5.3 Acuíferos y Acuitardos
Los escenarios de flujo y gradiente hidráulico mostrados en las figuras anteriores también están presentes en acuíferos separados por un acuitardo. Como se muestra en la Figura 26, el gradiente horizontal en el acuífero no confinado y en el acuífero confinado están definidos por el nivel freático y la superficie potenciométrica, respectivamente. La carga hidráulica disminuye hacia la derecha en ambos acuíferos. Sin embargo, existe una diferencia de carga hidráulica arriba y abajo del acuitardo.
Figura 26 – Ejemplo de flujo horizontal y perfil de carga vertical asociado en: a) un acuífero no confinado y b) un acuífero confinado, y el gradiente vertical asociado en un acuitardo (Cohen y Cherry, 2020).Existe un cambio distintivo en la carga hidráulica a través del acuitardo, lo cual es indicativo de una zona de menor conductividad hidráulica. Aunque la mayor parte del flujo en los acuíferos es horizontal, una fracción fluye a través del acuitardo (de mayor carga a menor carga). Es importante notar que el gradiente vertical no significa necesariamente que el flujo a través del acuitardo sea vertical — solo indica que existe una componente vertical del flujo. Si no se conociera la presencia de un intervalo de baja K, las cargas hidráulicas podrían malinterpretarse como indicación de flujo vertical en toda la zona saturada. Esto ejemplifica la necesidad de considerar las características geológicas conocidas del subsuelo al interpretar datos de carga.
La Figura 27 muestra que la dirección del flujo en el acuitardo depende de las elevaciones relativas del nivel freático y de la superficie potenciométrica.
Figura 27 – Perfil de carga a través de acuitardos resultando en: a) flujo descendente y b) flujo ascendente (Cohen y Cherry, 2020).Un acuitardo es una formación semipermeable que restringe el flujo entre los acuíferos suprayacentes y/o subyacentes. En algunos casos, la conductividad hidráulica del acuitardo es menos restrictiva y algo de agua subterránea puede fluir entre los acuíferos (acuitardo con fugas). En cualquier caso, el agua subterránea está presente y satura completamente el acuitardo, por lo que existe conexión hidráulica entre los acuíferos. Por consiguiente, hay un gradiente hidráulico en el acuitardo, como se muestra en la Figura 28.
Figura 28 – Líneas de contorno potenciométrico en un acuífero no confinado y un acuífero confinado separados por un acuitardo (Cohen y Cherry, 2020).Problema de Ejemplo 10
Basado en los datos de nivel de agua mostrados en el esquema, determina cuál de las opciones representa mejor las líneas equipotenciales y la dirección del flujo a través de las dos capas de arena y el acuitardo de arcilla.
Ejercicio interactivo
Simulación: Identificación de Líneas Equipotenciales
Analiza los datos de nivel de agua y selecciona el esquema correcto. Luego experimenta con el simulador interactivo.
Selecciona el Esquema Correcto
Basándote en los datos de nivel de agua mostrados arriba (180m a la izquierda, 170m a la derecha, en ambos acuíferos), ¿qué esquema de abajo representa mejor las líneas equipotenciales y la dirección del flujo?
Datos de nivel de agua en los pozos de monitoreo 
Mostrar solución
Solución del Problema 10
La respuesta correcta es la opción “b”: La carga hidráulica en cada tramo ranurado es igual a la elevación del nivel de agua en cada pozo. Basado en los datos de carga hidráulica en las zonas de arena, la carga disminuye hacia la derecha, y el flujo vertical estará restringido debido al acuitardo. Por consiguiente, el flujo en las zonas de arena es principalmente horizontal, y las líneas equipotenciales son casi verticales porque el flujo es ortogonal a las equipotenciales en medios isotrópicos.
- La opción “a” NO es la respuesta correcta. El valor de la carga trazado en cada punto es correcto porque es la elevación del agua en el pozo. Sin embargo, esta no puede ser la respuesta correcta porque la línea equipotencial no tiene una inflexión en la parte superior e inferior del intervalo de baja K.
- La opción “c” NO PUEDE ser la respuesta correcta porque los valores de carga trazados en los puntos de medición no representan la carga hidráulica. En cambio, representan la altura de la columna de agua en cada pozo.
- La opción “d” NO PUEDE ser la respuesta correcta porque los valores trazados en los puntos de medición no representan la carga hidráulica; en cambio, son las elevaciones de los puntos de medición.