D2 Caracterización del Suelo y Subsuelo

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La caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo busca determinar las propiedades que gobiernan cómo se almacena y cómo se mueve el agua dentro de la tierra: el contenido de humedad del suelo, el potencial mátrico que retiene esa agua dentro de sus poros, la conductividad hidráulica con la que el agua logra atravesar el suelo, y el nivel freático que marca dónde empieza la zona saturada; es precisamente esta caracterización la que hace que esas cuatro propiedades, antes invisibles bajo tierra, se vuelvan medibles en el campo.

El contenido de humedad del suelo se mide con una técnica basada en la reflectometría en el dominio del tiempo, que consiste en medir la constante dieléctrica aparente del suelo; es precisamente esa constante dieléctrica, que depende fuertemente de cuánta agua contiene el suelo, la que hace que la velocidad con la que se propaga una señal electromagnética a través de ese suelo pueda convertirse directamente en el contenido de humedad que se busca conocer.

El potencial mátrico, por su parte, se mide de manera directa con tensiómetros: un tubo de cerámica porosa se pone en contacto con el suelo, y es la succión que el suelo ejerce sobre el agua contenida en ese tubo la que hace que se registre, dentro del propio tensiómetro, una presión negativa equivalente al potencial mátrico del suelo circundante.

La conductividad hidráulica saturada se determina en el campo mediante permeámetros, ya sea de carga constante o de carga variable, aplicando la ley de Darcy, que hace que el flujo de agua medido a través de una muestra de suelo pueda relacionarse directamente con el gradiente de presión que impulsa ese mismo flujo.

Los ensayos de bombeo realizados en pozos permiten, a su vez, determinar dos propiedades del acuífero: su transmisividad y su coeficiente de almacenamiento; es el ajuste de la curva de descenso del nivel freático, medida durante el bombeo, a soluciones analíticas ya conocidas, como la solución de Theis, el que hace que sea posible extraer ambas propiedades de una sola prueba de bombeo.

La tomografía de resistividad eléctrica, por último, mapea la distribución espacial de la resistividad aparente de todo el subsuelo, una resistividad que varía tanto con el contenido de agua como con la salinidad presente; es precisamente esa variación de resistividad la que hace posible generar secciones bidimensionales del subsuelo sin necesidad de perforarlo.

Así, desde el contenido de humedad y el potencial mátrico con los que arranca este documento hasta las secciones bidimensionales de resistividad con las que termina, pasando por la conductividad hidráulica saturada y por la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento del acuífero, la caracterización hidráulica del suelo y del subsuelo hace que las propiedades invisibles que gobiernan el agua bajo tierra puedan finalmente medirse, cuantificarse y compararse entre un lugar y otro.

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