El nivel freático es la superficie superior de la zona de saturación . La zona de saturación es donde los poros y las fracturas del suelo están saturados con agua subterránea , [1] que puede ser dulce, salina o salobre, según la localidad. También se puede explicar simplemente como la profundidad por debajo de la cual el suelo está saturado.
El nivel freático es la superficie donde la presión del agua es igual a la presión atmosférica (donde la presión manométrica es 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 proceder 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 medida que aumenta la profundidad, el agua llena más espacios porosos en los suelos, hasta que se alcanza una zona de saturación. Por debajo del nivel freático, en la zona freática (zona de saturación), las capas de roca permeable que producen agua subterránea se denominan acuíferos . En suelos menos permeables, como formaciones de lecho rocoso compacto y depósitos históricos de lechos 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 subir a un nivel que sea 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 subdesarrolladas 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. Los manantiales , ríos , lagos y oasis se producen cuando el nivel freático alcanza la superficie. El agua subterránea que ingresa a los ríos y lagos representa los niveles de agua de 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 de agua subterránea normalmente 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 se retira agua del acuífero y de la permeabilidad del material. El nivel freático no siempre imita la topografía debido a las variaciones en la estructura geológica subyacente (por ejemplo, lecho rocoso plegado, fallado, fracturado).
Un nivel freático suspendido (o acuífero suspendido) es un acuífero que se encuentra por encima del nivel freático regional. Esto ocurre cuando hay una capa impermeable de roca o sedimento ( acuicludo ) o una capa relativamente impermeable ( acuitardo ) por encima del nivel freático/acuífero principal pero por debajo de la superficie terrestre. Si el flujo de un acuífero suspendido intersecta la superficie, en la pared de un valle, por ejemplo, el agua se descarga en forma de manantial .
En las islas oceánicas bajas con suelo poroso, el agua dulce tiende a acumularse en charcas lenticulares sobre el agua marina más densa que se introduce por los costados de las islas. La lente de agua dulce de una isla de este tipo, y por lo tanto el nivel freático, sube y baja con las mareas.
En algunas regiones, como por ejemplo Gran Bretaña o California , las precipitaciones invernales suelen ser más elevadas que las estivales , por lo que las reservas de agua subterránea no se recargan por completo en verano. En consecuencia, el nivel freático es más bajo durante el verano. Esta disparidad entre el nivel del nivel freático de invierno y de verano se conoce como "zona de saturación intermitente", en la que el nivel freático fluctúa 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 bajo 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 realizó una clasificación [7] porque a profundidades menores el cultivo sufre una disminución del rendimiento. [8]
Un nivel freático cercano a la superficie afecta la excavación, el drenaje, las cimentaciones, los pozos y los campos de lixiviación (en áreas sin agua ni saneamiento municipal), y más.
Cuando la excavación se produce lo suficientemente cerca del nivel freático como para alcanzar su acción capilar, es necesario extraer el agua subterránea durante la construcción. Esto es evidente en Berlín , que está construida sobre un suelo 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 los sitios de construcción hasta el río Spree (o canales). [ cita requerida ]