima del nivel freático regional. Esto ocurre cuando hay una capa impermeable de roca o sedimento ( aquiludo ) o una capa relativamente impermeable ( acuitardo ) sobre el nivel freático/acuífero principal pero debajo de la superficie terrestre. Si el flujo de un acuífero encaramado cruza la superficie, por ejemplo en la pared de un valle, el agua se descarga como un manantial .
En las islas oceánicas bajas con suelo poroso, el agua dulce tiende a acumularse en charcos lenticulares encima del agua de mar más densa que penetra desde los lados de las islas. La lente de agua dulce de una isla así, y por tanto el nivel freático, sube y baja con las mareas.
En algunas regiones, por ejemplo en Gran Bretaña o California , las precipitaciones invernales suelen ser mayores que las estivales , por lo que en verano las reservas de agua subterránea no se recargan por completo. En consecuencia, el nivel freático es más bajo durante el verano. Esta disparidad entre el nivel del nivel freático de invierno y verano se conoce como "zona de saturación intermitente", donde el nivel freático fluctuará en respuesta a las condiciones climáticas.
El agua fósil es agua subterránea que ha permanecido en un acuífero durante varios milenios y se encuentra principalmente en los desiertos . No es renovable con las lluvias actuales debido a su profundidad debajo de la superficie, y cualquier extracción provoca un cambio permanente en el nivel freático en dichas regiones.
La mayoría de los cultivos necesitan un nivel freático a una profundidad mínima. [6] Para algunos cultivos importantes de alimentos y fibras se hizo una clasificación [7] porque a menor profundidad el cultivo sufre una disminución del rendimiento. [8]
Un nivel freático cerca de la superficie afecta la excavación, el drenaje, los cimientos, los pozos y los campos de lixiviación (en áreas sin agua ni saneamiento municipal), y más.
Cuando la excavación se realiza lo suficientemente cerca del nivel freático para alcanzar su acción capilar, se debe eliminar el agua subterránea durante la construcción. Esto es evidente en Berlín , que está construido sobre un terreno arenoso y pantanoso y el nivel freático se encuentra generalmente a 2 metros por debajo de la superficie. A menudo se pueden ver tuberías rosas y azules que transportan agua subterránea desde las obras de construcción al río Spree (o a los canales). [ cita necesaria ]